JP2013028152A - 物品の表面構造 - Google Patents

Abstract

【課題】物品の表面に対する触感をより心地よいものとする。
【解決手段】物品１の表面に凹凸３を形成し、さらにこの凹凸３の凸部５の先端に、凹凸３よりも細かい微細凹凸９を形成する。人の指１５が物品１の表面に触れるときの単位面積当たりにおける、指１５と物品１との接触する面積の割合が、３５％〜９０％の範囲となるような凹凸形状とする。望ましくは、指１５と物品１との接触する面積の割合が、４５％〜８０％の範囲となるような凹凸形状とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面に凹凸が形成された物品の表面構造に関する。

従来から、樹脂成形品の表面は、意匠性、耐傷付き性の観点から、凹凸形状のシボ加工を施している。ところが、このような樹脂成形品は、硬い素材とシボ加工による凹凸が要因で、人が触れたときに「硬い」、「かさかさ」、「ざらざら」、「ごつごつ」といった不快な触感となりやすい。このため、例えば自動車の内装品など人が触れる物品に対しては、心地よい触感とすることが要求されている。

このようなことから、例えば特許文献１に記載ものは、表面のシボ粗さを材料の硬度を考慮して決定するようにして、心地よい触感を得ようとしている。

特開２０００−２２９３５６号公報

このように、樹脂成形品の表面は、人が触れたときに不快な触感となりやすいことから、例えば表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感とすることが望まれている。

そこで、本発明は、物品の表面に対する触感をより心地よいものとすることを目的としている。

本発明は、物品の平滑な表面に人の肌が触れたときの肌と部品との接触面積に対する、物品の凹凸を有する表面に人の肌が触れたときの肌と部品との接触面積の割合が、３５％〜９０％の範囲となることを特徴とする。

本発明によれば、物品表面の凹凸形状を、人の肌の物品に接触する面積の割合が３５％〜９０％の範囲となるようにすることで、人が物品表面に触れたときに、表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感とすることができる。

本発明の一実施形態の物品表面に指を接触させた状態を示す断面図である。 図１の物品表面の凹凸における凸部の上部に形成してある微細凹凸の平面図である。 （ａ）は微細凸部のピッチがほぼ一定の場合を示す図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は微細凸部のピッチが不規則の場合を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。 物品の凹凸を有する表面に対する接触率を算出するための模式図である。 図１の表面構造に対し、より具体的な表面構造を示す断面図である。 物品に触れたときの「心地よさ」の指標なる「しっとり感」を、５点が最も「しっとり感」があるものとして、接触率との関係で評価しているグラフである。 接触率を４８％とした物品の断面図である。 （ａ）は物品表面の凹凸に対する接触率を示すグラフで、（ｂ）は物品表面の微細凹凸に対する接触率を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

本発明の第１の実施形態は、図１に模式的に示すように、例えば自動車の内装部品、例えばコンソールボックスやドアあるいはインストルメントパネルなどの樹脂製の物品１の表面に、シボ加工などにより凹凸３を形成している。凹凸３は、山部となる凸部５と谷部となる凹部７とを有し、凸部５の先端は略平坦として該平坦部上に、凹凸３よりも細かくピッチが細かい微細凹凸９を形成している。つまり、この微細凹凸９は、図２に拡大して示すように、凹凸３の凸部５より小さい微細凸部１１と、凹凸３の凹部７より小さい微細凹部１３とを備えている。ここで、凹凸３よりも細かい微細凹凸９とは、微細凹凸９の微細凸部１１の幅Ｑや高さＲ（図３）の寸法が、凹凸３の凸部５の幅Ｈや高さＰ（図１）の寸法に対して、それぞれ小さいことを少なくとも意味している。

このような図１に示す凹凸３における凹部３の深さＰ（凸部５の高さ）、すなわち凸部５の先端面（上面）と凹部７の底面との距離は、７０μｍ以上としている。また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、微細凹凸９における微細凸部１１の幅Ｑはほぼ３０μｍであり、微細凹凸１３における微細凸部１１の高さＲはほぼ１５μｍである。ここで、凸部３の形状は、平面視（図３中で上方から見た図）で円形であることが基本であるが、例えば楕円形や長円形などなど円形（真円）ではない場合もある。このような場合には、最も寸法の大きな部分（楕円であれば長径に対応する部分）の幅Ｑが３０μｍであるとする。なお、図３における微細凸部１１の幅Ｑは、微細凸部１１の微細凹部１３の底部からの立ち上がり部相互間の距離である。図１における凸部５の幅Ｈについても、凸部５の凹部７の底部からの立ち上がり部相互間の距離である。

なお、上記した物品１の材質としては、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＡＥＳ(アクリロニトリル・エチレン・スチレン)、ＡＳＡ(アクリロニトリル・スチレン・アクレート)、ＰＯＭ(ポリアセタール)、ＰＡ(ポリアミド)、ＰＣ(ポリカーボネート)などが挙げられる。

また、物品１は、このような熱可塑性樹脂を用いて射出成形により形成される。

ここで、本実施形態では、図１のようにして物品１の凹凸３が形成されている表面に、指１５の人の肌としての腹１５ａで触れたときに、凹凸がなく平滑な表面に同様な条件で触れたときに対する、指１５と物品１とが接触する面積の割合（接触率）が、３５％〜９０％の範囲となるような表面構造としている。

換言すれば、図１のようにして物品１の凹凸３が形成されている表面に指１５の腹１５ａで触れたときの、単位面積あたりにおける、指１５と物品１とが接触する面積をＡ、指１５と物品１とが接触しない面積をＢとすると、接触率Ｓは次式で算出される。

Ｓ＝［Ａ／（Ａ＋Ｂ）］×１００＝３５％〜９０％
その際、上記した接触率Ｓは、４５％〜８０％の範囲とすると、より触感が向上し、より望ましい。

なお、指１５の腹１５ａを強く物品１に押し付けると接触率Ｓは増大するが、人の指１５で物品１の表面に触れるときは、一般的に２００ｇ重（グラム重）の力で押し付けるとされており、本実施形態でも２００ｇ重の力で物品１の表面に触れたときの接触率としている。

上記した接触率Ｓは、図４に示すように、表面に凹凸が形成された物品の長さＨの領域において、２００ｇ重の力によって指で触れたときの、指の腹が凸部５の先端面及び側面に接触する位置の凸部５の幅をｈ１、ｈ２、ｈ３、・・・・・、ｈｎとすると、Ｓ＝（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３＋・・・・＋ｈｎ）／Ｈとなる。

本実施形態では、物品表面に、微細凹凸９を設けずに凹凸３だけを設けた場合には、接触率が高くなりすぎる傾向にあるので凹部７の幅を広げなければならず、ざらざら感が増し、見栄えも悪化する。微細凹凸９を設けることで規定の接触率Ｓを得ることができ、また見栄えも向上することになる。

図５は、より実物に近い、具体的な物品１の表面構造を示す断面図であり、凸部５の先端に形成してある微細凹凸９における微細凸部１１の上部周辺及び、凹凸３における凸部５の上部周辺が、指１５の腹１５ａで物品１の表面に触れたときの指１５と物品１とが接触する部位となる。

図６は、評価者の指１５の腹１５ａで物品１の表面に触れたときの、「心地よさ」の指標としての「しっとり感」を、評点５点が最も「しっとり感」があるものとして、接触率Ｓとの関係で評価したものである。ここで、○印は凹凸３の凸部５に微細凹凸９を設けた場合に対応し、×印は微細凹凸９を設けずに凹凸３だけを設けた場合に対応している。

これによれば、「しっとり感」として、標準的な評点３．０付近以上となる場合は、接触率が概ね３５％〜９０％の範囲となっている。

したがって、接触率が３５％未満及び、９０％を超える範囲では、「しっとり感」を得にくく、特に接触率が３５％未満では、「硬い」、「かさかさ」、「ざらざら」、「ごつごつ」といった不快な触感となってしまう。逆に、接触率が９０％を超えると、より平滑な面に近づくことになるので、摩擦力が大きくなりすぎて、引っかかり感が発生し、やはり不快な触感となってしまう。

図６において、接触率を４５％〜８０％の範囲とすることで、「しっとり感」がより一層高まり、より好ましい。

図７は、接触率を４８％とした物品（自動車部品）１の断面形状の一例であり、この物品１の表面形状は、凹凸３の凸部５の上部に微細凹凸９を形成している。微細凹凸９は、微細凸部１１と微細凹部１３とを備えている。

図８（ａ）は、微細凹凸９が無い場合の物品表面の凹凸３に対する接触率を示し、図８（ｂ）は、凹凸３の凸部５の上部に設けた微細凹凸９に対する接触率を示している。この場合、凹凸３に対する接触率を６０％とする一方、微細凹凸９に対する接触率を８０％とすることで、図７に示すような凹凸３に微細凹凸９を形成している物品表面に対する接触率を４８％（＝６０％×８０％）としている。

なお、図８中で実線が、前記図４に示した接触率Ｓ＝（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３＋・・・・＋ｈｎ）／Ｈに対応している。

ところで、「しっとり感」の向上のためには物品の表面の摩擦力を大きくすればよいが、摩擦力が大きすぎると引っかかり感が発生するため、適度な範囲の摩擦力が必要である。摩擦力は［圧力×摩擦係数×接触面積］で表されるが、入力（圧力）は前述のように２００ｇ重で一定とすることができ、摩擦係数も同一材料を想定することで一定となるため、摩擦力は指の物品表面に対する接触面積で予測できる。さらに、この接触面積は、指の腹の面積を一定とみなせるため、物品表面の凹凸形状部と指とが実際に接触した部位を計測し、接触率として代用することができる。

以上のように、本実施形態によれば、物品表面の凹凸形状を、指が物品に接触する面積の割合が３５％〜９０％の範囲となるようにすることで、人が物品に触れたときに、表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感とすることができる。

さらに、上記した物品表面の凹凸形状を、指が物品に接触する面積の割合が４５％〜８０％の範囲となるようにすることで、人が物品に触れたときに、表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感を、より一層向上させることができる。

また、本実施形態によれば、物品表面の凹凸３は凸部５と凹部７とを有し、凸部５の上部に該凸部５と凹部７とからなる凹凸３よりも細かいピッチの微細凹凸９を備えることで、接触率を容易に調整できるとともに、見栄え向上にも寄与することができる。

また、本実施形態によれば、凹凸３の深さＰは７０μｍ以上としている。このため、凹凸３のメリハリがついて、美観が向上する。例えば、シボ模様を凹凸で形成した場合、凹部の深さが７０μｍ未満のように浅い場合には、シボ模様が薄く不明瞭となってしまい、美観が不充分となる。

さらに、本実施形態によれば、微細凹凸９における微細凸部１１の幅を３０μｍとしている。これにより、人が物品に触れたときに、表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感を、極めて効果的に高めることができる。

この際、本実施形態では、微細凹凸９における微細凸部１１の高さを１５μｍとしている。これにより、人が物品に触れたときに、表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感を、さらに高めることができる。

なお、幅３０μｍの微細凸部１１は、凹凸３の凸部５が無くとも、つまり、凹凸３の無い表面に形成しても、表皮材のような「柔らかい」、「しっとり」、「滑らか」といった心地よい触感を、極めて効果的に高めることができる。

また、本実施形態によれば、物品１は、熱可塑性樹脂を用いて射出成形により形成されている。このため、表面に凹凸３を備える物品１を容易に製造することができ。

１ 物品
３ 物品表面の凹凸
５ 凹凸の凸部
７ 凹凸の凹部
９ 凸部先端の微細凹凸
１１ 微細凹凸の微細凸部
１５ 人の指
１５ａ 指の腹（人の肌）
Ｐ 凹凸の深さ
Ｑ 微細凸部の幅
Ｒ 微細凸部の高さ

本発明は、物品の平滑な表面に人の肌が触れたときの肌と物品との接触面積に対する、物品の凹凸を有する表面に人の肌が触れたときの肌と物品との接触面積の割合が、３５％〜９０％の範囲となることを特徴とする。

Claims (6)

1. 表面に凹凸を備えた物品の表面構造において、物品の平滑な表面に人の肌が触れたときの肌と部品との接触面積に対する、物品の凹凸を有する表面に人の肌が触れたときの肌と部品との接触面積の割合が、３５％〜９０％の範囲となることを特徴とする物品の表面構造。
2. 前記割合が、４５％〜８０％の範囲となることを特徴とする請求項１に記載の物品の表面構造。
3. 前記凹凸は凸部と凹部とを有し、前記凸部の上部に前記凹凸よりも細かいピッチの微細凹凸を備え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。
4. 前記凹凸の深さは７０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の物品の表面構造。
5. 前記微細凹凸における微細凸部の幅は３０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の物品の表面構造。
6. 前記微細凹凸における微細凸部の高さは１５μｍであることを特徴とする請求項３または５に記載の物品の表面構造。