JP2018024202A

JP2018024202A - 加飾樹脂成形品

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Publication number: JP2018024202A
Application number: JP2016158509A
Authority: JP
Inventors: 今井　達也; Tatsuya Imai; 達也今井; 博世松井; Hirotsugu Matsui
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2036-08-12
Also published as: JP6689709B2

Abstract

【課題】従来品と比較して、製造工程の削減により製造コストが低く抑えられる、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品を提供すること。【解決手段】Ｌ*ａ*ｂ*表色系におけるＬ*値が７２．７５以下である樹脂成形品を準備し、次いで、かかる樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成することにより、目的とする加飾樹脂成形品を得る。【選択図】図２

Description

本発明は、加飾樹脂成形品に係り、特に、例えば自動車内装部品等として好適に用いられ得る樹脂成形品に関するものである。

従来より、加飾樹脂成形品の一種として、樹脂成形品からなる基材の所定の面（例えば意匠面。以下、被加飾面という。）に対して、例えば、メタリック塗装による塗膜や、金属メッキによるメッキ膜等を形成することにより、樹脂成形品上に金属表面を擬似的に表現する、所謂金属調の加飾が施されてなる加飾樹脂成形品が知られている（例えば、特許文献１を参照）。そのような加飾樹脂成形品は、本物の金属製品と比較して、軽量で、成形性や加工性に優れ、しかも、防錆加工も不要であるところから、例えば、自動車内装部品や家具、建築材、家電製品、携帯電子機器等の様々な製品の表皮材や部品等として、広く用いられている。

特に、近年の自動車業界においては、自動車に対する高級志向の高まり等により、自動車内装部品として用いられる加飾樹脂成形品として、落ち着いた色合い、特に、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品に対するニーズが高まってきている。反射光が青色を呈する加飾樹脂成形品としては、例えば特許文献２において、反射光がＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系において所定の範囲にある青色乃至緑色を呈する透明板が提示されている。

具体的に、特許文献２においては、ガラス板もしくは合成樹脂板からなる透明な基体の一方の表面に、厚さ１５〜３０ｎｍの窒化チタン膜が、窒素ガス１００％雰囲気中でスパッタリングにより形成され、この窒化チタン膜の上に、厚さ１０〜４５ｎｍの透明な金属酸化物からなる膜を形成してなる２層構成の被膜が形成された、該透明な基体の他方の表面における反射光がＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系において４９．３≦Ｌ^* ≦６７．２、−７．３≦ａ^* ≦−２．２、−１４．５≦ｂ^* ≦１．８にあるような青色乃至緑色を呈する透明板が、開示されている。そして、かかる構成の透明板にあっては、同特許文献第３頁左欄第８〜１０行目に記載されているように、被膜を被覆した面の他の面の反射の色調が、光の干渉作用により青色乃至緑色を呈するとされている。

しかしながら、特許文献２に開示の如き従来の加飾樹脂成形品にあっては、金属酸化物等からなる干渉膜（干渉層）を必須の構成要件とするものであり、そのような加飾樹脂成形品の製造に際しては、基材に対して窒化チタン膜を形成する工程（窒化チタン膜形成工程）と、かかる窒化チタン膜形成工程とは別個の干渉膜を形成する工程が必須となり、製造コストの低減を図ることが困難である。また、干渉膜を構成要件とする加飾樹脂成形品では、グラデーションを有する色合いとすることが困難であり、更に、光の干渉作用を利用している関係上、他の部材と密着させた状態では目的とする反射光が得られない恐れがある等の問題を内在している。

特開２００４−３００５６６号公報特許第２７２２５０９号公報

本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品であって、従来品と比較して、構造が簡素であって、容易に製造することが可能なものを提供することにある。また、本発明は、そのような加飾樹脂成形品を有利に製造することが出来る方法を提供することも、その解決課題とするものである。

そして、本発明は、かかる課題を解決するために、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜が形成されてなる加飾樹脂成形品を、その要旨とするものである。

なお、本発明に係る加飾樹脂成形品においては、好ましくは、前記窒化チタン薄膜の厚さが２００〜４００Åである。

また、本発明は、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品を準備する工程と、前記樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成する工程と、を有する加飾樹脂成形品の製造方法をも、その要旨とするものである。

このように、本発明に従う加飾樹脂成形品にあっては、基材たる樹脂成形品として、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が所定の値以下のものを用いて形成されているところに、大きな技術的特徴が存するのである。そして、そのような特定の樹脂成形品を基材として用いて構成されていることによって、本発明の加飾樹脂成形品にあっては、樹脂成形品の被加飾面上に形成された窒化チタン薄膜側が、有利に、青色を呈する金属調を発現することとなるのである。ここで、「窒化チタン薄膜側が、青色を呈する金属調を発現する」とは、加飾樹脂成形品における窒化チタン薄膜の表面（基材たる樹脂成形品の被加飾面と接する面とは反対側の面）を色彩計や分光測色計で測定した際に、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるｂ^* 値が０未満であって、かかる表面を目視した際に金属調が確認されることを意味するものである。

窒化チタン薄膜側の反射光が青色を呈する本発明の加飾樹脂成形品は、従来の、光の干渉作用を利用して青色の反射光を発生させる樹脂成形品等（従来品）とは異なり、かかる干渉作用を発現させるための干渉膜（干渉層）が不要である。即ち、本発明に係る加飾樹脂成形品を製造するに際しては、従来品を製造する際には必要とされていた干渉膜（干渉層）形成工程が不要であるところから、製造コストを低く抑えることが可能ならしめられるのである。

本発明に係る加飾樹脂成形品の一実施形態を示す斜視図である。図１の加飾樹脂成形品における縦断面図を部分的に拡大したものである。基材のＬ^* 値が窒化チタン薄膜のｂ^* 値に与える影響についての検証実験の概略を示す説明図である。図３に示される検証実験において、基材のＬ^* 値（ｘ）と、窒化チタン薄膜表面にて測定されるｂ^* 値（ｙ）との関係を示すグラフである。

以下、適宜に図面を用いて、本発明を詳細に説明する。尚、図１及び図２においては、説明の都合上、窒化チタン薄膜及び樹脂成形品の厚さが誇張して描かれていることが、理解されるべきところである。

図１及び図２には、本発明に係る加飾樹脂成形品の一実施形態が、図１においては斜視図にて示されており、かかる加飾樹脂成形品における縦方向（窒化チタン薄膜の積層方向）の断面の部分拡大図が、図２において示されている。

それら図１及び図２より明らかなように、加飾樹脂成形品１０は、基材たる樹脂成形品１２と、窒化チタン薄膜１４とから構成されている。より詳細には、樹脂成形品１２は、全体として矩形板状を呈しており、その上面全体が被加飾面１６とされているのであって、かかる被加飾面１６上に、窒化チタン薄膜１４が所定の厚さにて形成されているのである。

ここで、基材たる樹脂成形品１２を構成する樹脂材料としては、本発明の効果を阻害するものでない限り、如何なるものであっても用いることが可能であるが、本発明においては、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂とＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）樹脂とからなる複合材料に、黒色顔料が配合されてなる樹脂材料が、有利に用いられる。かかる樹脂材料は、黒色顔料の配合量を適宜、変更することにより、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品の作製を容易ならしめるという利点を有している。

また、本発明の加飾樹脂成形品において、より明瞭な青色を呈する金属調を発現させるためには、窒化チタン薄膜の厚さを２００〜４００Å（２０〜４０ｎｍ）とすることが好ましい。窒化チタン薄膜を、２００Å（２０ｎｍ）未満の厚さにて形成した場合や、４００Å（４０ｎｍ）を超える厚さにおいて形成した場合においては、窒化チタン薄膜上にて看取される色調が、青色を呈する金属調とは言い難いものとなる恐れがある。

そして、本発明に従う加飾樹脂成形品１０にあっては、基材たる樹脂成形品１２が、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下であるところに、大きな技術的特徴が存しているのである。このような特定の樹脂成形品を用いて構成されていることにより、本発明に係る樹脂成形品１０は、その被加飾面１６上に形成された窒化チタン薄膜１４側において、青色を呈する金属調を発現することとなるのである。

ここで、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品を用いて、その表面（被加飾面）に窒化チタン薄膜が設けられてなる加飾樹脂成形品において、窒化チタン薄膜側が青色を呈する金属調を発現することについては、本発明者等が知得した技術的事項であり、以下に示す検証実験により、技術的な裏付けを有するものである。

本発明者等は、加飾樹脂成形品の研究を進めてきた過程において、加飾として窒化チタン薄膜を用いた加飾樹脂成形品にあっては、基材たる樹脂成形品の明度（Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値）が、窒化チタン薄膜上にて看取される色合いに影響を与えることを見出し、これを検証するために、以下の実験を行なった。先ず、色見本として、塗料用標準色見本帳（一般社団法人日本塗料工業会、１９９７年発行）を準備する一方で、ガラス板（Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値：９６．４１、ａ^* 値：−０．０２、ｂ^* 値：０．２７）の一方の面に、スパッタリング法に従い、膜厚が４００Å（４０ｎｍ）の窒化チタン薄膜を形成した。なお、ガラス板のＬ^* 値等の測定には、紫外可視近赤外分光光度計（商品名：SolidSpec-3700、株式会社島津製作所製）を用いた。次いで、塗料用標準色見本帳に示されている色見本のうち、下記表１に示す色票番号のものについて、分光測色計（商品名：CM-700d 、コニカミノルタ株式会社製）を用いて、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値を測定した。その結果を、下記表１に示す。そして、図３に示されるように、表１に示す各色票番号の色見本上に、一方の面に窒化チタン薄膜が形成されたガラス板を、その他方の面（窒化チタン薄膜が形成されていない側の面）が色見本側となるように、色見本上に載置し、かかる状態で、上方より窒化チタン薄膜のｂ^* 値を分光測色計にて測定した（実験１〜実験１４）。その結果を、下記表１に示す。

基材たる色見本のＬ^* 値をｘ軸とし、窒化チタン薄膜のｂ^* 値をｙ軸として、色見本のＬ^* 値と窒化チタン薄膜のｂ^* 値との関係を、図４においてグラフとして示す。このグラフより、基材たる色見本のＬ^* 値と窒化チタン薄膜のｂ^* 値との間には、一次関数的な相関関係が認められるところから、基材のＬ^* 値（ｘ）と窒化チタン薄膜のｂ^* 値（ｙ）との関係を、最小自乗法により一次関数として近似すると、ｙ＝０．２２６２ｘ−１６．４５６という関係式が得られる。なお、かかる関係式を、図４のグラフ中に破線で示す。Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系においては、ｂ^* 値が負の値であるほど色合いが青寄りとなることから、ｙ＝０となるｘの数値を算出すると、１６．４５６／０．２２６２＝７２．７４９７…≒７２．７５となる。一方、本実験において、窒化チタン薄膜のｂ^* 値が０未満と観測された組合せ（実験１〜実験９）について、窒化チタン薄膜上の色合いを目視で観察したところ、何れについても青色を呈する金属調であることが認められた。以上より、本発明においては、基材たる樹脂成形品として、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下のものを用いることとされているのであり、そのような特定の樹脂成形品を用いることによって、本発明の効果が有利に奏されることとなるのである。

ところで、本発明にかかる加飾樹脂成形品は、例えば、以下の作業手順に従って、製造されることとなる。

先ず、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品が、公知の成形法に従って作製される。成形法としては、使用される樹脂材料や、目的とする樹脂成形品の形状や大きさ等に応じて、圧縮成形法、射出成形法や押出成形法等の公知の成形法の中から好適なものが選択されることとなる。

なお、樹脂成形品における被加飾面は、樹脂成形品の作製時（成形時）に同時に形成されるようにすることが可能であることは勿論のこと、樹脂成形品の作製（成形）後に、シボ加工等を施すことにより、被加飾面を形成することも可能である。

そのようにして作製された樹脂成形品の被加飾面上に、物理蒸着法又は化学蒸着法に従って、窒化チタン薄膜が所定の厚さにて作製される。具体的には、真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法（ＰＶＤ法）や、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法等の化学蒸着法（ＣＶＤ法）の中から、樹脂成形品の大きさや形状、更には、樹脂成形品における被加飾面の大きさ、形状及び部位等に応じた手法が適宜に選択されて、実施されることとなる。これら物理蒸着法及び化学蒸着法により形成される窒化チタン薄膜は、極めて薄いものであるにも拘わらず、樹脂成形品の被加飾面との密着性に優れているという特徴を有している。

そして、以上の如くして製造された加飾樹脂成形品にあっては、基材として、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品が用いられているところから、窒化チタン薄膜側において、青色を呈する金属調を効果的に発現するものとなっているのである。また、本発明の加飾樹脂成形品にあっては、光の干渉膜（干渉層）を必須の構成要件とする従来品とは異なり、窒化チタン薄膜以外の膜（層）を必須の要件とするものではないのであり、その製造コストが、従来品と比較して安価に抑えられ得ることとなるのである。

以上、本発明の代表的な実施形態の一つについて詳述してきたが、本発明が、上述した実施形態に限定されるものでないことは、言うまでもないところである。例えば、加飾樹脂成形品の更なる耐候性の向上を図るべく、窒化チタン薄膜上に、かかる窒化チタン薄膜を保護するための保護層（トップコート層）を設けることも可能である。そのような保護層（トップコート層）としては、公知の各種塗料等のうち、窒化チタン薄膜の反射光によって奏される青色を呈する金属調を阻害しないものであれば、如何なるものであっても用いることが可能である。例えば、塗膜が優れた透明性を発揮する、アクリルシリコン系二液硬化型塗料や、アクリルウレタン系二液硬化型塗料等を、例示することが出来る。

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加えられ得るものであることが、理解されるべきである。

先ず、樹脂材料として、ＰＣ樹脂とＡＢＳ樹脂とからなる複合材料に、黒色顔料が配合されてなるものを準備した。かかる樹脂材料を用いて、圧縮成形により、図１に示される如き矩形板状を呈する樹脂成形品を作製した。得られた樹脂成形品の一方の面を被加飾面として、かかる被加飾面の色合い（Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値、ａ^* 値及びｂ^* 値）を、分光測色計（商品名：CM-700d 、コニカミノルタ株式会社製）にて測定したところ、Ｌ^* 値：２７．７、ａ^* 値：０．０５、ｂ^* 値：０．２７であった。

次いで、樹脂成形品の被加飾面上に、スパッタリング法に従い、窒化チタン薄膜を作製した。この際、作製条件を変えることにより、窒化チタン薄膜の膜厚が異なる１１種類の加飾樹脂成形品（実施例１〜実施例１１）を得た。各加飾樹脂成形品における窒化チタン薄膜の膜厚は、下記表２に示す通りである。また、各樹脂成形品における窒化チタン薄膜側の色合いを目視で観察したところ、何れも、青色を呈する金属調であった。

得られた各加飾樹脂成形品を試料として、耐湿付着性試験及び冷熱湿繰り返し性試験を実施した。各試験の詳細を、以下に示す。

−耐湿付着性試験−
試料を、温度：５０℃、湿度：９５％以上の環境下に長時間、放置した。

−冷熱湿繰り返し性試験−
試料を、９５％以上の高湿度の下、温度を−３０℃〜９０℃の範囲内において１〜数時間単位で繰り返し変化させた雰囲気中に放置した。

各試験の実施後、試料の窒化チタン薄膜に切り込みを入れ、テープ剥離試験を行なうことにより、窒化チタン薄膜が剥離するかどうかを確認した。剥離が認められた場合を×と、剥離が認められなかった場合を○と、それぞれ評価した。各試料の評価結果を、下記表２に併せて示す。なお、下記表２において、「初期」の欄に記載されている評価は、試験を実施する前の試料についてテープ剥離試験を実施した際の評価である。

各加飾樹脂成形品の目視の結果、並びに表２の結果から明らかなように、本発明に従う加飾樹脂成形品にあっては、何れも、窒化チタン薄膜側が青色を呈する金属調であり、また、各試験後においても窒化チタン薄膜の剥離が認められず、窒化チタン薄膜と樹脂成形品との密着性が良好であることが、認められたのである。

１０加飾樹脂成形品１２樹脂成形品
１４窒化チタン薄膜１６被加飾面

Claims

Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜が形成されてなる加飾樹脂成形品。
前記窒化チタン薄膜の厚さが２００〜４００Åである請求項１に記載の加飾樹脂成形品。
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系におけるＬ^* 値が７２．７５以下である樹脂成形品を準備する工程と、
前記樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成する工程と、
を有する加飾樹脂成形品の製造方法。