JP6869824B2

JP6869824B2 - 成形型

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Publication number: JP6869824B2
Application number: JP2017125977A
Authority: JP
Inventors: 靖人樋口; 利幸中嶋; 毅石井
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Nomura Plating Co Ltd
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Nomura Plating Co Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-06-28
Also published as: JP2019006068A

Description

本発明は、成形型に関する。

従来、下記特許文献１のような成形型が知られている。特許文献１に記載の成形型は、めっき処理によって生じためっき結晶核が粗大化して微細凹凸が形成される成形面を有すると記載されている。そして、この成形型を用いて、樹脂成型品を成形することにより、樹脂成型品の質感（艶消し感）を向上することができると記載されている。

特開平８−７２０６５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成では、微細凹凸の微細さの程度が開示も示唆もされておらず、どのような凹凸によれば、成形品の意匠性を向上することができるのか不明である。

本願発明者等は、鋭意研究した結果、成形品の意匠性を高めることが可能な微細凹凸の性状を新たに見出だした。一方、本願発明者等は、そのような成形型においては、微細凹凸を有することに起因して、金型母材に錆が生じ易いという別の問題があることを確認するに至った。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、成形品の意匠性を高めることが可能な防錆性に優れた成形型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の成形型は、金型母材と、前記金型母材の成形面を被覆するようにして形成されためっき層である下地層と、前記下地層に積層されるとともに、平均突起径が０．１μｍ〜２．０μｍの微細凹凸を有するようにして形成されためっき層である微細凹凸層と、を備える。

本発明によれば、成形型が微細凹凸層を備えるから、微細凹凸層を備えない成形型で成形された成形品に比べて、成形品の意匠面の意匠性を高めることができる。さらに、本発明によれば、金型母材の成形面が下地層で被覆されるから、仮に微細凹凸層にピットやピンホールのような孔が形成された場合であっても、成形面に金型母材が露出することがなく、そのような箇所において金型母材に錆が生じる事態の発生を抑制することができる。

上記構成において、前記下地層は、前記微細凹凸層と同じ金属めっきからなるものであってもよい。このような構成によれば、下地層を形成する工程と、微細凹凸層を形成する工程とを同じ装置を用いて行うことができ、好ましい。

上記構成において、前記下地層は、クロムめっき、ニッケルめっき、ニッケル−リンめっき、及びニッケル−タングステンめっきのいずれかから選択されるめっきからなるものであってもよい。このような構成によれば、金型母材の成形面に耐食性の高い被膜を形成することができ、好ましい。

上記構成において、前記微細凹凸を有する面を被覆するようにして形成されためっき層であり、前記微細凹凸層の層厚より小さい層厚を有するとともに前記微細凹凸層より硬質な被覆層、を更に備えていてもよい。このような構成によれば、微細凹凸層の層厚より小さい層厚の被覆層によって、微細凹凸を有する面を被覆するから、成形面を微細凹凸層の微細凹凸に倣う微細凹凸形状を有する面とすることができる。このため、そのような微細凹凸形状を備えない成形型で成形された成形品に比べて、成形品の意匠面の意匠性を高めることができる。さらに、被覆層は微細凹凸層より硬質なものとされるから、成形面の微細凹凸形状に傷がつく事態の発生を抑制することができる。

上記構成において、前記金型母材は、成形品の表面にシボを形成するための凹凸を有し、前記微細凹凸層は、前記微細凹凸が前記金型母材の前記凹凸より微細なものとされていてもよい。このような構成によれば、シボの凹凸と微細凹凸とにより、成形品の意匠面を複雑な形状とすることができ、より一層好適に成形品の明度及び光沢値を低くすることができる。

本発明によれば、成形品の意匠性を高めることが可能な防錆性に優れた成形型を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る成形装置を示す断面図成形型の製造工程を示すフローチャートシボ模様形成工程で形成された凹凸を示す金型母材の断面図下地層及び微細凹凸層を示す成形型の断面図図４の下地層及び微細凹凸層を示す成形型の拡大断面図車両用内装材の意匠面を拡大して示す断面図第２めっき工程を表す説明図実証実験を条件１で行った試験片の表面を示す写真実証実験を条件２で行った試験片の表面を示す写真実施例１の試験片の表面を示す写真本発明の実施形態２に係る成形型の製造工程を示すフローチャート下地層、微細凹凸層及び被覆層を示す成形型の拡大断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図１０によって説明する。本実施形態では、車両用内装材５０（成形品）を製造するための成形装置１０（図１参照）を例示する。車両用内装材５０は、例えば、合成樹脂（例えばポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂）製とされ、黒色を呈するものとされる。車両用内装材５０としては、例えば、車両用ドアトリムを構成するトリムボード（アッパートリムやロアトリムなど）を挙げることができる。

成形装置１０は、図１に示すように、開閉可能に設けられた一対の成形型１１，２０と、射出装置１５と、を備えている。成形型１１は、車両用内装材５０の裏面を成形するための成形面１１Ａを有しており、成形型２０は、車両用内装材５０の意匠面５１（表面）を成形するための成形面２０Ａを有する。一対の成形型１１，２０を閉じた状態では、成形面２０Ａ及びこれと対向配置される成形面１１Ａとの間に、車両用内装材５０の形状に倣う成形空間Ｓ１が形成される。また、成形型１１の内部にはランナー１２が設けられており、ランナー１２を介して、射出装置１５から射出された溶融樹脂が成形空間Ｓ１に供給される構成となっている。

成形型２０は、図４に示すように、金型母材２１と、金型母材２１に積層された下地層４５と、下地層４５に積層された微細凹凸層３０と、を備えている。金型母材２１は、例えば、鉄を主成分とし、炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄などを含む鋼材を切削することで、成形面２１Ａが車両用内装材５０の外形に倣う形状となっている。下地層４５と微細凹凸層３０は、金型母材２１の成形面２１Ａに積層された２層のめっき層である。

金型母材２１は、図３に示すように、車両用内装材５０の意匠面５１にシボを形成するための凹凸２３を有する。詳細には、金型母材２１の成形面２１Ａには、図２に示すように、形成方法の異なる３種類の凹凸２３，２４，２５が形成されている。凹凸２３は、例えば、化学エッチングによって形成される（図３参照）。凹凸２４は、例えば、凹凸２３よりも細かいものとされ、サンドブラスト加工によって形成される（図３及び図４参照）。凹凸２５は、例えば、凹凸２４よりも細かいものとされ、電解エッチングによって形成される（図４参照）。凹凸２５としては、凹部の径Ｄ１が、例えば、１０μｍ以上とすることができる。なお、上述した凹凸２３，２４，２５の細かさは、一例であり、これに限定されるものではない。

下地層４５は、クロムめっき、ニッケルめっき、ニッケル−リンめっき、及びニッケル−タングステンめっきのいずれかから選択されるめっきからなる。本実施形態では、下地層４５が、クロムめっきからなり、後述する第１めっき工程により形成されているものを例示する。下地層４５は、微細凹凸層３０と同じ金属めっきからなる。

下地層４５は、図５に示すように、金型母材２１の成形面２１Ａを被覆するようにして形成されためっき層である。下地層４５はいわゆる光沢めっきと呼ばれるような、ほぼ一定の層厚の平滑性に優れためっき層とされ、金型母材２１の凹凸２３，２４，２５に倣う形で積層されている。

下地層４５は、図５に示すように、５μｍ以上２０μｍ以下の層厚Ｔ１を有する。本願発明者等は、鋭意研究した結果、このような層厚によれば、下地層４５から金型母材２１の表面が露出することがなく、また、下地層４５表面の平滑性を確保可能であることを見出した。さらに、下地層４５の層厚は、金型母材２１の成形面２１Ａが露出しないという点において８μｍ以上が好ましく、その表面を金型母材２１の凹凸２３に倣う形状とする観点から１５μｍ以下が好ましく、特に１２μｍ程度が好ましい。

微細凹凸層３０は、クロムめっきからなり、後述する第２めっき工程により形成されている。なお、図４においては、微細凹凸３１を模式的に描いているが、微細凹凸３１は図１０の表面写真にみられるような複雑な凹凸形状をなしている。

微細凹凸層３０は、平均突起径が０．１μｍ〜２．０μｍの微細凹凸３１を有するようにして形成されためっき層である。「平均突起径」は、レーザー顕微鏡を用いて、めっき層の表面を９０００倍で観察し、約１００個の突起の径の平均値を算出したものである。図５において、微細凹凸３１の一の突起の径Ｄ２を模式的に示す。本願発明者等は、鋭意研究した結果、微細凹凸３１の平均突起径と車両用内装材５０の意匠性と間に相関があり、このような微細凹凸３１を有する微細凹凸層３０を備える成形型２０によれば、車両用内装材５０の意匠性を向上する効果が得られるという知見を得た。この微細凹凸３１は、金型母材２１のシボを形成するための凹凸２３より微細なものとされている。本実施形態では、微細凹凸３１は、さらに金型母材２１の凹凸２４，２５より微細なものとされている。

微細凹凸層３０は、微細凹凸３１を有する面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上１．０μｍ以下の範囲内になるように形成されている。なお、「微細凹凸３１を有する面の算術平均粗さＲａ」の測定は、凹凸２３，２４，２５の影響を避けるために、後述するような試験片を用いて、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４に準拠して行う。算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上であれば、例えば、下地層４５（いわゆる光沢めっき）より、表面が粗いものとすることができ、好ましい。また、算術平均粗さＲａが１．０μｍ以下であれば、例えば、化学エッチングによって形成され得る凹凸２３や、サンドブラスト工程により形成され得る凹凸２４より微細な凹凸を有するものとすることができ、好ましい。

微細凹凸層３０は、図５に示すように、５μｍ以上２０μｍ以下の層厚Ｔ２を有する。本願発明者等は、鋭意研究した結果、このような層厚によれば、めっき層に好適に微細凹凸３１が形成され得ることを見出した。さらに、微細凹凸層３０の層厚は、微細凹凸３１を形成するうえで、１０μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、１５μｍ程度が特に好ましい。

車両用内装材５０の意匠面５１は、図６に示すように、成形面２０Ａの凹凸形状が転写された凹凸形状をなしている。なお、図６に示す凹凸５２は、微細凹凸層３０表面の微細凹凸３１が転写されたものであり、凹凸５２より粗い凹凸５３は、成形面２０Ａの凹凸２５の形状が転写されたものである。そして、これらの凹凸５２，５３は、意匠面５１の成形面２０Ａの凹凸２３が転写されたシボの凸部表面や凹部内面に形成されている。

次に、成形型２０の製造方法について説明する。成形型２０の製造方法は、図２に示すように、凹凸２３を形成するシボ模様形成工程と、凹凸２４を形成するサンドブラスト工程と、凹凸２５を形成するエッチング工程と、下地層４５を形成する第１めっき工程と、微細凹凸層３０を形成する第２めっき工程と、を備える。

（シボ模様形成工程）
シボ模様形成工程では、エッチング処理によって凹凸２３を形成する。エッチング処理は、金型母材２１を構成する金属を腐食させる酸性の溶液（例えば硝酸など）と、この溶液を遮断する耐酸性のインクと、を使用して行う。まず、金型母材２１を洗浄した後、成形面以外の面をテープ等でマスキングする。続いて、耐酸性のインクによって金型母材２１の成形面２１Ａにシボ模様を転写する。その後、酸性の溶液を使って成形面２１Ａを腐食させる。そうすると、耐酸性のインクに覆われたところは腐食されずに残り、覆われていない部分が腐食されることで凹部となる。この結果、金型母材２１の成形面２１Ａに凹凸２３が形成される（図３参照）。

（サンドブラスト工程）
シボ模様形成工程の後に行われるサンドブラスト工程では、金型母材２１の成形面２１Ａに対してサンドブラスト加工を行うことで凹凸２４を形成する。具体的には、コンプレッサー等によって生成された圧縮空気を用いて、ノズルから研磨剤を成形面２１Ａに吹き付ける。これにより、研磨剤によって成形面２１Ａが削られることで、凹凸２４（図３参照）が形成される。ここで、研磨剤としては、例えば、その粒度が８０〜１５０番手であるものを用いる。このようにすれば、これよりも大きい番手（例えば、１５０〜２５０番手）の研磨剤を用いる場合と比べて、研磨剤の粒径が大きくなるから、成形面２１Ａに対する衝撃力が大きくなり、凹凸２４をより形成し易い。

（エッチング工程）
サンドブラスト工程の後に行われるエッチング工程では、後述する第２めっき工程と同様のめっき浴に金型母材２１を浸し、電源に接続する。そして、金型母材２１を陽極とし、めっき浴に配された電極を負極とすることで、金型母材２１に対して電解エッチングを行う。これにより、成形型２０に含まれる鉄成分が溶融し、金型母材２１の成形面に凹凸２５が形成される（図４参照）。なお、電解エッチングの条件としては、電流密度１５〜２０Ａ／ｄｍ^２、処理時間１分〜２０分の範囲で行うことが好ましい。このような条件とすれば、ある程度の大きさ（例えば、１０μｍ以上の孔径、図４のＤ１）を有する凹部を確実に形成することができる。

（第１めっき工程）
電解エッチング工程の後に行われる第１めっき工程では、後述する第２めっき工程と同様の装置により電気めっきを行う。第１めっき工程では、例えば、第２めっき工程より、低い電流密度、高い浴温で処理をする。これにより、めっき浴６１中のクロムイオンが還元され、金型母材２１の成形面に微細凹凸層３０を構成するめっき層とは性状が異なるめっき層として析出する。なお、第１めっき工程は、これに限定されるものではないが、第２めっき工程と同じ装置を用いて行うことが、成形型２０の製造方法を効率化するうえで好ましい。

（第２めっき工程）
電解エッチング工程の後に行われる第２めっき工程では、図７に示すように、クロム酸と硫酸を主成分とするめっき浴（クロムめっき浴、サージェント浴）に金型母材２１を浸し、電源６３に接続する。そして、金型母材２１を負極とし、電極６２を正極とすることで、金型母材２１に対して電気めっきを行う。これにより、めっき浴６１中のクロムイオンが還元され、金型母材２１の成形面にめっき層として析出する。ここでは、微細凹凸３１が形成されるとともに、このめっき層の厚さが上述した微細凹凸層３０の厚さとなるような条件でめっき処理を行う。

次に、成形装置１０による車両用内装材５０の製造方法について説明する。まず、図１に示すように、一対の成形型１１，２０を閉じた状態とする。これにより、成形面２０Ａと成形面１１Ａの間に、車両用内装材５０の形状に倣う成形空間Ｓ１が形成される。次に、ランナー１２を通じて、成形空間Ｓ１に対して射出装置１５から黒色の溶融樹脂を射出する。その後、成形空間Ｓ１に充填された溶融樹脂が冷却されることで、車両用内装材５０が成形される（成形工程）。その後、一対の成形型１１，２０を開き、車両用内装材５０を脱型する。これにより、車両用内装材５０の製造が完了する。

続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、成形型２０が微細凹凸層３０を備えるから、微細凹凸層を備えない成形型で成形された成形品に比べて、車両用内装材５０の意匠面５１の意匠性を高めることができる。具体的には、本実施形態の成形型２０で成形された車両用内装材５０の意匠面５１は、微細凹凸層３０を備えない成形型で成形された成形品に比べて、光が散乱し易い表面となる。これにより、車両用内装材５０の意匠面５１の光反射率が低くなり、意匠面５１の明度及び光沢値を低くすることができる。したがって、より黒味が強い（低グロス・漆黒調の）車両用内装材５０を提供することができる。

さらに、本実施形態によれば、金型母材２１の成形面２１Ａが下地層４５で被覆されるから、仮に微細凹凸層３０にピットやピンホールのような孔が形成された場合であっても、成形型２０の成形面２０Ａに金型母材２１が露出することがなく、そのような箇所において金型母材２１に錆が生じる事態の発生を抑制することができる。なお、下地層４５の防錆作用については、後述する実証実験にて考察する。仮に成形型に錆が生じた場合には、その成形型からめっき層を剥離し、再度、めっき処理を行う必要があり、車両用内装材の生産に支障をきたす事態となる。さらに、成形型の防錆対策としては、成形型の成形面に防錆剤を塗布することも考えられが、そのような対策では、車両用内装材の生産開始前に防錆剤を除去するか、生産開始後約１０ショット程度の捨てショットを行う必要があり、タクトタイムの増大や材料の無駄の要因となる。一方、本実施形態では、そのようなタクトタイムの増大や材料の無駄を生じることなく、成形型２０の防錆対策を行うことができる。

つまり、本実施形態によれば、成形型に微細凹凸を設けて、成形品の意匠性を向上する技術において、付随して生じた成形型２０の防錆対策という課題を、２種類の性状の異なるめっき層を設けることで、両立して解決することができる。

さらに、本実施形態では、成形型２０が下地層４５及び微細凹凸層３０を備えるから、車両用内装材５０に白モヤ等の不良が生じることを抑制することができる。白モヤは、射出成形型内で溶融樹脂が固化する過程における樹脂収縮により発生する。本実施形態では、シボを形成するための凹凸２３は、エッチング処理により形成されており、腐食過程で凹凸２３の細部でアンダー形状や垂直に近い形状となる部位が生じることがある。このような部位で樹脂収縮が起きるとカジル現象となり樹脂製品の表面に傷が生じることがある。そのような傷が成形品において、白モヤとして視認され得る。一方、本実施形態では、凹凸２３の細部でアンダー形状や垂直に近い形状となる部位を２層のめっき層で平滑化することができ、樹脂収縮の際、意匠面５１に傷をつけることなく（滑る状態で）車両用内装材５０を成形することができる。

さらに、本実施形態によれば、金型母材２１の成形面２１Ａが下地層４５で被覆するから、微細凹凸３１を構成する凸部及び凹部の均一性を高めることができる。金型母材２１の成形面２１Ａは、鋼材の材質や、切削加工及び表面加工（凹凸２３，２４，２５を形成するための加工等）によってめっきの付き易さにムラがある場合がある。一方、下地層４５は、平滑性を有するめっき層とされ、金型母材２１の成形面２１Ａよりめっきの付き易さにムラがない。このため、微細凹凸層３０を下地層４５の表面に形成することで、微細凹凸層３０を金型母材２１の成形面２１Ａに直接的に形成する場合に比べて、微細凹凸３１を構成する凸部及び凹部が均一となる。

また、本実施形態では、下地層４５は、微細凹凸層３０と同じ金属めっきからなる。このため、下地層４５を形成する工程と、微細凹凸層３０を形成する工程とを同じ装置を用いて行うことができ、好ましい。

また、本実施形態では、下地層４５は、クロムめっき、ニッケルめっき、ニッケル−リンめっき、及びニッケル−タングステンめっきのいずれかから選択されるめっきからなる。このため、金型母材２１の成形面２１Ａに耐食性の高い被膜を形成することができ、好ましい。

また、本実施形態では、金型母材２１は、車両用内装材５０の表面にシボを形成するための凹凸２３を有し、微細凹凸層３０は、微細凹凸３１が金型母材２１の凹凸２３より微細なものとされている。このため、シボの凹凸２３と微細凹凸３１とにより、車両用内装材５０の意匠面５１を複雑な形状とすることができ、より一層好適に車両用内装材５０の明度及び光沢値を低くすることができる。

また、本実施形態では、下地層４５及び微細凹凸層３０はクロムによって構成されている。クロムは、鉄と比べて熱伝導率が高いため、成形面２０Ａが局所的に冷える事態を抑制することができ、車両用内装材５０の成形不良（ウェルドや艶ムラなど）を低減することができる。また、クロムは、成形型２０の主成分である鉄と比べて、硬度が高く、耐摩耗性に優れることから、成形面２０Ａに形成するめっき層として好適である。

＜実施例＞
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。

まず、次のようにして実施例１の試験片を準備した。実施例１の試験片は、金型母材２１と同様の材質を有する平板の一の面に、第１めっき工程により下地層４５に相当するめっき層を形成し、第２めっき工程により微細凹凸層３０に相当するめっき層を形成したものである。試験片に用いる平板は一の面が平坦なものを用いた。第１めっき工程は、電流密度２０Ａ／ｄｍ^２、浴温５０℃の条件で行った。第２めっき工程は、電流密度３０Ａ／ｄｍ^２、浴温３０℃の条件で行った。なお、実施例１に示される、微細凹凸層３０に相当するめっき層の微細凹凸の平均突起径は、０．６μｍであった。

比較例１は、第１めっき工程を行わない他は、実施例１と同様にして試験片を準備した。

次に、実施例１及び比較例１の試験片について、防錆性に関する実証実験を行った。実証実験は、次のような条件１及び条件２で行った。条件１で実験した試験片の写真を図８に示し、条件２で実験した試験片の写真を図９に示す。図８及び図９において（Ａ）は実施例１の写真であり、（Ｂ）は比較例１の写真である。
条件１：海水と同程度の塩分濃度（３．５％）の食塩水を試験片の表面にスプレーした。スプレー直後にドライヤーにて乾燥し、成形型を使用する工場内で５日間養生した。養生時の環境は、最高温度３３℃、最高湿度９３％であった。
条件２：金型の冷却に用いる水（ＰＨ６．０の地下水）を試験片の表面にスプレーした。スプレー直後にドライヤーにて乾燥し、成形型を使用する工場内で５日間養生した。養生時の環境は、最高温度３３℃、最高湿度９３％であった。

実証実験の結果、条件１において、比較例１では、図８（Ｂ）に示されるように、周囲に広がるようにして大きい錆を生じるとともに、スポット的な小さい錆を多数生じた。一方、実施例１では、図８（Ａ）に示されるように、錆の発生は確認されなかった。なお、仮に、成形型を沿岸部の工場で使用した場合であっても、成形型は塩分を含んだ空気に触れる程度にとどまり、成形型が直接的に海水に触れる事態は想定され難い。つまり、条件１は、実際の使用環境より過酷な条件であると言える。このような条件下においても、実施例１では錆が生じないことが確認された。

また、条件２において、比較例１では、図９（Ｂ）に示されるように、スポット的な小さな錆を多数生じた。一方、実施例１では、図９（Ａ）に示されるように、錆の発生は確認されなかった。なお、条件２は、金型の冷却に用いる水が、金型冷却配管の脱着作業を行う際等に、成形型に垂れることを想定したものである。

上述の実証実験の結果について考察する。ここで、実施例１の試験片の表面をレーザー顕微鏡を用いて９０００倍で撮影した写真を図１０に示す。この写真に示されるように、微細凹凸層３０に相当するめっき層には、図１０で暗部として示される、ピットやピンホールのような孔が多数あることがわかる。このような孔は、実施例１では下地層４５に相当するめっき層まで、比較例１では金型母材に相当する平板まで、連通しているものと推察される。

下地層４５のようなクロムめっきの表面には、耐食性が高い酸化被膜層が形成されることが知られている。このため、実施例１では、条件１及び条件２ともに、金型母材２１に相当する平板の表面が下地層４５で被覆されることで、錆の発生が抑制されたものと考えられる。一方、金型母材２１に含まれる鉄等の金属には、そのような酸化被膜が形成されない。このため、比較例１では、微細凹凸層３０の孔から侵入した腐食性液体により金型母材２１に相当する平板が溶解し、錆を生じたものと考えられる。また、比較例１では、電気化学的に見ても貴な電位であるクロム酸化被膜中に、スポット的に卑な電位である鉄等が存在することで、当該部分が局部電池となり試験片の腐食を促進したと考えられる。

＜実施形態２＞
次いで、本発明の実施形態２を、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。本実施形態では、上記実施形態１とは被覆層４０を備える点において相違する成形型１２０について例示する。なお、上記した実施形態と同様の構成、作用及び効果について重複する説明は省略する。

成形型１２０は、図１２に示すように、金型母材２１と、金型母材２１に積層された下地層４５と、下地層４５に積層された微細凹凸層３０と、微細凹凸層３０に積層された被覆層４０と、を備えている。下地層４５、微細凹凸層３０、被覆層４０は、金型母材２１の成形面２１Ａに積層された３層のめっき層からなる。

被覆層４０は、クロムめっきからなり、後述する第３めっき工程により形成されている。なお、被覆層４０はクロムめっきからなるものに限定されないが、微細凹凸層３０と同じ金属めっきとされることが、成形型１２０を製造するうえで好ましい。

被覆層４０は、図１２に示すように、微細凹凸層３０の微細凹凸３１を有する面を被覆するようにして形成されためっき層である。被覆層４０は、いわゆる光沢めっきと呼ばれるような、ほぼ一定の層厚の平滑性に優れためっき層とされる。

被覆層４０は、図１２に示すように、微細凹凸層３０の層厚より小さい層厚を有する。具体的には、被覆層４０は、０．１μｍ以上１０μｍ以下の層厚を有する。本願発明者等は、鋭意研究した結果、このような層厚によれば、好適に被覆層４０の表面（微細凹凸層３０とは反対側の面）に微細凹凸３１に倣う凹凸形状が形成され得ることを見出した。さらに、被覆層４０の層厚は、成形型１２０の耐傷つき性の観点から０．６μｍ以上が好ましく、また、表面を微細凹凸３１に倣う形状とする観点から５μｍ以下が好ましく、特に５μｍ程度が好ましい。

被覆層４０は、微細凹凸層３０より硬質なものとされている。具体的には、被覆層４０は、３００より大きいビッカース硬さ（Ｈｖ）を有する。本実施形態では、金型母材２１がＨｖ１７０、微細凹凸層３０がＨｖ３００、被覆層４０がＨｖ８００の硬さを有している。なお、硬度の測定は、ＪＩＳＺ２２４４−２００９に準拠して測定した。また、微細凹凸層３０と被覆層４０の各層の硬さをそれぞれ算出するために、別の試験片に形成した各層に相当するめっき層の硬さをそれぞれ測定した。

次に、成形型１２０の製造方法について説明する。成形型１２０の製造方法は、図１１に示すように、凹凸２３を形成するシボ模様形成工程と、凹凸２４を形成するサンドブラスト工程と、凹凸２５を形成するエッチング工程と、下地層４５を形成する第１めっき工程と、微細凹凸層３０を形成する第２めっき工程と、被覆層４０を形成する第３めっき工程と、を備える。なお、シボ模様形成工程、サンドブラスト工程、エッチング工程、第１めっき工程、及び第２めっき工程は、実施形態１と同様とされており、説明を省略する。

（第３めっき工程）
第２めっき工程の後に行われる第３めっき工程では、第２めっき工程と同様の装置により電気めっきを行う。第３めっき工程では、例えば第１めっき工程と同様の電流密度、及び浴温で、第１めっき工程より短時間処理をする。これにより、めっき浴６１中のクロムイオンが還元され、微細凹凸層３０の微細凹凸３１を有する面に、下地層４５と同じような性状であって、これより小さい層厚を有するめっき層として析出する。なお、第３めっき工程は、これに限定されるものではないが、第２めっき工程と同じ装置を用いて行うことが、成形型１２０の製造方法を効率化するうえで好ましい。

本実施形態では、微細凹凸層３０の層厚より小さい層厚の被覆層４０によって、微細凹凸３１を有する面を被覆するから、成形型１２０の成形面２０Ａを微細凹凸層３０の微細凹凸３１に倣う微細凹凸形状を有する面とすることができる。このため、そのような微細凹凸形状を備えない成形型で成形された車両用内装材に比べて、車両用内装材５０の意匠面５１の意匠性を高めることができる。さらに、被覆層４０は微細凹凸層３０より硬質なものとされるから、成形型１２０の成形面２０Ａの微細凹凸形状に傷がつく事態の発生を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、成形型として射出成形型を例示したが、これに限定されない。成形型は、成形面の形状が成形品の表面に転写される成形方法に用いるものであればよく、プレス成形に用いるプレス成形型や真空成形に用いる真空成形型などを例示することができる。
（２）上記実施形態では、めっき層がクロムであるものを例示したが、これに限定されない。例えば、めっき層がクロム以外の金属（ニッケルや銅など）によって構成されていてもよい。
（３）上記実施形態では、成形品として車両用内装材を例示したが、成形品はこれに限られない。また、車両用内装材として、アッパートリムやロアトリムを例示したが、これに限定されない。車両用内装材は、車両に設けられると共に意匠面を有する部材であればよく、例えば、合成樹脂製（例えばオレフィン系熱可塑性エラストマーなど）の表皮材や、インストルメントパネル、アシストグリップなどを例示することができる。また、車両用内装材が複数の層から構成されているものであってもよい。
（４）上記実施形態では、車両用内装材として黒色を呈するものを例示したが、車両用内装材の色は黒色に限定されない。黒色以外の色を呈する車両用内装材に適用した場合であっても、その明度及び光沢度を下げることができる。
（５）上記実施形態においては、成形面２０Ａに凹凸２３，２４，２５が形成されている構成を例示したが、これに限定されない。例えば、３種類の凹凸２３，２４，２５のうち、凹凸２３のみが形成されていてもよく、凹凸２３と他の凹凸が形成されていてもよい。また、凹凸２３の形成方法も適宜変更可能である。
（６）めっき浴の構成は上述したものに限定されない。例えば、めっき浴としては、クロム酸、硫酸、及びケイフッ酸を主成分とするケイフッ酸浴などを用いてもよい。
（７）上記実施形態では、車両用内装材を例示したが、車両用に限定されない。車両以外の乗物に搭載される内装材に適用することが可能である。

（８）上記した実施形態のエッチング工程において、電解エッチングに替えて、化学エッチングを行ってもよい。例えば、化学エッチングとしては、エッチング液として、例えば、アルカリ溶液（水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムなど）を用いることで、成形型に含まれる鉄成分を溶融させることができる。また、この時のエッチング時間は、例えば０．５〜２４時間の範囲で設定することが好ましい。また、エッチング液としては、アルカリ溶液に限定されず、酸性溶液（硝酸など）を用いてもよい。

２０，１２０…成形型、２１…金型母材、２１Ａ…成形面（金型母材の成形面）、２３…凹凸、３０…微細凹凸層、３１…微細凹凸、４０…被覆層、４５…下地層、５０…車両用内装材（成形品）、５１…意匠面（成形品の表面）

Claims

金型母材と、
前記金型母材の成形面を被覆するようにして形成されためっき層である下地層と、
前記下地層に積層されるとともに、平均突起径が０．１μｍ〜２．０μｍの微細凹凸を有するようにして形成されためっき層である微細凹凸層と、を備え、
前記金型母材は、成形品の表面にシボを形成するための凹凸を有し、
前記凹凸は、第１凹凸と、前記第１凹凸に形成され前記第１凹凸よりも微細な第２凹凸と、を少なくとも含み、
前記微細凹凸層は、前記微細凹凸の算術平均粗さが、前記下地層より粗く、前記第２凹凸より微細なものとされる成形型。
前記下地層は、前記微細凹凸層と同じ金属めっきからなる請求項１に記載の成形型。
前記下地層は、クロムめっき、ニッケルめっき、ニッケル−リンめっき、及びニッケル−タングステンめっきのいずれかから選択されるめっきからなる請求項１または請求項２に記載の成形型。
前記微細凹凸を有する面を被覆するようにして形成されためっき層であり、前記微細凹凸層の層厚より小さい層厚を有するとともに前記微細凹凸層より硬質な被覆層、を更に備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形型。
前記微細凹凸層は、前記微細凹凸の算術平均粗さが０．２μｍ〜１．０μｍである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の成形型。