JP5985790B2 - 表面機能層を有する樹脂成形体の成形方法及びその成形体 - Google Patents
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<表面に機能層を有するフィルム>
本発明で使用される表面に機能層を有するフィルムとは、キャリアフィルムの表面に機能層を積層したフィルムであり、フィルムの融点は220℃以上であり、250℃以上が好ましく、260℃以上がより好ましい。融点が220℃より低い場合、射出成形時に溶融樹脂の熱によってフィルムが成形体に融着する。
本発明の樹脂成形体を構成する熱可塑性樹脂は、各種の重合体または共重合体、およびこれらに各種の添加剤を配合した樹脂組成物を含む。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4M0.83
c=0.7
(1)該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分100モル%中、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール(以下“BPM”と略称)成分が20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつ9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下“BCF”と略称)成分が20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(2)該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分100モル%中、ビスフェノールA成分が10〜95モル%(より好適には50〜90モル%、さらに好適には60〜85モル%)であり、かつBCF成分が5〜90モル%(より好適には10〜50モル%、さらに好適には15〜40モル%)である共重合ポリカーボネート。
(3)該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分100モル%中、BPM成分が20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつ1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン成分が20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
これらの特殊なポリカーボネートの製法及び特性については、例えば、特開平6−172508号公報、特開平8−27370号公報、特開2001−55435号公報及び特開2002−117580号公報等に詳しく記載されている。
本発明の製造方法で製造される樹脂成形体の厚みは2mm〜30mmの範囲が好ましく、3mm〜30mmがより好ましく、5〜30mmがさらに好ましく、8〜30mmが最も好ましい。厚みが2mmより薄い場合、射出成形時に樹脂の剪断によってフィルムが変形してしまう場合がある。また、厚みが30mmより厚い場合、射出成形時のフィルムへの熱負荷が大きくなりフィルムが融着する可能性が高くなる。
本発明の製造方法は以下の工程を含む製造方法である。なお、射出成形方法としては一般的な単色成形でも良いし、意匠や機能を向上させるために2色成形、金型を急速に加熱冷却するヒートアンドクール成形、電気加熱成形または電磁誘導加熱成形を用いても良い。
工程−1は融点が220℃以上であり、かつJIS C 2318における200℃での収縮率が5%〜40%である表面に機能層を有するフィルムを、一方の金型と他方の金型との間に配置し、該金型を型締めして成形キャビティを形成した後、該キャビティ内に熱可塑性樹脂を射出する工程である。
ここで、本発明でいうところの成形キャビティとは、可動側金型と固定側金型との型締めにより形成した成形用空間のことを指す。
工程−2は成形体よりフィルムを剥がす工程である。成形体よりフィルムを剥がす方法としては、枚葉にカットされたフィルムを使用する場合は手作業にて引き剥がす方法、フィルムロールを使用する場合は、取り出し機やロボットアームにて引き剥がす方法、およびフィルムを配置した金型の他方の金型に若干のアンダーカット部を設ることにより型開き時に引き剥がす方法などが挙げられる。
A−1:ポリカーボネート樹脂[帝人化成(株)製パンライトL−1225Y(商品名)]
A−2:ABS樹脂[東レ(株)製920−555(商品名)]
A−3:PMMA樹脂[三菱レイヨン(株)製VH−001(商品名)]
B−1:フィルム厚み0.1mmのポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムをキャリアフィルムとし、その表面に剥離層と、機能層としてハードコート層、最表面にブチラール系の熱硬化性接着層を積層したフィルム(融点269℃、200℃における収縮率20%)[尾池工業(株)製]
B−2:200℃における収縮率が5%である以外はB−1と同様のフィルム
B−3:フィルム厚み0.1mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムをキャリアフィルムとし、その表面に剥離層と、機能層としてハードコート層、最表面にブチラール系の熱硬化性接着層を積層したフィルム(融点258℃、200℃における収縮率20%)
B−4:フィルム厚み0.1mmのポリカーボネート(PC)フィルムをキャリアフィルムとし、その表面に剥離層と、機能層としてハードコート層、最表面にブチラール系の熱硬化性接着層を積層したフィルム(融点240℃、200℃における収縮率20%)
B−5:200℃における収縮率が35%である以外はB−1と同様のフィルム
B−6:キャリアフィルムの厚みが1.7mmである以外はB−1と同様のフィルム
B−7:キャリアフィルムの厚みが0.05mmである以外はB−1と同様のフィルム
B−8:200℃における収縮率が1%である以外はB−1と同様のフィルム
B−9: フィルム厚み0.1mmのポリメチルメタクリレート(PMMA)フィルムをキャリアフィルムとし、その表面に剥離層と、機能層としてハードコート層、最表面にブチラール系の熱硬化性接着層を積層したフィルム(融点180℃、200℃における収縮率20%)
B−10:接着層がアクリルアミド系の熱可塑性接着層である以外はB−1と同様のフィルム
B−11:キャリアフィルムの厚みが2.3mmである以外はB−1と同様のフィルム
B−12:200℃における収縮率が45%である以外はB−1と同様のフィルム
(III−1)外観
成形体の外観を観察し、下記の通り評価を実施した。
○:外観不良が認められなかった。
×:シボ状の外観不良を生じた。
(III−2)形状
フィルムがついた成形体の形状を観察し、下記の通り評価を実施した。
○:フィルムが金型に密着し隙間を生じず、所望の形状の成形体が得られた。
×:金型とフィルムの間に隙間を生じ、所望の形状の成形体を得られなかった。
(III−3)鉛筆硬度
JIS K 5600−5−4に示される鉛筆硬度の評価を実施した。
(III−4)シワ
成形体シワの有無を観察し、下記の通り評価を実施した。
1:無数のシワが有る。
2:数本のシワが有る。
3:シワは無いが若干凹状
4:シワが無く良好
(III−5)機能層の剥離
成形体をSEMにて観察し、機能層の剥離の有無について下記の通り評価を実施した。
○:機能層の剥離は認められなかった。
×:機能層の剥離が認められた。
(III−6)フィルムの成形体への融着
成形体をSEMにて観察し、キャリアフィルムの融着の有無について下記の通り評価を実施した。また、FT−IRを用いてフィルムの劣化状態を確認した。
1:フィルムが成形体に融着し剥がせない
2:フィルムが成形体に融着し剥がし難い
3:融着は無いが若干フィルムの劣化有り
4:融着が無く良好
以下の工程に従い、表面に機能層を有する樹脂成形体を作製した。
ポリカーボネート樹脂(A−1)のペレットを120℃にて5時間熱風乾燥機で乾燥した後、成形機としてシリンダ径50mmφ、型締め力2,150kNの住友重機製ULTRAIV射出成形機及び図1の金型を使用し、フィルム(B−1)を用いて射出成形を行った。成形はシリンダ温度290℃、ホットランナ設定温度290℃、金型温度は固定側、可動側ともに100℃、および冷却時間30秒で行った。フィルムは、枚葉にしたフィルムを用い、固定側或いは可動側のパーティング面に両面テープを用いて貼り付けて配置した。また、成形体よりのフィルムの剥ぎ取りは手作業にて実施した。
成形体は図1に示すとおり、機能層を付与される表面の絞り比が0.12、面積が31,416mm2、長さ200mm、幅200mm、および厚み4mmの成形体である。
使用するフィルムをフィルム(B−2)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−3)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−4)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−5)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用樹脂をABS樹脂(A−2)とし、シリンダ温度250℃、ホットランナ温度250℃、金型温度は固定側可動側ともに60℃とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用樹脂をPMMA樹脂(A−3)とし、シリンダ温度250℃、ホットランナ温度250℃、金型温度は固定側可動側ともに60℃とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−6)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
以下の工程に従い、表面に機能層を有する樹脂成形体を作製した。
ポリカーボネート樹脂(A−1)のペレットを120℃にて5時間熱風乾燥機で乾燥した後、成形機としてシリンダ径110mmφ、型締め力15,700kNの名機製作所製M1600NS−DM射出成形機及び図2の金型を使用し、フィルム(B−1)を用いて射出圧縮成形を行った。該成形機は、特開2003−048241号公報の実施例に記載されたものと同じ平行度矯正機構を有するものである。金型取り付け板の四隅に配置された平行度矯正機構の各機構の保持圧力を調整することにより、金型の平行度をtanθが0.00005以下となるよう調整した。成形は中間型締め位置から最終型締め位置までのストロークであるプレスストローク2mm、および圧縮加圧時間30秒で行った。フィルムは、ロール状にしたフィルムを用い、箔送り装置を用いて固定側のパーティング面に配置した。また、キャリアフィルムは取り出し機にて引き剥がした。
成形体は図2に示すとおり、機能層を付与される表面絞り比が0.12、面積が70,686mm2、長さ300mm、幅300mm、厚み4mmの成形体である。
成形体の厚みを30mmとし、圧縮加圧時間を900秒とした以外は、実施例9と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−10)とした以外は、実施例9と同様にして成形を実施した。
フィルムを使用しないこと以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−7)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−8)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−9)とした以外は実施例9と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−11)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
使用するフィルムをフィルム(B−12)とした以外は、実施例1と同様にして成形を実施した。
実施例1〜11および比較例1〜6の評価結果を表1および表2に記載した。
2 額縁ブロック
3 固定側金型(可動側金型と額縁構造となる)
4 フィルム
5 溶融樹脂
6 成形体本体
7 可動側金型(固定側金型と額縁構造となる)
8 額縁ブロック
9 固定側金型
10 フィルム
11 溶融樹脂
12 成形体本体
Claims (6)
- ポリエチレンナフタレートおよびポリカーボネートよりなる群より選ばれる樹脂よりなり、厚みが0.1mm〜2mm、融点が220℃以上であり、かつJIS C 2318における200℃での収縮率が5%〜40%である表面に機能層を有するフィルムを、一方の金型と他方の金型との間に配置し、該金型を型締めして成形キャビティを形成した後、該キャビティ内に熱可塑性樹脂を射出する工程(工程−1)および成形体よりフィルムを剥がす工程(工程−2)を含む、射出成形による表面に機能層を付与された、機能層を付与される表面の絞り比が0.07以上であり、かつその面積が3,000mm2以上である樹脂成形体の成形方法。
- 樹脂成形体の厚みが2mm〜30mmの範囲である請求項1に記載の樹脂成形体の成形方法。
- 成形方法が射出圧縮成形である請求項1または2に記載の樹脂成形体の成形方法。
- 機能層を有するフィルムが、フィルムの最表面に280℃における重量減少率が10%以下である熱硬化性接着層を有するフィルムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂成形体の成形方法。
- 表面の機能層がハードコート層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂成形体の成形方法。
- 熱可塑性樹脂が芳香族ポリカーボネート樹脂である請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂成形体の成形方法。
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