JP4310493B2

JP4310493B2 - 成形型の製造方法及び樹脂成形品の製造方法

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Publication number: JP4310493B2
Application number: JP2003412778A
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Inventors: 民雄古屋
Original assignee: PROTO CO., LTD.; Vuteq Corp
Current assignee: PROTO CO., LTD.; Vuteq Corp
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-12-11
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Description

本発明は、炭素繊維布等のウェブ状物の意匠、詳しくはウェブ状物表面の凹凸形状の意匠を備え、かつ実際のウェブ状物によって三次元形状が形作られている外観を呈する樹脂成形品を製造するための成形型の製造方法及び樹脂成形品の製造方法に関する。

炭素繊維布は炭素繊維を使用して製作された織布であり、軽量で強度が高い。そのために、この炭素繊維布に合成樹脂を含浸させて硬化させることにより所定の三次元形状を有するプレートやパネルを製作し、自動車等の外装材として使用されている。昨今では、炭素繊維布はその機能性のみではなく、その表面の凹凸形状がスポーティな外観（意匠）を呈するために、自動車等の内装材（例えばインストルメントパネル等）や種々の物品の可飾用としての使用が試みられている。炭素繊維布を可飾用として使用する場合には、炭素繊維布を透明なアクリル樹脂シートに挟み込むことにより炭素繊維布の表面の凹凸形状を視認し得るようにした繊維強化樹脂シートが提案されている。

しかしながら、上記の繊維強化樹脂シートは高価な炭素繊維布を使用しているためコストが高いばかりでなく、炭素繊維布の弾性率が高く伸びが小さいため曲率の大きな三次元形状を賦形しにくく、自動車の内装材等や種々の物品の可飾用としては使用しにくい。なお、今日では炭素繊維布と同様に軽量で強度が高いアラミド繊維布も流通しているが、このアラミド繊維布もコストが高いばかりでなく、弾性率が高く伸びが小さいため曲率の大きな三次元形状を賦形しにくく、自動車の内装材等や種々の物品の可飾用としては使用しにくい。

このように炭素繊維布の持つ意匠を可飾用に使用したいという需要を満たすため、炭素繊維布の表面の凹凸形状の模様を印刷した合成樹脂シートや、熱可塑性樹脂シートの片面に炭素繊維布の布目のネガ形状の凹凸形状を形成し、該片面に光輝材を含有するインキ又は塗料を塗布して、凹凸形状の外表面に密着する塗膜を形成した化粧シートが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１３５７５６号公報

ところが、炭素繊維布の表面の凹凸形状模様を印刷した合成樹脂シートでは、凹凸形状模様を平面上に印刷しただけのものにすぎないため、凹凸形状模様に深みがなく、実際の炭素繊維布の表面が有する意匠を再現することはできなかった。

また、特許文献１に記載された化粧シートは、平面状シートの状態においては凹凸形状の反転形状が形成されていない片面から見ると、透明なシートを透過して炭素繊維布の表面の凹凸形状が視認され、実際の炭素繊維布の風合い及び質感に近い意匠を呈する。この化粧シートを用いて三次元形状が付与されて成形品となる。この化粧シートを用いた成形の際には真空成形型による真空成形が行われる。真空成形型には化粧シートに所定の三次元形状を付与するための外面形成面を有するキャビティが形成されている。そして、この真空成形では、加熱して軟化された化粧シートは、その凹凸形状の反転形状が形成されていない片面が真空成形型側となるように固定される。この状態で、真空成形型内が真空引きされると、化粧シートは延びてキャビティの外面形成面に沿って所定の三次元形状が賦形される。このとき、化粧シートは凹凸形状が形成されていない片面がキャビティの外面形成面に合致するように延び、その延びた部分の厚さも薄くなる。このように化粧シートが面方向に延びるとともに、厚さも薄くなるために、凹凸形状の長さ、すなわち炭素繊維布の織目が伸びるとともに、凹凸形状の深さも部分的に浅くなる。そのため、成形品から視認される炭素繊維布の意匠は実際の炭素繊維布の表面が持つ意匠とは違和感があり、製品の品質が低下するおそれがある。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって、実際のウェブ状物により近い立体感及び質感がある品質の高い樹脂成形品を製造することができる成形型の製造方法及び樹脂成形品の製造方法を提供することを課題としている。

本発明にかかる成形型の製造方法は、互いに型合わせした状態で使用される第１型及び第２型を備え、透明な合成樹脂材料よりなり、外面に所要の三次元形状が付与され、内面にウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状が付与された樹脂成形品を製造するための成形型の製造方法であって、前記樹脂成型品の所要の三次元形状に基づいて前記樹脂成形品の外面に該三次元形状を付与するための外面形成面を備えた第１型を製作する第１型製作工程と、片面に平滑面を有し、他の片面に前記ウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面を有する可撓性の型面形成用シートを準備するシート準備工程と、前記型面形成用シートを、その平滑面が前記第１型側となるようにして該第１型の外面形成面に沿うように貼付することにより転写型を製作する転写工程と、前記転写型を転写することにより、前記ウェブ状物の凹凸形状を有し前記樹脂成形品の内面に前記反転形状を付与するための内面形成面を備えた第２型を製作する第２型製作工程とを備えることを特徴とするものである。

ここで、ウェブ状物とは、繊維集合体又は線状体からなる平膜状又は網状の構造体であり、例えば、炭素繊維布、ガラス繊維布、アラミド繊維布や炭素繊維及びアラミド繊維によって織られたアラミド炭素布等を含む織布や上記各素材からなる不織布等の布や、金属線材よりなる網状体等を挙げることができる。

なお、第１型製作工程において、樹脂成形品のモデルの外形の三次元形状を転写することにより樹脂成形品の外面に三次元形状を付与するための外面形成面を備えた第１型を製作することができる。また、第１型製作工程において、樹脂成形品の三次元形状データに基づいて数値制御（ＮＣ）研削等を行うことによって樹脂成形品の外面に三次元形状を付与するための外面形成面を備えた第１型を製作することもできる。

本発明によれば、第１型製作工程において、樹脂成形品の三次元形状に基づいて外面形成面を備えた第１型が直接的に製作されるため、第１型の精度は高いものとなる。転写工程において、片面に平滑面を有し、他の片面にウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面を有する型面形成用シートが、その平滑面を第１型側となるようにして該第１型の外面形成面に沿うように貼付されることにより転写型が製作される。第２型製作工程において、転写型を転写することにより、ウェブ状物の凹凸形状を有し樹脂成形品の内面に反転形状を付与するための内面形成面を備えた第２型が製作される。転写型に貼付された型面形成用シートが成形すべき樹脂成形品に相当し、その反転面が樹脂成形品の内面に形成されるウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状に相当する。第２型は、転写型の型面形成用シートを転写することによって製作されるため、第２型の内面形成面の転写精度の低下は最小限に抑制される。

このように製造された成形型を使用して樹脂成形品が製造されると、樹脂成形品の外面には第１型の外面形成面によって所要の三次元形状が付与され、樹脂成形品の内面には第２型の内面形成面によってウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状が均一かつ良好に付与される。そのため、樹脂成形品の外面から見ると、透明な樹脂成形品の内部にウェブ状物の表面の凹凸形状が視認され、樹脂成形品の品質が向上する。

また、本発明によれば、第２型を製作するためにのみ製作される型は１つもなく、第２型の製作後に不要となるものは転写型の製作時に貼付される型面形成用シートのみとなるので、転写型の製作に要する材料コストを低減することができるとともに、転写型の製作に要する時間が短縮化され、成形型の製造コストが低減される。

本発明の成形型の製造方法において、「前記転写工程において、前記型面形成用シートは厚さ調整シートを介して前記第１型の外面形成面に貼付され、該厚さ調整シートの厚さ及び型面形成用シートの厚さの合計は前記樹脂成形品の製品厚さと等しい値に設定されている」構成とすることもできる。

この構成によれば、第１型の外面形成面に厚さ調整シートを介して型面形成用シートが貼付されて転写型が製作されることとなる。転写型に貼付された厚さ調整シートの厚さ及び型面形成用シートの厚さの合計が成形すべき樹脂成形品の製品厚さに相当するため、厚さ調整シートの厚さを任意に変更することにより、所望の製品厚さを有する樹脂成形品を成形可能な成形型を製造することができるようになる。

本発明の樹脂成形品の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の製造方法によって製造された成形型を使用し、第１型及び第２型を型合わせした状態で、透明な合成樹脂材料よりなり、外面に所要の三次元形状が付与され、内面にウェブ状物の表面の凹凸形状を反転させた反転形状が付与された樹脂成形品を製造するようにしたことを特徴とする。

なお、樹脂成形品は透明な熱可塑性樹脂シートを上記成形型を使用した加熱プレス成形により形成されてもよいし、型合わせした成形型への透明な合成樹脂材料の注型によって形成されてもよい。上記の熱可塑性樹脂シートとしては、ポリエステル樹脂シート、アクリル樹脂シート、ポリカーボネート樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シート、ポリ塩化ビニル樹脂シート等を挙げることができる。また、樹脂成形品を注型によって形成する場合には、合成樹脂材料としては上記と同様の透明な熱可塑性樹脂だけでなく、透明な熱硬化性樹脂を採用することができる。

また、樹脂成形品を構成する合成樹脂材料は無色又は着色のいずれであってもよく、外面から内面を明瞭に視認することができるものであればよい。

本発明によれば、樹脂成形品の外面には第１型の外面形成面によって所要の三次元形状が付与され、樹脂成形品の内面には第２型の内面形成面によってウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状が均一かつ良好に付与される。そのため、樹脂成形品の外面から見ると、透明な樹脂成形品の内部にウェブ状物の表面の凹凸形状が視認される。

また、本発明の樹脂成形品の製造方法において、「前記成形型を使用した樹脂成形品の成形の後工程として、前記成形された樹脂成形品の内面に密着するように前記樹脂成形品を透過した光を反射する有色の反射膜層を形成する反射膜層形成工程を備える」構成とすることもできる。

ここで、この反射膜層としては、パール顔料やアルミニウム金属粉の光輝材を含む塗料を塗装する方法により形成したり、その他、金属蒸着法、スパッタリング法等により金属色の反射膜層を形成したりすることができる。

これによれば、樹脂成形品本体の内面にウェブ状物の表面の凹凸形状の反転形状が均一に形成され、その反転形状の表面に密着するように有色の反射膜層が形成されている。そのため、樹脂成形品本体の外面から見ると、透明な成形品本体を透過した光は反射膜層によって反射され、樹脂成形品内にウェブ状物の表面の凹凸形状が明瞭に視認され、実際のウェブ状物の立体感及び質感に近い意匠を呈することとなる。

さらに、本発明の樹脂成形品の製造方法において、「前記反射膜層形成工程の後工程として、前記反射膜層の表面に密着するように合成樹脂材料よりなる補強体層を形成する補強体形成工程をさらに備える」構成とすることもできる。

ここで、補強体層としては反射膜層によって樹脂成形品の外面から遮蔽されて視認できないため、色彩は関係なく、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の各種の合成樹脂材料によって形成することができる。また、この補強体層には樹脂成形品を被取付部に取り付けるためのボス等の取付部を一体に形成するようにしてもよい。

これによれば、補強体層によって樹脂成形品本体が補強され、樹脂成形品の強度が確保されるようになる。また、補強体層によって樹脂成形品の強度が確保されることから、樹脂成形品本体を薄肉状に形成することができるようにもなる。

本発明の成形型の製造方法及び樹脂成形品の製造方法によれば、実際のウェブ状物により近い立体感及び質感があり、実際のウェブ状物によって三次元形状が形作られている外観を呈する品質の高い樹脂成形品を製造することができる。

以下、本発明の成形型の製造方法及び樹脂成形品の製造方法を具体化した実施の形態を図１乃至図６に基づいて説明する。図１は本実施形態の成形型を使用して製造された樹脂成形品の構造を示す断面図であり、図２はウェブ状物としての炭素繊維布を示す一部拡大平面図であり、図３は樹脂成形品の部分拡大断面図である。図４（ａ）〜（ｄ）は成形型の製造工程を示す説明図であり、図５（ａ）〜（ｆ）は成形型の製造に使用する型面形成用シートの製造工程を示す説明図であり、図６（ａ）〜（ｄ）は成形型を使用した樹脂成形品の製造工程を示す示す説明図である。

図１に示されるように、本実施形態において製造される樹脂成形品１０は所定の三次元形状をなし、その三次元形状が実際のウェブ状物によって形成された外観を呈するように形成されたものである。なお、ウェブ状物とは、繊維集合体又は線状体からなる平膜状又は網状の構造体であり、例えば、炭素繊維布、ガラス繊維布、アラミド繊維布や炭素繊維及びアラミド繊維によって織られたアラミド炭素布等を含む織布や上記各素材からなる不織布等の布や、金属線膜よりなる網状体等を挙げることができる。

この樹脂成形品１０は、所要の三次元形状が付与された成形品本体１１と、その成形品本体１１の立ち上がり基部周辺に形成された取付フランジ１２とを備えている。成形品本体１１は透明な合成樹脂膜料により形成されるとともに、その外面には所要の三次元形状をなす意匠面１３が形成されている。

成形品本体１１の内面は前記意匠面１３の三次元形状に沿うように付形されるとともに、図３に併せ示すように、成形品本体１１の内面にはウェブ状物の表面の凹凸形状を反転させた反転形状が均一に付与された可飾面１４が形成されている。成形品本体１１の厚さ、すなわち成形品本体１１の意匠面１３から可飾面１４までの深さは略均一に形成されている。

本実施形態では、成形品本体１１の内面に形成された可飾面１４を構成するウェブ状物として図２に示される炭素繊維布２０が採用されている。図２に示す炭素繊維布２０は、平織りされた布であり、所定本数の炭素繊維束を経糸２１及び緯糸２２として千鳥状に織られている。炭素繊維布２０の表面の凹凸形状は互いに隣り合った経糸２１及び緯糸２２の境界部分が最も凹となっており、正方形状の各経糸２１及び各緯糸２２の中央部分が最も凸となっている。従って、可飾面１４の反転形状は、炭素繊維布２０の経糸２１及び緯糸２２の境界部分が最も凸となり、各経糸２１及び各緯糸２２の中央部分が最も凹となっている。このように形成された成形品本体１１を意匠面１３側から見ると、可飾面１４の反転形状が反転された状態、すなわち炭素繊維布２０の表面の凹凸形状となる。

成形品本体１１の内面には、前記可飾面１４の表面に密着するように塗装された有色塗料よりなる反射膜層１５が形成されている。この反射膜層１５によって意匠面１３から成形品本体１１を透過した光の一部、すなわち反射膜層１５の色彩と同色の光線が反射され、炭素繊維布２０の表面の凹凸形状の意匠を識別させることを可能にする。なお、反射膜層１５として使用する塗料にはパール顔料やアルミニウム金属粉の光輝材を含むものを用いてもよい。また、反射膜層１５は塗装以外に、電気めっき法、ＰＶＤ（物理蒸着）法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等や溶射法によって形成される金属膜としてもよい。上記のＰＶＤ法としては公知の真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等があり、ＣＶＤ法としては公知の熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ、レーザＣＶＤ等がある。

成形品本体１１の内面には前記反射膜層１５の外表面に密着するように、さらに合成樹脂材料よりなる補強体層１６が形成されている。この補強体層１６によって、成形品本体１１が補強され、樹脂成形品１０の強度を確保することができるようになる。なお、この補強体層１６は樹脂成形品１０の外面からは反射膜層１５によって遮蔽されて視認できないため、色彩の有無に関係なく、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の各種の合成樹脂材料によって形成されている。

また、この補強体層１６には樹脂成形品１０を車両等の被取付部に取り付けるためのボス等の取付部１７が一体に形成されている。さらに、この補強体層１６の内面には補強用のリブを形成してもよい。

次に、上記のように構成された樹脂成形品１０の製造方法について図４〜図６を参照して説明する。

上記樹脂成形品１０における成形品本体１１は、例えば、図６（ａ）に示されるように互いに型合わせした状態で使用される第１型３１及び第２型３３を備えた成形型３０を使用し、透明な合成樹脂材料として熱可塑性樹脂シート２５を加熱プレス成形することにより形成することができる。この熱可塑性樹脂シート２５としては、ポリエステル樹脂シート、アクリル樹脂シート、ポリカーボネート樹脂シート、ポリプロピレン樹脂シート、ポリ塩化ビニル樹脂シート等を挙げることができる。また、透明な熱可塑性樹脂シート２５は無色又は着色されていてもよく、片面から他の片面を透過して明瞭に視認できるものであればよい。

成形型３０の第１型３１の内側には前記成形品本体１１の意匠面１３の三次元形状を付与するための外面形成面３２が形成されている。第２型３３は前記意匠面１３の三次元形状に相似する三次元形状を有するコア３４を備えるとともに、コア３４の表面には前記炭素繊維布２０の表面の凹凸形状を有する内面形成面３５が形成されている。第１型３１及び第２型３３を型締めした状態で、第２型３３のコア３４の表面は、第１型３１の外面形成面３２との間にほぼ均一な隙間を形成するような三次元形状に形成されている。

次に、本実施形態における成形型３０の製造方法について図４及び図５に基づいて説明する。本実施形態の成形型３０の製造方法では、第２型３３を製作するために、炭素繊維布２０の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面を有する可撓性の型面形成用シート４９が準備され、この型面形成用シート４９を第１型３１の外面形成面３２に剥離可能に貼付することにより転写型を製作し、この転写型を転写することにより第２型３３を製作するようにしている。

まず、型面形成用シートの製造方法について図５を参照して説明する。

図５（ａ）に示されるように、平板状の基台４０上に炭素繊維布２０が貼付され、シート用マスタ型４１が製作される。

次に、図５（ｂ）に示されるように、シート用マスタ型４１を炭素繊維布２０側から転写することにより、炭素繊維布２０の表面の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面４３を有する電気鋳造用のマンドレル型４２が製作される。このマンドレル型４２の反転面４３に電極処理が施される。

この後、図５（ｃ）に示されるように、このマンドレル型４２を使用して反転面４３側に、例えば、ニッケルＮｉによる電気鋳造が行われて、電鋳型４４が形成される。なお、この電鋳型４４には真空引きを行うことができるように上下に貫通する複数の通気透孔が形成される。

図５（ｄ）に示されるように、マンドレル型４２から電鋳型４４を離型すると、電鋳型４４には前記反転面４３を反転させた形状付与面４５が形成される。電鋳型４４は金属をイオンレベルで析出させたものであるため、形状付与面４５はマンドレル型４２の反転面４３を精密に転写したもの、すなわち、炭素繊維布２０の凹凸形状を精密に複写したものとなる。

図５（ｅ）に示されるように、電鋳型４４を真空引きすることができるように、電鋳型４４には形状付与面４５とは反対側の面においてバッキング部４６が形成されて付形型４７が形成される。なお、バッキング部４６には電鋳型４４の吸気用透孔に連通する複数の吸気通路４６ａが形成される。図示しない加熱装置によって加熱されて軟化した熱可塑性樹脂シート４８を付形型４７上に配置して吸気通路４６ａを介して真空引きすることにより、図５（ｆ）に示されるように、片面に平滑面４９ａを有し、他の片面に炭素繊維布２０の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面４９ｂを有する型成形用シート４９が製造される。電鋳型４４の形状付与面４５は炭素繊維布２０の表面の凹凸形状を精密に複写したものであるため、型成形用シート４９の反転面４９ｂは炭素繊維布２０の凹凸形状を精密に反転させた転写精度の高いものとなる。

そして、上記のように製造された型成形用シート４９を用いて本実施形態の成形型３０が製造される。

まず、図４（ａ）に示されるように、製造すべき所要の樹脂成形品１０の成形品本体１１の三次元形状５１及び寸法を備えたモデル５０を用意する。このモデル５０は前記成形品本体１１の設計データに基づいて製作されたものであってもよいし、又は設計データに基づかないで創造されたものであってもよい。

そして、このモデル５０の三次元形状５１を転写することにより、例えば耐熱性及び耐圧性を有する合成樹脂材料により第１型３１が製作される。この第１型３１を構成する合成樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂にフィラーを添加したものを用いることができる。このとき、第１型３１にはモデル５０の三次元形状５１によって前記成形品本体１１の外面に三次元形状を付与するための外面形成面３２が形成される（第１型製作工程）。

なお、この第１型製作工程において、モデル５０を用いてその三次元形状５１を転写する代わりに、製造すべき樹脂成形品１０の三次元形状データに基づいて数値制御（ＮＣ）研削等を行うことにより外面形成面３２を備えた第１型３１を製作するようにしてもよい。

図４（ｂ）に示されるように、第１型３１の外面形成面３２に、厚さ調整シートとしてのシートワックス５２を第１型３１の外面形成面３２に沿うように貼付するとともに、シートワックス５２上に型成形用シート４９を、その平滑面４９ａが第１型３１側となるようにして外面形成面３２に沿うように貼付することにより転写型５３が製作される。なお、シートワックス５２の厚さ及び型成形用シート４９の厚さの合計は成形品本体１１の製品厚さと等しい値に設定されている。

図４（ｃ）に示されるように、型成形用シート４９が貼付された転写型５３を型成形用シート４９側から転写することにより、例えば耐熱性及び耐圧性を有する合成樹脂材料により、図４（ｄ）に示されるように内面形成面３５を備えた第２型３３が製作される（第２型製作工程）。この第２型３３を構成する合成樹脂材料としては、前記第１型３１と同様に例えばエポキシ樹脂にフィラーを添加したものを用いることができる。

このように、本実施形態では第１型製作工程にて製作された第１型３１（図４（ａ）参照）と、第２型製作工程にて製作された内面形成面３５を有する第２型３３（図４（ｄ）参照）とによって成形型３０が構成されることとなる。このとき、第１型３１と第２型３３とを型合わせした状態では第１型３１の外面形成面３２と第２型３３の内面形成面３５との間には成形品本体１１の製品厚さに相当するクリアランスが形成されることとなる。

次に、上記のように製作された成形型を用いた樹脂成形品の製造方法を図６に基づいて説明する。

成形品本体１１を成形するには、まず、図６（ａ）に示されるように、透明な熱可塑性樹脂シート２５を図示しない加熱装置にて加熱して軟化させる。この加熱軟化した熱可塑性樹脂シート２５を、型開きされた第１型３１及び第２型３３間に配置して固定する。そして、第１型３１と第２型３３とを型締めして熱可塑性樹脂シート２５を加圧プレスすると、図６（ｂ）に示される成形品本体１１が得られる。この加圧プレス成形時において、熱可塑性樹脂シート２５は第１型３１の外面形成面３２に沿って延び、熱可塑性樹脂シート２５の第１型３１側の面には三次元形状の意匠面１３が付与される。熱可塑性樹脂シート２５の第２型３３側の面には内面形成面３５によって前記反転形状を有する可飾面１４が付与される。なお、第１型３１及び第２型３３の型締めを解除して両型を開くと、成形品本体１１は第２型３３側に密着して第２型３３とともに移動する。成形品本体１１を第２型３３から離型させるときには、未だ成形品本体１１は柔軟性を備えるとともに薄いシートよりなるため、成形品本体１１の内面に形成された可飾面１４の凹凸形状を損なうことなく、成形品本体１１を第２型３３から容易に剥離することができる。

次に、図６（ｂ）に示されるように、離型された成形品本体１１の内面の可飾面１４に密着するように、例えば有色塗料による塗装を施して反射膜層１５が形成される。

この後、図６（ｃ）に示されるように、第１型６２及び第２型６４よりなる成形型６１を使用して成形品本体１１の可飾面１４に密着する補強体層１６を備えた樹脂成形品１０を形成することができる。成形型６１の第１型６２には前記成形された成形品本体１１の意匠面１３の三次元形状に対応するキャビティ６３が形成されている。第２型６４には前記成形品本体１１内面の各部位から所定距離離間するような三次元形状を有するコア６５が形成されている。

上記樹脂成形品１０を形成するには、第１型６２のキャビティ６３内に前記成形品本体１１を密着させた状態にセットした後、第１型６２及び第２型６４を型締めした状態で、第２型６４に形成された注入通路６６を介して流動状態の合成樹脂材料を注入して前記成形品本体１１の内面及びコア６５間に充填する。この注入した合成樹脂材料が固化した後、成形型６１を型開きして離型すると成形品本体１１の可飾面１４に密着する補強体層１６を有する樹脂成形品１０が得られる。なお、補強体層１６の形成には反応射出成形（ＲＩＭ）法を採用することができる。なお、ＲＩＭ法には、例えば、ポリウレタンＲＩＭを用いることができ、その他にナイロン、ポリウレア、ジシクロペンタジエンなどによるＲＩＭを用いることができる。

上記のように構成された樹脂成形品１０は、例えば、自動車の内装品又は外装品として形成することができるとともに、種々の物品として形成することができる。

以上詳述したように、上記のように製造された成形型３０を使用して成形された樹脂成形品１０では、成形品本体１１の外面に三次元形状をなす意匠面１３が形成され、成形品本体１１の内面全体には炭素繊維布２０の凹凸形状の反転形状を有する可飾面１４が均一に形成されたものとなり、可飾面１４に密着するように反射膜層１５が形成されている。そのため、樹脂成形品１０の外面から見ると、透明な成形品本体１１を透過した光は可飾面１４の反射膜層１５によって反射され、樹脂成形品１０内に炭素繊維布２０の凹凸形状が視認され、実際の炭素繊維布２０の立体感及び質感を備え、樹脂成形品１０は実際の炭素繊維布２０によって三次元形状が形作られている外観を呈する品質の高いものとなる。

また、本実施形態の樹脂成形品１０は成形品本体１１内面の反射膜層１５に密着するように形成された補強体層１６によって成形品本体１１が補強され、樹脂成形品１０の強度を向上させることができる。また、補強体層１６によって樹脂成形品１０の強度を向上させることができることから、成形品本体１１を薄肉状に形成することができるようにもなる。

また、本実施形態の成形型３０の製造方法によれば、第１型製作工程において、樹脂成形品１０、すなわち成形品本体１１の三次元形状に基づいて外面形成面３２を備えた第１型３１が直接的に製作されるため、第１型３１の製作精度は高いものとなる。転写工程において、炭素繊維布２０の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面４９ａを有する可撓性の型面形成用シート４９が第１型３１の外面形成面３２に沿うように貼付されることにより転写型５３が製作される。そして、第２型製作工程において、この転写型５３を転写することにより、炭素繊維布２０の凹凸形状を有し成形品本体１１の内面に反転形状を付与するための内面形成面３５を備えた第２型３３が製作される。このように第２型３３は、転写型５３に貼付した型面形成用シート４９の反転面４９ｂを転写することによって製作されるため、第２型３３の内面形成面３５の転写精度の低下は最小限に抑制される。このように製造された成形型３０を使用して樹脂成形品１０、すなわち成形品本体１１が成形されると、成形品本体１１の外面には所要の三次元形状をなす意匠面１３が付与され、成形品本体１１の内面全体には炭素繊維布２０の凹凸形状の反転形状を有する可飾面１４が均一かつ良好に付与される。そのため、樹脂成形品１０の外面から見ると、内部に炭素繊維布２０の凹凸形状が視認され、樹脂成形品１０の品質を向上させることができる。

また、本実施形態の成形型の製造方法によれば、第２型３３を製作するためにのみ製作される型は１つもなく、第２型３３の製作後に不要となるものは転写型５３の製作時に貼付される型面形成用シート４９のみとなるので、転写型５３の製作に要する材料コストを低減することができるとともに、転写型５３の製作に要する時間が短縮化され、成形型３０の製造コストを低減することができ、ひいては樹脂成形品１０の製造コストを低減することができるようになる。

さらに、本実施形態の成形型の製造方法では、第１型３１の外面形成面３２に厚さ調整シートとしてのシートワックス５２を介して型面形成用シート４９が貼付されて転写型５３が製作されることとなる。転写型５３に貼付されたシートワックス５２の厚さ及び型面形成用シート４９の厚さの合計が成形すべき樹脂成形品１０の製品厚さに相当するため、シートワックス５２の厚さを任意に変更することにより、所望の製品厚さを有する樹脂成形品１０を成形可能な成形型を製造することができるようになる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

・上記実施形態では熱可塑性樹脂シート２５を加熱プレス成形する成形型３０に具体化したが、成形型３０を構成する第１型３１及び第２型３３のいずれか一方、例えば第２型３３に注入通路を形成し、この注入通路を介した樹脂注入によって樹脂成形品を成形する成形型としてもよい。

・上記実施形態では、シートワックス５２の厚さ及び型面形成用シート４９の厚さの合計を成形すべき樹脂成形品１０の製品厚さと等しい値となるようにしたが、シートワックス５２を省略し、型面形成用シート４９の厚さを樹脂成形品１０の製品厚さと等しい値に設定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、成形品本体１１の可飾面１４に形成する反転形状を採用するウェブ状物を炭素繊維布２０としたが、これ以外に、ガラス繊維布や、アラミド繊維布や炭素繊維及びアラミド繊維によって織られたアラミド炭素布等のいずれか１つとしてもよい。

・上記実施形態の樹脂成形品１０では、成形品本体１１の可飾面１４に密着する反射膜層１５を形成し反射膜層１５に密着するように補強体層１６を形成するようにしたが、この反射膜層１５を省略し、補強体層１６を反射膜層を兼用するように有色の合成樹脂材料により形成するようにしてもよい。この有色の補強体層１６によって意匠面１３から成形品本体１１を透過した光の一部、すなわち補強体層１６の色彩と同色の光線が反射され、前記炭素繊維布２０の表面の凹凸形状の意匠を識別させることを可能にする。この有色の補強体層１６は有色の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の有色の各種合成樹脂材料によって形成することができる。なお、この補強体層１６には、パール顔料やアルミニウム金属粉の光輝材を混入するようにしてもよい。

実施形態の成形型によって製造された樹脂成形品の構造を示す断面図である。炭素繊維布を示す部分拡大平面図である。実施形態の樹脂成形品の部分拡大断面図である。（ａ）〜（ｄ）は実施形態の成形型の製造工程を示す説明図である。（ａ）〜（ｆ）は成形型の製造に使用する型面形成用シートの製造工程を示す説明図である。（ａ）〜（ｄ）は成形型を使用した樹脂成形品の製造工程を示す示す説明図である。

符号の説明

１０樹脂成形品
１１成形品本体
１４可飾面
１５反射膜層
２０炭素繊維布
３１第１型
３３第２型
３５内面形成面
４９型面形成用シート
４９ａ平滑面
４９ｂ反転面
５２シートワックス（厚さ調整シート）
５３転写型

Claims

互いに型合わせした状態で使用される第１型及び第２型を備え、透明な合成樹脂材料よりなり、外面に所要の三次元形状が付与され、内面にウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状が付与された樹脂成形品を製造するための成形型の製造方法であって、
前記樹脂成型品の所要の三次元形状に基づいて前記樹脂成形品の外面に該三次元形状を付与するための外面形成面を備えた第１型を製作する第１型製作工程と、
片面に平滑面を有し、他の片面に前記ウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状をなす反転面を有する可撓性の型面形成用シートを準備するシート準備工程と、
前記型面形成用シートを、その平滑面が前記第１型側となるようにして該第１型の外面形成面に沿うように貼付することにより転写型を製作する転写工程と、
前記転写型を転写することにより、前記ウェブ状物の凹凸形状を有し前記樹脂成形品の内面に前記反転形状を付与するための内面形成面を備えた第２型を製作する第２型製作工程と
を備えることを特徴とする成形型の製造方法。
前記転写工程において、前記型面形成用シートは厚さ調整シートを介して前記第１型の外面形成面に貼付され、該厚さ調整シートの厚さ及び型面形成用シートの厚さの合計は前記樹脂成形品の製品厚さと等しい値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の製造方法によって製造された成形型を使用し、第１型及び第２型を型合わせした状態で、透明な合成樹脂材料よりなり、外面に所要の三次元形状が付与され、内面にウェブ状物の凹凸形状を反転させた反転形状が付与された樹脂成形品を製造するようにしたことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
前記成形型を使用した樹脂成形品の成形の後工程として、
前記成形された樹脂成形品の内面に密着するように前記樹脂成形品を透過した光を反射する有色の反射膜層を形成する反射膜層形成工程を備えることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形品の製造方法。
前記反射膜層形成工程の後工程として、
前記反射膜層の表面に密着するように合成樹脂材料よりなる補強体層を形成する補強体形成工程をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の樹脂成形品の製造方法。