JP6732212B2 - 樹脂成形品用金型、及び樹脂成形品 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品の表面に凹凸による加飾模様を形成する金型、及び該金型によって成形した樹脂成形品に係り、更に詳細には、樹脂成形品の型抜きに伴う外観不良の発生を防止した金型、及び該金型によって成形した樹脂成形品に関する。

自動車業界においては、車両の内装用樹脂成形品に対するユーザのニーズが多様化しており、インストルメントパネルやドアトリム等の樹脂成形品の表面に立体的な質感を付与する加飾模様を形成することが行われている。

上記加飾模様は、金型表面に形成した凹凸を樹脂成形品の表面に転写することで形成するため、樹脂成形品の抜き角によっては、所謂「カジリ」が生じ、樹脂成形品を型から抜くことができない場合がある。

特許文献１の特開２００３−３９４４１号公報には、固形物が混在する合成樹脂層で平滑な成形用金型表面を被覆して、成形用金型表面に加飾模様を形成する比較的大きな凹凸を形成することが開示されている。そして、上記成形用金型によれば、上記合成樹脂が柔軟に変形するため、加飾模様を形成してもカジリが認められず、型抜きが容易である旨が記載されている。

特開２００３−３９４４１号公報

近年においては、加飾模様の低グロス化が要求され、上記加飾模様を形成する凹凸の表面に、さらに微細な凹凸を形成することが必要になっている。

しかしながら、特許文献１に記載のものにあっては、平滑な金型表面に柔軟な合成樹脂によって、加飾模様を形成する凹凸を形成するものであるため、加飾模様の凹凸表面が滑らかになって加飾模様の光沢が上がってしまう。

これに対し、金属表面にブラスト加工やエッチング加工をして凹凸を形成した金型では、上記加飾模様を形成する凹凸の表面に、さらに微細な凹凸を形成することが可能で、光沢が低下させた加飾模様の形成が可能である。

しかし、上記加飾模様の表面にさらに微細な凹凸を形成すると、金属成形表面の微細な凹凸内に樹脂が入り込み、金属成形表面と樹脂成形品との密着性が高くなる。そして、樹脂成形品表面の型抜き方向に対して抗する（以下、インバースということがある。）凹凸を有する領域では、型抜きに伴って樹脂が変形し、樹脂成形品の表面に、型抜き方向に揃った１０μｍ程度の微細なヒゲ状の突起が複数形成される。

上記一方向に揃った微細なヒゲ状の複数の突起は、ある特定方向からの光を反射することで生じる外観不良、所謂、「白モヤ」の発生の原因となる。
このように、加飾模様表面の低グロス化と白モヤの発生防止とはトレードオフの関係にある。

そして、上記白モヤが発生した場合は、白モヤを隠すために本来必要のない塗装（タッチアップ塗装）や、成形用金型の修正などを行わなければならならない。

上記塗装は、樹脂成形品に高級感を演出する加飾表面本来の機能を生かせず、工程の追加によりコストが増大する。また、成形用金型の修正は熟練者のカンやコツに頼らざるを得ない部分があり、金属表面に適正な凹凸形状を形成するには相当の工数がかかってしまう。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加飾表面を低グロス化する共に、白モヤの発生を防止できる金型を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、金型の金属表面に凹凸を形成し、型抜き方向に対してインバースとなる凹凸を有する領域に樹脂コート層を形成することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の金型は、山折形状及び／又は谷折り形状によって連続するキャラクタラインを有し、さらに表面に加飾模様の凹凸が形成された樹脂成形品を成形するものである。
そして、上記金型の金属成形表面に上記加飾模様を形成する高低差が５０〜２００μｍの加飾模様の凹凸と、該加飾模様の凹凸の表面に、さらに高低差が０．１〜１５μｍの微細凹凸とを備え、
上記キャラクタラインを挟んで隣り合う領域のうち、型抜き方向に対して抗する上記金属成形表面の凹凸が多い方の領域に、上記キャラクタラインを境として上記金属成形表面に樹脂コート層を有し、
上記樹脂コート層が、粒径が０．１〜１５μｍの範囲の固形ビーズを含有し、その膜厚が１５〜２５μｍであることを特徴とする。

また、本発明の樹脂成形品は、山折形状及び／又は谷折り形状によって連続するキャラクタラインを有し、さらに表面に高低差が５０〜２００μｍの加飾模様の凹凸が形成され、該加飾模様の凹凸の表面に、さらに高低差が０．１〜１５μｍの微細凹凸を有するものである。
そして、上記キャラクタライン上に１５〜２５μｍ段差を有し、上記段差が上記キャラクタラインに沿って連続したものであることを特徴とする。

本発明によれば、金型の金属表面に凹凸を形成し、型抜き方向に対してインバースとなる領域に樹脂コート層を形成することとしたため、加飾表面を低グロス化と白モヤの発生防止とを両立させることができ、キャラクタラインを境として樹脂コート層を形成することで、キャラクタライン上に形成された段差によってキャラクタラインが鮮明になり、樹脂成形品の見栄えが向上する。さらにキャラクタラインが鮮明な樹脂成形品を作製できる金型も提供できる。

本発明の金型の概略断面図である。 図１中、丸で囲った部分の拡大図であり、加飾模様の凹凸の概略断面図である。 図２中、丸で囲った部分の拡大図であり、微細凹凸の概略断面図である。 Ｒ止まりを説明する図である。

＜金型＞
本発明の金型について詳細に説明する。
上記金型１は、図１に示すように、キャラクタラインＣを有する樹脂成形品の表面に凹凸によって加飾模様を形成するものであり、必要に応じて、上記加飾模様の光沢を低下させることが可能なものである。

上記金型１は、樹脂成形品の表面に加飾模様を形成する加飾模様の凹凸２を備えるものである。図２に図１中、丸で囲った部分の拡大図を示す。
図２に示すように、上記加飾模様の凹凸２は金型の金属成形表面に形成される。
本発明において、加飾模様の凹凸２とは、樹脂成形品の表面に、皮革模様、木目模様、梨地模様、ヘアライン模様等を形成する高低差が５０〜２００μｍ程度の凹凸をいう。

また、加飾模様の凹凸２の表面には、さらに微細凹凸３を形成してもよい。図３に図２中まるで囲った部分の拡大図を示す。
上記微細凹凸３は、上記微細凹凸は飾模様の光沢を低下させるものであり、図３に示すように、上記加飾模様の凹凸表面に形成される高低差が０．１〜１５μｍ程度の凹凸である。

上記金属成形表面に形成する加飾模様の凹凸及び微細凹凸は、エッチング法及びブラスト法により形成することができる。

具体的には、平滑な金属表面に加飾模様のパターンの耐酸膜を形成して腐食させた後、ブラストすることで、上記金属成形表面に所望の光沢の加飾模様となる凹部を形成することができる。
なお、型抜きが困難になるカジリ（１００〜２００μｍ程度の変形）が生じないように、エッチング法とブラスト法を繰り返して、加飾模様の凹凸形状を調整することが好ましい。

上記金型１は、図２に示すように、上記キャラクタラインＣを挟んで隣り合う領域のうち、図２中、白抜き矢印で示す、型抜き方向に対してインバースとなる凹凸が多いいずれか一方の領域Ｉの金属表面に、上記キャラクタラインＣを境として樹脂コート層４を備える。

上記キャラクタラインＣとは、デザイン性および／または樹脂成形品の張り剛性を高める観点から樹脂成形品の表面に形成されるものであり、山折形状及び／又は谷折り形状が連続することで形成される線である。

上記キャラクタラインＣを挟んで隣り合う２つの領域は、型抜き方向に対する角度が異なり、いずれか一方の領域は、型抜き方向に対して抗する凹凸を有するため、白モヤの原因となる１０μｍ程度の突起が樹脂成形品の表面に形成される。

本発明においては、上記のように、型抜き方向に対してインバースとなる凹凸が多い一方の領域Ｉに樹脂コート層４を設ける。上記樹脂コート層４は、微細凹凸３を有する金型１の表面を平滑にすると共に、型抜きの際には弾性変形するため、樹脂成形品の表面が変形して突起を形成することが防止され、外観不良の発生を防止することができる。

加えて、上記キャラクタラインＣを境としてインバースとなる凹凸が多い領域の全てに樹脂コート層４を形成するため、樹脂成形品のキャラクタライン上に樹脂コート層４の厚さ分の段差が形成される。そして、キャラクタライン上に形成された段差によってキャラクタラインが鮮明になり、樹脂成形品の見栄えが向上する。

上記樹脂コート層４の厚さは、１５〜２５μｍであることが好ましい。樹脂コート層４の厚さが上記範囲内であることで、白モヤの原因となる突起の発生を防止できると共に、加飾模様の凹凸を埋めることなく、樹脂成形品の表面に所望の加飾模様を形成することができる。

上記樹脂コート層は、樹脂コート層の非形成領域から徐々に厚くして上記所望の厚さにすることが好ましい。具体的には、上記キャラクタラインをその断面方向から見たとき、樹脂コート層の非形成領域側のＲ止まりから、樹脂コート層形成領域側のＲ止まりに向けて徐々に厚みを増加させる。樹脂コート層を徐々に厚くすることで、樹脂成形品の表面に違和感のない鮮明なキャラクタラインを形成できる。

上記Ｒ止まりとは、図４に示すように、曲線と直線の境目であり、本発明においては、キャラクタラインＣを形成する山形状又は谷折り形状を構成する曲線と直線の境目をいい、加飾模様の凹凸２や微細凹凸３を構成する曲線と直線の境目を意味しない。

また、上記樹脂コート層４は、粒径が０．１〜１５μｍの範囲の固形ビーズを含有することができる。上記粒径の固形ビーズを含有することで樹脂コート層４の表面に微細凹凸を形成することができ、型抜き方向に対してインバースとなる領域Ｉについても、樹脂成形品表面の光沢を低下させることができる。

なお、樹脂コート層４の表面に形成された微細凹凸は、固形ビーズを支持する樹脂の弾性変形に伴って変形するため、型抜きによって、樹脂成形品の表面に白モヤの原因となる突起を発生させることはない。

上記固形ビーズとしては、樹脂コート層の表面に微細凹凸を形成することができればよく、例えば、金属粉やガラスビーズ等の無機粒子の他、樹脂粒子等の有機物粒子を挙げることができる。

上記樹脂コート層を構成する樹脂としては、射出成形のプロセス温度に耐え、金型の金属との接着性、離型性を有するものを使用することができ、１００℃以上で焼付・成膜が可能な樹脂を挙げることができる。

例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッソ樹脂、フェノール樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂を挙げることができ、これらは一種または２種以上を混合して用いることができる。

上記樹脂コート層の形成は、金型のＣＡＤ図面から２次元の賦形展開形状を作製し、キャラクタラインに沿ってマスキングして、上記樹脂コート層の塗工液をスプレー塗工することや、上記賦形展開形状から作成したインバース領域の形状をした樹脂製のマスキングシートを貼付することで形成できる。

＜樹脂成形品＞
本発明の樹脂成形品は、上記金型を用いて作製したものであり、表面に加飾模様の凹凸を有し、山折形状及び／又は谷折り形状によって連続するキャラクタラインを挟んで隣り合う両方の領域において白モヤの発生が防止されたものである。
そして、上記キャラクタラインに沿って連続した段差を有し、キャラクタラインを鮮明化したものである。

上記樹脂成形品は、本発明の金型を用いて射出成形することで作製できる。
上記樹脂成形品を構成する樹脂としては、射出成形が可能な樹脂であればよく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも使用できる。

上記本発明の樹脂成形品は、インストルメントパネル、ドアトリム、コンソールボックス等の自動車内装部品の他、テレビ、エアコン、冷蔵庫等の電化製品の外装パネル等に用いられる。

１ 金型（固定側）
２ 加飾模様凹凸
３ 微細凹凸
４ 樹脂コート層
Ｃ キャラクタライン
Ｉ インバース領域
５ 金型（可動側）
Ｒ Ｒ止まり

Claims (3)

1. 山折形状及び／又は谷折り形状によって連続するキャラクタラインを有し、さらに表面に凹凸による加飾模様が形成された樹脂成形品を成形する金型であって、
   上記金型の金属成形表面に上記加飾模様を形成する高低差が５０〜２００μｍの加飾模様の凹凸と、該加飾模様の凹凸の表面に、さらに高低差が０．１〜１５μｍの微細凹凸とを備え、
   上記キャラクタラインを挟んで隣り合う領域のうち、型抜き方向に対して抗する上記金属成形表面の凹凸が多い方の領域に、上記キャラクタラインを境として上記金属成形表面に樹脂コート層を有し、
   上記樹脂コート層が、粒径が０．１〜１５μｍの範囲の固形ビーズを含有し、その膜厚が１５〜２５μｍであることを特徴とする金型。
2. 上記樹脂コート層の厚さが、上記山折形状及び／又は谷折り形状をその断面方向から見たとき、樹脂コート層の非形成領域側のＲ止まりから、樹脂コート層形成領域側のＲ止まりに向けて徐々に厚くなるものであることを特徴とする請求項１に記載の金型。
3. 山折形状及び／又は谷折り形状によって連続するキャラクタラインを有し、さらに表面に高低差が５０〜２００μｍの加飾模様の凹凸が形成され、該加飾模様の凹凸の表面に、さらに高低差が０．１〜１５μｍの微細凹凸を有する樹脂成形品であって、
   上記キャラクタライン上に１５〜２５μｍの段差を有し、上記段差が上記キャラクタラインに沿って連続したものであることを特徴とする樹脂成形品。

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