JP7798505B2 - 樹脂成形品とその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、樹脂成形品とその製造方法、及び金型の製造方法に関する。

従来、トイレおよび洗面所周りで用いられる衛生陶器や食器等には、陶器が用いられてきた。近年では、これらの成形品が、軽量で、割れにくく、かつ安価で量産にも適した合成樹脂製でも供給されている。

合成樹脂製の食器を製造する方法として、特許文献１では、陶芸作品の三次元形状データを基に作成した金型を用いて、合成樹脂製の食器を製造することが提案されている。特許文献１では、陶器に近い外観や質感を持たせるため、エッチングやサンドブラストの手段により金型の内面にシボ加工を行うことや、合成樹脂材料に色の異なる粒材を加えることが開示されている。

特開２０１４－１８０４７４号公報

特許文献１のようにシボ加工等を行えば、表面が平坦な合成樹脂製の樹脂成形品と比較して、ある程度陶器に近い外観や質感が得られる。しかし、特許文献１では、どのようなシボ加工とするかの検討は行われておらず、同文献の情報の範囲で製造可能な樹脂成形品と陶器とは、外観や質感の差が無視できなかった。

本開示は、陶器と、外観や質感の差が少ない樹脂成形品とその製造方法、及び金型の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の一態様に係る樹脂成形品は、下式１、下式２、及び下式３の総てを満たす陶器調面を、表面の一部又は全部に備える。
Ｗｂ＞Ｗｃ ・・・式１
Ｗｂ＞Ｗｄ ・・・式２
２１≦Ｗｂ≦６０ ・・・式３
ただし、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄは、角度６０°で入射したレーザー光の反射プロファイルを、各々以下の波長領域で分類した値である。
Ｗｂ：波長０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下
Ｗｃ：波長１ｍｍ以上３ｍｍ以下
Ｗｄ：波長３ｍｍ以上１０ｍｍ以下

［樹脂成形品］
本開示の一実施形態に係る樹脂成形品は陶器調面を有する。陶器調面とは、陶器の表面と近似した外観や質感を有する面である。本実施形態の樹脂成形品は、表面の一部に陶器調面を有してもよいし、表面の全部に陶器調面を有してもよい。表面の一部が陶器調面でも全部が陶器調面でもよい。

陶器調面は、角度６０°で入射したレーザー光の反射プロファイルを、波長領域で分類した値で特定することができる。角度６０°で入射したレーザー光の反射プロファイルとは、対象表面に対する垂線から６０°傾いた角度でレーザー光を入射させ、反対の同角度の反射光を測定することを、レーザー光の点光源を決められた間隔で移動させながら繰り返すことによって得られる光学的プロファイルを意味する。

反射プロファイルは、フィルター関数変換を用いて短波長から長波長領域まで分類される。分類した値は、下記に示すように、波長領域に応じて、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄの符号で表す。

Ｗａ：波長０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下
Ｗｂ：波長０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下
Ｗｃ：波長１ｍｍ以上３ｍｍ以下
Ｗｄ：波長３ｍｍ以上１０ｍｍ以下

Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄの測定には、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ社製(ドイツ国)製のＭＩＣＲＯ－ＷＡＶＥ－ＳＣＡＮ（登録商標）を使用する。本装置は対象表面を、人間の目のように光学的に波長の明／暗パターンを測定し、表面構造を解析する方法として知られている。

樹脂成形品における陶器調面は、下式１、下式２、及び下式３の総てを満たす。
Ｗｂ＞Ｗｃ ・・・式１
Ｗｂ＞Ｗｄ ・・・式２
２１≦Ｗｂ≦６０ ・・・式３

樹脂成形品における陶器調面は上記式１から式３を総て満たすことにより、陶器の表面と近似した外観や質感を有する。樹脂成形品は、陶器同様の高級感を与える。陶器製品と組み合わせて使用する場合には一体感が得られる。

前記陶器調面は、さらに下式４を満たすことが好ましい。
１２≦Ｗｃ≦５１ ・・・式４

前記陶器調面は、さらに下式５を満たすことが好ましい。
１６≦Ｗｄ≦５０ ・・・式５

前記陶器調面は、さらに下式６を満たすことが好ましい。
Ｗｂ＞Ｗａ ・・・式６

前記陶器調面は、さらに下式７を満たすことが好ましい。
３２≦Ｗｂ≦６０ ・・・式７

前記陶器調面は、さらに下式８を満たすことが好ましい。
３０≦Ｗｃ≦５１ ・・・式８

前記陶器調面は、さらに下式９を満たすことが好ましい。
２８≦Ｗｄ≦５０ ・・・式９

樹脂成形品は、例えば、トイレのサイドパネル、トイレの本体部カバー、トイレの便フタ、トイレの便座等の衛生陶器の代替品や食器として使用することができる。

［金型の製造方法］
本開示の一実施形態に係る金型の製造方法は、樹脂成形品を得るための金型の製造方法である。金型の製造方法は、金属材料の表面にレーザー加工し、さらに、エッチング加工してうねり面を形成する方法である。うねり面は、合成樹脂材料に転写して陶器調面を形成する面である。すなわち、うねり面を形成する金属材料の表面は、得られる金型において、樹脂成形品の陶器調面に対応する部分である。うねり面の表面構造は、上記陶器調面の表面構造に対応する。金属材料としては、うねり面が形成されていない以外は、金型の基本的な形状が既に完成しているものを用いることが好ましい。

レーザー加工にあたっては、予めデータパターンを作成しておき、このデータパターンに沿って、うねり面を形成する金属材料の表面にレーザーによる微細加工を行う。レーザー加工によって金属材料の表面に形成する微細凹部の深さは、６μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。微細凹部の深さを好ましい範囲とすることにより、陶器調面に対応する表面構造のうねり面を形成しやすい。微細凹部の配列に特に限定はない。例えばランダム状とすることができる。

現在のレーザー加工技術では、レーザー加工のみで、各微細凹部を完全に滑らかに形成することは困難である。陶器調面に対応する表面構造のうねり面を形成するためには、さらにエッチング加工を行うことが必要である。エッチングに加えて、サンドブラスト等のブラスト処理を行ってもよい。その場合、エッチングとブラスト処理の順番に特に限定はない。エッチングとブラスト処理は、各々独立に、複数回行ってもよい。さらに、ブラシやバフを用いた研磨を行ってもよい。

［樹脂成形品の製造方法］
本開示の一実施形態に係る樹脂成形品の製造方法は、上記金型の製造方法により金型を得、得られた金型の前記うねり面を合成樹脂材料に転写して前記陶器調面を形成する方法である。金型を製造する際、金属材料としてうねり面が形成されていない以外は、金型の基本的な形状が既に完成しているものを用いれば、得られた金型を用いて、樹脂成形品の基本的な形状も形成しつつ、陶器調面を形成できる。

以下、実施例および比較例により本開示をさらに具体的に説明する。本開示は以下の実施例に限定されるものではない。以下の例において、例１から５、例１５から１７は比較例であり、例６から１４は実施例である。

［例１から例１４］
金属材料として、縦８ｃｍ、横１２ｃｍ、厚さ２０ｍｍのプリハードン鋼製板を用いた。この板の一方の表面に、ＧＦマシニングソリューションズ社製５軸レーザー加工機を用いて、レーザー加工を施し、最大深さを表１に示す深さとした微細凹部を、縦横のピッチが５～２０ｍｍとなるランダムな配置で作成した。レーザー加工後の金属材料に対して、エッチングとサンドブラスト処理を施し、最後に金属ブラシとバフにより研磨を行い、各例の樹脂成形品を得た。

［例１５から例１７］
例１５、例１６としてＰＰ（ポリプロピレンの略称）樹脂製サイドパネルの市販品を、例１７としてＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体の略称）平板の市販品を、各例の樹脂成形品とした。

［表面構造測定］
例１から１４については、レーザー加工等を施した表面を、例１５から例１７については、各々の表とされる表面を、ＢＹＫジャパン株式会社製のＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ社製(ドイツ国)製のＭＩＣＲＯ－ＷＡＶＥ－ＳＣＡＮ（登録商標）、ＡＷ－４８２４で測定し、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄを求めた。結果を表１に示す。

［外観評価］
各例の樹脂成形品を各々ＡからＪの１０点用意し、１０人のパネリストによって各々外観を、以下の基準により評価し、その平均を求めた。結果を表２に示す。評価が３．３以上であれば、好ましい陶器調面であると言える。表２に示すように例６から１４は、高い外観評価を得られた。

（評価基準）
１：表面にうねりはなく樹脂に見える。
２：表面のうねりが少なく樹脂に見える。
３：表面のうねり見える。
４：表面のうねりが陶器に近いように見える。
５：表面のうねりが陶器同様に見える。

Claims (8)

1. 下式１、下式２、及び下式３の総てを満たす陶器調面を、表面(フィルムの表面及び塗膜の表面を除く)の少なくとも一部に備える樹脂成形品。
   Ｗｂ＞Ｗｃ ・・・式１
   Ｗｂ＞Ｗｄ ・・・式２
   ２１≦Ｗｂ≦６０ ・・・式３
   ただし、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄは、角度６０°で入射したレーザー光の反射プロファイルを、各々以下の波長領域で分類した値である。
   Ｗｂ：波長０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下
   Ｗｃ：波長１ｍｍ以上３ｍｍ以下
   Ｗｄ：波長３ｍｍ以上１０ｍｍ以下
2. 前記陶器調面がさらに下式４を満たす、請求項１に記載の樹脂成形品。
   １２≦Ｗｃ≦５１ ・・・式４
   ただし、Ｗｃは請求項１におけるＷｃと同じである。
3. 前記陶器調面がさらに下式５を満たす、請求項１又は２に記載の樹脂成形品。
   １６≦Ｗｄ≦５０ ・・・式５
   ただし、Ｗｄは請求項１におけるＷｄと同じである。
4. 前記陶器調面がさらに下式６を満たす、請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
   Ｗｂ＞Ｗａ ・・・式６
   ただし、Ｗａは、角度６０°で入射したレーザー光の反射プロファイルを、以下の波長領域で分類した値であり、Ｗｂは請求項１におけるＷｂと同じである。
   Ｗａ：波長０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下
5. 前記陶器調面がさらに下式７を満たす、請求項１から４のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
   ３２≦Ｗｂ≦６０ ・・・式７
   ただし、Ｗｂは請求項１におけるＷｂと同じである。
6. 前記陶器調面がさらに下式８を満たす、請求項１から５のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
   ３０≦Ｗｃ≦５１ ・・・式８
   ただし、Ｗｃは請求項１におけるＷｃと同じである。
7. 前記陶器調面がさらに下式９を満たす、請求項１から６のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
   ２８≦Ｗｄ≦５０ ・・・式９
   ただし、Ｗｄは請求項１におけるＷｄと同じである。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の樹脂成形品の製造方法であって、金属材料の表面にレーザー加工し、さらに、エッチング加工してうねり面を形成することにより金型を得、得られた金型の前記うねり面を合成樹脂材料に転写して前記陶器調面を形成する、樹脂成形品の製造方法。