JP2018034428A - 樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ低コストで得られ、耐傷性および光沢に優れた樹脂成形体を提供すること。
【解決手段】樹脂材料からなり、光沢を有する表面２と、表面２から突出し、所定方向に沿って配置される複数の凸部３とを備える樹脂成形体１において、表面２と、凸部３の頂面との総面積に対して、表面２の面積割合を５０％以上とし、所定方向において、複数の凸部３の間隔を４２０μｍ以下とし、かつ、凸部３の高さを２６μｍ以上とする。このような樹脂成形体１には、上記の所定のパターンで、表面２から突出する凸部３が形成されているため、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。さらに、この樹脂成形体１は、フィラーや塗装処理を必要としないため、簡易かつ低コストで得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形体に関する。

従来、自動車のバンパーなどの外装材、自動車のインストルメントパネルなどの内装材などには、樹脂材料を射出成形してなる樹脂成形体が用いられている。

このような樹脂成形体は、意匠性などの観点から、優れた光沢を有することが要求される場合がある。優れた光沢を有する樹脂成形体を得る方法としては、例えば、内面が研磨された金型を用いて樹脂材料を射出成形する方法などが検討される。このような方法では、金型の内面が研磨されているため、得られる樹脂成形体の表面（金型接触面）が優れた光沢を有する。

一方、このような光沢を有する表面は傷つきやすく、また、傷跡などが目立つため、耐傷性の向上が要求される。そこで、耐傷性の向上を図るため、樹脂材料にフィラーなどを添加することが提案されている。

具体的には、例えば、ポリアミド樹脂とセルロース繊維とを含むポリアミド樹脂組成物を、表面研磨された金型により射出成形して得られる射出成形体などが、提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−０５１６１３１号公報

しかしながら、樹脂材料にセルロース繊維などのフィラーを含有させる場合、コストがかかるという不具合がある。

また、樹脂材料にフィラーを含有させることなく、耐傷性の向上を図る方法として、例えば、射出成形体の表面にハードコート塗料を塗装し、コート層を形成することも検討される。しかしながら、このような方法でも、手間およびコストがかかるという不具合がある。

本発明の目的は、簡易かつ低コストで得られ、耐傷性および光沢に優れた樹脂成形体を提供することにある。

本発明［１］は、樹脂材料からなる樹脂成形体であり、光沢を有する表面と、前記表面から突出し、所定方向に沿って配置される複数の凸部とを備え、前記表面と、前記凸部の頂面との総面積に対して、前記表面の面積割合が、５０％以上であり、前記所定方向において、複数の前記凸部の間隔が４２０μｍ以下であり、かつ、前記凸部の高さが２６μｍ以上である、樹脂成形体を含んでいる。

本発明の樹脂成形体には、上記の所定のパターンで、表面から突出する凸部が形成されているため、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。

さらに、本発明の樹脂成形体は、フィラーや塗装処理を必要としないため、簡易かつ低コストで得ることができる。

図１は、本発明の樹脂成形体の一実施形態の概略斜視図である。 図２は、図１に示す樹脂成形体のＡ−Ａ断面図である。 図３は、図２に示す樹脂成形体の製造方法を示す概略図であって、図３Ａは、金型を用意する工程、図３Ｂは、金型を研磨する工程、図３Ｃは、樹脂材料を成形する工程を、それぞれ示す。 図４は、本発明の樹脂成形体の他の実施形態（凸部が波線状に整列配置される形態）の概略斜視図である。 図５は、本発明の樹脂成形体の他の実施形態（比較的小径の凸部と、比較的大径の凸部とが交互に配置される形態）の概略斜視図である。 図６は、実施例１で得られた樹脂成形体の写真である。 図７は、凸部の整列方向に沿った間隔と、耐つめ傷性試験におけるΔＬ^＊との関係を示すグラフである。 図８は、凸部の高さと、耐つめ傷性試験におけるΔＬ^＊との関係を示すグラフである。

図１および図２において、樹脂成形体１は、樹脂材料（後述）からなる成形体である。

樹脂成形体１の形状は、特に制限されず、例えば、塊状、箱状、板状などが挙げられ、好ましくは、板状が挙げられる。なお、図１および図２では、板状の樹脂成形体１を示している。

樹脂成形体１の厚み（後述する凸部３を除く部分の厚み）ｈ^１は、例えば、１０００μｍ以上、好ましくは、１５００μｍ以上であり、例えば、４０００μｍ以下、好ましくは、３５００μｍ以下である。

また、樹脂成形体１の外面の少なくとも一部の領域Ｓは、所定パターンで凹凸加工（シボ加工）されている。換言すれば、樹脂成形体１は、所定パターンで凹凸加工（シボ加工）された領域Ｓを有している。

図１において拡大図で示すように、領域Ｓは、光沢を有する表面２と、表面２から突出する凸部３とを備えている。

表面２は、領域Ｓにおける凸部３を除く部分である。すなわち、表面２は、領域Ｓにおいて、凸部３の頂面４を除いた全面である。

表面２は、光沢を有しており、好ましくは、鏡面光沢を有している。

より具体的には、表面２の２０度鏡面光沢度（ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７年）に準拠）が、例えば、５０以上、好ましくは、６５以上である。

表面２が光沢を有していれば、樹脂成形体１の意匠性の向上を図ることができる。

なお、表面２に光沢を付与する方法としては、特に制限されず、例えば、表面２を直接研磨する方法や、例えば、内面が研磨された金型を用いて樹脂成形体１を成形する方法（詳しくは後述）などが挙げられる。好ましくは、内面が研磨された金型を用いて樹脂成形体１を成形する方法が挙げられる。

凸部３は、領域Ｓにおいて、表面２から突出する突起である。

凸部３の形状は、特に制限されず、例えば、円柱状、多角柱状など種々の形状が挙げられ、好ましくは、円柱状が挙げられる。なお、図１および図２では、円柱状の凸部３を示している。

領域Ｓにおいて、凸部３は、複数形成され、所定方向に沿って間隔を隔てて配置されている。より具体的には、凸部３は、図１における紙面上下方向に沿って、直線状に整列配置されている（以下において、凸部３が整列配置される所定方向（図１における紙面上下方向）を、配置方向と称する場合がある。）。

また、凸部３は、樹脂成形体１の耐傷性および光沢の観点から、所定パターンで形成および配置されている。

より具体的には、凸部３の直径Ｄは、例えば、１００μｍ以上、好ましくは、２００μｍ以上、より好ましくは、３００μｍ以上であり、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、９００μｍ以下、より好ましくは、８００μｍ以下である。

凸部３の直径Ｄが上記範囲であれば、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。

また、凸部３の高さｈ^２が、２６μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上、より好ましくは、３５μｍ以上であり、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、８０μｍ以下、より好ましくは、６０μｍ以下である。

凸部３の高さｈ^２が上記下限を上回っていれば、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。また、凸部３の高さｈ^２が上記上限を下回っていれば、樹脂成形体１に対して織物などが引っ掛かることを抑制することができ、さらに、安全性の向上を図ることができる。

また、配置方向において互いに隣接する凸部３の間隔Ｐは、４２０μｍ以下、好ましくは、３７０μｍ以下、より好ましくは、３００μｍ以下、さらに好ましくは、２５０μｍ以下であり、例えば、５０μｍ以上、好ましくは、１００μｍ以上、より好ましくは、１５０μｍ以上である。

凸部３の間隔Ｐが上記範囲であれば、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。

なお、凸部３の間隔Ｐとは、凸部３の配置方向において互いに隣接する凸部３の端縁間の最短距離である。

また、凸部３は、２つ以上の方向に沿って配置される場合があり、例えば、凸部３が所定方向（例えば、図１の紙面上下方向）と、その所定方向と直交する方向（例えば、図１の紙面左右方向）とに沿って配置される場合がある。

このような場合、少なくとも１つの方向（例えば、図１の紙面上下方向）において隣接する凸部３の間隔が、上記範囲であればよい。その他の方向（例えば、図１における紙面左右方向）における凸部３の間隔は、特に制限されず、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、目的および用途に応じて、適宜設定される。

また、凸部３は、領域Ｓにおける表面２および凸部３の面積割合が所定範囲となるように、配置されている。

より具体的には、領域Ｓの平面視における表面２の面積と、凸部３の頂面４の面積との総面積に対して、表面２の面積割合が、５０％以上、好ましくは、５０％を超過し、より好ましくは、５５％以上であり、例えば、９０％以下、好ましくは、８０％以下、より好ましくは、７０％以下、さらに好ましくは、６０％以下である。また、凸部３の頂面４の面積割合が、例えば、１０％以上、好ましくは、２０％以上、より好ましくは、３０％以上、さらに好ましくは、４０％以上であり、５０％以下、好ましくは、５０％未満、より好ましくは、４５％以下である。

領域Ｓにおいて、表面２および凸部３の面積割合が上記範囲であれば、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。

そして、このような樹脂成形体１を形成する方法は、特に制限されないが、例えば、樹脂成形体１の領域Ｓをエッチングする方法や、例えば、表面２および凸部３に対応する金型を用いて、樹脂材料を成形する方法などが挙げられる。

好ましくは、表面２および凸部３に対応する金型を用いて、樹脂材料を成形する。

樹脂材料としては、例えば、非晶性樹脂が挙げられ、具体的には、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル）など）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）、ＡＳＡ樹脂（アクリロニトリル・スチレン・アクリレート共重合体）、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、シクロポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらは、単独使用または２種類以上併用することができる。また、これらのうち、好ましくは、アクリル樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。

また、樹脂材料は、公知の方法で着色されていてもよい。具体的には、樹脂材料は、本発明の効果を損なわない範囲において、着色剤を含有することができる。

着色剤としては、例えば、チタン白、亜鉛華、カーボンブラック、鉄黒、弁柄、クロムバーミリオン、カドミウムレッド、群青、コバルトブルー、黄鉛、チタンイエロー、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸などの無機顔料、例えば、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、イソインドリノンイエロー、ベンジジンイエロー、キナクリドンレッド、ポリアゾレッド、ペリレンレッドなどの有機顔料、例えば、アルミニウム、真鍮などの金属顔料などが挙げられる。これらは、単独使用または２種類以上併用することができる。なお、着色剤の含有割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。

また、樹脂材料は、本発明の効果を損なわない範囲において、例えば、有機繊維、無機繊維、防錆剤（防錆顔料）、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、エポキシ樹脂、触媒、塗工性改良剤、レベリング剤、核剤、滑剤、離型剤、消泡剤、可塑剤、界面活性剤、有機または無機微粒子、防黴剤、難燃剤、充填剤などの添加剤を、適宜含有することができる。なお、添加剤の配合割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。

金型を用いて樹脂材料を成形する方法としては、特に制限されず、例えば、溶融押出成形、射出成形、圧縮成形、インフレーション成形などの公知の成形方法が挙げられ、好ましくは、射出成形が挙げられる。

射出成形では、例えば、まず、図３Ａに示すように、上記した樹脂材料と、樹脂成形体１の形状に対応する金型とを用意する。

金型１１は、表面２および凸部３に対応する金型であって、具体的には、表面２に対応する内面１２と、凸部３に対応する凹部１３とを有している。

次いで、この方法では、図３Ｂに示すように、金型１１の内面１２を、研磨材により研磨する。なお、図３Ｂでは、金型１１において研磨された面を細線で示している。

研磨材としては、特に制限されないが、研磨材粒度が、例えば、１０００メッシュ以上、好ましくは、３０００メッシュ以上、より好ましくは、５０００メッシュ以上であり、例えば、５００００メッシュ以下である。

上記した研磨材粒度の研磨材で内面１２を研磨することにより、樹脂成形体１の内面１２に接触する面（すなわち、表面２）に対して、優れた光沢を付与することができる。

また、この方法では、例えば、予め内面１２が研磨された金型１１を用意することもできる。また、この方法では、必要に応じて、凹部１３を内面１２と同様に研磨することもできる。

次いで、この方法では、図３Ｃに示すように、上記の金型１１を用いて、樹脂材料を射出成形する。

射出成形における成形条件は、特に制限されないが、射出温度が、例えば、２００℃以上、好ましくは、２２０℃以上であり、例えば、３００℃以下、好ましくは、２８０℃以下である。

また、金型温度が、例えば、２０℃以上、好ましくは、４０℃以上であり、例えば、１００℃以下、好ましくは、８０℃以下である。

その後、金型１１から樹脂成形体１を取り出すことにより、内面１２に対応した表面２と、凹部１３に対応した凸部３とを備える樹脂成形体１が得られる（図１および図２参照。）。

そして、このような樹脂成形体１には、上記の所定のパターンで、表面２から突出する凸部３が形成されているため、傷つきやすい表面２の外部からの接触を複数の凸部３が阻害し、表面２を保護することができる。そのため、樹脂成形体１は、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。さらに、樹脂成形体１は、フィラーや塗装処理を必要としないため、簡易かつ低コストで得ることができる。

そのため、このような樹脂成形体１は、例えば、自動車外装材（バンパーなど）、自動車内装材（インストルメントパネルなど）などとして、好適に用いることができ、とりわけ、耐傷性および光沢が要求される自動車外装材として、好適に用いることができる。

なお、上記した説明では、凸部３は、紙面上下方向に沿う直線状に整列配置されているが、例えば、図４に示すように、凸部３は、波線状に整列配置されていてもよい。好ましくは、凸部３は、直線状に整列配置される。

また、上記した説明では、全ての凸部３が、同一の直径を有する円柱状に形成されているが、例えば、図５に示すように、凸部３の直径が、それぞれ同一でなくともよい。例えば、比較的小径の凸部３と、比較的大径の凸部３とが混在していてもよく、また、それらが所定方向に沿って（例えば、直線状、波線状など）交互に配置されていてもよい。

このような場合、比較的小径の凸部３の直径は、例えば、１００μｍ以上、好ましくは、２００μｍ以上であり、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、４００μｍ以下である。また、比較的大径の凸部３の直径は、例えば、４００μｍ以上、好ましくは、５００μｍ以上であり、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、９００μｍ以下である。また、比較的小径の凸部３の直径に対する、比較的大径の凸部３の直径の比（比較的大径の凸部３の直径／比較的小径の凸部３の直径）は、例えば、１．５以上、好ましくは、２．０以上であり、例えば、５．０以下、好ましくは、４．０以下である。

このような樹脂成形体１でも、上記の所定のパターンで、表面２から突出する凸部３が形成されているため、優れた耐傷性と、優れた光沢とを両立することができる。さらに、樹脂成形体１は、フィラーや塗装処理を必要としないため、簡易かつ低コストで得ることができる。

そのため、このような樹脂成形体１は、例えば、自動車外装材（バンパーなど）、自動車内装材（インストルメントパネルなど）などとして、好適に用いることができ、とりわけ、耐傷性および光沢が要求される自動車外装材として、好適に用いることができる。

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。

実施例１〜６および比較例１〜３
所定パターンの凹部を備える金型を用意した。具体的には、凸部の整列方向に沿った凸部の間隔Ｐと、凸部の高さｈ^２と、凸部の直径Ｄと、表面（凹凸加工領域における凸部が形成されていない部分）の面積割合と、凸部の配置方向とが、それぞれ、表１に示す数値となるように金型を用意した（図３Ａ参照）。

次いで、その金型の内面を研磨材（４０００メッシュ）で研磨した（図３Ｂ参照）。

その後、上記の金型を用いて、樹脂材料としてのＨＡＴ３６０（ＰＭＭＡ樹脂とＡＳＡ樹脂との混合樹脂、ＵＭＧ ＡＢＳ社製）を射出成形した。なお、金型温度を６０℃とし、射出温度を２６０℃とした。

そして、これにより、凹凸加工（シボ加工）された領域Ｓを有する樹脂成形体を得た。

樹脂成形体の表面（凸部を除く面）の２０度鏡面光沢度（ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７年）に準拠）は、７２．６であり、光沢を有していた。なお、２０度鏡面光沢度はＧＭ−２６ＰＲＯ型光沢度計（村上色彩技術研究所製）により測定した。

実施例１において得られた樹脂成形体を、図６に示す。

評価
以下の方法により、樹脂成形体の凹凸加工（シボ加工）された領域Ｓを評価した。その結果を、表１に併せて示す。

（１）外観（光沢感）
樹脂成形体の外観（光沢感）を目視で評価した。評価の基準を下記する。

○：領域Ｓに映り込む蛍光灯が鮮明に見える。

×：領域Ｓに映り込む蛍光灯がくすんで見える。

（２）耐つめ傷性試験
学振型摩擦堅牢試験機（大栄科学精器製作所製）を用いて、摩擦面積を１００×２０ｍｍとして樹脂成形体の耐つめ傷性を評価した。

より具体的には、まず、摩擦試験前に、色差計にて樹脂成形体のＬ^＊値（明度）を測定した。

次いで、２０×２０ｍｍの両面テープ（ポリウレタンフォーム、テープ厚０．８ｍｍ）の片面にガラスビーズ（ポッターズパロティーニ社製 ブラスティングビーズ（ＪＩＳ粒度シリーズＪ−５４））を圧着したものを摩擦片に接着固定し、摩擦子とした。

次いで、透明平板ガラスを試験機にセットし、２１．６Ｎの荷重で２０回往復させ、ガラスビーズをならした。

次いで、樹脂成形体を試験機にセットし、２１．６Ｎの荷重をかけ５０回往復させた（摩擦試験）。

その後、柔らかい布で軽く拭き取った後、１時間以内に表面のＬ^＊値（明度）を測定した。

そして、以下の式にてΔＬ^＊を求めた。

｜ΔＬ^＊（明度変化量）｜＝｜（摩擦試験後Ｌ^＊値）―（摩擦試験前Ｌ^＊値）｜
（３）耐スノーブラシ傷性試験
以下の方法により、樹脂成形体の耐スノーブラシ傷性を評価した。

すなわち、スノーブラシ（大自工業社製 ＳＮＢ−０２）を、樹脂成形体に約２０Ｎの荷重で押し当て、手動により５０回往復させた。その後、摩擦面を柔らかい布で軽く拭き取り、樹脂成形体の外観（光沢感）を目視で評価した。

評価の基準を下記する。

○：試験後の領域Ｓに映り込む蛍光灯が鮮明に見える。

×：試験後の領域Ｓに映り込む蛍光灯がくすんで見える。

（考察）
実施例１〜２および比較例１〜２から、凸部の整列方向に沿った間隔Ｐと、耐つめ傷性試験におけるΔＬ^＊との関係を、図７に示す。

図７から、凸部の整列方向に沿った間隔Ｐが４２０μｍ以下であれば、ΔＬ^＊が１．０以下となり、耐傷性および光沢に優れることが確認された。

実施例１、実施例３および比較例３から、凸部の高さｈ^２と、耐つめ傷性試験におけるΔＬ^＊との関係を、図８に示す。

図８から、凸部の高さｈ^２が２６μｍ以上であれば、ΔＬ^＊が１．０以下となり、耐傷性および光沢に優れることが確認された。

また、外観評価の結果から、表面および凸部の総面積に対して表面の面積割合が５０％以上であれば、外観に優れることが確認された。

以上の結果より、表面および凸部の総面積に対して表面の面積割合が５０％以上であり、かつ、凸部の間隔が４２０μｍ以下であり、かつ、凸部の高さが２６μｍ以上である場合に、簡易かつ低コストで、耐傷性および光沢に優れた樹脂成形体が得られることが確認された。

１ 樹脂成形体
２ 表面
３ 凸部
４ 頂面

Claims (1)

1. 樹脂材料からなる樹脂成形体であり、
   光沢を有する表面と、前記表面から突出し、所定方向に沿って配置される複数の凸部とを備え、
   前記表面と、前記凸部の頂面との総面積に対して、前記表面の面積割合が、５０％以上であり、
   前記所定方向において、複数の前記凸部の間隔が４２０μｍ以下であり、かつ、
   前記凸部の高さが２６μｍ以上である
   ことを特徴とする、樹脂成形体。