(57)【要約】【課題】十分な金属光沢を有する金属調の装飾が施された合成樹脂成形品を、低コストかつ歩留まりよく成形することができる成形方法を提供する。【解決手段】合成樹脂を成形するための金型１００内に、金属粒子を含有する塗工材を塗布して金属粒子含有層２０を形成した含浸性基材３０を導入し、合成樹脂成形品１０の成形時に含浸性基材３０を加熱及び加圧して含浸性基材３０を合成樹脂成形品１０の表面に積層すると共に、金属粒子含有層２０の光沢度を上昇させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を成形するための金型内に、金属粒子を含有する塗工材を塗布して金属粒子含有層を形成した含浸性基材を導入し、合成樹脂成形品の成形時に前記含浸性基材を加熱及び加圧して前記含浸性基材を前記合成樹脂成形品の表面に積層すると共に、前記金属粒子含有層の光沢度を上昇させることを特徴とする合成樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
前記含浸性基材は、不織布であることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
前記金属粒子は、金属フレークであることを特徴とする請求項１または２に記載の合成樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
前記含浸性基材の、前記金属粒子含有層が形成された面に、塗料を塗布して形成した意匠層を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の合成樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
前記含浸性基材の樹脂射出側とは反対側に、凹凸を有する付形シートを導入し、前記合成樹脂成形品の成形時に該合成樹脂成形品の表面に前記立体文様を付与することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の合成樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の成形方法により成形されたことを特徴とする合成樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂成形品の成形方法及び該成形方法により成形された合成樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形品表面に、金属調の装飾を施す方法としては、例えば、合成樹脂に金属粉を混合して射出成形によって成形する方法がある。また、合成樹脂成形品の表面に、金属粉を混合した塗工材を塗布する方法がある。さらに、合成樹脂成形品に、蒸着またはメッキにより加飾する方法がある。その他にも、例えば特許文献１に示されるように、金属箔を金型内に挿入し、溶融合成樹脂を金型内に射出しかつ充填させて固化合成樹脂の表面の装飾箇所に金属箔を固着させる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−９８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、合成樹脂に金属粉を混合して射出成形する方法では、十分な金属光沢を得ることができず、更にウェルド部（樹脂の合わせ目）に金属粉が寄り、思い通りの装飾が得られないという問題があった。また、合成樹脂成形品に塗工材を塗布する方法では、十分な金属光沢を得ることができない。さらに、合成樹脂成形品に蒸着またはメッキにより加飾する方法では、十分な金属光沢を得ることができるが、これらの方法はコストが高く実用的ではなかった。
【０００５】
そして、特許文献１に記載の方法では、成形時の溶融合成樹脂の充填圧力又は樹脂圧により、金属箔が破損してしまう虞があった。金属箔の破損は、成形後に判明するので、成形品の不良率が多くなりコストが増大してしまっていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、十分な金属光沢を有する金属調の装飾が施された合成樹脂成形品を、低コストかつ歩留まりよく成形することができる成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。
【０００８】
即ち、本発明の合成樹脂成形品の成形方法は、合成樹脂を成形するための金型内に、金属粒子を含有する塗工材を塗布して金属粒子含有層を形成した含浸性基材を導入し、合成樹脂成形品の成形時に前記含浸性基材を加熱及び加圧して前記含浸性基材を前記合成樹脂成形品の表面に積層すると共に、前記金属粒子含有層の光沢度を上昇させることを特徴とする。
【０００９】
一方、本発明の合成樹脂成形品は、上記成形方法により成形されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、十分な金属光沢を有する金属調の装飾が施された合成樹脂成形品を、低コストかつ歩留まりよく成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における合成樹脂成形品の成形方法に用いる金型を模式的に示す断面図である。
【図２】金属粒子含有層を形成した含浸性基材の積層状態を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の成形方法により得られた合成樹脂成形品の積層状態を示す断面図である。
【図４】第２実施形態における合成樹脂成形品の成形方法に用いる金型を模式的に示す断面図である。
【図５】第２実施形態における合成樹脂成形品の成形方法により成形した合成樹脂成形品を示す図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ’断面に相当する箇所の含浸性基材と付形シートの積層状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の合成樹脂成形品の成形方法を、図１から図３を参照して詳細に説明する。図１は第１実施形態における合成樹脂成形品の成形方法に用いる金型を模式的に示す断面図であり、図２は金属粒子含有層を形成した含浸性基材の積層状態を示す断面図であり、図３は第１実施形態の成形方法により得られた合成樹脂成形品の積層状態を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、第１実施形態における金型１００は、キャビティ１３０内で合成樹脂を射出成形する成形金型である。金型１００は、可動型１１０と固定型１２０とからなっている。固定型１２０には、合成樹脂をキャビティ１３０内へ射出する射出口１４０が設けられている。
【００１５】
なお、可動型１１０と固定型１２０は逆に設けてもよい。本実施形態では、一方の型が固定型であるが、双方が可動型であっても構わない。また射出口１４０は、可動型１１０に設けられていても構わない。さらに、キャビティ１３０の形状は図示を簡単にするための例示であって、実際のものとは異なる。
【００１６】
本実施形態の金型１００は、必ずしも射出成形金型に限定されず、熱成形金型等の他の成形方法を実施する成形金型であってもよい。
【００１７】
金型１００内に導入される含浸性基材３０は、図２に示すように、金属粒子を含有する塗工材を塗布して形成した金属粒子含有層２０を有する。
【００１８】
塗工材としては、ビヒクル中に金属粒子を含有する塗料、ペースト、インキ等が挙げられる。
【００１９】
ビヒクルとしては、例えば、ポリアクリル系、ポリ塩化ビニル系、ポリビニルアセタール系、フェノール樹脂系等の熱可塑性または熱硬化性の樹脂を用いることができる。
【００２０】
金属粒子の材料としては特に限定はされないが、成形後に光沢度が上昇する素材、例えばＦｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ等の金属或いはこれらの金属を含む合金等が挙げられる。金属粒子の形状としては特に限定はされないが、金属フレークであることが好ましい。金属フレークとしては、例えば厚みが０．１５μｍ〜０．９μｍ、縦および横の大きさが１μｍ〜１００μｍの極薄片状のもの等を使用することができる。
【００２１】
なお、光沢度とは、正反射光の割合や，拡散反射光の方向分布などに注目して，物体表面の光沢の程度を一次元的に表す指標である（ＪＩＳ  Ｚ  ８１０５）。
【００２２】
金属粒子含有層２０の厚さは、特に限定されないが、３０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００２３】
塗工材中の金属粒子の含有量は特に限定はされないが、２０重量％〜８０重量％であることが好ましい。２０重量％より少ないと、十分な光沢度を得ることができなくなり、８０重量％より大きくなると、塗膜がもろくなり、また塗布性が悪くなる。
【００２４】
本実施形態では、塗工材を含浸性基材３０の片面の表面全体に塗布して、金属粒子含有層２０を形成しているが、金属粒子含有層２０の形成箇所は、適宜選択することができる。また、含浸性基材３０の両面に金属粒子含有層２０を形成しても良い。
【００２５】
含浸性基材３０は、金属粒子含有層２０が加熱及び加圧された際、その中に含まれるビヒクルを浸み込ませることができる基材である。具体的には、紙、不織布、織物若しくは編み物等の布地等であるが、特に好ましくは不織布である。
【００２６】
不織布としては、例えば、ナイロン、ポリオレフィン、ポリエステル、天然素材、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂等の不織布を好適に用いることができる。
【００２７】
含浸性基材３０は、シート状の薄手のものを用いることが好ましい。また、薄く且つ引張り強度に優れる基材であれば、大判で製造可能なため、生産効率に優れる。
【００２８】
含浸性基材３０の平均厚みは、特に限定されず、用途によって適宜選定すればよいが、好ましくは、１０〜５００μｍ程度である。平均厚さが１０μｍ未満であると、含浸性基材３０の剛性が小さくなり、変形、しわが発生し易くなる虞がある。平均厚さが５００μｍを超えると、含浸性基材３０の剛性が大きくなり、薄さと軽量化の要望に対応しにくくなる。
【００２９】
次に、上記金型１００及び含浸性基材３０を用いて実施する本実施形態の合成樹脂成形品の成形方法を作用と共に説明する。
【００３０】
まず、金型１００内に、図２に示す金属粒子含有層２０を有する含浸性基材３０を導入する。具体的には、図１に示すように、可動型１１０と固定型１２０とを型開きした状態で、可動型１１０のパーティング面に含浸性基材３０を、金属粒子含有層２０が形成された面が成形品の表面側となるように導入する。なお、合成樹脂成形品が透明である場合、含浸性基材３０を、金属粒子含有層２０が形成されていない面が成形品の表面側となるように導入してもよい。この場合、金属粒子含有層は、樹脂越しに視認することができる。
【００３１】
含浸性基材３０は、金型１００内へ導入される前に、あらかじめ熱プレスや真空成形により予備成形をしておいてもよい。含浸性基材３０を事前に予備成形しておけば、予備成形された含浸性基材３０の形状に合わせて合成樹脂を沿わせることができる。予備成形により金属粒子含有層２０の光沢度が上昇したとしても、最終的に得られる合成樹脂成形品表面の金属粒子含有層２０の光沢度には至らない。尚、金属粒子含有層２０形成前に含浸性基材３０を予備成形してもよく、その場合は、予備成形後に金属粒子含有層２０を形成すればよい。
【００３２】
金型１００内で成形される合成樹脂は熱可塑性樹脂であれば、いずれも用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等の樹脂が挙げられる。
【００３３】
合成樹脂は、不図示の加熱シリンダ内で、例えば、２００〜２２０℃に加熱されて、溶融流動化される。実際の加熱条件は、合成樹脂の流動化温度、金属粒子含有層２０のビヒクルの流動開始温度、含浸性基材３０の耐熱性等を考慮して、予備テストを行って最適な加熱温度を設定することが好ましい。
【００３４】
加圧条件は、金型１００のキャビティ１３０内へ射出された溶融樹脂の圧力が掛かることになる。圧力は５０Ｐａ〜２００Ｐａの範囲であることが好ましい。
【００３５】
可動型１１０を固定型１２０側へ移動させて型締めした後、固定型１２０の射出口１４０からキャビティ１３０内へ溶融樹脂が射出される。金型１００内に溶融樹脂が射出されると、樹脂圧が含浸性基材３０に掛かり、合成樹脂成形品１０の表面に含浸性基材３０が積層されると共に、金属粒子含有層２０の光沢度が上昇する。特に、金属粒子として金属フレークを用いた場合、光沢度の上昇は、より一層顕著に現れる。
【００３６】
金属粒子含有層２０の光沢度が上昇する理由は定かではないが、樹脂圧により、含浸性基材３０と金属粒子含有層２０は共に圧縮され、金属粒子含有層２０のビヒクルが含浸性基材３０の内部に進入して、金属粒子が表層に一様に密集することにより、金属粒子含有層２０の金属粒子が、含浸性基材３０の表面に高密度化した層の状態を形成するためであると考えられる。
【００３７】
溶融状態の合成樹脂成形品１０は、金型１００を冷却することにより、キャビティ１３０内で固化される。キャビティ１３０側から合成樹脂成形品１０が冷却されるので、合成樹脂成形品１０の表面には、含浸性基材３０がそのまま残存することになる。
【００３８】
合成樹脂が固化した後型開きして、図３に示すような、合成樹脂層５０の表面に含浸性基材３０を積層した合成樹脂成形品１０が取り出される。
【００３９】
図３に示す合成樹脂成形品１０は、金属粒子含有層２０の光沢度が高く、十分な金属光沢を有する金属調の装飾が施された、意匠性に優れる成形品である。また、蒸着、メッキ、金属箔を用いずに成形することができるため、低コストかつ歩留まりよく量産することが可能となる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
図４から図６を参照して第２実施形態の合成樹脂成形品の成形方法を説明する。図４は第２実施形態における合成樹脂成形品の成形方法に用いる金型を模式的に示す断面図であり、図５は第２実施形態における合成樹脂成形品の成形方法により成形した合成樹脂成形品を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ’断面図であり、図６は図５に示すＡ−Ａ’断面に相当する箇所の含浸性基材と付形シートの積層状態を示す断面図である。
【００４１】
図４に示す金型は第１実施形態のものと同様であるため、説明は省略する。
【００４２】
金型１００内に導入される含浸性基材３０は、図６に示すように、第１実施形態と同様にして形成された金属粒子含有層２０を有する面に、塗料を塗布して形成した意匠層６０を有する。
【００４３】
塗料としては、ビヒクル中に顔料を含有するペースト、インキ等が挙げられるが、成形時に変色または劣化等が起きないインキ、例えば成形用インキが好ましい。また、透明なインキも用いることができる。
【００４４】
意匠層６０は、合成樹脂成形品１０を意匠層６０側から見た場合に特定のデザインを成すように形成される。図５、図６に示すように、本実施形態では、有色の意匠層６０が市松模様をなす様に形成されている。意匠層６０のデザインは、これに限定されるものではなく、例えば波模様、斜線模様または水玉模様等や、文字、マーク等が挙げられる。また、本実施形態では、金属粒子含有層２０の一部を覆うように意匠層６０を形成しているが、意匠層６０が透明である等、意匠層６０越しに金属粒子含有層２０を視認できるのであれば、金属粒子含有層２０の全面を覆うように意匠層６０を形成してもよい。
【００４５】
含浸性基材３０と共に金型１００内に導入される付形シート７０は、合成樹脂成形品１０に立体文様を付与するための凹凸を有するシートである。図６に示すように、本実施形態では、付形シート７０に、意匠層６０と同一の市松模様の凹凸が形成されているが、凹凸の形状は任意の形状とすることができる。付形シート７０としては、それ自身の凹凸パターンを転写できるシートであれば特に限定されず、片面のみに凹凸を有しても良いし、両面に凹凸を有しても良い。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート等の樹脂シート、好ましくは両面易接着処理された樹脂シートに、例えばＵＶインキを用いたスクリーン印刷等により、凹凸を形成したシートを用いることができる。また、織物、編物等の布地を用いることもできる。布地は、その凹凸パターンを選択することで、多様な凹凸パターンを転写することができる。
【００４６】
次に、金型１００、含浸性基材３０及び付形シート７０を用いて実施する本実施形態の合成樹脂成形品の成形方法を作用と共に説明する。特に言及しない点については、第１実施形態と同様である。
【００４７】
まず、図４に示すように、可動型１１０のパーティング面に、含浸性基材３０と付形シート７０を導入する。含浸性基材３０は、意匠層６０が成形品の表面側となるように導入する。
【００４８】
付形シート７０は、含浸性基材３０の樹脂射出側とは反対側、本実施形態では含浸性基材３０と可動型１１０の間に位置するように配置する。付形シート７０は、止め具で固定しても良いし、含浸性基材３０の表面に予め貼り付けておいても良い。図６に示すように、本実施形態では、付形シート７０の凹凸面が含浸性基材３０と対向するように配置しているが、凹凸パターンを転写できるのであれば、凹凸面とは反対側の面が含浸性基材３０と対向するように配置しても良い。また、図６に示すように、本実施形態では、含浸性基材３０の意匠層６０が形成された部分と付形シート７０の凸部が一致するように、付形シート７０を配置しているが、意匠層６０が形成されていない部分と付形シート７０の凸部が一致するように、付形シート７０を配置しても良いし、意匠層６０により形成される絵柄と付形シート７０の凹凸パターンをずらして付形シート７０を配置してもよい。
【００４９】
金型１００内に溶融樹脂が射出されると、樹脂圧が含浸性基材３０と付形シート７０に掛かり、合成樹脂成形品１０の表面に含浸性基材３０が積層されると共に、金属粒子含有層２０の光沢度が上昇し、さらに、付形シート７０の凹凸が含浸性基材３０の表面に転写されて立体文様が付与される。
【００５０】
合成樹脂が固化した後型開きして付形シート７０を剥がすと、図５に示すような、含浸性基材３０を積層した合成樹脂成形品１０が取り出される。
【００５１】
図５に示す合成樹脂成形品１０は、金属粒子含有層２０の光沢度が高く、十分な金属光沢を有する金属調の装飾が施された成形品であると共に、意匠層６０が形成された部分が凹部、意匠層６０が形成されていない部分が凸部となった市松模様からなる立体文様が付され、意匠性の優れる成形品である。また、蒸着、メッキ、金属箔を用いずに成形することができるため、低コストかつ歩留まりよく量産することが可能となる。
【実施例】
【００５２】
＜実施例１＞
図３に示す成形品を成形した。
【００５３】
含浸性基材３０として、ポリエステル製不織布（旭化成せんい（株）製：Ｙ１５１００、目付１００ｇ／ｍ2）を用いた。金属粒子を含有する塗工材として、アルミペースト（セイコーアドバンス社製：６０６Ｚ）と、二液型インサート成形用インキ（帝国インキ製：ＩＰＸメジウム）を重量比７：３にて配合したアルミペーストを用いた。
【００５４】
まず、含浸性基材３０に、上記塗工材を用いて、１５０メッシュのベタ（全面）印刷版でスクリーン印刷を行い、図２示すように、含浸性基材３０に厚さ３０μｍ〜１００μｍの金属粒子含有層２０を形成した。
【００５５】
この時点で金属粒子含有層２０を目視にて確認すると、金属光沢は確認できず、光沢度は６５であった。尚、光沢度は、堀場製作所製  ハンディ光沢計・グロスチェッカ  ＩＧ−３２０を用いて測定した。
【００５６】
図１に示すように、金属粒子含有層２０を形成した含浸性基材３０を、金属粒子含有層２０が形成された面が成形品の表面側となるように金型内に導入し、ＡＳ樹脂（テクノポリマー社製：ＳＡＮ−Ｃ）を、樹脂温度２３０℃、金型温度５０℃で射出成形機（東洋機械金属社製：Ｓｉ−２３０Ｖ）にて成形し、金属粒子含有層２０を有する含浸性基材３０を成形品表面に積層した。
【００５７】
金属粒子含有層２０を目視にて確認すると、滑らかな金属光沢を有する仕上がりとなっており、成形前よりも明らかに光沢度が上昇していた。この時の光沢度は９５であった。
【００５８】
＜実施例２＞
図５に示す成形品を成形した。
【００５９】
実施例１と同様にして、含浸性基材３０に金属粒子含有層２０を形成した。更に、二液型インサート成形用インキ（帝国インキ製：ＩＰＸインキ黒）で、２５０メッシュの市松模様を金属粒子含有層２０に重ね刷りし、図６に示すように、意匠層６０を形成した。
【００６０】
一方、両面易接着処理ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート（東山フィルム社製：ＨＫ−３１ＷＦ  １００μｍ）に、ＵＶインキ（帝国インキ製：ＵＶ  ＴＡＦ）にて、スクリーン印刷を行って、２５０メッシュの市松模様の凹凸を形成し、透明の付形シート７０を製造した。なお、凸部にはマット調が表れるように印刷した。
【００６１】
図４に示すように、付形シート７０を、含浸性基材３０と可動型１１０の間に位置するように金型内に導入した以外は実施例１と同様に射出成形した。この際、付形シート７０は、図６に示すように、凹凸面が含浸性基材３０と対向し、かつ意匠層６０が形成された部分と付形シート７０の凸部が一致するように配置した。
【００６２】
射出成形後、付形シート７０を剥がして、図５に示す成形品を得た。成形品表面には、意匠層６０が形成された黒色部分が凹部、意匠層６０が形成されておらず金属粒子含有層２０が露出している部分が凸部となった、市松模様からなる立体文様が付されていた。
【００６３】
また、金属粒子含有層２０が露出している部分を目視にて確認すると、滑らかな金属光沢を有する仕上がりとなっており、成形前よりも明らかに光沢度が上昇していた。なお、この時の光沢度は９５であった。一方、意匠層６０が形成された黒色部分は、付形シート７０の凸部がマット調であるため、艶消し調の仕上がりとなっていた。
【００６４】
＜実施例３＞
付形シート７０を、凹凸面とは反対側の面が含浸性基材３０と対向し、かつ意匠層６０が形成された部分と付形シート７０の凸部と反対側の面が一致するように配置したした以外は実施例２と同様にして、図５に示す成形品を得た。
【００６５】
金属粒子含有層２０が露出している部分を目視にて確認すると、滑らかな金属光沢を有する仕上がりとなっており、成形前よりも明らかに光沢度が上昇していた。なお、この時の光沢度は９５であった。一方、意匠層６０が形成された黒色部分は、付形シート７０の凸部と反対側の面が平滑であるため、光沢のある仕上がりとなっていた。
【符号の説明】
【００６６】
１０：合成樹脂成形品、２０：金属粒子含有層、３０：含浸性基材、５０：合成樹脂層、６０：意匠層、７０：付形シート、１００：金型、１１０：可動型、１２０：固定型、１３０：キャビティ、１４０：射出口
【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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