JP2008080570A

JP2008080570A - インサート成形用シート

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Publication number: JP2008080570A
Application number: JP2006261253A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Atake; 浩之阿竹; Kazuhiro Suga; 和宏須賀
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP5109317B2

Abstract

【課題】トリミングの際に破断しやすく、破断面が良好であり、トリミング型の磨耗を低減できる、トリミング特性に優れたインサート成形用シートを提供する。
【解決手段】真空成形工程、トリミング工程、及び樹脂射出工程からなるインサート成形法に用いられるインサート成形用シートであって、該シートがバッカー層１１の上に、少なくとも印刷層１２と表面層１３とを順に有してなり、該バッカー層の厚みが表面層と印刷層との合計厚みに対して１．５倍以上であり、かつバッカー層のＩＺＯＤ衝撃値〔ＡＳＴＭＤ２５６に準じて測定される温度２３℃における厚み２．５４ｍｍのノッチ付衝撃強度〕が１００〜５００Ｊ／ｍであるインサート成形用シート１０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、インサート成形用シートに関するものである。

従来から、樹脂成形物等の被着体の表面を加飾した加飾成形品が車両内装部品等の各種用途で使用されている。このような加飾成形品の成形方法の一つとして、インサート成形方法が知られている。インサート成形方法では、バッカー層を伴った加飾シートを射出成形型内に挿入した後、通常は射出成形型を真空成形型として加飾シートを予め真空成形し、トリミングをして成形品表面に沿う三次元形状とした上で、型締めし、そして樹脂を射出することで、三次元形状の成形品表面に、加飾シートを積層一体化した加飾成形品を得ることができる。

このようなインサート成形方法において、トリミング型を用いたトリミングでは破断しにくい、破断面に細い糸状の樹脂ヒゲが残る、トリミング型が磨耗するといった問題があった。また、これらの問題は、レーザーによるトリミングで解消することはできるが、レーザーを用いた場合には、設備費が高いといった問題があった。

特開２００４−３２２５０１号公報

本発明は、このような状況下で、トリミングの際に破断しやすく、破断面が良好であり、トリミング型の磨耗を低減できる、トリミング特性に優れたインサート成形用シートを提供することを課題とするものである。

本発明者は、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、インサート成形用シートの表面層、印刷層及びバッカー層を所定の特性を持たせることにより、前記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
１．真空成形工程、トリミング工程、及び樹脂射出工程からなるインサート成形法に用いられるインサート成形用シートであって、該シートがバッカー層の上に、少なくとも印刷層と表面層とを順に有してなり、該バッカー層の厚みが表面層と印刷層との合計厚みに対して１．５倍以上であり、かつバッカー層のＩＺＯＤ衝撃値〔ＡＳＴＭＤ２５６に準じて測定される温度２３℃における厚み２．５４ｍｍのノッチ付衝撃強度〕が１００〜５００Ｊ／ｍであるインサート成形用シート。
２．バッカー層のＩＺＯＤ衝撃値が表面層のＩＺＯＤ衝撃値の１０倍以上である上記１に記載のインサート成形用シート。
３．表面層がアクリル系樹脂を含む上記１又は２に記載のインサート成形用シート。
４．バッカー層がＡＢＳ系樹脂を含む上記１〜３のいずれかに記載のインサート成形用シート。
５．トリミング工程でダイカット型を用いる上記１〜４のいずれかに記載のインサート成形用シート。

本発明によれば、トリミングの際に破断しやすく、破断面が良好であり、トリミング型の磨耗を低減できる、トリミング特性に優れたインサート成形用シートを提供することができる。

本発明のインサート成形用シートは、バッカー層の上に、少なくとも印刷層と表面層とを順に有してなり、必要に応じてバッカー層と印刷層との間に接着剤層を有する。
以下、本発明を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のインサート成形用シートの断面を示す模式図である。

［バッカー層１１］
本発明にかかるバッカー層１１は、印刷層１２及び表面層１３からなる加飾シート２０と一体化することで、該加飾シート２０を補強し、一体化物の形態を保持するために用いられ、バッカー層１１の厚みは印刷層１２及び表面層１３からなる加飾シート２０の厚みの１．５倍以上であることを要する。また、該バッカー層は、その厚みが表面層と印刷層との合計厚みに対して１．５倍以上であり、かつバッカー層のＩＺＯＤ衝撃値〔ＡＳＴＭＤ２５６に準じて測定される温度２３℃における厚み２．５４ｍｍのノッチ付衝撃強度〕が１００〜５００Ｊ／ｍであることを要する。このようにすることで、トリミング特性を良好とすることができ、シートの強度不足によりトリミング工程で折り目がついたり割れたりすることもない。また、トリミング特性を良好にする観点から、バッカー層１１のＩＺＯＤ衝撃値は上記の表面層１３のＩＺＯＤ衝撃値の１０倍以上であることが好ましい。
このようなバッカー層１１に用いられる樹脂としては、ＡＢＳ系樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系共重合体樹脂）、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等を好ましく挙げることができ、これらのうち１種又は２種以上を組み合せて用いることができる。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が好ましい。バッカー層１１に用いられる樹脂としては、これらの樹脂の内、ＡＢＳ系樹脂、ポリプロピレン樹脂を含むことが特に好ましく、ＡＢＳ系樹脂を含むことが最も好ましい。

［印刷層１２］
本発明にかかる印刷層１２は、模様や文字等とパターン状の絵柄を表現する層である。印刷層１２の絵柄は任意であるが、例えば、木目、石目、布目、砂目、幾何学模様、文字等からなる絵柄を挙げることができる。また、印刷層１２は、上記絵柄を表現する柄パターン層と、全面ベタ層を単独で又はこれらを組み合わせて設けることができる。全面ベタ層は、通常、隠蔽層、着色層、着色隠蔽層等として用いられる。印刷層１２は、通常は、後述する表面層１３に印刷インキでグラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、転写シートからの転写印刷、昇華転写印刷、インキジェット印刷等の公知の印刷法により形成することで、図１に示すように表面層１３とバッカー層１１との間に形成される。

印刷層１２に用いられる印刷インキのバインダー樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂、セルロース系樹脂等を好ましく挙げることができるが、アクリル系樹脂単独又はアクリル系樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂との混合物を主成分とするのが好ましい。表面層１３としてアクリル系樹脂を用いる場合は、表面層１３との密着性を出すためにアクリル系樹脂を用い、さらに塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂又は別のアクリル系樹脂を混合すると印刷適性、成形適性がより好適となる。ここで、アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート−ブチル（メタ）アクリレート系共重合体、メチル（メタ）アクリレート−スチレン系共重合体等のアクリル系樹脂〔ただし、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう〕、フッ素等による変性アクリル系樹脂を１種又は２種以上の混合物として、単層又は２層以上の積層体のシートとして用いることができる。その他、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート等の分子中に水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステルと、を共重合させて得られるアクリルポリオールを用いることもできる。

塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂としては、通常、酢酸ビニル含有量が５〜２０質量％程度、平均重合度３５０〜９００程度のものが用いられる。必要に応じ、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂に更にマレイン酸、フマル酸等のカルボン酸を共重合させてもよい。アクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂との混合比は、アクリル樹脂／塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂＝１／９〜９／１（質量比）程度である。この他、副成分の樹脂として、必要に応じて、適宜その他の樹脂、例えば、熱可塑性ポリエステル系樹脂、熱可塑性ウレタン系樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン系樹脂等の樹脂を混合してもよい。

本発明にかかる印刷層１２に用いられる着色剤としては、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色無機顔料、亜鉛華、弁柄、朱、群青、コバルトブルー、チタン黄、黄鉛、カーボンブラック等の無機顔料、イソインドリノンイエロー、ハンザイエローＡ、キナクリドンレッド、パーマネントレッド４Ｒ、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーＲＳ、アニリンブラック等の有機顔料（染料も含む）、アルミニウム、真鍮等の金属粉末からなる金属顔料、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の箔粉からなる真珠光沢（パール）顔料、蛍光顔料等を１種又は２種以上混合して用いることができる。

このような印刷層１２は、本発明のインサート成形用シートに意匠性を付与するために設けられる層であるが、意匠性を向上させる目的で金属薄膜層等を形成してもよい。金属薄膜層の形成は、アルミニウム、クロム、金、銀、銅等の金属を用い、真空蒸着、スパッタリング等の方法で製膜することができる。この金属薄膜層は全面に設けても、部分的にパターン状に設けてもよい。

［表面層１３］
本発明にかかる表面層１３は、インサート成形用シートに耐候性を付与し、印刷層１２の意匠性を高めるために設けられる層である。表面層１３に用いられる樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリブテン系、エチレン−プロピレン系共重合体樹脂、エチレン−プロピレン−ブテン系共重合体樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル変性ウレタン系樹脂、ポリエステル変性ウレタン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体変性ウレタン系樹脂等のポリウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂等を挙げることができ、これらのうち１種又は２種以上を組合せて用いることができる。中でも、透明性に優れ、その結果、優れた塗装感も付与できるアクリル系樹脂が好ましい。該アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート−ブチル（メタ）アクリレート系共重合体、メチル（メタ）アクリレート−スチレン系共重合体等のアクリル系樹脂〔ただし、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう〕、フッ素等による変性アクリル系樹脂を１種又は２種以上の混合物として、単層又は２層以上の積層体のシートとして用いる。表面層１３としては、上記の樹脂からなる市販の樹脂フィルムを用いることもできるし、上記の樹脂を用いて公知の方法によりフィルムを成形して用いることもできる。

表面層１３は無色透明でも、着色透明であってもよい。また、表面層１３には、必要に応じて、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス等の滑剤、シリカ、球状α−アルミナ等の粒子からなる減磨剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、微粒子酸化セリウム系等の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系ラジカル捕捉剤等の光安定剤、可塑剤、安定剤、着色剤等の各種添加剤を、物性調整のために添加してもよい。また、副材料として、アクリル系樹脂以外の樹脂を添加してもよい。

［インサート成形用シートの層厚］
上述のように、バッカー層１１は、加飾シート２０と一体化して補強し、一体化物の形態を保持するために用いられ、上述のように、バッカー層１１の厚みは印刷層１２及び表面層１３からなる加飾シート２０の厚みの１．５倍以上であることを要する。バッカー層１１、印刷層１２及び表面層１３の各層の厚みは、上記範囲内にあれば特に制限はないが、以下のように好ましい範囲を規定することができる。バッカー層１１の厚みは１００〜５００μｍが好ましく、２００〜５００μｍがより好ましい。印刷層１２の厚みは、５〜４０μｍが好ましく、５〜１０μｍがより好ましい。また、表面層１３の厚みは、５０〜１５０μｍが好ましく、５０〜１３０μｍがより好ましい。

［接着剤層１４］
本発明のインサート成形用シートには、必要に応じて接着剤層１４を設けることができる。接着剤層１４としては、印刷層１２との密着性、印刷適性、成形適性を持つ樹脂の中から、広範囲に選択される。具体的には、ブロックイソシアネートを硬化剤とする２液硬化型ウレタン系樹脂、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂、及びアクリル系樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂との混合物から選ばれることが好ましい。接着剤層１４でのアクリル系樹脂や塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂としては、上述の印刷層１２で述べたもの等を使用すればよい。また、これらの混合比も上述の印刷層１２で述べた比率範囲で使用すればよい。これらの樹脂を接着剤層に使用することによって、印刷層１２及び表面層１３からなる加飾シートとバッカー層１１との密着性が得られる。なお、接着剤層１４には、副成分としての範囲で、上記以外の樹脂を併用してもよい。併用する樹脂は、主に射出樹脂との密着性を考慮して選ばれる。
バッカー層に用いられる樹脂がＡＢＳ系樹脂又はポリオレフィン系樹脂の場合、接着剤層１４としては、ブロックイソシアネートを硬化剤とする２液硬化型ウレタン系樹脂、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン系樹脂等が好ましい。

接着剤層１４の厚みは要求物性等に応じて適宜厚さとすればよいが、通常１〜１００μｍ程度である。また、接着剤層１４の形成方法は特に限定は無いが、通常は、上記樹脂を希釈溶剤で希釈した樹脂液からなるインキ又は塗液として、グラビア印刷、ロールコート等の公知の印刷又は塗工手段により形成する。また、接着剤層中には、更に、インキ（又は塗液）の印刷（又は塗工）適性等の諸物性を調整、向上させる目的で、必要に応じて、その他の副材料、例えば、体質顔料等の各種添加剤を添加してもよい。

［製造方法］
本発明のインサート成形用シートは、真空成形工程、トリミング工程、及び樹脂射出工程からなるインサート成形法に用いられる。
本発明のインサート成形用シート及びこれを用いた加飾成形品の製造方法を説明する。

〔真空成形工程〕
まず、表面層１３に印刷層１２を順次グラビア印刷、ロールコート等の公知の印刷又は塗工手段により積層し、加飾シート２０を得て、必要に応じて接着剤層１４を印刷層１２と同様に積層する。印刷層１２が複数層の場合は、１層を積層した後、乾燥し、その後次の層を積層すればよい。得られた加飾シート２０は、接着剤層１４がある場合はバッカー層１１とドライラミネーション等により、接着剤層１４がない場合には熱ラミネーション等により、接着し一体化してインサート成形用シートとなる。このインサート成形用シートを真空成形により所定の型付けを行なう。
図２、３及び４は、それぞれ本発明の加飾シート２０を用いたインサート成形用シートの真空成形工程において、真空成形前の加熱段階を示す工程模式図、加熱段階終了後の真空成形準備段階を示す工程模式図及び真空成形を示す工程模式図である。
図２において、固定枠（図示しない）に固定したインサート成形用シートが軟化する所定の温度になるまでヒーター４２で加熱し、図３に示すように加熱され軟化したインサート成形用シートに真空成形金型４１を押し付け、図４に示すように同時に真空成形金型４１から真空ポンプ（図示しない）で空気を吸引しインサート成形用シートを真空成形金型４１にしっかりと密着させる。
インサート成形用シートが真空成形金型４１に密着した後、インサート成形用シートを冷却し成形したインサート成形用シートから真空成形金型４１をはずし、固定枠から成形されたインサート成形用シートをはずす。

〔トリミング工程〕
トリミング工程は、上記の真空成形工程で得られたインサート成形用シートの余分な部分を切り取り、所望の形状にトリミングする工程である。レーザー、ダイカット型等を用いてトリミングをすることができるが、設備の観点から汎用されるダイカット型を用いてトリミングするのが好ましい。
図５は、インサート成形用シートのトリミング工程を示す工程模式図である。

〔樹脂射出工程〕
上記のトリミング工程でトリミングされたインサート成形用シートを、図６に示すように射出成形金型５１にはめ込み、図７に示すようにバッカー層側に射出樹脂を打ち込む。最後に射出成形金型５１から取り出して本発明のインサート成形用シートを用いた加飾成型品を得る。（詳細については、例えば、特許文献１参照）
このようにして得られた加飾成形品の用途は、特に制限はないが、その特徴を有効に活用する点で、耐候性が要求される用途が好ましい。例えば、ダッシュボードパネル、ドアパネル、ロアパネル等の車両内装品、車体、モール等の車両外装品、車両以外の用途としては、例えば窓枠（サッシ）、扉枠、扉、壁板、床板、腰壁、回縁、屋根表面材、棚、門扉、門柱、戸袋等の建材用途、机、タンス等の家具用途等を挙げることができる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
１．ＩＺＯＤ衝撃値の測定
各実施例及び比較例におけるバッカー層、及び印刷層の形成前の表面層について、ＡＳＴＭＤ２５６に準拠し、２３℃の条件下における厚み２．５４ｍｍのノッチ付衝撃強度を測定し、ＩＺＯＤ衝撃値とした。
２．破断面の目視評価
各実施例及び比較例で製造したインサート成形用シートを、ダイカット型を用いて油圧により上型をシートをはさむように押し当てて、トリミングした。破断面を目視により以下の基準で評価した。
◎：破断面が非常にきれいである。
○：細い糸状の樹脂ヒゲが若干残るが、実用上問題ない。
△：細い糸状の樹脂ヒゲが著しく残ってしまい、実用上問題ある。
×：割れるなどしてトリミングできない。

実施例１
バッカー層として、ＩＺＯＤ衝撃値が２００（Ｊ／ｍ）であるＡＢＳ系樹脂〔厚さ：３５０μｍ〕を準備した。一方、表面層として厚さ７５μｍのアクリル系樹脂フィルム〔厚さ：７５μｍ〕に、アクリル系樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体樹脂とをバインダー樹脂とする印刷インキを用いて、厚さ５μｍの印刷層を形成し加飾シートを製造して、これにポリエステル−ウレタン系樹脂を主成分とする接着剤を厚さ８μｍで塗布した。その後、バッカー層を加飾シートに塗布した接着剤を介して積層することにより、インサート成形用シートを製造した。
得られたインサート成形用シートを、固定枠に固定し、インサート成形用シートの温度が１７０℃になるまで３００℃のヒーターで加熱した。加熱されて軟化したインサート成形用シートを真空成形し、ダイカット型を油圧により押し当ててトリミングした。トリミングして得られた本発明のインサート成形用シートの破断面の評価、及びダイカット型の磨耗状態の評価を第１表に示す。

実施例２〜３、比較例１〜２
バッカー層として各々表１に示されるものを用いる以外は、実施例１と同様にしてインサート成形用シートをトリミングした。破断面の評価を第１表に示す。

第１表から分かるように、実施例１〜４のインサート成形用シートは、その破断面が良好であり、またダイカット型の磨耗は全く見受けられず、良好なトリミング特性を示した。一方、比較例１のインサート成形用シートは、ＩＺＯＤ衝撃度が高いために破断面に細い糸状の樹脂ヒゲが著しく発生し、ダイカット型の磨耗も見受けられた。また、比較例２のインサート成形用シートは、トリミングするために型にセットする際に割れてしまい、トリミングすることができなかった。

本発明のインサート成形用シートは、各種の加飾成形品に好適に用いられる。

本発明のインサート成形用シートの断面を示す模式図である。本発明のインサート成形用シートの真空成形工程において、真空成形前の加熱段階を示す工程模式図である。本発明のインサート成形用シートの真空成形工程において、加熱段階終了後の真空成形準備段階を示す工程模式図である。本発明のインサート成形用シートの真空成形工程において、真空成形を示す工程模式図である。本発明のインサート成形用シートのトリミング工程を示す工程模式図である。本発明のインサート成形用シートの射出成形工程において、射出成形の準備段階を示す工程模式図である。本発明のインサート成形用シートの射出成形工程において、射出成形を示す工程模式図である。

符号の説明

１０インサート成形用シート
１１バッカー層
１２印刷層
１３表面層
１４接着剤層
２０加飾シート
４１真空成形金型
４２ヒーター
５１射出成形金型

Claims

真空成形工程、トリミング工程、及び樹脂射出工程からなるインサート成形法に用いられるインサート成形用シートであって、該シートがバッカー層の上に、少なくとも印刷層と表面層とを順に有してなり、該バッカー層の厚みが表面層と印刷層との合計厚みに対して１．５倍以上であり、かつバッカー層のＩＺＯＤ衝撃値〔ＡＳＴＭＤ２５６に準じて測定される温度２３℃における厚み２．５４ｍｍのノッチ付衝撃強度〕が１００〜５００Ｊ／ｍであるインサート成形用シート。
バッカー層のＩＺＯＤ衝撃値が表面層のＩＺＯＤ衝撃値の１０倍以上である請求項１に記載のインサート成形用シート。
表面層がアクリル系樹脂を含む請求項１又は２に記載のインサート成形用シート。
バッカー層がＡＢＳ系樹脂を含む請求項１〜３のいずれかに記載のインサート成形用シート。
トリミング工程でダイカット型を用いる請求項１〜４のいずれかに記載のインサート成形用シート。