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技術 樹脂成形金型の加工方法

出願人 豊田合成株式会社トヨタ自動車株式会社株式会社ワールドエッチング
発明者 高木啓行伊藤栄樹栗木大次吉田圭鈴木浩一塘添博行
出願日 2013年11月28日 (7年11ヶ月経過) 出願番号 2013-246583
公開日 2015年6月8日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2015-104817
状態 特許登録済
技術分野 曲げ・直線化成形、管端部の成形、表面成形 プラスチック等の成形用の型
主要キーワード 腐食除去 耐食被膜 凸凹模様 部分概略断面図 三次元レーザ加工機 ライン模様 樹脂成形面 耐食皮膜
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年6月8日)のものです。
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課題

微小凸凹部を有する凸凹模様を、樹脂成形金型樹脂成形面に精度よく効率的に形成する。

解決手段

被覆工程(図3(a))では、樹脂成形金型20の樹脂成形面22について凸凹模様が形成される予定の箇所を、エッチング腐食液に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜36によって被覆する。皮膜除去工程(図3(b))では、耐食皮膜36について凸凹模様の凹部25が形成される予定の箇所をレーザ光L1により除去する。腐食除去工程(図3(c))では、樹脂成形面22について耐食皮膜36により被覆されていない箇所を腐食液38により腐食除去する。溶解除去工程では、樹脂成形面22に残っている耐食皮膜36を洗浄液により溶解除去する。微小凸凹部形成工程では、耐食皮膜36の溶解除去により形成される凸凹模様の特定部分(各凸部24の頂面)をレーザ光により除去加工して同特定部分に微小凸凹部を形成する。

概要

背景

自動車用内装品等の一態様として、表面に皮革模様(皮シボ模様)等の凹凸模様が擬似的に表現再現)された樹脂成形品がある。この凹凸模様は、複数の山部と、隣合う山部の間の谷部とを備え、樹脂成形品の成形時に一緒に成形される。

上記樹脂成形品の成形には、凸部及び凹部を備えてなる凸凹模様樹脂成形面に有する樹脂成形金型が用いられる。この樹脂成形金型のキャビティ溶融樹脂充填される際に、その溶融樹脂に対し樹脂成形面の凸凹模様が転写される。すなわち、樹脂成形品の表面には、樹脂成形金型の凹部により山部が成形されるとともに、同樹脂成形金型の凸部により谷部が成形される。このように、転写が行なわれることで、樹脂成形金型の凸凹模様とは逆の凹凸関係を有する凹凸模様が樹脂成形品の表面に形成される。

上記凸凹模様は、大まかには、エッチングに関する次の工程1〜工程4が行なわれることにより、樹脂成形金型の樹脂成形面に形成される。
工程1:樹脂成形面に付着している油、埃等が洗浄により除去される。

工程2:樹脂成形面について、凸凹模様の凸部が形成される予定の箇所に対し防食処理が施される。より詳しくは、凸部が形成される予定の箇所に、エッチング用腐食液により腐食されず、すなわち耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜が形成される。

工程3:樹脂成形面において、耐食皮膜により被覆されず露出している箇所がエッチング用腐食液により腐食除去される。樹脂成形金型において、上記のように腐食除去された箇所が凸凹模様の凹部となる。

工程4:上記腐食除去の後に樹脂成形面に残っている耐食皮膜が洗浄液によって溶解除去される。樹脂成形金型において耐食被膜の溶解除去された箇所は、凸凹模様の凸部となる。

このようにして、樹脂成形面に、凸部及び凹部を備えてなる凸凹模様が形成される。
上記工程2において耐食皮膜を形成する方式の1つとして、転写式が知られている。この転写式では、例えば特許文献1に記載されているように、所定の溶剤に可溶な耐酸レジストが用いられて、紙、フィルム、布等によって形成された柔軟な転写シートに任意の模様レジストパターン印刷される。転写シートが樹脂成形金型の樹脂成形面に押付けられることにより、その転写シート上のレジストパターンが、樹脂成形面について凸凹模様の凸部が形成される予定の箇所に転写される。このレジストパターンが上記耐食皮膜となる。

そして、凸凹模様に高低差を付けるために、上記工程1〜工程4を1サイクルとする一連の工程が複数サイクルにわたり繰り返される。
ところで、樹脂成形品における凹凸模様の一形態として、その凹凸模様の特定部分に、山部及び谷部のいずれよりも微小な凹凸部(以下「微小凹凸部」という)が形成される場合がある。例えば、特許文献2では、光を散乱させて、光沢を抑えることで立体感陰影感を表現するために、微小凹凸部が凹凸模様の谷部に設けられている。

上記の微小凹凸部を成形するために、樹脂成形金型における凸凹模様の特定部分には、凸部及び凹部のいずれよりも微小な凸凹部(以下「微小凸凹部」という)が加工される。

概要

微小凸凹部を有する凸凹模様を、樹脂成形金型の樹脂成形面に精度よく効率的に形成する。被覆工程((a))では、樹脂成形金型20の樹脂成形面22について凸凹模様が形成される予定の箇所を、エッチング用腐食液に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜36によって被覆する。皮膜除去工程((b))では、耐食皮膜36について凸凹模様の凹部25が形成される予定の箇所をレーザ光L1により除去する。腐食除去工程((c))では、樹脂成形面22について耐食皮膜36により被覆されていない箇所を腐食液38により腐食除去する。溶解除去工程では、樹脂成形面22に残っている耐食皮膜36を洗浄液により溶解除去する。微小凸凹部形成工程では、耐食皮膜36の溶解除去により形成される凸凹模様の特定部分(各凸部24の頂面)をレーザ光により除去加工して同特定部分に微小凸凹部を形成する。

目的

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、微小凸凹部を有する凸凹模様を、樹脂成形金型の樹脂成形面に精度よく効率的に形成することのできる樹脂成形金型の加工方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

凸部及び凹部を備え、かつ前記凸部及び前記凹部のいずれよりも微小な微小凸凹部を自身の特定部分に有する凸凹模様樹脂成形金型樹脂成形面に加工する方法であって、前記樹脂成形面について前記凸凹模様が形成される予定の箇所を、エッチング腐食液に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜被覆する被覆工程と、前記耐食皮膜について前記凸凹模様の前記凹部が形成される予定の箇所をレーザ光により除去する皮膜除去工程と、前記樹脂成形面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所を腐食液により腐食除去する腐食除去工程と、前記腐食除去の後に前記樹脂成形面に残っている前記耐食皮膜を前記洗浄液により溶解除去する溶解除去工程と、前記耐食皮膜の溶解除去により前記樹脂成形面に現れる前記凸凹模様の特定部分をレーザ光により加工して同特定部分に前記微小凸凹部を形成する微小凸凹部形成工程とが行なわれることを特徴とする樹脂成形金型の加工方法

請求項2

前記被覆工程では、前記樹脂成形面について前記凸凹模様が形成される予定の箇所に耐食皮膜形成用の液体が塗布される請求項1に記載の樹脂成形金型の加工方法。

請求項3

前記微小凸凹部形成工程により前記微小凸凹部が形成された後に、同微小凸凹部に対しサンドブラスト加工が行なわれる請求項1又は2に記載の樹脂成形金型の加工方法。

技術分野

0001

本発明は、表面に凹凸模様を有する樹脂成形品成形するための樹脂成形金型樹脂成形面凸凹模様を加工する方法に関する。

背景技術

0002

自動車用内装品等の一態様として、表面に皮革模様(皮シボ模様)等の凹凸模様が擬似的に表現再現)された樹脂成形品がある。この凹凸模様は、複数の山部と、隣合う山部の間の谷部とを備え、樹脂成形品の成形時に一緒に成形される。

0003

上記樹脂成形品の成形には、凸部及び凹部を備えてなる凸凹模様を樹脂成形面に有する樹脂成形金型が用いられる。この樹脂成形金型のキャビティ溶融樹脂充填される際に、その溶融樹脂に対し樹脂成形面の凸凹模様が転写される。すなわち、樹脂成形品の表面には、樹脂成形金型の凹部により山部が成形されるとともに、同樹脂成形金型の凸部により谷部が成形される。このように、転写が行なわれることで、樹脂成形金型の凸凹模様とは逆の凹凸関係を有する凹凸模様が樹脂成形品の表面に形成される。

0004

上記凸凹模様は、大まかには、エッチングに関する次の工程1〜工程4が行なわれることにより、樹脂成形金型の樹脂成形面に形成される。
工程1:樹脂成形面に付着している油、埃等が洗浄により除去される。

0005

工程2:樹脂成形面について、凸凹模様の凸部が形成される予定の箇所に対し防食処理が施される。より詳しくは、凸部が形成される予定の箇所に、エッチング用腐食液により腐食されず、すなわち耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜が形成される。

0006

工程3:樹脂成形面において、耐食皮膜により被覆されず露出している箇所がエッチング用腐食液により腐食除去される。樹脂成形金型において、上記のように腐食除去された箇所が凸凹模様の凹部となる。

0007

工程4:上記腐食除去の後に樹脂成形面に残っている耐食皮膜が洗浄液によって溶解除去される。樹脂成形金型において耐食被膜の溶解除去された箇所は、凸凹模様の凸部となる。

0008

このようにして、樹脂成形面に、凸部及び凹部を備えてなる凸凹模様が形成される。
上記工程2において耐食皮膜を形成する方式の1つとして、転写式が知られている。この転写式では、例えば特許文献1に記載されているように、所定の溶剤に可溶な耐酸レジストが用いられて、紙、フィルム、布等によって形成された柔軟な転写シートに任意の模様レジストパターン印刷される。転写シートが樹脂成形金型の樹脂成形面に押付けられることにより、その転写シート上のレジストパターンが、樹脂成形面について凸凹模様の凸部が形成される予定の箇所に転写される。このレジストパターンが上記耐食皮膜となる。

0009

そして、凸凹模様に高低差を付けるために、上記工程1〜工程4を1サイクルとする一連の工程が複数サイクルにわたり繰り返される。
ところで、樹脂成形品における凹凸模様の一形態として、その凹凸模様の特定部分に、山部及び谷部のいずれよりも微小な凹凸部(以下「微小凹凸部」という)が形成される場合がある。例えば、特許文献2では、光を散乱させて、光沢を抑えることで立体感陰影感を表現するために、微小凹凸部が凹凸模様の谷部に設けられている。

0010

上記の微小凹凸部を成形するために、樹脂成形金型における凸凹模様の特定部分には、凸部及び凹部のいずれよりも微小な凸凹部(以下「微小凸凹部」という)が加工される。

先行技術

0011

特開平9−263973号公報
特開2013−139091号公報

発明が解決しようとする課題

0012

ところが、樹脂成形金型における凸凹模様の特定部分に微小凸凹部を加工するために、上述した工程1〜工程4からなるサイクルが繰り返し行なわれると、初期又は途中のサイクルで形成された微小凸凹部のうちった部分が、その後のサイクルでエッチング用腐食液によって溶解されて丸みを帯びるおそれがある。こうした樹脂成形金型を用いて樹脂成形品を成形すると、意図する形状の凹凸模様を精度よく形成することが難しい。

0013

また、上記工程2において、転写式で樹脂成形金型の樹脂成形面に耐食皮膜を形成する場合には、転写シートの位置を樹脂成形面の所定の位置に合わせて貼付ける作業が行なわれるところ、この貼付け作業が人手によって行なわれる。しかも、この貼付け作業が繰り返し行なわれる。そのため、転写シートの位置決めの精度を高めるにも限度があるばかりか、位置合わせに時間がかかり、生産効率の点で改良の余地がある。

0014

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、微小凸凹部を有する凸凹模様を、樹脂成形金型の樹脂成形面に精度よく効率的に形成することのできる樹脂成形金型の加工方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0015

上記課題を解決する樹脂成形金型の加工方法は、凸部及び凹部を備え、かつ前記凸部及び前記凹部のいずれよりも微小な微小凸凹部を自身の特定部分に有する凸凹模様を樹脂成形金型の樹脂成形面に加工する方法であって、前記樹脂成形面について前記凸凹模様が形成される予定の箇所を、エッチング用腐食液に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜で被覆する被覆工程と、前記耐食皮膜について前記凸凹模様の前記凹部が形成される予定の箇所をレーザ光により除去する皮膜除去工程と、前記樹脂成形面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所を腐食液により腐食除去する腐食除去工程と、前記腐食除去の後に前記樹脂成形面に残っている前記耐食皮膜を前記洗浄液により溶解除去する溶解除去工程と、前記耐食皮膜の溶解除去により前記樹脂成形面に現れる前記凸凹模様の特定部分をレーザ光により加工して同特定部分に前記微小凸凹部を形成する微小凸凹部形成工程とが行なわれる。

0016

上記の加工方法によれば、被覆工程では、樹脂成形面について凸凹模様が形成される予定の箇所が耐食皮膜によって被覆される。皮膜除去工程では、耐食皮膜について凸凹模様の凹部が形成される予定の箇所がレーザ光により除去される。

0017

上記被覆工程及び皮膜除去工程が行なわれることで、樹脂成形面について凸部が形成される予定の箇所のみが耐食皮膜によって被覆される。この際、特許文献1とは異なり、転写シートを樹脂成形面に貼付ける作業は行なわれない。これに伴い、人手により転写シートの位置を樹脂成形面の所定の位置に合わせる作業も行なわれない。また、レーザ加工機が用いられるため、耐食皮膜について凸凹模様の凹部が形成される予定の箇所に、レーザ光を精度よく照射して同箇所の耐食皮膜を高い精度で除去することが可能である。

0018

続く腐食除去工程では、樹脂成形面について耐食皮膜により被覆されていない箇所が腐食液によって腐食除去される。溶解除去工程では、腐食除去工程の後に樹脂成形面に残っている耐食皮膜が洗浄液によって溶解除去される。この溶解除去により、樹脂成形面に凸凹模様が現れる。

0019

そして、微小凸凹部形成工程では、上記凸凹模様の特定部分がレーザ光によって除去加工されて、同特定部分に微小凸凹部が形成される。この際にも、レーザ加工機が用いられるため、凸凹模様の狙った箇所(特定部分)に、レーザ光を精度よく照射して微小凸凹部を高い精度で形成することが可能である。

0020

さらに、微小凸凹部形成工程が腐食除去工程の後に行なわれることから、同微小凸凹部形成工程によって形成された微小凸凹部の尖った部分が腐食液によって溶解されて丸みを帯びることがない。微小凸凹部形成工程による微小凸凹部の形状が保持される。

0021

上記樹脂成形金型の加工方法において、前記被覆工程では、前記樹脂成形面について前記凸凹模様が形成される予定の箇所に耐食皮膜形成用の液体が塗布されることが好ましい。

0022

上記の加工方法によれば、被覆工程では、樹脂成形面について凸凹模様が形成される予定の箇所に耐食皮膜形成用の液体が塗布される。この塗布された液体が硬化することで、凸凹模様が形成される予定の箇所に耐食皮膜が形成される。従って、転写シートを樹脂成形面に貼付ける場合に行なわれる位置合わせ作業が不要となる。

0023

上記樹脂成形金型の加工方法において、前記微小凸凹部形成工程により前記微小凸凹部が形成された後に、同微小凸凹部に対しサンドブラスト加工が行なわれることが好ましい。

0024

ここで、レーザ光によって形成される微小凸凹部の表面は、それぞれ微小な平らな多数の加工面によって構成される。加工面とその隣の加工面との境界部分にはスジが現われて、微小凸凹部ひいては凸凹模様の見栄えを低下させるおそれがある。

0025

この点、上記の加工方法によれば、微小凸凹部形成工程による微小凸凹部の形成の後には、その微小凸凹部に対し、圧縮空気により砂状研磨材吹付ける、サンドブラスト加工が行なわれる。この研磨材が当たることによりスジが研磨されて目立たなくなる。

発明の効果

0026

上記樹脂成形金型の加工方法によれば、微小凸凹部を有する凸凹模様を、樹脂成形金型の樹脂成形面に精度よく効率的に形成することができる。

図面の簡単な説明

0027

一実施形態の加工方法によって樹脂成形面が加工された樹脂成形金型を用いて成形される樹脂成形品の概略断面図。
一実施形態における樹脂成形金型の断面図。
(a)〜(c)は、樹脂成形金型の樹脂成形面に凸凹模様を加工する工程を示す概略断面図。
(a),(c)は、図3(c)の続きの工程を示す概略断面図、(b)は図4(a)の一部を拡大して示す部分概略断面図

実施例

0028

以下、樹脂成形金型の加工方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
最初に、本実施形態の樹脂成形金型によって成形される樹脂成形品について説明する。
本実施形態では、自動車インストルメントパネルコンソールドアトリムグローブボックスピラーガーニッシュ等の各種自動車用内装品が、樹脂成形品の対象とされている。なお、本実施形態では説明の便宜上、樹脂成形品を単純な形状で例示する。

0029

図1に示すように、樹脂成形品10は、その主要部を構成する基部11と、基部11の表面に一体に形成された凹凸模様12とからなる。樹脂成形品10の全体(凹凸模様12を含む)は、比較的柔らかく廉価な樹脂材料であるポリプロピレンによって形成されている。

0030

凹凸模様12は、複数の山部13と、隣合う山部13の間に位置する複数の谷部14とを備えている。これらの山部13及び谷部14は、0.05mm〜0.2mm程度の高低差を有するように形成されている。ここでの高低差とは、山部13の頂部から谷部14の底部までの深さをいうものとする。

0031

上記凹凸模様12は、樹脂成形品10において、
・表面に立体的質感を付与する、
・表面に傷を付きにくくする、又は傷が付いても目立たなくする、
・表面を滑りにくくする、
等を目的として形成されている。

0032

なお、凹凸模様12としては、例えば、皮革模様(皮シボ模様)、木目模様梨地模様幾何学模様等が挙げられる。
凹凸模様12の特定部分、ここでは各谷部14には、同谷部14及び山部13のいずれよりも微小な複数の凹凸部(以下「微小凹凸部15」)が形成されている。これらの微小凹凸部15は、0.02mm〜0.04mm程度の高低差を有するように形成されている。微小凹凸部15の高低差とは、同微小凹凸部15の最も高い箇所から最も低い箇所までの深さをいうものとする。この微小凹凸部15は、同微小凹凸部15が形成されていない箇所よりも多くの光を散乱させて、光沢を抑えることで立体感や陰影感を表現することを目的として形成されている。

0033

上記樹脂成形品10は、金型を用いた射出成形により成形される。この金型の主要部は、図2において実線で示す樹脂成形金型20と、同図2において二点鎖線で示す樹脂成形金型30とによって構成されている。樹脂成形金型20,30の一方は固定型として使用され、他方は、固定型に対し接近及び離間する方向へ移動する可動型として使用される。樹脂成形金型20,30は、鋼材亜鉛合金アルミニウム合金等によって形成されている。

0034

樹脂成形金型30には成形凸部31が設けられ、樹脂成形金型20には成形凹部21が設けられている。成形凹部21は、上記凹凸模様12を含む樹脂成形品10の表面形状を成形するための樹脂成形面22を有している。樹脂成形面22の基本的な形状、すなわち、後述する凸部24、凹部25及び微小凸凹部26が形成される前の形状は、切削加工等の機械加工によって形成されている。

0035

そして、同図2に示すように、樹脂成形金型20と樹脂成形金型30とが型締めされた状態では、成形凹部21内に成形凸部31が入り込み、成形凸部31及び成形凹部21の間に、上記樹脂成形品10を成形するための空間であるキャビティ32が形成される。このキャビティ32に溶融樹脂が充填されて硬化されると、図1に示す形状をなす樹脂成形品10が成形される。

0036

樹脂成形金型20の樹脂成形面22には凸凹模様23が形成されている。凸凹模様23の主要部は、樹脂成形品10の谷部14を成形するための凸部24と、同樹脂成形品10の山部13を成形するための凹部25とによって構成されている。これらの凸部24及び凹部25は、0.05mm〜0.2mm程度の高低差を有するように、エッチングによって形成されている。ここでの高低差は、凸部24の頂部から凹部25の底部までの深さをいうものとする。

0037

凸凹模様23は、凸部24及び凹部25のいずれよりも微小な複数の微小凸凹部26を自身の特定部分、ここでは凸部24の頂面に有している。微小凸凹部26は、レーザ加工によって、0.02mm〜0.04mm程度の高低差を有するように形成されている。微小凸凹部26の高低差とは、同微小凸凹部26の最も高い箇所から最も低い箇所までの深さをいうものとする。

0038

次に、本実施形態の作用として、樹脂成形金型20を加工して、微小凸凹部26を有する凸凹模様23を樹脂成形面22に形成する方法について説明する。
この加工方法の実施に際しては、準備工程、被覆工程、皮膜除去工程、腐食除去工程、溶解除去工程、微小凸凹部形成工程及び仕上げ工程が順に行なわれる。以下に、図3及び図4を参照して、各工程について説明する。

0039

<準備工程>
準備工程では、樹脂成形金型20の樹脂成形面22に付着している油脂、塵埃等の汚れ成分脱脂洗浄により除去される。この工程は、汚れ成分が原因で、被覆工程での耐食皮膜36の樹脂成形面22に対する密着性が低下するのを抑制するために行われる。この準備工程には、洗浄液による洗浄のほか、水洗、乾燥等の付帯した処理も含まれる。

0040

<被覆工程>
図3(a)に示す被覆工程では、耐食皮膜形成用の液体が加圧されて、樹脂成形金型20の樹脂成形面22について凸凹模様23が形成される予定の箇所に向けて、スプレーノズルから吹付けられる。ここでは、凸凹模様23が形成される予定の箇所である樹脂成形面22の全面が耐食皮膜形成用液体の吹付けの対象とされている。耐食皮膜形成用の液体としては、例えばエッチング用腐食液に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な液体が用いられる。この液体は、スプレーノズルから微粒化された状態で噴出され、上記箇所に付着する。表現を変えると、上記吹付けにより、耐食皮膜形成用の液体が樹脂成形面22の全面に塗布される。この塗布された液体が硬化することで、樹脂成形面22について凸凹模様23が形成される予定の箇所が耐食皮膜(レジスト)36によって被覆される。上記のように形成された耐食皮膜36は、エッチング用腐食液38に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶である。

0041

<皮膜除去工程>
図3(b)に示す皮膜除去工程では、耐食皮膜36について凸凹模様23の凹部25(図3(c)参照)が形成される予定の箇所にレーザ光L1が照射される。レーザ光L1が照射された箇所の耐食皮膜36が加熱、溶融又は蒸発させられて、その箇所の耐食皮膜36が除去される。

0042

上記被覆工程及び皮膜除去工程が行なわれることで、樹脂成形面22について凸部24が形成される予定の箇所のみが耐食皮膜36によって被覆される。この際、特許文献1とは異なり、転写シートを樹脂成形面22に貼付ける作業は行なわれない。これに伴い、人手により転写シートの位置を樹脂成形面22の所定の位置に合わせる作業も行なわれない。また、耐食皮膜36の除去にレーザ加工機が用いられるため、耐食皮膜36について凸凹模様23の凹部25が形成される予定の箇所に、レーザ光L1が精度よく照射されて、同箇所の耐食皮膜36が高い精度で除去される。

0043

<腐食除去工程>
図3(c)に示す腐食除去工程は、樹脂成形面22について耐食皮膜36によって被覆されていない箇所を腐食液38によって腐食除去する工程であり、一般に、エッチングとも呼ばれる工程である。

0044

この腐食除去工程では、槽37に貯留された腐食液38に対し、耐食皮膜36によって被覆されていない箇所が触れるように、樹脂成形金型20が同腐食液38に浸漬される。ここで、腐食液38としては、例えば、鉄鋼用化学研磨液過塩化鉄液を単独で、又はこれらに水、硝酸塩酸等を配合したものが用いられる。腐食液38の配合成分や配合割合は、エッチングの対象となる樹脂成形金型20の材質に応じて適宜決定されることが好ましい。

0045

<溶解除去工程>
溶解除去工程(図示略)では、上記腐食除去工程の実施後に、樹脂成形面22に残っている耐食皮膜36、この場合、凸部24の頂面に残っている耐食皮膜36が洗浄液によって溶解除去される。洗浄液としては、例えば、アセトンケトン強アルカリ水溶液等が用いられる。

0046

上記被覆工程、皮膜除去工程、腐食除去工程及び溶解除去工程を1サイクルとする一連の工程は、2〜5サイクル程度繰り返される。繰り返しの回数は、凸凹模様23に付けられる高低差等に応じて適切な回数に設定される。なお、2回目以降の被覆工程では、凸部24の頂面にとどまらず、上記腐食除去工程によって腐食された箇所に対しても、耐食皮膜形成用の液体が塗布されて、耐食皮膜36が形成される。

0047

このようにして、耐食皮膜36が溶解除去されることで、樹脂成形面22に凸凹模様23が現れる。
<微小凸凹部形成工程>
図4(a),(b)に示す微小凸凹部形成工程では、凸凹模様23の特定部分(本実施形態では各凸部24の頂面)にレーザ光L2が照射される。図4(c)に示すように、レーザ光L2が照射された上記特定部分が除去加工されて、同特定部分に微小凸凹部26が形成される。この際にも、上述した皮膜除去工程(図3(b))と同様に、レーザ加工機が用いられるため、凸凹模様23について狙った箇所(特定部分)に、レーザ光L2が精度よく照射されて微小凸凹部26が高い精度で形成される。

0048

さらに、微小凸凹部形成工程(図4(a),(b))が腐食除去工程(図3(c))の後に行なわれることから、同微小凸凹部形成工程によって形成された微小凸凹部26のうち尖った部分が腐食液38によって溶解されて、丸みを帯びることがない。微小凸凹部形成工程による微小凸凹部26の形状が保持される。

0049

<仕上げ工程>
ここで、レーザ光L2によって形成される微小凸凹部26の表面は、それぞれ微小な平らな多数の加工面によって構成される。隣合う加工面の境界部分にはスジが現われて微小凸凹部26ひいては凸凹模様23の見栄えを低下させるおそれがある。

0050

そこで、仕上げ工程では、微小凸凹部形成工程により微小凸凹部26が形成された後に、その微小凸凹部26に対し、圧縮空気により砂状の研磨材を吹付ける、サンドブラスト加工が行なわれる。この研磨剤が当たることによりスジが研磨される。

0051

このサンドブラスト加工は、樹脂成形面22に模様を形成するために行なわれるものではなく、上述したように隣合う加工面の境界部分のスジを研磨するために行なわれる。この仕上げ工程は必須ではなく、必要に応じて行なわれればよい。

0052

なお、上記皮膜除去工程(図3(b))及び微小凸凹部形成工程(図4(a),(b))でのレーザ光L1,L2の照射は、三次元レーザ加工機を用いて行なわれる。三次元レーザ加工機は、樹脂成形金型20が装着されるテーブルと、レーザ光L1,L2を照射する照射装置とを備える。三次元レーザ加工機では、テーブルの回転と、照射装置の回転と、テーブル及び照射装置の相対位置の変化とを通じて、レーザ光L1,L2の照射方向を適宜変化させつつ、照射装置からレーザ光L1,L2を照射して、耐食皮膜36を除去したり樹脂成形面22を除去加工したりする。

0053

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)被覆工程(図3(a))において、樹脂成形金型20の樹脂成形面22について凸凹模様23が形成される予定の箇所(樹脂成形面22の全面)を、腐食液38に対する耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜36によって被覆する。皮膜除去工程(図3(b))において、耐食皮膜36について凸凹模様23の凹部25が形成される予定の箇所にレーザ光L1を照射して、同箇所の耐食皮膜36を除去するようにしている。

0054

そのため、上記被覆工程及び皮膜除去工程を行なうことで、樹脂成形面22について凸部24が形成される予定の箇所のみを耐食皮膜36によって精度よく被覆することができる。その結果、転写シートを樹脂成形面22に貼付ける作業を不要にし、人手により転写シートの位置を樹脂成形面22の所定の位置に合わせる作業を不要にすることができる。

0055

(2)溶解除去工程での耐食皮膜36の溶解除去後に行なわれる微小凸凹部形成工程(図4(a),(b))において、凸凹模様23の特定部分(各凸部24の頂面)をレーザ光L2の照射によって除去加工して、同特定部分に微小凸凹部26を形成するようにしている。

0056

そのため、凸凹模様23の狙った箇所にレーザ光L2を精度よく照射して、微小凸凹部26を高い精度で形成することができる。
また、上記微小凸凹部形成工程(図4(a),(b))を腐食除去工程(図3(c))の後に行なうようにしたことから、同微小凸凹部形成工程により形成した微小凸凹部26の尖った部分が溶解されて丸みを帯びることがない。その結果、樹脂成形金型20を用いて樹脂成形品10を成形することで、凹凸模様12を意図する形状に精度よく形成することができる。

0057

(3)微小凸凹部26の形成手段として、レーザ加工を採用している。
そのため、凸部24に対し深く、しかも狭い幅で微小凸凹部26を加工することができる(図4(a),(b))。

0058

(4)被覆工程(図3(a))において、樹脂成形面22について凸凹模様23が形成される予定の箇所に耐食皮膜形成用の液体を塗布するようにしている。
そのため、耐食皮膜形成用の液体を塗布するという簡単な作業を行なうだけで、耐食皮膜36を形成することができる。従って、転写シートを樹脂成形面22に貼付ける場合のような位置合わせ作業を行なわなくてすむ。

0059

特に、上記実施形態では、スプレーノズルから耐食皮膜形成用の液体を樹脂成形面22に吹付けるだけですむことから、同液体の塗布作業を簡単に行なうことができる。
(5)微小凸凹部形成工程(図4(a),(b))により微小凸凹部26を形成した後に、その微小凸凹部26に対しサンドブラスト加工を行なうようにしている。

0060

そのため、微小凸凹部形成工程で、微小凸凹部26の表面にスジが生じても、そのスジを研磨して目立たなくすることができる。
(6)エッチングとレーザ加工とを比較した場合、エッチングには、レーザ加工よりも樹脂成形面22の広い領域を一括して腐食除去することができる特徴がある。これに対し、レーザ加工には、エッチングよりも精密な加工をすることができる特徴がある。

0061

この点を踏まえ、上記実施形態では、比較的大きな凸部24及び凹部25については、腐食除去工程でのエッチングによって形成し、それらの凸部24及び凹部25のいずれよりも微小な微小凸凹部26については、微小凸凹部形成工程でのレーザ加工によって形成するようにしている。

0062

そのため、凸部24及び凹部25については、高い生産性で形成することができる。また、微小凸凹部26については高い精度で形成することができる。
このように、エッチングの一括加工による生産性向上と、レーザ加工による精密性向上とを両立することができる。この点は、エッチングのみによって凸部24及び凹部25に加え、微小凸凹部26を形成する場合や、レーザ加工のみによって微小凸凹部26だけでなく凸部24及び凹部25を形成する場合にはなし得ない効果である。

0063

(7)凸凹模様23の特定部分に精密に微小凸凹部26を加工することができることから、凸凹模様23のデザインの自由度を増大させることができる。
ちなみに、上記実施形態では、樹脂成形品10の谷部14において山部13におけるよりも多く光を散乱させて、光沢を抑えることで立体感や陰影感を表現することを目的として、凸凹模様23の凸部24に微小凸凹部26を形成したが、これとは異なる目的で他の箇所に微小凸凹部26が形成されてもよい。

0064

例えば、樹脂成形品10の山部13に傷が付いた場合に、その傷を目立ちにくくすることを目的として、樹脂成形金型20の凹部25に微小凸凹部26が形成されてもよい。
その他の例として、樹脂成形品10において自動車の窓ガラス写りそうな箇所の光沢を抑えることを目的として、樹脂成形面22の上記箇所に微小凸凹部26が形成されてもよい。

0065

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
・上記樹脂成形品10は、ポリプロピレンとは異なる樹脂材料によって形成されてもよい。

0066

・樹脂成形品10の凹凸模様12は、それぞれ直線状をなして互いに平行に延びる複数の山部13と、隣合う山部13の間に位置し、山部13に対し平行に延びる谷部14とからなるものであってもよい。この凹凸模様12は幾何学模様の一態様であり、ライン模様とも呼ばれる。

0067

この場合、微小凹凸部15は、谷部14に形成されてもよいし、山部13に形成されてもよいし、谷部14及び山部13の両方に形成されてもよい。
山部13に形成される場合、山部13の長さ方向についての複数箇所に凹部が設けられ、この凹部に微小凹凸部15が形成されてもよい。

0068

・上記の加工方法は、射出成形とは異なる樹脂成形、例えば、反応射出成形ブロー成形スタンピング成形ローテーション成形スラッシュ成形真空成形圧空成形等に使用される樹脂成形金型にも適用可能である。

0069

・上記の加工方法は、自動車用内装品以外の自動車用の樹脂成形品や、自動車以外の用途に用いられる樹脂成形品を成形するための樹脂成形金型において、樹脂成形面に凸凹模様を加工する場合に広く適用可能である。

0070

その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
(A)樹脂成形面に凸凹模様を有し、前記凸凹模様が、凸部及び凹部を備え、かつ前記凸部及び前記凹部のいずれよりも微小な微小凸凹部を前記凸凹模様の特定部分に有する樹脂成形金型であり、
前記凸部及び前記凹部がエッチングにより形成され、前記微小凸凹部がレーザ加工により形成されたものであることを特徴とする樹脂成形金型。

0071

樹脂成形金型の樹脂成形面に上記の構成を有する凸凹模様を形成する場合、比較的大きな凸部及び凹部については、エッチングを行なうことで、高い生産性で形成することが可能である。また、上記凸部及び凹部のいずれよりも微小な微小凸凹部については、レーザ加工を行なうことで、高い精度で形成することが可能である。

0072

(B)上記(A)に記載の樹脂成形金型を用いて成形される樹脂成形品であって、
前記凸部により成形される谷部と、前記凹部により成形される山部と、前記微小凸凹部により成形され、かつ前記谷部及び前記山部のいずれよりも微小な微小凹凸部とを自身の表面に有することを特徴とする樹脂成形品。

0073

上記の構成を有する樹脂成形品によれば、山部及び谷部によって、皮革模様(皮シボ模様)、木目模様、梨地模様、幾何学模様の凹凸模様が表現(再現)される。また、微小凹凸部が形成された箇所では、形成されていない箇所とは異なる態様で光を反射させ、異なる光沢にすることが可能である。

0074

10…樹脂成形品、13…山部、14…谷部、15…微小凹凸部、20…樹脂成形金型、22…樹脂成形面、23…凸凹模様、24…凸部、25…凹部、26…微小凸凹部、36…耐食皮膜、38…腐食液、L1,L2…レーザ光。

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