JP3577341B2

JP3577341B2 - 表面加飾成形体の製造方法

Info

Publication number: JP3577341B2
Application number: JP17517894A
Authority: JP
Inventors: 大典中林; 昌和島田
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JPH0839649A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は表面加飾成形体の製造方法に関する。更に詳しくは、つや消し・加飾等のために表面に凹凸模様等の模様を施した成形体を共押出成形により製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面を凹凸模様等で加飾した成形体を製造する方法としては、従来、次の３つの方法が用いられている。
【０００３】
第１の方法は、エンボス加工法である。これは、まず平坦な表面を有する成形体を製造し、予め所望の模様を施した彫刻ロール（エンボスロール）を用いて成形体に対し加熱と同時に加圧し、彫刻ロールの模様を成形体表面に転写する方法である。
【０００４】
第２の方法は、サンドブラスト法である。これは、一旦成形体を製造後、砂等の微粒子を圧縮空気と共に成形体表面に吹き付けて模様を施す方法である。この方法では、微粒子の大きさを変化させることにより、凹凸パターンを変化させることができる。
【０００５】
第３の方法は、原料配合法である。これは、原料樹脂配合中に、金型・冷却部中で溶融樹脂表面に滲み出てくる性質を有する添加剤を加え、押出成形を行い、金型・冷却部内壁との摩擦を低減させ、表面を粗く仕上げる方法である。
【０００６】
これらの方法は、成形体の形状・材質等によって使い分けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の方法には、次のような問題がある。
まず、第１のエンボス加工法は、成形体が平板状の場合には問題はないが、異形状の場合には加工が困難であるという欠点を有する。これは異形状の場合、彫刻ロールが入りにくい部分、入らない部分が生じ、それらの部分に模様を施すことが困難なためである。また、熱可塑性樹脂押出成形体においては、成形体の冷却硬化と寸法決定がほぼ同時になされるため、通常のエンボス加工で行う軟化状態での彫刻ロールによる圧力印加が不可能であり、そのため硬化後に圧力印加を行う。従って、強力な圧力印加が必要となり、成形後の変形および反りがしばしば発生する。
【０００８】
次に、第２のサンドブラスト法では、製造ライン上で処理できないため、バッチ処理をする必要があり、更に、模様を付与しない部分については、マスキング等の何らかの処理が必要である。従って製造工程が増加し、コストの上昇を招く。加えて、吹き付け法であるために、騒音、粉塵等の作業環境問題も発生する。
【０００９】
最後に、第３の原料配合法は、表面を粗く仕上げる程度にとどまり、十分な凹凸模様を施すことが難しいという欠点を有する。添加剤を大量に配合することによって、この模様付与効果を向上させることはできるが、逆に成形性は低下してしまう。また、添加剤は高価であるためにコストの大幅な上昇を招くことになる。
【００１０】
本発明はこれらの諸問題を解決するために、経済的かつ簡便で効率のよい表面加飾成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材樹脂と該基材樹脂に対して非相溶性である表層樹脂（該表層樹脂は発泡剤を含有する発泡性樹脂である）とを共押出成形し、基材樹脂と表層樹脂との境界面に凹凸形状を付与し、成形後に基材樹脂から表層樹脂を剥離し、基材樹脂表面に前記境界面の凹凸形状が施されていることを特徴とする表面加飾成形体の製造方法に関する。
【００１２】
本発明において、基材樹脂として使用する樹脂の種類は、押出成形可能である限り、特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド樹脂、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、スチレン・アクリルニトリル共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル等が例示できる。これらは発泡剤を含有する発泡性であっても、また発泡剤を含有しない非発泡性であってもよい。
【００１３】
また、基材樹脂層は一層であっても、二層以上からなっていてもよい。すなわち、基材樹脂内層と表層樹脂層との間に、１以上の基材樹脂中間層を形成させてもよい。二種以上の樹脂を組み合わせることによって、成形体に耐候性や堅牢性等の特性を付加できる。
【００１４】
基材樹脂中間層に用いる樹脂は、主として耐候性、耐光性、着色性、成形性の観点から選択される。また、基材樹脂中間層の厚みは、５０μｍ〜１，０００μｍであることが好ましい。例えば、ポリ塩化ビニル樹脂を内層として用い、その全面または一部を、中間層としてポリメタクリル酸メチルを用いて被覆した場合、基材樹脂としてポリ塩化ビニルを単独で用いた場合に比べて、耐候性が増す。この場合、ポリメタクリル酸メチルの厚みは、通常約１００μｍ〜約４００μｍであることが好ましい。このように基材樹脂を例えば二層にする場合は、本発明の押出成形は、三層共押出で行うとよい。さらに、積層構成とする場合は、多層共押出を行えばよい。
【００１５】
本発明において、表層樹脂として使用する樹脂は、使用する基材樹脂に対して成形後に剥離可能であればよい。すなわち、基材樹脂からの剥離が容易であればよく、例えば上記の基材樹脂と同様の樹脂が例示できる。ここで、剥離可能であり、本発明において好ましい種々の組み合わせを表１に示す。剥離可能であるか否かは主として組合せ樹脂の相溶性、すなわち各樹脂の溶解度パラメーターの差に起因するところが大きく、好ましい溶解度パラメーターの差は０．５以上である。０．５より小さいと剥離が困難になってくる。
【００１６】
特に、表層樹脂として好ましいのはポリエチレン樹脂である。ポリエチレン樹脂は、他の樹脂に対して相溶性が乏しく、可撓性に富み、引き剥しやすいばかりでなく、リサイクルが容易であり、また安価なため、本発明の表層樹脂として好ましい。
【００１７】
尚、基材樹脂としてポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂を使用する場合には、上記と同様の観点から、表層樹脂としては、ポリスチレン樹脂、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂またはポリ塩化ビニル樹脂が好ましい。
【００１８】
【表１】

【００１９】
また表層樹脂には、発泡剤を含有させても、させなくてもよいが、発泡剤を含有させた発泡性樹脂を使用することにより、凹凸模様をより鮮明にすることができる。使用する発泡剤は一般的なものでよく、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、およびそれらの２またはそれ以上の混合物等が挙げられる。発泡剤の添加量は、発泡倍率、発泡剤の種類および使用樹脂等によって異なるが、通常は樹脂１００重量部に対して、約０．３〜約４．０重量部であることが好ましい。
【００２０】
表層の厚さは、約０．１〜約０．８ｍｍの範囲であることが好ましい。０．１ｍｍ以下では、基材樹脂から表層樹脂を剥離することが、その薄さゆえに難しくなり、０．８ｍｍ以上では、可撓性が減少し、剥がしにくくなると共に、原料ロスが多くなるためである。
【００２１】
タルク、滑剤、紫外線吸収剤等に例示されるような添加剤を基材樹脂および表層樹脂に混合して、共押出成形してもよい。
【００２２】
本発明における表面加飾成形体は、通常、図１に示したような押出機および押出金型を備えた、一般的な樹脂の共押出成形装置を用いて形成される。すなわち、図１の（１）（２）に示したそれぞれの押出機から供給された基材樹脂および表層樹脂は、（３）の押出金型内で積層される。続いて（４）の押出口より押し出され、押出金型に連動したサイザーによって寸法決定および冷却がなされ、更に冷却装置を用いて冷却されて、所望の成形体が形成される。
【００２３】
押出成形後の成形体の横断面の一例を図２に示す。基材樹脂（５）の表面に表層樹脂（６）が被覆されている。図２においては、表層樹脂（６）は、基材樹脂（５）の表面の一部を被覆していないが、全表面を被覆することも可能である。また、被覆面の範囲は、金型の設計を変えることにより自由に変化させることができる。
【００２４】
共押出成形後の成形体の基材樹脂から表層樹脂を剥離することによって、所望の位置の表面に多様な凹凸模様を有する加飾成形体を得ることができる。
【００２５】
上記のような方法によって、成形体の表面に凹凸模様等が加飾される理由は明らかではないが、基材樹脂と表層樹脂とが、冷却・硬化される前の溶融状態で積層されるため、両樹脂の境界面は双方の局部的な圧力差により平面状にはならず凹凸状となる。その状態で冷却・硬化され、かつ前記境界面は成形体内部にあるため、サイジングダイ内壁またはサイジングロールに直接接触・摺動しない。したがって、前記凹凸は、冷却・硬化後も残存し、表層樹脂を剥離後、表面に凹凸が発生すると推測される。
【００２６】
表層樹脂を剥離する方法は、特に限定されないが、例えば成形直後、手作業で、または機械で巻き取るといった方法によって剥離してもよい。剥離は、成形直後、すなわち冷却工程後から成形体の使用直前までいつ行ってもよいが、例えば成形体の使用直前まで剥離しないでおくことによって、表層樹脂は、成形体の運搬、保管時等に、成形体へのホコリの付着や汚れ等を防止するための保護フィルムとしても役立つという利点が得られる。剥離した表層樹脂は必要がなくなるが、再び表層樹脂として、あるいはその他のものに再利用することが可能である。
【００２７】
次の実施例において、本発明を具体的に説明する。
【００２８】
【実施例】
実施例１から４
基材樹脂として、発泡性ポリ塩化ビニル（以下ＰＶＣと略す）および発泡性耐衝撃性ポリスチレン（以下ＰＳと略す）、また、表層樹脂として発泡性および非発泡性ポリエチレン（以下ＰＥと略す）、および発泡性ポリプロピレン（以下ＰＰと略す）を表２に示したような組み合わせで使用し、押出成形によって表層付き成形体を製造した。
【００２９】
それぞれの樹脂の配合を以下に示す。
＜基材樹脂＞
発泡ＰＶＣ
ポリ塩化ビニル１００重量部
（重合度＝６００）
重炭酸ナトリウム３．５重量部
タルク６．３重量部
【００３０】
発泡ＰＳ
耐衝撃性ポリスチレン１００重量部
重炭酸ナトリウム２．０重量部
滑剤０．１５重量部
（ヘキストジャパン（株）製：ＦＡ−１）
流動パラフィン０．１重量部
（中央化成（株）製）
【００３１】
＜表層樹脂＞
発泡ＰＥ
高密度ポリエチレン７５重量部
（密度０．９５）
低密度ポリエチレン２５重量部
（密度０．９２）
重炭酸ナトリウム０．５重量部
タルク０．１３重量部
【００３２】
非発泡ＰＥ
高密度ポリエチレン７５重量部
（密度０．９５）
低密度ポリエチレン２５重量部
（密度０．９２）
タルク１．３重量部
【００３３】
発泡ＰＰ
ポリプロピレン１００重量部
（ＭＦＲ＝０．５ｇ／１０ｍｉｎ）
アゾジカルボンアミド系発泡剤０．５重量部
（永和化成（株）製品）
タルク０．１重量部
【００３４】
本実施例においては、基材樹脂の押出には、４５ｍ／ｍコニカルツイン押出機を、表層樹脂の押出には、４０ｍ／ｍ単軸型押出機を、それぞれ用いた。押出成形時の押出機シリンダー温度および吐出量は、表２に示した。
【００３５】
得られる製品の形状が、図２に示すように、高さ８ｍｍ、横幅８０ｍｍの平板になるようにサイザーを設定した。また、表層樹脂によって被覆される範囲が、基材樹脂の上面（表面）と側面の全部、および下面の両端からそれぞれ７．５ｍｍになるよう設計された押出金型を使用した。押出成形後の製品の特徴を表２に示した。
【００３６】
【表２】

【００３７】
表層を手作業によって剥離し、表面加飾成形体を得た。表層剥離後の成形体の表面は、つやが消え、複雑な凹凸模様が施されていた。表層樹脂に発泡性樹脂を用いた成形体は、非発泡性の樹脂を用いた成形体よりも鮮明な凹凸面を有していた。
【００３８】
実施例５
基材樹脂が内層と中間層との二層からなる場合の実施例について示す。
【００３９】
基材樹脂内層および表層樹脂には、それぞれ実施例１と同様のＰＶＣおよび発泡ＰＥを用いた。また基材樹脂中間層にはポリメタクリル酸メチル（比重１．２、ＭＦＲ＝４．５ｇ／１０ｍｉｎ：以下ＰＭＭＡと略）を用いた。
【００４０】
本実施例においては、基材樹脂内層の押出には、実施例１と同様の４５ｍ／ｍコニカルツイン押出機を、表層樹脂の押出には、３０ｍ／ｍシングル押出機を、基材樹脂中間層の押出には、４０ｍ／ｍシングル押出機をそれぞれ用いた。
【００４１】
金型の種類および成形体の寸法は、実施例１と同様にした。
【００４２】
成形時の押出機シリンダー温度、吐出量を表３に示す。
以上のようにして図３に示したように基材樹脂内層（７）、基材樹脂中間層（８）および表層樹脂（６）の三層積層製品（厚さ８ｍｍ、横幅８０ｍｍ）を得た。基材樹脂中間層（８）と表層樹脂（６）の各層の厚さは表３に示した。
【００４３】
【表３】

【００４４】
押出成形後、表層樹脂の発泡ＰＥは、基材樹脂中間層のＰＭＭＡから容易に剥離できた。そして、ＰＶＣとＰＭＭＡの２層からなり、ＰＭＭＡ表面が凹凸模様で加飾され、耐候性に優れた成形体が得られた。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によって、複雑多様な凹凸模様を有する表面加飾成形体を経済的かつ簡便で効率良く製造でき、更に複雑形状を有する成形体に関しても、所望する部位の成形体表面に容易に凹凸模様を付与することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、表層樹脂は、基材樹脂表面に模様を付与する効果を有すると共に、基材樹脂の保護、およびホコリの付着等の汚れを防止する効果をも有する。
更に、表層樹脂は最終的に剥離されるため、リサイクルが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出機の一部および押出金型部分の概略図。
【図２】共押出成形体の横断面図。
【図３】共押出成形体（三層）の横断面図。
【符号の説明】
１：基材樹脂用押出機、２：表層樹脂用押出機、３：押出金型、４：押出口、５：基材樹脂、６：表層樹脂、７：基材樹脂内層、８；基材樹脂中間層

Claims

基材樹脂と該基材樹脂に対して非相溶性である表層樹脂（該表層樹脂は発泡剤を含有する発泡性樹脂である）とを共押出成形し、基材樹脂と表層樹脂との境界面に凹凸形状を付与し、成形後に基材樹脂から表層樹脂を剥離し、基材樹脂表面に前記境界面の凹凸形状が施されていることを特徴とする表面加飾成形体の製造方法。
表層樹脂の厚みが約０.１〜約０.８ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１の方法。
表層樹脂が発泡剤を含有するポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１の方法。