模型部件及模型部件的制造方法与流程

模型部件及模型部件的制造方法
1.本技术是申请日为2019年10月30日、申请号为201911046669.3、发明名称为“模型部件及模型部件的制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及模型部件及模型部件的制造方法。


背景技术：

3.在对被称作所谓的塑料模型(日文：
プラモデル
，注册商标)那样的组装模型的部件(也称作零件)，例如玩具的面部进行着色时，进行一处一处地用人的手涂色、利用在彩色部位设有开口部的掩模而用喷雾器进行涂装(参照专利文献1)。而且，还提案利用具备多个打印机和输送机的彩色装置使涂装自动化(参照专利文献2)。
4.专利文献1：日本实公平3
‑
34226号公报
5.专利文献2：日本特开平8
‑
47585号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.然而，实施颜色阶梯性地变浓那样的渐变是需要技能的，并难以使品质稳定。而且，在使用涂装用的彩色装置的情况下，还存在追加的设备投资、设备大型化这样的问题。
8.于是，本发明的目的在于提供以稳定的品质实施了渐变的模型部件及其制造方法。
9.用于解决问题的方案
10.模型部件的发明具有：
11.第1层，其由第1颜色的第1材料形成；以及
12.第2层，其以覆盖所述第1层的至少一部分的方式形成，并由与所述第1颜色不同的第2颜色的第2材料形成，
13.所述第2层构成为包含能够观察确认所述第1层的第1部分以及与所述第1部分连续且无法观察确认所述第1层的第2部分。
14.模型部件的制造方法的发明包含：
15.第1工序，使用第1颜色的第1材料来成型第1层；
16.第2工序，使用与所述第1颜色不同的第2颜色的第2材料以覆盖所述第1层的至少一部分的方式来成型第2层；以及
17.第3工序，使用所述第2颜色的第2材料以覆盖所述第1层的、成型有所述第2层的面的相反侧的面的至少一部分的方式来成型第3层，
18.在所述第2工序中，在所述第1层的所述相反侧的面被支承的状态下成型所述第2层，
19.在所述第3工序中，在所述第2层被支承的状态下成型所述第3层，
20.所述第2层和所述第3层中的至少任一者以包含能够观察确认所述第1层的第1部分以及与所述第1部分连续且无法观察确认所述第1层的第2部分的方式成型。
21.发明的效果
22.采用本发明，能够提供以稳定的品质实施了渐变的模型部件及其制造方法。
附图说明
23.图1是表示与发明的实施方式相对应的模型部件的制造方法的一个例子的流程图。
24.图2是用于说明按照与发明的实施方式相对应的模型部件的制造方法制作的成型物的图。
25.图3是用于说明与发明的实施方式相对应的模型部件的结构的图。
26.图4是用于说明与发明的实施方式相对应的模型部件的剖面结构的图。
具体实施方式
27.以下，参照附图对发明的例示性的实施方式进行说明。另外，在各图中，相同的附图标记表示相同的要素。而且，在各图中，将纸面的上下左右方向设为本实施方式的部件(或零件)的上下左右方向，并在本说明书的说明时使用。另外，本发明在以下说明的实施方式中例示聚苯乙烯作为成型材料，但并不限定于此，并不排除利用其他的材质(聚乙烯、abs等热塑性树脂、热固性树脂、金属等)。
28.首先，按照图1的流程图说明与发明的实施方式相对应的模型部件的制造方法。在s101中，进行用于形成构成模型部件的骨架部分的一次成型层的一次成型。作为一次成型层的成型材料(原材料)，能够使用不透明的聚苯乙烯(ps)或加强聚苯乙烯(kps)。接着，在s102中，进行用于在一次成型层的表面以覆盖一次成型层的半面的方式形成二次成型层的二次成型。作为二次成型层的成型材料，能够使用例如透明或半透明的通用聚苯乙烯(gpps)。接下来在s103中，进行用于在一次成型层的表面的剩余的部分以覆盖一次成型层的方式形成三次成型层的三次成型。二次成型层和三次成型层形成模型部件的外侧表面(外皮部)，但以与二次成型层的厚度以及三次成型层的厚度相对应地，形成为在下侧形成的一次成型层的颜色透过的程度不同。
29.在上述的工序中，构成一次成型层的成型材料具有不透明的颜色(例如蓝、绿、其他的颜色例如实色、金属色、珠光色等)或透明(包含半透明)的颜色(例如蓝、绿、其他的颜色)，另一方面，二次成型层的成型材料和三次成型层的成型材料具有透明或半透明的颜色。例如，在模型部件构成人偶的头发的零件的情况下，构成表面的二次成型层和三次成型层为透明白色(半透明的白色)，相对于此，一次成型层能够设为较浓的蓝色或较浓的绿色等。二次成型层的颜色和三次成型层的颜色与一次成型层的颜色可以为同色系，也可以互相为类似色、相反色。在本实施方式中，通过这样地由不同颜色的成型材料形成一次成型层以及二次成型层和三次成型层，并且使用透明原材料或半透明的原材料形成二次成型层和三次成型层，由此能够以透过看到位于二次成型层和三次成型层的下方的颜色不同的一次成型层的方式表现渐变。
30.而且，对各成型层的成型材料的材质而言，由于使一次成型层、二次成型层以及三
次成型层彼此结合并一体化，因而能够设为共用的材质。在上述的例子中，ps、kps、gpps的性质存在不同，但作为聚苯乙烯而使用了共用的材料。除聚苯乙烯以外，还可以共用地使用例如abs树脂、聚乙烯(pe)等。而且，也可以在一部分层使用不同材质的原材料。
31.包括上述的三个阶段的成型工序的模型部件的制造方法能够使用例如多色成型装置来实施。在各成型工序中，使用与该工序相对应的成型模具。具体而言，使成型材料流入成型模具的浇道槽、用于使各部件成型的成型空间(膜腔)来形成成型物，在冷却后将成型物从成型模具中取出。对由一次成型、二次成型制作而成的成型物而言，安装于接下来的成型工序的成型模具来分别执行二次成型或者三次成型。由于使用了多色成型装置的成型方法本身为众所周知，因此省略更详细的说明。
32.而且，上述对通过使成型工序实施一次而成型一次成型层的情况进行了说明，但也可以根据要成型的一次成型层的厚度将一次成型层分割而使一次成型实施两次。该情况下，所实施的成型工序成为四个阶段。通过分两次地成型一次成型层，能够减少成型时的凹陷、变形，而制作均匀的外观的成型物。
33.接着，参照图2，按照与本实施方式相对应的图1的成型方法对一次成型层到三次成型层的成型步骤进行说明。图2是成型过程中的成型模具和成型物的剖视图。图2的(a)和图2的(b)与s101的一次成型相对应。如图2的(a)所示，成型模具201和成型模具202(阳模和阴模，阳模、阴模的分配也可以相反。)具有与要成型的一次成型层相对应的膜腔203，使成型材料经由未图示的主浇道和副浇道流入该膜腔203，从而形成部件。
34.然后，如图2的(b)所示，在使用了成型模具201和成型模具202的一次成型中制作成型物204。该成型物204包括主浇道、副浇道、一次成型层。成型物204由聚苯乙烯(ps)形成。主浇道以包围部件的周围的方式形成，部件经由副浇道与主浇道连接，由此相对于主浇道固定。而且，主浇道和副浇道对应于用于使成型材料流入成型模具201和成型模具202中的膜腔203的槽。在s101的一次成型中，使成型材料自成型模具201和成型模具202的主浇道槽经由副浇道槽流入膜腔203，在使成型材料填充满了所有的膜腔、主浇道槽以及副浇道槽之后，通过冷却，能够制作包含一次成型层的成型物204。
35.接着，在s102的二次成型中，以覆盖一次成型层的上侧的方式形成二次成型层。图2的(c)和图2的(d)与s102的二次成型相对应。如图2的(c)所示，在成型模具211与成型物204之间形成与要在二次成型中形成的二次成型层相对应的膜腔212，并使成型材料经由未图示的主浇道和副浇道流入该膜腔212。由此，如图2的(d)所示，形成包含二次成型层的成型物213，一次成型层的至少一部分被通用聚苯乙烯(gpps)覆盖。成型物213包括主浇道、副浇道、二次成型层。在本实施方式中，通过自主浇道经由副浇道在一次成型层的上侧的表面形成gpps，从而形成二次成型层。此时，一次成型层的下侧利用成型模具202进行支承，因而成型物204的位置不会变动，而能够以二次成型层的厚度成为期望的厚度的方式准确地形成成型物213。
36.在s102的二次成型中，在将成型物204固定于成型模具211和成型模具202的内侧之后，使成型材料(gpps)自主浇道槽经由副浇道槽流入膜腔212，在使成型材料填充满了所有的膜腔212、主浇道槽以及副浇道槽之后，通过冷却，能够在成型物204的上侧表面形成成型物213。
37.接着，在s103的三次成型中，以覆盖一次成型层的剩余的面的方式形成三次成型
层。图2的(e)以及图2的(f)与s103的三次成型相对应。通过利用成型材料覆盖成型物204的表面中未形成成型物213的面来形成成型物223。在三次成型中，将二次成型中使用的成型模具211配置于下侧，在其上侧配置成型模具221，该成型模具221在其与成型物204之间形成膜腔222。由此，利用成型模具211将形成有成型物213的成型物204的位置固定，能够防止在三次成型中膜腔222的大小产生变动。这样一来，在将形成有成型物213的成型物204固定于成型模具221和成型模具211的内侧之后，使成型材料(gpps)自主浇道槽经由副浇道槽流入膜腔222，在使成型材料填充满了所有的膜腔、主浇道槽以及副浇道槽之后，通过冷却，能够在成型物204的表面形成成型物223。由上所述，能够成型模型部件。
38.在本实施方式中，设为分两次形成覆盖一次成型层的成型层，但假设要在一次的形成工序中形成该成型层的情况下，成型物203以仅由浇道支承的状态被放置于成型模具的膜腔内。在该状态下使成型材料流入时，在成型材料的压力的作用下，成型物203的位置变动，由此膜腔212、222的大小变动，作为结果，可能导致二次成型层的厚度和三次成型层的厚度无法成为预定的厚度。若厚度变动，则在完成的模型部件的外观上无法获得期望的色调，因而对成品率产生影响。相对于此，通过分两次形成覆盖一次成型层的成型层，能够改善成品率。
39.接着，参照图3说明按照图1和图2的制造方法制造出的模型部件的结构的一个例子。图3的(a)是表示利用与本实施方式相对应的成型工序制作出的、作为人偶玩具的头发的一部分的模型部件300的一个例子的图。模型部件300的外侧表面303由二次成型层和三次成型层构成，被二次成型层和三次成型层覆盖的一次成型层的一部分作为连接部301和浇道302暴露于外侧。特别是，浇道302暴露于二次成型层和三次成型层的表面。连接部301和浇道302作为用于与其他部件连接的连接构件发挥功能。
40.图3的(b)是将模型部件300分离成多个成型层而成的分离图。在图3的(b)中，示出了分两次实施一次成型的情况。即，一次成型层由第1成型层311和第2成型层312构成，二次成型层由第3成型层313构成，三次成型层由第4成型层314构成。第1成型层311和第2成型层312形成了模型部件的骨架部，第3成型层313和第4成型层314形成了模型部件的外皮部。以下，为了简洁，将第1成型层311和第2成型层312统称为“骨架部”，将第3成型层313和第4成型层314统称为“外皮部”。而且，在图3的(b)中，将骨架部的表面设为使成型材料无间隙地填充于骨架整体而成的结构，但也可以设为在构件之间包含间隙的梳状或格子状。
41.在本实施方式中，外皮部以覆盖骨架部的方式形成，在外皮部的表面形成有凹凸，利用该凹凸调整厚度。外皮部为形成模型部件200的表面的成型层，并具有与模型的期望的外形相对应的表面。模型部件200为人偶玩具的头发的一部分，因而利用外皮部的表面形状来表现发型。
42.若比较骨架部的外侧表面的形状和外皮部的外侧表面的形状，则构成为包含彼此作为相似形状的部分和非相似形状的部分。相似形状的部分将外皮部的厚度保持为规定值。另一方面，非相似形状的部分以具有与相似形状的部分不同的厚度的方式形成，骨架部的透过外皮部从外侧在视觉上能够确认的颜色与厚度的变化相对应地变化。例如，在外皮部由半透明(例如透明白色)原材料形成且骨架部由蓝色的原材料形成的情况下，穿过透明白色的外皮部，骨架部的蓝色看起来呈白浊。此时，由于在相似形状的部分使外皮部的厚度保持为一定，因而骨架部的穿过半透明的外皮部能够看到的颜色的白浊的程度一定。但是，
若进一步增加外皮部的厚度，则白浊的程度变强，并且在不存在骨架部的部分仅会确认到外皮部的颜色。而且，在外皮部的厚度变薄的情况下，白浊的程度变弱而蓝色变浓，因而通过使厚度变化，能够使浓淡变化。此外，由于以顶端变细的方式构成骨架部的外形，因而能够使头发的颜色表现为从白浊的蓝色逐渐变白的样态。而且，在本实施方式中，以使自外皮部能够观察确认骨架部(的颜色)的部分和不包含骨架部而不能观察确认骨架部(的颜色)的部分连续的方式进行成型，由此能够表现由颜色的变化产生的渐变。在此，在通过将两个以上的成型层结合而获得外皮部的情况下，至少一个成型层具有该结构即可。
43.接着，说明与本实施方式相对应的模型部件300的剖面结构。图4的(a)是例示性地表示图3的(a)的模型部件300中的、将外皮部的厚度保持为规定值的部分的剖面的剖视图。如图4的(a)的剖视图所示，构成模型部件300的外侧的面的外皮部具有厚度d1，且整体的厚度均匀。对于这样构成的部分，在从外侧观察模型部件300的情况下的色彩保持均匀。另一方面，图4的(b)是例示性地表示图3的(a)的模型部件300中的、外皮部的厚度有变化的部分的剖面的剖视图。如图4的(b)的剖视图所示，构成模型部件300的外侧的面的外皮部的一部分具有厚度d1，并且，在其他的部分具有厚度d2、d3，厚度的大小成为d1＜d2＜d3。对于这样构成的部分，越是厚度的大小较大的部分，则外皮部的颜色相对于骨架部的颜色的混色的程度越大，在从外侧观察模型部件300的情况下的色彩的变化越大。例如，在外皮部由透明白色的原材料形成的情况下，厚度越大，则白浊的程度越强，d2处骨架部的色调淡于d1处骨架部的色调，d3处骨架部的色调淡于d2处骨架部的色调。
44.通过这样地使外皮部的厚度局部地、或整体地变化，能够使从外侧观察模型部件300的情况下的色彩不同。此时，在外皮部的厚度连续变厚的部分，外皮部的颜色相对于骨架部的颜色的混色的程度逐渐变大，因而颜色从最浓地透过看到骨架部的颜色的部分开始逐渐变淡而变化成外皮部自身的颜色，因此，观察者能够在模型部件300的表面观察到渐变。
45.渐变的外观能够根据使外皮部的厚度变化的方式的不同而不同。例如，通过使厚度的变化的程度急剧或使厚度的变化的程度平缓，从而使从较浓的颜色向较淡的颜色的变化的方式不同，因此，能够实现不同的渐变表现。而且，也可以使厚度在减小的方向上变化。由此，还能够从较淡的颜色向较浓的颜色变化。
46.如上所述，根据本实施方式，能够提供以稳定的品质实施了渐变的模型部件及其制造方法。