JP2006181906A - プラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、大型プラスチックミラー等の高精度なプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体に関する。
【解決手段】プラスチック積層体製造装置１は、プラスチック積層部材１２にラミネートされている中間部材１３のみを軟化変形させた状態で、プラスチック基材１１でプラスチック積層部材１２を下型部材６の鏡面８に押圧して、プラスチック積層部材１２を、プラスチック基材１１と密着一体化させるとともに、鏡面８の形状に補正加工するが、このとき、プラスチック基材１１の裏面を、シリコーン樹脂等の弾性部材であるバックアップ部材９を介して上型部材７と接触させている。したがって、プラスチック基材１１の裏面と上型部材７との間の隙間を無くして完全に密着した状態で上型部材７でプラスチック基材１１を加圧することができ、鏡面８を忠実に転写することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体に関し、詳細には、大型プラスチックミラー等の高精度なプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体に関する。

複写機、レーザプリンタ等の光走査に用いられるｆθミラー、プロジェクションテレビ等の光路屈曲用の大型ミラー、フライトシュミレータやアミューズメント用途の画像表示に用いられる大型ミラーには、軽量化、低コスト化、多品種少量生産に対応するため等の理由により、プラスチック製のミラーが多用されてきている。

また、大型ミラーは、その形状精度を維持するために剛性が必要であり、一般的な外装部品と比較して、肉厚となっている。

このようなプラスチック製のミラーの製造方法としては、従来、製造コストが低く、大量生産に適した射出成形方法が用いられ、成形後に真空蒸着によって金属反射膜が形成されることで、製造されている。

そして、射出成形法においては、加熱溶融した樹脂材料を金型内に射出充填した後、冷却固化させるが、この冷却工程において、金型内の樹脂圧力や樹脂温度を均一に保つことで、所望の形状精度を確保することができる。

ところが、プロジェクションテレビ等の光路屈曲用のミラー、フライトシュミレータやアミューズメント用途の画像表示に用いられる大型ミラーのように、製造対象のミラーの形状が厚肉で、大型になると、ミラーの中心部と周辺部で冷却速度が異なり、体積収縮量が異なったものとなって、ひけが生じたり、形状精度が悪化するという問題があった。

また、ミラーを製造する場合、従来、射出成形したプラスチック成形体に、金属反射膜を形成することで、ミラーを製造している。そして、この金属反射膜の形成は、通常、成形後に、真空蒸着によるバッチ処理で行われているため、プラスチック成形体の加工設備に加えて、さらに、別に、金属反射膜を形成するための蒸着設備が必要になるだけでなく、金属反射膜を形成する対象の形状が大きくなると、１バッチあたりの取り数が少なくなり、蒸着コストが大きくなるとう問題も生じる。

そこで、本出願人は、先に、予め略最終形状に加工されたプラスチック母材と、反射膜の形成されたプラスチックフィルムとを金型キャビティ内に挿入した後、金型をプラスチック母材のガラス転移温度以上に加熱し、樹脂内圧を発生させてフィルム表面に金型鏡面を転写させ、金型を徐冷してプラスチック母材が熱変形温度以下になった後に取り出すプラスチックミラーの製造方法及びその製造装置及びプラスチック成形品の製造方法を提案している（特許文献１参照）。

特開平６−１８２７８３号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、プラスチック母材をガラス転移温度以上から熱変形温度までゆっくりさせることで加工時の温度分布や圧力分布が生じることなく高精度な面転写を実現するとともに、プラスチックフィルムに予め金属反射膜を形成しておくことで蒸着コストを低減しているが、熱容量の大きいプラスチック母材自体をガラス転移温度以上に加熱し、その後、熱変形温度以下までゆっくりと冷却するといった工程が必要であるため、加工時間が長くなり、生産性を向上させる上で改良の必要があった。

そこで、本発明は、均一な圧力をプラスチック基材全域に付加できるようにして、プラスチック積層体を高精度に製造することのできるプラスチック積層体の製造方法及び当該製造方法で製造するプラスチック積層体を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明のプラスチック積層体の製造方法は、少なくとも一方が最終形状に加工された転写面の形成されている上型と下型からなる一対の金型の間に、予め略最終形状に加工されたプラスチック基材と少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材を、当該プラスチック積層部材が前記転写面の形成されている金型側に位置する状態で配設して、少なくとも前記プラスチック積層部材の１つ以上を軟化変形させた状態で、前記上型と前記下型を相対移動させて、前記プラスチック基材で前記プラスチック積層部材を前記金型の前記転写面に押圧して、当該プラスチック積層部材を、前記プラスチック基材と密着一体化させるとともに、前記転写面形状に補正加工するプラスチック積層体の製造方法であって、前記プラスチック基材と当該プラスチック基材を押圧する前記金型との間に、所定のバックアップ部材を挿入し、前記加圧時に、当該金型で当該バックアップ部材を前記プラスチック基材に接触させた状態で加圧することにより、上記目的を達成している。

この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記バックアップ部材は、所定量変形可能な部材で形成され、前記加圧時に、前記金型によって押圧されることで、前記プラスチック基材の形状に応じて変形して、当該プラスチック基材と密着した状態で当該プラスチック基材を接触加圧するものであってもよい。

また、例えば、請求項３に記載するように、前記バックアップ部材は、弾性部材で形成されているものであってもよい。

さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記バックアップ部材は、所定量変形可能な密閉容器内に所定の液体または気体が封入されているものであってもよい。

また、例えば、請求項５に記載するように、前記プラスチック積層体の製造方法は、前記バックアップ部材が、所定の固化処理が行われることで、軟化状態から固化状態に遷移する状態遷移部材であり、前記加圧に際して軟化状態で当該バックアップ部材を前記プラスチック基材と前記金型との間に挿入した後、前記金型によって当該バックアップ部材を押圧して、当該プラスチック基材を前記プラスチック積層部材に接触させて当該プラスチック基材と当該バックアップ部材とを密接させた状態で前記固化処理を行った後、当該金型で当該バックアップ部材を当該プラスチック基材に密着させた状態で加圧してもよい。

さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記バックアップ部材は、前記固化処理として光照射が行われることで、軟化状態から固化状態に遷移する光硬化性樹脂であってもよい。

また、例えば、請求項７に記載するように、前記バックアップ部材は、前記固化処理として冷却処理が行われることで、軟化状態から固化状態に遷移し、加熱処理が行われることで、固化状態から軟化状態に遷移する熱可塑性樹脂であってもよい。

さらに、例えば、請求項８に記載するように、前記プラスチック基材は、略均肉形状であってもよい。

また、例えば、請求項９に記載するように、前記バックアップ部材と接触して前記プラスチック基材を押圧する前記金型は、少なくとも当該バックアップ部材と接触する面が、平面形状であってもよい。

さらに、例えば、請求項１０に記載するように、前記プラスチック積層体の製造方法は、前記プラスチック積層部材と前記プラスチック基材との間に、当該プラスチック積層部材とは異なる第２のプラスチック積層部材を挿入し、前記加圧時に、当該第２のプラスチック積層部材のみを軟化させて変形させてもよい。

請求項１１記載の発明のプラスチック積層体は、予め略最終形状に加工されたプラスチック基材と少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材が、少なくとも一方が最終形状に加工された転写面の形成されている上型と下型からなる一対の金型の間に配置されて、少なくとも前記プラスチック積層部材の１つ以上を軟化変形させた状態で、前記上型と前記下型が相対移動されて当該プラスチック基材で前記プラスチック積層部材が前記金型の前記転写面に押圧されて、当該プラスチック積層部材が、前記プラスチック基材と密着一体化されるとともに、前記転写面形状に補正加工されて製造されるプラスチック積層体であって、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のプラスチック積層体の製造方法で製造されることにより、上記目的を達成している。

この場合、例えば、請求項１２に記載するように、前記プラスチック積層体は、前記プラスチック積層部材として、予め反射膜の形成された反射フィルムを用いて製造された反射ミラーであってもよい。

また、例えば、請求項１３に記載するように、前記プラスチック積層体は、前記プラスチック積層部材である反射フィルムと前記プラスチック基材との間に、当該反射フィルムとは異なる第２のプラスチック積層部材が挿入され、前記加圧時に、当該第２のプラスチック積層部材のみが軟化された状態で変形されて製造された反射ミラーであってもよい。

本発明のプラスチック積層体の製造方法によれば、少なくともプラスチック積層部材の１つ以上を軟化変形させた状態で、プラスチック基材でプラスチック積層部材を金型の転写面に押圧して、当該プラスチック積層部材を、プラスチック基材と密着一体化させるとともに、転写面形状に補正加工するプラスチック積層体を製造する際に、プラスチック基材を押圧する金型とプラスチック基材との間にバックアップ部材を介在させているので、プラスチック基材と金型との間にバックアップ部材を充填させて隙間が発生させることを防止することができ、均一な圧力をプラスチック基材全域に付加して、プラスチック積層体を高精度に製造することができる。

また、本発明のプラスチック積層体は、予め略最終形状に加工されたプラスチック基材と少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材を、少なくとも一方が最終形状に加工された転写面の形成されている上型と下型からなる一対の金型の間に配置して、少なくともプラスチック積層部材の１つ以上を軟化変形させた状態で、上型と下型を相対移動して当該プラスチック基材でプラスチック積層部材を金型の転写面に押圧して、当該プラスチック積層部材を、プラスチック基材と密着一体化させるとともに、転写面形状に補正加工して製造するに際して、プラスチック基材を押圧する金型とプラスチック基材との間にバックアップ部材を介在させているので、プラスチック基材と金型との間にバックアップ部材を充填させて隙間が発生させることを防止して、均一な圧力をプラスチック基材全域に付加した状態で製造され、高精度なものとすることができる。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１〜図４は、本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第１実施例を適用したプラスチック積層体製造装置１の正面概略構成図である。なお、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、例えば、リアプロジェクション用の光路屈曲用に用いられる２００×２００ｍｍの大型曲面反射ミラーの製造等に用いることができる。

図１において、プラスチック積層体製造装置１は、下側ダイプレート２、上側ダイプレート３及びタイバー４を有したプレス機５を備えている。

プレス機５は、下側ダイプレート２に対して鉛直方向に延在する状態でタイバー４が設置されており、上側ダイプレート３は、図１に両矢印で示すように、タイバー４に沿って上下方向に移動可能となっていて、下側ダイプレート２との間に所定の圧力を付加することができる構造となっている。なお、プレス機５は、上側ダイプレート３が移動する場合だけでなく、下側ダイプレート２が移動してもよく、また、下側ダイプレート２と上側ダイプレート３の双方が移動するようになっていてもい。

そして、下側ダイプレート２には、下型部材６が固定されており、上側ダイプレート３には、上型部材７が固定されている。上型部材７の下型部材６に対向する側の面は、平面形状に形成されており、下型部材６の上型部材７に対向する側の面は、所望の形状に加工された鏡面（転写面）８が形成されている。

上型部材７には、上述のように、下型部材６に対向する側の平面に形成されている面に、バックアップ部材９が固定されおり、バックアップ部材９は、所定の弾性を有する弾性部材、例えば、シリコーン樹脂で形成されている。なお、バックアップ部材９に使用する弾性部材としては、シリコーン樹脂に限るものではなく、例えば、ふっ素系ゴム、エラストマー等を用いることができる。

また、下型部材６、上型部材７には、ヒータ１０が設けられており、下型部材６及び上型部材７を加熱する手段としては、ヒータ１０に限るものではなく、例えば、高周波加熱、赤外線ヒーター加熱、温風加熱等の非接触な加熱手段を用いてもよい。

そして、プラスチック積層体製造装置１は、上記下型部材６と上型部材７との間に、プラスチック基材１１と第１のプラスチック積層部材としてのプラスチック積層部材１２が、転写面である鏡面８の形成されている下型部材６側にプラスチック積層部材１２が位置する状態で、配置され、このプラスチック積層部材１２のプラスチック基材１１側の面に、第２のプラスチック積層部材としての中間部材１３が積層されている。

このプラスチック基材１１は、例えば、軟化温度１５０℃のポリカーボネイト樹脂を使用して、予め略最終形状に加工されており、プラスチック基材１１の製造は、精度を要求しないため、生産性を考慮して、射出成形を用いるのが好適であるが、プラスチック基材１１の生産方法は、何ら限定されるものではない。

プラスチック積層部材１２は、本実施例では、軟化温度２６０℃のポリエチレンテレフタレート樹脂で形成された反射フィルム（プラスチックフィルム）が用いられており、下型部材６上に固定配置される。

このプラスチック積層部材１２には、図示しないが、鏡面８の形成されている下型部材６側の面に、予め真空蒸着によってアルミ反射膜及び経時劣化防止のためＳｉＯの保護膜が形成されており、その裏面に、上記中間部材１３がラミネートされている。この中間部材１３は、軟化温度が１００℃のウレタン樹脂がプラスチック積層部材１２の裏面に予めラミネートされることで、配設されている。

なお、上記プラスチック基材１１、プラスチック積層部材１２及び中間部材１３の構成部材としては、上述した構成に限定されるものではないが、要は、中間部材１３のみを軟化させることが重要であり、上述のように、プラスチック基材１１及びプラスチック積層部材１２として、その軟化温度が中間部材１３の軟化温度より高い部材のものを用いることが望ましい。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、プラスチック基材１１とプラスチック積層部材１２を加圧一体化するときに、型部材（金型）６、７、特に、鏡面８の加工精度やプラスチック基材１１の形状を要求することなく、プラスチック基材１１のフィルム積層部材１２の裏面と型部材の隙間をなくして接触できるようにしたことを特徴としている。

すなわち、プラスチック積層体の製造方法として、例えば、図２（ａ）に示すように、下型部材１０１と上型部材１０２との間に、プラスチック基材１０３と中間部材１０４の積層されているプラスチック積層部材１０５を、鏡面１０１ａの形成されている下型部材１０１側にプラスチック積層部材１０５が位置するように配置して、矢印で示すように、中間部材１０４のみを加熱・軟化させて、上型部材１０２を下型部材１０１方向に移動させて、図２（ｂ）に示すように、加圧一体化する方法で成形すると、加圧時に軟化した中間部材１０４を変形させることで、プラスチック基材１０１の形状誤差を補正して下型部材１０１の鏡面１０１ａの形状を忠実にフィルムであるプラスチック積層部材１０５の面に転写することができる。また、この場合、軟化させる中間部材１０４の厚みは下型部材１０１の鏡面１０１ａの形状に対するプラスチック基材１０３の形状誤差分だけあれば良い。すなわち、非常に薄い中間部材１０４のみを加熱・冷却すればよいため、加工時間を非常に短くかつ高精度なミラーを作製することができ、また、プラスチック積層部材１０５に予め金属反射膜が形成されているため、蒸着コストも低減することができる。

ところが、上述のように、下型部材１０１と上型部材１０２との間に、単に、プラスチック基材１０３と中間部材１０４の積層されているプラスチック積層部材１０５を、鏡面１０１ａの形成されている下型部材１０１側にプラスチック積層部材１０５が位置するように配置して、中間部材１０４のみを加熱・軟化させて、上型部材１０２を下型部材１０１方向に移動させて、加圧一体化する方法で成形すると、プラスチック基材１０３と上型部材１０２とは固体同士で接触して押圧されることとなるため、図２(a)、（ｂ）に丸部（Ａ部分）に示すように、当該プラスチック基材１０３と上型部材１０２との接触面に隙間があると、加圧時にプラスチック基材１０３に付加される圧力が不均一となり、形状精度が悪化することとなる。

そこで、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、プラスチック基材１１と直接接触してプラスチック基材１１を押圧する型部材との間、すなわち、本実施例のプラスチック積層体製造装置１では、上型部材７とプラスチック基材１１との間に、所定の弾性を有するバックアップ部材１１を配置して、当該バックアップ部材１１を介して上型部材７でプラスチック基材１１を押圧することで、プラスチック基材１１と上型部材７の接触面に隙間が発生することを防止し、加圧時にプラスチック基材１１に付加される圧力が均一となるようにして、形状精度を向上させる。

以下、製造工程順に、図４に基づいて、製造方法を説明する。なお、以下の図面では、プレス機５を省略している。

プラスチック積層体製造装置１は、まず、図４（ａ）に示すように、中間部材１３のラミネートされているプラスチック積層部材（反射フィルム）１２を、鏡面８の形成されている下型部材６上に固定配置して、この下型部材６に固定されているプラスチック積層部材１２を、図示しない真空吸引装置によって、鏡面８に沿うように変形させる。

次に、プラスチック積層体製造装置１は、例えば、図示しない搬送装置等により、図４（ｂ）に示すように、プラスチック基材１１を、上記変形されているプラスチック積層部材１２の上部から下型部材６の鏡面８内に挿入する。このとき、上型部材７及び下型部材６を、ヒータ１０によって、予め構成部材全ての軟化温度以下の所定温度、例えば、８０℃まで昇温する。

次に、プラスチック積層体製造装置１は、上側ダイプレート３を下降させて、この上側ダイプレート３に固定されている上型部材７を、図４（ｃ）に矢印で示すように、下型部材６方向に下降させる。

上型部材７が下型部材６方向に下降することで、上型部材７に固定されているバックアップ部材９が、プラスチック基材１１の裏面に接触し、さらに、上側ダイプレート３が下降すると、図４（ｃ）に示すように、バックアップ部材９が、プラスチック基材１１の形状にならうように弾性変形しはじめる。

次に、プラスチック積層体製造装置１は、図４（ｄ）に示すように、バックアップ部材９が完全にプラスチック基材１１の形状にならった状態となって接触密着した後も、さらに上側ダイプレート３を下降させ、プラスチック基材１１と反射フィルムであるプラスチック積層部材１２との間に圧力を付加する。

プラスチック積層体製造装置１は、この後、鏡面８の加工されている下型部材６のみをヒータ１０によって、中間部材１３の軟化温度以上である所定温度、例えば、中間部材１３がウレタン樹脂である場合、１２０℃まで加熱する。ウレタン樹脂である中間部材１３は、軟化温度以上に加熱されることで、軟化変形して、図４（ｄ）に示すように、プラスチック積層部材１２と鏡面８を完全に密着させる。

次に、プラスチック積層体製造装置１は、中間部材１３の軟化温度以下の所定温度、例えば、８０℃まで冷却した後、図４（ｅ）に示すように、上側ダイプレート３を上昇させることで上型部材７を上昇させて、図４（ｆ）に示すように、バックアップ部材９とプラスチック基材１１を剥離させ、プラスチック基材１１、中間部材１３及びプラスチック積層部材１２から構成されるプラスチック積層体である一体化ミラー２０を、図示しない搬送装置等で取り出す。

そして、バックアップ部材９は、図４（ｅ）に示すように、プラスチック基材１１から剥離されると、自己の弾性によって加圧前の形状に復元する。なお、下型部材６は、中間部材１３の軟化温度以下の所定温度、例えば、８０℃まで予め加熱されているので、ミラー２０の取り出し時に上下の型部材６、７に温度差がなく、温度差による反りの発生等の問題を防止することができる。

このように、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、積層されているプラスチック基材１１を上型部材７で加圧するときに、プラスチック基材１１の裏面を、シリコーン樹脂等の弾性部材であるバックアップ部材９を介して、上型部材７と接触させている。

したがって、弾性部材であるバックアップ部材９が、加圧時にプラスチック基材１１の裏面の形状に沿った状態で変形して、プラスチック基材１１の裏面と上型部材７との間の隙間を無くして完全に密着した状態で上型部材７でプラスチック基材１１を加圧することができ、加圧時の鏡面８内の圧力分布を均一して、鏡面８を忠実に転写することができる。

また、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、弾性体であるバックアップ部材９が自在に３次元形状に変形可能であるため、ミラー等のように転写面形状（鏡面８の形状）が曲面の場合であっても、プラスチック基材１１の裏面も曲面として、略筋肉形状の製品を作製することができ、製品を軽量化することができる。

さらに、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、上型部材７のプラスチック基材１１側の形状が平面形状となっているが、上型部材７のプラスチック基材１１側の形状としては、平面形状に限定されるものではなく、他の形状であっても良いが、平面形状とすることで、上型部材７の形状を簡素で加工容易なものとすることができ、製造コストを低減させることができる。

また、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、バックアップ部材９として弾性部材を用いているため、変形・復元を繰り返すことができ、成形毎に交換するといった必要がなく、製造コストを低減させることができる。

さらに、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、バックアップ部材９として弾性部材を用いているため、裏面形状に合わせて自在に変形し、成形品形状が異なっても、成形品形状に応じた鏡面８の加工された下型部材６を交換するだけで異なる形状の成形品としてのプラスチック積層体を製造することができ、同一の上型部材７及びバックアップ部材９を用いて複数種の成形品の加工に対応することができ、製造コストをより一層削減することができる。

また、本実施例のプラスチック積層体製造装置１は、バックアップ部材９として弾性部材を用いているため、クッション性があり、プラスチック積層部材１２と鏡面８が接触するときの衝撃を和らげることができ、プラスチック積層部材１２や鏡面８が傷つくのを防止することができる。

そして、本実施例のプラスチック積層体製造装置１を用いて成形品であるプラスチック積層体としてプラスチックミラーを製造する場合、プラスチック積層部材１２として、予め反射膜の形成されているプラスチックフィルム、例えば、反射フィルムを用いると、従来のようにバッチ処理後に反射膜を蒸着する場合と比較して、蒸着費を低減することができるだけでなく、第２のプラスチック積層部材である中間部材１３のみを加熱軟化することで、反射膜の形成されているプラスチック積層部材１２は軟化せず、プラスチック積層部材１２に形成されている反射膜を、亀裂を発生させることなく維持することができ、反射率の高いミラーを作製することができる。

図５は、本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第２実施例を適用したプラスチック積層体製造装置３０の正面概略構成図である。

なお、本実施例のプラスチック積層体製造装置３０は、上記第１実施例のプラスチック積層体製造装置１と同様のプラスチック積層体製造装置に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例のプラスチック積層体製造装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図５において、プラスチック積層体製造装置３０は、下側ダイプレート２、上側ダイプレート３及びタイバー４を有したプレス機５を備えており、プレス機５は、上側ダイプレート３が、図５に両矢印で示すように、タイバー４に沿って上下方向に移動可能となっていて、下側ダイプレート２との間に所定の圧力を付加することができる構造となっている。

そして、下側ダイプレート２には、下型部材６が固定されており、上側ダイプレート３には、上型部材７が固定されている。上型部材７の下型部材６に対向する側の面は、平面形状に形成されており、下型部材６の上型部材７に対向する側の面は、所望の形状に加工された鏡面（転写面）８が形成されている。

上型部材７には、上述のように、下型部材６に対向する側の平面に、中空の容器３１が固定されおり、容器３１は、所定量変形可能な部材、例えば、樹脂等で所定容量の大きさに形成されている。

容器３１には、その中空内部に連通する状態で注入装置３２が接続されており、注入装置３２は、図示しないタンク内に収納されている流動性バックアップ部材３３、例えば、所定の液体または気体を当該容器３１内に注入して密閉する。また、下型部材６、上型部材７には、ヒータ１０が設けられている。

そして、プラスチック積層体製造装置３０は、第１実施例のプラスチック積層体製造装置１の場合と同様に、上記下型部材６と上型部材７との間に、プラスチック基材１１とプラスチック積層部材１２が、転写面である鏡面８の形成されている下型部材６側にプラスチック積層部材１２が位置する状態で、配置され、このプラスチック積層部材１２のプラスチック基材１１側の面に、第２のプラスチック積層部材としての中間部材１３が積層されている。

プラスチック積層部材１２は、本実施例では、軟化温度２６０℃のポリエチレンテレフタレート樹脂で形成された反射フィルム（プラスチックフィルム）が用いられており、下型部材６上に固定配置される。

このプラスチック積層部材１２には、図示しないが、鏡面８の形成されている下型部材６側の面に、予め真空蒸着によってアルミ反射膜及び経時劣化防止のためＳｉＯの保護膜が形成されており、その裏面に、上記中間部材１３がラミネートされている。この中間部材１３は、軟化温度が１００℃のウレタン樹脂がプラスチック積層部材１２の裏面に予めラミネートされることで、配設されている。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のプラスチック積層体製造装置３０は、バックアップ部材として、変形可能な容器３１内に注入した流動性バックアップ部材３３を用いている。

そして、プラスチック積層体製造装置３０は、上記第１実施例のプラスチック積層体製造装置１と同様に、まず、中間部材１３のラミネートされているプラスチック積層部材１２を、鏡面８の形成されている下型部材６上に固定配置して、この下型部材６に固定されているプラスチック積層部材１２を、図示しない真空吸引装置によって、鏡面８に沿うように変形させる。

次に、プラスチック積層体製造装置３０は、例えば、図示しない搬送装置等により、プラスチック基材１１を、上記変形されているプラスチック積層部材１２の上部から下型部材６の鏡面８内に挿入する。このとき、上型部材７及び下型部材６を、ヒータ１０によって、予め構成部材全ての軟化温度以下の所定温度、例えば、８０℃まで昇温する。

次に、プラスチック積層体製造装置３０は、図５に下方向の矢印で示すように、上側ダイプレート３を下降させて、この上側ダイプレート３に固定されている上型部材７を、下型部材６方向に下降させる。

上型部材７が下型部材６方向に加工することで、上型部材７に固定されているバックアップ部材９が、プラスチック基材１１の裏面に接触し、さらに、上側ダイプレート３が下降すると、流動性バックアップ部材３３の封入されている容器３１が、プラスチック基材１１の形状にならうように弾性変形しはじめる。

次に、プラスチック積層体製造装置３０は、流動性バックアップ部材３３の封入されている容器３１が完全にプラスチック基材１１の形状にならった状態となって接触密着した後も、さらに上側ダイプレート３を下降させ、プラスチック基材１１と反射フィルムであるプラスチック積層部材１２との間に圧力を付加する。

プラスチック積層体製造装置３０は、この後、鏡面８の加工されている下型部材６のみをヒータ１０によって、中間部材１３の軟化温度以上である所定温度、例えば、中間部材１３がウレタン樹脂である場合、１２０℃まで加熱する。ウレタン樹脂である中間部材１３は、軟化温度以上に加熱されることで、軟化変形して、プラスチック積層部材１２と鏡面８を完全に密着させる。

次に、プラスチック積層体製造装置３０は、中間部材１３の軟化温度以下の所定温度、例えば、８０℃まで冷却した後、上側ダイプレート３を上昇させることで上型部材７を上昇させて、流動性バックアップ部材３３の封入されている容器３１とプラスチック基材１１を剥離させ、プラスチック基材１１、中間部材１３及びプラスチック積層部材１２から構成されるプラスチック積層体である一体化ミラーを、図示しない搬送装置等で取り出す。

このように、本実施例のプラスチック積層体製造装置３０は、変形可能な容器３１に流動性バックアップ部材３３を封入してバックアップ部材として利用しているため、加圧時にプラスチック基材１１の裏面形状に沿って変形可能な容器３１に封入されている流動性バックアップ部材３３が変形して、プラスチック基材１１の裏面と上型部材７との間の隙間を無くして完全に密着した状態で上型部材７でプラスチック基材１１を加圧することができ、加圧時の鏡面８内の圧力分布を均一して、鏡面８を忠実に転写することができる。

図６及び図７は、本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第３実施例を示す図であり、図６は、本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第３実施例を適用したプラスチック積層体製造装置４０の正面概略構成図である。

なお、本実施例のプラスチック積層体製造装置４０は、上記第１実施例のプラスチック積層体製造装置１と同様のプラスチック積層体製造装置に適用したものであり、本実施例の説明においては、上記第１実施例のプラスチック積層体製造装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図６において、プラスチック積層体製造装置４０は、下側ダイプレート２、上側ダイプレート４１及びタイバー４を有したプレス機４２を備えており、プレス機４２は、上側ダイプレート４１が、図６に両矢印で示すように、タイバー４に沿って上下方向に移動可能となっていて、下側ダイプレート２との間に所定の圧力を付加することができる構造となっている。なお、プレス機５は、上側ダイプレート４１が移動する場合だけでなく、下側ダイプレート２が移動してもよく、また、下側ダイプレート２と上側ダイプレート４１の双方が移動するようになっていてもい。

そして、下側ダイプレート２には、下型部材６が固定されており、上側ダイプレート３には、上型部材４３が固定されている。

この上型部材４３は、紫外線透過可能な部材、例えば、石英ガラスで形成されており、上側ダイプレート４１には、上型部材４３の取付部分に上型部材４３側に開口する凹部４１ａが形成されていて、当該凹部４１ａ内に、紫外線照射装置４４が配設されている。

上型部材４３の下型部材６に対向する側の面は、平面形状に形成されており、下型部材６の上型部材７に対向する側の面は、所望の形状に加工された鏡面８が形成されている。

また、下型部材６、上型部材４３には、温度制御手段としてヒータ１０が設けられている。

そして、プラスチック積層体製造装置４０は、第１実施例のプラスチック積層体製造装置１の場合と同様に、上記下型部材６と上型部材７との間に、プラスチック基材１１と第１のプラスチック積層部材としてのプラスチック積層部材１２が、転写面である鏡面８の形成されている下型部材６側にプラスチック積層部材１２が位置する状態で、配置され、このプラスチック積層部材１２のプラスチック基材１１側の面に、第２のプラスチック積層部材としての中間部材１３が積層されている。

プラスチック積層部材１２は、本実施例では、軟化温度２６０℃のポリエチレンテレフタレート樹脂で形成された反射フィルム（プラスチックフィルム）が用いられており、下型部材６上に固定配置される。

このプラスチック積層部材１２には、図示しないが、鏡面８の形成されている下型部材６側の面に、予め真空蒸着によってアルミ反射膜及び経時劣化防止のためＳｉＯの保護膜が形成されており、その裏面に、上記中間部材１３がラミネートされている。この中間部材１３は、軟化温度が１００℃のウレタン樹脂がプラスチック積層部材１２の裏面に予めラミネートされることで、配設されている。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のプラスチック積層体製造装置４０は、紫外線硬化樹脂４５（図７参照）をバックアップ部材として用いている。

以下、製造工程順に、図７に基づいて、製造方法を説明する。まず、図７（ａ）に示すように、下型部材６側に突出した凹曲面形状に形成されているプラスチック基材１１の上型部材７側の凹部内に、バックアップ部材としての紫外線硬化樹脂４５を注入する。この紫外線硬化樹脂４５としては、プラスチック基材１１の凹部からの流出を防止するために、粘度の高い紫外線硬化樹脂を用いることが望ましく、また、プラスチック基材１１の凹部の外周部に、図７（ａ）に示すようなリブ１１ａを形成して、紫外線硬化樹脂４５の流出を防止するようにしても良い。この紫外線硬化樹脂４５のプラスチック基材１１の凹部への注入は、プラスチック基材１１を上型部材４３と下型部材６との間に設置する前に行ってもよいし、プラスチック基材１１を上型部材４３と下型部材６との間に設置した後に行ってもよい。

次に、プラスチック積層体製造装置４０は、例えば、図示しない搬送装置等により、図７（ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂４５の注入されているプラスチック基材１１を、プラスチック積層部材１２と上型部材４３との間に挿入した後、図７（ｂ）に下矢印で示すように、上側ダイプレート４１を下降させて、上型部材４３がプラスチック基材１１の上面の凹部内に注入されている紫外線硬化樹脂４５に接触密着した時点で、上側ダイプレート４１の下降を停止させる。紫外線硬化樹脂４５は、この時点で固化していないため、上側ダイプレート４１と完全に密着する。

その後、プラスチック積層体製造装置４０は、紫外線照射装置４４を点灯させて、紫外線照射装置４４からの紫外線を、図７（ｂ）に矢印で示すように、石英ガラス等の紫外線透過型の部材で形成されている上型部材４３を透過させて、紫外線硬化樹脂４５に照射し、紫外線硬化樹脂４５を固化させる。

次に、プラスチック積層体製造装置４０は、上側ダイプレート４１をさらに降下させて、上型部材４３が紫外線硬化樹脂４５を介してプラスチック基材１１を下方に移動させ、プラスチック基材１１が中間部材１３のラミネートされているプラスチック積層部材１２を押圧して、プラスチック積層部材１２をプラスチック基材１１の形状に沿って変形させる。

なお、プラスチック基材１１によるプラスチック積層部材１２の押圧に先立って、第１実施例の場合と同様に、真空吸引等によって中間部材１３のラミネートされているプラスチック積層部材１２を下型部材６の鏡面８に沿うように変形させても良いが、形成する所望形状が軸対象な曲面である場合には、上述のように、真空吸引等によるプラスチック積層部材１２の変形操作を省略して、直接、プラスチック基材１１でプラスチック積層部材１２を押圧して変形させることで対応することができ、この場合、真空吸引等の設備を省くことができる。

次に、プラスチック積層体製造装置４０は、さらに、上側ダイプレート４１を降下させて、上型部材４３が紫外線硬化樹脂４５を介してプラスチック基材１１を下方に移動させ、プラスチック基材１１が中間部材１３のラミネートされているプラスチック積層部材１２をさらに圧力を付加する。

プラスチック積層体製造装置４０は、図７（ｄ）に示すように、プラスチック基材１１でプラスチック積層部材１２を押圧した状態で、鏡面８の加工されている下型部材６のみをヒータ１０によって、中間部材１３の軟化温度以上である所定温度、例えば、中間部材１３がウレタン樹脂である場合、１２０℃まで加熱する。ウレタン樹脂である中間部材１３は、軟化温度以上に加熱されることで、軟化変形して、図７（ｄ）に示すように、プラスチック積層部材１２と鏡面８を完全に密着させる。

次に、プラスチック積層体製造装置４０は、中間部材１３の軟化温度以下の所定温度、例えば、８０℃まで冷却した後、図７（ｅ）に示すように、上側ダイプレート４１を上昇させることで上型部材４３を上昇させて、図７（ｆ）に示すように、バックアップ部材である紫外線硬化樹脂４５とプラスチック基材１１を剥離させ、プラスチック基材１１、中間部材１３及びプラスチック積層部材１２から構成されるプラスチック積層体である一体化ミラー５０を、図示しない搬送装置等で取り出す。

このように、本実施例のプラスチック積層体製造装置４０は、プラスチック基材１１と上型部材４３との間に、硬化前の軟化した紫外線硬化樹脂４５を注入して、プラスチック基材１１と上型部材４３を隙間無く完全に密着させ、その後に、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂４５を固化させてバックアップ部材としているので、バックアップ部材を剛体とすることができるとともに、上型部材４３と完全に密着させて、プラスチック基材１１をプラスチック積層部材１２を押圧することができ、加圧時の鏡面８内に、より一層確実かつ均一に圧力を付加させて、鏡面８を忠実に転写することができる。

また、本実施例のプラスチック積層体製造装置４０は、バックアップ部材として、紫外線硬化樹脂４５を使用しているが、バックアップ部材としては、紫外線硬化樹脂４５に限るものではなく、軟化した状態から固化した状態に容易に変化させることのできる部材、例えば、熱可塑性樹脂を適宜用いることができる。バックアップ部材として熱可塑性樹脂を用いる場合には、固化させるのに時間を要するが、１度使用したものを再溶融させてバックアップ部材として再利用することができる。

なお、上記各実施例の説明では、プラスチック積層体としてプラスチックミラーを製造する場合について説明したが、製造するプラスチック積層体としては、プラスチックミラーに限るものではなく、例えば、高精度が要求される外装部品等の製造にも適用することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

大型プラスチックミラー等の高精度なプラスチック積層体を製造する製造方法及びプラスチック積層体に適用することができる。

本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第１実施例を適用したプラスチック積層体製造装置の正面概略構成図。 バックアップ部材を用いないでプラスチック積層部材を成形するプラスチック積層体製造装置の成形前の正面概略構成図（ａ）と加圧時の正面概略構成図（ｂ）。 図２のプラスチック積層体製造装置の加圧時に、上型部材とプラスチック基材の周辺部に隙間がある場合（ａ）と中央部に隙間がある場合（ｂ）の要部拡大正面図。 図１のプラスチック積層体製造装置によるプラスチック積層部材の製造工程を示す要部正面図。 本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第２実施例を適用したプラスチック積層体製造装置の正面概略構成図。 本発明のプラスチック積層体の製造方法及びプラスチック積層体の第３実施例を適用したプラスチック積層体製造装置の正面概略構成図。 図６のプラスチック積層体製造装置によるプラスチック積層部材の製造工程を示す要部正面図。

符号の説明

１ プラスチック積層体製造装置
２ 下側ダイプレート
３ 上側ダイプレート
４ タイバー
５ プレス機
６ 下型部材
７ 上型部材
８ 鏡面
９ バックアップ部材
１０ ヒータ
１１ プラスチック基材
１２ プラスチック積層部材
１３ 中間部材
２０ ミラー
３０ プラスチック積層体製造装置
３１ 容器
３２ 注入装置
３３ 流動性バックアップ部材
４０ プラスチック積層体製造装置
４１ 上側ダイプレート
４１ａ 凹部
４２ プレス機
４３ 上型部材
４４ 紫外線照射装置
４５ 紫外線硬化樹脂
５０ ミラー

Claims (13)

1. 少なくとも一方が最終形状に加工された転写面の形成されている上型と下型からなる一対の金型の間に、予め略最終形状に加工されたプラスチック基材と少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材を、当該プラスチック積層部材が前記転写面の形成されている金型側に位置する状態で配設して、少なくとも前記プラスチック積層部材の１つ以上を軟化変形させた状態で、前記上型と前記下型を相対移動させて、前記プラスチック基材で前記プラスチック積層部材を前記金型の前記転写面に押圧して、当該プラスチック積層部材を、前記プラスチック基材と密着一体化させるとともに、前記転写面形状に補正加工するプラスチック積層体の製造方法であって、前記プラスチック基材と当該プラスチック基材を押圧する前記金型との間に、所定のバックアップ部材を挿入し、前記加圧時に、当該金型で当該バックアップ部材を前記プラスチック基材に接触させた状態で加圧することを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
2. 前記バックアップ部材は、所定量変形可能な部材で形成され、前記加圧時に、前記金型によって押圧されることで、前記プラスチック基材の形状に応じて変形して、当該プラスチック基材と密着した状態で当該プラスチック基材を接触加圧することを特徴とする請求項１記載のプラスチック積層体の製造方法。
3. 前記バックアップ部材は、弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項２記載のプラスチック積層体の製造方法。
4. 前記バックアップ部材は、所定量変形可能な密閉容器内に所定の液体または気体が封入されていることを特徴とする請求項２記載のプラスチック積層体の製造方法。
5. 前記プラスチック積層体の製造方法は、前記バックアップ部材が、所定の固化処理が行われることで、軟化状態から固化状態に遷移する状態遷移部材であり、前記加圧に際して軟化状態で当該バックアップ部材を前記プラスチック基材と前記金型との間に挿入した後、前記金型によって当該バックアップ部材を押圧して、当該プラスチック基材を前記プラスチック積層部材に接触させて当該プラスチック基材と当該バックアップ部材とを密接させた状態で前記固化処理を行った後、当該金型で当該バックアップ部材を当該プラスチック基材に密着させた状態で加圧することを特徴とする請求項２記載のプラスチック積層体の製造方法。
6. 前記バックアップ部材は、前記固化処理として光照射が行われることで、軟化状態から固化状態に遷移する光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項５記載のプラスチック積層体の製造方法。
7. 前記バックアップ部材は、前記固化処理として冷却処理が行われることで、軟化状態から固化状態に遷移し、加熱処理が行われることで、固化状態から軟化状態に遷移する熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項５記載のプラスチック積層体の製造方法。
8. 前記プラスチック基材は、略均肉形状であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のプラスチック積層体の製造方法。
9. 前記バックアップ部材と接触して前記プラスチック基材を押圧する前記金型は、少なくとも当該バックアップ部材と接触する面が、平面形状であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のプラスチック積層体の製造方法。
10. 前記プラスチック積層体の製造方法は、前記プラスチック積層部材と前記プラスチック基材との間に、当該プラスチック積層部材とは異なる第２のプラスチック積層部材を挿入し、前記加圧時に、当該第２のプラスチック積層部材のみを軟化させて変形させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のプラスチック積層体の製造方法。
11. 予め略最終形状に加工されたプラスチック基材と少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材が、少なくとも一方が最終形状に加工された転写面の形成されている上型と下型からなる一対の金型の間に配置されて、少なくとも前記プラスチック積層部材の１つ以上を軟化変形させた状態で、前記上型と前記下型が相対移動されて当該プラスチック基材で前記プラスチック積層部材が前記金型の前記転写面に押圧されて、当該プラスチック積層部材が、前記プラスチック基材と密着一体化されるとともに、前記転写面形状に補正加工されて製造されるプラスチック積層体であって、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のプラスチック積層体の製造方法で製造されていることを特徴とするプラスチック積層体。
12. 前記プラスチック積層体は、前記プラスチック積層部材として、予め反射膜の形成された反射フィルムを用いて製造された反射ミラーであることを特徴とする請求項１１記載のプラスチック積層体。
13. 前記プラスチック積層体は、前記プラスチック積層部材である反射フィルムと前記プラスチック基材との間に、当該反射フィルムとは異なる第２のプラスチック積層部材が挿入され、前記加圧時に、当該第２のプラスチック積層部材のみが軟化された状態で変形されて製造された反射ミラーであることを特徴とする請求項１２記載のプラスチック積層体。
    

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