JP5763397B2 - 熱成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
従って、これまで木型の如き初期投資を抑制可能な型を用いて、数多くの低歪みかつ高品質な熱成形品を得ることはできなかった。
1.下記(a)〜(c)
(a)ポリカーボネート樹脂製シートを準備する工程(工程(a))、
(b)該シートを熱成形可能な温度まで予備加熱し軟化させる工程(工程(b))、
(c)一対の雄型および雌型からなる型に、かかる軟化したポリカーボネート樹脂製シートを狭持し、曲面を有し、厚みが1〜9mmとなる熱成形品を得る工程(工程(c))、
の工程を含み、
工程(c)に用いる一対の雄型および雌型は、いずれもその狭持部表面において、複数の小ブロックが接合された集成構造により接合線を有しており、両型の狭持方向を法線とする投影面に対してかかる接合線を投影したとき、雄型側の接合線と雌型側の接合線とが重ならないことを特徴とする熱成形品を得るための製造方法。
2.雄型側の接合線と雌型側の接合線とは、投影面において互いに平行である上記構成1の製造方法。
3.上記の型は、少なくともその狭持部表面が、材種が同一である四角柱形状の小ブロックを接着剤により接合して形成された集成構造体から所定の形状に削り出されたものである上記構成1〜2の製造方法。
4.上記の接着剤は、水性高分子イソシアネート系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、およびレゾルシノール系接着剤からなる群から選択される少なくとも1種の接着剤である上記構成3の製造方法。
5.上記のポリカーボネート樹脂製シートは、透明性を有するものである上記構成1〜4の製造方法。
6.上記のポリカーボネート樹脂製シートは、射出圧縮成形法により製造されたものである上記構成1〜5の製造方法。
7.上記構成1〜6の製造方法により得られた樹脂製グレージング。
本発明において使用する型は、雄型と対応する雌型との一対の構成からなり、いずれも少なくともその狭持表面においては、複数の小ブロックが接合された集成構造を有する。かかる小ブロックを接合する集成構造体とすることで、安価に製造可能な小ブロックから、大型サイズの型を作成することができる。その結果、大型サイズの型を安価に製造可能である。したがって、本発明の型材質は特に限定されるものでなく、木材、樹脂、および金属のいずれも利用できる。木材は、天然木およびケミカルウッド(本発明ではケミカルウッドを木材として分類する)のいずれも利用可能であり、樹脂は好ましくは熱硬化性樹脂であり、金属では、切削性に優れるアルミニウム系合金が好ましい。かかる各種型材質の中でも、木材がより安価であるため好ましく、特に天然木が、安価かつ本発明の効果がより発揮されることから好ましい。
尚、雄型側の接合線と雌型側の接合線とは、互いに平行であっても非平行であってもよい。平行の場合は、製造の容易さ、型の寿命、および成形品の品質維持の利点を有することから、本発明においてより好ましい。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4M0.83
c=0.7
本発明の熱成形品は、上述のとおり各種の樹脂製グレージングに好適であることから、上記の中でも特に熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、および赤外線吸収剤などを含有することが好ましい。
かかる射出圧縮成形は、特開2009−220554号公報に記載された装置および条件に準拠して行うことができる。かかる公報には2層が積層された態様についての詳細が記載されるが、その第1層を形成する1次成形における条件を適用することができる。即ち、射出圧縮成形の詳細は、特開2009−220554号公報に記載され、その内容は本明細書に組み込まれる。
y ≦ 0.0004x2+0.0002x (1)
(式(1)において、yはシートのJIS B0610に規定するろ波うねり曲線の平均振幅Waを表し、その単位はμmであり、xはシートのろ波うねり曲線の平均波長WSmを表し、その単位はmmである。)
(工程順序−1):1.シート準備工程/2.コート工程/3.印刷工程/4.熱成形工程
(工程順序−2):1.シート準備工程/2.コート工程/3.熱成形工程/4.印刷工程
(工程順序−3):1.シート準備工程/2.熱成形工程/3.印刷工程/4.コート工程
(工程順序−4):1.シート準備工程/2.熱成形工程/3.コート工程/4.印刷工程
(工程順序−5):1.シート準備工程/2.印刷工程/3.コート工程/4.熱成形工程
(工程順序−6):1.シート準備工程/2.印刷工程/3.熱成形工程/4.コート工程
(I−1)偏光板観察
射出圧縮成形して製造されたシートを連続して100回熱成形を行い、最終の成形品にクロスニコルの偏光板観察により、接合線に対応した歪み線が認められるか否かを観察した。
下記の原料表記に従い、熱可塑性樹脂製シートの原料となる樹脂組成物のペレットの製造方法について説明する。9.43重量部のPC、0.1重量部のVPG、0.02重量部のSA、0.03重量部のPEPQ、0.05重量部のIRGN、0.3重量部のUV1577、0.07重量部のIRA、および1×10−4重量部のBLをスーパーミキサーで均一混合した。かかる混合物10.0001重量部に対して、90重量部のPCとをV型ブレンダーで均一に混合し、押出機に供給するための予備混合物を得た。得られた予備混合物をスクリュ径77mmφのベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製:TEX77CHT(完全かみ合い、同方向回転、2条ネジスクリュー))に供給し、吐出量320kg/h、スクリュ回転数160rpm、およびベントの真空度3kPa、並びに第1供給口230℃からダイス部分280℃まで段階的に上昇させる温度構成とする条件で押出した。押出されたストランドを冷却後、ペレタイザーにより切断してペレットを得た。
PC: ビスフェノールAとホスゲンから界面縮重合法により製造された粘度平均分子量25,000のポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1250WQ(商品名))
VPG:ペンタエリスリトールと脂肪族カルボン酸(ステアリン酸およびパルミチン酸を主成分とする)とのフルエステル(コグニスジャパン(株)製:ロキシオールVPG861)
SA:脂肪酸部分エステル(理研ビタミン(株)製:リケマールS−100A)
PEPQ:ホスホナイト系熱安定剤(BASFジャパン(株)製:Irgafos P−EPQ)
IRGN:ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASFジャパン(株)製:Irganox1076)
UV1577:2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]フェノール(BASFジャパン(株)製:Tinuvin1577)
BL:ブルーイング剤(バイエル社製:マクロレックス バイオレットB)
IRA:有機分散樹脂と無機赤外線吸収剤としてCs0.33WO3(平均粒子径5nm)とからなり、無機赤外線吸収剤含有量が約23重量%からなる赤外線遮蔽剤(住友金属鉱山(株)製YMDS−874)
参考例で製造されたポリカーボネート樹脂組成物のペレットを120℃にて5時間クリーンオーブン中で乾燥した後、成形機としてシリンダー内径50mmφの超高速射出装置を備えた射出プレス成形の可能な射出成形機である日精樹脂工業(株)製FN−8000−36ATNを使用し、板状成形品(寸法:300mm×300mm×4mmt、ゲートは長さ同一厚みかつ流動方向に長さ50mmのファンゲートであり、そのゲート中央部の端にホットランナー口を有する)をいわゆる射出プレス成形法による射出圧縮成形をして製造した。ホットランナー部分の温度は310℃とした。射出プレス成形はコア圧縮法で行い、拡大されたキャビティに溶融樹脂が完全に充填されない状態でコア圧縮する方法で実施した。シリンダ温度は280℃、および金型温度は100℃とした。射出プレス成形の成形条件は、射出速度:35mm/sec、プレスストローク(キャビティ容量拡大のための金型後退幅):6mm、プレス速度(キャビティ容量減少のための金型前進速度):5mm/sec、オーバーラップ時間(キャビティ容量減少(圧縮)開始から射出工程が終了するまでの時間):0.5sec、冷却時間:70secとした。
熱プレス成形機を用いて、木型からなる雌型および雄型の両表面に綿フランネルを接着剤により貼着した。木型は、長さ×厚み×幅が300mm×50mm×50mmのメープル材からなる小ブロックをレゾルシノール系接着剤で接合した集成構造体から、NCマシンで削り出しを行い、表面の仕上げにエポキシ樹脂系のコーティングを施したもの(図1)を、従来型として使用した。一方、雌型の両端部分にのみに長さ×厚み×幅が300mm×50mm×25mmのメープル材からなる小ブロックを用いて、雌型の両端部分以外および雄型は長さ×厚み×幅が300mm×50mm×50mmのメープル材からなる小ブロックをレゾルシノール系接着剤で接合した集成構造体から、NCマシンで削り出しを行い、表面の仕上げにエポキシ樹脂系のコーティングを施し、雄型と雌型との狭持部表面における接合線が重ならないようにしたもの(図3)を、本発明の熱成形品を得るための型として使用した。
シートをクランプ留めした状態で、炉内温度200℃の空気強制循環式加熱炉に送り、加熱炉内で4分間留めた後、熱プレス成形工程に即座に送り、雄型が下、雌型が上に配置された両型間に狭持して熱成形した。型内に2分間とどめた後、型から取り出して熱成形品を得た。木型は温度制御することなく使用した。かかる工程を連続して100回行い、最終時の成形品の状態を確認した。この後、平坦部分をトリム処理し、湾曲されたグレージング成形品を得た。
評価方法(I−1)に基づき評価を行った。図1に示す構造の型を用いて得られた熱成形品は、偏光板観察により明確な歪み線が認められた(比較例1)。一方、図3に示す構造の本発明の熱成形品を得るための型を用いて得られた熱成形品は、明確な歪み線は認められなかった(実施例1)。かかる結果から明らかなように本発明の熱成形品を得るための型を用いた製造方法では、より多数の熱成形品において良品が製造できることがわかる。
上記実施例1において、射出圧縮成形して製造されたシート上に下記(V)に示すブラックアウト印刷を施した後、熱成形を行った以外は実施例1と同様に行い、図5に示す成形品を得た。かかる熱成形は、実施例1の試験後の型をそのまま使用した。その後、下記(VI)に示すハードコート処理を行い、トリム処理をした後、図6に示す樹脂製グレージングを得た。かかる樹脂製グレージングにおける偏光板観察においても、大きな歪みは認められなかった。
シートにスクリーン印刷によりブラックアウト印刷を施した。印刷は、清浄な空気を循環した23℃、相対湿度50%の雰囲気下で行われた。スクリーン版は200メッシュを用い、得られた印刷層の膜厚は約8μmであった。印刷後30分の風乾を行い、その後90℃で60分の処理によりインキ層を乾燥および固定した。印刷で使用したインキはアクリルポリオールとポリイソシアネートとからなるウレタン樹脂をバインダーとする2液性インキ(POSスクリーンインキ:100重量部、210硬化剤:5重量部、およびP−002溶剤:15重量部の均一混合物(原料はいずれも帝国インキ(株)製))を使用した。
印刷および熱成形された成形品の両面に、下記のHP−1を第1層用として、HT−1を第2層用として塗布し、それぞれ塗布後に加熱硬化した。HP−1塗布後の加熱条件は125℃で60分間、HT−1塗布後の加熱条件は125℃で60分間とした。加熱は空気強制循環式加熱炉内に保管して行った。ハードコートの膜厚は、第1層および第2層共に5μmであった。
還流冷却器および撹拌装置を備え、窒素置換したフラスコ中にエチルメタクリレート(以下EMAと省略する)74.2重量部、シクロヘキシルメタクリレート(以下CHMAと省略する)33.6重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下HEMAと省略する)13.0重量部、LA−82(旭電化工業(株)製ヒンダードアミン系光安定性基含有メタクリレート;1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート12.0重量部、メチルイソブチルケトン(以下MIBKと省略する)132.8重量部および2−ブタノール(以下2−BuOHと省略する)66.4重量部を添加混合した。混合物に窒素ガスを15分間通気して脱酸素した後、窒素ガス気流下にて70℃に昇温し、アゾビスイソブチロニトリル(以下AIBNと省略する)0.33重量部を加え、窒素ガス気流中、70℃で5時間攪拌下に反応させた。さらにAIBN:0.08重量部を加えて80℃に昇温し、3時間反応させ、不揮発分濃度が39.7重量%のアクリル共重合体溶液を得た。アクリル共重合体の重量平均分子量はGPCの測定(カラム;Shodex GPCA−804、溶離液;THF)からポリスチレン換算で115,000であった。アクリル共重合体溶液100重量部に、MIBK:71.5重量部、2−BuOH:35.7重量部、1−メトキシ−2−プロパノール(以下IPAと省略する):112重量部を加えて混合し、チヌビン400(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製トリアジン系紫外線吸収剤)4.24重量部、およびチヌビン479(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製トリアジン系紫外線吸収剤)1.06重量部、アクリル共重合体溶液中のアクリル共重合体のヒドロキシ基1当量に対してイソシアネート基が1.0当量になるようにVESTANAT B1358/100(デグサ・ジャパン(株)製ブロック化されたポリイソシアネート化合物)10.3重量部を添加し、さらにジメチルチンジネオデカノエート:0.022重量部、APZ−6601(東レダウコーニング製シランカップリング剤加水分解縮合物の溶液:固形分4.5重量%)15.7重量部を加えて25℃で1時間攪拌し、アクリル樹脂塗料(HP−1)を得た。
水分散型コロイダルシリカ分散液(触媒化成工業(株)製カタロイドSN−30、固形分濃度30重量%):100重量部に、濃塩酸(12M):0.1重量部を加えよく攪拌した。この分散液を10℃まで冷却し、その中にメチルトリメトキシシラン:161重量部を滴下した。メチルトリメトキシシランの滴下直後から反応熱で混合液の温度は上昇を開始し、かかる開始から数分後に60℃まで昇温した。60℃に到達後、氷水浴で冷却しながら、徐々に反応液の温度を低下させた。反応液の温度が35℃になった段階で、この温度を維持するようにして5時間攪拌し、これに、硬化触媒として45%コリンメタノール溶液:0.7重量部、pH調整剤としての酢酸:1.2重量部を混合し、コーティング塗料原液(α)を得た。かかるコーティング塗料原液(α)209重量部にIPA:138重量部を加えて攪拌し、コーティング塗料HT−1を得た。
102 該雌型の小ブロック(幅50mm)
103 雌型101の挟持部表面の接合線−1
104 同じく接合線−2
105 同じく接合線−3
106 同じく接合線−4
107 同じく接合線−5
108 雌型厚み(50mm)
110 雌型101の曲面部
121 熱成形品本体
122 熱成形品曲面部(グレージング部本体;上面(表面)は水平面からの最大高さ10mmであり、面は球面状である)
123 雌型101の挟持部表面の接合線−1に対応する熱成形品121表面上の位置
124 同じく接合線−2に対応する位置
125 同じく接合線−3に対応する位置
126 同じく接合線−4に対応する位置
127 同じく接合線−5に対応する位置
133 雄型141の挟持部表面の接合線−1に対応する熱成形品121表面上の位置
134 同じく接合線−2に対応する位置
135 同じく接合線−3に対応する位置
136 同じく接合線−4に対応する位置
137 同じく接合線−5に対応する位置
141 実施例で従来技術として使用した集成構造体からなる雄型
142 該雄型の小ブロック
143 雄型141の挟持部表面の接合線−1
144 同じく接合線−2
145 同じく接合線−3
146 同じく接合線−4
147 同じく接合線−5
148 雄型の厚み(44mm)
149 曲面部の高さ(6mm)
150 雄型141の曲面部
301 実施例で使用した集成構造体からなる雌型
302 該雌型の小ブロック(幅50mm)
303 端に存在する該雌型の小ブロック(幅25mm)
304 雌型301の挟持部表面の接合線−1
305 同じく接合線−2
306 同じく接合線−3
307 同じく接合線−4
308 同じく接合線−5
309 同じく接合線−6
310 雌型301の曲面部
321 熱成形品本体
322 熱成形品曲面部(グレージング部本体;上面(表面)は水平面からの最大高さ10mmであり、面は球面状である)
324 雌型301の挟持部表面の接合線−1に対応する熱成形品321表面上の位置
325 同じく接合線−2に対応する位置
326 同じく接合線−3に対応する位置
327 同じく接合線−4に対応する位置
328 同じく接合線−5に対応する位置
329 同じく接合線−6に対応する位置
333 雄型341の挟持部表面の接合線−1に対応する熱成形品321表面上の位置
334 同じく接合線−2に対応する位置
335 同じく接合線−3に対応する位置
336 同じく接合線−4に対応する位置
337 同じく接合線−5に対応する位置
341 実施例で使用した集成構造体からなる雄型
342 該雄型の小ブロック(幅50mm)
343 雄型341の挟持部表面の接合線−1
344 同じく接合線−2
345 同じく接合線−3
346 同じく接合線−4
347 同じく接合線−5
350 雄型341の曲面部
501 ブラックアウト印刷後の熱成形品
502 熱成形品の曲面部
503 熱成形品のブラックアウト印刷部
601 ブラックアウト印刷部の幅(20mm)
Claims (7)
- 下記(a)〜(c)
(a)ポリカーボネート樹脂製シートを準備する工程(工程(a))、
(b)該シートを熱成形可能な温度まで予備加熱し軟化させる工程(工程(b))、
(c)一対の雄型および雌型からなる型に、かかる軟化したポリカーボネート樹脂製シートを狭持し、曲面を有し、厚みが1〜9mmとなる熱成形品を得る工程(工程(c))、
の工程を含み、
工程(c)に用いる一対の雄型および雌型は、いずれもその狭持部表面において、複数の小ブロックが接合された集成構造により接合線を有しており、両型の狭持方向を法線とする投影面に対してかかる接合線を投影したとき、雄型側の接合線と雌型側の接合線とが重ならないことを特徴とする熱成形品を得るための製造方法。 - 雄型側の接合線と雌型側の接合線とは、投影面において互いに平行である請求項1に記載の製造方法。
- 上記の型は、少なくともその狭持部表面が、材種が同一である四角柱形状の小ブロックを接着剤により接合して形成された集成構造体から所定の形状に削り出されたものである請求項1〜2のいずれかに記載の製造方法。
- 上記の接着剤は、水性高分子イソシアネート系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、およびレゾルシノール系接着剤からなる群から選択される少なくとも1種の接着剤である請求項3に記載の製造方法。
- 上記のポリカーボネート樹脂製シートは、透明性を有するものである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 上記のポリカーボネート樹脂製シートは、射出圧縮成形法により製造されたものである請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
- 上記請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られた樹脂製グレージング。
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