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技術 加飾樹脂成形品

出願人 小島プレス工業株式会社
発明者 今井達也松井博世
出願日 2016年8月12日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-158509
公開日 2018年2月15日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2018-024202
状態 特許登録済
技術分野 積層体(2) 物理蒸着 CVD
主要キーワード 光CVD法 各樹脂成形品 二液硬化型塗料 窒化チタン薄膜 色見本帳 検証実験 ABS樹脂 熱CVD法
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(2018年2月15日)のものです。
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図面 (5)

課題

従来品と比較して、製造工程の削減により製造コストが低く抑えられる、反射光が青色を呈する金属調加飾樹脂成形品を提供すること。

解決手段

L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品を準備し、次いで、かかる樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成することにより、目的とする加飾樹脂成形品を得る。

概要

背景

従来より、加飾樹脂成形品一種として、樹脂成形品からなる基材の所定の面(例えば意匠面。以下、被加飾面という。)に対して、例えば、メタリック塗装による塗膜や、金属メッキによるメッキ膜等を形成することにより、樹脂成形品上に金属表面を擬似的に表現する、所謂金属調加飾が施されてなる加飾樹脂成形品が知られている(例えば、特許文献1を参照)。そのような加飾樹脂成形品は、本物の金属製品と比較して、軽量で、成形性や加工性に優れ、しかも、防錆加工も不要であるところから、例えば、自動車内装部品家具建築材家電製品携帯電子機器等の様々な製品表皮材部品等として、広く用いられている。

特に、近年の自動車業界においては、自動車に対する高級志向の高まり等により、自動車内装部品として用いられる加飾樹脂成形品として、落ち着いた色合い、特に、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品に対するニーズが高まってきている。反射光が青色を呈する加飾樹脂成形品としては、例えば特許文献2において、反射光がL* a* b*表色系において所定の範囲にある青色乃至緑色を呈する透明板が提示されている。

具体的に、特許文献2においては、ガラス板もしくは合成樹脂板からなる透明な基体の一方の表面に、厚さ15〜30nmの窒化チタン膜が、窒素ガス100%雰囲気中でスパッタリングにより形成され、この窒化チタン膜の上に、厚さ10〜45nmの透明な金属酸化物からなる膜を形成してなる2層構成被膜が形成された、該透明な基体の他方の表面における反射光がL* a* b*表色系において49.3≦L* ≦67.2、−7.3≦a* ≦−2.2、−14.5≦b* ≦1.8にあるような青色乃至緑色を呈する透明板が、開示されている。そして、かかる構成の透明板にあっては、同特許文献第3頁左欄第8〜10行目に記載されているように、被膜を被覆した面の他の面の反射の色調が、光の干渉作用により青色乃至緑色を呈するとされている。

しかしながら、特許文献2に開示の如き従来の加飾樹脂成形品にあっては、金属酸化物等からなる干渉膜干渉層)を必須の構成要件とするものであり、そのような加飾樹脂成形品の製造に際しては、基材に対して窒化チタン膜を形成する工程(窒化チタン膜形成工程)と、かかる窒化チタン膜形成工程とは別個の干渉膜を形成する工程が必須となり、製造コストの低減を図ることが困難である。また、干渉膜を構成要件とする加飾樹脂成形品では、グラデーションを有する色合いとすることが困難であり、更に、光の干渉作用を利用している関係上、他の部材と密着させた状態では目的とする反射光が得られない恐れがある等の問題を内在している。

概要

従来品と比較して、製造工程の削減により製造コストが低く抑えられる、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品を提供すること。L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品を準備し、次いで、かかる樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成することにより、目的とする加飾樹脂成形品を得る。

目的

また、干渉膜を構成要件とする加飾樹脂成形品では、グラデーションを有する色合いとすることが困難であり、更に、光の干渉作用を利用している関係上、他の部材と密着させた状態では目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜が形成されてなる加飾樹脂成形品

請求項2

前記窒化チタン薄膜の厚さが200〜400Åである請求項1に記載の加飾樹脂成形品。

請求項3

L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品を準備する工程と、前記樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成する工程と、を有する加飾樹脂成形品の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、加飾樹脂成形品係り、特に、例えば自動車内装部品等として好適に用いられ得る樹脂成形品に関するものである。

背景技術

0002

従来より、加飾樹脂成形品の一種として、樹脂成形品からなる基材の所定の面(例えば意匠面。以下、被加飾面という。)に対して、例えば、メタリック塗装による塗膜や、金属メッキによるメッキ膜等を形成することにより、樹脂成形品上に金属表面を擬似的に表現する、所謂金属調加飾が施されてなる加飾樹脂成形品が知られている(例えば、特許文献1を参照)。そのような加飾樹脂成形品は、本物の金属製品と比較して、軽量で、成形性や加工性に優れ、しかも、防錆加工も不要であるところから、例えば、自動車内装部品や家具建築材家電製品携帯電子機器等の様々な製品表皮材部品等として、広く用いられている。

0003

特に、近年の自動車業界においては、自動車に対する高級志向の高まり等により、自動車内装部品として用いられる加飾樹脂成形品として、落ち着いた色合い、特に、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品に対するニーズが高まってきている。反射光が青色を呈する加飾樹脂成形品としては、例えば特許文献2において、反射光がL* a* b*表色系において所定の範囲にある青色乃至緑色を呈する透明板が提示されている。

0004

具体的に、特許文献2においては、ガラス板もしくは合成樹脂板からなる透明な基体の一方の表面に、厚さ15〜30nmの窒化チタン膜が、窒素ガス100%雰囲気中でスパッタリングにより形成され、この窒化チタン膜の上に、厚さ10〜45nmの透明な金属酸化物からなる膜を形成してなる2層構成被膜が形成された、該透明な基体の他方の表面における反射光がL* a* b*表色系において49.3≦L* ≦67.2、−7.3≦a* ≦−2.2、−14.5≦b* ≦1.8にあるような青色乃至緑色を呈する透明板が、開示されている。そして、かかる構成の透明板にあっては、同特許文献第3頁左欄第8〜10行目に記載されているように、被膜を被覆した面の他の面の反射の色調が、光の干渉作用により青色乃至緑色を呈するとされている。

0005

しかしながら、特許文献2に開示の如き従来の加飾樹脂成形品にあっては、金属酸化物等からなる干渉膜干渉層)を必須の構成要件とするものであり、そのような加飾樹脂成形品の製造に際しては、基材に対して窒化チタン膜を形成する工程(窒化チタン膜形成工程)と、かかる窒化チタン膜形成工程とは別個の干渉膜を形成する工程が必須となり、製造コストの低減を図ることが困難である。また、干渉膜を構成要件とする加飾樹脂成形品では、グラデーションを有する色合いとすることが困難であり、更に、光の干渉作用を利用している関係上、他の部材と密着させた状態では目的とする反射光が得られない恐れがある等の問題を内在している。

先行技術

0006

特開2004−300566号公報
特許第2722509号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、かかる事情背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、反射光が青色を呈する金属調の加飾樹脂成形品であって、従来品と比較して、構造が簡素であって、容易に製造することが可能なものを提供することにある。また、本発明は、そのような加飾樹脂成形品を有利に製造することが出来る方法を提供することも、その解決課題とするものである。

課題を解決するための手段

0008

そして、本発明は、かかる課題を解決するために、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜が形成されてなる加飾樹脂成形品を、その要旨とするものである。

0009

なお、本発明に係る加飾樹脂成形品においては、好ましくは、前記窒化チタン薄膜の厚さが200〜400Åである。

0010

また、本発明は、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品を準備する工程と、前記樹脂成形品の被加飾面上に、窒化チタン薄膜を、物理蒸着法又は化学蒸着法により直接に形成する工程と、を有する加飾樹脂成形品の製造方法をも、その要旨とするものである。

発明の効果

0011

このように、本発明に従う加飾樹脂成形品にあっては、基材たる樹脂成形品として、L* a* b*表色系におけるL* 値が所定の値以下のものを用いて形成されているところに、大きな技術的特徴が存するのである。そして、そのような特定の樹脂成形品を基材として用いて構成されていることによって、本発明の加飾樹脂成形品にあっては、樹脂成形品の被加飾面上に形成された窒化チタン薄膜側が、有利に、青色を呈する金属調を発現することとなるのである。ここで、「窒化チタン薄膜側が、青色を呈する金属調を発現する」とは、加飾樹脂成形品における窒化チタン薄膜の表面(基材たる樹脂成形品の被加飾面と接する面とは反対側の面)を色彩計分光測色計で測定した際に、L* a* b* 表色系におけるb* 値が0未満であって、かかる表面を目視した際に金属調が確認されることを意味するものである。

0012

窒化チタン薄膜側の反射光が青色を呈する本発明の加飾樹脂成形品は、従来の、光の干渉作用を利用して青色の反射光を発生させる樹脂成形品等(従来品)とは異なり、かかる干渉作用を発現させるための干渉膜(干渉層)が不要である。即ち、本発明に係る加飾樹脂成形品を製造するに際しては、従来品を製造する際には必要とされていた干渉膜(干渉層)形成工程が不要であるところから、製造コストを低く抑えることが可能ならしめられるのである。

図面の簡単な説明

0013

本発明に係る加飾樹脂成形品の一実施形態を示す斜視図である。
図1の加飾樹脂成形品における縦断面図を部分的に拡大したものである。
基材のL* 値が窒化チタン薄膜のb* 値に与える影響についての検証実験の概略を示す説明図である。
図3に示される検証実験において、基材のL* 値(x)と、窒化チタン薄膜表面にて測定されるb* 値(y)との関係を示すグラフである。

0014

以下、適宜に図面を用いて、本発明を詳細に説明する。尚、図1及び図2においては、説明の都合上、窒化チタン薄膜及び樹脂成形品の厚さが誇張して描かれていることが、理解されるべきところである。

0015

図1及び図2には、本発明に係る加飾樹脂成形品の一実施形態が、図1においては斜視図にて示されており、かかる加飾樹脂成形品における縦方向(窒化チタン薄膜の積層方向)の断面の部分拡大図が、図2において示されている。

0016

それら図1及び図2より明らかなように、加飾樹脂成形品10は、基材たる樹脂成形品12と、窒化チタン薄膜14とから構成されている。より詳細には、樹脂成形品12は、全体として矩形板状を呈しており、その上面全体が被加飾面16とされているのであって、かかる被加飾面16上に、窒化チタン薄膜14が所定の厚さにて形成されているのである。

0017

ここで、基材たる樹脂成形品12を構成する樹脂材料としては、本発明の効果を阻害するものでない限り、如何なるものであっても用いることが可能であるが、本発明においては、例えば、PC(ポリカーボネート樹脂とABSアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体)樹脂とからなる複合材料に、黒色顔料が配合されてなる樹脂材料が、有利に用いられる。かかる樹脂材料は、黒色顔料の配合量を適宜、変更することにより、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品の作製を容易ならしめるという利点を有している。

0018

また、本発明の加飾樹脂成形品において、より明瞭な青色を呈する金属調を発現させるためには、窒化チタン薄膜の厚さを200〜400Å(20〜40nm)とすることが好ましい。窒化チタン薄膜を、200Å(20nm)未満の厚さにて形成した場合や、400Å(40nm)を超える厚さにおいて形成した場合においては、窒化チタン薄膜上にて看取される色調が、青色を呈する金属調とは言い難いものとなる恐れがある。

0019

そして、本発明に従う加飾樹脂成形品10にあっては、基材たる樹脂成形品12が、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下であるところに、大きな技術的特徴が存しているのである。このような特定の樹脂成形品を用いて構成されていることにより、本発明に係る樹脂成形品10は、その被加飾面16上に形成された窒化チタン薄膜14側において、青色を呈する金属調を発現することとなるのである。

0020

ここで、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品を用いて、その表面(被加飾面)に窒化チタン薄膜が設けられてなる加飾樹脂成形品において、窒化チタン薄膜側が青色を呈する金属調を発現することについては、本発明者等が知得した技術的事項であり、以下に示す検証実験により、技術的な裏付けを有するものである。

0021

本発明者等は、加飾樹脂成形品の研究を進めてきた過程において、加飾として窒化チタン薄膜を用いた加飾樹脂成形品にあっては、基材たる樹脂成形品の明度(L* a* b*表色系におけるL* 値)が、窒化チタン薄膜上にて看取される色合いに影響を与えることを見出し、これを検証するために、以下の実験を行なった。先ず、色見本として、塗料用標色見本帳(一般社団法人日塗料工業会、1997年発行)を準備する一方で、ガラス板(L* a* b* 表色系におけるL* 値:96.41、a* 値:−0.02、 b* 値:0.27)の一方の面に、スパッタリング法に従い、膜厚が400Å(40nm)の窒化チタン薄膜を形成した。なお、ガラス板のL* 値等の測定には、紫外可視近赤外分光光度計商品名:SolidSpec-3700、株式会社島津製作所製)を用いた。次いで、塗料用標準色見本帳に示されている色見本のうち、下記表1に示す色票番号のものについて、分光測色計(商品名:CM-700d 、コニカミノルタ株式会社製)を用いて、L* a* b* 表色系におけるL* 値を測定した。その結果を、下記表1に示す。そして、図3に示されるように、表1に示す各色票番号の色見本上に、一方の面に窒化チタン薄膜が形成されたガラス板を、その他方の面(窒化チタン薄膜が形成されていない側の面)が色見本側となるように、色見本上に載置し、かかる状態で、上方より窒化チタン薄膜のb* 値を分光測色計にて測定した(実験1〜実験14)。その結果を、下記表1に示す。

0022

基材たる色見本のL* 値をx軸とし、窒化チタン薄膜のb* 値をy軸として、色見本のL* 値と窒化チタン薄膜のb* 値との関係を、図4においてグラフとして示す。このグラフより、基材たる色見本のL* 値と窒化チタン薄膜のb* 値との間には、一次関数的な相関関係が認められるところから、基材のL* 値(x)と窒化チタン薄膜のb* 値(y)との関係を、最小自乗法により一次関数として近似すると、y=0.2262x−16.456という関係式が得られる。なお、かかる関係式を、図4のグラフ中に破線で示す。L* a* b*表色系においては、b* 値が負の値であるほど色合いが青寄りとなることから、y=0となるxの数値を算出すると、16.456/0.2262=72.7497…≒72.75となる。一方、本実験において、窒化チタン薄膜のb* 値が0未満と観測された組合せ(実験1〜実験9)について、窒化チタン薄膜上の色合いを目視で観察したところ、何れについても青色を呈する金属調であることが認められた。以上より、本発明においては、基材たる樹脂成形品として、L* a* b* 表色系におけるL* 値が72.75以下のものを用いることとされているのであり、そのような特定の樹脂成形品を用いることによって、本発明の効果が有利に奏されることとなるのである。

0023

ところで、本発明にかかる加飾樹脂成形品は、例えば、以下の作業手順に従って、製造されることとなる。

0024

先ず、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品が、公知の成形法に従って作製される。成形法としては、使用される樹脂材料や、目的とする樹脂成形品の形状や大きさ等に応じて、圧縮成形法射出成形法押出成形法等の公知の成形法の中から好適なものが選択されることとなる。

0025

なお、樹脂成形品における被加飾面は、樹脂成形品の作製時(成形時)に同時に形成されるようにすることが可能であることは勿論のこと、樹脂成形品の作製(成形)後に、シボ加工等を施すことにより、被加飾面を形成することも可能である。

0026

そのようにして作製された樹脂成形品の被加飾面上に、物理蒸着法又は化学蒸着法に従って、窒化チタン薄膜が所定の厚さにて作製される。具体的には、真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法(PVD法)や、熱CVD法プラズマCVD法光CVD法等の化学蒸着法(CVD法)の中から、樹脂成形品の大きさや形状、更には、樹脂成形品における被加飾面の大きさ、形状及び部位等に応じた手法が適宜に選択されて、実施されることとなる。これら物理蒸着法及び化学蒸着法により形成される窒化チタン薄膜は、極めて薄いものであるにも拘わらず、樹脂成形品の被加飾面との密着性に優れているという特徴を有している。

0027

そして、以上の如くして製造された加飾樹脂成形品にあっては、基材として、L* a* b*表色系におけるL* 値が72.75以下である樹脂成形品が用いられているところから、窒化チタン薄膜側において、青色を呈する金属調を効果的に発現するものとなっているのである。また、本発明の加飾樹脂成形品にあっては、光の干渉膜(干渉層)を必須の構成要件とする従来品とは異なり、窒化チタン薄膜以外の膜(層)を必須の要件とするものではないのであり、その製造コストが、従来品と比較して安価に抑えられ得ることとなるのである。

0028

以上、本発明の代表的な実施形態の一つについて詳述してきたが、本発明が、上述した実施形態に限定されるものでないことは、言うまでもないところである。例えば、加飾樹脂成形品の更なる耐候性の向上を図るべく、窒化チタン薄膜上に、かかる窒化チタン薄膜を保護するための保護層(トップコート層)を設けることも可能である。そのような保護層(トップコート層)としては、公知の各種塗料等のうち、窒化チタン薄膜の反射光によって奏される青色を呈する金属調を阻害しないものであれば、如何なるものであっても用いることが可能である。例えば、塗膜が優れた透明性を発揮する、アクリルシリコン系二液硬化型塗料や、アクリルウレタン系二液硬化型塗料等を、例示することが出来る。

0029

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加えられ得るものであることが、理解されるべきである。

0030

先ず、樹脂材料として、PC樹脂ABS樹脂とからなる複合材料に、黒色顔料が配合されてなるものを準備した。かかる樹脂材料を用いて、圧縮成形により、図1に示される如き矩形板状を呈する樹脂成形品を作製した。得られた樹脂成形品の一方の面を被加飾面として、かかる被加飾面の色合い(L* a* b*表色系におけるL* 値、a* 値及びb* 値)を、分光測色計(商品名:CM-700d 、コニカミノルタ株式会社製)にて測定したところ、L* 値:27.7、a* 値:0.05、b* 値:0.27であった。

0031

次いで、樹脂成形品の被加飾面上に、スパッタリング法に従い、窒化チタン薄膜を作製した。この際、作製条件を変えることにより、窒化チタン薄膜の膜厚が異なる11種類の加飾樹脂成形品(実施例1〜実施例11)を得た。各加飾樹脂成形品における窒化チタン薄膜の膜厚は、下記表2に示す通りである。また、各樹脂成形品における窒化チタン薄膜側の色合いを目視で観察したところ、何れも、青色を呈する金属調であった。

0032

得られた各加飾樹脂成形品を試料として、耐湿付着性試験及び冷熱湿繰り返し性試験を実施した。各試験の詳細を、以下に示す。

0033

−耐湿付着性試験−
試料を、温度:50℃、湿度:95%以上の環境下に長時間、放置した。

0034

−冷熱湿繰り返し性試験−
試料を、95%以上の高湿度の下、温度を−30℃〜90℃の範囲内において1〜数時間単位繰り返し変化させた雰囲気中に放置した。

0035

各試験の実施後、試料の窒化チタン薄膜に切り込みを入れ、テープ剥離試験を行なうことにより、窒化チタン薄膜が剥離するかどうかを確認した。剥離が認められた場合を×と、剥離が認められなかった場合を○と、それぞれ評価した。各試料の評価結果を、下記表2に併せて示す。なお、下記表2において、「初期」の欄に記載されている評価は、試験を実施する前の試料についてテープ剥離試験を実施した際の評価である。

0036

実施例

0037

各加飾樹脂成形品の目視の結果、並びに表2の結果から明らかなように、本発明に従う加飾樹脂成形品にあっては、何れも、窒化チタン薄膜側が青色を呈する金属調であり、また、各試験後においても窒化チタン薄膜の剥離が認められず、窒化チタン薄膜と樹脂成形品との密着性が良好であることが、認められたのである。

0038

10加飾樹脂成形品12樹脂成形品
14窒化チタン薄膜16 被加飾面

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