WO2020105563A1 - 樹脂製部材、樹脂製部材の成形用金型及び樹脂製部材の製造方法 - Google Patents

樹脂製部材、樹脂製部材の成形用金型及び樹脂製部材の製造方法

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WO2020105563A1
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WO
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resin
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fine concavo
convex
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赤峰　真明
要 澤井
明洋 細野
周平 成田
雄 田中
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Mazda Motor Corp
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    • B29C33/424—Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/372—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings provided with means for marking or patterning, e.g. numbering articles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3005—Body finishings

Definitions

  • the present disclosure relates to a resin member, a molding die for the resin member, and a method for manufacturing the resin member.
  • Patent Document 1 Conventionally, it has been performed to improve the design of the appearance by applying a fine uneven pattern on the surface of the resin member (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 as a resin member capable of effectively reducing the gloss value in a portion where low gloss is required, a low gloss portion in which a large number of minute convex portions are arranged is provided, and the large number of minute convex portions are provided. There is disclosed a resin member having an arrangement pitch of 50% or more and 100% or less with respect to the root diameter of the minute convex portion.
  • an object of the present disclosure is to provide a resin member having sufficient gloss and shadow on the surface and excellent in appearance design, a mold for molding the resin member, and a method for manufacturing the resin member.
  • the resin member disclosed herein has a resin base material and a fine concavo-convex pattern formed on the surface of the resin base material and having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions.
  • the plurality of convex portions have a height of 15 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, and a height of the first convex portion.
  • a plurality of second convex portions that are 1/4 or more and 3/4 or less of the above, and the distance between the vertices of the two adjacent convex portions of the plurality of convex portions is 100 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • an inclination angle of the minute regions with respect to the reference plane is -10 ° or more and 10 ° or less.
  • the number of the minute regions is 78% or more and 95% or less of the number of all the minute regions included in the fine concavo-convex pattern per predetermined distance, and the minute angle is -1 ° or more and 1 ° or less.
  • the number of regions is 25% or more and 40% or less of the number of all the minute regions.
  • the ratio of the inclined surface formed from the vertices of the convex portions to the concave portions. Will increase. Then, the reflected light from the inclined surface increases, the highlight part of the reflected light from the fine uneven pattern decreases, the gloss decreases, the contrast between the highlight part and the shade part decreases, and the shadow decreases.
  • the present technology by providing a first convex portion and a second convex portion having a height smaller than that of the first convex portion with respect to the convex portion of the fine concavo-convex pattern, and setting the pitch between the convex portions within the above range, The ratio of the inclined surface can be reduced. Then, the proportion of the highlight portion in the reflected light increases, the gloss of the surface on which the fine concavo-convex pattern is formed increases, and the contrast between the highlight portion and the shade portion increases, resulting in a clearer shadow. be able to. Thus, the appearance design of the resin member can be improved.
  • the fine concavo-convex pattern has one flat portion having a length of 90 ⁇ m or more in a direction parallel to the reference plane within a range of 300 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. It is characterized by having a ratio.
  • incident light can be specularly reflected at a flat portion having a length of 90 ⁇ m or more, so that the reflected light can be clearly recognized by human vision.
  • the set value of the low-pass filter that removes a wavelength component shorter than the set value is a cutoff value ⁇ s
  • the set value of the high-pass filter that removes a wavelength component higher than the set value is a cutoff value ⁇ c.
  • the surface of the fine uneven pattern may have finer unevenness than the concave and convex portions. According to the present technology, by setting the surface roughness of the finer unevenness on the surface of the fine unevenness pattern in the above range, the intensity of reflected light contributing to the highlight portion is increased, and higher gloss and graininess are provided.
  • a resin member can be provided.
  • the lightness of the light receiving angle ⁇ measured using a goniospectrophotometer at an incident angle of 45 ° is taken as L * value
  • the lightness of the light receiving angle ⁇ measured using a goniospectrophotometer at an incident angle of 45 ° is defined as an L * value
  • the molding die disclosed here is a molding die for manufacturing the above-described resin member.
  • the method of manufacturing a resin member disclosed herein is characterized in that the resin member is manufactured by injection molding using the molding die described above.
  • a first convex portion and a second convex portion having a height smaller than that of the first convex portion are provided for the convex portion of the fine concavo-convex pattern, and the pitch between the convex portions is within the above range.
  • the ratio of the inclined surface can be reduced. Then, the proportion of the highlight portion in the reflected light increases, the gloss of the surface on which the fine concavo-convex pattern is formed increases, and the contrast between the highlight portion and the shade portion increases, resulting in a clearer shadow. It is possible to improve the appearance design of the resin member.
  • FIG. 4 is a view corresponding to FIG.
  • FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3 of a resin member according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3 of a resin member according to an embodiment.
  • It is a flow chart for explaining the manufacturing method of the resin member concerning one embodiment.
  • It is a schematic front view and a side view of the resin-made test piece of an Example and a comparative example. It is an image obtained by measuring the surface of the resin member according to one embodiment with a laser microscope.
  • 3 is a surface shape profile obtained by measuring the surface of the resin test piece of Example 2 with a laser microscope. It is a histogram for every inclination angle of a micro area in the measurement result of FIG. 14 is a view corresponding to FIG.
  • FIG. 16 is a histogram for each inclination angle of a minute region in the measurement result of FIG. 15.
  • 5 is a graph showing the results of integrating the reflection intensities for each 90 ⁇ m in length for the cross-sectional profile obtained by measuring the surface of the resin test piece of Example 4 with a laser microscope. It is a graph which shows the result of the optical measurement of an Example and a comparative example.
  • FIG. 1 shows an example of a resin member 1 according to this embodiment.
  • the resin member 1 is, for example, a fender of an automobile C.
  • the resin member 1 is not limited to an automobile fender, but may be, for example, an engine cover, bonnet, roof, door, front panel, side panel, rear panel, front body, lift gate, various members, various frames, bumpers, undercovers, instruments.
  • Automobiles such as panels, seat frames, door trims and pillar trims, vehicle parts such as motorcycles, landing gear pods, winglets, spoilers, edges, rudders, elevators, failings, ribs and other aircraft parts, personal computers, mobile phones, tablets, audio It is suitable for electric and electronic equipment parts such as housings of air conditioners and lighting equipment.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of a part of the surface of the fender shown in FIG.
  • the resin member 1 according to the present embodiment includes a resin base material 2 and a fine concavo-convex pattern 3 formed on the surface of the resin base material 2.
  • the resin base material 2 is for forming the skeleton of the resin member 1.
  • the resin material of the resin base material 2 is not particularly limited, but for example, a thermoplastic resin material, a thermosetting resin material, a mixture thereof and the like which are illustrated below can be used.
  • thermoplastic resin material examples include polypropylene resin, polyethylene resin, polycarbonate resin, polyamide resin, polyester resin, polyarylene sulfide resin, polyphenylene sulfide resin, polyether ketone, polyether ether ketone resin, and polyether ketone.
  • examples thereof include ketone resins, polyether sulfone resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, polysulfone resins and the like.
  • thermosetting resin material examples include epoxy resin, vinyl ester resin, phenol resin, polyimide resin, polyurethane resin, urea resin, melamine resin, bismaleimide resin, unsaturated polyester resin and urethane acrylate resin.
  • a thermosetting resin material may be used.
  • thermoplastic resin materials and / or thermosetting resin materials in addition to a simple substance, a copolymer of one kind of resin material and another resin material, a modified body, a resin material obtained by blending two or more kinds, and the like can be used. it can.
  • a mixture of a thermoplastic resin material and a thermosetting resin material is used as the resin material, the compounding ratio thereof may be appropriately determined depending on the type of resin material, moldability, strength of the resin member 1, and the like.
  • a coloring material such as a pigment, a dye or a coloring masterbatch may be added to the resin material.
  • the resin material is further provided with reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, basalt fiber, filler such as talc, and impact resistance.
  • a property improving agent, a UV absorber, an additive such as a functional masterbatch, etc. may be contained. These colorants and additives may be added alone or in combination of plural kinds.
  • the content of the colorant is a thermosetting resin material or a thermoplastic resin from the viewpoint of securing sufficient moldability and strength while obtaining excellent designability.
  • the amount can be 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin material made of the material.
  • the content of the additive is, when the additive is a reinforced fiber, For example, it can be 40% by volume or more and 70% by volume or less, and when the additive is other than the reinforcing fiber, it can be 5% by weight or less, for example.
  • the L * -80 ° of the resin base material 2 in the state where the fine concavo-convex pattern 3 is not formed on the surface, which is obtained in the optical characteristic measurement test described later, is preferably less than 6, and more preferably less than 4. can do. As a result, a sufficient blackness of the shade portion can be ensured, and the resin member 1 having an excellent appearance with excellent contrast between the highlight portion and the shade portion can be provided.
  • the resin member 1 according to the present embodiment is characterized in that the surface thereof is provided with the fine concavo-convex pattern 3.
  • the lower side of FIG. 3 shows an example of an arbitrary cross section K in a direction perpendicular to a reference plane P described later.
  • the fine concavo-convex pattern 3 formed on the surface of the resin base material 2 is for enhancing the designability of the resin member 1.
  • a plurality of concave portions 31 and a plurality of concave portions 31 are provided. It has the convex portions 32 and 33 and the inclined portion 34 formed at the transition portion to the convex portions 32 and 33 adjacent to the concave portion 31.
  • the plurality of convex portions 32 and 33 include a plurality of first convex portions 32 and a plurality of second convex portions 33, as shown in the lower side of FIG.
  • the first convex portion 32 and the second convex portion 33 may be collectively referred to as the convex portions 32 and 33.
  • the “height of the fine concavo-convex pattern” is indicated by a symbol H, and, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, among the deepest bottom points included in the fine concavo-convex pattern 3 per unit area.
  • the reference plane P at an arbitrary point Q on the fine concavo-convex pattern 3 when a plane passing through the three bottom points 31a, 31b, 31c that are not located on a straight line passing through the other two points is set as the reference plane P.
  • the “height difference of the fine concavo-convex pattern” means a difference in height H at any two points on the fine concavo-convex pattern 3.
  • the “distance of the fine concavo-convex pattern” is indicated by a symbol L, for example, as shown in FIG. 3, and indicates a direction parallel to the reference plane P between any two points on the fine concavo-convex pattern 3.
  • the length in particular, in the surface shape profile of the fine concavo-convex pattern 3 obtained in the surface shape observation test described later, it means the length in the direction parallel to the reference plane P from the measurement start position to a predetermined position on the fine concavo-convex pattern 3. There is.
  • the height H1 of the first convex portion 32 corresponds to the maximum height difference of the fine concavo-convex pattern 3, and is 15 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, preferably 15 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the height H2 of the second convex portion 33 is 1/4 or more and 3/4 or less, preferably 1/3 or more and 2/3 or less of the height H1 of the first convex portion 32.
  • the distance between the vertices in the lengthwise direction of the two protrusions 32 and 33 adjacent to each other among the protrusions 32 and 33 (in the present specification, “pitch D”). May be referred to as)) is 100 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic view of a portion indicated by reference numeral IV in FIG.
  • the minute area s of the minute uneven pattern and "the inclination angle ⁇ of the minute area” are as follows. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, in an arbitrary cross section K in the direction perpendicular to the reference plane P of the fine concavo-convex pattern 3, a projection point Q ′ of an arbitrary point Q of the fine concavo-convex pattern on the reference plane P is calculated.
  • the area of the fine concavo-convex pattern between the points A and B on the fine concavo-convex pattern having the points A ′ and B ′ which are the midpoints and give the predetermined length d as projection points is called a micro area s, and the points A and B are
  • the angle formed by the passing straight line and the reference plane P is referred to as the inclination angle ⁇ (°) of the minute area s.
  • the “all minute areas” means all the minute areas s included in the fine uneven pattern 3 per predetermined distance in the cross section K.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an angle of reflected light when light is incident on the fine concavo-convex pattern 3 at an incident angle ⁇ , that is, a reflection angle ⁇ .
  • the specular reflection contributes to the highlight portion and brings the surface gloss of the resin member 1. Therefore, it is considered that the gloss of the surface of the resin member 1 increases as the proportion of the small area s having a small inclination angle ⁇ increases.
  • the number of minute regions s having an inclination angle ⁇ of ⁇ 10 ° or more and 10 ° or less is 78% or more and 95% or less, preferably 90% or more and 95% or less of the number of all the minute regions.
  • the number of minute regions s having the inclination angle ⁇ of -1 ° or more and 1 ° or less is 25% or more and 40% or less, preferably 30% or more and 40% or less of the number of all the minute regions.
  • the reflection angle ⁇ is 45 ° in the inclined portion 34 formed in the transition portion from the concave portion 31 to the convex portions 32, 33 of the fine concavo-convex pattern 3, for example. More or less than. Then, the reflected light is less likely to be specularly reflected, which causes a decrease in the amount of light that contributes to the highlight portion.
  • the convex portions 32 and 33 having the fine concavo-convex pattern are provided with the first convex portion 32 and the second convex portion 33 having a height lower than that of the first convex portion 32.
  • the pitch D between 32 and 33 within the above range, it is possible to reduce the proportion of the inclined portion 34 that contributes little to the highlight portion.
  • the amount of light in the highlighted portion of the reflected light can be effectively increased, and as described above, the gloss of the surface on which the fine concavo-convex pattern 3 is formed is increased and a clear shadow is generated.
  • L * value at the light-receiving angle ⁇ 45 °, which indicates the amount of specular reflection contributing to the highlight portion of the reflected light of the resin member 1 obtained in the optical characteristic measurement test described later, L * 45 ° is 85 or more 130 It is preferably 110 or more and 130 or less.
  • the light receiving angle ⁇ indicates the light receiving angle of the detector used in the optical measurement test described later, and corresponds to the reflection angle ⁇ .
  • the average value L * -80 ° to L * -55 ° of the brightness L * value of the reflected light having a light receiving angle of ⁇ 80 ° ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 55 ° that contributes to the blackness of the shade portion is It is 20 or more and 80 or less, preferably 42 or more and 80 or less. As a result, it is possible to obtain a sufficient amount of reflected light in the highlight portion and a sufficient blackness in the shade portion, and it is possible to secure sufficient gloss and clear shadow.
  • the resin member 1 according to the present embodiment is manufactured by injection molding using a molding die 5 as shown in the upper diagram of FIG. 3, for example.
  • the method of manufacturing the resin member 1 includes a mold preparing step S1, a first etching step S2, a second etching step S3, an optional blasting step S4, and a molding step. And S5.
  • a mold preparing step S1 a first etching step S2, a second etching step S3, an optional blasting step S4, and a molding step.
  • S5. a molding step.
  • the molding die 5 includes a die base material 6 and a grain pattern 7 formed on the surface thereof.
  • the mold base material 6 is prepared.
  • any metal material used in a general resin material injection molding die can be used, and specifically, for example, a steel material, a zinc alloy, A metal material such as an aluminum alloy can be used. These metal materials are cut to obtain a mold base material 6 for molding the desired shape of the resin member 1.
  • a grain pattern 7 for forming the fine concavo-convex pattern 3 of the resin member 1 is formed by the first etching step S2, the second etching step S3, and the blasting step S4.
  • the embossed pattern 7 is an inverted pattern of the fine concavo-convex pattern 3 and is transferred to the surface of the resin member 1 in the subsequent molding step S5.
  • the first etching step S2 is a step for forming a rough texture pattern on the molding surface of the molding die 5 as a preparatory step for forming the texture pattern 7.
  • the first etching step S2 is performed by treating the molding surface of the molding die 5 with an etching solution and then washing the die base material 6 with water or the like.
  • the etching liquid for example, a chemical polishing liquid for steel or an iron perchloride liquid is used alone, or a mixture of water, nitric acid, hydrochloric acid and the like is used.
  • the blending components and blending ratio of the etching liquid, and the etching treatment time are appropriately determined according to the material of the die substrate 6 to be etched, the desired height H of the fine concavo-convex pattern 3, the desired pitch D, and the like. ..
  • the second etching step S3 is a step for forming a finer texture pattern by further etching the molding surface on which the rough texture pattern is formed in the first etching step S2.
  • the procedure of the second etching step S3 is the same as that of the first etching step S2, and is performed by treating the molding surface with an etching solution and then washing the mold with water or the like.
  • the etching solution the same etching solution as in the first etching step S2 can be used, and the same etching solution as in the first etching step S2 may be used, or a different etching solution may be used.
  • the mixing ratio may be the same or different.
  • the composition of the etching solution, the composition ratio, and the etching treatment time are the same as in the first etching step S2, the material of the die base material 6 to be etched, the desired height H of the fine uneven pattern 3, and the desired pitch. It is appropriately determined according to D and the like.
  • the blasting step S4 is a step of performing a blasting process on the molding surface of the die base material 6 after the second etching step S3 to obtain the grain pattern 7.
  • the convex portion 71 of the embossed pattern 7 the first concave portion 72 having a different height, and the second concave portion 73 are transferred to the surface of the resin member 1, the concave portion 31 and the first concave portion 31 of the fine concave-convex pattern 3 respectively. It is a shape that brings the convex portion 32 and the second convex portion 33.
  • the blasting treatment include bead blasting and sand blasting. From the viewpoint of obtaining the embossed pattern 7 that gives the desired fine relief pattern 3, for example, the bead blasting treatment using glass beads having an average particle diameter D50 of about 50 ⁇ m to 300 ⁇ m is adopted. It is desirable to do.
  • the molding die 5 is set in an injection molding device equipped with a fixed mold and a movable mold, and a resin material is injected into a cavity formed by a molding surface to perform molding.
  • injection molding conditions general conditions used in injection molding of resin materials can be adopted, and can be appropriately changed depending on the resin material. After the resin material injected into the cavity is solidified, the molding die is released to obtain the resin member 1.
  • FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 3 showing the fine concavo-convex pattern 3 of the resin member 1 according to the second embodiment. From the surface shape observation test and the examination of the reflection intensity described later, the fine concavo-convex pattern 3 is 90 ⁇ m or more, preferably 90 ⁇ m or more in the direction parallel to the reference plane P in the cross section K perpendicular to the reference plane P as shown in FIG.
  • the incident light can be specularly reflected on the flat portion 35 having a length of 90 ⁇ m or more, so that the reflected light can be clearly recognized by the human visual sense.
  • the flat portion 35 may be formed on either the concave portion 31 or the convex portions 32 and 33 as shown in FIG. 7.
  • the pitch D can be calculated with the apex of the convex portions 32 and 33 as the center of the flat portion 35, as shown in the lower section of FIG. 4. ..
  • the molding surface is polished with an abrasive material such as a buff cloth.
  • an abrasive material such as a buff cloth.
  • the resin member 1 is manufactured by injection molding, but the method for manufacturing the resin member 1 is not limited to injection molding, and for example, extrusion molding, vacuum molding, blow molding, Methods such as injection compression molding, decorative molding, gas-assisted injection molding, foam injection molding, low pressure molding, ultra-thin wall injection molding (ultra high-speed injection molding), in-mold composite molding (insert molding, outsert molding), For example, a method of forming a precursor sheet in which sheets of resin material are laminated by press molding or the like can be mentioned. From the viewpoint of production stability, economy, etc., injection molding, injection compression molding, and a molding method combining these with in-mold composite molding are preferable.
  • a commercially available steel material was cut as the die base material 6. Then, the molding surface of the die base material 6 was immersed in a mixed solution of water, nitric acid and hydrochloric acid for 15 minutes in the ambient temperature atmosphere to perform the first etching treatment. Then, the mold base material 6 was washed with water. Then, it was further immersed in the above mixed solution for 10 minutes to perform a second etching treatment. Then, the mold base material 6 was washed with water. Then, the molding surface was subjected to a bead blast treatment using glass beads having an average particle diameter D50 of about 100 ⁇ m. Thus, a molding die 5 having a textured pattern 7 on the molding surface was obtained.
  • ⁇ Manufacture of resin test pieces As a resin material, 98 parts by mass of a polypropylene resin (manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., BXZ04G) and 2 parts by mass of a colored masterbatch (manufactured by DIC Co., Ltd., F-30940MM BLACK) were used, and the molding die 5 was set 180. Using a ton injection molding device (manufactured by FANUC CORPORATION), molding was performed to obtain a resin test piece 11.
  • a polypropylene resin manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., BXZ04G
  • a colored masterbatch manufactured by DIC Co., Ltd., F-30940MM BLACK
  • Example 2 A resin test piece was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the first etching treatment time was 30 minutes and the second etching treatment time was 20 minutes.
  • Example 3 A resin test piece was obtained in the same procedure as in Example 2 except that the molding surface of the die base material obtained after the second etching was polished with a buff cloth for 5 minutes.
  • Example 4 Same as Example 2 except that PPCM917Y-95 BLACK 30X manufactured by Tokyo Ink Co., Ltd. was used as a coloring masterbatch, and the molding surface of the mold base material obtained after the second etching was polished with a buff cloth for 5 minutes. A resin test piece was obtained by the procedure.
  • Table 1 shows various test results of the resin test pieces of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
  • the inclination angle ⁇ is ⁇ 10 ° or more and 10 ° or less, and ⁇ 1 ° or more and 1 ° with respect to the number of the minute regions s (the number of all the minute regions) per predetermined distance 2500 ⁇ m.
  • the ratio of the number of the following minute regions s was calculated.
  • the reflection intensity I R in each minute region s was calculated using the following formula (1).
  • I R (F ( ⁇ ) ⁇ n ⁇ l) / I 0 (1)
  • ⁇ is the above-mentioned incident angle
  • F ( ⁇ ) is the Fresnel reflectance
  • n is the number of minute regions
  • l is the length of the minute region s, that is, the length of the line segment AB in FIG. 4, for example.
  • I 0 is the reflection intensity of the resin base material 2.
  • FIG. 17 shows an example of the integrated result of the reflection intensities I R of Example 4.
  • the position No. that maximizes the integrated value of the reflection intensity I R is considered.
  • the area is the area in which the flat portion 35 is formed
  • the number of such flat portions 35 included in the predetermined distance 2500 ⁇ m is calculated, and the average value of the three visual fields is shown in Table 1 as described above. It was calculated as the number of flat portions (pieces / 2500 ⁇ m). Then, the predetermined distance 2500 ⁇ m was divided by the calculated number of flat portions 35 to calculate the distance ( ⁇ m / piece) per flat portion.
  • ⁇ Optical property measurement test> The L * value was measured using a goniospectrophotometer (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., three-dimensional goniospectroscopic system GCMS-4). The incident angle ⁇ was 45 °, and the light receiving angle ⁇ which was the light receiving angle of the detector for reflected light was ⁇ 80 ° to 80 ° (in steps of 5 °). The measurement results are shown in FIG. 18 and Table 1.
  • Each of L * 55 ° -L * 75 ° represents the amount of reflected light in the vicinity of regular reflection.
  • the average value L * -80 ° to L * -55 ° of the lightness L * value of the reflected light having the acceptance angle of ⁇ 80 ° ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 55 ° contributes to the blackness of the shade portion of the reflected light.
  • the L * -80 ° of the resin base material was the resin test piece 11 shown in FIG. 11, and the optical property measurement test was performed on the test piece in which the fine concavo-convex pattern 3 was not formed on the surface 12. The results obtained.
  • ⁇ Visual observation test> Three testers (two men, one woman, 30 to 50 years old, corrected visual acuity eyes 0.5 or more) observe the surface of the resin test piece with their eyes separated by 30 cm. It was The three evaluation items were (1) gloss as a macro texture, (2) shade blackness, and (3) graininess as a micro texture. For each of the evaluation items (1) to (3), each tester performed a five-level evaluation of "5 ... very good, 4 ... good, 3 ... normal, 2 ... bad, 1 ... very bad". .. Then, from the average value of the evaluation results of all the testers, observation results were obtained as A ... 4 or more and 5 or less, B ... 3 or more and 4 or less, C ... 2 or more and 3 or less, D ... 2 or less.
  • the evaluation result of D was obtained in two or more items in all the test pieces.
  • the resin test pieces of Examples 1 to 4 were found to be generally excellent in both the macro texture and the micro texture, although the resin test pieces of Example 1 had a slightly insufficient graininess.
  • the present disclosure can provide a resin member having a sufficient gloss and shadow on the surface and having an excellent appearance design property, a molding die for the resin member, and a method for manufacturing the resin member, which is extremely useful. Is.

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Abstract

樹脂製基材と、前記樹脂製基材の表面に形成され、複数の凹部及び複数の凸部からなる微細凹凸模様とを備えた樹脂製部材であって、前記複数の凸部は、高さが１５μｍ以上３５μｍ以下の複数の第１凸部と、高さが前記第１凸部の高さの１／４以上３／４以下である複数の第２凸部とを備えており、前記複数の凸部のうち、互いに隣り合う２つの前記凸部の頂点間距離は、１００μｍ以上５００μｍ以下であり、単位面積当たりの前記微細凹凸模様に含まれる最も高さの低い任意の３つの最底点を通る平面を基準面とし、前記基準面に垂直な断面において、所定距離当たりの前記微細凹凸模様を所定長さの微小領域に分割したときに、該微小領域の前記基準面に対する傾斜角度が－１０°以上１０°以下である該微小領域の数は、所定距離当たりの前記微細凹凸模様に含まれる全微小領域の数の７８％以上９５％以下であり、前記傾斜角度が－１°以上１°以下である前記微小領域の数は、前記全微小領域の数の２５％以上４０％以下であることを特徴とする。

Description

樹脂製部材、樹脂製部材の成形用金型及び樹脂製部材の製造方法
　本開示は、樹脂製部材、樹脂製部材の成形用金型及び樹脂製部材の製造方法に関するものである。
　従来より、樹脂製部材の表面に微細な凹凸模様を施して外観の意匠性を向上させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、低グロスが求められる部分におけるグロス値を効果的に低減することができる樹脂製部材として、多数の微小凸部が配列された低グロス部を備え、前記多数の微小凸部の配列ピッチが、該微小凸部の根元径に対して５０％以上１００％以下である樹脂製部材が開示されている。
特開２０１３－１３９０９１号公報
　ところで、樹脂製部材の表面に施された微細凹凸模様について、高さや隣り合う凸部間のピッチが増大しすぎると、凸部と凹部とを繋ぐ側面が大きくなり得る。そうすると、当該側面によって反射される光の量が増加し、微細凹凸模様により反射される光の高輝度のハイライト部分と低輝度のシェード部分との輝度差が減少し得る。そうして、表面の光沢及び陰影が不足し、樹脂製部材の外観の意匠性が低下するという問題があった。
　そこで本開示は、表面に十分な光沢及び陰影を有し、外観の意匠性に優れた樹脂製部材、樹脂製部材の成形用金型及び樹脂製部材の製造方法をもたらすことを課題とする。
　上記の課題を解決するために、ここに開示する樹脂製部材は、樹脂製基材と、前記樹脂製基材の表面に形成され、複数の凹部及び複数の凸部からなる微細凹凸模様とを備えた樹脂製部材であって、単位面積当たりの前記微細凹凸模様に含まれる最も深い任意の３つの最底点を通る平面を基準面とし、該微細凹凸模様上の任意の点における該基準面からの最短距離を該微細凹凸模様の高さとしたときに、前記複数の凸部は、高さが１５μｍ以上３５μｍ以下の複数の第１凸部と、高さが前記第１凸部の高さの１／４以上３／４以下である複数の第２凸部とを備えており、前記複数の凸部のうち、互いに隣り合う２つの前記凸部の頂点間距離は、１００μｍ以上５００μｍ以下であり、前記基準面に垂直な断面において、所定距離当たりの前記微細凹凸模様を所定長さの微小領域に分割したときに、該微小領域の前記基準面に対する傾斜角度が－１０°以上１０°以下である該微小領域の数は、所定距離当たりの前記微細凹凸模様に含まれる全微小領域の数の７８％以上９５％以下であり、前記傾斜角度が－１°以上１°以下である前記微小領域の数は、前記全微小領域の数の２５％以上４０％以下であることを特徴とする。
　微細凹凸模様に対して光が入射角４５°で入射すると、平らな部分では入射角４５°で入射し反射角４５°で反射される正反射が増加し、ハイライト部分が増加する。一方、微細凹凸模様の例えば凹部から凸部への移行部に形成される傾斜面では、光は正反射となり難く、ハイライト部分に寄与し難い。ここに、微細凹凸模様の凹部と凸部の最大高低差、すなわち高さが大きく、隣り合う２つの凸部の頂点間距離が大きくなると、凸部の頂点から凹部にかけて形成される傾斜面の割合が増加する。そうすると、傾斜面による反射光が増加し、微細凹凸模様による反射光のうちハイライト部分が減少し、光沢が低下するとともに、ハイライト部分とシェード部分とのコントラストが減少して、陰影が低下し得る。
　本技術によれば、微細凹凸模様の凸部について、第１凸部と、第１凸部よりも高さの小さい第２凸部を設け、凸部間のピッチを上記範囲とすることにより、傾斜面の割合を低下させることができる。そうすると、反射光のうちハイライト部分の割合が増加し、微細凹凸模様が形成された表面の光沢が増加するとともに、ハイライト部分とシェード部分とのコントラストが増加して、より明瞭な陰影をもたらすことができる。そうして、樹脂製部材の外観の意匠性を向上させることができる。
　好ましくは、前記基準面に垂直な断面において、前記微細凹凸模様は、前記基準面と平行な方向に９０μｍ以上の長さを有する平坦部を、長さ３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲内に１個の割合で有することを特徴とする。
　人の網膜からの距離３０ｃｍにおける視覚空間分解能を約９０μｍとすると、例えば９０μｍ以上の長さを有する平坦部では、入射光が正反射され得るため、人の視覚において反射光を明瞭に認識することができる。本技術によれば、平坦部の数を上記割合で形成することにより、人の視覚において、一定の割合で高い光沢をもたらす部分が現れるため、微細凹凸模様の粒子感を高めることができ、樹脂製部材の外観の意匠性を向上させることができる。
　好ましくは、設定値よりも短波長成分を除去する低域フィルタの該設定値をカットオフ値λｓとし、設定値よりも高波長成分を除去する高域フィルタの該設定値をカットオフ値λｃとしたときに、前記微細凹凸模様が形成された表面の、前記カットオフ値λｓ＝２．５μｍ及び前記カットオフ値λｃ＝８０μｍにおける算術平均粗さＲａは、０．２μｍ以上０．４μｍ以下であることを特徴とする。
　微細凹凸模様の表面には、凹部及び凸部よりも微細な凹凸が形成され得る。本技術によれば、微細凹凸模様表面のより微細な凹凸について、表面粗さを上記範囲とすることにより、ハイライト部分に寄与する反射光強度を高めて、より高い光沢や粒子感を備えた樹脂製部材をもたらすことができる。
　好ましくは、入射角４５°で変角分光光度計を用いて測定された受光角γの明度をＬ＊値としたときに、受光角γ＝４５°の明度Ｌ＊ ４５°は８５以上１３０以下であり、前記明度Ｌ＊ ４５°と、受光角γ＝２０°の明度Ｌ＊ ２０°との差であるＬ＊ ４５°－Ｌ＊ ２０°は４８以上１０４以下であることを特徴とする。
　本技術によれば、優れた光沢及び陰影を有し、意匠性に優れた外観を備えた樹脂製部材をもたらすことができる。
　好ましくは、入射角４５°で変角分光光度計を用いて測定された受光角γの明度をＬ＊値としたときに、前記微細凹凸模様が形成されていない前記樹脂製基材における、受光角γ＝－８０°の明度Ｌ＊ －８０°は６未満であることを特徴とする。
　本技術によれば、シェード部分の十分な黒さを確保し、ハイライト部分とシェード部分とのコントラストに優れ、意匠性に優れた外観を備えた樹脂製部材をもたらすことができる。
　また、ここに開示する成形用金型は、上述の樹脂製部材を製造するための成形用金型である。
　本技術によれば、意匠性に優れた外観を備えた樹脂製部材をもたらすことができる。
　また、ここに開示する樹脂製部材の製造方法は、上述の成形用金型を用いて射出成形により前記樹脂製部材を製造することを特徴とする。
　本技術によれば、意匠性に優れた外観を備えた樹脂製部材をもたらすことができる。
　以上述べたように、本開示によると、微細凹凸模様の凸部について、第１凸部と、第１凸部よりも高さの小さい第２凸部を設け、凸部間のピッチを上記範囲とすることにより、傾斜面の割合を低下させることができる。そうすると、反射光のうちハイライト部分の割合が増加し、微細凹凸模様が形成された表面の光沢が増加するとともに、ハイライト部分とシェード部分とのコントラストが増加して、より明瞭な陰影をもたらすことができ、樹脂製部材の外観の意匠性を向上させることができる。
一実施形態に係る樹脂製部材を示す図である。 図１の樹脂製部材の表面近傍の一部を拡大して示す模式的な断面斜視図である。 下側の図は、図２の樹脂製部材の基準面Ｐに垂直な断面の一部を模式的に示す図であり、上側の図は、当該樹脂製部材を成形するための成形用金型の成形面を模式的に示す断面図である。 図３の符号ＩＶで示す部分を拡大して示す図である。 反射光の反射角の算出方法を説明するための図である。 一実施形態に係る樹脂製部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。 一実施形態に係る樹脂製部材の図３相当図である。 一実施形態に係る樹脂製部材の図３相当図である。 一実施形態に係る樹脂製部材の図３相当図である。 一実施形態に係る樹脂製部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。 実施例及び比較例の樹脂製試験片の模式的な正面図及び側面図である。 一実施形態に係る樹脂製部材の表面をレーザー顕微鏡で測定して得られた画像である。 実施例２の樹脂製試験片の表面をレーザー顕微鏡で測定して得られた表面形状プロファイルである。 図１３の測定結果において、微小領域の傾斜角度毎のヒストグラムである。 比較例３の樹脂製試験片に関する図１３相当図である。 図１５の測定結果において、微小領域の傾斜角度毎のヒストグラムである。 実施例４の樹脂製試験片の表面をレーザー顕微鏡で測定して得られた断面プロファイルについて、長さ９０μｍ毎に反射強度を積算した結果を示すグラフである。 実施例及び比較例の光学測定の結果を示すグラフである。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態１）
　＜樹脂製部材＞
　図１は、本実施形態に係る樹脂製部材１の一例を示している。樹脂製部材１は、例えば自動車Ｃのフェンダである。樹脂製部材１は、自動車のフェンダに限らず、例えばエンジンカバー、ボンネット、ルーフ、ドア、フロントパネル、サイドパネル、リアパネル、フロントボディ、リフトゲート、各種メンバ、各種フレーム、バンパー、アンダーカバー、インストルメントパネル、シートフレーム、ドアトリム、ピラートリム等の自動車、二輪車等車両部品、ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブ等の航空機用部品、パソコン、携帯電話、タブレット、オーディオ、エアコン、照明機器の筐体等の電気、電子機器部品等に好適である。
　図２は、図１のフェンダの表面の一部を拡大して模式的に示す図である。本実施形態に係る樹脂製部材１は、図２に示すように、樹脂製基材２と、樹脂製基材２の表面に形成された微細凹凸模様３とを備えている。
　≪樹脂製基材≫
　樹脂製基材２は、樹脂製部材１の骨格を形成するためのものである。
　樹脂製基材２の樹脂材料としては、特に限定されるものではないが、例えば以下に例示する熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、及びこれらの混合物等を用いることができる。
　熱可塑性樹脂材料としては、具体的には例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂等が挙げられる。
　熱硬化性樹脂材料としては、具体的には例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等の熱硬化性樹脂材料が挙げられる。
　これらの熱可塑性樹脂材料及び／又は熱硬化性樹脂材料は、単体の他、一種の樹脂材料と他の樹脂材料との共重合体、変性体および２種類以上ブレンドした樹脂材料等も用いることができる。樹脂材料として、熱可塑性樹脂材料と熱硬化性樹脂材料との混合物を用いる場合、これらの配合比は、樹脂材料の種類、成形性、樹脂製部材１の強度等に応じて適宜決定され得る。
　なお、樹脂製部材１に着色を施すために、樹脂材料に、顔料、染料、着色マスターバッチ等の着色材を添加してもよい。また、樹脂製部材１の成形性、強度、意匠性、機能性等の向上の観点から、樹脂材料に、さらに、炭素繊維、ガラスファイバ、バサルトファイバ等の強化繊維、タルク等のフィラー、耐衝撃性改良剤、ＵＶ吸収剤、機能性マスターバッチ等の添加材等を含有させてもよい。これらの着色材や添加材は単独で添加してもよいし、複数種を添加してもよい。
　樹脂製部材１中に着色材を含有させる場合には、着色材の配合量は、優れた意匠性を得つつ十分な成形性及び強度を確保する観点から、熱硬化性樹脂材料及び熱可塑性樹脂材料からなる樹脂材料１００質量部に対して、例えば０．５質量部以上１０質量部以下とすることができる。
　樹脂製部材１中に、添加材等を含有させる場合には、成形性、強度、意匠性、機能性等を向上させる観点から、添加材の含有量は、添加材が強化繊維の場合は、例えば４０体積％以上７０体積％以下、添加材が強化繊維以外の場合は、例えば５質量％以下とすることができる。
　－樹脂製基材の光学特性－
　なお、後述する光学特性測定試験において得られる、表面に微細凹凸模様３が形成されていない状態での樹脂製基材２のＬ＊ －８０°は、好ましくは６未満、より好ましくは４未満とすることができる。これにより、シェード部分の十分な黒さを確保し、ハイライト部分とシェード部分とのコントラストに優れ、意匠性に優れた外観を備えた樹脂製部材１をもたらすことができる。
　≪微細凹凸模様≫
　ここに、本実施形態に係る樹脂製部材１は、その表面に微細凹凸模様３を備えていることを特徴とする。なお、図３の下側の図は、後述する基準面Ｐに垂直な方向における任意の断面Ｋの一例を示している。
　樹脂製基材２の表面に形成された微細凹凸模様３は、樹脂製部材１の意匠性を高めるためのものであり、図２，図３に示すように、複数の凹部３１と、複数の凸部３２，３３と、凹部３１と隣り合う凸部３２，３３への移行部に形成された傾斜部３４とを有している。
　複数の凸部３２，３３は、図３の下側の図に示すように、複数の第１凸部３２と複数の第２凸部３３とを備えている。なお、本明細書において、第１凸部３２及び第２凸部３３をまとめて凸部３２，３３と称することがある。
　－微細凹凸模様の高さ及び距離－
　本明細書において、「微細凹凸模様の高さ」とは、符号Ｈで示し、例えば図２，図３に示すように、単位面積当たりの微細凹凸模様３に含まれる最も深い最底点のうち、互いに他の２点を通る直線上に位置しない３つの最底点３１ａ，３１ｂ，３１ｃを通る平面を基準面Ｐとしたときに、微細凹凸模様３上の任意の点Ｑにおける基準面Ｐからの最短距離、すなわち基準面Ｐの法線ベクトルＮｐ方向の基準面Ｐからの直線距離を意味する。そして、「微細凹凸模様の高低差」とは、微細凹凸模様３上の任意の２点における高さＨの差を意味する。
　また、本明細書において、「微細凹凸模様の距離」とは、例えば図３に示すように、符号Ｌで示し、微細凹凸模様３上の任意の二点間の基準面Ｐに平行な方向の長さをいう。特に、後述する表面形状観察試験において得られた微細凹凸模様３の表面形状プロファイルでは、測定開始位置から微細凹凸模様３上の所定の位置までの基準面Ｐに平行な方向の長さをいうことがある。
　第１凸部３２の高さＨ１は、微細凹凸模様３の最大高低差に相当し、１５μｍ以上３５μｍ以下、好ましくは１５μｍ以上３０μｍ以下である。そして、第２凸部３３の高さＨ２は、第１凸部３２の高さＨ１の１／４以上３／４以下、好ましくは１／３以上２／３以下である。
　また、図３の下側の図に示すように、凸部３２，３３のうち、互いに隣り合う２つの凸部３２，３３の長さ方向の頂点間距離（本明細書において、「ピッチＤ」と称することがある。）は、１００μｍ以上５００μｍ以下である。
　－微小領域の傾斜角度－
　図４は、図３の符号ＩＶで示す部分を拡大して示す模式図である。
　本明細書において、「微細凹凸模様の微小領域ｓ」及び「微小領域の傾斜角度θ」は、以下の通りとする。すなわち、図３，図４に示すように、微細凹凸模様３の基準面Ｐに垂直な方向における任意の断面Ｋにおいて、微細凹凸模様の任意の点Ｑの基準面Ｐへの投影点Ｑ’を中点とし且つ所定の長さｄを与える点Ａ’，Ｂ’を投影点とする微細凹凸模様上の点Ａ，Ｂ間の微細凹凸模様の領域を微小領域ｓといい、点Ａ，Ｂを通る直線と基準面Ｐとのなす角を微小領域ｓの傾斜角度θ（°）という。
　そして、「全微小領域」とは、断面Ｋにおける所定距離当たりの微細凹凸模様３に含まれる全ての微小領域ｓをいう。
　－微細凹凸模様に照射される光の反射角について－
　図５は、微細凹凸模様３に入射角αで光が入射したときの反射光の角度、すなわち反射角βについて説明するための図である。なお、入射角α及び反射角βは、図５に示すように、基準面Ｐの法線ベクトルＮｐに対する角度として与えられる。そして、反射角βは、基準面Ｐに対する傾斜角度θを用いて、β＝α＋２θで表すことができる。
　具体的には、例えば微小領域ｓ１では、基準面Ｐに対する傾斜角度θは０°であるので、入射角αで入射した光は、反射角β＝α＋２θ＝αで正反射する。すなわち例えば、入射角α＝４５°であれば反射角β＝４５°となる。また、微小領域ｓ２では、基準面Ｐに対する傾斜角度θはθ＞０°であるから、反射角βは、β＝α＋２θ＝α＋２｜θ｜で表される。また、微小領域ｓ３では、基準面Ｐに対する傾斜角度θはθ＜０°であるから、反射角βは、β＝α＋２θ＝α－２｜θ｜で表される。
　反射光のうち、上記正反射は、ハイライト部分に寄与し、樹脂製部材１の表面の光沢をもたらす。従って、傾斜角度θが小さい微小領域ｓの割合が増加すると、樹脂製部材１の表面の光沢が増加すると考えられる。
　すなわち、傾斜角度θが－１０°以上１０°以下である微小領域ｓの数は、全微小領域の数の７８％以上９５％以下、好ましくは９０％以上９５％以下である。そして、傾斜角度θが－１°以上１°以下である微小領域ｓの数は、全微小領域の数の２５％以上４０％以下、好ましくは３０％以上４０％以下である。これにより、反射光のうち、ハイライト部分の割合を増加させることができ、微細凹凸模様３が形成された表面の光沢を増加させることができる。また、ハイライト部分の割合が増加することにより、ハイライト部分とシェード部分とのコントラストが増加して、より明瞭な陰影をもたらすことができる。そうして、樹脂製部材１の外観の意匠性を向上させることができる。
　なお、図５の微小領域ｓ２，ｓ３の図に示すように、微細凹凸模様３の例えば凹部３１から凸部３２，３３への移行部に形成される傾斜部３４では、反射角βは４５°よりも増大又は減少する。そうすると、反射光は正反射とはなり難く、ハイライト部分に寄与する光の量が低下する原因となる。
　本実施形態に係る樹脂製部材１では、微細凹凸模様の凸部３２，３３について、第１凸部３２と、第１凸部３２よりも高さの低い第２凸部３３を設け、凸部３２，３３間のピッチＤを上記範囲とすることにより、ハイライト部分への寄与が少ない傾斜部３４の割合を低減させることができる。そうして、反射光のうちのハイライト部分の光の量を効果的に増加させることができ、上述のごとく、微細凹凸模様３が形成された表面の光沢を増加させるとともに、明瞭な陰影を得ることができ、樹脂製部材１の外観の意匠性を向上させることができる。
　≪樹脂製部材の光学特性≫
　後述する光学特性測定試験において得られる、樹脂製部材１の反射光のハイライト部分に寄与する正反射の量を示す受光角γ＝４５°の明度Ｌ＊値、Ｌ＊ ４５°は８５以上１３０以下、好ましくは１１０以上１３０以下である。なお、受光角γは、後述する光学測定試験において使用される検出器の受光角度を示しており、反射角βに相当する。また、正反射近傍の反射光の量を示す受光角γ＝４５°と受光角γ＝２０°の明度Ｌ＊値の差Ｌ＊ ４５°－Ｌ＊ ２０°は４７以上９６以下、好ましくは７７以上９６以下である。さらに、正反射近傍の反射光の量を示す受光角γ＝５５°と受光角γ＝７５°の明度Ｌ＊値の差Ｌ＊ ５５°－Ｌ＊ ７５°は７．５未満、好ましくは５未満である。また、反射光のうち、シェード部分の黒さに寄与する受光角－８０°≦γ≦－５５°の反射光の明度Ｌ＊値の平均値Ｌ＊ －８０°～Ｌ＊ －５５°は、２０以上８０以下、好ましくは４２以上８０以下である。これにより、ハイライト部分の反射光の十分な量及びシェード部分の十分な黒さを得ることができ、十分な光沢及び明瞭な陰影を確保することができる。
　＜樹脂製部材の製造方法＞
　本実施形態に係る樹脂製部材１は、例えば図３の上側の図で示すような成形用金型５を用いて、射出成形により製造される。
　樹脂製部材１の製造方法は、具体的には図６に示すように、金型準備工程Ｓ１と、第１エッチング工程Ｓ２と、第２エッチング工程Ｓ３と、任意のブラスト工程Ｓ４と、成形工程Ｓ５とを備える。以下、各工程について説明する。
　≪金型準備工程Ｓ１≫
　成形用金型５は、金型基材６と、その表面に形成されたシボ模様７とを備えている。金型準備工程Ｓ１では、金型基材６を準備する。
　成形用金型５の金型基材６は、一般的な樹脂材の射出成形用金型に用いられる金属材料であればいかなるものも用いることができ、具体的には例えば鋼材、亜鉛合金、アルミニウム合金等の金属材料を挙げることができる。これらの金属材料を切削して、所望の樹脂製部材１の形状を成形するための金型基材６を得る。
　≪第１エッチング工程Ｓ２≫
　金型基材６の成形面には、第１エッチング工程Ｓ２、第２エッチング工程Ｓ３及びブラスト工程Ｓ４により、樹脂製部材１の微細凹凸模様３を形成するためのシボ模様７が形成される。当該シボ模様７は、微細凹凸模様３の反転模様であり、後の成形工程Ｓ５により、樹脂製部材１の表面に転写される。
　第１エッチング工程Ｓ２は、成形用金型５の成形面に、上記シボ模様７を形成する準備段階として、粗いシボ模様を形成するための工程である。第１エッチング工程Ｓ２は、成形用金型５の成形面をエッチング液で処理した後、水等で金型基材６を洗浄することにより行われる。エッチング液としては、例えば鉄鋼用化学研磨液や過塩化鉄液を単独で、または、水、硝酸、塩酸等を配合したものが用いられる。エッチング液の配合成分や配合割合、エッチング処理時間は、エッチングの対象となる金型基材６の材質、微細凹凸模様３の所望の高さＨ、所望のピッチＤ等に応じて適宜決定される。
　≪第２エッチング工程Ｓ３≫
　第２エッチング工程Ｓ３は、第１エッチング工程Ｓ２で粗いシボ模様が形成された成形面に対してさらにエッチングを行うことで、より細かいシボ模様を形成するための工程である。第２エッチング工程Ｓ３の手順は、第１エッチング工程Ｓ２と同様であり、成形面をエッチング液で処理した後、水等で金型を洗浄することにより行われる。エッチング液は、第１エッチング工程Ｓ２と同様のものを用いることができ、第１エッチング工程Ｓ２と同一のエッチング液を用いてもよいし、異なるエッチング液を用いてもよい。同一のエッチング液を用いる場合は、同一の配合割合であってもよいし、異なる配合割合であってもよい。エッチング液の配合成分や配合割合、エッチング処理時間は、第１エッチング工程Ｓ２と同様に、エッチングの対象となる金型基材６の材質、微細凹凸模様３の所望の高さＨ、所望のピッチＤ等に応じて適宜決定される。
　≪ブラスト工程Ｓ４≫
　ブラスト工程Ｓ４は、第２エッチング工程Ｓ３後の金型基材６の成形面に対し、ブラスト処理を行い、シボ模様７を得る工程である。シボ模様７の凸状部７１、高さの異なる第１凹状部７２、及び第２凹状部７３は、樹脂製部材１の表面に転写されると、それぞれ微細凹凸模様３の凹部３１、第１凸部３２、第２凸部３３をもたらす形状である。ブラスト処理は、ビーズブラスト、サンドブラスト等が挙げられるが、所望の微細凹凸模様３を与えるシボ模様７を得る観点から、例えば平均粒径Ｄ５０が５０μｍ～３００μｍ程度のガラスビーズを用いるビーズブラスト処理を採用することが望ましい。
　≪成形工程Ｓ５≫
　固定型と可動型を備えた射出成形装置に、上記成形用金型５をセットし、成形面からなるキャビティに樹脂材料を射出して成形を行う。射出成形条件は、樹脂材料の射出成形で用いられる一般的な条件を採用することができ、樹脂材料に応じて適宜変更され得る。キャビティに射出された樹脂材料が固化したのち、成形用金型が離型されることにより、樹脂製部材１が得られる。
　（実施形態２）
　以下、本開示に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
　＜樹脂製部材＞
　≪微細凹凸模様≫
　図７は、実施形態２に係る樹脂製部材１の微細凹凸模様３を示す図３相当図である。後述する表面形状観察試験及び反射強度の検討から、微細凹凸模様３は、図７に示すように、基準面Ｐに垂直な方向の断面Ｋにおいて、基準面Ｐと平行な方向に９０μｍ以上、好ましくは９０μｍ以上３００μｍ未満の長さを有する平坦部３５を、長さ２５００μｍの範囲内に５個以上８個以下の割合で有する、言い換えると、平均して、長さ３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲内に１個の割合で有することが望ましい。
　人の網膜からの距離３０ｃｍにおける視覚空間分解能を約９０μｍとすると、９０μｍ以上の長さを有する平坦部３５では、入射光が正反射され得るため、人の視覚において反射光を明瞭に認識することができる。平坦部３５の数を上記割合で形成することにより、人の視覚において、一定の割合で高い光沢をもたらす部分が現れるため、微細凹凸模様の粒子感を高めることができ、樹脂製部材の外観の意匠性を向上させることができる。
　なお、平坦部３５は、図７に示すように、凹部３１及び凸部３２，３３のいずれに形成されていてもよい。
　また、凸部３２，３３に平坦部３５が形成されている場合、図４の下側の断面に示すように、ピッチＤは、凸部３２，３３の頂点を平坦部３５の中央として算出できる。
　＜樹脂製部材の製造方法＞
　第１エッチング工程Ｓ２、第２エッチング工程Ｓ３におけるエッチング条件及びブラスト工程Ｓ４におけるブラスト条件を適宜調整することにより、上記範囲で平坦部３５が形成された微細凹凸模様３を備えた樹脂製部材１を得ることができる。
　（実施形態３）
　＜樹脂製部材＞
　≪微細凹凸模様≫
　図８及び図９に示すように、微細凹凸模様３の表面には、凹部３１及び凸部３２，３３よりも微小な凹凸形状３６が形成され得る。言い換えると、凸部３２，３３後述する表面形状観察試験において得られる、微細凹凸模様３が形成された表面の、カットオフ値λｓ＝２．５μｍ及びλｃ＝８０μｍにおける算術平均粗さＲａは、０．２μｍ以上０．４μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以上０．２５μｍ以下である構成としてもよい。
　本構成により、微細凹凸模様３表面のより微小な凹凸形状３６について、算術平均粗さＲａを上記範囲とすることにより、ハイライト部分の反射光強度をさらに高めて、より高い光沢や明瞭な陰影、粒子感を備え、意匠性に優れた外観を備えた樹脂製部材１をもたらすことができる。
　＜樹脂製部材の製造方法＞
　第１エッチング工程Ｓ２、第２エッチング工程Ｓ３におけるエッチング条件及びブラスト工程Ｓ４におけるブラスト条件を適宜調整するとともに、図１０に示すように、ブラスト工程Ｓ４の後に、以下の研磨工程Ｓ４１を設けることにより、微細凹凸模様３よりも微小な凹凸形状３６に対応するシボ模様７の微小なシボ形状７６の表面粗さを効果的に低減させて、微小な凹凸形状３６の表面粗さを低減させることができる。
≪研磨工程Ｓ４１≫
　具体的には、成形面にシボ模様７が形成された金型基材６について、当該成形面を研磨することにより、シボ模様よりもさらに微小な凹凸形状を低減させる。具体的には、バフ布等の研磨材により成形面を研磨する。これにより、シボ模様の表面に形成された微小な凹凸形状が削られる、シボ模様の表面が滑らかになり、表面粗さが低減する。こうして、最終的な成形用金型が得られる。なお、この研磨工程Ｓ４１は任意工程であり、必要に応じて設けることができる。
　（その他の実施形態）
　上記実施形態では、樹脂製部材１は射出成形により製造される構成であったが、樹脂製部材１の製造方法は、射出成形に限られるものではなく、例えば押出成形、真空成形、ブロー成形、射出圧縮成形、加飾成形、ガスアシスト射出成形、発砲射出成形、低圧成形、超薄肉射出成形（超高速射出成形）、金型内複合成形（インサート成形、アウトサート成形）等の方法や、例えば樹脂材料のシートを積層させた前駆体シートをプレス成形等により成形する方法等が挙げられる。なお、生産安定性、経済性等の観点から、射出成形、射出圧縮成形、及びこれらと金型内複合成形とを組み合わせた成形方法が好ましい。
　樹脂製部材１の表面の一部に微細凹凸模様を形成する場合は、成形用金型の成形面において、シボ模様の形成を所望しない個所に例えば耐食性被膜等を形成することにより、対応することができる。
　次に、具体的に実施した実施例について説明する。
　（樹脂製試験片）
　＜実施例１＞
　≪金型の製造≫
　図１１に示すように、樹脂製部材１として縦（ｗ１）３００ｍｍ×横（ｗ２）１２０ｍｍ×厚さ（ｔ）２．５ｍｍの樹脂製試験片１１を射出成形により製造するための成形用金型５を準備した。なお、符号１２で示す表面に微細凹凸模様３が形成され、裏面１３には微細凹凸模様３は形成されない。
　金型基材６として市販の鋼材を切削した。そして、金型基材６の成形面を、常温大気中、水、硝酸及び塩酸の混合液に１５分間浸漬して１回目のエッチング処理を行った。そして、金型基材６を水で洗浄した。その後、さらに上記混合液に１０分間浸漬して２回目のエッチング処理を行った。そして、金型基材６を水で洗浄した。その後、成形面に対して、平均粒径Ｄ５０が１００μｍ程度のガラスビーズを用いてビーズブラスト処理を施した。そうして、成形面にシボ模様７が形成された成形用金型５を得た。
　≪樹脂製試験片の製造≫
　樹脂材料として、ポリプロピレン樹脂（日本ポリプロ株式会社製、ＢＸＺ０４Ｇ）９８質量部、着色マスターバッチ（ＤＩＣ株式会社製、Ｆ－３０９４０ＭＭ　ＢＬＡＣＫ）２質量部を用い、上記の成形用金型５をセットした１８０トンの射出成形装置（ファナック株式会社製）を用いて、成形を行い、樹脂製試験片１１を得た。
　＜実施例２＞
　１回目のエッチング処理時間を３０分間、２回目のエッチング処理時間を２０分間とした以外は、実施例１と同様の手順で樹脂製試験片を得た。
　＜実施例３＞
　２回目のエッチング後に得られた金型基材の成形面をバフ布で５分間研磨した以外は実施例２と同様の手順で樹脂製試験片を得た。
　＜実施例４＞
　着色マスターバッチとして東京インキ株式会社製のＰＰＣＭ９１７Ｙ－９５　ＢＬＡＣＫ　３０Ｘを用い、２回目のエッチング後に得られた金型基材の成形面をバフ布で５分間研磨した以外は、実施例２と同様の手順で樹脂製試験片を得た。
　＜比較例１＞
　１回目のエッチング処理時間を６０分間、２回目のエッチング処理時間を３０分間とした以外は、実施例１と同様の手順で樹脂製試験片を得た。
　＜比較例２＞
　１回目のエッチング処理時間を１０分間とし、２回目のエッチングを行わなかった以外は、実施例１と同様の手順で樹脂製試験片を得た。
　＜比較例３＞
　１回目のエッチング処理時間を２０分間とし、２回目のエッチングを行わなかった以外は、実施例１と同様の手順で樹脂製試験片を得た。
　（樹脂製試験片の各種測定）
　実施例１～４及び比較例１～３の樹脂製試験片の各種試験結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　＜表面形状観察試験＞
　ハイブリッドレーザー顕微鏡（レーザーテック株式会社製、ＯＰＴＥＬＩＣＳ　ＨＹＢＲＩＤ　Ｌ７－ＧＡ３００、スキャン分解能０．１μｍ）を用いて、樹脂製試験片の表面に形成された微細凹凸模様を観察した。実施例１の樹脂製試験片の表面を観察して得られた画像を図１２に示す。
　なお、１視野当たり１つの任意の断面について、微細凹凸模様３の表面形状プロファイルを得、３視野の結果の平均値を測定結果として得た。実施例２及び比較例３の微細凹凸模様３の表面形状プロファイルの一例をそれぞれ図１３及び図１５に示す。
　－最大高低差、ピッチについて－
　例えば図１３に示すように、微細凹凸模様３の表面形状プロファイルから、所定距離２５００μｍにおいて、第１凸部３２の高さＨ１としての最大高低差（μｍ）、隣り合う凸部３２，３３間のピッチＤの範囲（μｍ）を算出した。
　－微小領域の割合について－
　また、微細凹凸模様３の表面形状プロファイルから、所定距離２５００μｍ当たりの微細凹凸模様３を所定長さｄ＝０．７μｍで分割して得られた微小領域ｓの傾斜角度θを得た。そして、得られた傾斜角度θの値に対して、所定距離２５００μｍ当たりの微小領域ｓの数をプロットしたヒストグラムを得た。実施例２及び比較例３のヒストグラムの一例をそれぞれ図１４及び図１６に示す。
　そうして、表１に示すように、所定距離２５００μｍ当たりの微小領域ｓの数（全微小領域の数）に対し、傾斜角度θが－１０°以上１０°以下、及び－１°以上１°以下の微小領域ｓの数の割合を算出した。
　－平坦部について－
　まず、微細凹凸模様３に対して入射角４５°で入射した入射光の反射光について、以下の式（１）を用いて、各微小領域ｓにおける反射強度ＩＲを算出した。
　ＩＲ＝（Ｆ（α）×ｎ×ｌ）／Ｉ０　・・・（１）
　但し、式（１）中、αは上述の入射角、Ｆ（α）はフレネル反射率、ｎは微小領域の数、ｌは微小領域ｓの長さ、すなわち例えば図４の線分ＡＢの長さ、Ｉ０は、樹脂製基材２の反射強度である。
　そして、図１３のＮｏ．１～Ｎｏ．４に例示するように、測定開始位置から距離９０μｍ毎の領域に順に位置Ｎｏ．を付与し、各位置Ｎｏ．の領域で、各微小領域ｓの反射強度ＩＲを積算した。実施例４についての反射強度ＩＲをの積算結果の一例を図１７に示す。図１７に示すように、例えばＮｏ．４、Ｎｏ．７等の領域で、反射強度ＩＲの積算値が大きくなっていることが判る。このＮｏ．４やＮｏ．７の領域では、θ＝０°近傍の平らな部分が約９０μｍ以上の範囲に亘って形成されていると考えられる。このように、例えば図１７において反射強度ＩＲの積算値の極大となる位置Ｎｏ．の領域を平坦部３５が形成されている領域と判定し、所定距離２５００μｍの間にそのような平坦部３５が何個含まれるかを算出し、上述のごとく３視野の平均値を表１の平坦部の数（個／２５００μｍ）として算出した。そして、所定距離２５００μｍを、算出した平坦部３５の数で除して、平坦部１個当たりの距離（μｍ／個）を算出した。
　－算術平均粗さについて－
　さらに、微細凹凸模様３上の微小な凹凸形状について検討するため、カットオフ値λｓ＝２．５μｍ及びλｃ＝８０μｍにおける算術平均粗さＲａを測定した。なお、λｓは、低域フィルタで、設定値よりも短波長成分を除去するものであり、またλｃとは、高域フィルタで、設定値よりも高波長のうねり成分を除去するものである。
　＜光学特性測定試験＞
　変角分光光度計（株式会社村上色彩技術研究所製、３次元変角分光システムＧＣＭＳ－４）を用いてＬ＊値を測定した。なお、入射角αは４５°、反射光の検出器の受光角度である受光角γは－８０°～８０°（５°きざみ）であった。測定結果を図１８、表１に示す。
　なお、受光角γ＝４５°の明度Ｌ＊値、Ｌ＊ ４５°は、反射光のハイライト部分に寄与する正反射の量を示している。受光角γ＝４５°と受光角γ＝２０°の明度Ｌ＊値の差Ｌ＊ ４５°－Ｌ＊ ２０°及び受光角γ＝５５°と受光角γ＝７５°の明度Ｌ＊値の差Ｌ＊ ５５°－Ｌ＊ ７５°は、いずれも正反射近傍の反射光の量を示す。受光角－８０°≦γ≦－５５°の反射光の明度Ｌ＊値の平均値Ｌ＊ －８０°～Ｌ＊ －５５°は、反射光のうち、シェード部分の黒さに寄与する。
　比較例２の試験片に比較して、実施例１～３の試験片では、ハイライト部分のＬ＊値が増加し、シェード部分のＬ＊値が低下していることが判る。
　なお、樹脂製基材のＬ＊ －８０°は、図１１に示す樹脂製試験片１１であって、表面１２に微細凹凸模様３が形成されていない試験片について、光学特性測定試験を行い、得られた結果である。
　＜目視観察試験＞
　試験者３人（男性２人、女性１人、３０歳～５０歳、矯正視力両目０．５以上）が、樹脂製試験片の表面から目を３０ｃｍ離した状態で、当該表面の観察を行った。評価項目は、マクロ質感としての（１）艶、（２）シェードの黒さ、及びミクロ質感としての（３）粒子感の３項目とした。評価項目（１）～（３）のそれぞれについて、各試験者は、「５…非常によい、４…よい、３…普通、２…悪い、１…非常に悪い」の５段階評価を行った。そして、全試験者の評価結果の平均値から、Ａ…４超５以下、Ｂ…３超４以下、Ｃ…２超３以下、Ｄ…２以下として、観察結果を得た。
　表１に示すように、比較例１～３の樹脂製試験片では、いずれの試験片においても、２項目以上でＤの評価結果が得られた。一方、実施例１～４の樹脂製試験片では、実施例１の樹脂製試験片において粒子感がやや不十分であるものの、総じてマクロ質感及びミクロ質感の双方において優れていることが判った。
　本開示は、表面に十分な光沢及び陰影を有し、外観の意匠性に優れた樹脂製部材、樹脂製部材の成形用金型及び樹脂製部材の製造方法をもたらすことができるので、極めて有用である。
１　樹脂製部材
２　樹脂製基材
３　微細凹凸模様
３１　凹部
３２　第１凸部
３３　第２凸部
３１ａ　最底点
３６　微小な凹凸形状
５　成形用金型
６　金型基材
７　シボ模様
７６　微小なシボ形状
Ｃ　自動車
Ｄ　ピッチ
Ｈ１　（第１凸部の）高さ
Ｈ２　（第２凸部の）高さ
Ｋ　断面
Ｐ　基準面
Ｓ１　金型準備工程
Ｓ２　第１エッチング工程
Ｓ３　第２エッチング工程
Ｓ４　ブラスト工程
Ｓ４１　研磨工程
Ｓ５　成形工程
ｓ　微小領域
θ　傾斜角度
α　入射角
β　反射角
γ　受光角

Claims (7)

  1. 　樹脂製基材と、
    　前記樹脂製基材の表面に形成され、複数の凹部及び複数の凸部からなる微細凹凸模様とを備えた樹脂製部材であって、
    　単位面積当たりの前記微細凹凸模様に含まれる最も深い任意の３つの最底点を通る平面を基準面とし、該微細凹凸模様上の任意の点における該基準面からの最短距離を該微細凹凸模様の高さとしたときに、
    　前記複数の凸部は、
    　高さが１５μｍ以上３５μｍ以下の複数の第１凸部と、
    　高さが前記第１凸部の高さの１／４以上３／４以下である複数の第２凸部とを備えており、
    　前記複数の凸部のうち、互いに隣り合う２つの前記凸部の頂点間距離は、１００μｍ以上５００μｍ以下であり、
    　前記基準面に垂直な断面において、所定距離当たりの前記微細凹凸模様を所定長さの微小領域に分割したときに、該微小領域の前記基準面に対する傾斜角度が－１０°以上１０°以下である該微小領域の数は、所定距離当たりの前記微細凹凸模様に含まれる全微小領域の数の７８％以上９５％以下であり、
    　前記傾斜角度が－１°以上１°以下である前記微小領域の数は、前記全微小領域の数の２５％以上４０％以下である
    ことを特徴とする樹脂製部材。
  2. 　請求項１において、
    　前記基準面に垂直な断面において、前記微細凹凸模様は、前記基準面と平行な方向に９０μｍ以上の長さを有する平坦部を、長さ３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲内に１個の割合で有する
    ことを特徴とする樹脂製部材。
  3. 　請求項１又は請求項２において、
    　設定値よりも短波長成分を除去する低域フィルタの該設定値をカットオフ値λｓとし、
    　設定値よりも高波長成分を除去する高域フィルタの該設定値をカットオフ値λｃとしたときに、
    　前記微細凹凸模様が形成された表面の、前記カットオフ値λｓ＝２．５μｍ及び前記カットオフ値λｃ＝８０μｍにおける算術平均粗さＲａは、０．２μｍ以上０．４μｍ以下である
    ことを特徴とする樹脂製部材。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    　入射角４５°で変角分光光度計を用いて測定された受光角γの明度をＬ＊値としたときに、
    　受光角γ＝４５°の明度Ｌ＊ ４５°は８５以上１３０以下であり、
    　前記明度Ｌ＊ ４５°と、受光角γ＝２０°の明度Ｌ＊ ２０°との差であるＬ＊ ４５°－Ｌ＊ ２０°は４８以上１０４以下である
    ことを特徴とする樹脂製部材。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
    　入射角４５°で変角分光光度計を用いて測定された受光角γの明度をＬ＊値としたときに、
    　前記微細凹凸模様が形成されていない前記樹脂製基材における、受光角γ＝－８０°の明度Ｌ＊ －８０°は６未満である
    ことを特徴とする樹脂製部材。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の樹脂製部材を製造するための成形用金型。
  7. 　請求項６の成形用金型を用いて射出成形により前記樹脂製部材を製造する
    ことを特徴とする樹脂製部材の製造方法。
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