JP2004255834A

JP2004255834A - 樹脂シートの熱成形方法

Info

Publication number: JP2004255834A
Application number: JP2003051912A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yunoki; 元柚木; Kazumi Koro; 和美紅露
Original assignee: GSI Creos Corp; Otsuka Techno Corp
Current assignee: GSI Creos Corp; Otsuka Techno Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】熱板式真空圧空成形法によって樹脂シートを成形する際に、該樹脂シートの表面を確実に保護することができ、樹脂シートに通気孔の痕が残ることなく、良好な外観の成形品を得ることができる。
【解決手段】熱板式真空圧空成形法により樹脂シートを成形する際に、樹脂シート側の粘着層と、熱板側のポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物からなる圧着層とを接着層を介して積層した保護フィルムを前記樹脂シートに積層する。該保護フィルムの前記圧着層を熱板に圧着させて前記樹脂シートを加熱軟化した後、金型により賦形する。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱板式真空圧空成形法による樹脂シートの熱成形方法に関し、詳しくは、樹脂シートを熱板に圧着して加熱軟化させた後、金型により真空圧空成形して賦形する樹脂シートの熱成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車関係の内装部品や家電部品等は、複数の部品を一体化する傾向にあり、三次元での立体形状が主流となっている。特に意匠性を要求される部位では、複雑な形状や多色化を要求されることが多く、従来の主工法であった多色成形での対応が困難となってきている。そこで最近は、平板状の樹脂シートに多色印刷を施してから真空圧空成形等で三次元に賦形した後、インサート成形するインモールド工法で対応することが多くなってきている。
【０００３】
これらの成形品のうち、特に自動車用のメーター等は、その機能から賦形の際に高い精度が必要となるため、熱成形の加熱においてより均一な加熱が要求される。このため、間接的な加熱方法ではなく、熱板に直接樹脂シートを押し付けて加熱する方法、即ち熱板式が採用されているが、熱板に樹脂シートを押し付けて加熱軟化させた後に真空圧空成形すると、熱板に設けられている通気孔の痕が樹脂シートに転写されて外観不良を起こすことがあった。この問題を解決するため、従来から樹脂シートに保護フィルムを貼付した状態で熱成形することが行われているが、樹脂シートの加熱板側に特殊なインキを印刷した状態で熱成形することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、アクリル樹脂板やポリカーボネート板を熱成形する際に使用する保護フィルムとして、ポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物からなるフィルムの片面に接着剤層を設けた保護フィルムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３０７５４３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平５−３０２０６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特殊なインキを使用するものは、コスト的な問題もあり、用途が一部の成形品に限られてしまう。一方、樹脂シートに保護フィルムを積層する場合は、保護フィルムの材質に大きな影響を受ける。保護フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエチレン／ポリプロピレン共重合体等からなるフィルムの片面に直鎖状低密度ポリエチレン、水添テルペン樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等からなる接着剤層を設けたものが従来から広く用いられている。しかし、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート製の保護フィルムの場合は、成形後の樹脂シートに通気孔の痕は見られないものの、成形品の形状によっては熱成形時の変形に保護フィルムが追従できず、破れや皺が発生したり、保護フィルムの滑りによる模様が発生したりするため、これらの破れ目、皺、滑り模様等がシートに転写されて外観不良を起こしていた。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン／ポリプロピレン共重合体等の保護フィルムの場合は、熱成形時の追従性はよいものの、これらの樹脂の融点が低く、耐熱性に劣るため、加熱温度によっては通気孔の痕が樹脂シートに転写されて外観不良を起こしていた。
【０００７】
さらに、前記ポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物の保護フィルムの場合は、ポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物の表面張力が小さく離型性に優れており、成形時の追従性も良好で通気孔の痕も残らないという利点を有する反面、他の樹脂との接着強度が弱いため、保護フィルムを樹脂シートから剥がすときに、ポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物と接着剤層とが剥離していしまい、樹脂シート側に接着剤層が残ってしまうという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、熱板式真空圧空成形法によって樹脂シートを成形する際に、該樹脂シートの表面を確実に保護することができ、樹脂シートに通気孔の痕が残ることなく、良好な外観の成形品を得ることができる樹脂シートの熱成形方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は熱板式真空圧空成形法により樹脂シートを成形する方法において、樹脂シート側の粘着層と、熱板側のポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物からなる圧着層とを接着層を介して積層した保護フィルムを前記樹脂シートに積層し、該保護フィルムの前記圧着層を熱板に圧着させて前記樹脂シートを加熱軟化した後、金型により賦形することを特徴とし、また、前記圧着層と前記粘着層との接着強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上であるとよい。
【００１０】
また、前記樹脂シートがポリカーボネートであるもの、前記粘着層がポリエチレンであるもの、前記粘着層がエチレン酢酸ビニル共重合体であるものでもよい。さらに、前記粘着層が、接着層側のポリエチレン層と、樹脂シート側のエチレン酢酸ビニル共重合体層とを積層したものでもよく、前記接着層がポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物と１−ブテン系重合体との溶融混練物や、前記接着層がポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物と１−ブテン系重合体とエチレン−ブテン共重合体との溶融混練物であってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の対象となる樹脂シートは、様々なものがあるが、自動車関係の内装部品や家電部品等に多く用いられているポリカーボネート、ＡＢＳ、アクリル等の樹脂シートであり、特に、ポリカーボネート樹脂シートを熱板式真空圧空成形する際に最適な方法である。この樹脂シートは、各種印刷を施したものであってもよい。
【００１２】
本発明では、前記樹脂シートを熱成形する際に、熱板側となる圧着層と、樹脂シート側となる粘着層と、圧着層と粘着層とを接着する接着層とからなる積層構造の保護フィルムを使用する。前記圧着層は、ポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物で形成されている。この４−メチルペンテン−１系樹脂重合体樹脂組成物は、市販されているものを使用可能であり、特に融点に規制されることはなく、加熱温度よりも高い温度、例えば２２０〜２４０℃の融点を有するものを用いればよい。また、このポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物には、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料や染料等の着色剤、無機物質等を添加してもよい。
【００１３】
前記粘着層は、従来の保護フィルムに粘着剤や接着剤として用いられていたものを使用でき、例えば、ポリアクリル酸ブチル、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、これらとスチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプロピレンブロック共重合体等のスチレン−ジエン系共重合体を混合したものの他、低密度ポリエチレン等が挙げられるが、汎用性やコスト等を考慮するとポリエチレンが最適である。さらに、樹脂シートの保護性能、特に樹脂シートに印刷を施したときの保護性能を考慮するとエチレン酢酸ビニル共重合体が好適である。このエチレン酢酸ビニル共重合体は、単独で粘着層としてもよいが、前記ポリエチレン層の樹脂シート側に積層してもよい。この粘着層の厚さは、厚くし過ぎると熱成形の際に滑りが生じるおそれがあるので、３〜５０μｍ程度が好ましく、特に５〜３０μｍが好ましい。
【００１４】
前記接着層は、圧着層と粘着層とを、粘着層と樹脂シートの間の接着強度より高い接着強度、通常は２Ｎ／１５ｍｍ以上の接着強度で接着できれば各種のものを使用できるが、例えば、ポリ４−メチルペンテン−１系重合体組成物と他のポリオレフィン、特に１−ブテン系共重合体やエチレン−ブテン共重合体を溶融混練したものが好適であり、このような溶融混練物を接着層として使用することにより、前記圧着層と前記粘着層とを所定の強度で接着することができる。なお、前記樹脂の溶融混練は、従来公知の方法により行うことができる。
【００１５】
このような圧着層、接着層及び粘着層からなる前記保護フィルムは、通常の押出成形法により製造することができる。すなわち、ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物からなるフィルムを押出成形する際に、接着層及び粘着層を共押出して積層することにより製造できる。また、各層を形成するフィルムを予め個別に製造しておき、これら各層を加熱処理（ラミネート）することによっても製造することができる。
【００１６】
保護フィルムの厚さは、１０〜１５０μｍが適当であり、特に、３０〜１００μｍが好ましい。保護フィルムを厚くし過ぎると、樹脂シートの賦形を阻害したり、成形品の成形精度を悪化させたり、製造コストが嵩むという問題がある。逆に薄くし過ぎると、熱板の通気孔の痕が成形品に転写されたり、保護フィルムが破れたりすることがあり、保護フィルムとしての機能が十分に得られなくなる。
【００１７】
この保護フィルムは、常法により樹脂シートに積層することができる。例えば、保護フィルムの粘着層が樹脂シートに接するようにロールで挟持し、圧力や熱を加えることにより、樹脂シートの片面又は両面に保護フィルムを貼付することができる。また、樹脂シート又は保護フィルムの製造と同時にこれらを積層した状態とすることもできる。
【００１８】
保護フィルムを貼付した樹脂シートの熱成形加工は、通常の方法で行うことができる。例えば、熱板式真空圧空成形装置の金型上に圧着層を熱板に向けて保護フィルム付きの樹脂シートを配設し、熱板に圧着層を吸引させて樹脂シートを所定温度に加熱した後、熱板の通気孔から噴出される圧空、または金型の通気孔からの吸引、或いは圧空、吸引の併用によって樹脂シートを金型に圧着させて、樹脂シートと保護フィルムとを金型形状に賦形することができる。このときの加熱温度等の条件は、樹脂シートを単独で熱成形加工する際の条件をそのまま採用することができる。賦形された樹脂シート、即ち成形品は、保護フィルムを貼付したままの状態で次の工程に送られ、保護フィルムは、所望の工程で樹脂シートから剥離させることができる。また、保護フィルムによって樹脂シートの印刷面も良好に保護することができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物（三井化学株式会社製商品名：ＴＰＸＭＸ０２１）と、ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物と１−ブテン系重合体との溶融混練物と、粘着付与剤であるポリテルペンを３重量％混合した直鎖状低密度ポリエチレンとを共押出しして厚さ７０μｍ（圧着層２１μｍ、接着層１４μｍ、粘着層３５μｍ）の３層のキャストフィルム（保護フィルム）を製造した。この保護フィルムについて、試験速度３００ｍｍ／分、剥離幅１５ｍｍ、温度２３℃でＴ−ピール剥離試験を行ったところ、圧着層と粘着層との間の接着強度は３Ｎ／１５ｍｍであった。
【００２０】
厚さ０．５ｍｍ、幅１０００ｍｍのポリカーボネート樹脂シートの両面に、前記保護フィルムの粘着層を接するようにした状態で直径１５０ｍｍの４本の加熱ロールで４．０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で挟持し、保護フィルムをポリカーボネート樹脂シートの両面に貼付した。得られた保護フィルム付きのポリカーボネート樹脂シートを、通気孔数が６０００個／ｍ^２の熱板に圧着させて１９５℃に加熱した後、１９５℃、３秒で真空圧空成形した。成形後、保護フィルムを剥離してポリカーボネート樹脂シートの表面を観察したが、熱板の通気孔の転写は認められず、保護フィルムの融着痕や破れ目、皺、滑り模様も無かった。
【００２１】
実施例２
ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物（三井化学株式会社製品商品名：ＴＰＸＭＸ００２）と、ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物と１−ブテン系重合体とエチレン・ブテン共重合体との溶融混練物と、メタロセン系低密度ポリエチレンとを共押出しして厚さ５０μｍ（圧着層１５μｍ、接着層１０μｍ、ポリエチレン層２５μｍ）の３層のキャストフィルムを製造した。さらに、このキャストフィルムのポリエチレン層側に、エチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル７％含有）を押出しラミネートし、ポリエチレン層の外側に２０μｍのエチレン酢酸ビニル共重合体層を有する粘着層を形成した。実施例１と同じＴ−ピール剥離試験を行ったところ、圧着層とポリエチレン層との間で剥離が起こり、接着強度は５Ｎ／１５ｍｍであった。
【００２２】
実施例１と同様に、ポリカーボネート樹脂シートにこの保護フィルムを貼付し、熱板で加熱して真空圧空成形を行った。成形後、保護フィルムを剥離してポリカーボネート樹脂シートの表面を観察したが、通気孔の転写は認められず、保護フィルムの融着跡や破れ目、皺、滑り模様も見られなかった。
【００２３】
比較例１
保護フィルムとして、市販の厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート製保護フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にしてポリカーボネート樹脂シートに保護フィルムを貼付し、熱板加熱と真空圧空成形とを行った。成形後、保護フィルムを剥離してポリカーボネート樹脂シートの表見を観察したところ、熱板の通気孔の転写は見られなかったが、全体に滑り模様が見られ、外観不良であった。
【００２４】
比較例２
ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物（三井化学株式会社製品商品名：ＴＰＸＭＸ００２）と、マレイン酸変性ポリエチレン樹脂と、メタロセン系低密度ポリエチレンとを共押出しして厚さ５０μｍ（ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物層１５μｍ、マレイン酸変性ポリエチレン樹脂層１０μｍ、ポリエチレン樹脂層２５μｍ）の３層のキャストフィルムを製造した。さらに、このフィルムのポリエチレン樹脂層側にエチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル７％含有）を２０μｍに押出しラミネートし、保護フィルムを得た。この保護フィルムについて実施例１と同じＴ−ピール剥離試験を行ったところ、ポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物層とマレイン酸変性ポリエチレン層との間で剥離が起こり、接着強度は１．５Ｎ／１５ｍｍであった。その後、実施例１と同様にしてポリカーボネート樹脂シートにこの保護フィルムを貼付し、熱板加熱と真空圧空成形とを行った。成形後、保護フィルムを剥離しようとしたところ、保護フィルムがポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物層とマレイン酸変性ポリエチレン層との間で剥離してしまい、ポリカーボネート樹脂シートにポリエチレン樹脂層以下が残ってしまった。
【００２５】
比較例３
保護フィルムを使用せず、実施例１と同じ条件でポリカーボネート樹脂シートを真空圧空成形したところ、ポリカーボネート樹脂シートの表面に加熱板の通気孔が転写されており、外観不良であった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、熱板式真空圧空成形法によって樹脂シートを熱成形加工する際に、樹脂シートに熱板の通気孔が転写することを防止しながら、保護フィルムの融着、滑り等による外観不良を引き起こすことがないので、樹脂シートの熱成形加工を効率よく低コストで行うことができる。

Claims

熱板式真空圧空成形法により樹脂シートを成形する方法において、樹脂シート側の粘着層と、熱板側のポリ４−メチルペンテン−１系重合体樹脂組成物からなる圧着層とを接着層を介して積層した保護フィルムを前記樹脂シートに積層し、該保護フィルムの前記圧着層を熱板に圧着させて前記樹脂シートを加熱軟化した後、金型により賦形することを特徴とする樹脂シートの熱成形方法。
前記圧着層と前記粘着層との接着強度が２Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。
前記樹脂シートがポリカーボネートであることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。
前記粘着層がポリエチレンであることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。
前記粘着層がエチレン酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。
前記粘着層が、接着層側のポリエチレン層と、樹脂シート側のエチレン酢酸ビニル共重合体層とを積層したものであることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。
前記接着層がポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物と１−ブテン系重合体との溶融混練物であることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。
前記接着層がポリ４−メチルペンテン−１系樹脂重合体組成物と１−ブテン系重合体とエチレン−ブテン共重合体との溶融混練物であることを特徴とする請求項１記載の樹脂シートの熱成形方法。