(57)【要約】【課題】成形サイクルが短く、外観に優れ、印刷された意匠の寸法精度が良く、意匠性の高い立体形状に賦形された成形品を提供することを目的とする。【解決手段】ポリカーボネート樹脂シートの片面の被賦形部全体に板状ヒーターを接触させて加熱した後、この板状ヒーターに対峙して配置された賦形型に前記樹脂シートを吸着して、前記樹脂シートを立体形状に賦形する賦形方法において、予め加熱前に、前記樹脂シートの加熱面を融点が１８０℃以上であり、且つ厚みが１０〜５０μｍである保護フィルムで被覆する樹脂シートの賦形方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂シートの片面の被賦形部全体に板状ヒーターを接触させて加熱した後、この板状ヒーターに対峙して配置された賦形型に前記樹脂シートを吸着して、前記樹脂シートを立体形状に賦形する賦形方法において、予め加熱前に、前記樹脂シートの加熱面を融点が１８０℃以上であり、且つ厚みが１０〜５０μｍである保護フィルムで被覆することを特徴とする樹脂シートの賦形方法。
【請求項２】
保護フィルムが、該加熱面に接する側から▲１▼１０〜５０μｍのポリメチルペンテン系樹脂フィルム、▲２▼１〜２０μｍの接着層、▲３▼１０〜５０μｍのポリエチレン樹脂フィルムまたはエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂フィルムの順に積層させたフィルムである請求項１記載の樹脂シートの賦形方法。
【請求項３】
保護フィルムが、該加熱面に接する側から▲１▼１０〜５０μｍのポリメチルペンテン系樹脂フィルム、▲２▼１〜２０μｍの粘着層の順に積層させたフィルムである請求項１記載の樹脂シートの賦形方法。
【請求項４】
ポリカーボネート樹脂シートが、厚み０．１〜２．０ｍｍである請求項１記載の樹脂シートの賦形方法。
【請求項５】
ポリカーボネート樹脂シートが、片面に１０〜５０μｍのアクリル系樹脂層を有する積層シートである請求項１〜４記載の樹脂シートの賦形方法。
【請求項６】
樹脂シートの片面または両面に意匠印刷を施したことを特徴とする請求項１〜４記載の樹脂シートの賦形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外観に優れ、印刷された意匠の寸法精度が良く、意匠性の高い立体形状に賦形された成形品を製造するためのものであり、自動車内装部品や自動車外装部品、家電製品、ＯＡ製品等の表示パネルに適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
意匠を印刷された樹脂シートを立体形状に成形する方法としては、プレス成形、輻射加熱式真空圧空成形がある。しかし、プレス成形では、冷間で強制的に絞るため、使用環境によってはスプリングバックが起きたり、また、深絞りや曲率のついた複雑な成形ができないという問題がある。また、樹脂シートの予備加熱をヒーターと接触することなく間接的に加熱する輻射加熱式真空圧空成形では、スプリングバックも発生せず、深絞りも成形可能であるが、シートを支持せずに軟化温度まで加熱するために加熱時にシートが伸縮を起こし意匠にズレを生じるという問題がある。その他、特開平２−２６３６２１号公報では、５０〜３００バールという高圧下で成形することによって、シートを軟化温度以下で成形する方法が提案されているが、高圧成形のため成形機が非常に高価であるという問題がある。
【０００３】
板状の樹脂シートの片面に被賦形部全体に板状ヒーターを接触させて加熱した後、この板状ヒーターに対峙して配置された賦形型に前記樹脂シートを吸着して立体形状に賦形する賦形方法（以下、接触加熱式真空圧空成形法）では、樹脂シートを板状ヒーターに吸着させて加熱するため、樹脂シートのズレが起きにくく、成形サイクルも非常に短いという特徴を有しているが、板状ヒーターに吸着させた際に板状ヒーターの表面外観や空気流出入孔の跡が成形品に転写するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術における上記の課題を解決し、外観に優れ、印刷された意匠の寸法精度が良く、意匠性の高い立体形状に賦形された成形品を製造することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、接触加熱式真空圧空成形法において、ポリカーボネート樹脂シートのような成形温度の高いシートを賦形する際に、予め、樹脂シートの加熱面を厚み１０〜５０μｍで１８０℃以上の融点を有するポリメチルペンテン系樹脂フィルムのような保護フィルムで被覆することによって板状ヒーターの表面外観や空気流出入孔の成形品への転写およびハンドリング時の傷を防ぎ、賦形性が良好で、かつ意匠のズレも少ない成形品が得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で使用する耐熱性を有する保護フィルムは、厚み１０〜５０μｍのフィルム形状に成形可能で、１８０℃以上の融点を有し、片面に賦形される樹脂シートと密着可能な面を有するものであれば良い。保護フィルムの耐熱温度がポリエチレン樹脂フィルムのように融点が１８０℃未満のため、ポリカーボネート樹脂シートの成形温度１７０〜１８０℃において、保護フィルムが溶融し板状ヒーターに粘着する様なのもは好ましくない。１８０℃以上の融点を有する樹脂フィルムとしては、特に、ポリメチルペンテン系樹脂フィルムを使用すると賦形時の樹脂シートとの追従性も良いため、賦形が甘くなる現象を最小限にすることが可能である。
【０００７】
ポリメチルペンテン系樹脂フィルムとしては、ホモポリマーでは脆く透明性が劣るため、一般にＣ５　〜Ｃ１８のα−オレフィンとの共重合タイプが実用化されている。フィルムの厚みは、１０〜５０μｍ、好ましくは、１０〜４０μｍのフィルムが使用される。１０μｍ未満では、板状ヒーターの空気流出入孔の跡が成形品に残り、また、５０μｍを超えると伝熱が悪くなるため賦形が甘くなり、良好な成形品が得られない。
【０００８】
更に、樹脂シートとの接着性を向上させるために、保護フィルムの片面に、１〜２０μｍの接着層を介して１０〜５０μｍのポリエチレン樹脂フィルムまたはエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂フィルムとを積層するか、あるいは１〜２０μｍの粘着層を設け、樹脂シートと貼り合わせて使用する。粘着層用の粘着剤には、樹脂シートを腐蝕させず、保護フィルムを剥がした際に樹脂シート側に粘着剤が残らず、かつ適度な粘着力を与える材料であれば良いが、特にアクリル系粘着剤が好適に用いられる。また、保護フィルムには、樹脂シートと貼り合わせる面と反対側の面にマット加工が施されていても良い。
【０００９】
本発明に使用されるポリカーボネート樹脂シートは、片面あるいは両面に意匠を印刷したシートであり、印刷した意匠が鮮明に見えるために透明なものが好ましい。更に、ポリカーボネート樹脂と他の樹脂との共押出成形、もしくはラミネート成形された積層シートを使用することも可能である。なかでもポリカーボネート樹脂の片面に１０〜５０μｍの表面高度の高いポリメチルメタクリレート樹脂が積層された積層シートの使用が好ましい。また、樹脂シートの片面にマット加工が施されていてもよい。
【００１０】
本発明で用いられるポリカーボネート樹脂は、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカンや２，２−ビス（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から周知の方法で製造された重合体が用いられ、その重合体骨格中に脂肪酸ジオールに由来する構造単位が含まれていても、分岐構造が含まれていても、エステル結合を持つ構造単位が含まれていても良い。分子量についても特に限定はしないが、押出成形性や機械的強度の観点から、粘度平均分子量で２万〜３万のものが好ましい。
【００１１】
本発明に好ましく用いられるアクリル系樹脂は、メタクリル酸メチルのホモポリマーまたはメタクリル酸メチルを５０％以上含むビニル基を有する単量体のコポリマーである。これらのポリマー分子量は特に限定はないが、生産性の点で溶融押出成形が可能な範囲であることが好ましく、重量平均分子量で８万〜１７万のものが好ましい。かかるアクリル樹脂は、塊状重合、懸濁重合、乳化重合等公知の方法で行うことができ、重合に際して分子量調節剤、触媒は必要に応じて適宜使用される。
【００１２】
更に、上記ポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂中には、現在市販されているベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、サリシレート系、トリアリールトリアジン系等の有機系紫外線吸収剤あるいは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム等の無機系紫外線吸収剤を添加してもよく、また、他の光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、熱線遮蔽剤、難燃剤、滑剤、顔料、フィラー等を含むものであってもよい。
【００１３】
シートへの意匠面の形成は、シルクスクリーン印刷やグラビヤ印刷、ロールコート、コンマコート等公知の方法を用いることができる。また、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等による金属薄膜を使用して絵柄を付与することも可能である。印刷される図柄は、シートの全面もしくは一部だけでもよく、かつ、文字や図案、幾何学模様や木目調など特に制限はない。
【００１４】
加飾されたシートは、板状ヒーターの加熱面をこれに接触させて、均一に直接加熱される。加熱条件は、シートの材質、肉厚によって異なり、賦形性と外観が良好な温度と時間が選択される。加熱時には、シートがヒーターの加熱面に均一に接触するように低圧による加圧と板状ヒーターに設けられた空気流出入孔からの減圧によって全面に一様に熱面と接触するようにすることが望ましい。
【００１５】
真空圧空成形機の金型は、板状ヒーターの加熱面に対峙して配置され、三次元形状を賦形するためには、凸型か凹型の金型が使用されるが、凸型形状の金型を上部に使用することが望ましい。これによって加熱されたシートの自重変形を抑えると同時に、シートが金型に早く接触して、かつシートの賦形の方向と重力の方向とが逆になることで、局部的なシートの延伸が避けられ、印刷意匠を損なわずに賦形することができる。
【００１６】
また、金型には、賦形に必要な大きさの周縁に５ｍｍ以上の幅で平面部が設けられ、周縁部でシートを固定することで、望ましからぬ変形を避けることができる。この周縁部にシートの位置決め固定用のスプリングピンを配置し、予めピン孔の空いたシートの孔部をピンに挿入することで、シートの位置決め精度を向上することができる。
【００１７】
シートの成形は、板状ヒーターに設けた空気流出入孔による加圧および／または金型に設けた空気流出入孔による真空減圧によって行われる。こうした空気流出入孔は、シートの表面に跡を残さないように、可能な限り小さいほうが望ましく、直径０．５ｍｍ以下、更に好ましくは０．４ｍｍ以下として、迅速な加圧・脱気に必要なだけの数を均一に板状ヒーターおよび金型表面に設置する。また、板状ヒーターおよび金型表面を荒らしておくと、板状ヒーターや金型面とシートとの間に空気が残って外観不良となることを低減させることができる。
【００１８】
本発明によって得られる立体形状の印刷意匠を有する樹脂シートは、単独で製品として使用することができるが、更に本樹脂シートを射出成形の金型にインサートして、ポリカーボネート樹脂やポリメチルメタアクリレート樹脂やＡＢＳ樹脂等を射出成形して成形品を得ることも可能である。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明を実施例によってさらに詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２０】
〔成形金型及び融点の測定方法〕
（１）成形用金型
実施例における評価用金型としては直径１１０ｍｍ、高さ４．５ｍｍの時計皿を伏せた形状の凸型の金型を使用した。
（２）融点
ＤＳＣ法（示差熱分析法）によって測定した。
【００２１】
実施例１
両面に意匠をシルク印刷された板厚０．５ｍｍのポリカーボネート樹脂シート（三菱ガス化学（株）製、商品名；ユーピロンシートＮＦ２０００）の板状ヒーターに接触する面に、１５μｍのポリメチルペンテン系樹脂フィルム層（融点２３０℃）と２５μｍのポリエチレン層とを１０μｍの接着層で積層した合計厚み５０ミクロンの保護フイルム（ＧＳＩクレオス（株）製、商品名；ＯＴフィルム、品番ＯＴＥ−５０）を、ゴムロールを１００℃に加熱したラミネーターを通して貼り合わせた。この貼り合わせたシートを保護フィルムが上向きになる様に、金型を下部に配置された接触加熱式真空圧空成形機の金型の周縁部上にセットして成形を開始する。板状ヒーターの温度は１８５℃に設定されており、金型が上昇し、板状ヒーターが下降することによって樹脂シートを金型の周縁部と板状ヒーターの間に挟み、直ちに板状ヒーターに設けられた空気流出入孔から減圧し、金型側の空気流出入孔から２ｋｇ／ｃｍ２　の空気圧をかけて樹脂シートを３秒間加熱する。３秒後に板状ヒーターの空気流出入孔から５ｋｇ／ｃｍ２　の空気圧をかけ、金型の空気流出入孔から減圧して立体形状（３次元形状）に成形した。得られた成形品には、板状ヒーターの空気流出入孔の跡がなく、賦形性、印刷意匠の位置精度も良好であった。
【００２２】
実施例２
樹脂シートにポリメチルメタクリレート樹脂（アトフィナ製、商品名；アトグラスＶ−０２０）とポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学（株）製、商品名；ユーピロンＥ−２０００Ｕ）とをフィードブロックを用いて共押出し、片面に２０μｍのポリメチルメタクリレート層を設け、全体のシート厚みが０．５ｍｍの積層シートを用い、印刷をポリカーボネート樹脂面にのみ施し、ポリメチルメタクリレート樹脂面に保護フィルムを貼り合わせ板状ヒーター側とした以外は、実施例１と同じ条件で成形したところ、板状ヒーターの空気流出入孔の跡がなく、賦形性、印刷意匠の位置精度も良好であった。
【００２３】
比較例１
ポリメチルペンテン層の厚みが８μｍのフィルムを使用した以外は、実施例１と同じ条件で成形したところ、賦形性は良好であったが成形品表面に板状ヒーターの空気流出入孔の跡が転写された。
【００２４】
比較例２
ポリメチルペンテン層の厚みが６０μｍのフィルムを使用した以外は、実施例１と同じ条件で成形したところ、成形品表面に板状ヒーターの空気流出入孔の跡は転写されなかったが、賦形が甘い結果となった。
【００２５】
比較例３
厚み６０μｍのポリエチレン系樹脂フィルム（融点１１０℃、積水化学（株）製、商品名；プロテクトテープ、品番＃６２４−Ｃ）を使用した以外は、実施例１と同じ条件で成形したところ、保護フィルムが溶け、板状ヒーターに粘着した。
【００２６】
比較例４
ポリプロピレン系樹脂フィルム（融点１４０℃、サンエー化研（株）製、商品名；サニテクト、品番ＭＳ−１４）を使用した以外は、実施例１と同じ条件で成形したところ、保護フィルムが溶け、板状ヒーターに粘着した。
【００２７】
比較例５
両面にシルク印刷された板厚０．５ｍｍのポリカーボネート樹脂シート（三菱ガス化学（株）製、商品名；ユーピロンシート、品番ＮＦ２０００）に保護フィルムを貼らずに実施例１と同じ条件で成形したところ、賦形性は良好であったが成形品表面に板状ヒーターの空気流出入孔の跡が転写された。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば接触加熱式真空圧空成形法における板状ヒーターの空気流出入孔の跡が全く見られない外観性能の優れた、しかも印刷位置精度に優れた立体形状（３次元形状）の樹脂シートが得られた。