JPWO2003024690A1 - 流れ模様を有する樹脂製品と、その製造方法 - Google Patents

Abstract

流れ模様（１０ａ）を有する樹脂製品（Ａ）の製造方法において、所定の素地色を有するベース材料（６）と、該素地色とは明度の異なる着色材（７）とを配合した樹脂材料（５）を用いる。この樹脂材料（５）を射出成形機（１）によって射出成形することにより、流れ模様（１０ａ）を有する射出成形品（１０）を得る。この射出成形品（１０）の表面に、ベース材料（６）とは異なる色のカラークリア層（１０ｂ）を塗装する。ベース材料（６）の素地色および流れ模様（１０ａ）の色合いと、カラークリア層（１０ｂ）の色合いとを組合わせることにより、所望の製品色に調整された流れ模様（１０ａ）を有する樹脂製品（Ａ）を得る。

Description

技術分野
本発明は、例えば木目調、あるいは石目調（マーブル調）などのように、流れ模様が表面に施された樹脂製品と、その製造方法に関する。
背景技術
自動車の内装材に、インサイドハンドルカバーなどの小物部品を始めとして、メータパネルなどの大物部品も使われている。これらの内装材の質感を高めるために、木目調の樹脂製品が多く用いられている。特に大衆車では、こうした木目調の質感を安価なコストで得ることが望まれている。
従来、木目などの流れ模様を有する樹脂製品を製造するために、水圧転写法と、フィルムインサート法との２種類の方法が採用されている。これらの製造方法では、木製の部品と同等の質感を得るために、樹脂成形品の表面に、木目模様を付与している。
前記水圧転写法では、木目模様がグラビヤ印刷された水溶性フィルムを水面に浮かべる。そしてこのフィルムの上に樹脂成形品を配置し、圧力をかけることによって、樹脂成形品の表面に前記フィルムの木目模様が転写される。
一方、フィルムインサート法では、射出成形機によって樹脂製品を成形する際に、射出成形機の型の内面に木目模様のフィルムをセットしておく。そして型内に樹脂を射出することにより、射出成形品の表面に木目模様が付与される。
ところが、いずれの方法も、木目模様のフィルムを製造するための設備が必要である。しかも水圧転写法では、樹脂成形品の表面にフィルムの木目模様を転写する設備が必要である。一方、フィルムインサート法では、木目模様のフィルムを型の内面に設ける設備が必要である。すなわち、いずれの方法でも、特殊な設備を必要とする。このため、製造コストが高くつくという問題がある。
一方、例えば特開昭５４−１５４４５６号公報や特開昭５４−３４３６８号公報あるいは特開平６−８０８２１号公報に見られるように、射出成形のみによって、流れ模様を有する樹脂製品を得ることも知られている。この製造方法では、母材となるベース材料と、該ベース材料に溶けにくい着色された樹脂材料（模様を形成する着色樹脂）と、を混合した樹脂材料が使用される。この樹脂材料を射出成形機によって射出成形すると、成形品の表面に、上記着色樹脂の流動跡が残るため、木目に似た模様が射出成形品の表面に表われる。
このように射出成形時の樹脂の流動跡を利用して流れ模様を得る方法は、前述の水圧転写法およびフィルムインサート法とは異なり、特殊な設備を必要としないので、低コストで実施できるという利点がある。
しかし上記従来方法のように、樹脂の流動跡を流れ模様に利用する場合、木目模様は、ベース材料の色と、流動跡を形成する着色樹脂の色のみに依存することになる。このため、所望の木目模様や、所望のコントラストを有する模様を得ることが難しい。
本発明者らは、素地色が黄、茶、白等のベース材料を用いて、流れ模様が表われるように射出成形を試みた。しかしいずれの場合も、素地色が明るすぎたり、あるいは逆に素地色が濃すぎて、流れ模様が消えてしまうなど、所望の流れ模様を得ることができなかった。
発明の開示
本発明の目的は、特殊な設備を必要とせずに、種々の色彩やコントラストの流れ模様を容易に得ることができる樹脂製品と、その製造方法を提供することにある。
本発明の樹脂製品は、所定の素地色を有するベース材料と、該素地色とは明度および／または色相の異なる着色材とを配合してなる樹脂材料からなり、前記ベース材料の素地色と前記着色材とによる流れ模様が表面に表れるよう射出成形された射出成形品と、前記素地色とは異なる色のカラークリア塗料からなるカラークリア層であって、前記射出成形品の表面に塗装されることにより、前記素地色および前記流れ模様の色合いと、該カラークリア塗料の色合いとの組合わせによって、所望の製品色に調整することを可能とするカラークリア層とを具備している。
本発明の製造方法は、所定の素地色を有するベース材料と、該素地色とは明度および／または色相の異なる着色材とを配合してなる樹脂材料を用い、シリンダとスクリューを有する射出成形機によって、前記ベース材料の素地色と前記着色材とによる流れ模様が表面に表われるよう射出成形することにより、流れ模様を有する射出成形品を得る射出成形工程と、前記射出成形品の表面に、前記素地色とは異なる色のカラークリア塗料を塗装することにより、前記素地色および前記流れ模様の色合いと、該カラークリア塗料の色合いとの組合わせによって、所望の製品色を得るカラークリア塗装工程とを具備している。
本発明によって製造される流れ模様を有する樹脂製品は、流れ模様の柄とコントラストを調整可能な射出成形工程と、この流れ模様を生かしながら最終製品の色合いを調整するカラークリア塗装工程とを経て、製造される。このため、射出成形工程で使用する樹脂材料と、カラークリア塗装工程で使用するカラークリア塗料の組合わせを選択することにより、所望の色とコントラストの流れ模様を有する木目調あるいはマーブル調（石目調）の樹脂製品が得られる。しかも、流れ模様の色むらをカラークリア層によって目立たなくすることができ、品質の良い流れ模様を有する樹脂製品が得られる。
本発明の好ましい形態では、流れ模様のバリエーションを多くすることができるよう、互いに色が異なる複数の着色材を選択して用いてもよい。また本発明の好ましい形態では、流れ模様の深み感が強く表れるよう、ベース材料に輝度材を配合してもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の一実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
図５は、流れ模様１０ａを有する樹脂製品Ａの一例として、自動車の内装材である木目調のハンドルカバーを示している。この樹脂製品Ａ（ハンドルカバー）は、ドアの内側に設けるドア操作用ハンドルの周りに装着される。図７に、流れ模様１０ａを有する樹脂製品Ａの製造方法の各工程が示されている。
図６に示すように流れ模様を有する樹脂製品Ａは、射出成形品１０と、射出成形品１０の外側を覆うカラークリア層１０ｂとを有している。射出成形品１０は、以下に説明するように、図１に示す一般の射出成形機１によって成形することができる。カラークリア層１０ｂは、図４に示す一般の塗装設備２によって塗装することができる。
木目調の樹脂製品Ａを製造する際には、所望とする明瞭なコントラストの流れ模様が得られるよう、樹脂材料５を選ぶ（図７中のステップＳ１）。この樹脂材料５は、図１に示されるように射出成形機１で使用される。
樹脂材料５は、明度の高い素地色のベース材料６として、例えばペレット状のＰＣ（ポリカーボネート）とＡＢＳ（アクリロニトロル・ブタジエン・スチレン樹脂）の複合材料が使用される。ベース材料６の素地色の一例は緑色である。このベース材料６に、模様を形成するための明度の低い着色材７と、光輝材８として例えばチタン粒子（ゴールド色）が配合される。
着色材７としては、ベース材料６とは明度の異なる複数の色相の着色樹脂が使用される。着色樹脂として、例えば赤色に着色されたＰＣとＡＢＳの複合材料と、黒色に着色されたＰＣとＡＢＳの複合材料が使用される。
着色材７には、ベース材料６との過溶融を防ぐために、粘度が高く、かつ、明確な融点の無い非結晶性樹脂が適している。着色材７と光輝材８は、例えば、ベース材料６を１００重量部としたとき、それぞれ５重量部の割合で添加される。なお、着色材７として、ベース材料６と色相が同じで、明度が低い着色樹脂を用いてもよい。
こうしてブレンドされたベース材料６と着色材７と光輝材８が、射出成形機１に供給される。図１に示す射出成形機１は、シリンダ２０と、スクリュー２１と、材料供給部２２と、ノズル２３と、型１ａなどを有している。この射出成形機１を用い、型１ａの内部に前記樹脂材料５を射出することにより、樹脂製品Ａと同じ形状の射出成形品１０を成形する。すなわち、図７中のステップＳ２の射出成形工程を行なう。
この射出成形工程では、通常の樹脂製品を射出成形する場合よりもシリンダ２０の温度が低く設定され、かつ、射出速度が遅く設定される。具体的には、射出成形機１のシリンダ２０の温度がヒータ（図示せず）によって調整され、一例として、ノズル２３付近では２１５℃、材料供給部２２付近では２００℃前後に設定される。
上記のように、シリンダ２０の先端側の温度よりもシリンダ２０の後部側の温度を低くしている。その理由は、材料供給部２２では、流れ模様１０ａを得るための着色材７がベース材料６に過溶融することを抑制し、強い流動跡を残すためである。そしてノズル２３付近では、樹脂材料５の射出に適した流動性をもたせるためである。
この射出成形機１は、製品１個分の射出を行なう際に、スクリュー２１の軸線Ｘ方向の移動速度を複数段階に変化させて射出を行なう。例えばスクリュー２１の移動初期には低速で移動させ、そののち速度を速めて射出を行なう。一例として、製品１個分のスクリュー２１のストロークを９５ｍｍ、最大速度を１００％とした場合、製品１個分の射出を行なう際のスクリュー２１の移動速度（％）は、スクリューの前進端からの距離に関して、次の通りである。
（１）前進端から８０ｍｍ〜９５ｍｍの区間：３％
（２）前進端から７３ｍｍ〜８０ｍｍの区間：２％
（３）前進端から１３ｍｍ〜７３ｍｍの区間：１２％
（４）前進端から０〜１３ｍｍの区間 ：３０％
着色材７は、ベース材料６との過溶融を抑えるための顔料や、過溶融を抑えることのできる非結晶性樹脂が使用される。このため着色材７は、射出成形時にベース材料６に溶け込むことなく、型１ａ内を流動する。このため、射出成形品１０の表面に着色材７の流動跡が強く残る。この流動跡が、ベース材料６の素地色（ここでは緑色）に対する流れ模様１０ａとなって表れる。
これにより、型１ａ内には、図２および図３に示されるように、着色材７による流れ模様１０ａを有する射出成形品１０が得られる。濃い色の着色材７からなる流れ模様１０ａは、ベース材料６の素地色に対して高いコントラストをなしている。
以上説明した工程（ステップＳ１とＳ２）において、ベース材料６，着色材７，光輝材８などを選択し、射出条件（スクリュー速度やシリンダ温度など）を制御することにより、流れ模様１０ａの柄や、コントラストを調整することができる。こうして、所望の流れ模様１０ａとコントラストを有する流れ模様１０ａが得られる。
前記射出成形工程が行なわれたのち、型１ａ内から射出成形品１０を取り出す（図７中のステップＳ３）。さらに、射出成形品１０に付いている材料注入ポートの跡などをきれいに仕上げることにより、所望形状の射出成形品１０を得る（ステップＳ４）。
その後、射出成形品１０の表面に付着している汚れやほこりなどを除去するために、水や湯による洗浄が行なわれる（図７中のステップＳ５）。洗浄された射出成形品１０が、図４に示す塗装設備２に搬入される。
塗装設備２では、塗装ノズル３によって、図７中のステップＳ６のカラークリア塗装工程が行なわれる。具体的には、茶色系のカラークリア塗料２ａ、すなわち塗料そのものに茶色系の顔料が配合された塗料が、射出成形品１０の表面、例えば車室内に露出する面に塗布される。
上記カラークリア塗装工程（ステップＳ６）により、図５および図６に示されるような、表面にカラークリア層１０ｂがコーティングされた樹脂製品Ａが得られる。
上記カラークリア塗装工程では、所望とする木目調の色合いが得られるよう、カラークリア塗料２ａの色が選択される。例えばカラークリア塗料２ａに薄い茶系の色を用いた場合には、射出成形品１０の明度の高い素地色（緑系）が薄い茶色に変化する。また、射出成形品１０の表面の濃い色のコントラストのある流れ模様１０ａが、カラークリア塗料２ａの茶色と重なって、さらに濃い流れ模様１０ａとなり、一層、コントラストが増す。
しかも、流れ模様１０ａの上に施されたカラークリア層１０ｂの視覚効果により、模様１０ａの深み感が増す。つまり、射出成形品１０自体がもつ模様１０ａおよびその色と、カラークリア層１０ｂの透明感のある色との組合わせを適宜選択することにより、樹脂製品Ａの色やコントラストおよび深み感の調整が行なえる。
以上説明したように、この実施形態の樹脂製品Ａは、射出成形品１０の素地色および流れ模様１０ａと、カラークリア層１０ｂによる色合いの調整により、種々の色彩の木目調の樹脂製品Ａを得ることができる。なお、樹脂製品Ａの表面の深み感は、ベース材料６に配合される光輝材８の量によっても調整することができる。
以上説明したように、流れ模様１０ａを有する樹脂製品Ａは、流れ模様１０ａの柄とコントラストを調整可能な射出成形工程（ステップＳ２）と、この流れ模様１０ａを生かしながら最終製品Ａの色合いを調整するカラークリア塗装工程（ステップＳ６）とを経て、製造される。このため、射出成形工程で使用する樹脂材料５と、カラークリア塗装工程で使用するカラークリア塗料２ａとの組合わせを注意深く選択することにより、例えば車種ごとに、所望の色とコントラストを有する木目調の樹脂製品Ａが得られる。
しかも、流れ模様１０ａの柄や色合いを調整できることに加えて、カラークリア層１０ｂによって流れ模様１０ａの色むらを目立たなくすることができるので、品質の良い木目調の樹脂製品Ａを得ることができる。
その上、射出成形工程（ステップＳ２）において、複数色の着色材７を選択して用いることにより、流れ模様のバリエーションを多くすることができる。加えて、ベース材料６に光輝材８を配合することにより、樹脂製品Ａの表面の深み感を強調することができる。この場合、複数種類の光輝材８を選択して配合することにより、深み感の調整幅を拡大できる。
本実施形態の木目調の樹脂製品Ａは、その製造に際して特殊な設備を必要としない。すなわち一般の射出成形機１と塗装設備２を用いて、美しい木目模様を有する樹脂製品Ａを低コストで製造することができる。
産業上の利用の可能性
本発明は前記一実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。例えば、素地色が緑色のベース材料に限らず、他の明度の高い色、例えば白系や黄色系の色相のベース材料を用いてもよい。
また本発明は、木目調のハンドルカバーに限らず、他の樹脂製品に適用してもよいし、内装材以外の樹脂製品に適用してもよい。また、木目調以外の流れ模様、例えば大理石調の流れ模様を有する樹脂製品に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施形態に係る樹脂製品の製造に用いる射出成形機の断面図、
図２は本発明の一実施形態に係る流れ模様を有する樹脂製品のカラークリア塗装前の斜視図、
図３は図２中にＦ３で示す樹脂製品の一部の拡大図、
図４は本発明の一実施形態に係る樹脂製品の製造方法においてカラークリア塗装工程で使用する塗装設備の概略図、
図５は本発明の一実施形態に係る流れ模様を有する樹脂製品の斜視図、
図６は図５中のＦ６−Ｆ６線に沿う樹脂製品の断面図、
図７は本発明の一実施形態に係る樹脂製品の製造工程を示すブロック図である。

Claims (6)

1. 所定の素地色を有するベース材料（６）と、該素地色とは明度および／または色相の異なる着色材（７）とを配合してなる樹脂材料（５）からなり、前記ベース材料（６）の素地色と前記着色材（７）とによる流れ模様（１０ａ）が表面に表れるよう射出成形された射出成形品（１０）と、
   前記素地色とは異なる色のカラークリア塗料（２ａ）からなるカラークリア層（１０ｂ）であって、前記射出成形品（１０）の表面に塗装されることにより、前記素地色および前記流れ模様（１０ａ）の色合いと、該カラークリア塗料（１０ａ）の色合いとの組合わせによって、所望の製品色に調整することを可能とするカラークリア層（１０ｂ）と、
   を具備したことを特徴とする流れ模様を有する樹脂製品。
2. 所定の素地色を有するベース材料（６）と、該素地色とは明度および／または色相の異なる着色材（７）とを配合してなる樹脂材料（５）を用い、シリンダ（２０）とスクリュー（２１）を有する射出成形機（１）によって、前記ベース材料（６）の素地色と前記着色材（７）とによる流れ模様（１０ａ）が表面に表われるよう射出成形することにより、流れ模様（１０ａ）を有する射出成形品（１０）を得る射出成形工程と、
   前記射出成形品（１０）の表面に、前記素地色とは異なる色のカラークリア塗料（２ａ）を塗装することにより、前記素地色および前記流れ模様（１０ａ）の色合いと、該カラークリア塗料（２ａ）の色合いとの組合わせによって、所望の製品色を得るカラークリア塗装工程と、
   を具備してなることを特徴とする流れ模様を有する樹脂製品の製造方法。
3. 前記着色材（７）に、互いに色が異なる複数の着色材（７）からなる複合材料が使用されることを特徴とする請求項２に記載の流れ模様を有する樹脂製品の製造方法。
4. 前記ベース材料（６）に、輝度材（８）が配合されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の流れ模様を有する樹脂製品の製造方法。
5. 前記射出成形機（１）の前記シリンダ（２０）の材料供給部（２２）付近の温度が、該シリンダ（２０）のノズル（２３）付近の温度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の流れ模様を有する樹脂製品の製造方法。
6. 前記射出成形機（１）の前記スクリュー（２１）の軸線方向の移動速度に関し、移動初期の速度が移動後期の速度よりも遅く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の流れ模様を有する樹脂製品の製造方法。

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