JP2007160705A

JP2007160705A - 粗面化された成形品とその成形用金型

Info

Publication number: JP2007160705A
Application number: JP2005359862A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Teshiba; 敏博手柴; Hiroichi Yokoyama; 博一横山
Original assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Current assignee: Du Pont Toray Co Ltd
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】金型からの離型性が優れ、均一に半透明化されて照度が高いリフレクター用途に好適な粗面化された成形品およびこの成形品を効率よく成形可能な成形用金型の提供。
【解決手段】耐熱性熱可塑性フィルムを真空成形または真空・圧空成形することによって得られる成形品であって、金型接触面の表面粗さＲａが４ｎｍ以上１０ｎｍ以下、かつ成形品の濁度Hazeが成形前のフィルム比１．６倍以上、２５以下であることを特徴とする粗面化された成形品。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳなどの耐熱性熱可塑性フィルムを真空または真空・圧空成形してなる粗面化された成形品とその成形用金型に関するものであり、さらに詳しくは、金型からの離型性が優れ、均一に半透明化されて照度が高いリフレクター用途に好適な粗面化された成形品およびこの成形品を効率よく成形可能な成形用金型に関するものである。

熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳなどの耐熱性熱可塑性樹脂からなる耐熱性フィルム、なかでもポリイミドフィルムは、耐熱性が高く軽量化の点で照明用リフレクタ−（一般、自動車、手術灯）用途としての利用価値が高いとされてきた。

ところで、従来の真空または真空・圧空成形に供される耐熱性熱可塑性フィルムは、製膜された状態でそのまま使用されている。

また、成形時の成形性、転写性・離型性の改善とリフレクター反射率の向上とを図り、透明性を落とすことを目的として、フィルム表面をわざわざサンドマット処理にて粗面化する方法（例えば、特許文献１参照）が提案され実用に供されている。このサンドマット処理工程は、８０〜２００μｍのサンドをブラスト圧０．５〜５ｋｇ／ｃｍ^２の条件でフィルムの表面を処理することにより行われている。その後処理時のサンドを洗い落とす目的で水洗ブラッシングされるが、この際にサンド処理面の反対面に洗浄のための擦り傷が発生しやすいことから、処理面が必ずしも安定していないという問題があった。なお、耐熱性熱可塑性フィルムからなる成形品を照明用リフレクターに用いる場合には、一般にフィルムの少なくとも片面に金属薄膜を蒸着することにより、照度、反射率を高めているが、その際に表面擦り傷が外観を著しく損ない、照度、反射率低下などの照明器具の性能低下を招いていた。

このような問題に対処するために、耐熱性熱可塑性フィルムの表面を粘着剤着き保護フィルムで被覆して対策を施し使用しているが、この場合には、耐熱性熱可塑性フィルムに粘着剤が残り蒸着不具合を起こす不具合が生じるばかりか、大幅なコストアップになるという問題があった。

一方、成形用金型は一般に鏡面で使用されていることから、金型と成形品の密着力が高く、転写性を高める目的でガラス転移温度まで加熱されるため、非常に離型が困難となり、強制的に空気を吹きかけて冷却を促進させることにより金型から成形品を取り出している。別の方法としては、離型剤としてシリコーン系やフッ素系の離型剤を金型内面に噴霧する方法が一般に用いられている。これら離型剤を噴霧することで一応離型されるが、持続性が少なく数ショットで薄れてしまうために、きわめて短いサイクルで離型剤の吹きつけが必要となる。また、成形品に離型剤が残り、この汚染された成形品を重ね合わせた場合には、成形品の表面に離型剤が転写して蒸着時シミ不具合になるという好ましくない結果が招かれていた。さらには、成形品を重ねたために成形品同士が密着し、取り外しが困難になり成形品の品位を落としてしまうという不具合が生じることも考えられるばかりか、金型が非常に高温の２００℃以上で成形されるために汚れが付着しやすく、金型の洗浄等に時間がかかり生産性が大幅に低下する等の問題もあった。

また、成形品の表面を粗面化する方法としては、半導体装置のパッケージ成形金型で見られる梨地化金型が、半導体装置の艶消しを目的に使用されている。しかし、半導体の場合は、梨地化してもエポキシ樹脂が溶融するために梨地面凹面に樹脂が入り込み、離型性を付与するには至らない。

さらに、梨地金型での離型性を付与させるための別の方法として、離型剤粒子を含有した硬質メッキ材料からなり、その表面部に離型剤粒子を均一に分散させた硬質めっき被膜を金型面に形成させる方法（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、この場合には離型剤粒子としてフッ素系（テトラフルオロエチレン）樹脂が用いられているため、この方法を耐熱性熱可塑性フィルムの成形に適用したとしても、離型剤粒子が成形温度では耐熱的に持たないという問題があった。
特開平２００３−１８５７３０号公報特開平０９−１８１１０４号公報

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。

したがって、本発明の目的は、金型からの離型性が優れ、均一に半透明化されて照度が高いリフレクター用途に好適な粗面化された成形品およびこの成形品を効率よく成形可能な成形用金型を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明によれば、耐熱性熱可塑性フィルムを真空成形または真空・圧空成形することによって得られる成形品であって、金型接触面の表面粗さＲａが４ｎｍ以上、１０ｎｍ未満、かつ成形品の濁度Hazeが成形前のフィルム比１．６以上、２５未満であることを特徴とする粗面化された成形品が提供される。

なお、本発明の粗面化された成形品においては、
前記真空成形または真空・圧空成形に供する耐熱性熱可塑性フィルムの厚みが５０〜２００μｍであること、および
照明用リフレクター用途に供されること
が、いずれも好ましい条件として挙げられる。

また、上記本発明の粗面化された成形品を得るための成形用金型は、内表面に凹凸を有し、かつこの凹部の深さが５〜１００μｍの範囲にあることを特徴とする。

本発明によれば、以下に説明するとおり、金型からの離型性が優れ、均一に半透明化されて照度が高いリフレクター用途に好適な粗面化された成形品を得ることができる。

また、本発明の成形用金型によれば、上記の粗面化された成形品を、優れた離型性のもとで、効率よく製造することができる。

以下に、本発明を具体的に説明する。

本発明の粗面化された成形品は、耐熱性熱可塑性フィルムを真空成形または真空・圧空成形することによって得られる成形品であって、金型接触面の表面粗さＲａが４ｎｍ以上、１０未満、かつ成形品の濁度Haze比が１．６倍以上、２５未満であることを特徴とする。

なお、本発明でいう表面粗さＲａとは、ＤＦＭ（原子間顕微鏡：コンタクトモード）により、成形品の測定長５μｍについて測定した値であり、濁度Hazeとは、成形品および成形前のフィルムについて、スガ試験のHaze ComputerＨＺ１Ｃ光にて測定を行った濁度を、成形品／成形前フィルムの比で表示した値である。

ここで、成形品の金型接触面の表面粗さＲａが４ｎｍ未満では、離型効果が低下して型崩れとなり、また１０ｎｍを超えると、乱反射により照度低下となるため好ましくない。

また、成形品の濁度比が１．６倍未満では、光を透過して同じように照度低下となり、また２５倍を超えると、内側の面まで影響を及ぼし反射率が低下し照度低下を起こすことになるため好ましくない。

本発明の粗面化された成形品においては、上記表面粗さＲａと濁度比の両者の条件を満たすことが重要であり、いずれか一方の条件を欠いても、目的とする効果を達成することができない。

本発明で使用する耐熱性熱可塑性フィルムとしては、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳなどの耐熱性熱可塑性樹脂からなるフィルムであり、なかでもポリイミドフィルムの使用が最も好適である。

この耐熱性熱可塑性フィルムの成形前の厚みは５０〜２００μｍであることが望ましく、５０μｍ未満では、機械的強度が低下し成形時破れるたり２００μｍを超えると転写性が甘くなり好ましくない傾向が招かれることがある。

本発明の粗面化された成形品は、上記の耐熱性熱可塑性フィルムを真空または真空・圧空成形に供することにより製造されるが、成形方法自体は公知の方法をそのまま適用することができる。

ただし、本発明の成形品を得るためには、成形用金型として、内表面に凹凸を有し、かつこの凹部の深さが５〜１００μｍの範囲にあるものを使用することが重要な要件である。

すなわち、内表面に凹凸を有し、かつこの凹部の深さが５〜８０μｍ、特に１０〜５０μｍの範囲にある金型を使用することによって、上記の表面粗さＲａと濁度比の両者の条件を満たす粗面化された成形品を得ることができ、これにより金型からの離型性が優れ、均一に半透明化されて照度が高いリフレクター用途に好適な粗面化された成形品が得られるのである。

ここで、金型内表面の凹部の深さが５ミクロン未満では、離型性改良効果が小さく、また８０ミクロンを超える場合には、成形品の表面が荒れ過ぎて照度が低下するため好ましくない。

本発明の成形用金型において、金型材質については特に限定されるものではなく、一般にＳ４５Ｃやステンレスあるいはアルミ、アルミ合金を使用することができる。

金型の表面に上記の凹凸を付与する方法としては、ケミカルエッチング法や湿式・乾式ブラスト処理が挙げられる。

ブラスト処理を行う場合の乾式ブラスト材としては、ガーネットまたはアランダムの使用が好ましい。その理由は、鋭利な形状をしているため、球形に比べて金型表面への食い込み作用が強いからである。ブラスト剤の粒径は特に限定しないが、＃１００〜＃１０００の範囲であることが好ましい。

かかる成形用金型を使用して得られる成形品は、その接触面の表面粗さＲａを４μｍ以上にしても、反対面への影響は非常に小さいために、リフレクターにした場合の照度低下等の影響は殆ど見られない。また、金型の接触面を粗面化することにより、フィルムにサンドマット処理を施した場合のように、成形品が半透明になり、反射率の向上がみられる。

したがって、本発明によれば、金型表面の凹凸面とフィルムとが、面接触から点接触になるため、金型とフィルムの離型性が高まると共に、半透明化して照度を落とすことのない粗面化した成形品を得ることができる。

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに説明する。

なお、各特性の測定は以下に述べる方法により行った。

１）表面粗さＲａ
ＤＦＭ（原子間顕微鏡：コンタクトモード）にて成形品の測定長５μｍについて測定した。

２）照度
成形品にアルミ蒸着を施し、高さ１ｍの照度を色差照度型（ＣＬ：２００コニカ・ミノルタ製）にて測定した。

３）濁度比
成形品および成形前のフィルムについて、スガ試験のHaze ComputerＨＺ１Ｃ光にて測定を行った濁度を、成形品／成形前フィルムの比で表示した。

４）金型離型性
成形後成形品を取り出す際、難なくスムースに取れた場合○、逆に取り出しが困難で型に張り付き型くずれを起こした物を×と判定した。

［実施例１、２］
オートバイ用リフレクター（φ１００深さ６０ｍｍお椀型）用の金型内表面を、ケミカルエッチング処理により粗面化することにより得られた、凹部の深さがそれぞれ１０μｍおよび２０μｍの二種の金型を用いて、熱可塑性ポリイミドフィルム（東レ・デュポン株製、５００SKJ、ガラス転移温度２６０℃、厚み１２５μｍ）の真空・圧空成形を行った。成形時条件は、フィルム予熱温度３５０℃、成形下金型２６０℃、金型真空度５０Ｋｐａ、圧空度５ＭＰａとした。

得られた成形品の評価結果を表１に示した。

［比較例１〜３］
比較のために、金型内表面をバフ仕上げの鏡面とした金型（比較例１）、凹部の深さが１００μｍとなるように粗面化した金型（比較例３）を使用して、実施例１，２と同様に成形を行った。

さらに、従来のサンドマット処理フィルムを用い、鏡面金型を使用して、実施例１，２と同様に成形を行った（比較例２）。
得られた各成形品の評価結果を表１に併せて示した。

本発明によれば、金型からの離型性が優れ、均一に半透明化されて照度が高いリフレクター用途に好適な粗面化された成形品が得られ、また、本発明の成形用金型によれば、上記の粗面化された成形品を、優れた離型性のもとで効率よく製造することができる。

したがって、本発明は、自動車や家庭用あるいは手術灯などの照明用途に使用されるリフレクター分野にとって極めて有用である。

Claims

耐熱性熱可塑性フィルムを真空成形または真空・圧空成形することによって得られる成形品であって、金型接触面の表面粗さＲａが４ｎｍ以上、１０ｎｍ未満、かつ成形品の濁度Hazeが成形前のフィルム比１．６以上、２５未満であることを特徴とする粗面化された成形品。
前記真空成形または真空・圧空成形に供する耐熱性熱可塑性フィルムの厚みが５０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の粗面化された成形品。
照明用リフレクター用途に供されることを特徴とする請求項１または２に記載の粗面化された成形品。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の粗面化された成形品を真空成形または真空・圧空成形により製造するために使用される金型であって、内表面に凹凸を有し、かつこの凹部の深さが５〜１００μｍの範囲にあることを特徴とする成形用金型。