WO2009141934A1 - 外装部品 - Google Patents

Abstract

　外装部品（２００）は、（ａ）光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状（構造色発生領域（２１１））が形成された構造色発生部（２１０）と、（ｂ）光透過性を有する樹脂からなり、製品の外面になる樹脂部（２２０）とを備え、（ｃ）構造色発生部（２１０）と樹脂部（２２０）とが成形によって形成され、（ｄ）構造色発生部（２１０）が、樹脂部（２２０）と異なる樹脂からなり、樹脂部（２２０）で覆われている。

Description

外装部品

　本発明は、製品の外側に装われる外装部品に関し、特に、製品に装飾効果を与える外装部品に関する。

　従来、成形品に装飾効果を与える外装部品の成形方法として、金型面に文字や化粧線を彫り込んで成形面で浮き上がらせたり、しぼ加工や成形後に２次加工を施したりする方法が知られている。特に、着色については、一定の色を有する成形品に塗装、印刷、または貼り付けなどを行ったり、多色成形などの特殊成形によって行ったりするのが一般的である。ただし、これらの方法による着色では、各種顔料や染料自体を使用する。また、有機溶剤を使用したり、廃液処理などの後始末も必要としたりする。このため、作業面および環境面のいずれの面においても問題が大きくなってきている。

　これに対して、顔料や染料などのいわゆる色素を使用せず、光の干渉や回折などの物理現象を用いて発色させる構造性発色に関する技術が提案されている。例えば、屈折率の異なる２種類のポリマー物質を交互に何重にも積層することで発色させる技術（例えば、特許文献１参照。）、屈折率の異なる２種類のポリマー物質からなる交互積層構造を有する繊維状の発色構造体に関する技術（例えば、特許文献２参照。）、微小な凹凸面を有する転写シートに関する技術（例えば、特許文献３参照。）などがある。また、金属に対しても回折構造格子を形成して発色させる技術（例えば、特許文献４参照。）がある。

　＜構造性発色＞
　ここで、構造性発色を利用した転写シートについて説明する。

　図１３に示すように、ガラス転移点（Ｔｇ）２５０℃のポリアミドイミド樹脂を主成分とする耐熱保護層４２が支持体４１の表面に塗布される。ウレタン樹脂を主成分とする回折構造形成層４３が耐熱保護層４２の表面に塗布される。そして、回折格子を構成する微小な凹凸パターンが回折構造形成層４３の表面にロールエンボス法によって形成される。

　次に、微小な凹凸パターンが形成された回折構造形成層４３の表面に金属反射性の回折効果層４４が形成される。さらに、回折効果層４４の表面に耐熱マスク層４５がパターン印刷によって形成される。耐熱マスク層４５が形成されたものが、ＮａＯＨ溶液が入った浴槽に浸されて、耐熱マスク層４５の不存在部から露出した回折効果層４４の部分がエッチングされる。その後、耐熱マスク層４５と回折効果層４４とを覆うようにして、耐熱マスク層４５の表面と、エッチングによって露出した回折構造形成層４３の部分とに接着層４６が形成される。これによって、転写シート４０が製造される。
特開平４－２９５８０４号公報 特開２００４－１５１２７１号公報 特開２００５－７６２４号公報 特表２００６－５１６１０８号公報

　しかしながら、従来の技術においては、下記（１）～（４）に示す問題がある。

　（１）特許文献１については、ポリマー物質を積層したシート材料では一定の面積内が同一の発色状態となり、細かな模様を意図的に与えることが困難である。

　（２）特許文献２については、成形材料内に繊維状の発色体を均一に混入させる使い方となるので、特許文献１と同じく、一定の面積内が同一の発色状態となる。

　（３）特許文献３については、細かく発色状態の変化を与えることができる。しかし、接着で貼るため、剥がれが起きるなど、耐久性に問題がある。また、複雑な表面形状には貼りにくいなどの制約がある。さらに、シート材の製造工程が多く接着工程も必要とするため、製造価格が高くなる。

　（４）特許文献４については、金属材料を対象にしたものであり、また回折格子構造が汚れて発色性が低下するという問題がある。

　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、意匠性に富んだ構造色発生部の保存性が悪化することを防ぎ、複雑な表面形状を有する製品に対しても容易かつ安価に成形することができる外装部品を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明に係わる外装部品は、下記に示す特徴を備える。

　（Ｃ１）本発明に係わる外装部品は、（ａ）製品の外側に装われる外装部品であって、（ｂ）光透過性を有する樹脂からなり、前記製品の外面になる樹脂部と、（ｃ）光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状が形成された構造色発生部とを備え、（ｄ）前記樹脂部と前記構造色発生部とが成形によって形成されたものである。

　これによって、例えば、製品の外面が手でこすれて磨耗するような損傷を受けても、樹脂部が製品の外面に配置されるので、構造色発生部が樹脂部で保護されて損傷を受けることはない。このため、構造色発生部の保存性が悪化することを防ぐことができる。また、樹脂部と構造色発生部とが成形によって形成されたものであるため、複雑な表面形状を有する部品にも容易かつ安価に成形することができ、意匠性に富んだ構造色発生部を形成することができる。

　（Ｃ２）上記（Ｃ１）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部における微小な形状は、一辺が８０μｍの領域を最小の発光単位とした前記領域内において同一の形状が繰り返される周期構造で形成されたものであるとしてもよい。

　（Ｃ３）上記（Ｃ２）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部における微小な形状は、山と谷とであるとしてもよい。

　（Ｃ４）上記（Ｃ３）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部における微小な形状は、谷と谷との間隔、または山と山との間隔が０．４～０．７μｍであるとしてもよい。

　（Ｃ５）上記（Ｃ３）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部における微小な形状は、成形のための抜き勾配が６～８２°の間であるとしてもよい。

　（Ｃ６）上記（Ｃ３）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部における微小な形状は、高さが０．０５～３．３μｍであり、かつ前記高さは、山と谷との間隔の１０倍以下であるとしてもよい。

　（Ｃ７）上記（Ｃ２）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部における微小な形状は、微小な貫通穴形状であるとしてもよい。

　（Ｃ８）上記（Ｃ７）に記載の外装部品に関して、前記微小な貫通穴形状は、穴の中心と、前記穴に隣接する穴の中心との距離が０．４～０．７μｍであるとしてもよい。

　（Ｃ９）上記（Ｃ１）に記載の外装部品は、前記樹脂部と前記構造色発生部とが同一であり、前記樹脂部の内面に、前記微小な形状が形成されているとしてもよい。

　（Ｃ１０）上記（Ｃ９）に記載の外装部品は、前記構造色発生部よりも前記製品の内側に向かって出張るようにして前記構造色発生部の周辺に形成された段差部を備えるとしてもよい。

　（Ｃ１１）上記（Ｃ１）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部は、前記樹脂部と異なる樹脂からなり、前記樹脂部で覆われているとしてもよい。

　（Ｃ１２）上記（Ｃ１１）に記載の外装部品は、前記構造色発生部において前記樹脂部と接する面に、前記微小な形状が形成されているとしてもよい。

　（Ｃ１３）上記（Ｃ１１）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部の軟化温度は、前記樹脂部の軟化温度よりも高いとしてもよい。

　（Ｃ１４）上記（Ｃ１１）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部の反射率は、前記樹脂部の反射率よりも高いとしてもよい。

　（Ｃ１５）上記（Ｃ１１）に記載の外装部品に関して、前記構造色発生部の屈折率は、前記樹脂部の屈折率よりも高いとしてもよい。

　（Ｃ１６）上記（Ｃ１１）に記載の外装部品は、（ａ）前記構造色発生部である第１の構造色発生部と異なる樹脂からなり、前記微小な形状が形成された第２の構造色発生部を備え、（ｂ）前記第１の構造色発生部と前記第２の構造色発生部との集合体が前記樹脂部で覆われているとしてもよい。

　（Ｃ１７）上記（Ｃ１１）に記載の外装部品に関して、前記第１の構造色発生部は、前記第２の構造色発生部から露出しているとしてもよい。

　なお、本発明は、外装部品以外に、下記に示す成形方法としても実現することができる。

　（Ｃ１８）本発明に係わる成形方法は、（ａ）製品の外側に装われる外装部品を成形する成形方法であって、（ｂ）光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状が第１の面に形成された部品を、前記製品の外面を形成するための第２の面が形成された金型内に、前記第１の面と前記第２の面とが対向するようにして設置する第１の成形工程と、（ｃ）前記第１の面と前記第２の面との間に空間を有するようにして金型を閉じて、固化後に光透過性を有する成形材料を前記空間に充填する第２の成形工程と、（ｄ）前記微小な形状が前記成形材料で保護された成形品を前記外装部品として前記金型から取り出す第３の成形工程とを含む。

　（Ｃ１９）上記（Ｃ１８）に記載の成形方法は、前記成形材料を充填後、前記成形材料が固化するまで、前記成形材料に前記第１の面と前記第２の面とが対向する方向に圧縮力を与える第４の成形工程を含むとしてもよい。

　なお、本発明は、外装部品以外に、下記に示す製品としても実現することができる。

　（Ｃ２０）本発明に係わる製品は、上記（Ｃ１）～（Ｃ１７）のいずれかに記載の外装部品を使用して外装が構成されている。

　本発明によれば、樹脂部が製品の外面に配置されるので、構造色発生部が樹脂部で保護されて損傷を受けることはない。このため、構造色発生部の保存性が悪化することを防ぐことができる。また、樹脂部と構造色発生部とが成形によって形成されたものであるため、複雑な表面形状を有する部品にも容易かつ安価に成形することができ、意匠性に富んだ構造色発生部を形成することができる。

図１は、実施の形態１における外装部品の断面図である。 図２は、実施の形態１における外装部品を使用した製品の断面図である。 図３は、実施の形態１における外装部品の成形方法を実施するためのスクリュー式射出成形機の構成図である。 図４は、実施の形態１における射出成形機に取り付ける金型の断面図である。 図５は、実施の形態１における雄型に形成された微小な凹凸部の拡大図である。 図６は、実施の形態１の変形例１における外装部品の断面図である。 図７は、実施の形態１の変形例２における外装部品の断面図である。 図８は、実施の形態２における外装部品の断面図である。 図９は、実施の形態２における外装部品を使用した製品の断面図である。 図１０は、実施の形態２の変形例における外装部品の断面図である。 図１１は、実施の形態３における外装部品の断面図である。 図１２は、実施の形態４における外装部品の断面図である。 図１３は、従来の技術における転写シートの断面図である。

　（実施の形態１）
　以下、本発明に係わる実施の形態１について説明する。

　＜概要＞
　本実施の形態における外装部品は、下記（Ｃ１）～（Ｃ６），（Ｃ９），（Ｃ１０）に示す特徴を備える。

　（Ｃ１）外装部品は、（ａ）製品の外側に装われる外装部品であって、（ｂ）光透過性を有する樹脂からなり、製品の外面になる樹脂部と、（ｃ）光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状が形成された構造色発生部とを備え、（ｄ）樹脂部と構造色発生部とが成形によって形成されたものである。

　（Ｃ２）構造色発生部における微小な形状は、一辺が８０μｍの領域を最小の発光単位とした領域内において同一の形状が繰り返される周期構造で形成されたものである。

　（Ｃ３）構造色発生部における微小な形状は、山と谷とである。

　（Ｃ４）構造色発生部における微小な形状は、谷と谷との間隔、または山と山との間隔が０．４～０．７μｍである。

　（Ｃ５）構造色発生部における微小な形状は、成形のための抜き勾配が６～８２°の間である。

　（Ｃ６）構造色発生部における微小な形状は、高さが０．０５～３．３μｍであり、かつ高さは、山と谷との間隔の１０倍以下である。

　（Ｃ９）外装部品は、樹脂部と構造色発生部とが同一であり、樹脂部の内面に、微小な形状が形成されている。

　（Ｃ１０）外装部品は、構造色発生部よりも製品の内側に向かって出張るようにして構造色発生部の周辺に形成された段差部を備える。

　また、本実施の形態における外装部品の成形方法は、下記（Ｃ１８）に示す特徴を備える。

　（Ｃ１８）成形方法は、（ａ）製品の外側に装われる外装部品を成形する成形方法であって、（ｂ）光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状が第１の面に形成された部品を、製品の外面を形成するための第２の面が形成された金型内に、第１の面と第２の面とが対向するようにして設置する第１の成形工程と、（ｃ）第１の面と第２の面との間に空間を有するようにして金型を閉じて、固化後に光透過性を有する成形材料を空間に充填する第２の成形工程と、（ｄ）微小な形状が成形材料で保護された成形品を外装部品として金型から取り出す第３の成形工程とを含む。

　なお、本実施の形態における外装部品の成形方法は、さらに、下記（Ｃ１９）に示す特徴を備えるとしてもよい。

　（Ｃ１９）上記（Ｃ１８）に記載の成形方法は、成形材料を充填後、成形材料が固化するまで、成形材料に第１の面と第２の面とが対向する方向に圧縮力を与える第４の成形工程を含む。

　なお、本実施の形態における製品は、上記（Ｃ１）～（Ｃ６），（Ｃ９），（Ｃ１０）のいずれかに記載の外装部品を使用して外装が構成されているとしてもよい。

　以上の点を踏まえて、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

　＜外装部品＞
　まず、本実施の形態における外装部品について説明する。

　図１に示すように、外装部品１００は、製品の外側に装われる部品であり、固化後に光透過性を有する樹脂材料で構成された樹脂部１１０を備える。

　樹脂部１１０は、断面逆Ｕ字状であり、出張っている側の面（以下、凸面と呼称する。）が製品の外面に該当し、窪んでいる側の面（以下、凹面と呼称する。）が製品の内面に該当する。さらに、凹面、すなわち、製品の内面に、構造色発生領域１１１と段差１１２とが形成されている。ここでは、凹面の中央部分に構造色発生領域１１１が形成され、凹面の両隅部分に段差１１２が形成されている。

　すなわち、樹脂部１１０は、製品の外面になる樹脂部であり、また、製品の内面側に構造色発生領域１１１が形成された構造色発生部でもある。

　構造色発生領域１１１は、樹脂部１１０の凹面に、一定の形状の周期構造で形成された微小な凹凸部分である。これによって、光の入射に伴い、反射光や透過光が干渉や回折を起こす。このとき、周期構造の谷と谷との間隔、または山と山との間隔が０．４～０．７μｍの範囲であれば、人間が感知できる可視光領域の光が発現して発色に影響を与える。

　例えば、透明性の高い材料で樹脂部１１０が作られ、谷と谷の間隔が０．７μｍの波状の周期構造で構造色発生領域１１１が形成されているとする。この場合においては、視野角は狭いが、赤色に近い発色が構造色発生領域１１１によって得られる。また、樹脂部１１０が光透過性を保ちつつ着色されていれば、着色されている色との作用により他の色が構造色発生領域１１１によって発現する。

　段差１１２は、構造色発生領域１１１の周囲に形成されている。さらに、図中において構造色発生領域１１１よりも下側に向かって出張っている。

　＜製品＞
　次に、外装部品を使用した製品について説明する。ここでは、一例として、外装部品１００が携帯音響機器に使用されたとする。

　図２に示すように、携帯音響機器１２０は、外装部品１００、底側（図中において下側）の外装部品１２１、シャーシ１２２、記録再生機構１２３を組み立ててできたものである。

　具体的には、底側の外装部品１２１の凹面と外装部品１００の凹面とが向かうようにして、外装部品１００と底側の外装部品１２１とが組み合わされている。また、外装部品１００と底側の外装部品１２１とが組み合わさることによってできた空間には、シャーシ１２２に取り付けられた記録再生機構１２３が組み込まれている。さらに、外装部品１００と記録再生機構１２３との間にできた空間には、記録媒体１２４が挿入されている。

　これによって、構造色発生領域１１１は、製品の外面ではなく、その内側に配置されるので、手でこすれて磨耗するような損傷を受けることがない。ただし、記録媒体１２４のように内蔵部品が動く場合には、段差１１２がなければ、内蔵部品から外力を受けて損傷することもありえる。すなわち、段差１１２を設けることによって、構造色発生領域１１１と記録媒体１２４との間に間隙ができるので、記録媒体１２４のような内蔵部品等から外力を受けて構造色発生領域１１１が損傷することを防ぐことができる。

　＜成形工程＞
　次に、スクリュー式射出成形機を使用して外装部品１００を製造する成形工程について説明する。

　図３に示すように、まず、スクリュー式射出成形機１３０のホッパ１３１に成形材料１３２を入れておく。このホッパ１３１に入れられた成形材料１３２は、ホッパ１３１から加熱シリンダ１３３内に、自重によって落下する。加熱シリンダ１３３内に落下した成形材料１３２は、スクリュー１３４の回転によって混練されながら、加熱シリンダ１３３の先端部に送られる。加熱シリンダ１３３の先端部に向けて送られるときに、成形材料１３２は、加熱シリンダ１３３のヒータによる加熱と混練作用による摩擦熱とによって溶融状態になる。

　次に、下記（工程１）～（工程５）に示す射出工程によって外装部品１００（図中における成形品１３７）を製造する。

　（工程１）金型１３５を閉じる。

　（工程２）溶融状態になった成形材料１３２を、ノズル１３６の先端から金型１３５内に、高圧の下で射出する。

　（工程３）金型１３５内に射出した成形材料１３２を冷却して固化させる。

　（工程４）冷却が終わると、金型１３５を開ける。

　（工程５）冷却した成形材料１３２（図中における成形品１３７）を金型１３５より取り出す。金型１３５より取り出した成形品１３７が外装部品１００である。

　以下、上記（工程１）～（工程５）に示す射出工程を繰り返す。

　＜金型＞
　次に、外装部品を製造するときに使用される金型について説明する。

　図４に示すように、金型１３５は、雄型１４１と雌型１４３とから構成される。雄型１４１には、図１に示す樹脂部１１０の凹面に構造色発生領域１１１を形成するための微小な凹凸部１４２が形成されている。雌型１４３には、外部と金型内とを繋げるスプル１４４とランナ１４５とが形成されている。

　なお、雄型１４１には、樹脂部１１０の凹面を形成するための凸面が形成されている。雌型１４３には、樹脂部１１０の凸面を形成するための凹面が形成されている。

　ここで、スプル１４４には、図３に示すノズル１３６の先端部が接続される。成形材料１３２には、熱可塑性のメタクリル樹脂（アクリル樹脂）を使用することができる。この場合においては、シリンダ温度が２３０℃であり、金型温度が６０℃であることが好適である。

　例えば、成形工程においては、雄型１４１の凸面と雌型１４３の凹面とが対向するようにして、雄型１４１と雌型１４３とが組み合わされる。溶融状態になった成形材料１３２がスプル１４４から流入する。スプル１４４から流入した成形材料１３２が、ランナ１４５を通って、空洞である製品部１４６に充填される。

　なお、微小な凹凸部１４２には、成形材料１３２が完全に入りにくく、空隙が生じやすい。このため、そのままでは、微小な凹凸部１４２の形状が十分に転写されないという問題がある。これは、構造色発生領域１１１の微小な形状の大きさが、コンパクトディスクやデジタルビデオディスクなどの記録媒体におけるピットの大きさや、回折格子を有するプラスチックレンズの凹凸形状に匹敵するためである。

　そこで、成形工程においては、これらの精密成形品に使用される射出圧縮成形法を適用する。これによって、微小な凹凸部１４２においても空隙を生じることなく、良好な転写結果が得られる。

　ここで、射出圧縮成形法とは、例えば、下記（工程１）～（工程３）を行う成形法である。

　（工程１）成形工程の前半において型締力を低くしておく。

　（工程２）金型１３５の分割面部分１４７を少し開いたまま、製品部１４６に成形材料１３２を射出する。

　（工程３）全型締力をかけて金型１３５を閉じる。これによって、雄型１４１の凸面と雌型１４３の凹面とが対向する方向に圧縮力を与える。

　＜凹凸部＞
　次に、微小な凹凸部１４２について説明する。

　図５に示すように、微小な凹凸部１４２は、一定の形状の周期構造で形成されている。ここでは、谷と谷の間隔ａ（以下、ピッチ幅ａと呼称する。）を０．４～０．７μｍとする波状の周期構造で形成されている。なお、ピッチ幅ａは、山と山との間隔としてもよい。

　また、肉眼の分解能は１００μｍ程度と言われているので、少なくとも８０μｍを最小の発光単位とする必要がある。さらに、最小の発光単位とする一辺が８０μｍの領域で発色させるためには、その領域内で干渉や回折を起こす必要がある。このため、一辺が８０μｍの領域内において同一の形状が繰り返される周期構造が必要である。

　また、発色効率を高めるためには、干渉や回折と関係のない平坦部を微小な凹凸部１４２から極力減らし、平坦部の代わりに、頂点を有する山と谷とを有する方が有効である。

　また、一般に成形品を金型から容易に取り出すための抜き勾配については、約２～１°が標準とされている。微小な凹凸部１４２の傾斜角度θについては、外装部品１００を人が見る視野角から考えて、５°以上であればよい。また、微小な凹凸部１４２の高さｈについては、機械加工の精度から考えて、最小で加工限界の０．０５μｍである。このとき、最大ピッチ幅（０．７μｍ）で形成される傾斜角度θは、最大で８２°となる。

　また、高さと、山と谷との間隔（ピッチ幅の半分）との比であるアスペクト比が１０以下であれば成形できる。このため、ピッチ幅ａが０．７μｍであり、傾斜角度θが６°である場合は、高さｈは、最大の３．３μｍとなる。傾斜角度θは、一般の抜き勾配に比べて大きいので、この程度の形状であれば、成形によっても転写することができる。

　なお、微小な凹凸部１４２の周期構造の形状は、波状としたが、円錐状、角錐状、半球状であってもよい。

　なお、本実施の形態において、成形品を得る方法として、ナノインプリントのようにシート材を板厚方向に圧縮成形する方式を採用するとしてもよい。例えば、熱可塑性のメタクリル樹脂（アクリル樹脂）を、１４０℃に加熱し、１０ＭＰａの応力下で加圧する。これによって、微小な凹凸部１４２を良好な状態で転写することができる。

　＜変形例１＞
　なお、図６に示す外装部品１５０のように、アルミニウム製の金属反射板１５１が樹脂部１１０の凹面側に配置されるとしてもよい。これによって、樹脂部１１０の凸面側（図中において上側）から入射した光が効率的に金属反射板１５１で反射する。そして、輝度を高めて構造色発生領域１１１を発色させることができる。

　＜変形例２＞
　なお、図７に示す外装部品１６０のように、光源１６１と光拡散板１６２とが外装部品１００の凹面側（図中において下側）に配置されているとしてもよい。これによって、光源１６１から出た光が光拡散板１６２で均一化されて樹脂部１１０に照射することで、輝度を一層高めて構造色発生領域１１１を発色させることができる。

　（実施の形態２）
　以下、本発明に係わる実施の形態２について説明する。

　＜概要＞
　本実施の形態における外装部品は、下記に示す特徴を備える。

　（Ｃ１１）外装部品に関して、構造色発生部は、樹脂部と異なる樹脂からなり、樹脂部で覆われている。

　（Ｃ１２）外装部品は、構造色発生部において樹脂部と接する面に、微小な形状が形成されている。

　（Ｃ１３）構造色発生部の軟化温度は、樹脂部の軟化温度よりも高い。

　（Ｃ１４）構造色発生部の反射率は、樹脂部の反射率よりも高い。

　（Ｃ１５）構造色発生部の屈折率は、樹脂部の屈折率よりも高い。

　なお、本実施の形態における外装部品は、さらに、下記（Ｃ１６），（Ｃ１７）に示す特徴を備えるとしてもよい。

　（Ｃ１６）外装部品は、（ａ）構造色発生部である第１の構造色発生部と異なる樹脂からなり、微小な形状が形成された第２の構造色発生部を備え、（ｂ）第１の構造色発生部と第２の構造色発生部との集合体が樹脂部で覆われている。

　（Ｃ１７）第１の構造色発生部は、第２の構造色発生部から露出している。

　なお、本実施の形態における製品は、上記（Ｃ１１）～（Ｃ１７）のいずれかに記載の外装部品を使用して外装が構成されているとしてもよい。

　以上の点を踏まえて、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１における構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

　＜外装部品＞
　まず、本実施の形態における外装部品について説明する。

　図８に示すように、外装部品２００は、構造色発生領域２１１が形成された構造色発生部２１０と、光透過性を有する樹脂部２２０とを備える。

　外装部品２００においては、断面逆Ｕ字状の構造色発生部２１０の内側における両隅において樹脂部２２０と繋がっている係止部２２１が出張っており、構造色発生部２１０が係止部２２１で抱え込まれている。また、構造色発生部２１０の外面が樹脂部２２０で覆われている。

　また、構造色発生部２１０においては、上面の中央部分が突出し、中央部分と、中央部分から一段下がった両側部分とに構造色発生領域２１１がそれぞれ形成されている。構造色発生領域２１１は、実施の形態１において説明した構造色発生領域１１１と同様に、一定の形状の周期構造で構造色発生部２１０の凸面にそれぞれ形成された微小な凹凸部分である。

　なお、構造色発生部２１０は、構造色発生領域２１１が形成された面が外装部品２００の凸面（製品の外面）に向くように配置されている。

　また、樹脂部２２０においては、上面の中央部分が突出し、右側部分が中央部分よりも一段下がり、左側部分が右側部分よりも一段下がっている。

　ここでは、一例として、外装部品２００は、下記（工程１）～（工程４）に示す回転式２色成形法によって製造される。

　（工程１）構造色発生部２１０の成形材料を第１シリンダから射出成形する。このとき、構造色発生部２１０の凹面を形成するための凸面が形成された雄型と、構造色発生部２１０の凸面を形成するための凹面が形成された雌型とを使用する。なお、第１シリンダは雌型側に配置されている。

　（工程２）一度、型開きを行い、構造色発生部２１０を雄型に付着させたまま、金型回転盤を１８０°回転する。これによって、雌型を変える。

　（工程３）樹脂部２２０の成形材料を第２シリンダから射出成形する。このとき、樹脂部２２０の凸面を形成するための凹面が形成された雌型を使用する。さらに、樹脂部２２０と繋がっている係止部２２１で構造色発生部２１０を抱え込むような構造で成形される。なお、第２シリンダは雌型側に配置されている。

　（工程４）再び、型開きを行い、構造色発生部２１０と樹脂部２２０とが一体化した外装部品２００を金型より取り出す。

　ここで、構造色発生部２１０の成形材料はポリカーボネート樹脂が好適であり、樹脂部２２０の成形材料はメタクリル樹脂（アクリル樹脂）が好適である。構造色発生部２１０（ポリカーボネート樹脂）に関しては、シリンダ温度は２８０℃であり、金型温度は１００℃であるのが好適である。また、１．８１ＭＰａ下での荷重たわみ温度は１３０～１３８℃である。樹脂部２２０（メタクリル樹脂）に関しては、シリンダ温度は２３０℃であり、金型温度は６０℃であるのが好適である。また、１．８１ＭＰａ下での荷重たわみ温度は６０～８８℃である。

　なお、上記の材料を用いた場合は、金型温度６０℃では、構造色発生部２１０の軟化が小さい。すなわち、構造色発生部２１０の軟化温度が樹脂部２２０の軟化温度よりも高いので、樹脂部２２０の成形時には、構造色発生領域２１１の微小な形状が保持される。

　また、構造色発生部２１０（ポリカーボネート樹脂）の屈折率は１．５８～１．５９であり、樹脂部２２０（メタクリル樹脂）の屈折率は１．４９～１．５０であり、メタクリル樹脂の屈折率よりもポリカーボネート樹脂の屈折率の方が大きい。このため、樹脂部２２０の外側から入射した光が、構造色発生部２１０と樹脂部２２０との界面で反射する。これによって、構造色発生領域２１１を発色させることができる。なお、屈折率から特定される反射率についても同様なことが言える。

　なお、樹脂部２２０の成形時には、構造色発生部２１０が金型と接する。樹脂部２２０の成形後には、構造色発生部２１０において金型と接した部分が露出する。仮に、構造色発生部２１０と樹脂部２２０とが張り合わされただけでは剥がれることもあり、接合性の保持において問題が生じる。そこで、樹脂部２２０は、樹脂部２２０と繋がっている係止部２２１で構造色発生部２１０を抱え込むような構造で成形されている。これによって、構造色発生部２１０と樹脂部２２０とが一体化して、強固な接合性が得られる。また、樹脂部２２０が構造色発生部２１０を覆うことによって磨耗などの損傷から構造色発生領域２１１が保護される。さらに、構造色発生部２１０と樹脂部２２０とは、構造色発生領域２１１の微小な形状に起因するアンカー効果によって一層強固な接合性が得られる。

　なお、射出成形を使用することによって、図８に示すような外面が凹凸した複雑な外装部品２００に対しても構造色発生領域２１１を容易に形成することができる。さらに、図８に示すように、外装部品２００の板厚方向で異なる深さに構造色発生領域２１１を設置することで、色の変化に加え、深み方向の意匠性も加えることができる。

　なお、アルミニウムの小片を含むメタリック調の成形材料を構造色発生部２１０に対して使用するとしてもよい。これによって、構造色発生部２１０による反射率が高くなり、構造色発生領域２１１による発色が一層よくなる。

　＜製品＞
　次に、外装部品２００を使用した製品について説明する。ここでは、一例として、外装部品２００が携帯音響機器に使用されたとする。

　図９に示すように、携帯音響機器２３０は、図２に示した外装部品１００の代わりに外装部品２００を使用して組み立てられている。また、樹脂部２２０の係止部２２１を圧迫しないように、樹脂部２２０の係止部２２１から距離をおいて、記録媒体１２４が挿入されている。外装部品２００の板厚方向で異なる深さに構造色発生領域２１１が形成されることで、色の変化に加え、深み方向の意匠性も加えることができる。

　＜変形例＞
　ここで、本実施の形態における外装部品２００の変形例について説明する。

　図１０に示すように、外装部品２４０は、構造色発生領域２５１が形成された第１構造色発生部２５０と、構造色発生領域２６１が形成された第２構造色発生部２６０と、光透過性を有する樹脂部２７０とを備える。また、第１構造色発生部２５０において突出した中央部分を除いた外面が第２構造色発生部２６０で覆われ、第１構造色発生部２５０において突出した中央部分と第２構造色発生部２６０の外面とが樹脂部２７０で覆われている。

　外装部品２４０においては、断面逆Ｕ字状の第１構造色発生部２５０の内側における両隅において第２構造色発生部２６０と繋がっている係止部２６２が出張っており、第１構造色発生部２５０が係止部２６２で抱え込まれている。さらに、係止部２６２の下側において樹脂部２７０と繋がっている係止部２７１が出張っており、第１構造色発生部２５０と第２構造色発生部２６０とが一体化した成形品が係止部２７１で抱え込まれている。

　また、第１構造色発生部２５０においては、上面の中央部分が突出し、突出した中央部分に構造色発生領域２５１が形成されている。構造色発生領域２５１は、実施の形態１において説明した構造色発生領域１１１と同様に、一定の形状の周期構造で第１構造色発生部２５０の凸面に形成された微小な凹凸部分である。

　なお、第１構造色発生部２５０は、構造色発生領域２５１が形成された面が外装部品２４０の凸面（製品の外面）に向くように配置されている。

　また、第２構造色発生部２６０においては、第１構造色発生部２５０において突出した中央部分を取り囲む上面の左周辺部分と右周辺部分とに構造色発生領域２６１がそれぞれ形成されている。つまり、構造色発生領域２５１が第２構造色発生部２６０から突出して露出し、その両側に構造色発生領域２６１が形成されている。構造色発生領域２６１は、構造色発生領域２５１と同様に、一定の形状の周期構造で第２構造色発生部２６０の凸面に形成された微小な凹凸部分である。

　なお、第２構造色発生部２６０は、構造色発生領域２６１が形成された面が外装部品２４０の凸面（製品の外面）に向くように配置されている。

　なお、構造色発生領域２６１については、構造色発生領域２５１と同一の周期構造で形成されているとしてもよいし、異なる周期構造で形成されているとしてもよい。

　ここでは、一例として、外装部品２４０は、下記（工程１）～（工程４）に示す成形工程によって製造される。

　（工程１）上記の回転式２色成形法によって第１構造色発生部２５０と第２構造色発生部２６０とが一体化した成形品を射出成形する。このとき、第２構造色発生部２６０と繋がっている係止部２６２で第１構造色発生部２５０を抱え込むような構造で成形される。

　（工程２）第１構造色発生部２５０と第２構造色発生部２６０とが一体化した成形品を金型内に設置する。このとき、第２構造色発生部２６０の凸面側に樹脂部２７０が形成されるように成形品を設置する。

　（工程３）樹脂部２７０の成形材料を射出成形する。このとき、樹脂部２７０の凸面を形成するための凹面が形成された雌型を使用する。さらに、樹脂部２７０と繋がっている係止部２７１で第１構造色発生部２５０と第２構造色発生部２６０とが一体化した成形品を抱え込むような構造で成形される。

　（工程４）第１構造色発生部２５０と第２構造色発生部２６０とが一体化した成形品を樹脂部２７０で覆った外装部品２４０を金型より取り出す。

　ここで、第１構造色発生部２５０の成形材料はポリカーボネート樹脂が好適であり、第２構造色発生部２６０と樹脂部２７０の成形材料はメタクリル樹脂（アクリル樹脂）が好適である。第１構造色発生部２５０（ポリカーボネート樹脂）に関しては、シリンダ温度は２８０℃であり、金型温度は１００℃であるのが好適である。第２構造色発生部２６０（メタクリル樹脂）に関しては、シリンダ温度は２３０℃であり、金型温度は８０℃であるのが好適である。樹脂部２７０（メタクリル樹脂）に関しては、シリンダ温度は２１０℃であり、金型温度は６０℃である。

　このように、外装部品２００は、構造色発生領域２５１が形成された第１構造色発生部２５０と、構造色発生領域２６１が形成された第２構造色発生部２６０とを複数積層し、これらを、光透過性を有する樹脂部２７０で覆ったものである。これによって、第１構造色発生部２５０の成形材料の色と、第２構造色発生部２６０の成形材料の色と、構造色発生領域２５１，２６１による発色との組合せで、より複雑な意匠を与えることができる。

　（実施の形態３）
　以下、本発明に係わる実施の形態３について説明する。

　＜外装部品＞
　まず、本実施の形態における外装部品について説明する。

　図１１に示すように、外装部品３００は、構造色発生領域３１１が形成された銅製金属部品３１０と、光透過性を有する樹脂部３２０とを備える。

　外装部品３００においては、断面逆Ｕ字状の樹脂部３２０の内側における両側面において内側面から中央に向かって係止部３２１が出張っている。さらに、両係止部３２１と樹脂部３２０の内側の両隅部分３２２とによって、板状の銅製金属部品３１０の両端が挟み込まれ、銅製金属部品３１０が樹脂部３２０に固定されている。また、銅製金属部品３１０の下面において成形時に金型と接した部分が樹脂部３２０から露出しつつ、銅製金属部品３１０が樹脂部３２０で包み込まれている。

　なお、銅製金属部品３１０は、構造色発生領域３１１が形成された面が外装部品３００の凸面（製品の外面）に向くように配置されている。

　また、構造色発生領域３１１は、実施の形態１において説明した構造色発生領域１１１と同様に、一定の形状の周期構造で銅製金属部品３１０の表面側（図中において上側）に形成された微小な凹凸部分である。

　ここでは、一例として、外装部品３００は、下記（工程１）～（工程３）に示すインサート成形によって製造される。

　（工程１）金型内に銅製金属部品３１０を設置する。

　（工程２）メタクリル樹脂を射出成形する。このとき、メタクリル樹脂（樹脂部３２０）で銅製金属部品３１０が包み込まれる。

　（工程３）銅製金属部品３１０と、銅製金属部品３１０を包んでいるメタクリル樹脂（樹脂部３２０）とが一体化した外装部品３００を金型より取り出す。

　なお、構造色発生領域３１１が銅製金属部品３１０に形成されているので、メタクリル樹脂の射出温度で構造色発生領域３１１が損傷することはない。

　なお、銅製金属部品３１０の表面を金属光沢仕上げすることで、良好な発色を得ることができる。

　なお、銅製金属部品３１０以外の金属部品またはその他の材質の部品を使用してインサート成形が行われるとしてもよい。

　（実施の形態４）
　以下、本発明に係わる実施の形態４について説明する。

　＜外装部品＞
　まず、本実施の形態における外装部品について説明する。

　図１２に示すように、外装部品４００は、構造色発生領域４１１が形成されたポリカーボネート製シート部品４１０と、それぞれ光透過性を有する第１樹脂部４２０と第２樹脂部４２１とを備える。

　外装部品４００においては、ポリカーボネート製シート部品４１０の下面側に断面逆Ｕ字状の第１樹脂部４２０が形成されるとともに、ポリカーボネート製シート部品４１０の上面側に第１樹脂部４２０の成形材料がわずかに回り込んで薄膜の第２樹脂部４２１が形成されている。つまり、第１樹脂部４２０と第２樹脂部４２１とでポリカーボネート製シート部品４１０が覆われている。

　また、ポリカーボネート製シート部品４１０においては、所望の意匠に合わせてナノインプリメントによって構造色発生領域４１１が形成されている。構造色発生領域４１１は、実施の形態１において説明した構造色発生領域１１１と同様に、一定の形状の周期構造でポリカーボネート製シート部品４１０に形成された微小な凹凸部分である。

　ここでは、一例として、外装部品４００は、成形転写システムを使用して下記（工程１）～（工程４）に示す成形工程によって製造される。

　（工程１）開かれた金型内にポリカーボネート製シート部品４１０を挿入し、位置決めを行う。

　（工程２）型締めを行い、真空吸引でポリカーボネート製シート部品４１０を雌型側に密着させる。

　（工程３）メタクリル樹脂を射出成形する。このとき、ポリカーボネート製シート部品４１０の上面側（図中において上側）に成形材料がわずかに回り込んで第２樹脂部４２１が形成される。これによって、ポリカーボネート製シート部品４１０が第２樹脂部４２１で覆われることになって、ポリカーボネート製シート部品４１０に形成された構造色発生領域４１１が磨耗などの損傷から保護される。

　（工程４）第１樹脂部４２０と、第２樹脂部４２１と、ポリカーボネート製シートシート部品４１０とが一体化した外装部品４００を金型より取り出す。

　なお、構造色発生領域４１１の微小な形状は、微小な凹凸の代わりに、穴の中心と、穴に隣接する穴の中心との距離が０．４～０．７μｍの貫通穴が形成されているとしてもよい。これによって、回折によって構造色発生領域４１１を発色させることができる。

　本発明は、製品の外側に装われる外装部品などとして、特に、製品に装飾効果を与える外装部品などとして利用することができる。

Claims (20)

1. 　製品の外側に装われる外装部品であって、
   　光透過性を有する樹脂からなり、前記製品の外面になる樹脂部と、
   　光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状が形成された構造色発生部とを備え、
   　前記樹脂部と前記構造色発生部とが成形によって形成されたものである
   　ことを特徴とする外装部品。
2. 　前記構造色発生部における微小な形状は、一辺が８０μｍの領域を最小の発光単位とした前記領域内において同一の形状が繰り返される周期構造で形成されたものである
   　ことを特徴とする請求項１に記載の外装部品。
3. 　前記構造色発生部における微小な形状は、山と谷とである
   　ことを特徴とする請求項２に記載の外装部品。
4. 　前記構造色発生部における微小な形状は、谷と谷との間隔、または山と山との間隔が０．４～０．７μｍである
   　ことを特徴とする請求項３に記載の外装部品。
5. 　前記構造色発生部における微小な形状は、成形のための抜き勾配が６～８２°の間である
   　ことを特徴とする請求項３に記載の外装部品。
6. 　前記構造色発生部における微小な形状は、高さが０．０５～３．３μｍであり、かつ前記高さは、山と谷との間隔の１０倍以下である
   　ことを特徴とする請求項３に記載の外装部品。
7. 　前記構造色発生部における微小な形状は、微小な貫通穴形状である
   　ことを特徴とする請求項２に記載の外装部品。
8. 　前記微小な貫通穴形状は、穴の中心と、前記穴に隣接する穴の中心との距離が０．４～０．７μｍである
   　ことを特徴とする請求項７に記載の外装部品。
9. 　前記樹脂部と前記構造色発生部とが同一であり、前記樹脂部の内面に、前記微小な形状が形成されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載の外装部品。
10. 　前記構造色発生部よりも前記製品の内側に向かって出張るようにして前記構造色発生部の周辺に形成された段差部を備える
    　ことを特徴とする請求項９に記載の外装部品。
11. 　前記構造色発生部は、前記樹脂部と異なる樹脂からなり、前記樹脂部で覆われている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の外装部品。
12. 　前記構造色発生部において前記樹脂部と接する面に、前記微小な形状が形成されている
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の外装部品。
13. 　前記構造色発生部の軟化温度は、前記樹脂部の軟化温度よりも高い
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の外装部品。
14. 　前記構造色発生部の反射率は、前記樹脂部の反射率よりも高い
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の外装部品。
15. 　前記構造色発生部の屈折率は、前記樹脂部の屈折率よりも高い
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の外装部品。
16. 　前記構造色発生部である第１の構造色発生部と異なる樹脂からなり、前記微小な形状が形成された第２の構造色発生部を備え、
    　前記第１の構造色発生部と前記第２の構造色発生部との集合体が前記樹脂部で覆われている
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の外装部品。
17. 　前記第１の構造色発生部は、前記第２の構造色発生部から露出している
    　ことを特徴とする請求項１６に記載の外装部品。
18. 　製品の外側に装われる外装部品を成形する成形方法であって、
    　光の入射に伴い光の干渉や回折などの物理現象によって可視光領域の光が発現する微小な形状が第１の面に形成された部品を、前記製品の外面を形成するための第２の面が形成された金型内に、前記第１の面と前記第２の面とが対向するようにして設置する第１の成形工程と、
    　前記第１の面と前記第２の面との間に空間を有するようにして金型を閉じて、固化後に光透過性を有する成形材料を前記空間に充填する第２の成形工程と、
    　前記微小な形状が前記成形材料で保護された成形品を前記外装部品として前記金型から取り出す第３の成形工程と
    　を含むことを特徴とする成形方法。
19. 　前記成形材料を充填後、前記成形材料が固化するまで、前記成形材料に前記第１の面と前記第２の面とが対向する方向に圧縮力を与える第４の成形工程
    　を含むことを特徴とする請求項１８に記載の成形方法。
20. 　請求項１～１７のいずれかに記載の外装部品を使用して外装が構成されていることを特徴とする製品。

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