JP6525871B2 - MOLDING METHOD FOR MOLDING FILM AND FILM, MOLD, MOLDED ARTICLE COMPRISING FILM, AND MOLDING METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム、フィルムを所望の立体形状に熱成形するための成形方法、成形用金型、およびフィルムを用いた立体賦形品(成形品)に関し、特に、本発明はハードコートシート等を含む加飾成形品の製造に好適に用いられる。 The present invention relates to a film, a molding method for thermoforming a film into a desired three-dimensional shape, a molding die, and a three-dimensional shaped article (molded article) using the film, and in particular, the present invention It is suitably used for the production of a decorative molded article containing
加飾成形品(絵付け成形品)或いはインモールド成形品が、その生産性、デザイン性、機能性などの側面から注目されている。この適用対象物としては、携帯電話の外装部品、自動車関係部品、医療用機械器具、エレクトロニクス製品、家電製品、建材、洗剤や化粧品などの容器、玩具などが挙げられる。 Decorative molded products (painted molded products) or in-mold molded products are attracting attention in terms of their productivity, design and functionality. The applicable objects include exterior parts of mobile phones, automobile-related parts, medical machine tools, electronics products, home appliances, construction materials, containers such as detergents and cosmetics, toys, and the like.
特許文献1は、鏡面や絞面等を有する外観の良好な樹脂成形品を、表面にフィルム層を形成したり塗装を施したりすることなく、また、射出成形法のような高圧に耐える大型の装置を用いることなく成形できるようにするために、以下のものを開示している。すなわち、成形面を有する型部材の成形面裏面との間に空間を確保した状態で該型部材を支持する支持部材、前記成形面を成形対象のシート状樹脂のビカット軟化温度(T)℃以上まで加熱する加熱手段、及び前記空間に冷却媒体を供給することにより前記成形面を前記シート状樹脂のビカット軟化温度(T)−10℃以下の温度まで冷却する冷却手段を有する真空/圧空成形用金型を開示している。
特許文献2は、開口部2を四角形にすることができ、飾り枠等との嵌合部材を簡易なものとすることができ、また、反りを防ぐために冷却時間を長くする等の特殊な作業も必要ない技術を提供するために、以下のものを開示している。すなわち、開口周緑がすぼまった壷状を呈しかつ該開口周縁が矩形状を呈する角口壷形の圧空成形品を得るための圧空成形用金型において、該金型における前記開口周緑と対応する開口周緑部をそれらの各辺が外向きに膨らむように形成し、その膨らみの程度を成形後の材料冷却にともなう変形によって前記開口周線の各辺が直線状を呈するように定めたことを特徴とする圧空成形用金型を開示している。Patent Document 1 is a large-sized resin molded product having a mirror surface, a strangulated surface, and the like, which does not have a film layer formed on the surface or a coating, and which withstands high pressure such as an injection molding method. In order to be able to be molded without using a device, the following are disclosed. That is, a support member for supporting the mold member in a state in which a space is secured between the mold surface and the molding surface of the mold member having the molding surface, the molding surface is a Vicat softening temperature (T) ° C. or more of the sheet resin to be molded. For vacuum / pressure forming using a heating means for heating to the maximum temperature, and a cooling means for cooling the molding surface to a temperature of Vicat softening temperature (T) of the sheet-like resin or less by supplying a cooling medium to the space We disclose molds.
Patent document 2 can make opening 2 a quadrangle, can make a fitting member with a decoration frame etc. simple, and it is special operation of lengthening cooling time etc. in order to prevent curvature. In order to provide technology that is not necessary, the following are disclosed. That is, in a pressure-molding die for obtaining a square-mouthed wedge-shaped pressure-formed article having a gutter-like shape in which green around the opening is recessed and the open rim has a rectangular shape, the green around the opening in the mold And the corresponding opening peripheral green portions are formed such that their respective sides expand outward, and the degree of the expansion is such that each side of the opening peripheral line has a linear shape due to the deformation accompanying the material cooling after forming. A pressure molding die characterized in that it is defined is disclosed.
ところで、従来の圧空成形法における賦形の一例として、水平配置の金型について要約すると以下の通りである。
(i)シートの保持具にてシートを固定する。
(ii)シートの保持具を加熱ゾーンへ移動させ、上方から赤外線加熱し、シートをそのTgより高温とし軟化させる。
(iii)シートの保持具を金型コア上に移動させ、型締を行ってシート成形の準備をすると同時に、加圧空気を導入する。
(iv)シートは加圧空気によって金型コアの表面に接触するまで急速に伸び、金型コアの表面に接触すると急激に冷却され、樹脂のTg以下となり、金型コアの表面形状に沿って固定され賦形品となる。
(v)加圧空気など排出した後、賦形品を取り出す。By the way, it is as follows when it summarizes about the metal mold | die of horizontal arrangement as an example of the shaping | molding in the conventional pressure forming method.
(I) Fix the sheet with the sheet holder.
(Ii) Move the sheet holder to the heating zone, and heat the sheet from above by infrared rays to soften the sheet to a temperature higher than its Tg.
(Iii) The sheet holder is moved onto the mold core, and clamping is performed to prepare for sheet forming, and at the same time, pressurized air is introduced.
(Iv) The sheet is rapidly stretched until it comes in contact with the surface of the mold core by pressurized air, and when it comes in contact with the surface of the mold core, it is rapidly cooled down to below the resin Tg and along the surface shape of the mold core It is fixed and becomes a shaped product.
(V) After discharging pressurized air, etc., take out the shaped article.
この方法で、底面に対して略垂直な立ち上がり部を有する金型コアを含む金型を使用する場合には、賦形されるシート(フィルム)の底面が最終的に賦形される為に局所的な伸びが発生する。
樹脂成形品は表面に傷が付きやすい問題がある為に傷付き防止対策としてハードコートしたシートを用いるケースが多いものの、ハードコートは硬く伸びが小さい為に限界伸び量を超えるとクラックが発生する問題を生じやすい。上記成形方法にて成形すると、フィルムの伸びと同様にハードコートも同じ部位が伸ばされる為に、成形品外形部や穴底面付近にクラックが集中発生していた。そこで形状的に緩い曲率にしたり、立ち上がり高さを低くしたデザインに変更することでハードコートクラックを防止する必要があった。In this method, when using a mold including a mold core having a rising portion substantially perpendicular to the bottom surface, the bottom surface of the sheet (film) to be formed is finally locally formed. Growth occurs.
Although there are many cases where hard-coated sheets are used as a measure to prevent scratches because resin molded products have a problem that the surface is easily scratched, cracks occur if the hard coating is too hard and the elongation is small. It is easy to cause problems. When molding is carried out by the above-mentioned molding method, the same region is stretched as in the film elongation, so that cracks are concentrated around the outer surface of the molded product and the bottom of the hole. Therefore, it has been necessary to prevent the hard coat crack by changing the shape to a loose curvature or changing the design to a lower rising height.
また、硬度を下げて傷付き防止性能をある程度犠牲にして、伸び性能を向上させたハードコートを用いることで略垂直な形状であっても立ち上がり高さを高く(一般的に4mm未満)することも実施されているが、それでは樹脂表面の傷付き性があまり向上しないため、コストをかけた割に使用時にハードコートに傷が入ってしまうという問題があった。 Also, by raising the rising height (generally less than 4 mm) even with a substantially vertical shape by lowering the hardness and sacrificing the anti-scratch performance to some extent, using a hard coat with improved elongation performance. Although the scratching property of the resin surface is not improved so much, there is a problem that the hard coat is scratched at the time of use in spite of the cost.
本発明者らは、底面付近に集中発生するクラックは賦形時のメカニズムによって発生していることに着目した。つまり最終的に伸ばされる部位が局所的な伸びとなっていることが問題である。
圧力空気だけで賦形する場合、底面根本付近のみが局所的に伸ばされる一方、賦形する際に圧力空気を用いず金型にてプレスする場合、逆に天面付近が局所的に伸びてクラックが発生することがわかった。また全ての面をプレスすると金型と特に意匠外観について厳しい品質が求められるシート天面が接触する為にエアー等を巻き込んだり、金型の研磨度が低い場合に金型表面がシートに転写して外観が悪化することが分かった。
そこで本願の目的としては賦形シート外観を良好に保ち、例えば、耐傷付き性能を有するハードコートを用いてもクラックを発生させないように成形する金型及び成形方法等を提供し、外形形状や穴形状の立ち上がり高さを高くしたり、天面側の曲率を少なくできることも可能である、デザイン的な制約を極力なくしたフィルムまたはシートおよびそれらを含む成形品を提供することにある。上述のように、本発明は、耐傷付き防止の目的でハードコート層を設けたために、クラックが比較的に容易に発生し易いハードコートシート等の成形において、特に好適に用いられる。The present inventors focused on the fact that the concentrated cracks generated near the bottom surface are generated by the mechanism at the time of shaping. In other words, it is a problem that the part to be finally stretched is a local stretch.
When forming with only pressurized air, only the bottom of the bottom is locally extended, while when forming with a die without using compressed air, the top side is locally extended locally. It was found that a crack occurred. In addition, if all surfaces are pressed, air and the like are involved because the top surface of the sheet is in contact with the top of the sheet where strict quality is required especially for the design appearance, and the mold surface is transferred to the sheet when the degree of polishing of the mold is low. It turned out that the appearance worsened.
Therefore, the object of the present invention is to provide a mold, a molding method, and the like for forming a shaped sheet so as not to generate cracks even when using a hard coat having scratch resistance performance, for example. It is an object of the present invention to provide a film or sheet and a molded article containing them, which can increase the rising height of the shape and reduce the curvature on the top surface side, with the design restrictions eliminated as much as possible. As described above, the present invention is particularly suitably used in the formation of a hard coat sheet or the like in which a crack is relatively easily generated because the hard coat layer is provided for the purpose of scratch resistance prevention.
本発明者らは、圧空成形賦形によるハードコートフィルムのハードコートクラックが発生しない成形方法に関して鋭意検討した結果、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下の通りである。
(1)成形前のフィルムの表面に、耐擦り傷性試験(ASTM D 2486-79に準拠、豚毛ブラシを用い荷重450gで200往復)において、生じる擦り傷が10本以下の擦傷性を有するハードコート層が少なくとも設けられたフィルムであり、成形時に用いられる成形用金型の下型の凸部上に配置されていたフィルムの第1の領域(肉厚部)に対する、凸部の外側において成形されたフィルムの第2の領域(端部)の伸び率が、100%以下であることを特徴とするフィルム。
(2)凸部を有する下型と、
型締時に凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、
上型と下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型を用いた、フィルムを所定の立体形状に賦形させるための成形方法であって、
上型の押圧部材を後退させた状態で、フィルムを固定枠に固定して加熱軟化させる加熱工程と、
上型および下型の型締時に、押圧部材を前進させて少なくとも凸部の外側においてフィルムを押圧して一次賦形する一次賦形工程と、
上型側から導入した気体の圧力によって、少なくとも型締させた下型の凸部の外側においてフィルムを二次賦形する二次賦形工程とを備えた成形方法により成形されたことを特徴とするフィルムである。
(3)成形品に穴および/または凹部を形成するための凹部が表面に設けられた凸部を有する下型と、
型締時に凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、
上型と下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型を用いた、フィルムを所定の立体形状に賦形させるための成形方法であって、
上型の押圧部材を後退させた状態で、フィルムを固定枠に固定して加熱軟化させる加熱工程と、
上型および下型の型締時に、押圧部材を前進させて少なくとも凸部の外側においてフィルムを押圧して一次賦形する一次賦形工程と、
上型側から導入した気体の圧力によって、少なくとも型締させた下型の凸部の外側においてフィルムを二次賦形する二次賦形工程とを備えた成形方法により成形されたことを特徴とするフィルムである。
(4)成形時に凸部上に配置されていたフィルムの第1の領域(肉厚部)に対する、凸部の外側において成形されたフィルムの第2の領域(端部)の伸び率が、100%以下であることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載のフィルムである。
(5)ハードコート層を有するハードコートフィルムであることを特徴とする、上記(2)または(3)に記載のフィルムである。
(6)ハードコート層と反対側の表面に印刷が施されたハードコートフィルムであることを特徴とする、上記(1)または(5)に記載のフィルムである。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載のフィルムを含む成形品である。The present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies on a forming method in which hard coat cracks do not occur in a hard coat film by pressure forming and shaping.
That is, the present invention is as follows.
(1) A hard coat having a scratch resistance of 10 or less on the surface of the film before molding in an abrasion resistance test (200 rubs with a pig hair brush and a load of 450 g according to ASTM D 2486-79). The film is a film provided with at least a layer, and is formed on the outside of the convex portion with respect to the first region (thick portion) of the film disposed on the convex portion of the lower mold of the molding die used at the time of molding A film characterized in that the elongation percentage of the second region (end) of the film is 100% or less.
(2) A lower mold having a convex portion,
An upper die provided with a pressing member located outside the convex portion at the time of mold clamping;
A molding method for forming a film into a predetermined three-dimensional shape, using a molding die including a fixing frame for fixing a film between an upper mold and a lower mold,
A heating step in which the film is fixed to a fixing frame and heat-softened in a state where the pressing member of the upper mold is retracted;
A primary shaping step of advancing the pressing member at the time of clamping of the upper mold and the lower mold to press the film at least outside the convex portion to perform primary shaping;
And a secondary shaping step of secondary shaping of the film at least on the outer side of the convex portion of the clamped lower mold by the pressure of the gas introduced from the upper mold side. Film.
(3) A lower mold having a convex portion provided on the surface with a concave portion for forming a hole and / or a concave portion in a molded article,
An upper die provided with a pressing member located outside the convex portion at the time of mold clamping;
A molding method for forming a film into a predetermined three-dimensional shape, using a molding die including a fixing frame for fixing a film between an upper mold and a lower mold,
A heating step in which the film is fixed to a fixing frame and heat-softened in a state where the pressing member of the upper mold is retracted;
A primary shaping step of advancing the pressing member at the time of clamping of the upper mold and the lower mold to press the film at least outside the convex portion to perform primary shaping;
And a secondary shaping step of secondary shaping of the film at least on the outer side of the convex portion of the clamped lower mold by the pressure of the gas introduced from the upper mold side. Film.
(4) The elongation ratio of the second region (end portion) of the film formed on the outside of the convex portion to the first region (thick portion) of the film arranged on the convex portion at the time of molding is 100 % Or less, which is the film as described in (2) or (3) above.
(5) The film according to (2) or (3) above, which is a hard coat film having a hard coat layer.
(6) The film according to (1) or (5) above, which is a hard coat film having a surface on the opposite side of the hard coat layer to which printing is applied.
(7) It is a molded article containing the film in any one of said (1)-(6).
(8)凸部を有する下型と、
型締時に凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、
上型と下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型を用いた、フィルムを所定の立体形状に賦形させるための成形方法であって、
押圧部材を後退させた状態で、フィルムを固定枠に固定して加熱軟化させる加熱工程と、
上型および下型の型締時に、押圧部材を前進させて少なくとも凸部の外側においてフィルムを押圧して一次賦形する一次賦形工程と、
上型側から導入した気体の圧力によって、少なくとも型締させた下型の凸部の外側においてフィルムを二次賦形する二次賦形工程とを備えたことを特徴とするフィルムの成形方法である。
(9)成形品に穴および/または凹部を形成するための凹部が表面に設けられた凸部を有する下型と、
型締時に凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、
上型と下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型を用いた、フィルムを所定の立体形状に賦形させるための成形方法であって、
上型の押圧部材を後退させた状態で、フィルムを固定枠に固定して加熱軟化させる加熱工程と、
上型および下型の型締時に、押圧部材を前進させて少なくとも凸部の外側においてフィルムを押圧して一次賦形する一次賦形工程と、
上型側から導入した気体の圧力によって、少なくとも型締させた下型の凸部の外側においてフィルムを二次賦形する二次賦形工程とを備えたことを特徴とするフィルムの成形方
法である。
(10)押圧部材を前進させて一次賦形工程を開始してから1秒以内に加圧空気を導入し、二次賦形工程を開始することを特徴とする上記(8)または(9)に記載の成形方法である。
(11)気体が加圧空気であることを特徴とする、上記(8)または(9)に記載のフィルムの成形方法である。
(12)フィルムが、ハードコート層を有するハードコートフィルムであることを特徴とする、上記(8)または(9)に記載のフィルムの成形方法である。
(13)フィルムが、ハードコート層と反対側の表面に印刷が施されたハードコートフィルムであることを特徴とする、上記(12)に記載のフィルムの成形方法である。
(14)一次賦形工程において、固定枠が、型締時の上型および下型に嵌合されることを特徴とする、上記(8)または(9)に記載のフィルムの成形方法である。
(15)上型において気体導入穴が形成されており、二次賦形工程において、気体を気体導入穴からフィルムの表面に導入することを特徴とする、上記(8)または(9)に記載のフィルムの成形方法である。(8) A lower mold having a convex portion,
An upper die provided with a pressing member located outside the convex portion at the time of mold clamping;
A molding method for forming a film into a predetermined three-dimensional shape, using a molding die including a fixing frame for fixing a film between an upper mold and a lower mold,
A heating step in which the film is fixed to a fixing frame and heat-softened in a state in which the pressing member is retracted;
A primary shaping step of advancing the pressing member at the time of clamping of the upper mold and the lower mold to press the film at least outside the convex portion to perform primary shaping;
And a second shaping step of secondly shaping the film at least on the outer side of the convex portion of the clamped lower mold by the pressure of the gas introduced from the upper mold side. is there.
(9) A lower mold having a convex portion provided on the surface with a concave portion for forming a hole and / or a concave portion in a molded article,
An upper die provided with a pressing member located outside the convex portion at the time of mold clamping;
A molding method for forming a film into a predetermined three-dimensional shape, using a molding die including a fixing frame for fixing a film between an upper mold and a lower mold,
A heating step in which the film is fixed to a fixing frame and heat-softened in a state where the pressing member of the upper mold is retracted;
A primary shaping step of advancing the pressing member at the time of clamping of the upper mold and the lower mold to press the film at least outside the convex portion to perform primary shaping;
And a second shaping step of secondly shaping the film at least on the outer side of the convex portion of the clamped lower mold by the pressure of the gas introduced from the upper mold side. is there.
(10) The pressurized air is introduced within 1 second after the pressing member is advanced to start the primary shaping process, and the secondary shaping process is started, the above (8) or (9) It is a molding method as described in.
(11) The method for forming a film as described in (8) or (9) above, wherein the gas is pressurized air.
(12) The method of forming a film according to (8) or (9) above, wherein the film is a hard coat film having a hard coat layer.
(13) The method of molding a film according to (12) above, wherein the film is a hard coat film having a surface on the side opposite to the hard coat layer printed.
(14) The method of forming a film according to (8) or (9) above, wherein the fixing frame is fitted to the upper mold and the lower mold at the time of mold clamping in the primary shaping step. .
(15) A gas introduction hole is formed in the upper mold, and a gas is introduced from the gas introduction hole to the surface of the film in the secondary shaping step, as described in the above (8) or (9) The method of forming a film of
(16)上記(8)または(9)に記載の方法で成形されたフィルムが、ハードコート層と反対側の表面に印刷が施されたハードコートフィルムであり、
ハードコートフィルムを、射出成形金型キャビティ形状に対応するように加工する加工工程と、
射出成形金型のキャビティ内においてハードコート面がキャビティと接するようにハードコートフィルムをインサートしてフィルム基材を形成するインサート工程と、
射出成形により該フィルム基材と射出成形材料を一体化して成形品を成形する成形工程と
を備えることを特徴とする成形品の成形方法である。(16) The film formed by the method described in the above (8) or (9) is a hard coat film having a surface on the side opposite to the hard coat layer printed,
A processing step of processing the hard coat film so as to correspond to the injection mold cavity shape;
Inserting the hard coat film so that the hard coat surface is in contact with the cavity in the cavity of the injection mold to form a film substrate;
And a molding step of integrating the film substrate and the injection molding material by injection molding to form a molded product.
(17)凸部を有する下型と、型締時に凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、上型と下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型である。
(18)下型において、成形品に穴および/または凹部を形成するための凹部が表面に設けられている、上記(17)に記載の成形用金型である。(17) A molding including a lower mold having a convex part, an upper mold provided with a pressing member positioned outside the convex part at the time of mold clamping, and a fixing frame for fixing a film between the upper mold and the lower mold It is a mold.
(18) The molding die according to (17) above, wherein a recess for forming a hole and / or a recess in a molded article is provided on the surface of the lower die.
(19)押圧部材が、凸部と略相似形状の内面を有することを特徴とする、上記(17)に記載の成形用金型である。
(20)二次賦形工程において気体をフィルムの表面に導入するために、上型において気体導入穴が形成されていることを特徴とする、上記(17)に記載の成形用金型である。
(21)押圧部材の内径と、凸部の外径との寸法の差が、(成形前のフィルムの厚さ(mm)×2)+1mm乃至4mmであることを特徴とする上記(17)に記載の成形用金型である。
(22)押圧部材は、空気シリンダー、または油圧シリンダーを介して動作し、フィルムを押圧する押圧部材の先端断面形状が面取りおよび/またはラウンド形状となっており、一次賦形工程および二次賦形工程におけるフィルムの凸部上の天面とは接触しないことを特徴とする上記(17)に記載の成形用金型である。(19) The molding die according to (17), wherein the pressing member has an inner surface substantially similar in shape to the convex portion.
(20) The molding die according to the above (17), characterized in that a gas introduction hole is formed in the upper mold in order to introduce a gas to the surface of the film in the secondary shaping step. .
(21) A difference in dimension between the inner diameter of the pressing member and the outer diameter of the convex portion is (Thickness of film before molding (mm) × 2) +1 mm to 4 mm. It is a molding die as described.
(22) The pressing member operates through an air cylinder or a hydraulic cylinder, and the tip cross-sectional shape of the pressing member pressing the film is chamfered and / or round, and the primary shaping process and the secondary shaping process It is a molding die as described in said (17) characterized by not contacting with the top | upper surface on the convex part of the film in a process.
本発明によれば、フィルムまたはシート、特に、ハードコートを有するシート、およびそれらの賦形成形品及びインモールド成形品等のデザイン適用形状範囲を広げ、またクラックの発生していないフィルムまたはシート、および立体賦形品(成形品)等を提供することができる。 According to the present invention, films or sheets, in particular sheets having a hard coat, and their scopes of design application shape such as shaped articles and in-mold articles thereof, and films or sheets not cracked, And three-dimensional shaped articles (molded articles) and the like can be provided.
以下、本発明品の構成および成形方法の工程等に関して、説明する。 Hereinafter, the configuration of the product of the present invention and the steps of the molding method will be described.
1.フィルムまたはシート
以上の本発明に用いる前記フィルム或いはシートの厚さは、0.05〜1.2mmが好ましく、その表面層としてハードコート層を有することが好ましい。
本願で得られる成形品の高さは、ハードコートの伸びの性能にも依存するが、耐擦り傷性試験(ASTM D 2486-79に準拠、豚毛ブラシを用い荷重450gで200往復)において、生じる擦り傷が10本以下の擦傷性を有する実用的なハードコートを用いて、現状得られていない略垂直立ち壁高さで4mm以上であり、最大15mmまでの高さの成形品に関しても製造可能となる。
本願の成形方法を用いる事で、ハードコート伸び性能を最大限に利用する事が可能となる為に天面や立ち上がり面がラウンド形状になっている製品に至っては、上記高さの2倍程度の高さまで製造可能となる。 なお、上記ハードコート(層)は、耐擦り傷性試験(ASTM D 2486-79に準拠、豚毛ブラシを用い荷重450gで200往復)において、生じる擦り傷が5本以下であることが好ましく、より好ましくは3本以下である。1. Film or Sheet The thickness of the film or sheet used in the present invention is preferably 0.05 to 1.2 mm, and it is preferable to have a hard coat layer as the surface layer.
The height of the molded article obtained in the present application depends on the elongation performance of the hard coat, but occurs in the abrasion resistance test (according to ASTM D 2486-79, 200 reciprocations with a pig hair brush and a load of 450 g). Using a practical hard coat with 10 or fewer scratches, it is possible to manufacture molded articles with a vertical wall height of 4 mm or more, up to a maximum of 15 mm, which are currently not available. Become.
By using the molding method of the present application, it is possible to make the best use of the hard coat elongation performance, and in the case of a product in which the top surface and the rising surface are in a round shape, about twice the above height. It can be manufactured to the height of The hard coat (layer) preferably has 5 or less scratches, more preferably 5 or less, in a scratch resistance test (in accordance with ASTM D 2486-79, using a pig hair brush and 200 cycles with a load of 450 g). Is less than three.
前記フィルム或いはシートとしては、例えば、(1)透明なプラスチック材料を用いた透明シート、(2)耐衝撃性や適度の耐熱性を有する樹脂を基材層とし、その片面あるいは両面に硬質樹脂層を形成した透明な多層シートに(3)前記(1)又は(2)のシートの片面或いは両面にハードコート層を形成したシート或いは多層シートが挙げられる。
本発明においては、通常、裏面に適宜、意匠性などを有する印刷層や金属化層が適宜形成されたものを用いることもできる。As the film or sheet, for example, (1) a transparent sheet using a transparent plastic material, (2) a resin having impact resistance and appropriate heat resistance is used as a base layer, and a hard resin layer is formed on one side or both sides. And (3) a sheet or multilayer sheet in which a hard coat layer is formed on one side or both sides of the sheet (3) or (2).
In the present invention, it is also possible to use one in which a printing layer or a metallized layer having a designability or the like is appropriately formed on the back surface, as appropriate.
本フィルム或いはシートに用いる透明なプラスチック材料としては、芳香族ポリカーボネート、非晶性ポリオレフィン(代表例:脂環式ポリオレフィン)、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスルフォン、アセチルセルロース、ポリスチレン、非晶性ポリエステル(代表例:脂環式ポリエステル)、透明ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート樹脂など及びこれらの組成物からなる透明樹脂が挙げられる。これらの中で光学用として用いられている樹脂が好ましく、芳香族ポリカーボネート、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−(メタ)アクリレート共重合樹脂、水添スチレン−(メタ)アクリレート共重合樹脂(スチレン成分のベンゼン環を水素添加して一部脂環としたもの)、透明ポリアミド、及び芳香族ポリカーボネートと非晶性ポリエステル(代表例:脂環式ポリエステル)との組成物などが例示される。 Examples of transparent plastic materials used for the film or sheet include aromatic polycarbonate, amorphous polyolefin (representative example: alicyclic polyolefin), poly (meth) acrylate, polysulfone, acetylcellulose, polystyrene, amorphous polyester ( Representative examples: alicyclic polyesters), transparent polyamides, polyethylene terephthalate resins, etc., and transparent resins made of these compositions. Among these, resins used for optical use are preferable, and aromatic polycarbonate, (meth) acrylic resin, styrene- (meth) acrylate copolymer resin, hydrogenated styrene- (meth) acrylate copolymer resin (styrene component) Examples thereof include those having a benzene ring hydrogenated to be partially alicyclic, transparent polyamides, and compositions of aromatic polycarbonates and amorphous polyesters (representative example: alicyclic polyesters).
芳香族ポリカーボネート(PC)としては、耐衝撃性、強度、耐熱性、耐久性あるいは曲げ加工性の点から2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカンや2,2−(4−ヒドロキシ−3,5−ジハロゲノフェニル)アルカンで代表されるビスフェノール化合物を用いて周知の方法で製造された重合体が好ましく、その重合体骨格に脂肪酸ジオールに由来する構造単位やエステル結合を有する構造単位が含まれても良く、特に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンを用いて製造される芳香族ポリカーボネートが好ましい。 As the aromatic polycarbonate (PC), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) alkane or 2,2- (4-hydroxy-3) from the point of impact resistance, strength, heat resistance, durability or bending processability A polymer produced by a known method using a bisphenol compound typified by 5-dihalogenophenyl) alkane is preferable, and the polymer skeleton contains a structural unit derived from a fatty acid diol and a structural unit having an ester bond. In particular, aromatic polycarbonates produced using 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane are preferred.
芳香族ポリカーボネートとの組成物として用いる非晶性ポリエステル樹脂は、例えば、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸で代表されるジカルボン酸成分と1,4−シクロヘキサンジメタノールで代表されるジオール成分と、必要に応じて他の少量の成分とを、エステル化またはエステル交換反応させ、次いで、適宜、重合触媒を添加し徐々に反応槽内を減圧し、重縮合反応させる公知の方法により得られるものが挙げられる。
脂環式ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体は、具体的には、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、1,5−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,6−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,7−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、およびそのエステル形成性誘導体等が挙げられる。The amorphous polyester resin used as a composition with an aromatic polycarbonate is, for example, a dicarboxylic acid component represented by 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and a diol component represented by 1,4-cyclohexanedimethanol, Depending on the esterification or transesterification reaction with other small amount of components accordingly, then, the polymerization catalyst is added, the pressure in the reaction vessel is gradually reduced pressure gradually, and those obtained by a known method of polycondensation reaction may be mentioned. .
Specifically, alicyclic dicarboxylic acids or ester-forming derivatives thereof are specifically exemplified by 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,4-decahydronaphthalenedicarboxylic acid. Examples thereof include acids, 1,5-decahydronaphthalenedicarboxylic acid, 2,6-decahydronaphthalenedicarboxylic acid, 2,7-decahydronaphthalenedicarboxylic acid, and ester-forming derivatives thereof.
本発明に使用されるポリアミド樹脂としては、光学用透明ポリアミド樹脂として公知のものが挙げられ、耐熱性の一指標である熱変形温度は例えば100〜170℃の範囲であり、芳香族ポリアミド樹脂、脂環族ポリアミド樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、並びに、これらの共重合体が挙げられる。機械的強度、耐薬品性、透明性等のバランスから脂環式ポリアミド樹脂は好ましいものであるが、2種以上のポリアミド樹脂を組み合わせてもよい。このようなポリアミド樹脂の例として、GLILAMIDTRFE5577、XE3805(EMS製)、NOVAMIDX21(三菱エンジニアリングプラスチックス製)、東洋紡ナイロンT−714E(東洋紡製)があるが、これらに限定されない。 Examples of the polyamide resin used in the present invention include those known as transparent polyamide resins for optics, and the heat distortion temperature which is an index of heat resistance is, for example, in the range of 100 to 170 ° C. There may be mentioned alicyclic polyamide resins, aliphatic polyamide resins, and copolymers thereof. Although an alicyclic polyamide resin is preferable from the balance of mechanical strength, chemical resistance, transparency, etc., two or more kinds of polyamide resins may be combined. Examples of such polyamide resins include GLILAMIDTRFE 5577, XE 3805 (manufactured by EMS), NOVAMIDX 21 (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics), and Toyobo nylon T-714E (manufactured by Toyobo), but the invention is not limited thereto.
(メタ)アクリル樹脂は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メチルメタクリレート(MMA)に代表される各種(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体、またはPMMAやMMAと他の1種以上の単量体との共重合体などであり、さらにそれらの樹脂の複数種が混合されたものでもよい。これらのなかでも、低複屈折性、低吸湿性、耐熱性に優れた環状アルキル構造を含む(メタ)アクリレートが好ましい。以上のような(メタ)アクリル樹脂の例として、アクリペット(三菱レイヨン製)、デルペット(旭化成ケミカルズ製)、パラペット(クラレ製)があるが、これらに限定されない。 The (meth) acrylic resin is a homopolymer of various (meth) acrylic acid esters represented by polymethyl methacrylate (PMMA) and methyl methacrylate (MMA), or with PMMA or MMA and one or more other monomers. Or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used. Among these, (meth) acrylates having a cyclic alkyl structure excellent in low birefringence, low hygroscopicity, and heat resistance are preferable. Examples of such (meth) acrylic resins include Acrypet (manufactured by Mitsubishi Rayon), Delpet (manufactured by Asahi Kasei Chemicals), and Parapet (manufactured by Kuraray), but the invention is not limited thereto.
上記(2)の基材層は基礎物性を保持するための層であり、使用する樹脂としては、芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリカーボネートと非晶性ポリエステル樹脂との組成物がその高い耐衝撃性から代表例として挙げられる。
この基材層の片面或いは両面に形成する硬質樹脂層としては、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリレート共重合樹脂、水添スチレン−(メタ)アクリレート共重合樹脂(スチレン成分のベンゼン環を水素添加して一部脂環としたもの)、2,2−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)アルカンなどを共重合した芳香族ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂に相溶性である芳香環を含む(メタ)アクリルモノマーを共重合した(メタ)アクリル樹脂と芳香族ポリカーボネート樹脂との組成物などが例示され、(メタ)アクリル系樹脂と水添スチレン−(メタ)アクリレート共重合樹脂(スチレン成分のベンゼン環を水素添加して一部脂環としたもの)が好ましい。
これらは耐候性の改良から通常、紫外線吸収剤を配合した組成物として用いる。The base material layer of the above (2) is a layer for retaining basic physical properties, and as a resin to be used, an aromatic polycarbonate, and a composition of an aromatic polycarbonate and an amorphous polyester resin have high impact resistance. It is mentioned as a representative example.
Examples of the hard resin layer formed on one side or both sides of the substrate layer include (meth) acrylic resins, styrene- (meth) acrylate copolymer resins, hydrogenated styrene- (meth) acrylate copolymer resins (benzene as a styrene component) Aromatic polycarbonate resin obtained by copolymerizing a ring with a partial hydrogenation by hydrogenating the ring, 2,2- (4-hydroxy-3-methylphenyl) alkane, and the like, and an aroma compatible with the aromatic polycarbonate resin Examples thereof include a composition of a (meth) acrylic resin obtained by copolymerizing a (meth) acrylic monomer containing a ring and an aromatic polycarbonate resin, and the like, and a (meth) acrylic resin and a hydrogenated styrene- (meth) acrylate copolymer resin ( Preferably, the benzene ring of the styrene component is hydrogenated to form a partial alicyclic ring).
These are usually used as a composition blended with a UV absorber because of improvement of weather resistance.
本フィルム或いはシートは、通常、押出法或いは共押出法により製造され、厚みは0.05mm〜1.2mmの範囲から適宜選択されることが好ましい。
多層シートの場合、基材シートの片面或いは両面に形成する硬質樹脂層の厚みは、多層シートの厚みの半分より薄いものであり、好ましくは0.03mm〜0.1mmから選択する。薄すぎると鉛筆硬度などの硬度が低くなり、厚すぎても硬度を高める効果がなくなり、基材シートの特性低下が大きくなり好ましくない。
そして、押し出し工程において、或いは、押し出しされた後に、ハードコート処理が行われる。通常は、耐磨耗性や耐指紋性(指紋ふき取り性)に優れたものが好ましいが、熱成形して所望の三次元形状を付与することが必須であることから、所望の熱成形性を示すハードコートを施したものを選択することが好ましい。The present film or sheet is usually produced by an extrusion method or a coextrusion method, and the thickness is preferably suitably selected from the range of 0.05 mm to 1.2 mm.
In the case of a multilayer sheet, the thickness of the hard resin layer formed on one side or both sides of the substrate sheet is thinner than half of the thickness of the multilayer sheet, and is preferably selected from 0.03 mm to 0.1 mm. When the thickness is too thin, the hardness such as pencil hardness decreases, and when the thickness is too thick, the effect of increasing the hardness is lost, and the property deterioration of the substrate sheet becomes large, which is not preferable.
Then, a hard coating process is performed in the extrusion process or after being extruded. Usually, those excellent in abrasion resistance and fingerprint resistance (fingerprint wiping ability) are preferable, but since it is essential to provide a desired three-dimensional shape by thermoforming, a desired thermoforming property is obtained. It is preferable to select one having a hard coat as shown.
ハードコート層としては、アクリル系、シリコン系、メラミン系、ウレタン系、エポキシ系等公知の架橋皮膜を形成する化合物を使用することができる。また、硬化方法も紫外線硬化、熱硬化、電子線硬化等公知の方法を用いることができる。これらの中で、表面側とする面には、鉛筆硬度H以上と出来るものが好ましく、熱賦形性とのバランスからアクリル系、ウレタンアクリレート系が好ましいものとして例示される。
ハードコート層の付与は、通常の方法で良く、ロールコート法などの塗布法、ディップ法、転写法などで形成する。As the hard coat layer, compounds which form known crosslinked films such as acrylics, silicones, melamines, urethanes and epoxys can be used. Further, as a curing method, known methods such as ultraviolet curing, thermal curing, electron beam curing can be used. Among these, those which can be made to have a pencil hardness of H or more are preferable on the surface to be the surface side, and from the balance with heat formability, acrylics and urethane acrylates are preferred.
The hard coat layer may be applied by a conventional method, and is formed by a coating method such as a roll coating method, a dip method, a transfer method or the like.
アクリル系の化合物としては、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基(アクリロイルオキシ基及び/またはメタクリロイルオキシ基の意、以下同じ)を有する架橋重合性化合物が使用でき、各(メタ)アクリロイルオキシ基を結合する残基が炭化水素またはその誘導体であり、その分子内にはエーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合等を含むことができる。また、熱賦形性を付与する成分として分子量が千〜数千の長鎖成分を適宜含むことができる。 As the acrylic compound, a crosslinkable polymerizable compound having at least two (meth) acryloyloxy groups (in the meaning of an acryloyloxy group and / or a methacryloyloxy group, hereinafter the same) in the molecule can be used, and each (meth) The residue to which an acryloyloxy group is bonded is a hydrocarbon or a derivative thereof, and the molecule may contain an ether bond, a thioether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond and the like. In addition, a long chain component having a molecular weight of 1,000 to several thousand can be suitably included as a component imparting heat shaping property.
本発明で使用される多層シートは、通常、裏面に意匠性の印刷層を有する。
本発明で使用される多層シートは、取り扱い性や裏面への印刷や金属化の適性から裏面にもハードコート層を有するものが好ましい。好適な場合、裏面側は基材樹脂上に、ハードコート層/印刷層を有し、この上に、射出成形樹脂が乗り、熱融着されたものとなる。この点から、伸びが必要な部分に印刷層がある場合、印刷インキは、ハードコート層に強固に接着し、適度に伸びる性状を有し、さらに、用いる成形樹脂とも熱融着するものを選択することが好ましい。尚、片面にハードコート処理していない場合でも問題なく使用可能である。The multilayer sheet used in the present invention usually has a print layer of design on the back side.
The multilayer sheet used in the present invention preferably has a hard coat layer also on the back surface in view of handleability, printability on the back surface, and metallization suitability. In the preferred case, the back side has a hard coat layer / printed layer on the base resin, on which the injection molded resin is placed and heat-sealed. From this point, when there is a printing layer on the part that needs elongation, the printing ink is strongly adhered to the hard coat layer, has an appropriately stretching property, and is selected to be heat-fused also with the molding resin used. It is preferable to do. Even when the hard coat treatment is not performed on one side, it can be used without any problem.
2.フィルムまたはシートの成形方法
本発明のフィルムの製造方法においては、後述する金型を用いる。具体的には、成形用金型、好ましくは圧空成形用金型を用いて、フィルムを所定の立体形状を有するように成形し、立体賦形品を製造する方法であって、固定枠に固定したシートを加熱し(加熱工程)、固定枠と同時に型締後、可動リングを前進させ、フィルムまたはシートを下型底面まで一次賦形させ(一次賦形工程)、ついで加圧空気導入穴から導入された加圧空気の圧力によって、成形時に前記フィルムまたはシートをコア形状あるいは凹部形状に完全に賦形させる二次賦形する工程(二次賦形工程)を有する。
一方、従来の製造工程は、下記の通りである。
(i)シートの保持具にてシートを保持する。
(ii)シートの保持具とともに加熱ゾーンへ移動させ、上方から赤外線加熱し、シートをそのTgより高温とし軟化させる。
(iii)シートの保持具を上型と下型によって嵌合し、型締を行ってシート成形の準備をすると同時に、加圧空気を導入する。
(iv)シートは加圧空気によって金型コアの表面に接触した部分から(樹脂のTg以下となり)固定され、非接触部は急速に伸びて金型コアの表面に接触し固定されて金型コアあるいは凹部の表面形状に沿った賦形品とされる。最終非接触部であった底面近傍部のシートのみが局所的に伸ばされる。
(v)加圧空気など排出した後、賦形品を取り出す。2. Method of Forming Film or Sheet In the method of manufacturing a film of the present invention, a mold described later is used. Specifically, a method of manufacturing a three-dimensional shaped product by molding a film so as to have a predetermined three-dimensional shape using a molding die, preferably a pneumatic molding die, and fixed to a fixed frame The heated sheet is heated (heating step), clamped at the same time as the fixed frame, the movable ring is advanced, the film or sheet is primarily shaped to the bottom of the lower mold (primary shaping step), and then the pressurized air introduction hole There is a step (secondary shaping step) of completely shaping the film or sheet into a core shape or a recess shape at the time of shaping by the pressure of the introduced pressurized air.
On the other hand, the conventional manufacturing process is as follows.
(I) The sheet is held by the sheet holder.
(Ii) Move to the heating zone together with the holder of the sheet, and heat the sheet from the upper side by infrared rays to make the sheet temperature higher than its Tg and soften.
(Iii) The sheet holder is fitted by the upper and lower molds, clamping is performed to prepare for sheet forming, and at the same time, pressurized air is introduced.
(Iv) The sheet is fixed by pressurized air from the portion in contact with the surface of the mold core (less than the Tg of the resin), and the noncontact portion is rapidly stretched to be in contact with the surface of the mold core and fixed. It is a shaped product along the surface shape of the core or the recess. Only the sheet near the bottom that was the final noncontacting portion is locally stretched.
(V) After discharging pressurized air, etc., take out the shaped article.
本発明のフィルムの成形方法(立体賦形品の製造方法)は、上記(i)〜(v)の製造工程と比較して以下の点で異なる。
・型締時点で保持具(固定枠)に固定されている加熱シートが、可動リングによって、金型の立ち上がり部あるいは凹部に対応するように、金型コアとリングのクリアランスにおいて斜めに折られる(このときシートは、ほぼ伸ばされていない状態である)まで賦形される。(一時賦形)
・ついで気体、好ましくは圧空を導入することにより、シートが金型コアに押しつけられながら賦形される。このときシートは徐々に金型コア形状(凹部を含む)に沿って賦形され、立ち上がり部の下部が最終的に最も伸ばされる形となる。
このような本発明の成形方法によれば、以下の効果が認められる。すなわち、
・フィルムの底辺が、圧空が導入されるまで、金型コア(凹部を含む)と接していたことにより冷却が進行していない為に、賦形されたシートの立ち上がり部の下部であっても底面の形状が1mmR以下となるまで、形状賦形できる。
・二次賦形によって伸ばされる量、領域が通常より少ない為に、全体に均一な厚みとなるのでハードコートも均一に伸ばされることとなる。
・一般的に圧空成形では賦形できないPETフィルムに関しても油圧等を用いてリングで押し込むことができるので賦形可能となる。The film forming method (manufacturing method of a three-dimensional shaped article) of the present invention is different in the following points as compared with the manufacturing steps of (i) to (v) above.
The heating sheet fixed to the holder (fixed frame) at the time of mold clamping is diagonally broken at the clearance between the mold core and the ring so as to correspond to the rising portion or recess of the mold by the movable ring At this time, the sheet is shaped to be substantially unstretched. (Temporary shape)
The sheet is then shaped while being pressed against the mold core by introducing a gas, preferably an air pressure. At this time, the sheet is gradually shaped along the mold core shape (including the concave portion), and the lower part of the rising portion is finally the most stretched.
According to such a molding method of the present invention, the following effects are recognized. That is,
-Even at the bottom of the rising portion of the shaped sheet, since the bottom of the film is in contact with the mold core (including the recess) until the compressed air is introduced, and the cooling is not progressing. The shape can be shaped until the shape of the bottom surface becomes 1 mmR or less.
The hard coat is also stretched uniformly because the overall thickness is uniform because the amount by which the secondary shape is stretched and the area is smaller than usual.
-Since a PET film which can not be shaped generally by pressure forming can be pressed with a ring using oil pressure etc., shaping becomes possible.
本発明の立体賦形品の製造方法は、上記のような新規な圧空成形用金型を用いるものであり、加圧空気の圧力が低圧といえる範囲で用いられる以外は、従来の条件を使用することができる。
赤外線加熱は、従来からの通常の近赤外線ヒーターでも、遠赤外線ヒーターを用いても良い。The method for producing a three-dimensional shaped article according to the present invention uses the above-described novel pressure forming mold and uses the conventional conditions except that it can be used in a range where the pressure of pressurized air can be said to be low. can do.
For infrared heating, a conventional normal near infrared heater or a far infrared heater may be used.
本発明では、成形時において成形用金型の下型の凸部上に配置されていたフィルムの第1の領域(肉厚部)に対する、凸部の外側において成形されたフィルムの第2の領域(端部)の伸び率が、100%以下、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下である。この場合、フィルムの周辺部、すなわち成形時に、底面に対して略垂直な立ち上がり部を有する金型コアを含む金型を使用する場合において、賦形されるフィルムの底面における局所的な伸び(段落[0005]ご参照)を抑制可能であるといえる。
上記伸び率は、以下のように算出される。すなわち、成形前のフィルムの第1の領域(肉厚部)および第2の領域(端部)に、1mm間隔の目盛線を印刷しておき、そのフィルムを成形する。成形され、伸びが生じたフィルムの第1の領域(肉厚部)および第2の領域(端部)のそれぞれで、成形により最も伸ばされた目盛の間隔([X]mmおよび[Y]mm)を測定する。伸び率は、以下の式で計算される。
伸び率(%)=([Y](mm)−1(mm))/([X](mm))×100。
(注:[X]=第一の領域の伸ばされた目盛の間隔、[Y]=第二の領域の伸ばされた目盛の間隔。)In the present invention, the second region of the film formed on the outside of the convex portion with respect to the first region (thick portion) of the film disposed on the convex portion of the lower mold of the molding die at the time of molding The elongation at (ends) is 100% or less, preferably 50% or less, more preferably 40% or less. In this case, the local elongation at the bottom of the formed film (paragraph in the case of using a mold including a mold core having a rising portion substantially perpendicular to the bottom during molding). It can be said that it is possible to suppress
The said elongation rate is calculated as follows. That is, scale lines of 1 mm intervals are printed in the first region (thick portion) and the second region (end portion) of the film before forming, and the film is formed. In each of the first region (thick portion) and the second region (end portion) of the formed and stretched film, the distance ([X] mm and [Y] mm) of the most stretched scale by molding Measure). The elongation rate is calculated by the following equation.
Elongation (%) = ([Y] (mm)-1 (mm)) / ([X] (mm)) x 100.
(Note: [X] = distance between stretched ticks in the first region, [Y] = distance between stretched ticks in the second region)
3.成形品およびその成形方法
次に、本発明に従って所望形状に熱賦形されたフィルムまたはシート、例えば多層シートを射出成形用の金型に装着し、成形用樹脂材料を射出成形して成形品を製造するができる。
樹脂成形材料は、熱賦形された多層シートと熱融着することが必須である。
そのままで良好に熱融着する場合もあるが、上記したように、通常、多層シートの裏面には印刷による意匠が施されていて、適宜、射出成形樹脂との熱融着用の保護層を兼ねたプライマー層を形成したものを用いることができる。
本発明のフィルムを用いて製造可能な成形品の具体例としては、携帯電話の外装部品、自動車関係部品、医療用機械器具、エレクトロニクス製品、家電製品、建材、洗剤や化粧品などの容器、玩具などが挙げられる。3. Molded Article and Molding Method Thereof Next, a film or sheet heat-shaped to a desired shape according to the present invention, for example, a multilayer sheet, is mounted on a mold for injection molding, and a molding resin material is injection molded to obtain a molded article. It can be manufactured.
It is essential that the resin molding material be heat-fused to the heat-formed multilayer sheet.
Although heat fusion may be performed well as it is, as described above, the back surface of the multilayer sheet is usually provided with a design by printing, and it also serves as a protective layer for heat fusion with the injection molding resin as appropriate. What formed the primer layer can be used.
Specific examples of molded articles that can be produced using the film of the present invention include exterior parts of mobile phones, automobile-related parts, medical machine tools, electronics products, home appliances, construction materials, containers for detergents and cosmetics, toys, etc. Can be mentioned.
4.金型
押圧部材の内径と、凸部の外径との寸法の差は、(成形前のフィルムの厚さ(mm)×2)+1mm乃至4mmであり、より好ましくは1.5mm乃至4mmである。4. The difference in dimension between the inner diameter of the mold pressing member and the outer diameter of the projection is (Thickness of film before molding (mm) × 2) +1 mm to 4 mm, more preferably 1.5 mm to 4 mm. .
以下、本発明の圧空成形用金型の第1の実施形態を図1から4を用いて説明する。
図1は、本発明の圧空成形用金型の一実施形態を示す概略図である。図1で表される圧空成形用金型40は、加圧空気導入穴12を有する上型10と、金型コア22を有する下型20と、フィルムまたはシート32を固定し、上型10と下型20によって嵌合される固定枠30とを含み、成形前に可動リング15は上型10内に収納されている。可動リング15は一次賦形時に加熱されたフィルムを下型20あるいはコア22に設けた凹部23底部に当たって止まる位置まで前進して止まり、ついで加圧空気導入穴12から導入された加圧空気の圧力によって、二次賦形を行った後、成形前の位置まで後退する動作機構を有している。図1では、動作機構として油圧シリンダーを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。Hereinafter, a first embodiment of the pressure-air forming mold of the present invention will be described using FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the pressure-molding mold of the present invention. The pressure-
図2は、図1で表される圧空成形用金型と同じ構成を示しており、可動リング15によって一次賦形された状態を示す概略平面図である。
図3は、加圧空気導入穴12から加圧空気が導入され、一次賦形が行われた状態を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing the same structure as the pressure-molding mold shown in FIG. 1 and a state in which it is primarily shaped by the
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which pressurized air is introduced from the pressurized
本発明の圧空成形用金型(以下、本金型と記す)40は、上型10、下型20、および固定枠30を含む。下型20は、底面20Sに対して略垂直な立ち上がり部24を含む金型コア22(凸部)を有する。下型20の底面20S上であって、金型コア22と固定枠30との間には、凹部23が形成されている。上型10は、可動リング15(押圧部材)を有する。可動リング15は、矢印Aの示すように垂直方向に進退可能であり、後述する一次賦形時(図3参照)に金型コア22の外周を取り囲み、金型コア22及び凹部23に対してシートまたはフィルム32を押し込む。
可動リング15は、シート押し込み時にシートに傷が付かないよう、リング先端面15Tの断面形状が面取り形状、またはラウンド形状を有する。
面取り形状及び面取り量としては0.5〜2mmC、ラウンド形状としては0.5〜2mmRの範囲であり、このように設定することで可動リング15の押し込み時の立ち上がり面のシートまたはフィルム32、例えばハードコートシートに傷が入らなくなる。
シートまたはフィルム32に対する、一次賦形後の後述する二次賦形(図4参照)は、圧力空気で行う。圧力として特に規定はしないが、好ましくは、加圧空気の圧力を5MPa以下の設定最高圧にすることで、金型厚みが薄くても良く、賦形シートに歪みが残りづらい。より好ましい設定最高圧は1〜2MPaである。The pressure-molding mold (hereinafter referred to as the present mold) 40 of the present invention includes an
The
The chamfered shape and the chamfered amount are in the range of 0.5 to 2 mm C, and the round shape is in the range of 0.5 to 2 mm R. By setting in this way, the sheet or
The secondary shaping (see FIG. 4) described later after the primary shaping on the sheet or
金型コア22の立ち上がり部24及び凹部23は、ラウンド形状を有しているものや、実質的に垂直な壁の立ち上がりを有するものが考えられる。シートの局所的な伸びの面からいえば、後者が圧倒的に局所的な伸びが大きいのでハードコートクラックを防止するという点では難易度の高い形状である。よって、立ち上がり部24及び凹部23においては、面取りしてあることが好ましい。
また立ち上がり部24の底面に着目すると、従来の金型では成形したシートの曲率が2mmR程度であるのに対し、本発明の金型を用いるとシート自体が均一に薄く伸ばされるので成形性も向上し、曲率を1mmR以下とすることが可能となる。このため、本発明の金型を用いると、打ち抜き時のプレス型へのインサートも容易となるし、精度良く底面まで打ち抜くことが可能になることによって、インモールド成形時の位置ズレ等の不具合が解消できる。The rising
Also, focusing on the bottom of the rising
図1に示されるように、固定枠30に固定したシートまたはフィルム32を所定の温度まで加熱し、軟化させる(加熱工程)。この状態において、可動リング15が下面20S側に前進することによって、加熱されたシートまたはフィルム32を押圧して金型コア22の天面形状及び凹部23に賦形し、下型20の底面20Sに当たることで停止する(図3参照)。
可動リング15は、上型10に空気シリンダー、油圧シリンダーと接続して設置され、圧空成形機に付属した流量計(いずれも図示せず)によって速度等の制御を行う。
また動作制御としては、圧空成形機のプログラムシーケンスにて制御を行う。タイミングとしては、シートが所定の加熱時間あるいは所定温度に達した時点で型締を行い、その後、可動リング15を前進させる。可動リング15は圧空付与終了後、直ちにあるいは排気工程終了までに上型10の所定位置まで後退させるようにする。可動リング15の後退が型開き(離型)工程までずれ込むと、成形品立ち上がり面に傷が発生するリスクが伴うので好ましくない。
また可動リング15を動作させ、シートを押し込んで一次賦形開始後、圧空を導入する為のタイミング時間としては、1秒以内に実施する。
シートを賦形可能な温度(Tg以上)まで加熱して、一次賦形後、二次賦形するまでの時間が1秒以内でないとフィルムが冷却され(Tg以下)、二次賦形によって賦形できなくなる。加圧空気を導入するタイミングは早ければ早い程、二次賦形成は良好となるが、一次賦形が終了していないと所望高さの成形品が得られないので、適宜設定を行う。
先述したように、可動リング15の速度(油圧シリンダー速度)を、流量計で早くさせるように設定することでも、タイミングの調整が可能である。As shown in FIG. 1, the sheet or
The
Further, as the operation control, control is performed by a program sequence of the pressure forming machine. As timing, when the sheet reaches a predetermined heating time or a predetermined temperature, clamping is performed, and then the
Further, after the
The sheet is heated to a shapeable temperature (Tg or higher), and the film is cooled (Tg or lower) unless the time until the secondary shape is within 1 second after the primary shape, and the shape is formed by the secondary shape It can not be shaped. As soon as the timing of introducing the pressurized air is earlier, the secondary embrittlement becomes better, but since a molded article having a desired height can not be obtained unless the primary embrittlement is finished, the setting is appropriately performed.
As described above, the timing can also be adjusted by setting the speed of the movable ring 15 (hydraulic cylinder speed) to be increased by the flow meter.
固定枠30と金型コア22の距離については、立ち上がり部24の高さの2倍以上の距離を設けることが望ましい。より好ましくは、3〜4倍である。固定枠30と金型コア22の距離が立ち上がり部24の高さの2倍未満であると、実際には可動リング15を介して、その間のシートを押し込むことになるので、シート32の伸び量が局所的に大きくなりすぎ、金型コア22の高さが低くてもシート32が破れやすくなったり、ハードコート品であればクラックが発生しやすくなる。
As for the distance between the fixed
可動リング15内径と金型コア22外径との寸法の差DLについては、(シートの厚み(mm)×2)に対して+1mm乃至4mmの範囲として設定する(図2参照・シートは図示せず)。つまりは、ある一方向、例えば、図2における矢印Bの示す方向(図1における紙面に垂直な方向に相当)に関して、金型コア22の立ち上がり部24と可動リング15との距離DL1が、シート厚みに、0.5mm乃至2mmの距離を加えた値となる。つまりシートの厚さが0.5mmであるとき、コア22と可動リング15の距離DL1は、1mm(距離DL1からシートの厚さ0.5mmを除く隙間は0.5mm)乃至2.5mm(距離DL1からシートの厚さ0.5mmを除く隙間は2mm)となる。そして、金型コア22の立ち上がり部24と可動リング15との距離DL2の範囲も、上述の距離DL1と等しいため、可動リング15内径と金型コア22外径との寸法の差DL(DL1+DL2)は、シートの厚みである0.5mm×2、すなわち1mmに、1mm乃至4mmを加えた、2mm乃至5mmとして定められる。
後述する、金型コア22の上面に穴(凹部)が設けられた第2の実施形態に関しても、金型コア22内に設けた凹部外径と可動リング内径の寸法関係は、上述した数値となる。
該隙間の効果として、立ち上がり部24を延伸する形とならずに、2次元の折曲げ加工に近い形でシートが賦形される為に、略均一な伸びで一次賦形させることが可能になる。
片側で0.5mm未満の隙間(DL1またはDL2が0.5mm未満)となると可動リング15で押し込んだ際にシートまたはフィルム32がリングと引きずられながら延伸される形となり、局所的に引っ張られる形となって、特に天面側にハードコートクラックが発生しやすくなるし、金型を作製する際の精度が高くなる為、金型コストも高くなる。
また片側2mmを超える(DL1またはDL2が2mmより大きい値)と可動リング15で押し込んだ際に可動コア22の4隅に相当する位置に皺が発生したり、2次賦形時に金型コアとの距離が長くなる為に冷却が進行して、二次賦形した際に底面側に局所的な伸びが生じる為に、好ましくない。The difference DL between the inner diameter of the
Also in the second embodiment in which a hole (recess) is provided on the upper surface of the
As an effect of the gap, the sheet can be shaped in a form close to a two-dimensional bending process without stretching the rising
When the gap is less than 0.5 mm (DL 1 or DL 2 is less than 0.5 mm) on one side, the sheet or
In addition, when one side exceeds 2 mm (DL 1 or DL 2 is a value larger than 2 mm), when the
コア22と可動リング15、コア22に設けた凹部23と可動リング15の形状としては、略相似形状とすることが好ましい。
先述した寸法の範囲で設定すれば良く、コア22が長方形であったとしても可動リング15は、ややラウンドのかかった長方形や略楕円形状であっても構わない。またコア22の4隅にのみラウンドが入っていたり、45°の角度が付いていても構わない。
上記隙間の寸法範囲を超えると、上述の不良が発生する可能性がある。The shapes of the
The
If the size range of the gap is exceeded, the above-mentioned failure may occur.
上述のように、図1に示された状態から可動リングを前進させて加熱されたシートまたはフィルム32を押圧すると、固定枠に固定した加熱したシートを固定枠30、上型10、および下型20と同時に型締する(図3参照)。このように、フィルムまたはシート32を下型20の底面20Sまで移動させ、一次賦形させる(一次賦形工程)。ついで、上型10の加圧空気導入穴12から、矢印Cの示すように加圧空気を導入する(図4参照)。
こうして導入された加圧空気の圧力によって、成形時にフィルムまたはシート32を、コア22および凹部23の形状に対応するように完全に賦形させる二次賦形が行われる(二次賦形工程)。このとき、可動リング15においても、空気導入穴13が形成されているため、加圧空気は効率良くシートまたはフィルム32の表面まで導入される。As described above, when the movable ring is advanced from the state shown in FIG. 1 to press the heated sheet or
The pressure of the pressurized air introduced in this manner causes a secondary shaping to completely shape the film or
次に、圧空成形用金型の第2の実施形態について説明する。図5に示すように、第2の実施形態においては、金型コア22の上面において、フィルム32に穴または凹部を形成するための穴(凹部)が形成されている。
以下、実施例などにより本発明の一例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。Next, a second embodiment of the pressure forming mold will be described. As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a hole (recess) for forming a hole or a recess in the
Hereinafter, although an example of the present invention is explained by an example etc., the present invention is not limited at all by these examples.
成形機として圧空成形機(エヌケイエンタープライズ製)を使用した。
尚、該成形機には油圧駆動装置(油研工業製)がシーケンスで連動するよう取りつけられている。
本発明の圧空成形用金型40(図1等参照)の材質としてアルミを用いた。
下型20に設けけられた金型コア22として、上面から見て正方形の50mm角(4隅の曲率R;2mmR)、中央部にφ20、5mm凹部を有する形状を有し、天面曲率2mmR、高さ12mmの略垂直立ち上がり面24を有するものを使用した。また上型10に取り付けられた可動リング15として、金型コア22の外周及び凹部23の形状と相似形のリングを使用した。尚、可動リング15は、成形前には後退しており、上型10の所定位置に収まっている。
可動リング15は、外形用及び凹部用リングとして2mm肉厚で先端が0.5mmCの面取り形状を有し、上型に取り付けられており、油圧駆動装置と油圧配管で繋がっている。
外形リング;可動リング内径(53mm)−コア外径寸法(50mm)=
(0.5mm(フィルム厚さ)×2)+2mm=3mm つまりシートが賦形される際に片側に1mmのクリアランスがあった。
凹部用リング(図示せず);コア凹部内径寸法(20mm)−可動リングに設けられた凹部用リングの外径(16mm)=
(0.5mm(フィルム厚さ)×2)+3mm=4mm
つまりシートが賦形される際に片側に1.5mmのクリアランスがあった。A pressure forming machine (manufactured by NK Enterprise) was used as a forming machine.
In addition, a hydraulic drive (manufactured by Okenken) is attached to the molding machine so as to interlock in a sequence.
Aluminum was used as a material of the pressure molding die 40 (see FIG. 1 etc.) of the present invention.
The
The
Outer ring; Movable ring inner diameter (53 mm)-core outer diameter dimension (50 mm) =
(0.5 mm (film thickness) × 2) +2 mm = 3 mm That is, when the sheet was formed, there was a clearance of 1 mm on one side.
Recess ring (not shown); Core recess inner diameter (20 mm)-Outer diameter of recess ring provided on movable ring (16 mm) =
(0.5 mm (film thickness) x 2) + 3 mm = 4 mm
That is, there was a 1.5 mm clearance on one side when the sheet was shaped.
(実施例1)
140mm角の芳香族ポリカーボネート樹脂の基材層表面に、アクリル樹脂層で形成した共押出シートのアクリル樹脂層、およびアクリル樹脂層の上にハードコートを有するシート(三菱ガス化学(株)製 MRF08U 0.5mm(ハードコート伸び率;40%、耐擦り傷性試験(ASTM D 2486-79に準拠、豚毛ブラシを用い荷重450gで200往復)において、生じる擦り傷が5本以下の擦傷性を有する実用的なハードコート))のPC面(裏面)に印刷層(帝国インキ製造(株)製 INQ-HF(白)上にIMB006バインダーを積層)の意匠を形成したものを用いた。尚、シートを固定する固定枠30は、100mm角のシートが成形できるように窓が空いた固定枠となっている。固定枠30と金型コア22の間の距離は50mmであった。
シート固定枠にシートをセットし、加熱ゾーンへ該シートを搬送し、IRヒーター(400℃設定)にて加熱し、赤外放射温度計にて190℃に到達するのを確認後、図1に示される型締ゾーンへ移動させ、型締した。ついで直ちに油圧駆動装置を駆動させて、リングを下型及び凹部底面に当たるまで前進させた。前進終了後、0.5秒後に最高圧力2MPaに設定した加圧空気を金型40内に導入した。
立ち上がり部24の下部及びコア22の天面の凹部下部は0.8mm以下のRを有していた。
賦形されたハードコートシートにおいては、外周高さ12mm、凹部5mmの高さにも拘わらず、ハードコート層にクラックは発生していなかった。
ついでプレス金型にて不要な部分を打ち抜いてフォーミング成形品を得た。Example 1
An acrylic resin layer of a coextruded sheet formed of an acrylic resin layer on the surface of a base layer of an aromatic polycarbonate resin of 140 mm square, and a sheet having a hard coat on the acrylic resin layer (Mr. Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. MRF08U 0.5 Practical use with abrasion resistance of 5 or less scratches in mm (hard coat elongation rate: 40%, abrasion resistance test (200 strokes with load of 450g using pig hair brush according to ASTM D 2486-79) A hard coat) PC surface (rear surface) having a design of printing layer (IMB 006 binder laminated on INQ-HF (white) manufactured by Teikoku Ink Mfg. Co., Ltd.) was used. In addition, the fixed
Set the sheet on the sheet fixing frame, convey the sheet to the heating zone, heat it with an IR heater (setting 400 ° C), and after confirming that it reaches 190 ° C with an infrared radiation thermometer, see Figure 1 Moved to the indicated clamping zone and clamped. The hydraulic drive was then immediately driven to advance the ring until it hit the lower mold and the bottom of the recess. After completion of the advance, pressurized air set to a maximum pressure of 2 MPa was introduced into the
The lower portion of the rising
In the shaped hard coat sheet, no crack was generated in the hard coat layer despite the height of the outer periphery height of 12 mm and the concave portion 5 mm.
Subsequently, an unnecessary part was punched out with a press die to obtain a forming product.
(実施例2)
実施例1で得られた成形品を、キャビティーが51mm角でその面に凹部φ20が設けられた肉厚2mmの射出成形金型内にインサートして、射出成形機(日本製鋼所製 J110AD)を用い、PC(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製 ユーピロンH3000)にて樹脂温度300℃、金型温度80℃、射出圧力100MPaで射出注入し、該成形品と射出材料を一体化させた加飾成形品を得た。
実施例1で打ち抜かれた成形品は、底面のエッジが小さい為に金型内に綺麗にインサートでき、射出成形による不具合等も発生していなかった。
実施例2では、ハードコート付きで加飾された射出成形品が得られた。(Example 2)
The molded product obtained in Example 1 is inserted into a 2 mm thick injection mold having a cavity of 51 mm square and a
The molded product punched out in Example 1 can be neatly inserted into the mold because the edge of the bottom surface is small, and problems due to injection molding have not occurred.
In Example 2, an injection-molded article having a hard coat and being decorated was obtained.
(実施例3)
実施例1で使用した金型を用いて、金型コアの高さを5mmに変更した。
また、シートとして、140mm角の伸びるハードコートを有するPETシート(東レ(株)製 タフトップTHS 0.18mm(ハードコート伸び率;20%、耐擦り傷性試験(ASTMD 2486-79に準拠、豚毛ブラシを用い荷重450gで200往復)において、生じる擦り傷が5本以下の擦傷性を有する実用的なハードコート))のハードコート裏面に印刷層(帝国インキ製造(株)製 INQ-HF(白)上にIMB006バインダーを積層)の意匠を形成したものを用いた。クリアランスの関係は以下の様になる。
外形リング;可動リング内径(53mm)−コア外径寸法(50mm)=
(0.18mm(フィルム厚)×2)+2.64mm=3mm つまりシートが賦形される際に片側に1.32mmのクリアランスがあった。
凹部用リング(図示せず);コア凹部内径寸法(20mm)−可動リングに設けられた凹部用リングの外径(16mm)=
(0.18mm(フィルム厚)×2)+3.64mm=4mm
つまりシートが賦形される際に片側に1.82mmのクリアランスがあった。
シート固定枠にシートをセットし、加熱ゾーンへ該シートを搬送し、IRヒーター(400℃設定)にて加熱し、赤外放射温度計にて190℃に到達するのを確認後、型締ゾーンへ移動させ、型締した。ついで直ちに油圧駆動装置を駆動させて、リング15を下型20の底面20Sに当たるまで前進させた。前進終了後、0.8秒後に最高圧力2MPaに設定した加圧空気を金型40内に導入した。
上記実施例においては、通常圧空成形では賦形不可能なPETフィルムであるにも拘らず賦形されており、立ち上がり部24の下部及びコア22の天面の凹部下部は1.2mm以下のRを有していた。
賦形されたハードコートシートにおいては、外周高さ5mm、凹部5mmの高さにも拘わらず、ハードコート層にクラックは発生していなかった。
ついでプレス金型にて不要な部分を打ち抜いてフォーミング成形品を得た。(Example 3)
Using the mold used in Example 1, the height of the mold core was changed to 5 mm.
In addition, as a sheet, a PET sheet having a 140 mm square extending hard coat (manufactured by Toray Industries, Inc. Tough Top THS 0.18 mm (hard coat elongation rate: 20%, scratch resistance test (based on ASTMD 2486-79, pig hair brush) Hard coating on a back surface of a practical hard coat having a scratch resistance of 5 or less) under a load of 450 g)) on a printing layer (manufactured by Teikoku Ink Mfg. Co., Ltd.) on INQ-HF (white) The IMB 006 binder was laminated to form a design of (a). The relationship of clearance is as follows.
Outer ring; Movable ring inner diameter (53 mm)-core outer diameter dimension (50 mm) =
(0.18 mm (film thickness) × 2) +2.64 mm = 3 mm That is, when the sheet was formed, there was a 1.32 mm clearance on one side.
Recess ring (not shown); Core recess inner diameter (20 mm)-Outer diameter of recess ring provided on movable ring (16 mm) =
(0.18 mm (film thickness) x 2) + 3.64 mm = 4 mm
That is, when the sheet was formed, there was a clearance of 1.82 mm on one side.
Set the sheet on the sheet fixing frame, convey the sheet to the heating zone, heat with the IR heater (setting 400 ° C), confirm that it reaches 190 ° C with the infrared radiation thermometer, and then confirm the mold clamping zone Moved to and clamped. Immediately thereafter, the hydraulic drive was driven to move the
In the above embodiment, although formed in spite of the fact that it is a PET film which can not be shaped normally by air pressure forming, the lower portion of the rising
In the shaped hard coat sheet, no crack was generated in the hard coat layer despite the height of the outer peripheral height 5 mm and the recess 5 mm.
Subsequently, an unnecessary part was punched out with a press die to obtain a forming product.
(比較例1)
実施例1で用いた金型を用いて、可動リング15を動作させずに実施例1と同様なシートと条件で圧空成形を実施した。
賦形品は底面の賦形が悪く、底面部のシートの形状を測定したところ、約2mmRであった。またMRF08Uのシート(実施例1参照)に関しては、底面付近が局所的に伸びたためか底面部近傍にクラックが発生していた。実施例2のごとく射出成形まで実施したが、ハードコートにクラックが発生している為に成形品の見栄えとして醜いものであった。(Comparative example 1)
Using the mold used in Example 1, the pressure forming was performed under the same conditions as the sheet of Example 1 without operating the
The shaped product had a poor shape on the bottom, and the shape of the sheet on the bottom was about 2 mmR. Further, regarding the sheet of MRF08U (see Example 1), a crack was generated in the vicinity of the bottom portion probably because the vicinity of the bottom was locally extended. The injection molding was carried out as in Example 2, but since the hard coat was cracked, the appearance of the molded product was ugly.
(比較例2)
実施例1で用いた金型とシートを用いて、加熱条件は同様にし、可動リング15を動作させ、前進終了後、1.5秒後に最高圧力2MPaに設定した加圧空気を金型40内に導入した。
加圧空気を導入するタイミングが遅かった為、フィルムの冷却が進行し、立ち上がり底面付近にハードコートのクラックが発生していた。
(比較例3)
実施例1で用いた金型の外形リングのみ寸法を変更した以外は、実施例1と同様なシートと条件で圧空成形を実施した。
外形リング;可動リング内径(56mm)−コア外径寸法(50mm)=
(0.5mm(フィルム厚)×2)+5mm=6mm つまりシートが賦形される際に片側に2.5mmのクリアランスがあった。
クリアランスが大きい為に一次賦形から二次賦形に至るまでの距離が長いなることと、リングによって固定される立ち上がり部底面付近のみ二次賦形で局所的な伸びを示したため、ハードコートにクラックが発生していた。
(比較例4)
実施例1で用いた金型の外形リングのみ寸法を変更した以外は、実施例1と同様なシートと条件で圧空成形を実施した。
外形リング;可動リング内径(51mm)−コア外径寸法(50mm)=
(0.5mm(フィルム厚)×2)+1.0mm=2mm つまりシートが賦形される際に片側に0.5mmのクリアランスがあった。
クリアランスが小さい為に、一次賦形時に立ち上がり天面側がリングに引っ張られ、立ち上がり部天面付近のみ局所的な伸びを示したため、ハードコートにクラックが発生していた。(Comparative example 2)
Using the mold and sheet used in Example 1, the heating conditions were the same, the
Since the timing for introducing the pressurized air was delayed, the cooling of the film proceeded, and a crack of the hard coat was generated in the vicinity of the rising bottom.
(Comparative example 3)
Pressure forming was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the dimensions of only the outer ring of the mold used in Example 1 were changed.
Outer ring; movable ring inner diameter (56 mm)-core outer diameter dimension (50 mm) =
(0.5 mm (film thickness) × 2) +5 mm = 6 mm That is, when the sheet was formed, there was a clearance of 2.5 mm on one side.
As the clearance is large, the distance from the primary shaping to the secondary shaping is long, and since the secondary shaping showed local elongation only near the bottom of the rising portion fixed by the ring, There was a crack.
(Comparative example 4)
Pressure forming was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the dimensions of only the outer ring of the mold used in Example 1 were changed.
Outer ring; movable ring inner diameter (51 mm)-core outer diameter dimension (50 mm) =
(0.5 mm (film thickness) × 2) +1.0 mm = 2 mm That is, when the sheet was formed, there was a clearance of 0.5 mm on one side.
Because the clearance was small, the primary surface was raised during the primary shaping and the top surface was pulled by the ring, showing local elongation only in the vicinity of the top surface of the rising portion, so that the hard coat was cracked.
本発明によれば、実用的に使用可能な硬さを有するハードコートを用いても賦形によりクラックが発生しない為、デザイン上の制約もなくなることから、意匠性の優れたフォーミング成形品やインモールド成形品を提供することが容易に可能である。
また賦形困難であった安価なPETフィルムまで容易に成形することも可能となるため、コストの安い製品も提供可能となる。
特に、本発明のフィルムおよびその成形方法は、加飾シート成形品或いはインモールド成形品の製造に好適に使用され、携帯電話の外装部品、自動車関係部品、医療用機械器具、エレクトロニクス製品、家電製品、建材、洗剤や化粧品などの容器、玩具などの分野で利用することができる。According to the present invention, even when a hard coat having a practically usable hardness is used, no crack is generated due to shaping, so that there is no restriction on the design, and thus a forming product with excellent designability and an in-shape can be obtained. It is easily possible to provide molded articles.
In addition, since it is possible to easily form an inexpensive PET film which has been difficult to shape, it is also possible to provide a low cost product.
In particular, the film and the molding method of the present invention are suitably used for the production of a decorative sheet molded product or in-mold molded product, and it is an exterior part of a mobile phone, an automobile related part, a medical machine, an electronic product, a home appliance Can be used in the fields of construction materials, containers for detergents and cosmetics, and toys.
10 上型
12 加圧空気導入穴(空気導入穴)
15 可動リング(押圧部材)
20 下型
22 金型コア(凸部)
24 立ち上がり部
30 シート固定枠(固定枠)
32 シートまたはフィルム
40 圧空成形用金型(成形用金型)10
15 Movable ring (pressing member)
20
24 stand up
32 Sheet or
Claims (12)
型締時に前記凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、
前記上型と前記下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型を用いた、フィルムを所定の立体形状に賦形させるための成形方法であって、
前記押圧部材を後退させた状態で、前記フィルムを前記固定枠に固定して加熱軟化させる加熱工程と、
前記上型および前記下型の型締時に、前記押圧部材を前進させて少なくとも前記凸部の外側において前記フィルムを押圧して一次賦形する一次賦形工程と、
前記上型側から導入した気体の圧力によって、少なくとも型締させた前記下型の前記凸部の外側において前記フィルムを二次賦形する二次賦形工程とを備えたことを特徴とするフィルムの成形方法。 A lower mold having a convex portion,
An upper die provided with a pressing member positioned outside the convex portion at the time of mold clamping;
A molding method for forming a film into a predetermined three-dimensional shape, using a molding die including a fixing frame for fixing a film between the upper mold and the lower mold,
A heating step in which the film is fixed to the fixing frame and heat-softened in a state in which the pressing member is retracted;
A primary shaping step of advancing the pressing member at the time of mold clamping of the upper mold and the lower mold to press the film at least outside the convex portion to perform primary shaping;
And a secondary shaping process for secondary shaping of the film at least on the outer side of the convex portion of the lower mold clamped by the pressure of the gas introduced from the upper mold side. Molding method.
型締時に前記凸部の外側に位置する押圧部材が備えられた上型と、
前記上型と前記下型との間においてフィルムを固定する固定枠とを含む成形用金型を用いた、フィルムを所定の立体形状に賦形させるための成形方法であって、
前記上型の押圧部材を後退させた状態で、前記フィルムを前記固定枠に固定して加熱軟化させる加熱工程と、
前記上型および前記下型の型締時に、前記押圧部材を前進させて少なくとも前記凸部の外側において前記フィルムを押圧して一次賦形する一次賦形工程と、
前記上型側から導入した気体の圧力によって、少なくとも型締させた前記下型の前記凸部の外側において前記フィルムを二次賦形する二次賦形工程とを備えたことを特徴とするフィルムの成形方法。 A lower mold having a convex portion provided on the surface with a concave portion for forming a hole and / or a concave portion in a molded article;
An upper die provided with a pressing member positioned outside the convex portion at the time of mold clamping;
A molding method for forming a film into a predetermined three-dimensional shape, using a molding die including a fixing frame for fixing a film between the upper mold and the lower mold,
A heating step of fixing the film to the fixing frame and heat-softening the film in a state where the pressing member of the upper mold is retracted;
A primary shaping step of advancing the pressing member at the time of mold clamping of the upper mold and the lower mold to press the film at least outside the convex portion to perform primary shaping;
And a secondary shaping process for secondary shaping of the film at least on the outer side of the convex portion of the lower mold clamped by the pressure of the gas introduced from the upper mold side. Molding method.
前記ハードコートフィルムを、射出成形金型キャビティ形状に対応するように加工する加工工程と、
射出成形金型の前記キャビティ内において前記ハードコート面が前記キャビティと接するように前記ハードコートフィルムをインサートしてフィルム基材を形成するインサート工程と、
射出成形により該フィルム基材と射出成形材料を一体化して成形品を成形する成形工程と
を備えることを特徴とする成形品の成形方法。 A film formed by the method according to claim 4 or 5 is a hard coat film printed on the surface opposite to the hard coat layer,
A processing step of processing the hard coat film so as to correspond to an injection mold cavity shape;
Inserting the hard coat film so that the hard coat surface is in contact with the cavity in the cavity of the injection mold to form a film substrate;
And a molding step of integrating the film substrate and the injection molding material by injection molding to form a molded product.
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