JPH0717816B2 - 形状記憶樹脂真空成形品の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加温状態で適宜変形して冷却使用後、再度加
温状態下にもたらすことにより、原成形品の形状に復元
させる特性を付与した形状記憶樹脂真空成形品の製造法
に関するものである。

［従来の技術］ ボリノルボルネンは、ノルボルネンを開環重合して得ら
れるポリマーで、ガラス転移点が35℃と常温よりやや高
いので、予め、成形物にガラス転移点以上の温度で適宜
形状を付与し、常温まで冷却して使用した後、前記ガラ
ス転移点以上例えば40℃に加温することにより、原成形
物の形状に復元できることが知られている。その成形方
法としては、ポリノルボルネンの重量平均分子量が約20
0万以上と非常に高いため、通常のプラスチック成形は
困難で、圧縮成形法が適用される。

発明者らは、先にポリノルボルネンにポリエチレンを配
合することにより、一般の成形法を適用できる加工性の
良好な形状記憶組成物が得られることを見出し、特許出
願した。

この組成物を用いて加圧成形法により成形品を得ること
ができるが、プレス成形法は良好な形状記憶性を付与す
るためには加圧成形に時間がかかり、生産性が低く、コ
スト高となり好ましくない。

［発明が解決しようとする課題］ 真空成形法により形状記憶成形品が得られれば、生産性
が高く好ましいが、十分な成形品の形状記憶性を付与す
るためには、長時間その形状を保持した状態での熱履歴
を負荷することが必要と考えられていた。発明者らは、
真空成形法により比較的短時間で形状記憶性を得ること
について、研究を重ね一定時間真空成形形状で高温に加
熱すればよいことを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

［課題を解決するための手段］ かくして、本発明によれば、ポリノルボルネンに熱安定
剤，ポリエチレンを含有させた組成物を0.1mm〜5mmのシ
ートとし、該シートを加熱軟化して真空成形機にかけて
成形し、引続き該成形物を金型に付着した状態で前記加
熱軟化温度より５℃以上高く、かつ130〜210℃の範囲で
15〜80秒間加熱保持したのち、冷却し金型より取り出す
ことを特徴とする形状記憶樹脂真空成形品の製造法が提
供される。

すなわち、真空成形後、一定時間、金型に付着した状態
で、加熱温度よりも５℃以上高い温度で加熱保持するこ
とにより、短時間で効率良く、優れた形状記憶性を付与
するものである。本発明に用いられるポリノルボルネン
としては、例えばシー ディー エフ シミー（Cdf Ch
ime）社のものを使用でき、このものは平均分子量200万
以上で、真比重が0.96,ガラス転移点35℃、粒径0.3〜0.
4mmの白色粉末である。

上記ポリノルボルネンにポリエチンが添加される。ポリ
エチレンは加工性を良好にするが、その添加量が多くな
ると製品の形状記憶特性を低下させるので、記憶特性を
考慮して添加量を選択すればよい。

また、加工に際し高温にさらされるので、熱安定剤が添
加されるが、この熱安定剤は通常プラスチック成形加工
に使用されるもの、例えばフェノール系，フォスファイ
ト系等の熱安定剤が用いられる。

上記混合物に対して、樹脂加工に通常使用される抗酸化
剤，滑剤，充填剤，着色剤等が、成形性増進、製品の装
飾性付与、製品の剛性付与等のため適宜添加されてもよ
い。

真空成形用シートの成形方法としては、上記混合物をカ
レンダリングによりシート状に成形しプレスする方法，
押出機によりシートとして押し出す方法が適用され、真
空成形用として、厚さ0.1mm〜5.0mm程度のものが用意さ
れる。

次に、このシートは真空成形機の金型に適する大きさに
裁断され、金型上で、成形操作のため、加熱される。こ
の加熱はポリノルボルネンのガラス転移温度が35℃であ
るので、この温度以上の適宜温度でよい訳であるが、成
形性等を考慮し、実用上、およそ120〜170℃で、20〜60
秒間金型上で加熱される。ついで、型とシート間の空気
を真空吸引し成形する。

このように真空成形されたものは、金型付着状態のま
ま、前記真空成形前の加熱温度よりも５℃以上高い温度
で、かつ130〜210℃の温度の範囲内で20〜80秒間保持
し、形状記憶性の付与を行なう。形状記憶性付加の加熱
温度は、真空成形前の加熱温度でも形状記憶性は得られ
るが、そのためには保持時間は非常に長くなり、かつ形
状記憶性も不十分となるので、加熱軟化温度により５℃
以上の高温とするのが必要である。なお、30℃も差があ
れば十分であり、それ以上では熱劣化の恐れがある。こ
の形状記憶性の付与は130〜210℃の範囲で行なうのが好
ましい。130℃以下、20秒以下では、成形不良または成
形前の状態に戻り、また製品の形状記憶性が不十分とな
る。また、210℃以上や80秒以上の加熱では、熱劣化を
来たし、表面荒れ，金型の角などでの孔等の発生の恐れ
がある。従って、上記温度，時間の範囲内で、成形前の
加熱温度，シートの厚み等を考慮して選定する。

このようにして形状記憶性付与操作後、成形物は水のス
プレー冷却，冷風吹き付け等によりポリノルボルネンの
ガラス転移温度である35℃以下の常温まで冷却され、型
から取り出される。

［作 用］ 上記のようにして得られた製品は、ポリノルボルネンの
ガラス転移温度35℃以上の温度、例えば40℃以上の温風
中で、または温水中で、適宜形状に折曲げ，または平板
状にするなど変形させ、この変形状態のまま室温まで冷
却することにより、変形を固定する。再度原形に戻した
い場合には、温水に浸漬するなどしてガラス転移温度以
上にもたらせば、もとの成形品形状に復元することがで
きる。

［実施例］ 以下に実施例を掲げて、本発明を具体的に説明する。

ポリノルボルネン（仏 CdF社製，商品名ノーソレック
ス，重合度200以上、粒径0.3〜0.4mm）を用いた。

ポリノルボルネン90重量部に、低密度ポリエチレン10重
量部，フェノール系熱安定剤４重量部を添加し、150℃,
20分間ロール混練し、厚さ約1mmのシートに成形した。
このものをプレス成形機に移し、150℃,15分間、圧力10
0kg/cm²でプレスして、平滑な光沢のある厚さが1.0mmの
シートを作成した。

次に、このシートを金型上に移し、150℃,45秒間加熱軟
化処理を行なった後、600mmHgの真空で真空成形した。
次いで、成形品を金型に付着させた状態で、170℃,30秒
間保持し、形状記憶性の付与操作を行なった。その後、
冷風を吹き付け、ポリノルボルネンのガラス転移温度以
下の室温25℃まで冷却し、型から取り出し製品とした。
金型としては、縦16cm,横9cm,深さ2cmの角形トレーおよ
び、幅約15cm,長さ約20cmの子供玩具の‘お面’用のも
のを使用した。

得られた製品は美麗な肌を有し、正確に金型に対応した
製品が得られた。

上記２種の製品を40℃の温水中に浸漬し、折り畳み、あ
るいは絞り曲げして後、室温に冷却し変形形状を固定さ
せた。変形されたものを再度40℃の温水に浸漬したとこ
ろ、もとのトレー，‘お面’と同一の形状に復元され、
これを冷却して原成形形状に固定することができた。

比較のため真空成形後、シート加熱温度の150℃に20秒
保持したものは成形品としての形状が非常に悪く製品と
して不適当であった。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来形状記憶に対し生産性の点から困
難視されていた真空成形による形状記憶製品の製造を効
率よく生産することが可能となり、食器等のトレー，子
供用玩具，形状の変化を利用する各種日用品，工業用品
に広い応用面を開くものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 23:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリノルボルネンに熱安定剤，ポリエチレ
   ンを含有させた組成物を0.1mm〜5mmのシートとし、該シ
   ートを加熱軟化して真空成形機にかけて成形し、引続き
   該成形物を金型に付着した状態で前記加熱軟化温度より
   ５℃以上高く、かつ130〜210℃の範囲で15〜80秒間加熱
   保持したのち、冷却し金型より取り出すことを特徴とす
   る形状記憶樹脂真空成形品の製造法。