(57)【要約】【課題】軽量で、線膨張係数が小さく、かつ光線透過率に優れた透明樹脂成形体とその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、透明樹脂成形体Ｘを提供する。この透明樹脂成形体Ｘは、主成分としてポリカーボネートを含むポリカーボネート層１と、上記ポリカーボネートより線膨張係数が小さい透明樹脂組成物からなり且つポリカーボネート層１の両面１ａ，１ｂに形成されている透明樹脂層２，３と、を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分としてポリカーボネートを含むポリカーボネート層と、上記ポリカーボネートより線膨張係数が小さい透明樹脂組成物からなり且つ上記ポリカーボネート層の両面に形成されている透明樹脂層と、を有していることを特徴とする、透明樹脂成形体。
【請求項２】
上記ポリカーボネートの溶解度パラメータと、上記透明樹脂組成物の溶解度パラメータとの差の絶対値は、０〜１．５である、請求項１に記載の透明樹脂成形体。
【請求項３】
上記透明樹脂組成物は、ポリスルホンおよび／またはポリエーテルスルホンを含む、請求項１または２に記載の透明樹脂成形体。
【請求項４】
上記透明樹脂層の一方の厚みは、上記ポリカーボネート層および当該ポリカーボネート層の両面に積層形成された上記透明樹脂層からなる３層全体の厚みの５％〜２０％である、請求項１から３のいずれか１つに記載の透明樹脂成形体。
【請求項５】
第１キャビティ規定面、および当該第１キャビティ規定面に対向する第２キャビティ規定面を有する成形型のキャビティにポリカーボネートを射出することによって透明樹脂成形体を成形するための成形工程を含む透明樹脂成形体の製造方法であって、
上記成形工程を行う前に、上記第１キャビティ規定面および上記第２キャビティ規定面に対して、上記ポリカーボネートより線膨張係数が低い透明樹脂組成物からなる透明樹脂フィルムを配置することを特徴とする、透明樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明樹脂成形体およびその製造方法に関し、特に、透明樹脂製ウィンドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車分野における環境保護や省資源化への対応策として、車両の軽量化を図ることにより、燃費を向上させる方法が考えられている。この車両を軽量化するための有効な手段の１つとしては、車両におけるガラス製ウィンドの樹脂化が挙げられる。しかし、樹脂化されたウィンド（以下、「樹脂製ウィンド」という。）は、ガラス製ウィンドに比べて線膨張係数が大きいため、例えば太陽光などにより熱が加わると比較的大きな形状変化を起こす。したがって、例えば車両用リアウィンド（一般的に周囲がゴムで固定されている）としてガラス製ウィンドに代えて樹脂製ウィンドを用いると、熱膨張による膨張分の逃げ場がないため、樹脂製ウィンドは波打ちを起こし易くなり、外観的な不良となる。
【０００３】
そこで、上述のような不具合を改善する方法として、樹脂製ウィンドの取付け部位に、当該樹脂製ウィンドが熱膨張してもその膨張分を逃がす構造を設ける技術が公知となっている。しかし、このような構造は複雑であり、従来のガラス製ウィンドと同様の取付けが行えない。
【０００４】
そこで、上述のような不具合を改善しつつ、ガラス製ウィンドと同様の取付けが行える方法として、樹脂製ウィンドに補強材（ガラス繊維など）を充填することにより、当該樹脂製ウィンドの熱膨張を抑制する（線膨張係数を小さくする）技術が公知となっている。しかし、この技術では、樹脂製ウィンドに補強材が混入することにより、光線透過率が低下してしまう。そのため、充分な視界を確保することが困難となり、例えば車両用ウィンドに適用するには問題がある。
【０００５】
そこで、光線透過率の低下を抑制しつつ、線膨張係数を小さくする方法として、樹脂製ウィンドに当該樹脂製ウィンドを構成する樹脂材料とほぼ同じ屈折率のガラス繊維を充填する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−２５１２２７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術においては、樹脂製ウィンドに比重の大きいガラス繊維が充填される。したがって、線膨張係数を小さくするためにガラス繊維の充填量を増加すると、樹脂製ウィンド全体の比重も増加し、充分な軽量化の効果が得られない。逆に、軽量化の効果を大きくするために、ガラス繊維の充填量を減少すると、充分に線膨張係数を小さくすることができない。また、樹脂材料とほぼ同じ屈折率のガラス繊維を用いることにより、光線透過率の低下の抑制を図っているが、未だ充分でなく改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、軽量で、線膨張係数が小さく、かつ光線透過率に優れた透明樹脂成形体とその製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面により提供される透明樹脂成形体は、主成分としてポリカーボネートを含むポリカーボネート層と、上記ポリカーボネートより線膨張係数が小さい透明樹脂組成物からなり且つ上記ポリカーボネート層の両面に形成されている透明樹脂層と、を有していることを特徴としている。ここで、透明樹脂とは、光線（特に可視光）に対して充分な透過率を有する樹脂である。
【００１０】
このような構成によると、線膨張係数が比較的大きいポリカーボネート層の熱膨張が、線膨張係数が比較的小さい透明樹脂層により抑制される。つまり、透明樹脂成形体全体の線膨張係数が小さくなる。したがって、本発明に係る透明樹脂成形体を、例えば車両用リアウィンドとして用いれば、太陽光などにより当該透明樹脂成形体に熱が加わっても熱膨張に起因する波打ちは起こり難くなる。また、ポリカーボネートはもちろん、透明樹脂組成物もガラス繊維に比べて比重が小さい。したがって、本発明の透明樹脂成形体は、例えば補強材としてガラス繊維が充填されているものに比べて軽量化の効果を充分に得ることができる。さらに、ポリカーボネートとともに透明樹脂組成物も光線透過率が高い。したがって、透明樹脂成形体全体としての光線透過率も高く、例えば当該透明樹脂成形体を車両用ウィンドとして用いても充分な視界を確保することが可能である。
【００１１】
好ましくは、ポリカーボネートの溶解度パラメータと、上記透明樹脂組成物の溶解度パラメータとの差の絶対値は、０〜１．５である。このような構成によると、ポリカーボネートと透明樹脂組成物との相溶性が非常に高いため、ポリカーボネート層と透明樹脂層との界面近傍において、ポリカーボネートと透明樹脂組成物とが非常によく混ざり合った状態になる。したがって、ポリカーボネート層と透明樹脂層との線膨張係数の違いに起因して生じるポリカーボネート層と透明樹脂層との間の界面剥離がより発生し難くなるとともに、透明樹脂層によるポリカーボネート層の熱膨張抑制効果も向上する。
【００１２】
好ましくは、透明樹脂組成物は、ポリスルホンおよび／またはポリエーテルスルホンを含んでいる。ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンは、ポリカーボネートに比べてヘイズ値（曇り値）がより小さい。ここで、「ヘイズ値」とは、対象物に可視光を照射したときの全透過光に対する拡散透過光の割合であり、ヘイズ値が小さいほど対象物の視覚的透明性に優れていると言える。したがって、本発明に係る透明樹脂成形体は、ポリカーボネートのみからなる同形状の成形体に比べて視覚的透明性により優れている。
【００１３】
好ましくは、透明樹脂層の一方の厚みは、上記ポリカーボネート層および当該ポリカーボネート層の両面に積層形成された上記透明樹脂層からなる３層全体の厚みの５〜２０％である。透明樹脂層の一方の厚みが上記３層全体の厚みの５％未満では、透明樹脂層による透明樹脂成形体全体の線膨張係数低減効果を充分に得ることができない可能性がある。また、透明樹脂層の一方の厚みが上記３層全体の厚みの２０％を超える場合は、ポリカーボネートによる耐衝撃性の効果を充分に得ることができない可能性がある。なお、より好ましくは、透明樹脂層の一方の厚みは、３層全体の厚みの１０〜１５％である。
【００１４】
本発明の第２の側面により提供される透明樹脂成形体の製造方法は、第１キャビティ規定面、および当該第１キャビティ規定面に対向する第２キャビティ規定面を有する成形型のキャビティにポリカーボネートを射出することによって透明樹脂成形体を成形するための成形工程を含む透明樹脂成形体の製造方法であって、上記成形工程を行う前に、上記第１キャビティ規定面および上記第２キャビティ規定面に対して、上記ポリカーボネートより線膨張係数が低い透明樹脂組成物からなる透明樹脂フィルムを配置することを特徴としている。このような方法により得られた透明樹脂成形体は、本発明の第１の側面に示したのと同様の効果が奏される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図１〜図４を参照しつつ具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る透明樹脂成形体Ｘの要部拡大断面図である。透明樹脂成形体Ｘは、図１に示すように、ポリカーボネート層１と、透明樹脂層２，３とを有している。
【００１７】
ポリカーボネート層１は、ポリカーボネートを主体的に含んでいる。ポリカーボネートは、光透過性や視覚的透明性、機械的強度（特に耐衝撃性）に優れており、その主な物性は、表１に示す通りである。また、ポリカーボネートの構造式を以下に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
【化１】
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【００２０】
透明樹脂層２，３は、ポリカーボネートより線膨張係数が小さい透明樹脂組成物からなり、図１に示すように、透明樹脂層２はポリカーボネート層１の上面１ａ側に、透明樹脂層３はポリカーボネート層１の下面１ｂ側に形成されている。透明樹脂層２の厚みｗ２および透明樹脂層３の厚みｗ３は、それぞれポリカーボネート層１および透明樹脂層２，３からなる３層全体の厚みＷの５〜２０％であることが好ましい。透明樹脂組成物としては、ポリカーボネートの溶解度パラメータと当該透明樹脂組成物の溶解度パラメータとの差の絶対値が０〜１．５であるものが好ましく、例えばポリスルホンやポリエーテルスルホンなどを主体的に含むものが挙げられる。ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンの主な物性を、表１に合わせて示す。なお、表１において、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンについて示した物性値で（）内の数値は、フィルム物性値（フィルム状態における物性値）を表している。以下に、ポリスルホン（化２参照）およびポリエーテルスルホン（化３参照）の構造式を示す。
【００２１】
【化２】
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【００２２】
【化３】
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【００２３】
次に、透明樹脂成形体Ｘの製造方法について、図２〜図４を参照しつつ説明する。図２は、透明樹脂成形体Ｘの成形に用いる射出成形ユニットＹの概略構成を表す要部拡大断面図であり、図３および図４は、図２に示す射出成形ユニットＹにより透明樹脂成形体Ｘを成形する一連の工程を表す要部拡大断面図である。
【００２４】
射出成形ユニットＹは、図２に示すように、成形型４と、射出装置５とを有している。成形型４は、固定型４１，４２、および、これに対して進退動可能な可動型４０からなる。図２に示すように、可動型４０および固定型４１，４２を型閉じすることによって、キャビティ６が形成される。キャビティ６は、可動型４０側のキャビティ規定面６０や固定型４１側のキャビティ規定面６１などにより、目的とする透明樹脂成形体の形状を規定するものである。射出装置５は、シリンダ部５０と、これに挿入されているスクリュ（図示せず）とを備え、スクリュ射出成形機として構成されたものであり、後述する成形材料７（図３（ｂ）参照）を、ランナ（またはゲート）４３を介してキャビティ６に供給するためのものである。
【００２５】
このような構成の射出成形ユニットＹを使用して、本発明に係る透明樹脂成形体Ｘが製造される。透明樹脂成形体Ｘの製造においては、まず、図３（ａ）に示すように、可動型４０を固定型４１，４２に対して退動（矢印Ａ方向へ移動）させることにより、成形型４を型開きするとともに、キャビティ規定面６０，６１に透明樹脂フィルム２’，３’を固定する。透明樹脂フィルム２’，３’のキャビティ規定面６０，６１への固定方法としては、公知の方法が用いられ、例えば図示しない吸着手段により吸着固定する方法や、図示しない加熱手段により透明樹脂フィルム２’，３’を柔らかくしつつ、図示しない吸着手段により吸着固定する方法などが挙げられる。透明樹脂フィルム２’，３’は、後に透明樹脂層２，３（図１参照）を構成するものであり、ポリカーボネートより線膨張係数が小さい透明樹脂組成物からなるフィルムである。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、可動型４０を固定型４１，４２に対して進動（矢印Ｂ方向へ移動）させることにより、成形型４を型閉じした後、射出装置５を用いて成形材料７を、ランナ（またはゲート）４３を介してキャビティ６に供給する。成形材料７は、後にポリカーボネート層１（図１参照）を構成する材料であり、ポリカーボネートを主体的に含んでいる。なお、成形材料７は、ポリカーボネートに加えて、例えばメタクリル酸メチル、アクリルスチレン、ポリスチレンなどの透明樹脂組成物を含んでいてもよい。
【００２７】
次に、図４（ａ）に示すように、キャビティ６に充填された成形材料７および透明樹脂フィルム２’，３’を硬化することによって、キャビティ６に対応した形状の透明樹脂成形体Ｘを成形する。また、この際、ランナ（またはゲート）４３内に残留した成形材料７により、透明樹脂成形体Ｘから突出するようにランナ（またはゲート）跡４０ａが一体的に成形される。
【００２８】
次に、図４（ｂ）に示すように、可動型４０を固定型４１，４２に対して退動（矢印Ａ方向へ移動）させることにより、成形型４を型開きするとともに、透明樹脂成形体Ｘからブロー口跡４０ａを切断除去し、透明樹脂成形体Ｘを製造する。
【００２９】
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。例えば、本実施形態における透明樹脂成形体の製造には、射出成形法が用いられているが、これに代えて押出成形法などを用いて製造するようにしてもよい。
【００３０】
【実施例】
次に、本発明を、実施例および比較例をもとに具体的に説明する。
【００３１】
【実施例１】
＜透明樹脂成形体サンプルの作製＞
射出成形ユニット（商品名：ＰＬＡＳＴＥＲ  Ｔｉ−３０Ｆ６型（型締め力３００ＫＮ）、東洋機械金属株式会社製）により、成形材料としてポリカーボネート樹脂、透明樹脂フィルムとして厚さ０．３ｍｍのポリスルホンフィルムを用いて、線膨張係数測定用サンプル（６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）および衝撃試験用サンプル（６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を作製した。なお、成形条件は、シリンダ温度３００℃、射出速度１８．５ｍｍ３／ｓｅｃ、成形型温度８０℃、射出時間２秒間、保圧保持時間８秒間（保圧６３．７ＭＰａ）、冷却保持時間１５秒間（但し、保圧保持時間の８秒間も含む）とした。
【００３２】
＜線膨張係数の測定＞
上述のようにして作製した線膨張係数測定用サンプルについて線膨張係数を測定した。具体的には、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、−３０〜１２０℃の温度領域における線膨張係数を測定した。その結果を図５に示した。なお、図５における横軸（ΔＳＰ）の値は、ポリカーボネートの溶解度パラメータとポリスルホンの溶解度パラメータとの差の絶対値である。
【００３３】
＜衝撃試験＞
上述のようにして得られた衝撃試験用サンプルを用いて、衝撃強度に対する評価試験を行う。具体的には、図６に示すように、衝撃試験用サンプルＸ’を所定の治具８に固定し、衝撃試験用サンプルＸ’の平面中央部に対して所定の錘９を自由落下させることにより、衝撃試験用サンプルＸ’を破壊するのに要した衝撃エネルギーを測定し、図７に示した。なお、図７における横軸（ΔＳＰ）の値は、ポリカーボネートの溶解度パラメータとポリスルホンの溶解度パラメータとの差の絶対値である。
【００３４】
【実施例２】
透明樹脂フィルムとして厚さ０．３ｍｍのポリエーテルスルホンフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして線膨張係数測定用サンプルおよび衝撃試験用サンプルを作製した。また、実施例１と同様に、上述のようにして得た線膨張係数測定用サンプルおよび衝撃試験用サンプルを用いて、それぞれ線膨張係数の測定および衝撃試験を行い、その結果をそれぞれ図５、図７に示した。なお、図５，７における横軸（ΔＳＰ）の値は、ポリカーボネートの溶解度パラメータとポリエーテルスルホンの溶解度パラメータとの差の絶対値である。
【００３５】
【比較例１】
透明樹脂フィルムとして厚さ０．３ｍｍのポリカーボネートフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして線膨張係数測定用サンプルおよび衝撃試験用サンプルを作製した。また、実施例１と同様に、上述のようにして得た線膨張係数測定用サンプルおよび衝撃試験用サンプルを用いて、それぞれ線膨張係数の測定および衝撃試験を行い、その結果をそれぞれ図５、図７に示した。なお、図５，７における横軸（ΔＳＰ）の値は、ポリカーボネートの溶解度パラメータとポリカーボネートの溶解度パラメータとの差の絶対値（つまり、０（＝ΔＳＰ））である。
【００３６】
＜評価＞
図５に示したように、実施例１〜２により得られる透明樹脂成形体の方が、比較例１により得られる透明樹脂成形体に比べて線膨張係数が小さい。つまり、同じ熱が加わる環境において、実施例１〜２の透明樹脂成形体の方が比較例１の透明樹脂成形体よりも熱膨張し難い。また、図７に示したように、実施例１〜２により得られる透明樹脂成形体は、いずれも衝撃エネルギーがほぼ２０Ｊ以上であり、充分な耐衝撃性を備えていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る透明樹脂成形体を表す要部拡大断面図である。
【図２】図１に示す透明樹脂成形体を射出成形するための射出成形ユニットの一例を表す要部拡大断面図である。
【図３】図１に示す透明樹脂成形体の製造方法における一連の工程を表す要部拡大断面図である。
【図４】図３に示す一連の工程の続きを表す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例１〜２および比較例１において得られる透明樹脂成形体の線膨張係数をΔＳＰに対して示すグラフである。
【図６】衝撃試験方法を表す模式図である。
【図７】本発明の実施例１〜２および比較例１において得られる透明樹脂成形体の衝撃エネルギーをΔＳＰに対して示すグラフである。
【符号の説明】
Ｘ        透明樹脂成形体
Ｘ’      衝撃試験用サンプル（透明樹脂成形体）
Ｙ        射出成形ユニット
１        ポリカーボネート層
１ａ      上面
１ｂ      下面
２，３        透明樹脂層
２’，３’      透明樹脂フィルム
４        成形型
５        射出装置
６        キャビティ
７        成形材料
８        治具
９        錘
４０        可動型
４０ａ      ランナ（またはゲート）跡
４１，４２        固定型
４３        ランナ（またはゲート）
５０        シリンダ部
６０，６１        キャビティ規定面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005022344.tif 000009
【図４】
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【図５】
2005022344.tif 000011
【図６】
2005022344.tif 000012
【図７】
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