JP2022095052A - Molded products, electronic devices, and methods for manufacturing molded products - Google Patents
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Abstract
【課題】外観品質の高い成形品を提供すること。【解決手段】表面に、低光沢部である第一の領域と、前記低光沢部より光沢度が高い高光沢部である第二の領域と、からなる光沢パターンを有する、第一のエリアと第二のエリアを含み、前記第一のエリアは、前記第二の領域が前記第一の領域より高さが高く、前記第二のエリアは、前記第二の領域の高さが前記第一のエリアの前記第二の領域の高さより低く、前記第一の領域と前記第二の領域との間に、前記第一の領域の光沢度および前記第二の領域の光沢度のいずれとも光沢度が異なる第三の領域を有することを特徴とする。【選択図】図3An object of the present invention is to provide a molded article with high appearance quality. A first area having, on the surface, a gloss pattern consisting of a first area that is a low gloss area and a second area that is a high gloss area having a higher glossiness than the low gloss area; a second area having a height higher than that of the first area; and a height of the second area being higher than that of the first area. lower than the height of the second region in the area of and between the first region and the second region, both the glossiness of the first region and the glossiness of the second region It is characterized by having a third region with a different degree. [Selection drawing] Fig. 3
Description
本発明は表面に意匠を付与した成形品、電子機器、および成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a molded product having a design on the surface, an electronic device, and a method for manufacturing the molded product.
プリンタやカメラ、交換レンズなどの電子機器の筐体、外殻などに使用される樹脂成形品の外観面には、高い意匠性が求められる。例えば、天然の皮シボを模した凹凸を表面に有し、凸部の光沢が凹部と比べて高いことを特徴とするレザートーン塗装の質感を有するものがある。また、平坦な光沢面と、その面から突出する凸部を有する非光沢面により構成される表面パターンを外観面に形成することで、美観と、指紋などの汚れの目立ち難さとを両立するものもある。 High design is required for the appearance of resin molded products used for housings of electronic devices such as printers, cameras, and interchangeable lenses, and outer shells. For example, there is one having a texture of leather tone coating characterized by having unevenness on the surface imitating a natural leather grain and having a high gloss of the convex portion as compared with the concave portion. Further, by forming a surface pattern composed of a flat glossy surface and a non-glossy surface having a convex portion protruding from the surface on the appearance surface, both aesthetics and stains such as fingerprints are less noticeable. There is also.
上記のような凹凸構造あるいは凸部を備えた樹脂成形品を射出成形などによって製造する場合、樹脂成形品の外面に、離型方向に対する角度の異なる複数の面が含まれる場合があり、それらに設ける凹凸構造に種々の制限が必要になることがある。例えば、離型方向に対して傾斜していたり、あるいは曲面で構成されていたりする部品面では、金型の離型性を良くするために、凹凸構造の部分がいわゆるアンダーカットとなることを回避する必要が生じる。そのため、樹脂成形品の外観面の一部領域については、止むを得ず凹凸構造を省略しなければならない場合がある。これに対し、凹凸構造の省略に伴う意匠的な外観品質の低下を抑制する技術として、特許文献1に開示される技術が知られている。特許文献1では、外観面の凹凸を離型可能な段差に減らしつつ、光沢パターンを保持することで、離型性と外観品質とを両立している。
When a resin molded product having the above-mentioned uneven structure or convex portion is manufactured by injection molding or the like, the outer surface of the resin molded product may include a plurality of surfaces having different angles with respect to the mold release direction. Various restrictions may be required for the uneven structure to be provided. For example, on a component surface that is inclined with respect to the mold release direction or is composed of a curved surface, in order to improve the mold releasability, it is possible to avoid so-called undercuts in the uneven structure. Will need to be done. Therefore, it may be unavoidable to omit the uneven structure for a part of the appearance surface of the resin molded product. On the other hand, a technique disclosed in
従来技術では、樹脂成形品の外観面の形状と観察条件との組み合わせによっては、凹凸を減らさない領域と減らした領域との間で視覚的な印象に差が生じる場合があった。これは、凹凸の段差を減らすと凹凸に起因して生じる陰影も減少するためである。例えば、ある方向から外観面に照明を当てた場合、凹部(平坦部)には凸部の影(shadow)が生じ、凸部の側面の一部は陰(shade)となって暗くなる。これらの影(shadow)の面積、および、陰(shade)を含む凸部の側面の面積は、凹凸の段差が小さいほど小さくなる。外観面をその法線方向(すなわち、正面)から見たり照明を当てたりして観察した場合には、凹凸の段差が大きい場合でも生じる影や見える側面の面積が小さいため、上述した陰影の変化は視認されにくく、印象の差は生じない。しかしながら、外観面の法線方向に対して斜めから見たり照明を当てたりした場合、陰影の変化が視認されてしまい、印象が異なって知覚される場合がある。 In the prior art, depending on the combination of the shape of the appearance surface of the resin molded product and the observation conditions, there may be a difference in the visual impression between the region where the unevenness is not reduced and the region where the unevenness is reduced. This is because if the step of the unevenness is reduced, the shadow caused by the unevenness is also reduced. For example, when the exterior surface is illuminated from a certain direction, a shadow of the convex portion is generated in the concave portion (flat portion), and a part of the side surface of the convex portion becomes a shadow and becomes dark. The area of these shadows and the area of the side surface of the convex portion including the shadow become smaller as the step of the unevenness becomes smaller. When the external surface is viewed from its normal direction (that is, from the front) or illuminated, the shadows that occur even if the unevenness is large and the area of the visible side surface is small, so the above-mentioned changes in shadows Is hard to see and there is no difference in impression. However, when viewed from an angle or illuminated with respect to the normal direction of the appearance surface, changes in shadows may be visually recognized, and the impression may be perceived differently.
そこで本発明では、外観品質のより高い樹脂成形品を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a resin molded product having higher appearance quality.
本発明の成形品は、表面に、第一の領域と第二の領域とからなる、前記第二の領域の高さが前記第一の領域の高さより高い第一のエリアと、前記第二の領域の高さが前記第一のエリアの前記第二の領域の高さより低い第二のエリアとを含み、前記第二のエリアは、前記第一の領域と前記第二の領域との間に、前記第一の領域の光沢度および前記第二の領域の光沢度のいずれとも光沢度が異なる第三の領域を有することを特徴とする。 The molded product of the present invention has a first area having a first region and a second region on the surface, the height of the second region being higher than the height of the first region, and the second region. The height of the region includes a second area whose height is lower than the height of the second region of the first area, and the second area is between the first region and the second region. In addition, it is characterized by having a third region having a glossiness different from that of both the glossiness of the first region and the glossiness of the second region.
本発明の電子機器は、上記の成形品を備えることを特徴とする。 The electronic device of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned molded product.
本発明の成形品の製造方法は、金型を用いて成形品を製造する成形品の製造方法であって、表面に、第一の領域と第二の領域とからなる、前記第二の領域の高さが前記第一の領域の高さより高い第一のエリアと、前記第二の領域の高さが前記第一のエリアの前記第二の領域の高さより低い第二のエリアとを含み、前記第二のエリアは、前記第一の領域と前記第二の領域との間に、前記第一の領域の光沢度および前記第二の領域の光沢度のいずれとも光沢度が異なる第三の領域を有する金型に樹脂を射出し、成形品を成形する工程を有することを特徴とする。 The method for manufacturing a molded product of the present invention is a method for manufacturing a molded product using a mold, and the second region comprises a first region and a second region on the surface thereof. Includes a first area where the height of the first region is higher than the height of the first region, and a second area where the height of the second region is lower than the height of the second region of the first area. In the second area, the glossiness of the first region and the glossiness of the second region are different between the first region and the second region. It is characterized by having a step of injecting a resin into a mold having the region of No. 1 and molding a molded product.
本発明により、外観品質の高い成形品を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a molded product having high appearance quality.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態で取り上げる数値は参考数値であって、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The numerical values taken up in the following embodiments are reference numerical values and do not limit the present invention.
(発明を実施するための形態)
図1は、本発明を実施した樹脂成形品を有する物品の一例である電子機器、特にプリンタの外観図である。図1において、プリンタ1は例えば複合型プリンタであり、原稿カバー12や、筐体10の外面(外装表面)等は、所定色、例えば黒色の樹脂で成形されている。プリンタ1の外面11は、ユーザの目に触れやすく高品位な外観が求められる部分であり、凹凸パターン(表面の起伏により表現された模様)と光沢パターン(光沢の変化により表現された模様)とを組み合わせて成る表面パターンが成形されている。本実施形態においては、皮シボを模した凹凸パターンと、その凹凸に関連付けられた光沢パターンとから成る、レザートーン塗装の質感を有する表面パターンを成形する例を示す。
(Form for carrying out the invention)
FIG. 1 is an external view of an electronic device, particularly a printer, which is an example of an article having a resin molded product according to the present invention. In FIG. 1, the
図2は、本実施形態における原稿カバー12の外面11の例を示している。図2(A)は外面11の全体平面図、図2(B)は図2(A)の領域22の拡大図であり、図2(C)は図2(B)の破線PP’に沿った断面構成を示している。
FIG. 2 shows an example of the
図2(A)の外面11は、第一のエリア(例えば平面部)20と、第二のエリア(例えば平面部に対して傾斜した曲面部)21とから成る。図2(B)、(C)に示すように、第一のエリア20には凹凸パターンと光沢パターンが共に成形されており、平坦部27に第一の領域としての低光沢部24が設けられ、凸部26の頂上部(上面部)に第二の領域としての高光沢部23が設けられている。また、この凹凸パターンと光沢パターンは図2(A)に示す第一のエリア20の全面に形成されている。
The
一方、第二のエリア(例えば曲面部21)では、例えば、離型方向(図2(C)における上方向)に対してアンダーカットとならないように成形される。つまり、光沢パターンのみが成形(凹凸パターンは成形されていない)か、あるいは第一のエリアの凹凸パターンの凸部より低い凸部を有する凹凸パターンが成形されている。言い換えれば、第一の領域(低光沢部)と第二の領域(高光沢部)とからなる、前記第二の領域の高さが前記第一の領域の高さより高い第一のエリアと、前記第二の領域の高さが前記第一のエリアの前記第二の領域の高さより低い第二のエリアを有している。(本明細書において、第二のエリアにおいて、第一の領域と第二の領域の高さが等しい(光沢パターンのみが成形(凹凸パターンは成形されていない))場合も、第二の領域の高さが前記第一のエリアの前記第二の領域の高さより低いと称する。) On the other hand, in the second area (for example, the curved surface portion 21), the mold is formed so as not to be undercut in the mold release direction (upward direction in FIG. 2C), for example. That is, only the gloss pattern is molded (the uneven pattern is not formed), or the uneven pattern having the convex portion lower than the convex portion of the uneven pattern in the first area is formed. In other words, the first area, which is composed of a first region (low gloss portion) and a second region (high gloss portion), in which the height of the second region is higher than the height of the first region. It has a second area where the height of the second region is lower than the height of the second region of the first area. (In the present specification, even when the heights of the first region and the second region are equal in the second area (only the gloss pattern is molded (the uneven pattern is not molded)), the height of the second region is also formed. It is said that the height is lower than the height of the second region of the first area.)
したがって、第二のエリア21には凹凸パターンに由来する陰影は生じないか、あるいは非常に小さな領域にしか生じない。そのため、従来の方法で第二のエリア21に第一のエリア20と同様の光沢パターン(例えば、高光沢部23と低光沢部24のみから成る光沢パターン)を成形するとする。すると、先述したように、観察条件によっては、第二のエリア21の外観は第一のエリア20の外観と異なる印象となってしまう。これに対し、本実施形態では、凹凸パターンに由来する陰影を補うために、第二のエリア21の光沢パターンは、低光沢部24(第一の領域)と高光沢部23(第二の領域)との境界部分に、第三の領域としての疑似陰影部25が設けられた構成となっている。本明細書において、疑似陰影部を防眩部と称する場合がある。本実施形態において、疑似陰影部25は、高光沢部23が凸部であった場合に外面11上に生じる陰影を模した形状を呈しており、高光沢部23とも低光沢部24とも異なる光沢を有している。一般に、同一の樹脂材料を用いて光沢のみが異なる面を成形した場合、それらはごく限られた特定の場合を除き、ほとんどの観察条件において異なった明るさで知覚される。そのため、疑似陰影部25の明るさは低光沢部24(第一の領域)や高光沢部23(第二の領域)と異なって見え、疑似陰影部25を挟む高光沢部23と低光沢部24との間に段差があるかのように錯覚される。これにより、第一のエリア20と第二のエリア21とは、ほぼ同じ視覚的な印象を備えた外観となる。本実施形態では、第一のエリアを例えば平面部、第二のエリアを例えば曲面部である例を示したが、これに限るものではない。第一のエリア、第二のエリアとも平面部であってもよいし、第一のエリア、第二のエリアとも曲面部であってもよい。
Therefore, the
本実施形態においては、高光沢部23、低光沢部24、および、疑似陰影部(防眩部)25を、外面11にそれぞれ異なる表面粗さを付与することにより形成する。また、疑似陰影部25に低光沢部24よりも低い光沢を持たせる。図2(C)の例では、高光沢部23には、入射した光が正反射するような平滑な表面(例えば光沢度Gs(60°)が10グロスユニット以上20グロスユニット以下)を成形してある。また、低光沢部24には、入射した光が散乱するよう、目視での視認が難しい微細凹凸を成形してある(例えば光沢度Gs(60°)が5グロスユニット以上10グロスユニット以下)。さらに、疑似陰影部(防眩部)25には、表面粗さが低光沢部24よりも粗い微細凹凸を成形してある(例えば光沢度Gs(60°)が1グロスユニット以上5グロスユニット以下)。ここで、低光沢部24および疑似陰影部25の微細凹凸は、それぞれアンダーカットとならない十分小さな高低差の凹凸構造である。第一の領域の表面粗さは、RMS値で0.5μm以上1.2μm未満であることが好ましい。また、第二の領域の表面粗さは、RMS値で0.5μm未満であることが好ましい。また、第三の領域の表面粗さは、RMS値で1.2μm以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the high-
また、本実施形態においては、図3に示すように、高光沢部23が凸部であった場合の、特定の観察条件下における陰影に相当する領域を、疑似陰影部25として光沢パターンに付与する。図3(A)、(B)は、高光沢部23に仮想の凸部28が設けられていると仮定した場合の、凸部28およびその近傍の領域の斜視図および側面図であり、図3(C)は、この領域に対応する光沢パターンを示す正面図である。まず、図3(A)、(B)に示すように、特定の光源方向Lを仮定した際に生じる凸部28の陰影について算出する。具体的には、予め定めた視点位置e0から視線方向Eの向きで観察した場合の見た目の幅dを、凸部28の高さ、光源方向L、視点位置e0、視線方向Eに基づき算出する。次に、図3(C)に示すように、凸部28に対応する高光沢部23の輪郭を起点として、幅がdとなるように光沢パターン上に疑似陰影部25を設ける。ここでいう幅は、光源方向Lを光沢パターン上に投影した方向L’に沿って測った長さである。なお、疑似陰影部25の付与方法は以上で説明した方法に限らない。例えば、凸部28の陰影として、複数の光源や相互反射を考慮した陰影を公知のコンピュータグラフィックス技術を用いて算出してもよい。あるいは、より簡易な方法として、光沢パターン上において高光沢部23を所定の方向へ所定の距離だけ平行移動して得られる領域のうち、平行移動前の高光沢部23との重畳部分を除いた領域を疑似陰影部25としてもよい。つまり、疑似陰影部25は、高光沢部23とは接し、低光沢部24とは重畳するように設けてもよい。本発明における疑似陰影部は、表面に第一のエリアに形成されている凹凸パターンの凸部の高さの凸部を有する凹凸パターンがあるかのように錯覚させられるように配置されていればよく、陰影としての物理的な正しさは必須ではない。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a region corresponding to a shadow under a specific observation condition when the
本実施形態で実現するレザートーンの表面パターンにおいては、凸部26は平坦部27から1μm以上かつ100μm未満の範囲で隆起していることが好ましい。凸部26と平坦部27の高低差は、平面部20の基面に相当する低光沢部24を基準とし、例えば、白色干渉計を用いて高光沢部23の高さを測定することで測定できる。本実施形態においては、この高低差は、ZYGO社の3次元光学プロファイラーNewView7000を用いて、10倍の対物レンズで成形品の1.0mm×1.0mmの領域を10箇所測定した値の平均値で評価した。なお、平面部20の全面に複数設けられている凸部26の高さは、必ずしも一様でなくても良く、凸部ごとに異なる高さであっても良い。さらに、一つの凸部内の高さは必ずしも一定で無くても良く、凸部内に高い部分や低い部分の分布があっても良い。
In the leather tone surface pattern realized in the present embodiment, it is preferable that the
また、高光沢部23、低光沢部24、および、疑似陰影部25の光沢差は目視で差異がわかる程度であれば良いが、好ましくは各部の間において光沢度で5以上の差があることが望ましい。なお、本明細書における光沢度は、JIS Z 8741の反射角60°の鏡面光沢度に基づく光沢計を用いて測定した値(Gs(60°))とする。光沢度の測定は、例えばRhopoint Instruments社の60度光沢度計IQ FLEX60を用いて行うことが出来る。なお、同装置での光沢度測定には数ミリメートル四方以上の面積が必要であり、例えば高光沢部の光沢度を測定する場合には、20mm四方の面積に高光沢部のみを形成した試料を用意することで測定が可能である。低光沢部、疑似陰影部についても、同様にして試料を用意することで光沢度を測定できる。
Further, the difference in gloss between the
また、低光沢部24および疑似陰影部25を実現するための微細凹凸は、15μm以下の段差で成形することが好ましい。これは、15μm以下の微細凹凸は、観察者が目視によって凹凸として視認できない範囲であり、また、射出成形時の樹脂の収縮率、および樹脂の弾性により、アンダーカット方向となっても構造の破壊なく良好に離型が可能であるためである。なお、発明者らの実験によれば、100mm幅の半円柱形状の樹脂成形品に対して、離型方向と直交する方向に対する最大段差が15μm以下であれば、ABSやHIPS(ハイインパクトポリスチレン)等の樹脂で無理なく離型が可能であることが確認されている。
Further, it is preferable that the fine unevenness for realizing the
次に本実施形態に係る樹脂成形品の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the resin molded product according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る樹脂成形品は、例えば、詳しくは後述するが、金型に形成されたキャビティにゲートから樹脂を射出充填することにより射出成形することができる。図4に、本実施形態に係わる樹脂成形品を成形するための金型を加工するマシニングセンタの構成を示す。図4のマシニングセンタ90は、加工機本体91と、制御装置92と、を備えている。キャビティは、金型の一部を構成する複数の駒(キャビティ駒)によって形成されていてもよい。このように、キャビティを駒によって形成すると、複雑な形状の成形品であっても、転写面を分割して加工することができるため、金型の製造コストを削減することができる。加工機本体91は、加工対象物である金型(キャビティ駒)93に切削加工を施して、金型を製造する。加工機本体91は、切削工具94を支持する主軸であるスピンドル95、Xステージ96、Yステージ97およびZステージ98を有する。切削工具94としては、エンドミルを好適に用いることができる。スピンドル95は、切削工具94をZ軸まわりに回転させる。Zステージ98は、スピンドル95を支持し、切削工具94を、金型93に対してZ方向に移動させる。同様に、Xステージ96は、金型93に対して切削工具94をX方向に、Yステージ97は、Y方向に移動させる。このような構成により、加工機本体91は、切削工具94を回転させながら、切削工具94の先端を金型93に対して相対的にXYZ方向に移動させることができる。制御装置92は、CPUおよびメモリなどを有するコンピュータで構成され、加工機本体91をNCデータ99に従って制御する。NCデータ99には、X方向の移動量、Y方向の移動量、Z方向の移動量、主軸の回転速度、X方向の送り速度、Y方向の送り速度、Z方向の移動速度などの切削加工で使用する各種の指令が含まれている。制御装置92の制御により、切削工具94を回転させながら金型93に対して相対的に移動させることにより、金型93にNCデータ99に基づく三次元形状を切削加工することができる。
The resin molded product according to the present embodiment can be injection-molded, for example, by injecting and filling the cavity formed in the mold with the resin from the gate, which will be described in detail later. FIG. 4 shows a configuration of a machining center for processing a mold for molding a resin molded product according to the present embodiment. The
図5は、本実施形態の樹脂成形品の第一のエリア(平面部)20と第二のエリア(曲面部)21とをそれぞれ成形する金型93の第1の成形面、第2の成形面の製造工程を示している。この図に示すようにして、上述の第一のエリア(平面部)20と第二のエリア(曲面部)21の表面パターンを転写する転写パターンが、金型93の第1の成形面および第2の成形面に加工される。なお、図5は、第二のエリア(曲面部)21が図2(C)に示したような凸面である場合の例を示している。
FIG. 5 shows the first molding surface and the second molding of the
図5(A)に示す第1の金型加工工程では、金型93の表面101を荒加工する。図4のマシニングセンタに切削工具としてラジアスエンドミル102を用い、NCデータ99に基づき、ラジアスエンドミル102を回転させながら切り込ませ、走査して金型面に対して切削加工を行う。
In the first mold processing step shown in FIG. 5A, the
図5(B)に示す第2の金型加工工程では、金型93の表面101にボールエンドミル103を用いて微細凹凸の加工を行う。上述の第二のエリア(曲面部)21を成形する金型領域に対して、ボールエンドミル103を走査し、少なくとも疑似陰影部25に相当する領域を含む表面に凹部104を複数加工する。これにより、第二のエリア(曲面部)21を成形する金型領域の表面に微細な凹凸が形成される。
In the second mold processing step shown in FIG. 5B, a
図5(C)に示す第3の金型加工工程では、金型93の表面101を平滑に加工する。上述の疑似陰影部25以外を成形する金型領域に対して、NCデータ99に基づきボールエンドミル103を回転させながら切り込ませ、走査して表面を平滑にする。ここで平滑にされなかった(すなわち、削られずに残った)凹部104から成る微細凹凸は、射出成形により樹脂成形品に転写されると、疑似陰影部25を構成する微細凹凸となる。
In the third mold processing step shown in FIG. 5C, the
図5(D)に示す第4の金型加工工程では、金型93の表面101にボールエンドミル103を用いて凹凸の加工を行う。上述の第一のエリア(平面部)20を成形する金型領域に対して、NCデータ99に基づき、ボールエンドミル103を回転させながら切り込ませ、走査して凹部105を形成する。凹部105は、樹脂成形品に転写されると凸部26となる領域である。
In the fourth mold processing step shown in FIG. 5D, unevenness is processed on the
図5(E)に示す第5の金型加工工程では、金型93の表面101にボールエンドミル103を用いて、第2の金型加工工程とは異なる微細凹凸の加工を行う。第一のエリア(平面部)20および第二のエリア(曲面部)21の双方の低光沢部24に相当する領域の表面に、凹部106を複数加工する。ここで、凹部104と凹部106とは、密度、深さ、大きさのうちの1つ以上が異なるように加工する。これにより、凹部104から成る微細凹凸と凹部106から成る微細凹凸との間で、表面粗さを異ならせることができる。凹部106から成る微細凹凸は、射出成形により樹脂成形品に転写されると、低光沢部24を構成する微細凹凸となる。
In the fifth mold processing step shown in FIG. 5 (E), a
以上の金型加工工程を行った結果、凹部104または凹部106のいずれも形成されない領域は、高光沢部23となる。
As a result of performing the above mold processing step, the region where neither the
なお、上記のような金型加工を行う金型93の材料としては、ステンレス鋼が挙げられるが、加工性や射出成形の耐久性の観点から、その他の任意の材料を用いることができる。
Examples of the material of the
また、ここでは、本実施形態の樹脂成形品に係る金型を切削加工により加工する例を示したが、金型の加工方法はこれに限定されない。例えばレーザー加工機等、他の加工方法を用いて金型を製造しても良いのは言うまでもない。 Further, although an example of processing the mold related to the resin molded product of the present embodiment by cutting is shown here, the processing method of the mold is not limited to this. Needless to say, the mold may be manufactured by using another processing method such as a laser processing machine.
次に、実施形態において、上述の金型を用いて樹脂成形品を製造する方法について説明する。図8(a)~図8(e)は、射出成形機を用いて実施形態に係る樹脂成形品を製造する際の製造工程を説明するための模式図である。 Next, in the embodiment, a method of manufacturing a resin molded product using the above-mentioned mold will be described. 8 (a) to 8 (e) are schematic views for explaining a manufacturing process when manufacturing a resin molded product according to an embodiment using an injection molding machine.
図8(a)は、射出成形装置のセットアップを示す模式図であり、81と82は金型、83は金型内に樹脂を注入するための筒状のシリンダー、84は樹脂材料をシリンダー83の内部へ投入するためのホッパーと呼ばれる部分である。金型81および/または金型82の成形面には、が形成されている。本実施形態では、樹脂材料として、ガラスフィラーを30%程度混入させたポリカーボネート樹脂(黒色に着色されたもの)を使用した。
FIG. 8A is a schematic view showing the setup of the injection molding apparatus, where 81 and 82 are molds, 83 is a cylindrical cylinder for injecting resin into the mold, and 84 is a cylinder made of resin material. It is a part called a hopper for throwing into the inside of. Is formed on the molding surface of the
シリンダー83の内部には不図示のスクリューがあり、モーター85により回転させられることで、樹脂材料がシリンダー63の先端へと送られる機構となっている。また、シリンダー83には不図示のヒーターが備えられており、ホッパー84から投入された固形の樹脂材料は、シリンダーの先端へ送られる途中で溶融温度以上に加熱されて溶融し、シリンダー83の先端部の空間に貯留される。
There is a screw (not shown) inside the
次に、図8(b)に示す型締め工程が行われる。不図示の可動機構によって金型81と金型82が位置合わせされ、閉じられてキャビティを形成する。また、金型81と金型82は、不図示のヒーターによって加熱される。一般的には、金型内部に高温の液体を流す流路を形成しておき、液体の流量や温度を制御して金型の温度を調整する。尚、この工程における金型の加熱温度を、型温度と呼ぶ。
Next, the mold clamping step shown in FIG. 8 (b) is performed. The
続いて、図8(c)に示す射出工程が行われる。シリンダー83先端のノズルが、金型82に設けられた注入孔部分に押し付けられる。さらにモーター85が動作し、不図示のスクリューを回転させることで、溶融樹脂86が金型81と金型82で形成されたキャビティへと注入される。尚、この工程における溶融した樹脂の温度を、樹脂温度と呼ぶ。
Subsequently, the injection step shown in FIG. 8C is performed. The nozzle at the tip of the
続いて、図8(d)に示す保圧工程および冷却工程が行われる。保圧工程ではシリンダー83内の油圧を制御することで、キャビティ内部に注入された溶融樹脂86にかける圧力を所定の大きさに保つ。尚、この所定の大きさの圧力は保圧と呼ばれる。保圧は、溶融樹脂86がキャビティ内部の空間の隅々にまで行き渡る様な圧力が選択される。すなわち、金型の成形面の凹凸に隙間なく樹脂が充填される。そして、金型に加工された第一のエリア(平面部)20と第二のエリア(曲面部)21の表面パターンを転写する転写パターンが高い形状精度で樹脂に転写されるように、適宜の保圧が溶融樹脂に印加される。
Subsequently, the pressure holding step and the cooling step shown in FIG. 8D are performed. In the pressure holding step, the pressure applied to the
保圧工程に続く冷却工程では、図8(d)に示す配置のまま、金型81と金型82を不図示の冷却機構によって冷却し、キャビティ内部の樹脂をガラス転移点温度以下に冷却し、固化させる。冷却機構としては、例えば金型の周囲に冷媒の流路を配置し、冷媒を巡回させて金型を冷却する方式を用いることができる。
In the cooling step following the pressure holding step, the
キャビティ内の樹脂が固化したら、図8(e)に示す型開き工程および離型工程が行われる。まず、型開き工程では、不図示の駆動機構により金型81および/または金型82を移動させ、両者を離間させる。
After the resin in the cavity has solidified, the mold opening step and the mold release step shown in FIG. 8 (e) are performed. First, in the mold opening step, the
続く離型工程では、例えば不図示のエジェクターピンを突出させることで、一金型に付着している樹脂成形品87を金型から剥離させて取り出す。尚、必要に応じて、取り出された樹脂成形品87に形成されたゲート痕(射出ゲート位置に残されたバリ)を除去してもよい。
In the subsequent mold release step, for example, by projecting an ejector pin (not shown), the resin molded
以上説明した製造方法により、本実施形態においては、外面に第一のエリア(平面部)20と第二のエリア(曲面部)21の表面パターンを転写する転写パターンが高い形状精度で形成された樹脂成形品を製造することができる。 By the manufacturing method described above, in the present embodiment, a transfer pattern for transferring the surface patterns of the first area (flat surface portion) 20 and the second area (curved surface portion) 21 is formed on the outer surface with high shape accuracy. A resin molded product can be manufactured.
以上、射出成形による樹脂成形品の成形、また金型の製造工程について述べたが、製造方法は上記の限りではない。上述のような第一のエリア(例えば平面部)20および第二のエリア(例えば曲面部)21を備えた樹脂成形品の成形は、上述の射出成形以外の適当な手法によって行って構わない。以下では、本実施形態に関して、より具体的な実施例を説明する。ただし、以下では、同一の部材や寸法、方向などに関しては同一の参照符号を用い、その詳細な説明は省略するものとする。 The molding of the resin molded product by injection molding and the manufacturing process of the mold have been described above, but the manufacturing method is not limited to the above. The molding of the resin molded product provided with the first area (for example, a flat surface portion) 20 and the second area (for example, a curved surface portion) 21 as described above may be performed by an appropriate method other than the above-mentioned injection molding. Hereinafter, more specific examples will be described with respect to the present embodiment. However, in the following, the same reference numerals will be used for the same members, dimensions, directions, etc., and detailed description thereof will be omitted.
本発明を実施した樹脂成形品を有する物品は、図1に示したプリンタに限るものではない。本発明によれば、様々な形態や機能を有する樹脂成形品に本発明の表面パターンを付与することができる。 The article having the resin molded product according to the present invention is not limited to the printer shown in FIG. According to the present invention, the surface pattern of the present invention can be imparted to a resin molded product having various forms and functions.
例えば、図9に示すカメラの、カメラボディーの外装部品121やレンズ鏡筒の外装部品122などの表面に本発明の表面パターンを付与することができる。尚、カメラは図9に示す例に限らず、レンズ交換式一眼レフカメラ、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラや、撮影機能を備えたスマートホンであってもよい。
For example, the surface pattern of the present invention can be imparted to the surface of the
また、プリンタは、図1に示す例に限らず、印刷専用機、複写機、読み取り機能付き複合機等の種々の形態に適用でき、記録方式は電子写真式、インクジェット式、熱転写式をはじめとして、特に限定はない。 Further, the printer is not limited to the example shown in FIG. 1, and can be applied to various forms such as a printing-only machine, a copying machine, and a multifunction device with a reading function, and the recording method includes an electrophotographic type, an inkjet type, and a thermal transfer type. , There is no particular limitation.
さらに、カメラやプリンターの樹脂成形品に限らず、自動車の内装部品や化粧品の外箱をはじめとして、観察者に光輝感を視認させたい樹脂成形品に対して本発明を適用可能である。樹脂成形品は、シートやフィルムのように薄い平板形状でもよいし、曲面を有する立体的な形状でもよいし、可撓性を有していてもよい。 Further, the present invention can be applied not only to resin molded products of cameras and printers, but also to resin molded products in which an observer wants to visually recognize a brilliant feeling, such as an interior part of an automobile and an outer box of cosmetics. The resin molded product may have a thin flat plate shape such as a sheet or a film, a three-dimensional shape having a curved surface, or may have flexibility.
図6(A)~図6(C)は、実施例1に係わる樹脂成形品を表す図である。図6(A)は高さ分布を表す平面図、図6(B)は光沢分布を表す平面図、図6(C)は断面図を示している。これらの図に示すように、板状の厚さ1.6mmの樹脂成形品60にレザートーン塗装の質感を表す凹凸・光沢パターンを形成した。樹脂成形品60は、平面部61と、その端縁に設けられ、平面部61に対して傾斜した曲面部62とを備える。曲面部62の曲率半径は60mm、平面部61に対する曲面の接線の傾斜角度(θ)は最大で45度となっている。平坦部64の法線方向に関する凸部63の段差は20μmとした。尚、図示の便宜上、図6(A)の曲面部62は高さ分布0μmとして示したが、図6(C)の断面図から明らかなように、曲面部62には高低差が最大で4μmの微細凹凸のパターンが存在している。疑似陰影部67は、図6(B)の矢印68で示した向きに幅20μmで設けた。
6 (A) to 6 (C) are views showing the resin molded product according to the first embodiment. 6 (A) shows a plan view showing a height distribution, FIG. 6 (B) shows a plan view showing a gloss distribution, and FIG. 6 (C) shows a cross-sectional view. As shown in these figures, an uneven / glossy pattern representing the texture of the leather tone coating was formed on the plate-shaped resin molded
本実施例では、凸部63と平坦部64から成る高低差の大きな凹凸パターンが形成されているのは平面部61のみであり、曲面部62には高低差の大きな凹凸パターンは形成していない。光沢パターンは高光沢部65と低光沢部66と疑似陰影部67によって構成され、高光沢部65と凸部63が対応付けられている。また、疑似陰影部67が形成されているのは曲面部62のみであり、平面部61には疑似陰影部67は形成していない。低光沢部66には2μmの高さの微細凹凸を成形し、表面粗さがRMS=1.0μm、光沢度がGs(60°)=7GUとなるようにした。疑似陰影部67には2μmの高さの微細凹凸を成形し、表面粗さがRMS=1.5μm、光沢度がGs(60°)=2GUとなるようにした。微細凹凸を成形しない高光沢部65は、表面粗さがRMS=0.45μm、光沢度がGs(60°)=18GUとなるようにした。平面部61と曲面部62の断面構造は図6(C)のようになる。
In this embodiment, only the
本実施例の樹脂成形品を製造するための金型の材料はステンレスを使用し、図4に示すマシニングセンタにラジアスエンドミルを取り付けて荒加工を行った。その後、ボールエンドミルを用いて、凸部63、平坦部64、高光沢部65、低光沢部66、疑似陰影部67から成るレザートーン模様の反転形状を金型に加工した。その後、金型を用いて射出成形を行い、樹脂成形品60を得た。尚、樹脂材料には黒色のHIPSを使用したが、その場合、樹脂成形品60は構造の破壊なく離型することが出来た。
Stainless steel was used as the material of the mold for manufacturing the resin molded product of this example, and a radius end mill was attached to the machining center shown in FIG. 4 for roughing. Then, using a ball end mill, an inverted shape of a leather tone pattern including a
得られた樹脂成形品の外面について、標準的な視力の観察者に目視により観察させ、平面部61と曲面部62の印象の差異を評価した。結果、視角度あるいは照明角度により、凹凸の有無による陰影の差が知覚される場合はあったが、疑似陰影部により凹凸の陰影が視覚的に補われていることによって、その差は目立ち難くなっていることが確認された。特に、曲面部62に疑似陰影部を成形しない従来手法による樹脂成形品と比較すると、見た目の印象の違いが大幅に軽減されていることが確認された。
The outer surface of the obtained resin molded product was visually observed by an observer with standard visual acuity, and the difference in impression between the
<他の実施例>
以上に示した実施形態、実施例においては、樹脂成形品の外面にレザートーン塗装の質感を有する表面パターンを付与する例を示したが、表面パターンはこれに限るものではない。また、高光沢部と凸部、低光沢部と平坦部(凹部)が対応付けられていたが、光沢と凹凸の対応関係は、これに限定されるものではない。低光沢部と凸部、高光沢部と凹部が対応付けられた表面パターン、例えば、樹脂成形品の凸部に微細凹凸が成形されるような構成でも、特定の意匠を表現した装飾面を表現できるのは言うまでもない。
<Other Examples>
In the embodiments and examples shown above, an example of imparting a surface pattern having the texture of leather tone coating to the outer surface of the resin molded product is shown, but the surface pattern is not limited to this. Further, the high gloss portion and the convex portion and the low gloss portion and the flat portion (concave portion) are associated with each other, but the corresponding relationship between the gloss and the unevenness is not limited to this. A surface pattern in which a low-gloss portion and a convex portion and a high-gloss portion and a concave portion are associated with each other, for example, a decorative surface expressing a specific design is expressed even in a configuration in which fine irregularities are formed on the convex portion of a resin molded product. Needless to say, you can.
また、疑似陰影部に低光沢部よりも低い光沢を持たせる例について説明したが、疑似陰影部の光沢はこれに限るものではない。図7(A)に示すように、疑似陰影部71に高光沢部72よりも高い光沢を持たせてもよいし、図7(B)に示すように、高光沢部72と低光沢部73の間の光沢を持たせてもよい。あるいは、図7(C)に示すように、高光沢部72よりも高い光沢と、低光沢部73よりも低い光沢とを混在させて疑似陰影部71を構成してもよい。
Further, an example in which the pseudo-shadow portion has a lower gloss than the low-gloss portion has been described, but the gloss of the pseudo-shadow portion is not limited to this. As shown in FIG. 7 (A), the
また、凸部と平坦部の光沢が同じであってもよい。その場合の疑似陰影部の例を図7(D)~(F)に示す。図7(D)は疑似陰影部71を低光沢とする場合、図7(E)は疑似陰影部71を高光沢とする場合、図7(F)は疑似陰影部71を低光沢と高光沢とを混在させて構成する場合の例である。
Further, the gloss of the convex portion and the flat portion may be the same. Examples of the pseudo-shadow portion in that case are shown in FIGS. 7 (D) to 7 (F). 7 (D) shows the
Claims (14)
前記第二のエリアは、前記第一の領域と前記第二の領域との間に、前記第一の領域の光沢度および前記第二の領域の光沢度のいずれとも光沢度が異なる第三の領域を有することを特徴とする成形品。 On the surface, a first area composed of a first region and a second region, the height of the second region higher than the height of the first region, and the height of the second region are the above. Including a second area lower than the height of the second area of the first area,
In the second area, the glossiness of the first region and the glossiness of the second region are different between the first region and the second region. A molded product characterized by having a region.
表面に、第一の領域と第二の領域とからなる、前記第二の領域の高さが前記第一の領域の高さより高い第一のエリアと、前記第二の領域の高さが前記第一のエリアの前記第二の領域の高さより低い第二のエリアとを含み、
前記第二のエリアは、前記第一の領域と前記第二の領域との間に、前記第一の領域の光沢度および前記第二の領域の光沢度のいずれとも光沢度が異なる第三の領域を有する金型に樹脂を射出し、成形品を成形する工程を有することを特徴とする成形品の製造方法。 It is a manufacturing method of a molded product that manufactures a molded product using a mold.
On the surface, a first area composed of a first region and a second region, the height of the second region higher than the height of the first region, and the height of the second region are the above. Including a second area lower than the height of the second area of the first area,
In the second area, between the first region and the second region, the glossiness of the first region and the glossiness of the second region are different from each other. A method for manufacturing a molded product, which comprises a step of injecting a resin into a mold having a region to mold the molded product.
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