JP5685770B2 - 物品の表面構造 - Google Patents

Description

本発明は、表面に微細な突起を備えた物品の表面構造に関する。

従来では、凹凸模様と、凹凸模様よりも深さが深い複数本の線状溝とを備える装飾層を表面に設けることで、織物や皮革のような美観と触感を持たせようとする製品が知られている（下記特許文献１参照）。

特開２００５−２６３１９７号公報

ところで、例えば自動車の内装品など物品の表面、すなわち人が触れる部位においては、しっとりとした触感を出すことによって製品のもつイメージを高めることができる。

そこで、本発明は、物品の表面にしっとりとした触感を持たせることを目的としている。

本発明は、樹脂製の物品の表面に微細な半球状の突起を複数設け、この突起は、（１）突起の高さＨが５μｍ以上、３２μｍ以下、（２）突起相互の間隔Ｐと突起相互間に形成される凹部相互の間隔Ｗとの少なくとも一方が突起の高さＨよりも大きい、の条件を満たすことにより、人の指でなでたときの摩擦係数が０．４３以上０．６６以下となる。

本発明によれば、物品の表面に設けてある複数の突起は、高さが低くて微細であることから、しっとりとした触感を持たせることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係わる内装品の一部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の内装品表面の凸曲面部を拡大して示す断面図である。 図１（ｂ）の内装品表面に設けてある突起の高さと突起相互の間隔との関係に基づく「しっとり感」の評価結果を示す説明図である。 図４の相関データを計測するために実施した実験説明図である。 突起の高さと摩擦係数との相関図である。 内装品を成形するための型の製造工程図で、（ａ）は内装品の表面形状と同形状の表面形状を備える木型を製作している状態、（ｂ）は（ａ）の木型表面に微細な粒子を備えた表皮を貼付している状態、（ｃ）は（ｂ）の木型と凹形状の型との間の隙間にシリコンを充填している状態、をそれぞれ示す。 図５に続く型の製造工程図で、（ａ）は図５（ｃ）の充填したシリコン凝固後に木型を凹形状の型から外した状態、（ｂ）は（ａ）の凹形状の型の表面に導電性の材料を流し入れて基本型を作製している状態、（ｃ）は（ｂ）で作製した基本型を脱型している状態である。 図６に続く型の製造工程図で、（ａ）は電鋳槽内にて図６（ｃ）で脱型した基本型の表面にニッケル層を積層させている状態、（ｂ）は（ａ）で積層したニッケル層を電鋳型として基本型から外した状態、をそれぞれ示す。 図５〜図７で製造した電鋳型を利用して内装品を製造する製造工程図で、（ａ）は電鋳型の表面に配管をセットした状態、（ｂ）は（ａ）の電鋳型の下部に樹脂を収容したパウダボックスをセットした状態、（ｃ）は（ｂ）の電鋳型をパウダボックスとともに回転させている状態、をそれぞれ示す。 図８に続く内装品の製造工程図で、（ａ）は図８（ｃ）の作業により樹脂が溶融して電鋳型の表面に表皮が形成された状態、（ｂ）は（ａ）のパウダボックスを電鋳型から外した状態、（ｃ）は（ｂ）の表皮を電鋳型から取り出して内装品とした状態、をそれぞれ示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１に示す物品としての内装品１は、例えば車両である自動車のコンソールボックスの表面やドアの内装面あるいはインストルメントパネルの表面に使用する。

このような内装品１は、材質がＰＶＣもしくはＴＰＵ，ＴＰＯなどの樹脂であり、図１（ａ）に示すように表面に凸曲面２を複数有し、この各凸曲面２の表面に、図１（ｂ）に示すように微細な突起３を複数均一に形成してある。そして、この突起３は、以下に示す（１）〜（３）の条件を満たしている。

（１） 突起３の高さＨが５μｍ以上、３２μｍ以下
（２） 突起３の高さＨと突起３相互の間隔Ｐとの比Ｈ／Ｐが１／５から１／２の範囲、または突起３の高さＨと突起３相互間に形成される凹部５相互の間隔Ｗとの比Ｈ／Ｗが１／５から１／２の範囲
（３） 突起３相互の間隔Ｐと凹部５相互の間隔Ｗとが同一（Ｐ＝Ｗ）

なお、上記した突起３は、球体をほぼ半分にした半球状を呈している。

このような突起３を内装品１の表面に複数均一に形成することで、人が触ったときの触感が、しっとりとしたもの、つまり、つるつるとしたプラスチックや金属のような触感ではなく、またシボ模様のようなざらざらとした触感でもなく、多少の水分を含んでいるようで適度な摩擦感が得られるようなものである。

図２は、突起３相互の間隔Ｐと突起３の高さＨとの相互関係に対する「しっとり感」を、複数の評価者によって１〜５の５段階で評価した結果を示している。ここで、図２中の二点鎖線で囲まれた上下に長い長方形の領域Ａ内の５個のサンプルＳ１〜Ｓ５が、評価３．３以上で、「しっとり感」があると評価したものである。

上記した領域Ａ内の５個のサンプルＳ１〜Ｓ５のうち、図中で左下のサンプルＳ１は、突起高さＨ＝６μｍ、突起相互の間隔Ｐ＝３０μｍ、つまりＨ／Ｐ＝１／５である。また、領域Ａ内の５個のサンプルＳ１〜Ｓ５のうち、図中で右上のサンプルＳ５は、突起高さＨ＝３２μｍ、突起相互の間隔Ｐ＝６４μｍ、つまりＨ／Ｐ＝１／２である。

したがって、Ｈ／Ｐ＝１／５〜１／２の範囲、もしくは、Ｈ／Ｗ＝１／５〜１／２の範囲で、「しっとり感」が得られることになる。

また、上記した「しっとり感」が得られる突起３の高さＨとしては、図２中の領域Ａを勘案して５μｍ以上、３２μｍ以下が望ましい。

したがって、本実施形態では、（１）突起高さＨが５μｍ以上、３２μｍ以下、（２）突起相互の間隔Ｐと突起相互間に形成される凹部相互の間隔Ｗとの少なくとも一方が、突起の高さＨよりも大きい、とすることで、「しっとり感」を得ることができる。

このようなしっとり感が得られる触感は、図３のように力センサ６上に配置した製品サンプル７の表面を人が指９でなでたときの摩擦係数μが、一般的に０．５５付近と言われている。図４は突起高さＨに対する摩擦係数μの関係を示しており、このような摩擦係数μ＝０．５５付近（図４中での斜線部Ｂに相当）となる値に、上記した突起高さＨ＝５μｍ〜３２μｍがほぼ対応している。

以上のように、本実施形態における内装品１は、前述した条件（１）〜（３）を満たすことで、表面に極めて微細な突起３を複数均一に設けていることになり、これによりしっとりとした触感を得ることができる。

また、本実施形態では、突起３相互の間隔Ｐが、突起３の高さＨよりも大きい、としている。このため、突起３は高さＨが比較的低いことになって、しっとりとした触感を持たせることができる。

また、本実施形態では、突起３相互間に形成される凹部５相互の間隔Ｗが、突起３の高さＨよりも大きい、としている。このため、突起３は高さＨが比較的低いことになって、しっとりとした触感を持たせることができる。

また、本実施形態では、特に図１（ｂ）に示すように内装品１の表面を凸曲面２として、該凸曲面２上に前記した極めて微細な突起３を複数均一に設けることで、より一層「しっとり感」を実感することが可能となる。凸曲面２の場合には、平面や凹曲面に比較して、人の指先や手の平など肌で触れたときに、よりやわらかく感じる傾向にあるので、「しっとり感」がより強く感じるようになる。

次に、上記した内装品１を成形する際に使用する型の製造工程について、図５〜図７に基づき説明する。まず、図５（ａ）に示すように、加工用工具１１を用いＮＣ加工によって内装品１の表面形状と同形状の表面形状を備える木型１３を製作する。続いて、この製作した木型１３の表面に、図５（ｂ）に示すように、ＰＶＣやレザーからなる表皮１５を貼付する。

なお、この表皮１５の表面には、あらかじめ粒径３０μｍ程度のＰＰもしくはアクリルなどからなる粒子１７を接着剤にて貼り付けておく。この粒子１７の表皮１５への接着方法としては、接着剤を塗布した表皮１５上に多量の粒子１７を振り掛け、それら粒子１７の接着剤上に積層された余分な粒子１７を刷毛やブラシを用いて掃くようにようにして除去する。これにより、必要最小限の粒子１７が接着剤上に張り付くようにしてほぼ均一にむらなく貼り付けることができる。

その後、図５（ｃ）に示す、木型１３の表面形状にほぼ整合する凹形状の型１９を用意し、この際、凹形状の型１９の外周端部には突部１９ａを形成し、この突部１９ａを木型１３の外周部に当接させることで、これら各型１９，１３相互間に隙間２１を形成する。そして、この隙間２１にシリコン吐出ノズル２３から液状のシリコン２５を吐出して充填し、木型１３の表面形状（粒子１７）を型取りする（製品形状の反転）。

なお、上記した凹形状の型１９は、例えば、後述する図８，図９のパウダスラッシュ成形によって作製する。

上記隙間２１へのシリコン２５の充填が完了し、このシリコン２５が凝固したら、図５（ｃ）に示す粒子１７を表面に備える木型１３を、図６（ａ）のように凹形状の型１９から外す。このときシリコン２５は、木型１３側の粒子１７に比較して摩擦係数の大きい型１９側に付着した状態となる。そして、型１９の表面に付着しているシリコン２５の表面には、前記図５（ｂ）に示した粒子１７相当の微細な凹部２５ａが形成されることになる。

次に、図６（ｂ）に示すように、導電性の材料（ニッケルが蒸着できるものであればよい）をシリコン２５の表面に流し込み、基本型２７を作製する。その後、この作製した基本型２７を図６（ｃ）に示すように脱型する。この脱型作業は、基本型２７の表面に密着しているシリコン２５が柔らいため容易にできる。なお、この基本型２７の表面は、前述した微細な突起３を有する内装品１の表面形状に対応している。

続いて、上記した基本型２７を、図７（ａ）のように、溶解したニッケル２９を収容している電鋳槽３１に浸漬し、基本型２７の表面にニッケル層３３を積層させる。ニッケル層３３の厚さが、１５ｍｍ程度となった時点で基本型２７を電鋳槽３１から引き上げ、図７（ｂ）に示すように、基本型２７からニッケル層３３を引き離すことで、このニッケル層３３からなる電鋳型３３Ａが完成する。

この電鋳型３３Ａの基本型２７に接触していた表面は、前記した内装品１の突起３に対応する凹部３３Ａａを備えることになる。

そして、上記完成した電鋳型３３Ａを利用して内装品１などの製品を製造する。この製造には、図８，図９に示すように、パウダスラッシュ成形方法を適用する。すなわち、まず図８（ａ）に示すように、前記図７（ｂ）で得られた電鋳型３３Ａの表面に配管３５をセットするとともに、図８（ｂ）に示すように、電鋳型３３Ａの下部にＰＶＣやＴＰＯなどのパウダ状の樹脂３７を収容したパウダボックス３９をセットする。

上記図８（ｂ）の状態で、配管３５に例えば加熱した液体を流すことで、電鋳型３３Ａを２００℃程度に加熱し、その後図８（ｃ）のように電鋳型３３Ａをパウダボックス３９とともに回転させる。この回転により電鋳型３３Ａに接触した部分の樹脂３７が溶融し、電鋳型３３Ａに張り付いた状態となる。この張り付いた樹脂３７は、図９（ａ）に示すように、電鋳型３３Ａの表面に表皮３７Ａとして形成される。

次に、図９（ｂ）のようにパウダボックス３９を電鋳型３３Ａから外した状態で配管３５に例えば冷却水を流すことで、電鋳型３３Ａを冷却し、冷却後に図９（ｃ）に示すように、表皮３７Ａを電鋳型３３Ａから取り出して内装品１となる。

なお、上記した実施形態では、物品として自動車における内装品１を例にとって説明したが、内装品１に限らず、例えば一般家庭内などにおける、人が触れる部位を備える物品であれば、本発明を適用することができる。

１ 内装品（物品）
２ 内装品の凸曲面
３ 凸曲面の表面に形成した突起
５ 突起相互間に形成される凹部
Ｈ 突起の高さ
Ｐ 突起相互の間隔
Ｗ 凹部相互の間隔

Claims (5)

1. 樹脂製の物品の表面に、以下の（１），（２）の条件を満たす半球状の突起を複数設けたことにより、人の指でなでたときの摩擦係数が０．４３以上０．６６以下となることを特徴とする物品の表面構造。
   （１） 前記突起の高さＨが５μｍ以上３２μｍ以下
   （２） 前記突起相互の間隔Ｐと、前記突起相互間に形成される凹部相互の間隔Ｗとの少なくとも一方が、前記突起の高さＨよりも大きい
2. 前記突起相互の間隔Ｐが、前記突起の高さＨよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の物品の表面構造。
3. 前記突起相互間に形成される凹部相互の間隔Ｗが、前記突起の高さＨよりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の物品の表面構造。
4. 前記突起の高さＨと前記突起相互の間隔Ｐとの比Ｈ／Ｐが１／５から１／２の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の物品の表面構造。
5. 前記突起の高さＨと該突起相互間に形成される凹部相互の間隔Ｗとの比のＨ／Ｗが１／５から１／２の範囲であることを特徴とする請求項１または３に記載の物品の表面構造。

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