JP7081480B2 - 成形型の製造方法、成形型、乗物用内装材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形型の製造方法、成形型、乗物用内装材の製造方法に関する。

従来、成形型の製造方法として、特許文献１に記載のものが知られている。具体的には、特許文献１には、乗物用内装材の表面を成形するための成形面を有する成形型の製造方法であって、成形面にめっき層を形成するめっき形成工程を備え、めっき形成工程では、所定の条件下で成形型に対して電気めっきを行うことが開示されている。そしてこのような工程により、微細な凹凸形状をなすめっき層を、成形型の表面に形成することができる、と記載されている。

特開２０１７－１８５７５３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の製造方法によって得られる成形型を用いて、例えばグロスが徐変するようなグラデーションが表面（意匠面）に施された乗物用内装材を製造しようとすると、別途、加飾パネルを貼り付けたり、２色成形（混合成形）を行ったりしなければならず、製造工程の複雑化及びコストの増加が懸念される。

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、グロスが徐変するようなグラデーションを乗物用内装材に好適に施すことを目的とする。

本願発明は、乗物用内装材を成形するための成形型の製造方法であって、
前記成形型を負極とし、前記成形型の成形面に対向する対向冶具を正極として、所定条件下で電気めっきを行うことで、前記成形面に微細な凹凸を形成する電気めっき工程を含み、
前記電気めっき工程において、前記対向冶具が、所定方向に向かうほど前記成形面との距離が小さくなるものとされることで、前記成形面に、
前記乗物用内装材の意匠面に対して所定のグロスを付与する第１凹凸部と、
前記第１凹凸部が付与するグロスよりも低いグロスを前記意匠面に対して付与する第２凹凸部と、
前記第１凹凸部が付与するグロスから前記第２凹凸部が付与するグロスへ徐変するグロスを前記意匠面に対して付与する第３凹凸部と、が前記所定方向に並んでなる前記微細な凹凸を形成することに特徴を有する。

このような成形型の製造方法によると、電気めっき工程において、負極（成形型）と正極（対向冶具）との距離が所定方向に向かうほど小さくなると、電流密度が徐々に大きくなることで、めっきの形成態様が変化していく。すると、成形型の成形面において、所定方向に凹凸形状が徐変した微細な凹凸を形成させることができる。これにより、当該成形型を用いて、乗物用内装材の意匠面に微細な凹凸を転写し、所定方向にグロスが徐変するようなグラデーションを乗物用内装材の意匠面に施すことが可能となる。また、例えば、加飾フィルムを用いたり、２色成形（混合成形）を行ったりすることなく、上記グラデーションを乗物用内装材に施すことが可能となるので、乗物用内装材の製造工程の簡素化やコストの削減につながる。

また、前記電気めっき工程において、前記成形面に、前記第１凹凸部、前記第３凹凸部、前記第２凹凸部、前記第３凹凸部、前記第１凹凸部、の順で前記所定方向に並んでなる前記微細な凹凸を形成することとすることができる。

例えば、２色成形によってグラデーションを施した乗物用内装材を成形する場合、成形型の形状によっては、圧力損失によって２色目の材料に微細な凹凸がうまく転写できないことがある。しかし、上記のような成形型の製造方法によると、製造された成形型を用いて、乗物用内装材の意匠面に微細な凹凸を転写し、所定方向において、グロスが高い部分から低い部分へ徐変し、当該低い部分から高い部分へ再度徐変するようなグラデーションを乗物用内装材の意匠面に好適に施すことが可能となる。

また、本願発明は、乗物用内装材を成形するための成形型であって、
その成形面には、めっき層が形成され、
前記めっき層は、
前記乗物用内装材の意匠面に対して所定のグロスを付与する第１凹凸部と、
前記第１凹凸部が付与するグロスよりも低いグロスを前記意匠面に対して付与する第２凹凸部と、
前記第１凹凸部が付与するグロスから前記第２凹凸部が付与するグロスへ徐変するグロスを前記意匠面に対して付与する第３凹凸部と、が所定方向に並んでなる微細な凹凸を有することに特徴を有する。

このような成形型を用いることで、乗物用内装材の意匠面に微細な凹凸を転写し、所定方向にグロスが徐変するようなグラデーションを乗物用内装材の意匠面に施すことが可能となる。また、例えば、加飾フィルムを用いたり、２色成形（混合成形）を行ったりすることなく、上記グラデーションを乗物用内装材に施すことが可能となるので、乗物用内装材の製造工程の簡素化やコストの削減につながる。

また、上記構成において、前記微細な凹凸は、前記第１凹凸部、前記第３凹凸部、前記第２凹凸部、前記第３凹凸部、前記第１凹凸部、の順で前記所定方向に並んでなることができる。

このような成形型を用いることで、乗物用内装材の意匠面に微細な凹凸を転写し、所定方向において、グロスが高い部分から低い部分へ徐変し、当該低い部分から高い部分へ再度徐変するようなグラデーションを乗物用内装材の意匠面に好適に施すことが可能となる。

また、本願発明は、乗物用内装材の製造方法であって、上記構成における前記成形型を用いて前記乗物用内装材を成形する成形工程を含むことに特徴を有する。

このような乗物用内装材の製造方法によると、成形型の成形面に形成されためっき層の微細な凹凸が、意匠面に転写された乗物用内装材を得ることができる。そして、当該所定方向にグロスが徐変するようなグラデーションが、意匠面に施された乗物用内装材を好適に得ることができる。

本発明によれば、グロスが徐変するようなグラデーションを乗物用内装材に好適に施すことが可能となる。

実施形態に係る成形型を示す断面図 下型の成形面を示す拡大断面図 電気めっき工程を示す模式図 内装材の意匠面を示す拡大断面図 電極間距離とグロス等との関係の表を示す図 電極間距離とグロスとの関係のグラフを示す図 高グロス部（Ｐ４の部分）を拡大した写真を示す図 徐変グロス部（Ｐ３の部分）を拡大した写真を示す図 低グロス部（Ｐ２の部分）を拡大した写真を示す図 高グロス部（Ｐ１の部分）を拡大した写真を示す図

＜実施形態＞
本発明の実施形態を図１から図１０によって説明する。なお、本実施形態においては、乗物としての車両の内装材（乗物用内装材）２を成形するための成形型１及びその製造方法について説明するものとする。内装材２としては、例えば、ドアパネルに車室内側から取り付けられるドアトリムや、車室の天井を構成するルーフトリム等を採用することができる。

図１に示すように、成形型１は、上方に配され、内装材２における裏面（車室外側の面）となる面側から成形する上型１０と、上型１０に対向するように下方に配され、内装材２における表面（車室内側の面：意匠面）２Ａとなる面側から成形する下型２０と、を有する。下型２０は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等）によって、上型１０に対し上下方向へ移動が可能な可動型とされる。図１では、下型２０を上型１０に対し上方向へ移動させて型閉じした状態を示している。尚、成形型１の素材としては、例えば、鉄を主成分とし、炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄等を含むものを採用することができる。

上型１０には、内装材２を構成する熱可塑性樹脂を射出する射出装置３が取り付けられていると共に、射出装置３から射出される熱可塑性樹脂を、型閉じした上型１０と下型２０との間に通すためのスプルー１１が設けられている。尚、内装材２を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸等を採用することができる。

下型２０は、内装材２の意匠面２Ａとなる面側に接する（内装材２の意匠面２Ａを成形する）成形面２０Ａを有する。図２に示すように、下型２０の本体部分２１の表面には、微細な凹凸を有するめっき層３０が形成されていることで、成形面２０Ａをなしている。めっき層３０の素材は、本実施形態においてはクロムとするが、他にも、鉄、銀、その他の金属であってもよい。

めっき層３０は、第１凹凸部３１，３５と、第１凹凸部３１，３５の面内内側に配される第２凹凸部３３と、第１凹凸部３１，３５と第２凹凸部３３との間に配される第３凹凸部３２，３４を有する。

第１凹凸部３１，３５は、内装材２の意匠面２Ａに対して所定のグロス（詳細は後述する）を付与するものとされる。第２凹凸部３３は、第１凹凸部３１，３５が付与するグロスよりも低いグロスを意匠面２Ａに対して付与するものとされる。第２凹凸部３３は、例えば、その粗さが、第１凹凸部３１，３５よりも粗い構成となっている。

第３凹凸部３２，３４は、第１凹凸部３１，３５が意匠面２Ａに対して付与するグロスから、第２凹凸部３３が意匠面２Ａに対して付与するグロスへ、徐変するグロスを意匠面２Ａに対して付与するものとされる。第３凹凸部３２は、第１凹凸部３１と第２凹凸部３３との間の部分であって、例えば、その粗さが、第１凹凸部３１から第２凹凸部３３に向かうほど粗くなる部分である。また、第３凹凸部３４は、第１凹凸部３５と第２凹凸部３３との間の部分であって、例えば、その粗さが、第１凹凸部３５から第２凹凸部３３に向かうほど粗くなる部分である。

成形面２０Ａのめっき層３０においては、所定方向Ｘに向かって第１凹凸部３１、第３凹凸部３２、第２凹凸部３３、第３凹凸部３４、第１凹凸部３５の順で並んでいることで、微細な凹凸が所定パターン（即ち、第１凹凸部３１，３５から第２凹凸部３３に向かうほど、例えば、その粗さが粗くなる態様）で形成されている。

続いて、図１及び図４を用いて、内装材２について説明する。図１に示すように、成形型１を用いて成形された内装材２において、その意匠面（表面）２Ａは、下型２０の成形面２０Ａが転写された形をなしている。具体的には、図４に示すように、内装材２の意匠面２Ａは、高グロス部４１，４５と、高グロス部４１，４５よりもグロスが低い低グロス部４３と、高グロス部４１，４５から低グロス部４３へグロスが徐変する徐変グロス部４２，４４と、を有する。そして、内装材２の意匠面２Ａにおける各グロス部４１，４２，４３，４４，４５が所定方向Ｘ（図３における所定方向Ｘと同一の方向とする）に並んでなる微細な凹凸は、下型２０の成形面２０Ａのめっき層３０における各凹凸部３１，３２，３３，３４，３５が所定方向Ｘに並んでなる微細な凹凸（図２参照）が転写された形とされている。

続いて、成形型１の製造方法について説明する。成形型１の製造方法は、ブロック状の鋼材を切削して成形面２０Ａを有する下型２０（成形型１）を形成する切削工程と、下型２０に所定条件下で電気めっきを行うことで、成形面２０Ａに微細な凹凸を形成する電気めっき工程と、を含む。

図３に示すように、電気めっき工程では、クロム酸と硫酸を主成分とするめっき浴７０（クロムめっき浴、サージェント浴）に下型２０及び対向冶具５０を浸す。そして、下型２０を負極、下型２０の成形面２０Ａに対向する対向冶具５０を正極として、電源６０に接続して、下型２０に対し電気めっきを行う。これにより、めっき浴７０中のクロムイオンが還元され、成形面２０Ａ（下型２０の本体部分２１の表面）に、微細な凹凸を有するめっき層３０が析出する（図２参照）。めっき処理条件としては、例えば、浴温２５～４０℃、電流密度２０～８０Ａ／ｄｍ^２とすることができる。

対向冶具５０は、下型２０の成形面２０Ａとの距離（電極間距離）Ｌ１，Ｌ２が、所定方向Ｘに向かうほど小さくなるものとされる。具体的には、対向冶具５０は、下型２０と対向する対向面５０Ａが、所定方向Ｘに向かうほど成形面２０Ａに近づく方向に傾いた斜面状をなしている。そして、対向冶具５０の対向面５０Ａと成形面２０Ａとの距離は、所定方向Ｘとは反対の方向側（上側）の電極間距離Ｌ１よりも、所定方向Ｘ側（下側）の電極間距離Ｌ２が小さい。

すると、所定方向Ｘに向かうほど電流密度が徐々に大きくなることで、図２に示すように、成形面２０Ａのめっき層３０に、第１凹凸部３１、第３凹凸部３２、第２凹凸部３３、第３凹凸部３４、第１凹凸部３５、の順で所定方向Ｘ（図３，図４における所定方向Ｘと同一の方向とする）に並んでなる微細な凹凸が形成される。尚、図２及び図３に示すように、第１凹凸部３１から第２凹凸部３３に向かうほど、電極間距離は小さくなるものとされ、第２凹凸部３３から第１凹凸部３５に向かうほど、電極間距離はさらに小さくなるものとされている。

次に、電極間距離と、内装材２における意匠面２Ａのグロス（及び下型２０におけるめっき層３０の膜厚）との関係を示した表及びグラフを、図５及び図６を用いて説明する。尚、図５の表における点Ｐ１～Ｐ４は、図６のグラフにおけるＰ１～Ｐ４に対応している。また、グロスの値は、ＪＩＳ規格（Ｚ８７４１）に準拠した試験方法で測定した値とする。

電極間距離が５０ｍｍ（Ｐ１）から３０ｍｍ（Ｐ２）に小さくなるほど、グロスが０．９から０．７に低くなる。また、電極間距離が３０ｍｍ（Ｐ２）から１０ｍｍ（Ｐ３）を経て３ｍｍ（Ｐ４）に小さくなるほど、グロスが０．７から１．６に高くなる。一方、電極間距離が大きくなるほど、めっき層３０の膜厚は薄くなっていく。

ここで、内装材２における意匠面２Ａのうち、Ｐ１及びＰ４の部分を、高グロス部４１，４５とすると、Ｐ２の部分は、高グロス部４１，４５よりもグロスが低い低グロス部４３であり、Ｐ３の部分は、高グロス部４５から低グロス部４３へグロスが徐変する徐変グロス部４４であるといえる。

図７から図１０では、内装材２における意匠面２Ａを１０００倍に拡大した写真を示す。図７は、高グロス部４５としてのＰ４の部分における微細な凹凸を示している。図８は、徐変グロス部４４としてのＰ３の部分における微細な凹凸を示している。図９は、低グロス部４３としてのＰ２の部分における微細な凹凸を示している。図１０は、高グロス部４１としてのＰ１の部分における微細な凹凸を示している。

続いて、得られた成形型１を用いて内装材２を成形する成形工程を含む内装材２の製造方法を説明する。成形工程においては、図１に示すように、上型１０と下型２０とを型閉じして、射出装置３から熱可塑性樹脂を射出する。すると、熱可塑性樹脂がスプルー１１を通って上型１０と下型２０との間に充満し、内装材２が成形される。

このとき、内装材２の意匠面２Ａに、下型２０の成形面２０Ａが転写される。具体的には、図２に示すように、下型２０の成形面２０Ａのめっき層３０における各凹凸部３１，３２，３３，３４，３５が所定方向Ｘに並んでなる微細な凹凸が転写されることで、図４に示すように、内装材２の意匠面２Ａに、各グロス部４１，４２，４３，４４，４５が所定方向Ｘに並んでなる微細な凹凸が形成される。

続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態おいて、内装材２を成形するための成形型１の製造方法では、成形型１を負極とし、成形型１の成形面２０Ａに対向する対向冶具５０を正極として、所定条件下で電気めっきを行うことで、成形面２０Ａに微細な凹凸を形成する電気めっき工程を含み、電気めっき工程において、対向冶具５０が、所定方向Ｘに向かうほど成形面２０Ａとの距離が小さくなるものとされることで、成形面２０Ａに、内装材２の意匠面２Ａに対して所定のグロスを付与する第１凹凸部３１，３５と、第１凹凸部３１，３５が付与するグロスよりも低いグロスを意匠面２Ａに対して付与する第２凹凸部３３と、第１凹凸部３１，３５が付与するグロスから第２凹凸部３３が付与するグロスへ徐変するグロスを意匠面２Ａに対して付与する第３凹凸部３２，３４と、が所定方向Ｘに並んでなる微細な凹凸を形成する。

このような成形型１の製造方法によると、電気めっき工程において、負極（成形型１）と正極（対向冶具５０）との距離が所定方向Ｘに向かうほど小さくなると、電流密度が徐々に大きくなることで、めっきの形成態様が変化していく。すると、成形型１の成形面２０Ａにおいて、所定方向Ｘに凹凸形状が徐変した微細な凹凸を形成させることができる。これにより、当該成形型１を用いて、内装材２の意匠面２Ａに微細な凹凸を転写し、所定方向Ｘにグロスが徐変するようなグラデーションを内装材２の意匠面２Ａに施すことが可能となる。また、例えば、加飾フィルムを用いたり、２色成形（混合成形）を行ったりすることなく、上記グラデーションを内装材２に施すことが可能となるので、内装材２の製造工程の簡素化やコストの削減につながる。

また、電気めっき工程では、成形面２０Ａに、第１凹凸部３１、第３凹凸部３２、第２凹凸部３３、第３凹凸部３４、第１凹凸部３５、の順で所定方向Ｘに並んでなる微細な凹凸を形成する。

例えば、２色成形によってグラデーションを施した内装材２を成形する場合、成形型１の形状によっては、圧力損失によって２色目の材料に微細な凹凸がうまく転写できないことがある。しかし、上記のような成形型１の製造方法によると、製造された成形型１を用いて、内装材２の意匠面２Ａに微細な凹凸を転写し、所定方向Ｘにおいて、グロスが高い部分（高グロス部４１）から低い部分（低グロス部４３）へ徐変し、当該低い部分（低グロス部４３）から高い部分（高グロス部４５）へ再度徐変するようなグラデーションを内装材２の意匠面２Ａに好適に施すことが可能となる。

また、本実施形態では、内装材２を成形するための成形型１において、その成形面２０Ａには、めっき層３０が形成され、めっき層３０は、内装材２の意匠面２Ａに対して所定のグロスを付与する第１凹凸部３１，３５と、第１凹凸部３１，３５が付与するグロスよりも低いグロスを意匠面２Ａに対して付与する第２凹凸部３３と、第１凹凸部３１，３５が付与するグロスから第２凹凸部３３が付与するグロスへ徐変するグロスを意匠面２Ａに対して付与する第３凹凸部３２，３４と、が所定方向Ｘに並んでなる微細な凹凸を有する。

このような成形型１を用いることで、内装材２の意匠面２Ａに微細な凹凸を転写し、所定方向Ｘにグロスが徐変するようなグラデーションを内装材２の意匠面２Ａに施すことが可能となる。また、例えば、加飾フィルムを用いたり、２色成形（混合成形）を行ったりすることなく、上記グラデーションを内装材２に施すことが可能となるので、内装材２の製造工程の簡素化やコストの削減につながる。

また、上記微細な凹凸は、第１凹凸部３１、第３凹凸部３２、第２凹凸部３３、第３凹凸部３４、第１凹凸部３５、の順で所定方向Ｘに並んでなる。

このような成形型１を用いることで、内装材２の意匠面２Ａに微細な凹凸を転写し、所定方向Ｘにおいて、グロスが高い部分（高グロス部４１）から低い部分（低グロス部４３）へ徐変し、当該低い部分（低グロス部４３）から高い部分（高グロス部４５）へ再度徐変するようなグラデーションを内装材２の意匠面２Ａに好適に施すことが可能となる。

また、本実施形態において、内装材２の製造方法では、上記構成における成形型１を用いて内装材２を成形する成形工程を含む。

このような内装材２の製造方法によると、成形型１の成形面２０Ａに形成されためっき層３０の微細な凹凸が、意匠面２Ａに転写された内装材２を得ることができる。そして、当該所定方向Ｘにグロスが徐変するようなグラデーションが、意匠面２Ａに施された内装材２を好適に得ることができる。

＜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、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態以外にも、対向冶具の構成は適宜変更可能である。上記実施形態では、対向冶具は、下型と対向する対向面が、所定方向に向かうほど成形面に近づく方向に傾いた斜面状をなすものとしたが、これに限られない。例えば、対向冶具は、下型と対向する対向面が、所定方向に向かうほど成形面に近づく階段状（段差状）をなすものであってもよい。

（２）上記実施形態で例示した乗物用内装材は、車両用に提供されるもの限られず、種々の乗物において提供されるものであってもよい。例えば、地上の乗物としての列車や遊戯用車両、飛行用乗物としての飛行機やヘリコプター、海上や海中用乗物としての船舶や潜水艇などの乗物についても上記乗物用内装材を適用することができる。

１…成形型、２…内装材（乗物用内装材）、２Ａ…意匠面、３…射出装置、１０…上型、２０…下型、２０Ａ…成形面、３０…めっき層、３１，３５…第１凹凸部、３２，３４…第３凹凸部、３３…第２凹凸部、５０…対向冶具、７０…めっき浴、Ｌ１，Ｌ２…電極間距離、Ｘ…所定方向

Claims (5)

1. 乗物用内装材を成形するための成形型の製造方法であって、
   前記成形型を負極とし、前記成形型の成形面に対向する対向冶具を正極として、所定条件下で電気めっきを行うことで、前記成形面に微細な凹凸を形成する電気めっき工程を含み、
   前記電気めっき工程において、前記対向冶具が、所定方向に向かうほど前記成形面との距離が小さくなるものとされることで、前記成形面に、
   前記乗物用内装材の意匠面に対して所定のグロスを付与する第１凹凸部と、
   前記第１凹凸部が付与するグロスよりも低いグロスを前記意匠面に対して付与する第２凹凸部と、
   前記第１凹凸部が付与するグロスから前記第２凹凸部が付与するグロスへ徐変するグロスを前記意匠面に対して付与する第３凹凸部と、が前記所定方向に並んでなる前記微細な凹凸を形成することを特徴とする成形型の製造方法。
2. 前記電気めっき工程において、前記成形面に、前記第１凹凸部、前記第３凹凸部、前記第２凹凸部、前記第３凹凸部、前記第１凹凸部、の順で前記所定方向に並んでなる前記微細な凹凸を形成す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。
3. 乗物用内装材を成形するための成形型であって、
   その成形面には、めっき層が形成され、
   前記めっき層は、
   前記乗物用内装材の意匠面に対して所定のグロスを付与する第１凹凸部と、
   前記第１凹凸部が付与するグロスよりも低いグロスを前記意匠面に対して付与する第２凹凸部と、
   前記第１凹凸部が付与するグロスから前記第２凹凸部が付与するグロスへ徐変するグロスを前記意匠面に対して付与する第３凹凸部と、が所定方向に並んでなる微細な凹凸を有することを特徴とする成形型。
4. 前記微細な凹凸は、前記第１凹凸部、前記第３凹凸部、前記第２凹凸部、前記第３凹凸部、前記第１凹凸部、の順で前記所定方向に並んでなることを特徴とする請求項３に記載の成形型。
5. 請求項３または請求項４に記載の前記成形型を用いて前記乗物用内装材を成形する成形工程を含むことを特徴とする乗物用内装材の製造方法。

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