(57)【要約】【課題】射出成形工程における溶融樹脂から成形型への熱伝導を抑え、溶融樹脂の流動長を長くし、欠肉を生じることなく、灯具用樹脂カバーの薄肉化および大型化を達成する。【解決手段】車両用灯具に用いられる透明樹脂カバー１は、灯具外部から視認可能な意匠部２と、意匠部２の周縁に広がる周縁部３と、射出成形型の微小凹凸部によって形成されるシボ加工面１３，１４とを備える。外向きシボ加工面１３をハードコート膜７で被覆し、意匠部２の外面に高度の透明性、平滑性および表面硬度を与える。内向きシボ加工面１４を防曇膜８で被覆し、意匠部２の内面に曇り止め処理をする。射出成形に際しては、成形型の微小凹凸部と溶融樹脂材料の表面との間に断熱用空気層を形成し、溶融樹脂の冷却を抑えて流動長を長くする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型を用いて射出成形される灯具用樹脂カバーであって、
灯具外部から視認可能な意匠部と、意匠部の周縁に広がる周縁部と、前記成形型の微小凹凸部によって形成されるシボ加工面とを備えたことを特徴とする灯具用樹脂カバー。
【請求項２】
前記シボ加工面が前記周縁部に含まれている請求項１記載の灯具用樹脂カバー。
【請求項３】
前記シボ加工面が前記意匠部に含まれ、意匠部のシボ加工面が塗膜によって平滑に表面処理されている請求項１記載の灯具用樹脂カバー。
【請求項４】
前記塗膜が、意匠部において灯具外側を向く外向きシボ加工面を被覆するハードコート膜を含む請求項３記載の灯具用樹脂カバー。
【請求項５】
前記塗膜が、意匠部において灯具内側を向く内向きシボ加工面を被覆する防曇膜を含む請求項３又は４記載の灯具用樹脂カバー。
【請求項６】
灯具外部から視認可能な意匠部と、意匠部の周縁に広がる周縁部とを備えた灯具用樹脂カバーを製造する方法であって、
成形面に微小凹凸部が形成された成形型を用意する工程と、成形型のキャビティに射出した溶融樹脂材料で前記意匠部及び周縁部を成形する工程とを含み、
前記成形する工程において、成形型の微小凹凸部と溶融樹脂材料の表面との間に断熱用空気層を介在させた状態で、前記微小凹凸部により前記灯具用樹脂カバーにシボ加工面を形成すること特徴とする灯具用樹脂カバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型を用いて射出成形される灯具用樹脂カバー、及びその製造方法に関する。
【０００２】
近年、車両用灯具の樹脂成形品は、デザイン需要により大型化する傾向にある。一方で、燃費向上等の機能面からの制約により車体重量の軽量化が要求されている。そこで、従来、灯具用樹脂成形品の射出成形にあたり、大型化及び軽量化の双方の要求を満たすために、成形品の肉厚を薄くする技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ランプボディの内壁面にリブを設け、リブの内部に成形時の湯道（溶融樹脂の通路）を形成することで、成形型による溶融樹脂の冷却を軽減し、ランプボディの肉厚を薄くし、ヒケの発生を防止する技術が記載されている。また、特許文献２には、成形型のキャビティ全域が溶融樹脂の流動範囲内に含まれるよう、ランナー及びゲートの位置及び長さを工夫する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４７４０３号公報
【特許文献２】特開２００９−９６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の薄肉化技術は、成形型の湯道やゲートなど、型面と異なる部位に着目しているため、型面が溶融樹脂に及ぼす奪熱作用を抑えるには改善の余地があった。特に、厚みが薄く表面積が大きい灯具用樹脂カバーの射出成形では、２８０℃程度の溶融樹脂材料が４０〜１２０℃程度の成形型の表面に接触するので、急速に冷却された溶融樹脂が短時間に固化し、樹脂の流動経路が狭められ、その結果、樹脂の流動長が短くなる。
【０００６】
このため、意匠部の周縁にフランジやシール脚を備えた灯具用樹脂カバーでは、特に周縁部において欠肉が発生しやすかった。したがって、従来は、灯具用樹脂カバーの射出成形にあたり、流動長の短縮を見越して肉厚を厚めに設計する必要があって、カバー製品の薄肉化がなお困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、射出成形時に溶融樹脂から成形型への熱伝導を抑え、溶融樹脂の流動長を長くし、欠肉を生じることなく、成形品の薄肉化および大型化を達成できる灯具用樹脂カバーと、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、成形型を用いて射出成形される灯具用樹脂カバーにおいて、灯具外部から視認可能な意匠部と、意匠部の周縁に広がる周縁部と、成形型の微小凹凸部によって形成されるシボ加工面とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、シボ加工面は、灯具用樹脂カバーの特定部位に限定されないが、成形型による冷却が進行しやすい部位、特に、カバー周縁部に含まれているのが好ましい。また、シボ加工面を灯具用樹脂カバーの意匠部に設けたり、意匠部と周縁部の両方に設けたりすることもできる。シボ加工面を意匠部に設ける場合は、意匠部のシボ加工面を塗膜によって平滑に表面処理するのが好ましい。
【００１０】
塗膜は、特定の材質に限定されず、灯具用樹脂カバーの用途に応じて各種の表面処理剤を使用できる。例えば、車両用灯具の透明樹脂カバーの場合は、意匠部において灯具外側を向く外向きシボ加工面をハードコート膜で被覆し、意匠部に高度の透明性（例えば、直線透過率で８０％以上）と平滑性および表面硬度を与えることができる。また、意匠部において灯具内側を向く内向きシボ加工面を防曇膜で被覆し、透明樹脂カバーの意匠部を灯具内側から曇り止め処理することも可能である。
【００１１】
本発明の製造方法は、灯具外部から視認可能な意匠部と、意匠部の周縁に広がる周縁部とを備えた樹灯具用樹脂カバーを射出成形する方法であって、成形面に微小凹凸部が形成された成形型を用意する工程と、成形型のキャビティに射出した溶融樹脂材料で意匠部及び周縁部を成形する工程とを含み、この成形工程において、成形型の微小凹凸部と溶融樹脂材料の表面との間に断熱用空気層を介在させた状態で、成形型の微小凹凸部により灯具用樹脂カバーにシボ加工面を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の灯具用樹脂カバー及びその製造方法によれば、成形型の微小凹凸部がカバーの所要部位にシボ加工面を形成するので、射出成形時には、シボ加工部において成形型と溶融樹脂材料との間に断熱用空気層が形成される。断熱用空気層は溶融樹脂から成形型への熱伝導を抑制するため、キャビティ内における溶融樹脂の流動長を長くすることができる。したがって、成形品に欠肉を生じることなく、灯具用樹脂カバーをより薄く、より大型に成形することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１を示す灯具用樹脂カバーの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】射出成形型の微小凹凸部を拡大して示す断面図である。
【図４】図３の成形型を用いた射出成形工程を示す断面図である。
【図５】成形型を型開きした状態を示す断面図である。
【図６】意匠部の表面処理工程を示す断面図である。
【図７】溶融樹脂の経時的な温度変化を表したグラフである。
【図８】成形型温度と樹脂流動長との関係を表したグラフである。
【図９】本発明の実施例２を示す灯具用樹脂カバーの正面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を車両用灯具に用いられる透明樹脂カバーに具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図８は実施例１の透明樹脂カバーを示し、図９および図１０は実施例２の透明樹脂カバーを示す。なお、以下の説明中、「外側」、「外面」、「外部」とは、透明樹脂カバーを車両用灯具に取り付けた状態で、灯具の外側、外面、外部を意味する。同様に、「内側」、「内面」、「内部」とは、カバーを灯具に取り付けた状態で、灯具の内側、内面、内部を意味する。各図において、同一の符号は同一または類似する構成要素を示す。
【実施例１】
【００１５】
図１、図２に示すように、実施例１の透明樹脂カバー１は、車両用灯具を車両に組み付けた状態で、車体２１の外部から視認可能な意匠部２と、車体２１の内側に入り込み外部から視認不可能な周縁部３とを備え、全体が成形型を用いてアクリルやポリカーボネート等の非結晶性透明樹脂材料によって射出成形されている。
【００１６】
意匠部２は、車体２１の開口部２２に露出するように周縁部３から隆起する形状で形成されている。周縁部３は、意匠部２の周縁に沿って広がるように形成され、車体２１の内側に隠れるフランジ２３と、灯具ボディ２４に装着されるシール脚２５と、成形時に溶融樹脂の湯道となる部分６とが含まれている。湯道部分６は、フランジ２３よりも肉厚が厚く、ゲート部５から意匠部２まで延びるように形成されている。なお、図１に２点鎖線で示すように、ゲート部５およびランナー部４は透明樹脂カバー１の成形後に湯道部分６から切除される。
【００１７】
透明樹脂カバー１の内面および外面には、成形型の微小凹凸部によってシボ加工面１３，１４が形成されている。この実施形態では、内外のシボ加工面１３，１４が意匠部２および周縁部３を含む樹脂カバー１の全域に広がるように形成されている。必要に応じ、ゲート部５とランナー部４を成形型の微小凹凸部によってシボ加工することもできる。そして、意匠部２の外向きシボ加工面１３がハードコート膜７によって平滑に表面処理され、意匠部２の内向きのシボ加工面１４が防曇膜８によって平滑に表面処理されている。
【００１８】
なお、ハードコート膜７には、例えば、アクリル系またはシリコーン系の紫外線硬化型樹脂と溶剤からなる表面処理剤を使用できるほか、熱硬化性の表面硬化剤も使用可能である。防曇膜８には、例えば、親水性アクリル樹脂と界面活性剤を含む表面処理剤を使用できる。また、シボ加工面１３，１４は、周縁部３のみに設けても良いし（実施例２参照）、意匠部３のみに設けることもでき、樹脂カバー１の内面または外面のどちらか一方のみに設けることも可能である。
【００１９】
上記のように構成された透明樹脂カバー１を製造する際には、まず、成形面に微小凹凸部が形成された射出成形型を用意する。図３に示す射出成形型１０はコア型１０Ａとキャビ型１０Ｂを備え、両者の間に溶融樹脂を充填するためのキャビティ１０Ｃが形成され、両者の相対面にシボ加工面１３，１４を形成するための微小凹凸部９が設けられている。微小凹凸部９は、特定の表面処理法に限定されないが、例えば、金型成形面をブラスト処理することによって加工できる。
【００２０】
金型成形面のブラスト処理は、離型性を向上させる手段として従来から多用されているが、この場合の表面粗さは、通常、Ｒａ：０．０１〜０．０３μｍ程度である。これに対し、シボ加工面１３，１４を形成する微小凹凸部９の粗さは、Ｒａ：０．０５〜１．０μｍ程度であり、図３に示す深さとピッチが、ｄ：５〜２０μｍ程度、ｐ：２〜１０μｍ程度であるのが好ましい。微小凹凸部９の粗さが、Ｒａ：０．２μｍより小さくなると、溶融樹脂の流動性を改善する効果が得られず、Ｒａ：１．０μｍを超えると、塗膜によって平滑性を出すのが困難となる。このため、最適値としては、Ｒａ：０．２５μｍ程度である。
【００２１】
次に、図４に示すように、成形型１０のキャビティ１０Ｃに溶融樹脂材料１１を射出し、透明樹脂カバー１の意匠部２と周縁部３を成形する。この実施形態の成形型１０によれば、コア型１０Ａ及びキャビ型１０Ｂの成形面に微小凹凸部９が設けられているので、溶融樹脂１１をキャビティ１０Ｃに充填すると、微小凹凸部９と溶融樹脂材料１１の表面との間に断熱用空気層１２が形成される。そして、この断熱用空気層１２を介在させた状態で、溶融樹脂材料１１の表面に微小凹凸部９の表面形状を部分的に転写し、意匠部２および周縁部３の内外両面にシボ加工面１３，１４を成形する。このとき、微小凹凸部９の表面形状は、溶融樹脂材料１１の表面張力によって忠実に転写されず、シボ加工面１３，１４の凹凸が微小凹凸部９よりも浅くなるように転写されるので、シボ加工面１３，１４を微小凹凸部９よりも幾分平滑に形成することができる。
【００２２】
成形工程が終了すると、次いで、図５に示すように、成形型１０を型開きし、成形品（樹脂カバー１）をキャビティ１０Ｃから取り出す。このとき、微小凹凸部９は、従来のブラスト成形型と比較して大きな表面粗さ（Ｒａ）で加工されているので、大形の車両灯具用透明樹脂カバー１を成形型１０からよりスムーズに離型させることができる。
【００２３】
続いて、図６に示すように、樹脂カバー１を射出成形工程から塗装工程へ移し、第１塗装ガン１６で表面硬化処理液１７を意匠部２の外向きシボ加工面１３に吹き付け、このシボ加工面１３をハードコート膜７で被覆し、意匠部２の表面に透明性、平滑性、表面硬度を付与する。また、第２塗装ガン１８で防曇処理液１９を意匠部２の内向きシボ加工面１４に吹き付け、このシボ加工面１４を防曇膜８で被覆し、意匠部２の内面に曇り止め機能を付与する。その後、表面処理された成形品に所要の仕上げ処理を行い、透明樹脂カバー製品を完成する。
【００２４】
この実施形態の製造方法によれば、射出成形工程において、成形型１０の微小凹凸部９と溶融樹脂材料１１の表面層（スキン層）との間に断熱用空気層１２が形成される。空気は金属材料に比して熱伝導率が遥かに低いため、溶融樹脂１１から成形型１０への伝熱量を減少させ、溶融樹脂内部（コア層）の固化を遅らせることができる。その結果、溶融樹脂１１の流動長を長くし、意匠部２および周縁部３の欠肉を防止でき、もって、車両灯具用透明樹脂カバー１の薄肉化及び大型化に貢献できる。
【００２５】
図７は、成形面が鏡面である成形型（鏡面成形型）および成形面に微小凹凸部９を含む成形型１０（粗面成形型）を用いた場合の樹脂温度特性を示す。この特性図から、溶融樹脂の射出充填から保圧終了までの期間において、粗面成形型が鏡面成形型よりも高い樹脂温度を維持していることが分かる。また、粗面成形型は、微小凹凸部の存在によって樹脂との接触面積が広くなっているため、保圧開始から保圧終了までの期間において、鏡面成形型よりも顕著な温度低下を示す。その後、両方の成形型の樹脂温度は、保圧終了時点でほぼ同等となり、保圧終了から冷却完了までの期間は同じ程度で低下する。
【００２６】
図８は、鏡面成形型および粗面成形型において、金型温度の変化に伴う溶融樹脂の流動長変化を示す。この特性図から、溶融樹脂の流動性において、粗面成形型が鏡面成形型よりも優れた特性を備えていることが分かる。例えば、金型温度が４０℃〜１２０℃であるときの樹脂流動長は、鏡面成形型よりも粗面成形型の方が５％〜７％程度長くなっていることを確認できる。したがって、灯具用樹脂カバー１の射出成形にあたり、微小凹凸部が形成された粗面成形型を使用することで、サイクルタイムを長くすることなく、射出充填から保圧終了までの期間中に樹脂流動長を改善できるという効果が得られる。
【００２７】
また、実施例１の灯具用透明樹脂カバー１によれば、意匠部２の外向きおよび内向きシボ加工面１３，１４が、それぞれハードコート膜７と防曇膜８によって平滑に表面処理されているため、シボ加工によって意匠部２の透明性を損なうおそれがなく、透明カバー本来の見映えと機能性を維持することができる。
【実施例２】
【００２８】
図９、図１０に示すように、実施例２の車両灯具用樹脂カバー３１では、シボ加工面３２が周縁部３のみに形成され、意匠部２には形成されていない。周縁部３のシボ加工面３２には、湯道部分６のシボ加工部３２３、フランジ２３（図１０参照）のシボ加工部３２４、フランジ２３から意匠部２にかけて広がる立壁２６のシボ加工部３２５、シール脚２５のシボ加工部３２６が含まれている。必要に応じて、ゲート部５とランナー部４にもシボ加工部を設けることができる。
【００２９】
灯具用樹脂カバー３１の射出成形にあたっては、周縁部３と対応する部分の成形面に微小凹凸部９が形成されたコア型１０Ａとキャビ型１０Ｂ（図３参照）を用意し、実施例１と同様に、キャビティ１０Ｃに溶融樹脂材料１１を射出し、意匠部２と周縁部３を成形する。このとき、周縁部３では、成形型１０の微小凹凸部９と溶融樹脂材料１１の表面との間に断熱用空気層１２（図４参照）が形成され、この空気層１２が介在する状態で、微小凹凸部９の表面形状が樹脂表面に浅く転写され、周縁部３の所要部位にシボ加工面３２が形成される。
【００３０】
通常、灯具用樹脂カバー３１の周縁部３は、意匠部２と比較して肉厚が薄く設定されているため、溶融樹脂の流動性が低下する。しかし、実施例２の灯具用樹脂カバー３１によれば、シボ加工面３２と対応する部位の断熱用空気層１２が溶融樹脂の冷却に伴う固化を遅らせ、周縁部３における樹脂流動長を長くする。したがって、意匠部２の肉厚を厚くすることなく、溶融樹脂をゲート５から遠く離れた末端部３３（図９参照）まで行き渡らせ、周縁部３から欠肉を解消することができる。
【００３１】
なお、周縁部３の表面処理は任意であり、灯具の用途や設置場所に応じてハードコート膜、防曇膜、その他の表面処理塗膜を設けたり、省いたりすることができる。また、本発明の灯具用樹脂カバーは、車両用灯具に限定されず、屋内外の照明用灯具、街路灯、道路標識灯、信号灯など、各種の灯具に適用できる。その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状や構成を適宜に変更して具体化することも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１    灯具用樹脂カバー
２    意匠部
３    周縁部
７    ハードコート膜
８    防曇膜
９    微小凹凸部
１０    成形型
１１    溶融樹脂
１２    断熱用空気層
１３    外向きシボ加工面
１４    内向きシボ加工面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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