(57)【要約】【課題】  樹脂成形品を、真空成形樹脂型等として使用する場合は、真空成形品の表皮を構成する表皮材を減圧条件で型内面にフィットさせるため、型の内面から外側面にかけて多数の細い貫通孔を設ける必要があるところ、従来、高硬度、高密度かつ厚みの大きい樹脂成形品に高い生産性で多くの細い貫通孔を設けることは困難であった。【解決手段】  赤外線領域に波長を有するレーザー光線を樹脂成形品（Ａ）の表面に照射して複数の貫通孔を空けることを特徴とする、貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法であり、レーザー光線としては炭酸ガスレーザー光線が好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線領域に波長を有するレーザー光線を樹脂成形品（Ａ）の表面に照射して複数の貫通孔を空けることを特徴とする、貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
（Ａ）を構成する樹脂が、ポリウレタン樹脂である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
（Ａ）が、多孔質体である請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
（Ａ）が、さらに、脱水剤、滑剤、可塑剤、チクソ性付与剤、整泡剤、充填剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、抗酸化剤、着色剤、難燃剤、防黴剤、抗菌剤、中空微小球および無機フィラーからなる群から選ばれる１種または２種以上の添加剤を含有してなる成形品である請求項１〜３のいずれか記載の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか記載の製造方法で製造されてなる成形品。
【請求項６】
請求項５記載の成形品からなる真空成形樹脂型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法に関する。さらに詳しくはレーザー加工による貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品、とくに多孔質樹脂（以下においてフォームということがある。）成形品は、多孔質構造の特徴を活かして、硬質のものは軽量構造体、断熱材、衝撃吸収材等として、また軟質のものは遮・吸音材、緩衝材等としてそれぞれ広範な用途に使用されている。
とくに硬質の微細セル多孔質樹脂成形品は、軽量でかつ寸法安定性、切削加工性に優れ、切削面のきめが細かいことから模型用素材や樹脂型用素材として使用されている。
【０００３】
該多孔質樹脂成形品を樹脂型のうちの真空成形樹脂型として使用する場合は、該型を用いて得られる真空成形品の表皮を構成する表皮材を減圧条件で型内面にフィットさせるため、型の内面から外側面にかけて多数の細い貫通孔を設ける必要がある。
該貫通孔を設ける方法としては、（１）切削ドリル等により機械加工で穿孔する方法、（２）エキシマレーザー光線でセル膜を分解破膜する方法（例えば特許文献１参照）等が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７２０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら（１）の方法は、高硬度の樹脂に細い貫通孔を空けるには、切削ドリルの破損を防ぐために穿孔速度（ドリルヘッド下降速度）を低速にする必要があるため長時間を要し、（２）の方法はエキシマレーザー光線の波長が紫外線領域にあるため、光線のエネルギーが対象物の表面で吸収され薄いシート状のフォームにしか適用できない、等の問題点があった。従って、真空成形樹脂型に用いられるような高硬度、高密度かつ厚みの大きい硬質ポリウレタンフォーム等に高い生産性で多くの細い貫通孔を設けることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、赤外線領域に波長を有するレーザー光線を樹脂成形品（Ａ）の表面に照射して複数の貫通孔を空けることを特徴とする、貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法は下記の効果を奏する。
（１）短時間で多数の細い貫通孔を設けることができ生産性に優れる。
（２）高硬度、高密度かつ厚みの大きい樹脂成形品に短時間で貫通孔を設けることも可能である。
（３）穿孔くずが発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の製造方法は、赤外線領域に波長を有するレーザー光線を樹脂成形品（Ａ）の表面に照射して複数の貫通孔を空ける工程を有する。
【０００９】
［レーザー光線］
一般的にレーザー光線は通常の光線に比べ、指向性（直進性）に優れており光線の拡散が非常に少ない。また単色性に優れ、加工する素材に対応した最適な光線種を選択することができる。さらに干渉性にも優れ、光の波長が揃っているため波を合成することで出力の大きい光線を得ることができる。これらの点からレーザー光線は素材加工に適した特性を有する。
本発明におけるレーザー光線はとりわけ赤外線領域（波長０．７ 〜１，０００μｍ）に波長を有するものであり、加工対象の樹脂成形品に吸収されて該樹脂を溶融し、該成形品表面に照射することで容易に貫通孔を設けることができる。
該レーザー光線としては、ＹＡＧレーザー（発光素子としてネオジウムイオンをドーピングした、イットリウム・ガリウム・ガーネットの結晶構造を有する固体を発生源とするレーザー、波長１．０６４μｍ）、ＹＶＯ４レーザ（発光素子としてネオジウムイオンをドーピングした、イットリウムバナデートの結晶構造を有する固体を発生源とするレーザー、波長１．０６４μｍ）、炭酸ガスレーザー（炭酸ガス、窒素およびヘリウムを規定量封入した発振管を発生源とするレーザー、波長１０．６μｍ）等が挙げられる。
これらのうち、透明な樹脂にも吸収されて該樹脂を溶融しやすいこと、厚みの大きい樹脂成形品であっても小さい照射面積で小径の貫通孔を設けることが可能であること、との観点から好ましいのは波長が比較的長い炭酸ガスレーザーである。
【００１０】
［樹脂成形品（Ａ）］
本発明における樹脂成形品（Ａ）を構成する樹脂としては特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂（ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等）および熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂等）等の汎用の硬質樹脂が挙げられる。これらのうち、工業上および地球環境への負荷低減の観点や、多孔質樹脂（フォーム）成形品製造の容易さの観点から好ましいのは、熱可塑性樹脂である、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、および熱硬化性樹脂であるポリウレタン樹脂である。とくに真空成形樹脂型用としては、適度な硬度を有し、加工性にも優れる熱硬化性硬質ポリウレタン樹脂が好ましい。
【００１１】
また、該樹脂成形品（Ａ）は、後述する用途等の観点から、高硬度かつ軽量であることを両立するために多孔質（フォーム）体であることが好ましく、とくに真空成形樹脂型用途においては、寸法安定性、切削加工の容易さ、および切削面の平滑性の観点から、均一微細セル構造であることが好ましい。
【００１２】
（Ａ）の密度は、高硬度と軽量性の観点から好ましくは０．１〜１ｇ／ｃｍ3、さらに好ましくは０．２〜０．８ｇ／ｃｍ3である。
また、（Ａ）は、高強度および切削加工性の観点から、ショアーＤ硬度は好ましくは１０〜１００、さらに好ましくは２０〜９０である。ここにおけるショアーＤ硬度は高分子計器（株）製アスカーゴム硬度計Ｄ型を用いて、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準じ測定して得られる値である。
【００１３】
本発明における樹脂成形品（Ａ）は、本発明の効果を阻害しない範囲で必要によりさらに添加剤（Ｂ）を含有することができる。（Ｂ）としては、脱水剤（Ｂ１）、滑剤（Ｂ２）、可塑剤（Ｂ３）、チクソ性付与剤（Ｂ４）、整泡剤（Ｂ５）、充填剤（Ｂ６）、紫外線吸収剤（Ｂ７）、老化防止剤（Ｂ８）、抗酸化剤（Ｂ９）、着色剤（Ｂ１０）、難燃剤（Ｂ１１）、防黴剤（Ｂ１２）、抗菌剤（Ｂ１３）、中空微小球（Ｂ１４）、および無機フィラー（Ｂ１５）からなる群から選ばれる１種または２種以上の添加剤が挙げられる。
【００１４】
脱水剤（Ｂ１）としては、酸化カルシウム、硫酸カルシウム（半水石膏）、塩化カルシウム、モレキュラーシーブ等；
滑剤（Ｂ２）としては、脂肪酸アルカノールアミド（オレイン酸モノエタノールアミド等）、脂肪酸金属塩（ステアリン酸カルシウム等）、エチレンジアミンジステアリルアミド等；
可塑剤（Ｂ３）としては、フタル酸エステル（ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等）、アジピン酸エステル（ジオクチルアジペート等）、リン酸トリエステル（トリイソプロピルフェニルホスフェート等）；
チクソ性付与剤（Ｂ４）としては、微粒子状シリカ（体積平均粒径１００ｎｍ以下）、水添ヒマシ油、有機ベントナイト等；
整泡剤（Ｂ５）としては、シリコーン整泡剤（オルガノポリシロキサン等）等；
充填剤（Ｂ６）としては、無機充填剤（炭酸カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、雲母、ミルドファイバー等）および有機充填剤（熱硬化性樹脂の粉砕物等）等；
【００１５】
紫外線吸収剤（Ｂ７）としては、サリチレート（フェニルサリチレート等）、ベンゾフェノン（２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン等）、ベンゾトリアゾール［２−（２−ヒドロキシー５−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等］等；
老化防止剤（Ｂ８）としては、アミン（Ｎ−フェニル−αおよび−β−ナフチルアミン等）、フェノール［２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等］等；
抗酸化剤（Ｂ９）としては、フェノール（ハイドロキノン等）、含硫化合物（ジラウリルチオジプロピオネート等）、アミン（オクチル化ジフェニルアミン等）等；
着色剤（Ｂ１０）としては、顔料［無機顔料（酸化チタン、酸化鉄等）、有機顔料（アゾレーキ系、モノアゾ系等）等］、染料（アゾ系、アントラキノン系等）等；
難燃剤（Ｂ１１）としては、ハロゲン含有難燃剤（ヘキサクロロペンタジエン、ヘキサブロモジフェニル等）、窒素含有難燃剤（尿素化合物、グアニジン化合物等）、硫黄含有難燃剤（硫酸エステル、スルファミン酸等）、リン含有難燃剤（リン酸、ホスフェート等）等；
防黴剤（Ｂ１２）としては、４−クロルフェニル−３−ヨードプロパルギルホルマール、３−ヨード−２−プロペニルブチルカーバメート等；
抗菌剤（Ｂ１３）としては、抗菌性ゼオライト化合物、４級アンモニウム塩（ジデシルジメチルアンモニウムクロライド等）、有機ヨード系抗菌剤（４−クロルフェニル−３−ヨードプロパルギルホルマール、３−ヨード−２−プロペニルブチルカーバメート等）、有機窒素硫黄系抗菌剤（ベンゾチアゾール、２，４−チアゾリルベンズイミダゾール等）等；
中空微小球（Ｂ１４）としては、熱可塑性樹脂（ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等）、熱硬化性樹脂（フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂等）および無機物（ガラス、アルミナ、シラス、カーボン等）からなる各中空微小球等；
無機フィラー（Ｂ１５）としては、金属（アルミ等）粉、無機塩（炭酸カルシウム等）、タルク、グラスファイバー等が挙げられる。
【００１６】
（Ａ）の重量に基づく（Ｂ）全体の使用量は、通常１２０％以下、好ましくは０．１〜８０％、さらに好ましくは１〜５０％である。
（Ａ）の重量に基づく、各（Ｂ）の使用量は、（Ｂ３）、（Ｂ６）、（Ｂ１０）、（Ｂ１１）、（Ｂ１４）はそれぞれ通常１５％以下、好ましくは５〜１０％；（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ４）はそれぞれ通常１０％以下、好ましくは２〜８％；（Ｂ５）、（Ｂ７）、（Ｂ８）、（Ｂ９）、（Ｂ１２）、（Ｂ１３）はそれぞれ通常５％以下、好ましくは０．１〜３％である。
【００１７】
［貫通孔を有する樹脂成形品の製造方法］
本発明の貫通孔を有する樹脂成形品は、例えば板状の樹脂成形品（Ａ）（厚み１０〜３０ｍｍ）を用いる場合は下記の手順で製造することができる。
（１）（Ａ）の幅広の表面に対して垂直にレーザー光線が照射できるようにレーザー光線照射装置の照射位置を調整する。
（２）（Ａ）の性状（厚み、密度、硬度等）および貫通孔の個数に合わせて、レーザー照射条件をプログラム設定する。
（３）レーザー光線を間欠的に照射して（Ａ）に複数の貫通孔を空ける。
また、真空成形樹脂型を作成する場合は、上記プロセスで得られた貫通孔を有する板状の樹脂成形品をさらに切削加工して所望の型形状に仕上げてもよいし、型形状に切削加工された樹脂型素材に、型形状に合わせて適切な照射条件で所望の位置にレーザー光線を間欠的に照射して複数の貫通孔を空けてもよい。
【００１８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例、比較例において使用する樹脂成形品（Ａ）および炭酸ガスレーザー光線照射装置を以下に示す。
樹脂成形品（Ａ１）：硬質ポリウレタンフォーム［商品名「サンモジュールＭＨ」、三洋
化成工業（株）製、密度０．３８ｇ／ｃｍ3、ショアーＤ硬度４３］
樹脂成形品（Ａ２）：ポリスチレンフォーム［商品名「タキロンボード」、タキロン（株
）製、密度０．５４ｇ／ｃｍ3、ショアーＤ硬度６０］
樹脂成形品（Ａ３）：ポリプロピレンフォーム［商品名「パロニア」、三井化学ファブ
ロ（株）製、密度０．３１ｇ／ｃｍ3、ショアーＤ硬度３８］
樹脂成形品（Ａ４）：硬質ポリウレタンフォーム［商品名「サンモジュールＶＭ」、三洋
化成工業（株）製、密度０．８０ｇ／ｃｍ3、ショアーＤ硬度６４］
炭酸ガスレーザー光線照射装置：型番「ＭＬ−Ｚ９５００」、（株）キーエンス製。照射
レーザー光線の波長は１０．６μｍ。
【００１９】
実施例１
タテ１００ｍｍ、ヨコ１００ｍｍ、厚み１０ｍｍの板状の樹脂成形品（Ａ１）を幅広の表面を上にして、レーザー加工時に発生する煤煙を排出する機構を備えた加工台の上に載せ、炭酸ガスレーザー光線照射装置を用い、４０ｍｍ×４０ｍｍの範囲に１０ｍｍ間隔で格子状になるように２５箇所の点にレーザー光線を照射して貫通孔を空けた。各点での穿孔条件は、レーザー強度２４Ｗ、照射秒数０．５秒であった。結果を表１に示す。
【００２０】
実施例２〜３
実施例１において、樹脂成形品（Ａ１）を（Ａ２）、（Ａ３）に代えたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
実施例４
実施例１において、樹脂成形品（Ａ１）を（Ａ４）に代え、レーザー照射時間を１．５秒に変更した以外は実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００２１】
比較例１
実施例１と同様の板状の樹脂成形品（Ａ１）を幅広の表面を上にして、ＮＣマシン装置［型番「ＭＭ８００」、岩間工業所（株）製］の加工台上に固定した。実施例１と同様の２５個の貫通孔を設けるように設定したプログラムを実行して貫通孔を空けた。穿孔に用いたドリルは直径１ｍｍ、穿孔速度（ドリルヘッド下降速度）は０．１７ｍｍ／秒（切削ドリルが破損することなしに穿孔可能な最大速度）、ヘッド上昇速度は１７ｍｍ／秒、穿孔点間のヘッド移動は１７ｍｍ／秒で実施した。なお、ＮＣマシンのヘッド移動の最大速度は１７ｍｍ／秒である。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2010052011.tif 000002
なお、表中の加工条件、評価項目のうち下記の項目は以下のとおりである。
（１）レーザー照射時間：貫通孔１個当たりの照射時間
（２）総穿孔時間      ：１個目の穿孔開始から２５個目の穿孔完了までの所要時間
【００２３】
表１の結果から、本発明の製造方法では比較の製造方法に比べ、短時間で多数の細い貫通孔を設けることができ生産性に極めて優れることがわかる。また、本発明の製造方法では穿孔時に穿孔くずが発生することがなく材料をむだにすることがない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の製造方法で得られる貫通孔を有する樹脂成形品は、真空成形樹脂型、エアー浮上式コンベアのコンベア部材、真空吸着装置の吸着部材等の用途に幅広く好適に用いることができる。