JP5393913B2 - 加飾樹脂シート、樹脂成形体及びその製造方法 - Google Patents

加飾樹脂シート、樹脂成形体及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、加飾樹脂シート、樹脂成形体及びその製造方法に関し、特に、加飾樹脂シートからの転写によりエンボスが形成された射出成形体の製造に関する。
自動車の部品(例えば、内装材)や、ノートパソコン、携帯電話機等の家電製品の部品(例えば、筺体)には、射出成形により製造された樹脂成形体が主に使用されている。そして、このような樹脂成形体としては、その表面にエンボスを形成することにより意匠性を高めたものが好ましく使用される。
従来、エンボスが形成された樹脂成形体を射出成形により製造する方法としては、例えば、内面にエッチングや彫刻によってエンボスが形成された射出成形金型を使用して射出成形を行う方法があった。
しかしながら、このような特殊な射出成形金型を使用する方法においては、例えば、エンボスの形状が異なる多様な樹脂成形体を製造する場合に、各エンボス形状に対応する多様な金型を準備する必要があるため、多くの手間やコストがかかり、効率的な製造は困難であった。
そこで、エンボスが形成された樹脂シートを射出成形金型内に配置して射出成形を行い、その後、形成された樹脂成形体から当該樹脂シートを剥離する方法が提案された(例えば、特許文献1、特許文献2)。
特開昭63−224918号公報 特開平2−103136号公報
しかしながら、従来、射出成形金型内に配置される樹脂シートとして、その表面に所望のエンボスを容易に形成できる特性(以下、「エンボス加工性」という。)と、射出成形時の高温高圧下で当該エンボスを樹脂成形体に正確に転写できる特性(以下、「エンボス保持性」という。)と、を十分に兼ね備えたものはなかった。
すなわち、エンボス保持性を向上させるためには、樹脂シートの耐熱性を向上させる必要があるが、一般に、樹脂シートの耐熱性を向上させると、その表面にエンボスを形成することが難しくなり、エンボス加工性が損なわれる。逆に、樹脂シートのエンボス加工性を向上させると、その耐熱性が低下するため、エンボス保持性が損なわれる。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、エンボス加工性とエンボス保持性とを十分に兼ね備えた加飾樹脂シート、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体及びその製造方法を提供することを目的の一つとする。
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層を有する樹脂シートを準備し、前記型層の表面にエンボスが形成されるように前記樹脂シートに前記エンボスを形成するエンボス形成工程と、前記樹脂シートのJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上となるように、前記エンボスが形成された前記型層を架橋する架橋工程と、前記架橋工程で得られた前記樹脂シートを、射出成形金型内において、前記型層の前記表面が溶融樹脂の射出される側を向くよう配置する配置工程と、前記射出成形金型内において前記型層の前記表面側に溶融樹脂を射出して樹脂成形体を成形する成形工程と、前記樹脂成形体と前記型層とを分離する分離工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体の製造方法を提供することができる。
また、前記架橋工程において、前記エンボスが形成された前記型層に、前記型層の前記表面側及び/又は前記型層の前記表面の反対側からエネルギー線を照射することにより、前記樹脂シートの前記100%モジュラスが0.02MPa以上となるように前記型層を架橋することとしてもよい。
また、前記エンボス形成工程において、準備される前記樹脂シートは、前記型層の前記表面側に積層された転写層をさらに有し、前記転写層の表面及び前記型層の前記表面にエンボスが形成されるように前記樹脂シートにエンボスを形成し、前記分離工程において、前記樹脂成形体に接着した前記転写層と前記型層とを分離することとしてもよい。この場合、前記エンボス形成工程において、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が前記転写層の厚さより大きい前記エンボスを形成することとしてもよい。また、前記転写層の厚さは、0.5〜150μmであることとしてもよい。また、前記転写層は、保護層及び/又は絵柄層を含むこととしてもよい。また、前記エンボス形成工程において、準備される前記樹脂シートは、前記型層のみから構成され、前記型層の前記表面に前記エンボスを形成することとしてもよい。
また、前記エンボス形成工程において、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmである前記エンボスを形成することとしてもよい。
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る加飾樹脂シートは、エンボスが形成された表面を有しポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層を有し、JIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上であることを特徴とする。本発明によれば、エンボス加工性とエンボス保持性とを十分に兼ね備えた加飾樹脂シートを提供することができる。
また、前記型層は、エネルギー線照射により架橋されていることとしてもよい。また、前記いずれかの加飾樹脂シートは、前記型層の前記表面側に積層された転写層をさらに有し、前記転写層の表面にも前記型層の前記エンボスに対応するエンボスが形成されていることとしてもよい。この場合、前記エンボスは、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が前記転写層の厚さより大きいこととしてもよい。また、前記転写層の厚さは、0.5〜150μmであることとしてもよい。また、前記転写層は、保護層及び/又は絵柄層を含むこととしてもよい。また、前記加飾樹脂シートは、前記型層のみから構成されることとしてもよい。
また、前記いずれかの加飾樹脂シートは、JIS B0601−2001に準拠して測定される前記エンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであることとしてもよい。
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法は、前記いずれかの加飾樹脂シートを、射出成形金型内において、前記型層の前記表面が溶融樹脂の射出される側を向くよう配置する配置工程と、前記射出成形金型内において前記型層の前記表面側に溶融樹脂を射出して樹脂成形体を成形する成形工程と、前記樹脂成形体と前記型層とを分離する分離工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体の製造方法を提供することができる。
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る樹脂成形体は、前記いずれかの方法により製造され、エンボスが形成された表面を有することを特徴とする。本発明によれば、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体を提供することができる。
本発明によれば、エンボス加工性とエンボス保持性とを十分に兼ね備えた加飾樹脂シート、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体及びその製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る加飾樹脂シートの一例についての断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、射出成形金型に加飾樹脂シートを配置する様子を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、内部に加飾樹脂シートが配置された射出成形金型を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、加飾樹脂シートが配置された射出成形金型の内部に溶融した樹脂が射出された様子を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、射出成形金型から取り出された、加飾樹脂シートが接着した樹脂成形体を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、加飾樹脂シートが剥離(分離)された樹脂成形体を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る加飾樹脂シートの他の例についての断面図である。 図7に示す加飾樹脂シートの製造に使用される樹脂シートの一例についての断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、射出成形金型から取り出された、転写層を有する加飾樹脂シートが接着した樹脂成形体を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、加飾樹脂シートの型層が剥離(分離)され、転写層が転写された樹脂成形体の一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る実施例1〜13において、加飾樹脂シートの製造及びこれを使用した射出成形を行った結果を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る比較例1〜14において、加飾樹脂シートの製造及びこれを使用した射出成形を行った結果を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例14〜19及び比較例15において、加飾樹脂シートの製造及びこれを使用した射出成形を行った結果を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例1〜19及び比較例1〜15において使用した成形樹脂及びその射出成形条件を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例20〜23及び比較例16において、加飾樹脂シートの製造及びこれを使用した射出成形を行った結果を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例3において製造された樹脂成形体の表面を観察した結果の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る比較例2において製造された樹脂成形体の表面を観察した結果の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る比較例7において製造された樹脂成形体の表面を観察した結果の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例24〜37及び比較例17〜19において、加飾樹脂シートの製造及びこれを使用した射出成形を行った結果を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例38〜41及び比較例20において、加飾樹脂シートの製造及びこれを使用した射出成形を行った結果を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る実施例29において製造された樹脂成形体の表面を観察した結果の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る比較例17において製造された樹脂成形体の表面を観察した結果の一例を示す説明図である。
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
本実施形態に係る加飾樹脂シート(以下、「加飾シート」という。)は、エンボスが形成された表面(以下、「エンボス面」という。)を有する樹脂製のシートであり、射出成形において当該エンボスを樹脂成形体の表面に転写するために使用される射出成形時エンボス転写用加飾樹脂シートである。
すなわち、加飾シートは、射出成形金型内において、そのエンボス面がキャビティ側(溶融樹脂の射出される側)を向くように配置され、当該エンボス面は、射出された溶融樹脂の表面に高温高圧で押し付けられ、その結果、当該エンボス面に対応するエンボスが形成された樹脂成形体が得られる。
そこで、本発明に係る加飾シートは、射出成形という特殊な用途に特化して、意匠性に優れたエンボスが形成されたエンボス面を有するための優れたエンボス加工性と、射出成形時の高温高圧下で当該意匠性に優れたエンボスを樹脂成形体に正確に転写するための優れたエンボス保持性と、を兼ね備えている。さらに、この加飾シートは、射出成形時の離型性にも優れている。
加飾シートは、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する樹脂層(以下、「型層」という。)を有し、当該型層はエンボス面を有する。型層のエンボス面は、当該型層の一方側の表面であって、エンボスが形成された表面である。
加飾シートは、エンボスが形成された表面(エンボス面)を有しポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層を有し、JIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上のシートである。
ここで、加飾シートの100%モジュラスは、JIS K6251(2004年度版)に準拠した方法により、200℃にて当該加飾シートの引張試験を行ったときの、引張伸びが100%における引張応力である。
加飾シートの100%モジュラスが0.02MPa以上であることにより、当該加飾シートは、射出成形時の高温高圧下においても極めて優れたエンボス保持性を発揮することができる。したがって、この加飾シートを使用した射出成形によれば、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体の効率的な製造を実現することができる。
なお、加飾シートの100%モジュラスの上限値は、特に限られないが、例えば、当該加飾シートの100%モジュラスは0.02MPa以上、5MPa以下とすることができる。また、加飾シートの100%モジュラスは、0.04MPa以上であることが好ましく、0.08MPa以上であることがさらに好ましい。
加飾シートの0.02MPa以上の100%モジュラスは、後述するように、型層(少なくとも当該型層のエンボス面に含有されるポリオレフィン系樹脂)を架橋することにより達成される。型層の架橋としては、例えば、エネルギー線照射による架橋(エネルギー線架橋)が挙げられる。
エネルギー線は、樹脂(少なくともポリオレフィン系樹脂)に新たな架橋構造を形成し、樹脂シート(少なくとも型層)に適度なゴム弾性を付与するものであれば特に限られず、例えば、電子線,γ線、紫外線及び可視光線からなる群より選択される1種以上を使用することができ、好ましくは電子線を使用することができる。
また、本発明の目的を達成するものであれば、架橋反応はエネルギー線照射に限らず、化学架橋等の他の架橋方法によっても構わない。すなわち、例えば、エネルギー線架橋及び/又は化学架橋により、0.02MPa以上の100%モジュラスを達成することとしてもよい。化学架橋としては、例えば、過酸化物架橋及び/又はシラン架橋を使用することができる。
過酸化物架橋においては、樹脂に過酸化物を添加し、当該過酸化物を熱分解させることにより生じるフリーラジカルにより、当該樹脂を架橋する。シラン架橋においては、樹脂をシラン化合物でグラフトし、水分と接触させることにより、当該樹脂を架橋する。
加飾シートの100%モジュラスが0.02MPa以上となるような架橋は、例えば、エネルギー線照射により行う場合、当該エネルギー線照射の条件(照射線量等)を調整することにより達成される。また、化学架橋を行う場合には、当該化学架橋の反応条件を調整すればよい。なお、エネルギー線照射による架橋と化学架橋とを併用することとしてもよい。100%モジュラスが0.02MPa以上となる架橋条件は、例えば、複数の架橋条件と、当該複数の架橋条件の各々で得られる加飾シートの100%モジュラスとの相関関係を検討することにより決定することができる。すなわち、例えば、型層を構成する樹脂の組成及び/又はエネルギー線の照射条件(加速電圧、照射線量等)を変化させた場合に、得られる加飾シートの100%モジュラスがどのように変化するかを検討することにより、当該加飾シートの100%モジュラスが0.02MPa以上となるような架橋の条件を決定することができる。
加飾シートにおいては、例えば、型層は、エネルギー線照射により架橋されたポリオレフィン系樹脂を含有するエンボス面を有することとしてもよい。すなわち、この場合、加飾シートは、JIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上の樹脂シートであって、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層を有し、当該型層は、エンボスが形成されるとともにエネルギー線照射により架橋された当該ポリオレフィン系樹脂を含有する表面を有する。
この加飾シートの型層は、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有することにより、優れたエンボス加工性を有するとともに、エネルギー線照射により当該ポリオレフィン系樹脂に形成された架橋構造に基づくゴム弾性を獲得し、高温高圧でも優れたエンボス保持性を発揮することができる。
すなわち、この場合、加飾シートの製造においては、エネルギー線の照射により架橋反応を起こす熱可塑性樹脂であるポリオレフィン系樹脂が使用される。そして、このポリオレフィン系樹脂に対するエネルギー線の照射により、当該ポリオレフィン系樹脂に新たな架橋構造が形成され、加飾シートに適度なゴム弾性が付与される。
なお、加飾シートの型層がポリオレフィン系樹脂を主成分として含有するとは、当該型層に含有される樹脂成分の全体に対する、当該ポリオレフィン系樹脂の含有量が50重量%以上であることをいう。
型層におけるポリオレフィン系樹脂の含有量は、50重量%以上であれば特に限られないが、例えば、70重量%以上であることとしてもよく、80重量%以上であることとしてもよい。型層におけるポリオレフィン系樹脂の含有量を高めることにより、加飾シートのエンボス加工性及びエンボス保持性を効果的に高めることができる。
加飾シートに含まれるエネルギー線照射により架橋されたポリオレフィン系樹脂は、エネルギー線の照射により形成された架橋構造を含むものであれば特に限られない。
ここで、ポリオレフィン系樹脂は、アルケン(一般式:C2n(nは2以上の整数))を主成分として含む合成樹脂である。ポリオレフィン系樹脂は、アルケン以外のモノマーを共重合成分又はグラフト成分として含むこととしてもよい。
ポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリオレフィン系エラストマー(例えば、ポリエチレン及び/又はポリプロピレンをハードセグメントとして含むポリオレフィン系エラストマー)、エチレンを主成分として含むモノマーを重合して得られるポリエチレン系樹脂、及びプロピレンを主成分として含むモノマーを重合して得られるポリプロピレン系樹脂からなる群より選択される1種以上であることとしてもよい。すなわち、この場合、加飾シートの型層は、例えば、エネルギー線で架橋されたポリオレフィン系エラストマー、ポリエチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂からなる群より選択される1種以上を主成分として含有する。
ポリオレフィン系エラストマーは、カレンダー成形、押出成形等の方法による加飾シートの型層の成形に使用できるものであれば特に限られず、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系ハードセグメントと、ブタジエン系、スチレン−ブタジエン系、エチレン−プロピレン系等のソフトセグメントと、のブレンドを動的架橋して得られる動的架橋ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(動的架橋TPO)、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系ハードセグメントのモノマーと、ブタジエン系、スチレン−ブタジエン系、エチレン−プロピレン系等のソフトセグメントのモノマーと、を多段重合して得られるリアクターポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(リアクターTPO)、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系ハードセグメントである1種以上のポリマーと、ブタジエン系、スチレン−ブタジエン系、エチレン−プロピレン系等のソフトセグメントである1種以上のポリマーと、を物理的に分散させて得られるブレンド型ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(ブレンド型TPO)からなる群より選択される1種以上である。なお、ハードセグメントは、樹脂的性質を備えるポリマー又はポリマー部分であり、ソフトセグメントは、ゴム的性質を備えるポリマー又はポリマー部分である。
ポリエチレン系樹脂は、カレンダー成形、押出成形等の方法による加飾シートの型層の成形に使用できるものであれば特に限られず、例えば、低分子量ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂からなる群より選択される1種以上である。ポリプロピレン系樹脂は、カレンダー成形、押出成形等の方法による加飾シートの型層の成形に使用できるものであれば特に限られず、例えば、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造、アタクチック構造等、任意の分子構造を有するものを使用することができる。ポリプロピレン系樹脂は、ホモポリマーであってもよく、また、ランダムコポリマーやブロックコポリマー(例えば、エチレンやブテン−1を分子鎖中に含むもの)であってもよい。
加飾シートの型層は、さらに他の樹脂を含むこととしてもよい。他の樹脂の種類及び含有量は、加飾シートのエンボス加工性及びエンボス保持性(特に、耐熱性)を損なわない範囲であれば特に限られない。すなわち、他の樹脂としては、例えば、主成分であるポリオレフィン系樹脂とは異なる種類の熱可塑性樹脂を好ましく使用することができる。より具体的に、他の樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及び熱可塑性エラストマーからなる群より選択される1種以上を使用することができ、エネルギー線架橋及び化学架橋が可能であるポリスチレン系樹脂及びポリ塩化ビニル系樹脂の一方又は両方を好ましく使用することができる。なお、他の樹脂もまた、エネルギー線の照射及び/又は化学架橋により架橋可能であることが好ましいが、必ずしもこれに限られない。
加飾シートの型層は、添加剤をさらに含むこととしてもよい。添加剤は、加飾シートのエンボス加工性及びエンボス保持性を損なわない範囲であれば特に限られず、例えば、一般的に熱可塑性樹脂に添加される添加剤を使用することができる。すなわち、添加剤としては、例えば、架橋補助剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤及び充填材からなる群より選択される1種以上を使用することができる。
エネルギー線架橋を行う場合、架橋補助剤は、エネルギー線照射によって架橋反応を促進するものであれば特に限られず、例えば、単不飽和化合物又は複不飽和化合物を使用することができる。化学架橋を行う場合、架橋補助剤は、化学的な架橋反応を促進するものであれば特に限られず、例えば、シラン架橋においては錫触媒、チタン触媒、アルミニウム触媒等の架橋触媒を使用することができる。
電子線照射を行う場合の架橋補助剤としては、例えば、1価又は多価アルコールのアクリレート(トリメチロールプロパントリアクリレート等)、1価又は多価アルコールのメタクリレート(トリメチロールプロパントリメタクリレート等)、ビニル系化合物(スチレン、ビニル−ベンゾイル等)、アリル化合物(トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等)、硫黄、p−キノンジオキシム、N−メチル−N,4−ジニトロソアニリン、ニトロベンゾール、ジフェニルグアニジン、トリメチロールプロパン−N,N´−m−フェニレンジマレイミドからなる群より選択される1種以上を使用することができる。
加飾シートのエンボス面に形成されるエンボスの形状は、樹脂成形体の表面に転写されるべき凹凸を有する形状であれば特に限られないが、当該エンボスは、深さが比較的大きい凹凸を有し、樹脂成形体に優れた意匠性を付与するものであることが好ましい。
すなわち、例えば、JIS B0601−2001に準拠して測定されるエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであることが好ましく、25〜250μmであることがより好ましい。
ここで、十点平均粗さ(RzJIS)とは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高(Yp)の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高(Yv)の絶対値の平均値と、の和を求め、この値をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。
エンボス面に形成されたエンボスのRzJISが上述の範囲であることにより、加飾シートは、樹脂成形体に対して、十分な深さの三次元的な凹凸を有する意匠性に優れたエンボスを正確に付与することができる。
加飾シートの平均厚さは、特に限られないが、例えば、100〜500μmとすることができる。加飾シートの平均厚さが100〜500μmであることにより、例えば、そのエンボス面に形成されるエンボスが十分な深さの三次元的な凹凸を有することができ、その結果、樹脂成形体に意匠性に優れたエンボスを付与することができる。また、この場合、加飾シートは、射出成形時の高温高圧に耐えられる力学的強度を備えることができる。また、この加飾シートは、例えば、屈曲部分を有する樹脂成形体を射出成形するときに、当該屈曲部分に対して、十分に追従でき、当該屈曲部分にエンボスを正確に付与することができる。
また、加飾シートは、その平均厚さが100〜500μmであり、且つそのエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであることとしてもよい。この場合、加飾シートは、射出成形において、樹脂成形体の任意の形状の表面に追従し、当該表面に対して意匠性に優れたエンボスを正確に付与することができる。
加飾シートは、型層のみから構成される(すなわち、単一の型層から構成される)こととしてもよい。この場合、加飾シートは、エンボス面を有しポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層のみから構成され、JIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上である樹脂シートである。
また、加飾シートは、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層のみから構成され、JIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上である樹脂シートであって、当該型層は、エネルギー線照射により架橋された当該ポリオレフィン系樹脂を含有するエンボス面を有することとしてもよい。
すなわち、加飾シートは、エンボスが形成された表面を有し、エネルギー線照射により架橋されたポリオレフィン系樹脂を主成分として含有し、100%モジュラスが0.02MPa以上である、単一の樹脂層(型層のみ)から構成されるシートであることとしてもよい。
加飾シートが、複数の樹脂層が積層されて構成される積層シートではなく、単一の樹脂層(型層のみ)から構成されるシートであることにより、当該積層シートを射出成形に使用する場合に生じる問題(例えば、積層された複数の樹脂層間での物性の相違に基づく問題)を回避することができる。
また、加飾シートは、型層のみから構成されるものに限られず、当該型層の一方の表面側に積層された追加層をさらに有することとしてもよい。この場合、エンボスが形成される型層の表面は、当該型層の追加層側の表面であり、型層が追加層と接する場合には、当該型層の当該追加層と接する表面である。
追加層は、型層に加えて形成される樹脂層であれば特に限られず、例えば、それぞれ後述するような機能を有する保護層、絵柄層及び離型層からなる群より選択される1種以上の樹脂層を含むこととしてもよい。また、追加層は、後述するような機能を有する接着層をさらに有することとしてもよい。
加飾シートが追加層を有する場合、当該加飾シートは、後述するように、例えば、エンボス面を有する樹脂層(型層)と、当該樹脂層に積層された1つ以上の他の樹脂層(例えば、離型層、保護層及び絵柄層からなる群より選択される1種以上)(すなわち、追加層)と、を有する積層シートとすることができる。そのような積層シートを用いることにより、例えば、保護層、絵柄層等を射出成形により樹脂成形体に転写することができる。また、加飾シートは、必要に応じて、さらに積層シートの樹脂成形体に接する表面に接着層を有してもよい。
加飾シートは、例えば、型層の一方の表面側に積層された転写層をさらに有し、当該転写層の表面にも当該型層の当該表面(エンボス面)のエンボスに対応するエンボスが形成されていることとしてもよい。なお、この場合もまた、エンボスが形成される型層の表面は、当該型層の追加層側の表面であり、型層が追加層と接する場合には、当該型層の当該追加層と接する表面である。より具体的に、例えば、エンボスが形成される型層の表面は、当該型層の転写層側の表面であり、型層が転写層と接する場合には、当該型層の当該転写層と接する表面である。
ここで、転写層は、型層のエンボス面側に積層された樹脂層であって、射出成形により、当該型層から樹脂成形体に転写される樹脂層である。転写層は、加飾シートから樹脂成形体に転写される樹脂層であれば特に限られず、1つの樹脂層又は積層された複数の樹脂層から構成される。転写層の構成は、最終的に得られる樹脂成形体が備えるべき所望の特性(表面特性、デザイン等)に応じて任意に決定される。
転写層は、例えば、保護層及び/又は絵柄層を含むこととしてもよい。転写層が、積層された保護層及び絵柄層を含む場合、当該転写層は、型層のエンボス面上に積層された保護層と、当該保護層上に積層された当該絵柄層とを有することが好ましい。
保護層は、樹脂成形体のエンボスが形成された表面を保護するための樹脂層であれば特に限られない。転写層が保護層と他の樹脂層とを含む場合には、当該保護層は、樹脂成形体において、当該樹脂成形体に転写された転写層の最外層を構成することが好ましい。
加飾シートが保護層を含む転写層を有する場合、射出成形と同時に樹脂成形体の表面に当該保護層を形成することができる。この結果、樹脂成形体に好ましい特性(光沢、耐摩耗性、耐薬品性等)を付与することができる。
保護層を構成する樹脂は、樹脂成形体の表面を保護する当該保護層を実現するものであれば特に限られず、任意の1種以上の樹脂を使用することができる。保護層を構成する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂及びこれらの共重合樹脂からなる群より選択される1種以上を使用することができる。
絵柄層は、樹脂成形体のエンボスが形成された表面に、当該エンボスに加えてさらなる意匠性を付与する樹脂層であれば特に限られない。すなわち、絵柄層は、例えば、木目柄、石目柄、布目柄、文字、幾何学模様及びベタパターンからなる群より選択される1種以上の絵柄が形成された樹脂層である。転写層において、絵柄層は、並列して複数形成してもよい。また、絵柄層には、必要に応じて金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は、絵柄層の表面全体に形成してもよく、絵柄層の表面上にパターン状に形成してもよい。
加飾シートが絵柄層を含む転写層を有する場合、射出成形と同時に樹脂成形体の表面に当該絵柄層を形成することができる。この結果、意匠性に優れた樹脂成形体を確実に得ることができる。
絵柄層を構成する樹脂は、樹脂成形体の表面に意匠性を付与する当該絵柄層を実現するものであれば特に限られず、任意の1種以上の樹脂を使用することができる。絵柄層を構成する樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、硝化綿系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、酢酸ビニル系樹脂及びこれらの共重合樹脂からなる群より選択される1種以上を使用することができる。また、絵柄層が金属膜層を含む場合、当該金属膜層を構成する材料は特に限られず、例えば、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫及び酸化珪素からなる群より選択される1種以上を使用することができる。
転写層は、接着層を有することとしてもよい。すなわち、転写層は、例えば、保護層及び/又は絵柄層と接着層とを有することとしてもよい。接着層は、転写層と樹脂成形体との接着を促進する樹脂層である。このため、接着層は、加飾シートにおいて、転写層の最外層として形成される。すなわち、接着層は、射出成形において、樹脂成形体を構成する樹脂と接する樹脂層として形成される。
接着層を構成する樹脂は、転写層と樹脂成形体との接着を促進する当該接着層を実現するものであれば特に限られず、樹脂成形体を構成する樹脂との接着性に応じて、任意の1種以上の樹脂を使用することができる。接着層を構成する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩素化ポリオレフィン系樹脂及びこれらの共重合樹脂からなる群より選択される1種以上を使用することができる。
転写層の厚さは、型層から樹脂成形体に転写される当該転写層を実現する範囲であれば特に限られないが、例えば、0.5〜150μmであることとしてもよい。転写層の厚さが0.5μm以上であることにより、転写層を均一に形成することができ、転写層の厚さが150μm以下であることにより、当該転写層によってエンボスの形状が緩和されることなく、所望のエンボスを確実に得ることができる。転写層の厚さは、1〜100μmであることとしてもよく、3〜50μmであることとしてもよい。
転写層が保護層を含む場合、当該保護層の厚さは、樹脂成形体の表面を保護する当該保護層を実現する範囲であれば特に限られず、例えば、0.5μm〜50μmであることが好ましい。保護層の厚さが0.5μm〜50μmの範囲であることにより、当該保護層は、樹脂成形体の表面を保護する機能を十分に発揮し、且つ優れたエンボス加工性を実現することができる。
転写層が絵柄層を含む場合、当該絵柄層の厚さは、樹脂成形体の表面に意匠性を付与する当該絵柄層を実現する範囲であれば特に限られず、例えば、0.5μm〜50μmであることが好ましい。絵柄層の厚さが0.5μm〜50μmであることにより、樹脂成形体の表面に十分な意匠性を付与することができ、且つ優れたエンボス加工性を実現することができる。
また、絵柄層が金属膜層を含む場合、当該金属膜層の厚さは、例えば、150Å〜1200Åであることが好ましい。金属膜層の厚さが150Å〜1200Åであることにより、樹脂成形体の表面に十分な意匠性を付与することができ、且つクラックの発生を効果的に回避することができる。
転写層が接着層を含む場合、当該接着層の厚さは、当該転写層と樹脂成形体との接着を促進する当該接着層を実現する範囲であれば特に限られず、例えば、0.5μm〜50μmであることが好ましい。接着層の厚さが0.5μm〜50μmであることにより、当該接着層と樹脂成形体との十分な密着を確実に実現することができる。
転写層を有する加飾シートのエンボスは、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が当該転写層の厚さより大きいこととしてもよい。すなわち、例えば、加飾シートの転写層の表面(当該加飾シートの最外表面)に形成されたエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)及び/又は型層の表面(転写層の最内表面側の型層のエンボス面)に形成されたエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が、転写層の厚さより大きいこととしてもよく、当該転写層の当該表面及び当該型層の当該表面の両方のエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が、転写層の厚さより大きいこととしてもよい。エンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が転写層の厚さより大きいことにより、加飾シートは、意匠性に優れた深い当該エンボスを樹脂成形体に転写することができる。
また、加飾シートは、厚さが0.5〜150μmの転写層を有し、且つそのエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が当該転写層の厚さより大きいこととしてもよい。また、加飾シートは、厚さが0.5〜150μmの転写層を有し、且つそのエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)は、当該転写層の厚さより大きく、10〜400μmであることとしてもよい。
これらの場合、転写層は、その厚さが、加飾シートに形成されるべきエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)(例えば、10〜400μm)より小さくなるように形成されることとしてもよい。このように薄い転写層を形成することにより、エンボス形成時に、当該転写層によってエンボスが緩和されることを効果的に抑制できる。このため、形状や深さ等のエンボスの特性を制限することなく、樹脂成形体に所望のエンボスと転写層とを同時に付与することができる。
また、転写層を有する加飾シートのJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスは0.02MPa以上である。この100%モジュラスが0.02MPa以上であることにより、加飾シートは、射出成形時の高温高圧下においても極めて優れたエンボス保持性を発揮するとともに、エンボス及び転写層の優れた転写性を発揮することができる。
加飾シートは、転写層に加えて、又は転写層に代えて、離型層を有することとしてもよい。なお、この場合もまた、エンボスが形成される型層の表面は、当該型層の追加層側の表面であり、型層が追加層と接する場合には、当該型層の当該追加層と接する表面である。より具体的に、例えば、エンボスが形成される型層の表面は、当該型層の離型層側の表面であり、型層が離型層と接する場合には、当該型層の当該離型層と接する表面である。
離型層は、転写層と型層との分離又は樹脂成形体と型層との分離を調節する樹脂層である。すなわち、離型層は、射出成形後に型層と転写層とを分離する際、又は型層と樹脂成形体とを分離する際に、当該樹脂成形体側には転写されず、当該型層側に残る樹脂層である。このため、離型層は、型層のエンボス面側(加飾シートが転写層を有する場合には、型層と転写層との間)に形成される。型層のエンボス面側に形成された離型層には、当該型層のエンボスに対応する深いエンボスが形成される。
離型層を構成する樹脂は、転写層と型層との分離を調節する当該離型層を実現するものであれば特に限られず、任意の1種以上の樹脂を使用することができる。離型層を構成する樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、アルキッド系樹脂、フェノール系樹脂及びポリエチレン系ワックスからなる群より選択される1種以上を使用することができる。
離型層の厚さは、転写層と型層との分離を調節する当該離型層を実現する範囲であれば特に限られず、例えば、0.5μm〜50μmであることが好ましい。離型層の厚さが0.5μm〜50μmであることにより、十分な離型性を実現することができ、且つ優れたエンボス加工性を実現することができる。
上述のとおり、追加層は、転写層及び/又は離型層を含むものとすることができる。すなわち、追加層は、例えば、転写層を含み、離型層を含まないこととしてもよく、離型層を含み、転写層を含まないこととしてもよく、転写層及び離型層を含むこととしてもよい。また、追加層は、例えば、転写層のみから構成されることとしてもよく、離型層のみから構成されることとしてもよく、転写層及び離型層から構成されることとしてもよい。
JIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上である加飾シートは、例えば、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する樹脂シート(型層)の一方の表面にエンボスを形成し、当該エンボスが形成された当該樹脂シートにエネルギー線を照射して、当該100%モジュラスが0.02MPa以上となるように当該ポリオレフィン系樹脂を架橋することにより製造される。
100%モジュラスが0.02MPa以上となるような架橋は、例えば、エネルギー線照射により行う場合、当該エネルギー線照射の条件(照射線量等)を調整することにより達成される。なお、本発明の目的を達成するものであれば、架橋反応はエネルギー線照射に限らず、化学架橋等の他の架橋方法によっても構わない。すなわち、例えば、エネルギー線架橋及び/又は化学架橋により、0.02MPa以上の100%モジュラスを達成することとしてもよい。化学架橋を行う場合には、当該化学架橋の反応条件を調整すればよい。
具体的に、加飾シートは、例えば、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層を有する樹脂シートを準備し、当該型層の表面にエンボスが形成されるように当該樹脂シートに当該エンボスを形成するエンボス形成工程と、当該樹脂シートのJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上となるように、当該エンボスが形成された当該型層(少なくとも当該型層の当該表面(エンボス面)に含有される当該ポリオレフィン系樹脂)を架橋する架橋工程と、を含む方法により製造される。
エンボス形成工程においては、その一方の表面にエンボスを形成することができるポリオレフィン系樹脂(より具体的には、例えば、ポリオレフィン系エラストマー、エチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂からなる群より選択される1種以上)を主成分として含有する樹脂シート(型層)を作製する。すなわち、まず、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する樹脂組成物を調製し、次いで、当該樹脂組成物を、カレンダー成形、押出成形等の成形方法により、シート状に成形し、樹脂シート(型層)を得る。
エンボス形成工程で準備される型層を有する樹脂シートは、当該型層のみから構成される加飾シートを製造する場合には、当該型層のみから構成される樹脂シートであり、追加層(例えば、転写層及び/又は離型層を含む追加層)を有する加飾シートを製造する場合には、型層と追加層とを有する樹脂シートである。
すなわち、例えば、加飾シートが転写層を有する場合、型層と転写層とを有する樹脂シートを作製する。この場合、例えば、まず、上述のようにして型層を形成し、次いで、型層の一方側の表面(エンボスが形成されるべき表面)に、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷等の方法や、塗装、ディッピング、リバースコーター等の方法により、転写層を形成する。こうして、型層と、当該型層の一方側の表面に積層された転写層とを有する樹脂シートを得る。なお、転写層が複数の樹脂層(例えば、保護層及び/又は絵柄層)を含む場合には、上述したような方法により、当該複数の樹脂層を順次積層する。また、加飾シートが離型層を有する場合、同様に、型層と離型層とを有する樹脂シートを作製する。また、加飾シートが転写層及び離型層を有する場合、同様に、型層、転写層及び離型層を有する樹脂シートを作製する。
なお、架橋前の樹脂シートは、型層に未架橋部分(架橋可能であるが未だ架橋を形成していない部分)を含むことが好ましい。後述するように、エンボス形成後に樹脂シートに含まれる未架橋部分が架橋反応を起こす(新たな架橋構造を形成する)ことで、加飾シートのエンボス保持性が効果的に向上する。
次に、こうして作製された樹脂シートの一方の表面にエンボスを形成する。樹脂シートにエンボスを形成する方法は、特に限られず、例えば、エンボス版を当該樹脂シートに重ねてプレスする方法や、エンボスロール(例えば、シボロール)を当該樹脂シートに押し当てる方法等のエンボス加工方法とすることができる。エンボスロールを使用する方法は、連続的なエンボス加工が可能である点で好ましい。
具体的に、例えば、熱可塑性樹脂シートを、その軟化点以上、融点未満の温度(例えば、60〜210℃)に加熱し、軟化した当該熱可塑性樹脂シートの一方の表面に、エンボスロールを押圧することにより、当該エンボスロールに形成されているエンボスに対応するエンボスを当該熱可塑性樹脂シートの当該一方の表面に形成する。
なお、加飾シートが転写層を有する場合、当該転写層の表面及び型層の表面にエンボスを形成する。すなわち、転写層の最外表面から型層の当該転写層側の表面にまで至るエンボスを形成する。より具体的に、樹脂シートに対して、エンボス版やエンボスロール等のエンボス型を使用して、その転写層側からエンボスを付与することにより、転写層から少なくとも型層の表面までを一体的に変形させ、意匠性に優れた深いエンボスを形成する。
ここで、エンボスが形成される転写層の表面は、当該転写層の型層側の表面及び型層と反対側の表面である。また、転写層の最外表面は、当該転写層の型層と反対側の表面である。転写層が加飾シートの最外層である場合には、当該転写層の最外表面は、加飾シートの最外表面でもある。また、エンボスが形成される型層の表面は、当該型層の転写層側の表面であり、型層が転写層と接する場合には、当該型層の当該転写層と接する表面である。
また、エンボス形成工程においては、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであるエンボスを形成することとしてもよい。
そして、架橋工程においては、こうして作製されたエンボス面を有する樹脂シートのJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上となるように、当該樹脂シートを構成する樹脂(少なくとも型層のエンボス面に含有されるポリオレフィン系樹脂)を架橋する。
すなわち、例えば、架橋工程においては、エンボスが形成された型層の表面(エンボス面)に、当該型層の当該表面側(エンボス面側)及び/又は当該型層の当該表面の反対側(エンボス面の反対側)からエネルギー線を照射することにより、当該型層(少なくとも当該型層の当該表面(エンボス面)に含有されるポリオレフィン系樹脂)を、当該型層を有する樹脂シートの100%モジュラスが0.02MPa以上となるように架橋する。
より具体的に、例えば、型層のみから構成される樹脂シート又は型層及び転写層を有する樹脂シートにエネルギー線を照射することにより、当該型層を構成するポリオレフィン系樹脂の少なくとも一部(少なくとも当該型層のエンボス面を構成するポリオレフィン系樹脂)を架橋することとしてもよい。なお、エネルギー線の照射により、転写層を構成する樹脂の少なくとも一部を架橋することとしてもよい。
エネルギー線は、樹脂シートの少なくともエンボス面に照射する。具体的には、エネルギー線を照射する方向は、少なくとも型層のエンボス面を構成するポリオレフィン系樹脂を架橋できれば特に限られないが、エネルギー線は樹脂シートに対して、当該樹脂シートのエンボス面側及び/又は当該エンボス面の反対側(裏面側)から照射することが好ましく、当該エンボス面側から照射することがより好ましい。ただし、エネルギー線をエンボス面の反対側から照射することが好ましい場合もある。すなわち、樹脂シートに対するエネルギー線の照射方向は、適宜選択される。
エネルギー線を照射する条件(エネルギー線の照射量、照射時間等)は、樹脂シートに所望の特性を付与できる範囲であれば特に限られない。エネルギー線として電子線を照射する場合には、例えば、加速電圧を100kV以上(例えば、100〜300kV)とし、照射線量を30kGy以上(例えば、30〜2000kGy)とすることができる。
この架橋により、樹脂シートのエンボス保持性を効果的に向上させることができる。すなわち、例えば、エネルギー線照射によって、樹脂シートを構成する樹脂(特に、型層を構成するポリオレフィン系樹脂)中の未架橋部分に架橋反応を起こさせ、当該樹脂中の架橋密度を上げ、その結果、当該樹脂シートのエンボス保持性を効果的に向上させることができる。こうして、架橋されたエンボス面を有する樹脂シートを、加飾シートとして得る。この加飾シートは、射出成形時の高温でもゴム弾性を発揮するため、例えば、射出成形中にいったんエンボスが変形しても、当該エンボスは当該射出成形中に復元し、保持される。こうして、優れたエンボス加工性と優れたエンボス保持性とを兼ね備えた加飾シートが製造される。
次に、本実施形態に係る樹脂成形体の製造方法(以下、「本方法」という。)について、図1〜図10を参照しつつ説明する。
図1は、加飾シート10の一例についての断面図である。図1に示す例において、加飾シート10は、単一の樹脂層(型層のみ)から構成されるシートである。図1に示すように、加飾シート10は、エンボス面11と、当該エンボス面11と反対側の表面(以下、「裏面12」という。)と、を有している。
図2〜図6には、本方法において、図1に示す加飾シート10を使用して射出成形を行う様子を示す。すなわち、図2は、射出成形金型20に加飾シート10を配置する様子を示す断面図である。図3は、内部に加飾シート10が配置された射出成形金型20を示す断面図である。図4は、加飾シート10が配置された射出成形金型20の内部に溶融した樹脂(以下、「成形樹脂30」という。)が射出される様子を示す断面図である。図5は、射出成形金型20から取り出された、加飾シート10が接着した樹脂成形体40を示す断面図である。図6は、加飾シート10が剥離(分離)された後の樹脂成形体40(本方法により製造された射出成形体)を示す断面図である。
図1に示す加飾シート10は、上述したように、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層のみからなる樹脂シートを準備し、当該型層の表面(図1に示す加飾シート10のエンボス面11に相当する当該樹脂シートの表面)にエンボスが形成されるように当該樹脂シートに当該エンボスを形成するエンボス形成工程と、当該樹脂シートのJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上となるように、当該エンボスが形成された当該型層(少なくとも当該型層の当該表面(エンボス面11)に含有される当該ポリオレフィン系樹脂)を架橋する架橋工程とを含む方法により製造される。
本方法においては、上述した加飾シート10を使用して、射出成形と同時に、樹脂成形体40の表面にエンボスを形成する。すなわち、本方法は、加飾シート10を、そのエンボス面11がキャビティ23(図3参照)側を向くよう射出成形金型20内に配置する配置工程と、当該射出成形金型20内に溶融した成形樹脂30を射出する成形工程と、形成された樹脂成形体40と当該加飾シート10とを分離する分離工程と、を含む。
配置工程においては、図2に示すように、加飾シート10を、射出成形金型20内において、そのエンボス面11が溶融した成形樹脂30(図4参照)の射出される側を向くよう配置する。すなわち、図2に示す例においては、加飾シート10を、その裏面12が射出成形金型20の一部であり雌型である移動型21の内面21a側を向くように、当該移動型21に配置する。なお、加飾シート10を配置する射出成形金型20の一部は、図2に示す例に限られず、例えば、雄型である固定型22であってもよい。また、移動型21は雄型であってもよいし、固定型22は雌型であってもよい。
加飾シート10を射出成形金型20内に配置するにあたっては、例えば、予め、真空成形、圧空成形等の成形方法により、加飾シート10を射出成形金型20に対応する形状(例えば、移動型21の内面21aに対応する形状)に予備成形し、当該予備成形された加飾シート10を当該射出成形金型20に沿って配置してもよいが、図2に示す例において、加飾シート10は、予備成形されていない。
すなわち、図2において、加飾シート10は、移動型21の内面21aに対応する形状に予備成形されておらず、平坦なシート状のままである。このため、加飾シート10は、移動型21の内面21aとの間に隙間が形成されるよう、当該移動型21の一部に固定されている。このように加飾シート10の予備成形を行わない場合、樹脂成形体40の製造を簡便に且つ効率よく行うことができる。
次いで、図3に示すように、射出成形金型20を閉じて固定し、当該射出成形金型20内に、成形樹脂30が射出される空間(加飾シート10のエンボス面11と、固定型22の内面22aとに囲まれた空間)であるキャビティ23を形成する。すなわち、図3に示す例では、加飾シート10が固定された移動型21と、射出成形金型20の他の一部であり雄型である固定型22と、を型締めする。この結果、加飾シート10は、そのエンボス面11をキャビティ23に向けて(すなわち、エンボス面11を固定型22の内面22aに向けて)射出成形金型20内に固定される。
そして、成形工程においては、射出成形金型20内において加飾シート10のエンボス面11側に溶融した成形樹脂30を射出して樹脂成形体40を成形する。すなわち、図4に示すように、射出成形金型20のキャビティ23内に溶融した成形樹脂30を射出し、その後、冷却し、固化させる。射出成形の条件は、成形樹脂30の種類等に応じて任意に設定することができ、例えば、一般的な射出成形と同様の条件とすることができる。
射出成形に使用され、樹脂成形体40を構成する成形樹脂30は、射出成形に使用できるものであれば特に限られない。成形樹脂30としては、例えば、汎用樹脂を使用することができる。汎用樹脂としては、ポリエチレン(PE)系樹脂、ポリプロピレン(PP)系樹脂、ポリスチレン(PS)系樹脂(AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、ACS樹脂を含む)、アクリル(PMMA)系樹脂、及びこれらのポリマーアロイからなる群より選択される1種以上を使用することができる。
また、上述の加飾シート10は、射出成形時の高温においてもエンボス保持性に優れるため、成形樹脂30として、エンジニアリングプラスチックを使用することもできる。エンジニアリングプラスチックとしては、ポリカーボネート(PC)系樹脂、ポリアミド(PA)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)系樹脂、及びこれらのポリマーアロイ(例えば、PC/ABS系樹脂、PC/PET系樹脂、PA/ABS系樹脂)からなる群より選択される1種以上を使用することもできる。
この射出成形において、加飾シート10は、図3及び図4に示すように、射出された成形樹脂30によって高温高圧で引き伸ばされ、移動型21の内面21aに押し付けられる。すなわち、加飾シート10は、高温高圧下で、移動型21と成形樹脂30との間に挟持される。
その後、分離工程においては、成形樹脂30の固化により形成された樹脂成形体40と加飾シート10とを分離する。すなわち、図5に示すように、加飾シート10が表面の少なくとも一部に接着した樹脂成形体40を射出成形金型20から取り出す。そして、取り出された樹脂成形体40から加飾シート10を剥離(分離)し、図6に示すように、加飾シート10のエンボスに対応するエンボスが形成された表面41を有する樹脂成形体40(エンボス加飾射出成形体)を得る。
図7は、加飾シート10の他の例についての断面図である。図7に示す例において、加飾シート10は、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する型層50と、当該型層50の一方の表面(エンボス面)51側に積層された転写層60とを有する。さらに、転写層60は、型層50のエンボス面51に積層された保護層60aと、当該保護層60a上に積層された絵柄層60bと、当該絵柄層60b上に積層された接着層60cとを有している。
図8は、図7に示す加飾シート10の製造に使用される樹脂シート70の断面図である。図8に示すように、この樹脂シート70は、未だエンボスが形成されていないシートであって、図7に示す加飾シート10と同様に、型層50と、当該型層50に積層された転写層60(保護層60a、絵柄層60b及び接着層60cを含む)とを有している。
図9は、図7に示す加飾シート10を使用した射出成形において、射出成形金型20から取り出された、当該加飾シート10が接着した樹脂成形体40を示す断面図であり、図10は、当該加飾シート10の型層が剥離(分離)された後の樹脂成形体40(本方法により製造された射出成形体)を示す断面図である。
図7に示す加飾シート10は、上述したエンボス形成工程及び架橋工程を含む方法により製造される。すなわち、まず、エンボス形成工程において、図8に示す樹脂シート70を準備し、当該樹脂シート70の転写層60の表面61及び型層50の表面51にエンボスを形成する。すなわち、加飾シート10における転写層60の最外表面61から、型層50の当該転写層60側の表面51にまで至るエンボスを形成する(図7参照)。
また、エンボス形成工程においては、図7に示すように、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が転写層60の厚さより大きいエンボスを形成することとしてもよい。この場合、転写層60の厚さは、0.5〜150μmであることとしてもよい。
また、エンボス形成工程においては、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであるエンボスを形成することとしてもよい。すなわち、この場合、転写層60の最外表面61に、十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであるエンボスを形成する。さらに、転写層60の最外表面61及び型層50の表面51に、十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであるエンボスを形成することとしてもよい。すなわち、例えば、樹脂シート70の転写層60側から、型層50の表面51に形成されるエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmとなるように、当該転写層60の最外表面61にエンボスを形成する。この場合、転写層60の最外表面61に形成されるエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)も必然的に10〜400μmとなる。
次に、架橋工程においては、加飾シート10のJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上となるように、エンボスが形成された型層50(少なくとも当該型層50の表面51に含有されるポリオレフィン系樹脂)を架橋する。具体的に、例えば、エンボスが形成された型層50の表面51に、当該表面51側(加飾シート10のエンボス面11側)及び/又は当該表面51の反対側(加飾シート10の裏面12側)からエネルギー線を照射する。このエネルギー線照射により、少なくとも型層50の表面51を構成するポリオレフィン系樹脂を架橋する。このとき、エネルギー線の照射により、転写層60を構成する樹脂の少なくとも一部を架橋することとしてもよい。また、型層50がポリオレフィン系樹脂に加えて他の樹脂を含有する場合には、さらに当該他の樹脂の少なくとも一部を架橋することとしてもよい。
こうして、図7に示すように、その転写層60から型層50に至る一体的なエンボスが形成され、100%モジュラスが0.02MPa以上である加飾シート10が得られる。この加飾シート10は、上述のとおり、まず、エンボスを形成していない型層50に転写層60を積層し、次いで、当該型層50及び転写層60に一体的にエンボスを形成し、最後に当該エンボスが形成された表面51に含有されるポリオレフィン系樹脂を架橋する(例えば、エネルギー線の照射により架橋する)ことにより製造される。このため、型層50に形成されたエンボスに対応する深いエンボスが形成された均一な厚さの転写層60を実現することができる。
そして、このような加飾シート10を使用した本方法においては、上述の図2及び図3に示す例と同様に、配置工程において、加飾シート10を、射出成形金型20内において、そのエンボス面11が溶融した成形樹脂30の射出される側(図3に示すキャビティ23側)を向くよう配置する。
次に、成形工程においては、上述の図4に示す例と同様に、射出成形金型20内において、型層50のエンボスが形成された表面51側(加飾シート10のエンボス面11側)に溶融した成形樹脂30を射出して樹脂成形体40を成形する。
そして、分離工程においては、図9及び図10に示すように、樹脂成形体40に接着した転写層60と型層50とを分離する。すなわち、まず、図9に示すように、加飾シート10が表面41aの少なくとも一部に接着した、固化した成形樹脂30(図4参照)から構成される樹脂本体40aを射出成形金型20から取り出す。そして、図10に示すように、樹脂本体40aに接着した転写層60から型層50を剥離(分離)する。
この結果、図10に示すように、型層50の表面51のエンボスに対応するエンボスが形成された表面41を有する樹脂成形体40(エンボス加飾射出成形体)が得られる。すなわち、この樹脂成形体40は、加飾シート10の型層50のエンボスが転写された表面41を有する。この樹脂成形体40の表面41は、型層50のエンボス面51と接していた転写層60の最内表面62(図7参照)である。なお、樹脂成形体40の樹脂本体40aの転写層60側の表面41aにも、加飾シート10のエンボス面11に対応するエンボスが形成されている。
なお、本方法は、上述したエンボス形成工程及び架橋工程を含まないこととしてもよいが、当該エンボス形成工程及び架橋工程を含むこととしてもよい。すなわち、この場合、本方法は、エンボス形成工程と、架橋工程と、配置工程と、成形工程と、分離工程とを含むこととなる。
樹脂成形体40に形成されたエンボスは、上述の加飾シート10のエンボスに対応して、深さの大きい三次元的な凹凸を有し、意匠性に優れたものとなる。すなわち、樹脂成形体40は、例えば、上述した十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであるエンボスが形成された表面41を有している。
このように、本実施形態によれば、汎用樹脂からエンジニアリングプラスチックまで広範な成形樹脂30を使用した射出成形において、樹脂成形体40の表面41に、当該成形樹脂30の特性を生かしたまま、深さの大きい三次元的な凹凸を有するエンボス等、意匠性に優れたエンボスを正確に付与することができる。
また、この樹脂成形体40は、金型のみではエンボス(特に深いエンボス)を付与できない部分、例えば、いわゆるアンダーカット面においても、意匠性に優れた深いエンボスを有することができる。すなわち、樹脂成形体40は、例えば、その表面41の少なくとも一部が、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであるエンボスが形成されたアンダーカット面であることとしてもよい。このアンダーカット面は、転写層60で構成されていることとしてもよい。また、樹脂成形体40は、例えば、その表面41の少なくとも一部が、転写層60で構成されたアンダーカット面であり、当該アンダーカット面には、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が当該転写層60の厚さより大きいエンボスが形成されていることとしてもよい。また、このアンダーカット面のエンボスは、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmであることとしてもよい。
また、本発明において特徴的なことの一つは、まず型層50に転写層60を積層し、次いで、当該転写層60の表面61側から、当該型層50の表面51にまで至るエンボスを付与し、その後、当該エンボスが付与された当該表面51に含有されるポリオレフィン系樹脂を架橋することにより得られた加飾シート10を使用する点にある。
すなわち、従来、例えば、まず基材シートの表面にエンボスを形成し、次いで、当該表面に転写層を形成することが考えられたが、この場合には、当該転写層の厚さより大きな深さのエンボスを形成することは困難であった。
また、従来、例えば、基材シートに転写層を積層し、当該基材シート側(転写層と反対側)からエンボスを付与することが考えられたが、この場合には、当該基材シート越しにエンボスが形成されるため、十分に深いエンボスを形成することは困難であった。
また、従来、例えば、樹脂シートのエンボス面に他のシートを積層し、当該他のシートを介して樹脂成形体にエンボスを付与することが考えられたが、この場合には、当該他のシートによってエンボスが緩和されてしまうため、当該樹脂成形体の表面に、意匠性に優れた深いエンボスを形成することは困難であった。
これに対し、本発明に係る加飾シート10は、上述のとおり、エンボス形成前に型層50に転写層60を積層するため、当該転写層を任意の且つ均一な厚さで形成することができ、当該一体的な型層50及び転写層に対して一度にエンボスを形成するため、当該転写層の厚さより大きな深さの意匠性に優れたエンボスを実現することができる。
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
[実施例1〜13及び比較例1〜10に係る加飾シートの製造]
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとして、4種類のTPOの1種以上を使用した。すなわち、未架橋のTPO(Q−100F、サンアロマー株式会社製)(以下、「TPO−I」という。)、部分的に架橋され未架橋部分を含むTPO(ミラストマー 6030NH、三井化学株式会社製)(以下、「TPO−II」という。)、部分的に架橋され未架橋部分を含むTPO(ミラストマー 8030NH、三井化学株式会社製)(以下、「TPO−III」という。)、部分的に架橋され未架橋部分を含むTPO(WT485、住友化学株式会社製)(以下、「TPO−IV」という。)からなる群より選択される1種以上を使用した。
また、ポリエチレン系樹脂として、直鎖状低密度ポリエチレン(スミカセン FW201−0、住友化学株式会社製)(以下、「LLDPE−I」という。)又は直鎖状低密度ポリエチレン(エボリューSP0540、株式会社プライムポリマー製)(以下、「LLDPE−II」という。)を使用した。また、他の熱可塑性樹脂として、ランダムポリプロピレン(ランダムPP)(B−241、株式会社プライムポリマー製)を必要に応じて使用した。また、架橋補助剤として、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA)(アクリルエステルTMP、三菱レイヨン株式会社製)を必要に応じて使用した。
図11及び図12には、加飾シートの製造に使用した原料の組成(各成分の配合比率(重量部))を示す。すなわち、実施例1〜13及び比較例1〜10においては、図11及び図12に「配合1」〜「配合7」と示すように、7種類の配合にて樹脂組成物を調製した。
次いで、上述のようにして調製された樹脂組成物を、ラボロールによりシート状に成形した。さらに、この樹脂シートの一方の表面にエンボス版を重ね、温度を170℃に調整したプレスにて、当該エンボス版を当該樹脂シートに押圧した。その後、エンボス版を樹脂シートから剥離し、エンボス面を有する樹脂シートを得た。
そして、実施例1〜13及び比較例2、4、5では、このエンボス面を有する樹脂シートに電子線を照射することにより、当該樹脂シートを構成する樹脂を架橋した。すなわち、電子線照射装置(CB250/30/20mA、岩崎電気株式会社製)を用いて、加速電圧200kV、図11及び図12に示す照射線量(kGy)で、樹脂シートに対して、そのエンボス面側から電子線を照射した。一方、比較例1、3、6〜10では、電子線照射は行わなかった。
こうして、図11及び図12に示すような平均厚さ260〜300μmの加飾シート(型層のみから構成される加飾シート)を得た。そして、表面粗さ計(SE−3A、小坂研究所製)を用いて、加飾シートのエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)を測定した。なお、十点平均粗さ(RzJIS)は、JIS B0601−2001の附属書に記載されており、より具体的には、例えば、デジタルデータによる十点平均粗さ(RzJIS94)である。
また、JIS K6251(2004年度版)(対応する国際規格はISO 37(1994年度版))に準拠した方法にて、加飾シートの引張試験を行い、当該加飾シートの200℃における100%モジュラスを測定した。ここで、試験片の形状はダンベル状3号形とし、当該試験片の厚さは加飾シートの平均厚さ(後述)とした。試験片の両端を保持する一対のチャック間の試験開始時の距離は60mmとし、引張速度は200mm/分とした。また、試験は、200℃のチャンバー内で行ったため、JISで規定される標線間距離を確認できなかったことから、一対のチャック間の距離が120mmとなった時点を試験片の引張伸びが100%になった時点と定義した。
なお、上記の加飾シートの平均厚さは次のようにして求めた。まず、加飾シートから縦3cm×横3cmの大きさの試験片を切り出し、当該試験片の重量(g)を電子天秤にて測定した。次いで、JIS K7112−1999に準拠した水中置換法(A法)により、試験片の比重(g/cm)を求めた。そして、加飾シートのエンボス面は平面であると仮定して、次の式により、当該加飾シートの平均厚さを測定した;平均厚さ(μm)=試験片の重量(g)/(比重(g/cm)×3cm×3cm))×10。そして、100%モジュラスは、このようにして求められた加飾シートの平均厚さに基づき計算した。
[比較例11〜13に係る加飾シートの製造]
厚さ250μmのアクリル樹脂製シート(サンデュレンSD014、株式会社カネカ製)の一方の表面にエンボス版を重ね、温度を170℃に調整したプレスにより、エンボス面を有するアクリル樹脂製シートを得た。
さらに、比較例12、13においては、電子線照射装置(CB250/30/20mA、岩崎電気株式会社製)を用いて、加速電圧200kV、図12に示す照射線量で、アクリル樹脂製シートに対して、そのエンボス面側から電子線を照射した。
こうして、平均厚さ250μmのアクリル樹脂製シートからなる加飾シートを得た。そして、上述の例と同様に、加飾シートの十点平均粗さ(RzJIS)及び100%モジュラスを測定した。
[比較例14に係る加飾シートの製造]
「配合1」にて樹脂を混練して調製した樹脂組成物を、ラボロールによりシート状に成形し、樹脂シートを得た。次いで、この樹脂シートの一方の表面に、バーコーターを用いて、架橋後の膜厚が約20μmとなるように、紫外線架橋性樹脂(レイクイーンRQ5005、三菱レイヨン株式会社製)を塗布し、80℃のオーブン中で約3分間乾燥した。こうして樹脂シートの表面に積層された紫外線架橋性樹脂の被覆層は、上述の乾燥のみでは未架橋であるが、常温で固体状であり、且つ熱可塑性を有していた。
そして、被覆層の表面にエンボス版を重ね、温度を170℃に調整したプレスにより、当該被覆層にエンボスを形成した。さらに、高圧水銀灯を用いて、積層シートに対して、その被覆層側から約700mJ/cmの紫外線を照射し、当該被覆層を構成する樹脂を架橋させた。
こうして、図12に示すように、樹脂シートと、当該樹脂シートの一方側の表面に積層され、エンボス面を有する紫外線架橋性樹脂からなる被覆層と、の2層からなる平均厚さ300μmの加飾シートを得た。そして、上述の例と同様に、加飾シートの十点平均粗さ(RzJIS)及び100%モジュラスを測定した。
[実施例14〜19及び比較例15に係る加飾シートの製造]
「配合4」にて樹脂を混練して樹脂組成物を調製し、当該樹脂組成物からカレンダーロールを用いて樹脂シートを得た。次いで、樹脂シートを、温度を190℃に調整したシボロールに通し、一方の表面にエンボスが形成された樹脂シートを得た。
さらに、実施例14〜19では、電子線照射装置(CB250/30/20mA、岩崎電気株式会社製)を用いて、加速電圧200kV、図13に示す照射線量で、樹脂シートに対し、そのエンボス面側から電子線を照射した。一方、比較例15では、電子線照射は行わなかった。
こうして、平均厚さ220〜240μmの加飾シートを得た。そして、上述の例と同様に、加飾シートの十点平均粗さ(RzJIS)及び100%モジュラスを測定した。
[平板状樹脂成形体の製造]
上述のように実施例1〜19及び比較例1〜15において製造した加飾シートを使用して、平板状の樹脂成形体を射出成形した。すなわち、まず、射出成形機(PLASTAR Si−100IV、東洋機械金属製)(型締力=100t)に設置した平板形状の射出成形金型(120mm×120mm、肉厚=3mm、サイドゲート)の固定型内に、加飾シートを、そのエンボス面がキャビティ側に向くよう配置し、次いで、移動型を閉じてキャビティ空間を形成した。
そして、射出成形金型のキャビティ空間に、溶融した成形樹脂を射出し、充填した。成形樹脂としては、図14に示すように、高密度ポリエチレン(ハイゼックス1300J、プライムポリマー株式会社製)(図14に示す「HDPE」)、PP樹脂(J108M、プライムポリマー株式会社製)、ABS樹脂(スタイラック101、旭化成株式会社製)、PC/ABS混合樹脂(マルチロンTN−7500F、帝人化成株式会社製)、PC/PET樹脂(ハイパーライトJP JP50000、株式会社カネカ製)(図14に示す「PC/PET−I」)又はPC/PET樹脂(ハイパーライトJP JP1010、株式会社カネカ製)(図14に示す「PC/PET−II」)を使用した。
すなわち、図11に示す実施例1〜13及び図12に示す比較例1〜14では、成形樹脂としてPC/ABS混合樹脂を使用した。また、実施例14〜19及び比較例15では、図13に示すように、上記6種類の成形樹脂を使用した。射出成形条件は、図14に示す。
そして、樹脂成形体の冷却、固化後、可動型を開いて、当該樹脂成形体を射出成形金型から取り出した。その後、樹脂成形体から加飾シートを剥離(分離)した。
[実施例20〜23及び比較例16:ノートパソコン筺体形状樹脂成形体の製造]
「配合4」にて樹脂を混練して樹脂組成物を調製し、当該樹脂組成物からカレンダーロールを用いて樹脂シートを得た。次いで、樹脂シートを、温度を190℃に調整したシボロールに通し、一方の表面にエンボスが形成された樹脂シートを得た。
さらに、実施例20〜23では、電子線照射装置(CB250/30/20mA、岩崎電気株式会社製)を用いて、加速電圧200kV、図15に示す照射線量で、樹脂シートに対し、そのエンボス面側から電子線を照射した。一方、比較例16では、電子線照射は行わなかった。
こうして、平均厚さ220〜240μmの加飾シートを得た。そして、上述の例と同様に、加飾シートの十点平均粗さ(RzJIS)及び100%モジュラスを測定した。
そして、この加飾シートを使用して、ノートパソコン筺体形状の樹脂成形体を射出成形した。すなわち、まず、射出成形機(850−MG−160、三菱重工業株式会社製)(型締力=850t)に設置したノートパソコン筺体形状の金型((幅)265mm×(長さ)363mm×(高さ)8mm、肉厚=2mm、フィルムゲート)の可動型内に、加飾シートを、そのエンボス面がキャビティ側に向くよう固定し、次いで、固定型を閉じてキャビティ空間を形成した。なお、加飾シートは、図2及び図3の例と同様に、予備成形することなく、平坦なシート状のまま射出成形金型内に配置した。
そして、射出成形金型のキャビティ空間に、溶融したPC/ABS混合樹脂(マルチロンTN−7500F、帝人化成株式会社製)を射出し、充填した。射出成形条件は、シリンダー温度=250℃、ノズル温度=260℃、射出圧力=95%、射出速度=80mm/秒、射出時間=10秒、金型温度=60℃、冷却時間=30秒とした。
樹脂成形体の冷却、固化後、可動型を開いて、当該樹脂成形体を射出成形金型から取り出した。その後、樹脂成形体から加飾シートを剥離(分離)した。
[実施例1〜23及び比較例1〜16の評価]
上述の実施例1〜23及び比較例1〜16で製造された樹脂成形体の表面の状態を目視で観察し、加飾シートの離型性及びエンボスの転写性を評価した。ここで、加飾シートの「離型性」は、射出成形後における、樹脂成形体からの加飾シートの剥離(分離)のしやすさを示す指標として評価した。また、「エンボス転写性」は、加飾シートのエンボス面から樹脂成形体の表面へのエンボスの転写の正確さを示す指標として評価した。
[実施例1〜23及び比較例1〜16の評価結果]
図11、図12、図13及び図15には、加飾シートの製造における樹脂の配合(重量部)及び電子線照射条件(加速電圧(kV)及び照射線量(kGy)、得られた加飾シートの平均厚み(μm)、十点平均粗さ(RzJIS)(μm)及び100%モジュラス(MPa)、さらに射出成形における「離型性」及び「エンボス転写性」を評価した結果を示す。
なお、図12、図13及び図15の比較例に係る「100%モジュラス」欄に示す「NA」は、引張試験において100%伸長前に加飾シートが破断して100%モジュラスを測定できなかったことを示す。また、各表の「離型性」欄において、「○」印は、離型性が良好であった(加飾シートを樹脂成形体からきれいに剥離(分離)できた)ことを示し、「×」印は、離型性が不良であった(加飾シートの一部が樹脂成形体に強固に接着しているため剥離(分離)しにくかった)ことを示し、「××」印は、離型が不可であった(加飾シートを樹脂成形体から剥離(分離)できなかった)ことを示す。また、各図の「エンボス転写性」欄において、「○」印は、転写性が良好であった(加飾シートのエンボスが樹脂成形体に正確に転写された)ことを示し、「×」印は、転写性が不良であった(加飾シートのエンボスが樹脂成形体に正確に転写されず、例えば、エンボスの消失、エンボスが形成された表面の荒れ又は艶むらが生じた)ことを示す。また、図12及び図13の比較例に係る「エンボス転写性」欄に示す「−」は、加飾シートを樹脂成形体から剥離(分離)できなかったために、転写性を評価できなかったことを示す。
図16A〜図16Cには、平板状の樹脂成形体の表面におけるエンボス転写性を観察した結果を示す。図16Aは実施例3で製造された樹脂成形体の表面、図16Bは比較例2で製造された樹脂成形体の表面、図16Cは比較例7で製造された樹脂成形体の表面を撮影して得られた写真をそれぞれ示す。なお、図16A〜図16Cにおいて矢印で示す「ゲート」は、射出成形において溶融樹脂が射出された射出成形金型のゲートに対応する位置を示す。すなわち、射出成形においては、図16A〜図16Cに示す「ゲート」の位置から溶融樹脂が扇状に射出され、金型内に充填された。
図11に示すように、実施例1〜13における射出成形では、離型性及びエンボス転写性が良好であり、意匠性に優れたエンボスが正確に転写された樹脂成形体を得ることができた。これに対し、図12に示すように、比較例1〜10及び比較例14における射出成形では、エンボスの転写性が不良であり、エンボスが正確に転写されていない樹脂成形体しか得られなかった。比較例11〜13における射出成形では、加飾シートを樹脂成形体から剥離(分離)させることさえできなかった。
また、図13に示すように、実施例14〜19における射出成形では、6種類の成形樹脂のいずれを使用した場合においても、離型性及びエンボス転写性が良好であり、意匠性に優れたエンボスが正確に転写された樹脂成形体を得ることができた。これに対し、比較例15における射出成形では、6種類の成形樹脂のいずれを使用した場合においても、エンボスの転写性が不良であり、エンボスが正確に転写されていない樹脂成形体しか得られなかった。
また、図16Aに示すように、実施例3で製造された樹脂成形体の表面では、ゲートの極近傍を除いて、深いエンボスが鮮明に転写されており、エンボス転写性は良好であった。これに対し、図16Bに示すように、比較例2で製造された樹脂成形体の表面では、ゲートから離れた部分ではエンボスが転写されているが、エンボス表面が荒れており、転写性は不良であった。また、図16Cに示すように、比較例7で製造された樹脂成形体の表面では、ゲートから離れた部分においてもエンボスは転写されておらず、転写性は不良であった。なお、ノートパソコン筺体形状樹脂成形体においても、同様の基準により、エンボス転写性を評価した。
また、図15に示すように、ノートパソコン筺体の射出成形についても、実施例20〜23における射出成形では、離型性及びエンボス転写性が良好であり、意匠性に優れたエンボスが正確に転写された樹脂成形体を得ることができた。これに対し、比較例16における射出成形では、エンボスの転写性が不良であり、エンボスが正確に転写されていない樹脂成形体しか得られなかった。
このように、実施例1〜23に係る射出成形においては、加飾シートのエンボスが樹脂成形体に正確に転写され、その結果、深さの大きい三次元的な凹凸を有する意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体が得られた。
そして、これら実施例1〜23に係る加飾シートは、いずれも、そのJIS K6251(2004年度版)に準拠して測定される200℃における100%モジュラスが0.02MPa以上であった。これに対し、比較例1〜16に係る加飾シートは、いずれも、その100%モジュラスが0.02MPa未満であった。
したがって、加飾シートは、特に、その100%モジュラスが0.02MPa以上であることにより、射出成形時の高温高圧においても優れたエンボス保持性を示し、その結果、意匠性に優れたエンボスが形成された樹脂成形体の効率的な製造を実現できたと考えられた。
[実施例24〜37及び比較例17〜19に係る加飾シートの製造]
図17には、加飾シートの製造に使用した原料の組成(各成分の配合比率(重量部))を示す。すなわち、実施例24〜37及び比較例17〜19においては、図17に「配合5」、「配合6」、「配合8」、「配合9」及び「配合10」と示すように、5種類の配合にて樹脂組成物を調製し、当該樹脂組成物を、ラボロールによりシート状に成形し、樹脂シート(型層)を得た。なお、図17に示す「ホモPP」としては、ホモポリプロピレン(E111G、株式会社プライムポリマー製)を使用した。また、実施例37においては、図17に示す「LLDPE−III」として、シラン架橋性LLDPE(リンクロンXLE815N、三菱化学株式会社)を使用し、架橋補助剤として、錫系触媒である架橋触媒(Mark BT−1、株式会社アデカ)を使用した。
次に、実施例24〜33、36、37及び比較例17においては、グラビア印刷機を用いて、型層の上に、保護層、絵柄層及び接着層を順に塗工することにより、当該3つの層から構成される転写層が形成された樹脂シートを得た。一方、実施例34及び比較例18においては、同様に、型層の上に、保護層及び接着層を順に塗工することにより、当該2つの層から構成される転写層が形成された樹脂シートを得た。また、実施例35及び比較例19においては、同様に、型層の上に、絵柄層及び接着層を順に塗工することにより、当該2つの層から構成される転写層が形成された樹脂シートを得た。図17には、転写層の厚さ(「合計A」)及び当該転写層を構成する各層の厚さを示す。なお、転写層の厚さは、デジタルマイクロスコープ(VHX−500F、株式会社キーエンス製)を使用して、樹脂シートの断面を顕微鏡下で100〜1000倍に拡大して観察することにより決定した。
保護層を構成する材料としては、ウレタン系樹脂コート剤(レザロイドLU355SP、大日精化工業株式会社製)を使用した。絵柄層を構成する材料としては、ウレタン樹脂/塩酢ビ樹脂(塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体)系グラビアインキ(V451HP 墨、東洋インキ株式会社製)を使用した。接着層を構成する材料としては、塩酢ビ/アクリル系樹脂接着ワニス(VCHP694 接着ワニス、東洋インキ株式会社製)を使用した。
さらに、樹脂シートの転写層の表面(型層と反対側の表面、転写層の最外表面、樹脂シートの最外表面)にエンボス版を重ね、温度を170℃に調整したプレスにて、当該エンボス版を当該樹脂シートに押圧した。その後、エンボス版を樹脂シートから剥離し、エンボス面を有する樹脂シートを得た(図7参照)。
そして、実施例24〜36においては、電子線照射装置(CB250/30/20mA、岩崎電気株式会社製)を用いて、加速電圧200kV、図17に示す照射線量(kGy)で、樹脂シートに対して、電子線を照射した。このとき、実施例24〜35においては、樹脂シートに対して、そのエンボス面側(転写層側)から電子線を照射した。これに対し、実施例36においては、樹脂シート対して、そのエンボス面と反対側(型層側)から電子線を照射した。一方、実施例37、比較例17〜19では、電子線照射は行わなかった。実施例37においては、上述のようにして作製したエンボス面を有する樹脂シートを、80℃の温水に6時間浸漬することにより、型層の化学架橋(シラン架橋)反応を実施した。
こうして、平均厚さ250〜360μmの加飾シートを得た。そして、上述の例と同様に、加飾シートの十点平均粗さ(RzJIS)及び100%モジュラスを測定した。
[平板状樹脂成形体の製造]
上述のように実施例24〜37及び比較例17〜19において製造した加飾シートを使用して、平板状の樹脂成形体を射出成形した。すなわち、まず、射出成形機(PLASTAR Si−100IV、東洋機械金属製)(型締力=100t)に設置した平板形状の射出成形金型(120mm×120mm、肉厚=3mm、サイドゲート)の固定型内に、加飾シートを、そのエンボス面(転写層)が溶融樹脂の射出される側に向くよう配置し、移動型を閉じた。次に、図14に示す条件で、PC/ABS混合樹脂(マルチロンTN−7500F)を用いて、射出成形を行った。樹脂成形体の冷却、固化後、可動型を開いて、当該樹脂成形体を射出成形金型から取り出した。その後、樹脂成形体から加飾シートの型層のみを剥離(分離)した。こうして、エンボス面を有する転写層で表面の一部が被覆された平板状樹脂成形体を得た。
[実施例38〜41及び比較例20に係る加飾シートの製造]
実施例38〜41及び比較例20においては、図18に示すように、「配合9」にて樹脂組成物を調製し、カレンダーロールを用いて当該樹脂組成物から樹脂シート(型層)を得た。
次に、グラビアロールを用いて、型層の上に、保護層、絵柄層及び接着層を順に塗工することにより、当該3つの層から構成される転写層が形成された樹脂シートを得た。図18には、転写層の厚さ(「合計A」)及び当該転写層を構成する各層の厚さを示す。
さらに、樹脂シートを、温度を200℃に調整したシボロールに通すことにより、転写層側にエンボス面を有する樹脂シートを得た。
そして、実施例38〜41においては、電子線照射装置(CB250/30/20mA、岩崎電気株式会社製)を用いて、加速電圧200kV、図18に示す照射線量(kGy)で、樹脂シートに対して、そのエンボス面側(転写層側)から電子線を照射した。一方、比較例20では、電子線照射は行わなかった。
こうして、平均厚さ330〜350μmの加飾シートを得た。そして、上述の例と同様に、加飾シートの十点平均粗さ(RzJIS)及び100%モジュラスを測定した。
[ノートパソコン筺体形状樹脂成形体の製造]
上述のように実施例38〜41及び比較例20において製造した加飾シートを使用して、上述の実施例20〜23及び比較例16の場合と同一の射出成形条件にて、PC/ABS混合樹脂(マルチロンTN−7500F、帝人化成株式会社製)の射出成形を行った。
樹脂成形体の冷却、固化後、可動型を開いて、当該樹脂成形体を射出成形金型から取り出した。その後、樹脂成形体から加飾シートの型層のみを剥離(分離)した。こうして、エンボス面を有する転写層で表面の一部が被覆されたノートパソコン筺体形状樹脂成形体を得た。
[実施例24〜41及び比較例17〜20の評価]
上述の実施例24〜41及び比較例17〜20で製造された樹脂成形体の表面の状態を目視で観察し、加飾シートの離型性、エンボスの転写性及び転写層の転写性を評価した。ここで、「転写層転写性」は、加飾シートから樹脂成形体の表面への転写層の転写の正確さを示す指標として評価した。
[実施例24〜41及び比較例17〜20の評価結果]
図17及び図18には、加飾シートの製造における樹脂の配合(重量部)及び電子線照射条件(加速電圧(kV)及び照射線量(kGy)、得られた加飾シートの平均厚さ(μm)、転写層厚さ(μm)、型層の平均厚さ(μm)、十点平均粗さ(RzJIS)(μm)及び100%モジュラス(MPa)、さらに射出成形における「離型性」、「エンボス転写性」及び「転写層転写性」を評価した結果を示す。
ここで、型層の平均厚さは、加飾シートの平均厚さから追加層の厚さを減じることにより算出した。すなわち、図17及び図18に示す型層の平均厚さ(μm)は、加飾シートの平均厚さ(図17及び図18に示す「加飾樹脂シートの平均厚さB(μm)」)から、追加層である転写層の厚さ(図17及び図18に示す「転写層厚さ(μm)」の「合計A」)を減じることにより(すなわち、「B−A」として)算出された。そして、図17及び図18に示すように、実施例24〜41及び比較例17〜20において、追加層の厚さ(ここでは、転写層の厚さ)は、エンボスの十点平均粗さ(RzJIS)より小さく、また、型層の平均厚さより小さかった。
なお、図17及び図18において比較例17〜20の「100%モジュラス」欄に示す「NA」は、引張試験において100%伸長前に加飾シートが破断して100%モジュラスを測定できなかったことを示す。また、図17及び図18の「離型性」欄において、「○」印は、射出成形後における樹脂成形体からの加飾シートの型層の離型性が良好であった(加飾シートの型層を樹脂成形体からきれいに剥離(分離)できた)ことを示し、「×」印は、離型性が不良であった(加飾シートの型層の一部が樹脂成形体に強固に接着しているため剥離(分離)しにくかった)ことを示す。また、図17及び図18の「エンボス転写性」欄において、「○」印は、エンボス転写性が良好であった(加飾シートのエンボスが樹脂成形体に正確に転写された)ことを示し、「×」印は、転写性が不良であった(加飾シートのエンボスが樹脂成形体に正確に転写されず、例えば、エンボスの消失、エンボスが形成された表面の荒れ又は艶むらが生じた)ことを示す。さらに図17及び図18の「転写層転写性」欄において、「○」印は、転写層転写性が良好であった(加飾シートの転写層が樹脂成形体に正確に転写された)ことを示し、「×」印は、転写性が不良であった(加飾シートの転写層が樹脂成形体に正確に転写されなかった)ことを示す。
図19A、図19Bには、平板状の樹脂成形体の表面における転写層の転写性を観察した結果を示す。図19Aは実施例29で製造された樹脂成形体の表面、図19Bは比較例17で製造された樹脂成形体の表面を撮影して得られた写真をそれぞれ示す。なお、図19A及び図19Bにおいて矢印で示す「ゲート」は、上述の図16A〜図16Cと同様、射出成形において溶融樹脂が射出された射出成形金型のゲートに対応する位置を示す。また、転写層(絵柄層)は黒色インクで着色されており、樹脂成形体には白色の成形樹脂を使用したため、図19A及び図19Bにおいて、黒色の部分は転写層が転写された部分を示し、白色の部分は転写層が転写されていない部分を示す。
図17及び図18に示すように、実施例24〜41における射出成形では、離型性、エンボス転写性及び転写層転写性が良好であり、意匠性に優れたエンボス及び転写層が正確に転写された樹脂成形体を得ることができた。ここで、これら実施例24〜41においては、追加層である転写層の厚さがエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)より小さかった(換言すれば、加飾シートのエンボスの十点平均粗さ(RzJIS)が追加層である転写層の厚さより大きかった)ことによって、樹脂成形体に形成されたエンボスの意匠性は極めて優れたものとなった。このような効果は、樹脂シートのエンボス面に対して、エネルギー線(ここでは電子線)を当該エンボス面側から照射して得られた加飾シートを使用した場合(実施例24〜35、38〜41)のみならず、当該エンボス面の反対側から照射して得られた加飾シートを使用した場合(実施例36)や、エネルギー線照射することなく化学架橋により得られた加飾シートを使用した場合(実施例37)でも得られた。これに対し、比較例17〜20における射出成形では、エンボス転写性及び転写層転写性が不良であり、エンボス及び転写層が正確に転写されていない樹脂成形体しか得られなかった。
また、図19Aに示すように、実施例29で製造された樹脂成形体の表面では、ゲートの極近傍を除いて、表面が黒色となっており、転写層の転写性は良好であった。これに対し、図19Bに示すように、比較例17で製造された樹脂成形体の表面では、ゲートから離れた部分においても転写層が転写されていない部分(白色の部分)があり、転写層の転写性は不良であった。なお、ノートパソコン筺体形状樹脂成形体においても、同様の基準により、エンボス転写性を評価した。
10 加飾樹脂シート、11 エンボス面、12 裏面、20 射出成形金型、21 移動型、21a 内面、22 固定型、22a 内面、23 キャビティ、30 成形樹脂、40 樹脂成形体、40a 樹脂本体、41 樹脂成形体のエンボスが形成された表面、41a 樹脂本体の表面、50 型層、51 型層の表面、60 転写層、60a 保護層、60b 絵柄層、60c 接着層、61 転写層の表面、62 転写層の型層側の表面、70 樹脂シート。

Claims (4)

  1. 成形樹脂から構成される樹脂本体と、
    前記樹脂本体に接着した転写層と、
    を有する樹脂成形体であって
    前記転写層で構成された前記樹脂成形体の表面には、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が前記転写層の厚さより大きいエンボスが形成されている
    ことを特徴とする樹脂成形体。
  2. 前記転写層の厚さは、0.5〜150μmである
    ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形体。
  3. 前記樹脂成形体の前記表面には、JIS B0601−2001に準拠して測定される十点平均粗さ(RzJIS)が10〜400μmである前記エンボスが形成されている
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂成形体。
  4. 前記樹脂成形体の前記表面の少なくとも一部がアンダーカット面であり、
    前記アンダーカット面に、前記エンボスが形成されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の樹脂成形体。
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