JPH09314654A - 熱可塑性樹脂シ−トの熱成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法において、
「型接触跡」のない成形品を簡便に製造する方法を提供
する。 【解決手段】 型を用いて熱可塑性樹脂シートを熱成形
する方法において、型の押し出し部材の表面にシラン化
合物の層を形成した型を用いることによって、「型接触
跡」のない成形品が容易に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂シ−
トを熱成形方法に関する。詳しくは所謂「型接触跡」の
残らない成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種容器や面板及び電気照明カバ−など
に使用される成型品は、熱可塑性樹脂シ−トを加熱軟化
させて、型に賦形させる熱成形法により得ることができ
る。この熱成形法の中で、単純に圧力空気（圧空）や真
空力を利用するストレ−ト成形法では、絞りの深い成型
品に対して充分な性能を付与できない場合があるため、
軟化したシ−トに対して本型を押し込んで圧空や真空を
かけるドレ−プ成形法や軟化したシ−トをプラグ型で本
型内部へ押し込んで圧空や真空をかけるプラグアシスト
成形法などが選択され、現在広く使用されている。

【０００３】一方でこれらのドレ−プ成形やプラグアシ
スト成形法などを選択した場合に生じる問題点として、
軟化したシ−トを押し込む工程で生じる所謂「型接触
跡」が成型品に残ることが挙げられる。この「型接触
跡」には、型接触の過冷却現象が原因のドラッグライン
やシ−トを押し込む型の模様や傷が転写されることなど
が挙げられる。

【０００４】この「型接触跡」をなくす方法として、ア
ルミニウム製プラグ型の表面に４フッ化エチレン樹脂に
代表されるフッ素樹脂でアルミニウム製プラグの表面と
軟化した熱可塑性樹脂シ−トとの粘着を防止する方法
（特公昭５９−５１４０５号公報）や熱可塑性樹脂シ−
トを型に向けて押圧するプラグを断熱材からなる母材と
母材表面に形成した潤滑層とを構成することによって深
絞り容器の内面に傷を残すことのないプラグを用いる方
法（特公平７−１７００６号公報）などが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法は、プラグの施工が複雑であると共に必ずしも
効果が十分でない。本発明の目的は、熱成形において軟
化したシ−トを押し込む工程で生じる成型品の「型接触
跡」を簡便になくする方法を提供することである。そこ
で本発明者は熱可塑性樹脂シ−トの「型接触跡」のない
熱成形方法について鋭意検討した結果、金型の押し出し
部の表面にシラン化合物の層を形成した金型を用いるこ
とことによって、「型接触跡」のない成形品が得られる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、型を
用いて熱可塑性樹脂シ−トを熱成形する方法において、
型の押し出し部の表面にシラン化合物の層を形成した型
を用いることを特徴とする熱可塑性樹脂シ−トの熱成形
方法である。以下、本発明を詳細に説明する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる型の押し出し
部材とは、熱可塑性樹脂シ−トの突き上げ成形、ドレー
プ成形、プラグアシスト成形等において、シートを押し
込む、押し出す部材であって、例えば、プラグアシスト
成形のプラグ（雄型）が挙げられる。

【０００８】この押し出し部材は種々の材料が用いら
れ、金属材料であればアルミニウム、ＺＡＳ合金など、
樹脂製であればフェノ−ル系・エポキシ系などの熱硬化
樹脂が挙げられるが、部材の表面に形成するシラン化合
物層を構成する分子中の珪素含有基と化学結合できる材
料であれば特に限定しない。金属材料を選択した場合
は、熱成形する際に熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度
以上で熱成形することが好ましい。

【０００９】本発明で用いられるシラン化合物として、
一般式（１）

【００１０】

【化４】 （式中、Ｒ¹ はメチル基または水酸基を、Ｒ² はメチル
基または水素原子を、Ｒ ³ は水素原子またはトリメチル
シリル基を、ｍおよびｎは整数を表す。）で示されるシ
ラン化合物が挙げられる。このシラン化合物の好ましい
例として、下記の一般式（４）、

【００１１】

【化５】 （式中、ｎは整数を表す。）で示されるシラン化合物が
挙げられる。

【００１２】本発明で用いられるシラン化合物として、
さらに一般式（２）

【００１３】

【化６】 （式中、Ｒf は炭素数１〜１６の直鎖状または分岐状パ
−フルオロアルキル基を、Ｘはヨウ素原子または水素原
子を、Ｙは水素原子または低級アルキル基を、Ｚはフッ
素原子またはトリフルオロメチル基を、Ｒ¹ は加水分解
可能な基を、Ｒ²は水素原子または不活性な一価の有機
基を、ａ、ｂ、ｃ、ｄは０〜２００の整数を、ｅは０ま
たは１、ｍおよびｎは０〜２の整数を、ｐは１〜１０の
整数を表す。）で示される含フッ素シラン化合物が挙げ
られる。

【００１４】式中のＲf は炭素数１〜１６の直鎖状また
は分岐状パ−フルオロアルキル基であるが、好ましくは
ＣＦ₃ 基、Ｃ₂ Ｆ₅ 基、Ｃ₃ Ｆ₇ 基である。Ｒ¹ の加水
分解可能な基としては、ハロゲン原子、Ｒ³ Ｏ基 、Ｒ
³ ＯＣＯ基、（Ｒ⁴)₂ Ｃ＝Ｃ (Ｒ³)Ｏ基、 (Ｒ³)₂ Ｃ＝
ＮＯ基、 (Ｒ⁵)₂ Ｃ＝ＮＯ基が挙げられ（ただし、Ｒ³
は脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基、Ｒ⁴ は水
素原子または低級脂肪族炭化水素基、Ｒ⁵ は炭素数３〜
６の二価の脂肪族炭化水素基である）、好ましくは、塩
素原子、ＣＨ₃ Ｏ基、Ｃ₂ Ｈ₅ Ｏ基である。Ｒ² は水素
原子または不活性な一価の有機基であるが、有機基とし
ては、好ましくはＣＨ₃ 基、Ｃ₂ Ｈ₅ 基などの炭素数１
〜４の一価の炭化水素基である。ａ、ｂ、ｃ、ｄは０〜
２００の整数であるが、好ましくは１〜５０であり、ｅ
は０または１である。ｍおよびｎは０〜２の整数である
が、好ましくは０である。

【００１５】この含フッ素シラン化合物の分子量は、５
×１０² 〜１×１０⁵ 、好ましくは５×１０² 〜１×１
０⁴ である。

【００１６】この含フッ素シラン化合物の好ましい例と
して、一般式（３）

【００１７】

【化７】 （式中、Ｙは水素原子または低級アルキル基を、Ｒ¹ は
加水分解可能な基を、ｑは１〜５０の整数を、ｍは０〜
２の整数を、ｐは１〜１０の整数を表す。）で示される
含フッ素シラン化合物が挙げられる。

【００１８】これらの含フッ素シラン化合物は市販のパ
−フルオロポリエ−テルをシラン処理することによって
得ることができる。その方法は、例えば、特開平１−２
９４７０９号公報に開示されている。

【００１９】該シラン化合物を、押し出し部材表面に層
を形成させる方法として、通常のコ−ティング作業で用
いられる方法、例えば、刷毛塗り、ガ−ゼ塗り、スプレ
−塗装、浸漬塗装などが挙げられる。また、必要に応じ
塗布後加熱乾燥される場合がある。押し出し部材表面に
シラン化合物を簡単な方法で塗布、乾燥するだけであ
り、従来の部材に比べて簡便に作製することができる。

【００２０】なお、塗布する際には溶剤で希釈してもよ
い。上記の一般式（２）、（３）で示される含フッ素シ
ラン化合物の溶剤としては、パ−フルオロヘキサン、パ
−フルオロメチルシクロヘキサン、パ−フルオロ−１、
３−ジメチルシクロヘキサン等が挙げられ、また一般式
（１）、（４）に示すシラン化合物の溶剤としては、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸イソブチルなどの
エステル類、塩化メチレン、トリクロロエチレンパ−ク
ロロエチレンなどの塩素化炭化水素類のような一般的な
有機溶剤が挙げられる。

【００２１】シラン化合物の層の厚さは特に限定される
ものではないが、０．００１〜０．５μｍであり、０．
００１μｍより薄くなると「型接触跡」を無くするとい
う効果が乏しくなり、０．５μｍより厚くなると表面が
べたつくため好ましくない。

【００２２】シラン化合物は、押し出し部材のみなら
ず、もう一方の受け部材、例えば、プラグアシスト成形
の本型（雌型）表面に塗布し、層を形成させてもよい。

【００２３】部材の表面とシラン化合物層との密着性を
向上させるために、部材とシラン化合物層との間に接着
層を設けるのがよい。接着層としては、特に限定される
ものではないが、無機酸化物や無機ハロゲン化物等の無
機化合物層、またはこれらの無機化合物を含む有機化合
物層が挙げられる。無機酸化物としては二酸化珪素、酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン等が、
無機ハロゲン化物としてはフッ化カルシウム、フッ化ナ
トリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム等が、
また無機化合物を含む有機化合物としてはアクリル系塗
料などが挙げられる。樹脂製の部材を選択した場合は、
シリコン系ハ−ドコ−ト層を型表面に設けるとよい。接
着層の形成方法は、刷毛塗り、ガ−ゼ塗り、スプレ−塗
り、浸漬塗装などが挙げられ、必要に応じ加熱硬化処理
が行われる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の方法により、「型接触跡」のな
い成形品を簡便に製造することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例で更に詳細に説明する
が、本発明は、これら実施例に限定されるものではな
い。なお、熱成形性の評価は次の方法で行った。 （１）成型品の外観評価：熱成形によって得られた製品
の外観を目視評価する。 （２）成型品の偏肉状態の測定：熱成形によって得られ
た製品のコ−ナ−部の偏肉状態を図３に示す測定個所の
厚みを超音波厚み計（型式２５ＤＬ パナメトリクス社
製）で実測する。

【００２６】実施例１ 軟化したシ−トを予張して、本型（雌型）に対してプラ
グ型（雄型）を押し込むプラグアシストリバ−スドロ−
成形方法にて、ポリメチルメタクリレ−ト乳半板（商品
名ＲＴ０３０：住友化学工業（株）製）の熱成形を行っ
た。成形は、大型真空圧空成形機（型式ＣＵＰＦ１０１
５ＰＷＢ：布施真空株式会社製）を用いて行った。型の
形状を図１に示した。型の材質は本型およびプラグ型と
もにアルミニウム製である。このプラグ型の表面を前処
理として液状の金属研磨剤で研磨し、次に下記の式
（５）

【００２７】

【化８】 で示される含フッ素シラン化合物（分子量：約５００
０、ダイキン工業（株）製）をパ−フルオロヘキサンで
希釈した濃度２．０ｇ／Ｌの溶液をガ−ゼにとりプラグ
表面に塗布した。塗布後は室温条件下２時間乾燥して含
フッ素シラン化合物層を形成させた。

【００２８】成形条件を表１示す。また、成形品の外観
および厚み測定ポイントを図２、図３に示す。評価結果
を表２および図４に示す。

【００２９】実施例２ 実施例１の含フッ素シラン化合物溶液の代わりに、下記
の式（４）で示される粘度８０ｃＳｔ（２５℃）である
シラン化合物（ＹＦ３８００、東芝シリコン（株）製）
をイソプロピルアルコ−ルで希釈した濃度２．０ｇ／Ｌ
の溶液を用いた以外は実施例１と同様に行った。評価結
果を表２と図４に示す。

【００３０】

【化９】 （式中、ｎは整数を表す。）

【００３１】比較例１ 実施例１のプラグ型表面にシラン化合物層を設けずに、
そのまま熱成形性を評価した。結果を表２と図４に示
す。

【００３２】表２から明らかなように実施例１〜２で
は、成型品の外観性能を改善することが可能となり、比
較例でみられる「型接触跡」は認められない。一方、図
４に示したプラグアシスト成形のプラグ押し込みによる
偏肉抑制効果からわかるように実施例１〜２では比較例
に対して改良する傾向、すなわちプラグによるシ−トの
押し込み効果を維持しながら成型品全体の肉厚を平均化
する効果が認められる。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】プラグアシストリバ−スドロ−成形に用いた金
型の断面図である。

【図２】成形品の外観図である。

【図３】図２のＡ−Ａ’断面図であり、厚みの測定ポイ
ントを示す図である。

【図４】成形品の厚みの測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１ プラグ型（雄型） ２ 本型（雌型） ３ 圧空ＢＯＸ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型を用いて熱可塑性樹脂シ−トを熱成形
   する方法において、型の押し出し部材の表面にシラン化
   合物の層を形成した型を用いることを特徴とする熱可塑
   性樹脂シ−トの熱成形方法。
2. 【請求項２】 シラン化合物が一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ¹ はメチル基または水酸基を、Ｒ² はメチル
   基または水素原子を、Ｒ ³ は水素原子またはトリメチル
   シリル基を、ｍおよびｎは整数を表す。）で示されるシ
   ラン化合物である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 シラン化合物が一般式（２） 【化２】 （式中、Ｒf は炭素数１〜１６の直鎖状または分岐状パ
   −フルオロアルキル基を、Ｘはヨウ素原子または水素原
   子を、Ｙは水素原子または低級アルキル基を、Ｚはフッ
   素原子またはトリフルオロメチル基を、Ｒ¹ は加水分解
   可能な基を、Ｒ²は水素原子または不活性な一価の有機
   基を、ａ、ｂ、ｃ、ｄは０〜２００の整数を、ｅは０ま
   たは１、ｍおよびｎは０〜２の整数を、ｐは１〜１０の
   整数を表す。）で示される含フッ素シラン化合物である
   請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 シラン化合物が一般式（３） 【化３】 （式中、Ｙは水素原子または低級アルキル基を、Ｒ¹ は
   加水分解可能な基を、ｑは１〜５０の整数を、ｍは０〜
   ２の整数を、ｐは１〜１０の整数を表す。）で示される
   含フッ素シラン化合物である請求項１記載の方法。