JP2006069178A - 表面に紫外線硬化樹脂塗膜を有する合成樹脂製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面に硬化塗膜を形成した立体的な成形品をポストキュア手法により製造するにあたり、適当なマスキングフィルムを用いることにより、良好な外観を有する成形品を製造する方法を提供すること。
【解決の手段】 合成樹脂製基材シートの一方の表面に紫外線硬化性樹脂塗料を塗布した後、その塗膜上に離型性フィルムとしてポリブチレンテレフタレート系樹脂からなるフィルムを積層し、次いで立体的な製品形状に成形加工した後、紫外線を照射して塗膜を硬化せしめ、最後に離型性フィルムを剥離することを特徴とする。

Description

本発明は、表面に紫外線硬化樹脂塗膜を有する合成樹脂製品の製造方法に関し、詳しくは、成形中及び成形後の塗膜を保護するために適当なマスキングフィルムを用い、成形後に塗膜を硬化させるポストキュア手法により表面硬度の高い塗膜を形成した合成樹脂製品の製造方法に関するものである。

建具、家具、什器、家電製品、電子機器、自動車内装資材などの分野において、合成樹脂シートを真空成形などにより立体的に成形加工した樹脂製品が用いられ、また、成形品の表面には表面硬度を増すために硬化樹脂塗膜などが形成される。

表面に硬化樹脂塗膜を形成した合成樹脂シートを真空成形などの二次加工により立体的に成形すると、塗膜が硬いため二次成形性が悪いので、塗膜が未硬化の状態で成形加工した後に紫外線などを照射して塗膜を硬化させるポストキュア手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、成形中及び成形後の塗膜を保護するため、マスキングフィルムを用いることも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３０３３１８９号公報（第５欄第４７行〜第６欄第２行） 特許第２８７４７７４号公報（第４欄第１５〜２４行）

特許文献１には、成形品に耐磨耗性と耐擦傷性を付与するために半硬化又は未硬化の硬化性樹脂層を形成した化粧シートを成形品と一体化し、その後に放射線を照射して樹脂層を硬化させる手法が開示され、特許文献２には、シート基材上に硬化性樹脂を塗布した後、その塗膜上に離型性フィルムを積層し、次いで放射線を照射して塗膜を硬化させる化粧シートの製造方法が開示され、離型性フィルムの材質として、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンが挙げられている。
しかしながら、合成樹脂製基材シートを用いてポストキュア手法により表面に硬化塗膜を形成した立体的な成形品を製造する際、成形中及び成形後の塗膜を保護するためにマスキングフィルムを用いる場合、その選定基準として、
ａ）基材シートの塑性変形に追随して伸びること
ｂ）塗膜を硬化させるために照射する紫外線を透過すること
ｃ）塗膜の硬化後に容易に剥離できる離型性があること
を考慮しなければならないが、かかる基準をクリアーするためにどのような材質のマスキングフィルムを選択すればよいかについては、特許文献１及び２の開示を含めて、従来知られていなかった。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、本発明の目的は、表面に硬化塗膜を形成した立体的な成形品をポストキュア手法により製造するにあたり、適当なマスキングフィルムを用いることにより、良好な外観を有する成形品を製造する方法を提供することである。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、マスキングフィルムとしてポリブチレンテレフタレート系樹脂からなるフィルムを用いることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨は、合成樹脂製基材シートの一方の表面に紫外線硬化性樹脂塗料を塗布した後、その塗膜上に離型性フィルムとしてポリブチレンテレフタレート系樹脂からなるフィルムを積層し、次いで立体的な製品形状に成形加工した後、紫外線を照射して塗膜を硬化せしめ、最後に離型性フィルムを剥離することを特徴とする表面に紫外線硬化樹脂塗膜を有する合成樹脂製品の製造方法にある。
紫外線硬化性樹脂塗料はアクリル系オリゴマーとアクリル系モノマーを含む塗料組成物であり、アクリル系オリゴマーとしてウレタンアクリレートオリゴマーを含むウレタンアクリレート系樹脂塗料であることが望ましい。

本発明によれば、ポストキュア手法を採用したことにより、二次加工時における基材シートの熱変形が硬化塗膜によって阻害されることがなく、また、離型性マスキングフィルムの使用により、成形中及び成形後の塗膜を保護することができるばかりでなく、マスキングフィルムとしてポリブチレンテレフタレート系樹脂からなるフィルムを用いたので、マスキングフィルムが基材シートの塑性変形に追随してよく伸びるとともに、成形後に塗膜を硬化するために照射する紫外線の透過性がよく、塗膜の硬化後に剥離する際の離型性もよい。その結果、良好な外観を有し、耐磨耗性や耐擦傷性に優れた保護皮膜を有する成形品が得られるものである。

本発明において用いられる合成樹脂製基材シートは、通常、表面に柄模様が印刷された着色化粧シートであり、塩化ビニル樹脂、非晶質ポリエステル、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂など、好ましくは、半硬質塩化ビニル樹脂又は非晶質ポリエステルを用い、顔料、その他添加剤を混合した樹脂組成物をカレンダー成形法や押出成形法によってシート状に成形する。この基材シートの厚さは、通常０．０７５〜０．２５ｍｍ、好ましくは０．１〜０．２ｍｍ程度である。

本発明において基材シートの表面に塗布する紫外線硬化性樹脂塗料は、ポリエステル系樹脂塗料などが使用でき、使用樹脂材料が特に限定されるものではないが、アクリル系オリゴマーとアクリル系モノマーを含む無溶剤又は含溶剤の塗料組成物であり、アクリル系オリゴマーとしてウレタンアクリレートオリゴマーを用いたウレタンアクリレート系樹脂塗料を望ましい具体例として挙げることができる。

上記アクリル系オリゴマーとしては、ウレタンアクリレートオリゴマー、エステルアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、アクリル樹脂アクリレートなどが挙げられるが、ウレタンアクリレートオリゴマーが好ましい。
ウレタンアクリレートオリゴマーとは、高分子量のイソシアネートとヒドロキシル基を有するアクリレートとが化学結合したものであって、その重量平均分子量は通常２０００〜１２０００程度である。
高分子量のイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネートなどの芳香族系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネートなどの脂肪族・脂環属イソシアネートが挙げられる。また、ヒドロキシル基を有するアクリレートとしては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレートなどか挙げられる。
また、アクリル樹脂アクリレートとは、ポリメチルメタクリレートを主成分とするアクリル共重合樹脂中に、予め、カルボキシル基、エポキシ基、ヒドロキシル基などの官能基を持つ（メタ）アクリレートモノマーを共重合せしめ、それぞれの官能基に対応して付加反応する官能基を持つ（メタ）アクリレート系モノマーと付加反応させて二重結合を導入したものである。

上記アクリル系モノマーとしては、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなどが挙げられる。

上記塗料組成物からなる塗膜に紫外線を照射して架橋硬化させるために光開始剤を添加する必要があり、この場合、照射された紫外線によって光開始剤がラジカルを発生し、このラジカルによってアクリレートが重合して硬化する。

本発明において成形中及び成形後の塗膜を保護するために用いられる離型性フィルムを構成するポリブチレンテレフタレート系樹脂は、ポリブチレンテレフタレートのみならず、イソフタル酸、アジピン酸などのテレフタル酸以外のジカルボン酸成分や、ジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、プロピレングリコールなどのブチレングリコール以外のジオール成分を少量共重合したものでもよい。
上記ポリブチレンテレフタレート系樹脂には、各種の添加剤、例えば、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などをフィルムの透明性を損なわない程度に配合することができる。

本発明においては、先ず、基材シートの一方の表面に紫外線硬化性樹脂塗料を塗布する。塗布方法については特に制限がなく、例えば、バーコート法、ロールコート法、ブレードコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法などを使用することができる。

基材シートの表面に紫外線硬化性樹脂塗料を塗布した後、その塗膜上に離型性フィルムとしてポリブチレンテレフタレート系樹脂からなるフィルムを積層し、次いで立体的な製品形状に二次成形加工する。二次成形加工方法としては、真空成形や圧空成形があるが、代表的な成形加工方法として、立体的な表面形状を有する芯材の表面に合成樹脂シートを密着して被覆する真空ラミネート成形を挙げることができる。

二次成形加工後、塗膜上に積層された離型性フィルムを通して紫外線を照射し、未硬化の塗膜を硬化させる。紫外線の照射は、例えば、好ましくは窒素ガス雰囲気下において、表面に塗膜が形成された基材シートを一定速度で通過させ、これに紫外線を照射する方法による。

硬化前後の塗膜表面を保護してきた離型性フィルムは、塗膜の硬化後、必要な時点で最終的に剥離して取り除く。露出した塗膜表面及び塗膜を通して透けて見える成形品の外観は、ポストキュア手法とそれに加えて適当なマスキングフィルムを用いたことにより、良好なものものとなる。

以下、本発明の実施例を挙げるが、本発明はかかる実施例によって何ら限定されるものではない。また、本発明においては、二次成形加工性、離型性、光線透過性及び表面平滑性は、以下に示す試験方法により評価した。

（１）二次成形加工性
基材シートの表面に形成した未硬化塗膜上にマスキングフィルムを積層した状態で加熱して軟化させ、真空ラミネート成形により芯材の表面に積層シートを被覆し、マスキングフィルムの未硬化塗膜との密着性（フィルムと塗膜間における浮きの発生の有無）及び形状追随性（フィルムにおける亀裂や皺の発生の有無）を目視により確認し、以下の基準で評価した。
○ 密着性と形状追随性がともに良好
△ 密着性と形状追随性のいずれかがやや不良
× 密着性と形状追随性のいずれかが不良

（２）離型性
真空成形後、マスキングフィルムを通して未硬化塗膜に紫外線を照射して硬化させた塗膜からマスキングフィルムを剥離し、離型性を以下の基準で評価した。
○ ほとんど抵抗なく容易に剥離する
△ かなり抵抗があるが剥離できる
× 抵抗が大きく剥離できない

（３）光線透過性（紫外線透過性と透明性）、表面平滑性
以下の基準で評価した。
○ 光線透過性と表面平滑性がともに良好
△ 光線透過性と表面平滑性のいずれかがやや不良
× 光線透過性と表面平滑性のいずれかが不良

実施例１
基材シートとして厚さ３００μｍの半硬質塩化ビニル樹脂製シートを用い、その表面に紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂塗料（根上工業社製、ＨＤＰ−Ｍ２０）１００重量部に対して光開始剤（１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、ＩＣ−１８４）３重量部を添加して調製した塗料をバーコーターで塗布した後に乾燥し、均一な厚さ５μｍの塗膜を形成した。次いで、４本ロールラミネーターを用い、基材シートの未硬化塗膜上にマスキングフィルムとして厚さ５０μｍのポリブチレンテレフタレート系樹脂（ポリプラスチックス社製、７００ＦＰ）製の離型性フィルムを８０℃のロール温度で熱ラミネートした。
得られた積層フィルムを二次成形するにあたり、芯材として１０ｃｍ×５ｃｍ、厚さ１５ｍｍの板状体を用い、積層フィルムを９０℃の温度に加熱して軟化させ、真空ラミネート成形により芯材の上面と側面を積層シートで被覆した。
高圧水銀灯（強度１２０Ｗ／ｃｍ）を搭載した紫外線照射装置（アイグラフィックス社製、「アイグランデージ」ＥＣＳ−４０１ＧＸ）を用い、水銀灯の点灯下において、通過速度１０ｍ／分、通過回数２回の条件で上記成形品を通過させることにより、積層された離型性フィルムを通して紫外線を照射して未硬化の塗膜を硬化させた。塗膜の硬化後、離型性フィルムを剥離して取り除き、表面に硬化塗膜を有する成形品を得た。
紫外線照射による塗膜の硬化前後における各評価試験を行い、評価結果を表１に示す。

実施例２
紫外線硬化型樹脂塗料としてポリエステル系樹脂塗料（互応化学工業社製、ＧＸ−１６５）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、塗膜の形成、二次成形及び塗膜の硬化を行った。
実施例１と同じ各評価試験を行い、評価結果を表１に示す。

比較例
離型性フィルムとして表１に示す各種フィルムを用いたこと以外は実施例１と同様にして、塗膜の形成、二次成形及び塗膜の硬化を行った。
実施例１と同じ各評価試験を行い、評価結果を表１に示す。

表１中に記載されたマスキングフィルムの詳細は以下のとおりである。
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート製フィルム
非晶性ＰＥＴ：ジオール成分としてシクロヘキサンジメタノールを３０％含有する変性ポリエチレンテレフタレート（イーストマンケミカル社製、ＧＮ０７１）の製膜品
延伸ＰＥＴ：二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績社製、Ａ４１００）
易成形ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート製フィルム（東洋紡績社製、ソフトシャイン）
ＯＰＰ：二軸延伸ポリプロピレンフィルム（東セロ社製、ＯＰＵ−１）
ＯＰＳ：二軸延伸ポリスチレンフィルム（電気化学工業社製、デンカサーモシート）
ＴＰＸ：ポリトリメチルペンテン製フィルム（三井化学社製、オピュラン）
ＰＦ：フッ素樹脂製フィルム（電気化学工業社製、デンカＤＸフィルム）
粘着性ＬＤＰＥ１：低密度ポリエチレン製マスキングフィルム（サンエー化研社製、サニテクトＰＡＣ３−６０Ｔ）
粘着性ＬＤＰＥ２：低密度ポリエチレン製マスキングフィルム（ノバセル社製、４１００）

表１に示すとおり、比較例における各種フィルムをマスキングに使用した場合には、二次成形加工性と離型性の両方を満足する結果が得られなかったが、これに対し、各実施例においては、二次成形加工性、離型性、光線透過性及び表面平滑性のいずれにおいても良好な結果が得られた。

Claims (2)

1. 合成樹脂製基材シートの一方の表面に紫外線硬化性樹脂塗料を塗布した後、その塗膜上に離型性フィルムとしてポリブチレンテレフタレート系樹脂からなるフィルムを積層し、次いで立体的な製品形状に成形加工した後、紫外線を照射して塗膜を硬化せしめ、最後に離型性フィルムを剥離することを特徴とする表面に紫外線硬化樹脂塗膜を有する合成樹脂製品の製造方法。
2. 紫外線硬化性樹脂塗料がアクリル系オリゴマーとアクリル系モノマーを含む塗料組成物であり、アクリル系オリゴマーとしてウレタンアクリレートオリゴマーを含むウレタンアクリレート系樹脂塗料である請求項１に記載の合成樹脂製品の製造方法。