JP2019051686A - 立体成型物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような物品表面にフィルムをラミネートする方法として、真空成型装置を用いたフィルムラミネート成型法が知られている。
フィルムラミネート成型法は、射出成型金型に装飾フィルムをインサートした状態で射出成型することで、成型と同時に成型体の表面に装飾フィルムを貼り合せ、成型体の装飾を行う成型方法である。この方法によれば、複雑な形状の成型品にも装飾フィルムを用いて装飾を施すことができる。さらに、成型品に塗装や印刷を施す場合と比較して、短時間で簡易に加飾することができる。
特許文献1に記載のインサート成型用フィルムは、真空加熱して軟化させた後に成型品に貼り合せる。このため、離型フィルムに挟持された状態のインサート成型用積層接着フィルムを、離型フィルムを剥離して使用する。
射出成型とフィルムラミネートとを同時に行うフィルムラミネート成型や、射出成型と同時に転写を行うインモールドラミネート成型では、接着性樹脂を使用するため、離型フィルムはそもそも不要である。
すなわち、本発明は射出成型工程を備えるフィルムラミネート成型において、被着体の表面の形状に沿って樹脂層を良好に接着することができる、立体成型物の製造方法を提供することを目的とする。
[1]少なくともハードコート層、基材層、接着シート層、前記接着シートに接する離型シートをこの順で備える積層体を変形させ、積層成型体を形成する工程と、前記積層成型体から前記離型シートを除去して前記接着シートを露出させ、成型体を得る工程と、前記成型体を射出成型用の金型内に設置し、射出成型する工程と、を備え、前記射出成型する工程において、前記成型体の前記ハードコート側が前記金型の内壁に接し、前記成型体の前記接着シート側が前記金型の金型内空隙側に面するように、前記金型内に前記成型体を設置して射出成型する立体成型物の製造方法。
[2]前記離型シートは、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ABS樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルムからなる群より選択される1種に離型処理をしたフィルムである、[1]に記載の立体成型物の製造方法。
[3]前記接着シート層の形成材料が、アクリル系ポリマーを含む、[1]又は[2]に記載の立体成型物の製造方法。
[4]前記接着シート層の形成材料が、熱硬化樹脂である、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の立体成型物の製造方法。
[5]前記積層体のハードコート層の前記基材層とは反対の面に、保護フィルム層を備える、[1]〜[4]のいずれか1つに記載の立体成型物の製造方法。
本明細書において、「積層成型体」とは、上記積層体の成型体を意味する。
本明細書において、「成型体」とは、ハードコート層、基材層、接着シート層をこの順で備える積層体の成型体を意味する。
本実施形態の立体成型物の製造方法は少なくともハードコート層、基材層、接着シート層、前記接着シートに接する離型シートをこの順で備える積層体を変形させ、積層成型体を形成する工程と、前記積層成型体から前記離型シートを除去して前記接着シートを露出させ、成型体を得る工程と、前記成型体を射出成型用の金型内に設置し、射出成型する工程と、を備え、前記射出成型する工程において、前記成型体の前記ハードコート層側が前記金型の内壁に接し、前記成型体の前記接着シート層側が前記金型の金型内空隙側に面するように、前記金型内に前記成型体を設置して射出成型すること特徴とする。
以下、本実施形態の各構成について説明する。
本実施形態においては、まず、少なくともハードコート層、基材層、接着シート層、離型シートをこの順で備える積層体を立体成型し、積層成型体を得る。積層成型体は、離型シートを最外層に備える。
図3(a)に本実施形態に用いる積層体30を示す。積層体30は、離型シート10、接着シート層11、基材層20、ハードコート層21、任意の保護フィルム層22とをこの順で備える。積層体30は、最外層に離型シート10を有する。
離型シートは、熱成型をした際に樹脂の延展性がよい材料であれば特に限定されない。熱成型をした際の延展性が良好であると、積層体の接着シートを離型シートで保護した状態で立体成型をすることができる。このような材料としては例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ABS樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルムからなる群より選択される1種に離型処理をしたフィルムが挙げられる。なかでも、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムはポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。ポリオレフィンフィルムは未延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムが挙げられる。
ポリオレフィンフィルムであればポリプロピレンを含む樹脂フィルム、ポリエチレンを含む樹脂フィルムであることが好ましい。
ポリオレフィンフィルムであれば、離型処理が容易となる観点から、ポリプロピレンを含む樹脂フィルムであることがより好ましい。ポリプロピレンを含む樹脂フィルムはプロピレン単独重合体を主成分とし、ポリプロピレンの耐熱性を発揮できれば他の成分を含有していてもよく、融点162℃以上であるプロピレン単独重合体を99質量%以上含むことが好ましい。
離型シートは離型剤の塗工による離型処理を施してあることが好ましく、離型剤としてはシリコーン系の離型剤等が挙げられる。
接着シート層は、アクリル系ポリマーと、重合開始剤と、を含む接着性樹脂組成物を調製し、該接着性樹脂組成物から製造することが好ましい。
接着性樹脂組成物は、有機溶剤に溶解している方が、より厚みの精度良く塗布することが可能となるため、有機溶剤を含むことが好ましい。接着性樹脂組成物から溶剤を乾燥することで、接着シート層が得られる。つまり、接着性樹脂組成物の組成は、接着シート層を構成する接着性樹脂組成物の組成に、溶剤を加えたものであってもよい。熱硬化前の接着シートは、常温では、粘着性を有することが好ましい。粘着性を有することにより、被着体との仮固定が可能となり、工程作業において作業をしやすくなるという利点がある。
アクリル系ポリマーと、重合開始剤とを混合して接着性樹脂組成物を製造し、前記接着性樹脂組成物を離型シート12上に塗布し、さらに他の離型シート10を重ねて挟持し、接着シート層11が、離形シート10及び12で挟持された接着シート挟持体1を製造する工程を有することが好ましい。
アクリル系ポリマーを構成するモノマーは、エステル基(−COO−)を有するアクリル系モノマー、カルボキシル基(−COOH)を有するアクリル系モノマー、アミド基(−CONR2,Rは水素原子又はアルキル基等の置換基)を有するアクリル系モノマー、ニトリル基(−CN)を有するアクリル系モノマー、オレフィン類、スチレン、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、ビニルシラン等の非アクリル系モノマーが挙げられる。アクリル系ポリマーは、2種以上のモノマーからなる共重合体が好ましい。光重合前におけるアクリル系ポリマーの数平均分子量は、例えば5〜100万程度が好ましい。粘度は、例えば1000〜10000mPa・s程度が挙げられる。
アミド基(−CONR2,Rは水素原子又はアルキル基等の置換基)を有するアクリル系モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられる。
ニトリル基(−CN)を有するアクリル系モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーのうち、アクリル系モノマーとしては、前記アクリル系ポリマーを構成するモノマーと同様なモノマー、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基を含有する(メタ)アクリレート、アクリルアミド等の1種又は2種以上が挙げられる。1分子中の(メタ)アクリロイル基等の重合性官能基の数は、ひとつでも2以上でもよい。
重合開始剤としては、熱重合開始剤が好ましく、熱により分解して、モノマーの重合(ラジカル重合)と樹脂の硬化を開始するラジカル開始剤が挙げられる。ラジカル開始剤としては、接着シートの取り扱いを容易にする観点では、(有機)過酸化物系、アゾ系等が好ましい。
例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート化合物等の架橋剤(硬化剤)は、アクリル系ポリマーを、又はアクリルモノマー又はアクリルオリゴマーの重合により生成するポリマーを架橋させるため、好適に用いられる。この場合、必要に応じて、アクリル系ポリマー又はアクリルモノマー又はアクリルオリゴマーの少なくとも一部として、架橋剤と反応する官能基を有するポリマー又はモノマーが使用される。架橋剤と反応する官能基は、例えばイソシアネート系架橋剤の場合、水酸基やカルボキシル基等である。架橋剤の添加量は、ポリマーの官能基に対して例えば1.5当量以下が好ましい。
架橋剤(硬化剤)によるアクリル系ポリマーの硬化は、被着体に貼合する前の接着シートを製造する段階で、エージングにより進行させてもよい。
基材層の材質としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどからなる樹脂フィルムを用いることができる。ポリエステルは、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどである。ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどである。
本実施形態に使用できる基材層の材質としては、積層体成型工程において真空成型法や圧空成型法等の方法を実施した場合に、他の層の延伸に追従できる材質であることが好ましい。このため上記のなかでも延伸フィルムであることが好ましい。
本実施形態に用いることができるハードコート層の材質としては、シリコーン系、メラミン系等の熱硬化型ハードコート樹脂や、シリコーン系、アクリル系等の紫外線硬化型ハードコート樹脂等が使用できる。また、ハードコート層の厚さは、1〜10μmが好ましく、2〜8μmがより好ましい。ハードコート層の厚さが1μmより薄いと、ハードコート性が得られず耐擦傷性が低下し、紫外線硬化型ハードコート樹脂を用いる場合には硬化不良を生じ易くなる。
また、ハードコート層には帯電防止剤、紫外線吸収剤などの各種の機能を付与するための添加剤を必要に応じて添加してもよい。
保護フィルム層は、立体成型品の製造工程のから立体成型品の使用前までのいずれかの段階で剥離除去される。このため、ハードコート層への粘着剤の転移が無い(粘着剤が残らない)ように剥離可能に貼りあわされている構成とすることが好ましい。
本実施形態において、保護フィルム層の材質としては、上述の特性を有する材料であれば特に限定されないが、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリオレフィン系フィルム(例えばポリエチレン、ポリプロピレンなど)などが好ましい。
本実施形態において、樹脂膜の形成材料は、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。中でもアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂であることが特に好ましい。
積層体30の離型シート10は、耐熱性が高く、機械強度にも優れた素材であるポリプロピレンを含むことが好ましく、そうすると積層体の接着シートを離型シートで保護した状態で立体成型を行いやすくなる。
図3(b)に、積層体30を加工して曲面を有する積層成型体30aに成型する場合の一例を記載する。積層体30を成型する方法としては、熱成型が好ましい。
上記加熱温度の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。
本工程では、前記積層成型体を形成する工程の後に、積層成型体30aから離型シートを除去して接着シートを露出させ、成型体を得る。
離型シート10は前記積層成型体を形成する工程において、接着シート層11を保護する機能を有していた層であり、積層体の成型が終了した後に、離型シート10を剥離して除去し、接着シート層11を露出させる。
本実施形態においては、前記成型体を得る工程の後、離型シートを除去した剥離後の積層成型体30aを、接着シート層11が金型内空隙側となるように金型内に設置し、金型内に樹脂を射出する射出成型工程を備える。
図3(c)に示すように、接着シート層11が、金型内空隙34c側となるように、金型34aと金型34bとの間に離型シートを剥離した積層体30を設置する。金型34aは、樹脂をインサートするためのスプルー35を備える。
このときに、溶融樹脂35aの熱量によって、接着シート層11が重合して接着層11aとなり、接着シート層11が溶融樹脂と融着して貼りあわされる。
接着シート層11、及び基材層20は射出成型機の金型の形状に沿って予め成型されているため、射出成型時に積層体の各層間に隙間が生じることなく、金型の形状に沿った成型品を製造することができる。
本工程により製造される立体成型物1の断面図を図3(e)に示す。成型品30bは、樹脂層35b、接着層11a、基材層20、ハードコート層21、任意の保護フィルム層22をこの順で備える。
Claims (5)
- 少なくともハードコート層、基材層、接着シート層、前記接着シート層に接する離型シートをこの順で備える積層体を変形させ、積層成型体を形成する工程と、
前記積層成型体から前記離型シートを除去して前記接着シート層を露出させ、成型体を得る工程と、
前記成型体を射出成型用の金型内に設置し、射出成型する工程と、を備え、
前記射出成型する工程において、前記成型体の前記ハードコート層側が前記金型の内壁に接し、前記成型体の前記接着シート層側が前記金型の金型内空隙側に面するように、前記金型内に前記成型体を設置して射出成型する立体成型物の製造方法。 - 前記離型シートは、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ABS樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルムからなる群より選択される1種に離型処理をしたフィルムである、請求項1に記載の立体成型物の製造方法。
- 前記接着シート層の形成材料が、アクリル系ポリマーを含む、請求項1又は2に記載の立体成型物の製造方法。
- 前記接着シート層の形成材料が、熱硬化樹脂である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の立体成型物の製造方法。
- 前記積層体のハードコート層の前記基材層とは反対の面に、保護フィルム層を備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の立体成型物の製造方法。
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