JPH11221852A

JPH11221852A - 光硬化性樹脂シートを用いた形成方法

Info

Publication number: JPH11221852A
Application number: JP2724898A
Authority: JP
Inventors: Kinji Hirai; 勤二平井; Yonezo Takano; 米蔵高野
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】接着剤を用いることなく目的形状の立体を手
軽に形成する。【解決手段】光硬化性樹脂シートを曲げて目的形状の
立体とし、光を照射して樹脂を硬化させ、目的形状の立
体を形成することを特徴とする光硬化性樹脂シートを用
いた立体の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光硬化性樹脂シート
を用いて立体や平板状の硬化体を形成する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂で立体的なディスプレー、装
飾品、ハンドクラフト品などを製作するには、着色した
樹脂板を切断し、接着するなどして賦形している。

【０００３】他の方法としては、熱可塑性の樹脂板また
は熱硬化性のＳＭＣに熱をかけながら金型に押しつけて
賦形する真空成形法や、圧縮して成形する方法がある。

【０００４】更に、大量に同一形状の樹脂成形品を製作
するには、射出成形、ブロー成形などの方法がある。

【０００５】樹脂板に模様や図案をつけるには、大量生
産に適する方法として、板上に印刷する、印刷したフィ
ルムを貼るといった方法が採られる。加工品に模様や図
案を付けるには、塗料で書き込むか、転写型のインクを
使用した印刷シートから転写する、樹脂板を所定の形状
に切り取って接着するなどの方法が採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の射出成形、ブロ
ー成形、真空成形法は、大量生産には適するが、一品生
産には適さず、金型で形状が決まり、賦形の自由度もな
い。

【０００７】一方、樹脂板を切断加工する方法では、平
面からなる立体を製作することは比較的容易に出来る
が、曲面を自由に形づくることは困難である。樹脂板を
曲げるには、熱をかける必要があり、そのための装置、
熟練が必要である。また、切断、特に曲線の切断に熟練
を要する。更に、接着剤が必ず必要である。

【０００８】本発明は、目的形状の立体を容易に形成す
ることができる形成方法を提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、目的形状の立体を一品生産的に
少数個生産する場合に好適な形成方法を提供することを
目的とする。

【００１０】本発明は、接着剤を用いることなく目的形
状の立体を手軽に形成することができる方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】本発明は模様付きの平板状の樹脂硬化体を
容易に形成できる方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の立体の形成方法
は、光硬化性樹脂シートを曲げて目的形状の立体とし、
光を照射して樹脂を硬化させ、目的形状の立体を形成す
ることを特徴とするものである。

【００１３】かかる方法にあっては、光硬化性樹脂シー
トを曲げて所望形状の立体とし、この立体に光を照射し
て該樹脂を硬化させるところから、目的とする所望の形
状の立体を簡単に形成することができる。

【００１４】この光硬化性樹脂シートに模様をつけてお
けば、模様付きの立体が得られる。

【００１５】このシートを曲げて立体とする場合、型の
表面に沿わせて曲げることにより、所定の角度あるいは
曲率の曲がり部を形成できる。

【００１６】このシートから立体を形成する場合、シー
トに切り込みや切除を施すことにより、種々の形状の立
体を形成することができる。

【００１７】光硬化性樹脂シートが１対のフィルム間に
光硬化性樹脂含有層を設けたものである場合、該シート
同士を重ね合わせる部分のフィルムを除去してから両シ
ートを重ね合わせることにより、光硬化性樹脂含有層同
士をそれらの有する粘着性によって接合することができ
る。この場合には、接着剤は不要である。

【００１８】本発明の平板状の硬化体の形成方法は、模
様が付された光硬化性樹脂シートを硬化させて平板状の
模様付きの硬化体を形成することを特徴とするものであ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明で用いる光硬化性樹脂シー
トは、好ましくは図１の如く、１対のフィルム１，１間
に光硬化性樹脂含有層２を介在させたものである。な
お、この光硬化性樹脂含有層を以下、中間層ということ
がある。この樹脂含有層（中間層）２としては、不織
布、織布などの構造用材料（以下、単に構造材というこ
とがある。）に液状の光硬化性樹脂を含浸させたものが
好ましく、とくにこの光硬化性樹脂を増粘させたものが
好ましい。

【００２０】この液状の光硬化性樹脂としては、熱又は
光（紫外線、電子線を含む）などにより硬化させること
ができる樹脂であって、含浸性に優れたものが好まし
い。この樹脂としては、例えば不飽和ポリエステル樹
脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、アルキド樹脂などの樹脂に重合開始剤として
熱又は光により機能するものを配合した熱硬化性樹脂又
は光硬化性樹脂が挙げられる。これらのうち、特に取り
扱い易さから不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル
樹脂が好ましい。なお、構造材に含浸させる液状樹脂
は、含浸性能の面から、粘度２００ｃｐ以下であること
が好ましい。この粘度が５０００ｃｐを超えると粘性が
高過ぎて、構造材への含浸性が悪くなる。

【００２１】本発明において、構造材に含浸させた後の
液状樹脂を増粘させる方法の一例としては、次のような
方法が挙げられる。

【００２２】微粒子、例えば、微粒子のシリカ（無
水ケイ酸）を含浸樹脂に混合してチクソトロピー性を付
与する。

【００２３】含浸樹脂の官能基に反応する化合物
（以下「反応性化合物」と称す。）、例えば、二価金属
の酸化物又は水酸化物或いはイソシアナート等を加えて
分子量を大きくする。

【００２４】液状樹脂に２種類以上の光重合開始剤
を添加し、一部の樹脂を予備重合させる。

【００２５】の、樹脂にチクソトロピー性を付与する
場合には、例えば、樹脂１００重量部に無水ケイ酸０．
５〜５重量部、通常は１重量部を添加し、均一に混合し
て浸漬浴とする。無水ケイ酸を添加した液状樹脂は、静
置すると無水ケイ酸粒子の表面にあるシラノール基が水
素結合して網目構造を形成するので、見掛けの粘度が上
昇する。しかし、この網目構造は、剪断力を加えると構
造が破壊されて粘度が下がるので、浸漬浴を撹拌して粘
度を下げつつ、補強材、例えば、ポリエステル不織布を
浸漬することで樹脂を含浸させることができる。樹脂を
含浸した不織布を静置すると、再び樹脂の粘度が上昇
し、樹脂が移動しない構造が形成される。

【００２６】チクソトロピー性を付与する添加剤として
は、上記の無水ケイ酸の他に、短繊維マグネシウム化合
物、水素化ひまし油などがあるが、無水ケイ酸が最も効
果的である。

【００２７】の、反応性化合物により樹脂分子を結合
し、分子量を大きくして増粘する方法としては、具体的
には次の方法がある。

【００２８】樹脂のカルボキシル基、ヒドロキシル基に
反応する二価金属の酸化物又は水酸化物を反応性化合物
として使用する場合には、例えば、不飽和ポリエステル
樹脂１００重量部に酸化マグネシウム等の反応性化合物
０．５〜１０重量部、通常１重量部と、反応性化合物の
沈降防止剤としての炭酸カルシウム等を１０〜４０重量
部、通常２０重量部とを添加して均一に混合し、これを
浸漬浴とする。この場合、混合によって生じる気泡をぬ
けやすくするために、脱泡剤としてシリコーン等を樹脂
１００重量部に対して０．００５〜０．０５重量部添加
しても良い。この浸漬浴に構造材を浸漬して樹脂を含浸
させた後、３０〜６０℃で１２〜７２時間、特に、酸化
マグネシウムを用いる場合には、４０℃で４８時間熱処
理することにより、反応を完了させて粘度を上げ、樹脂
が移動しない構造を形成する。

【００２９】また、ヒドロキシル基を有する樹脂に反応
性化合物として多価イソシアナートを反応させて、ウレ
タン結合により分子をつなぎ、粘度を高める場合には、
例えば、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対し
て、メチレンジイソシアナート、トルイレンジイソシア
ナートのようなジイソシアナート化合物を１〜２０重量
部、通常５重量部混合し、構造材に含浸させた後、５０
〜８０℃で１〜１０分、例えば６０℃で５分間加熱して
粘度を上げて樹脂が移動しない構造を形成し、その後、
３０〜６０℃で１２〜７２時間、例えば４０℃で２４〜
４８時間熱処理することにより、反応を完了させる。な
お、この反応は、水分の存在で副反応が起こり、十分増
粘しないままゲル化することがあるので、注意を要す
る。

【００３０】の液状樹脂に２種類以上の光重合開始剤
を添加し、一部の樹脂を予備重合する方法としては、例
えば、特開平９−７７８３６号公報に記載されている様
に、感光性を有する光の波長の異なる２種類の光重合開
始剤を含有する液状樹脂を使用する。特開平９−７７８
３６記載の液状樹脂では、構造材に該樹脂を含浸した
後、４２０〜１２００ｎｍの波長を含む光で重合を行
い、樹脂の一部を重合させることにより、増粘する。

【００３１】本発明において、構造材に含浸後、増粘さ
せたシートの硬度は、ＪＩＳＡ硬度２０〜６０程度で
あることが好ましい。この硬度が２０未満では、保管、
輸送時の樹脂の流出又は偏在の問題が生じる。また、６
０を超えると後硬化性樹脂シートの柔軟性が失われ、取
り扱い性、賦形性が悪くなる。

【００３２】本発明において、保護フィルム１として
は、中間層の構造材に含浸させる樹脂に対し耐薬品性を
有し、樹脂中の成分が揮散することがなく、気密に溶着
できる樹脂フィルムが望ましく、例えば、ビニロン、ポ
リエチレンとポリエステルのラミネートフィルム、ポリ
ウレタンフィルムなどが好ましい。内層フィルム１の厚
さは通常０．１〜０．０２ｍｍ程度とされる。

【００３３】光硬化性樹脂シートの中間層の構造材は、
要求される強度、耐薬品性、意匠性などによって、その
材料、構造を選ぶことが出来る。例えば、含浸する樹脂
が、不飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂
の場合は、ポリエステル織布または不織布、アクリル織
布または不織布などが好ましい。構造材は、目的とする
加工品によるが、通常厚さ０．１から５ｍｍで、不織布
の場合は、目付１０〜６００ｇ／平方ｍ程度のものが好
ましい。中間層は、構造材と樹脂の全重量に対する構造
材の重量％を２〜３０％程度になるように液状樹脂を含
浸させ、硬化後の厚さが０．２〜７ｍｍ程度となるよう
に形成される。

【００３４】遮光フィルムは、保管中に光が照射されて
中間層の含浸樹脂が硬化しないために使用される。この
フィルムは、黒色のフィルム、アルミニウム蒸着フィル
ム、アルミニウム箔ラミネートフィルム、等を使用でき
る。完全な遮光性を得るには、ピンホールのないアルミ
箔をナイロン、ポリエチレンフィルムとラミネートした
ものを用いるのが好ましい。

【００３５】本発明では液状樹脂に顔料を添加して着色
しても良い。

【００３６】織布、不織布の構造は、意匠面から重要で
ある。樹脂層を通して、織布、不織布の構造の粗密を強
調して見えるようにすれば、樹脂の色との相乗作用で、
美しい意匠を作ることが出来る。

【００３７】織り柄、プリントによる染色柄を有する織
布、意匠を印刷または手書きした織布、不織布を構造材
として使用すれば、柄つき、意匠つきのシートにするこ
とが出来る。

【００３８】他の方法として、紙または樹脂フィルム等
のシートに意匠を手書き、印刷または複写しておき、本
発明の光硬化性シート（裏、表のどちらでも良い。）の
保護フィルムをはがした上に直接または接着剤を介して
密着させて、意匠つきシートとすることもできる。

【００３９】本発明では光硬化性樹脂シートの片面に接
着剤を塗布した後に保護フィルムをラミネートしても良
い。

【００４０】本発明に従って立体を形成するには、上記
の光硬化性樹脂シートに必要に応じ切り込み及び／又は
切除を施した後、シートを曲げて目的とする立体とす
る。この曲げを行う場合、手で自由に曲げることができ
るが、特に、型の表面に沿って曲げることにより、確実
に目的とする角度あるいは曲率に曲げることができる。
このような型は例えば紙、針金、粘土、木、プラスチッ
ク、金属などで形成しておくことができる。

【００４１】シートを曲げてシートを賦形した後シート
が元の平坦状に戻らないようにするために、シートを曲
げて重ね合わせた箇所同士を接着するのが好ましい。こ
の接着を行うには、重ね合わさる部分のシートのフィル
ムを剥し取って中間層（樹脂含有層）２を露出させ、こ
の中間層２同士をそれらが保有する粘着性によって接合
するのが好ましい。なお、接着力が不足するときには接
合面に光硬化性樹脂の原液を付着させても良い。また、
エポキシ系などの接着剤を用いても良い。

【００４２】なお、切断した光硬化性樹脂シートの端面
を手直ししたいときには該端面に光硬化性樹脂の原液を
付着させて手直しすることができる。

【００４３】本発明では、シートに線あるいは面状の模
様を付しておき、この線あるいは面の縁に沿ってシート
を鋏やカッターによって切断、切除したり、あるいはシ
ートを曲げるようにするのが好ましい。このようにすれ
ば、目的とする形状、大きさの立体を確実に形成でき
る。また、でき上った立体が図柄を有したものとなる。

【００４４】なお、立体のうち強度を高める必要のある
部分や、色、柄を代えたい部分に、別の光硬化性樹脂シ
ートから切り出したシート片を重ね合わせても良い。

【００４５】目的形状の立体を形成した後、所定の波長
の光を照射することにより、光硬化性樹脂を硬化させ
る。但し、形状が複雑な場合には、一部づつ光硬化させ
ながら部品の接合を進めることもできる。

【００４６】本発明の平板状硬化体の製造方法にあって
は、上記の樹脂シートのフィルムあるいは中間層に模様
（文字、図形、記号など。）を付しておき、このシート
に光を照射してシートを硬化させて目的とする模様を有
した平板状硬化体を得る。

【００４７】

【実施例】実施例１不織布に光硬化性樹脂を含浸させた中間層と、この中間
層を１対のフィルムで挟んでなる光硬化性樹脂シートの
表面に図２に示す自動車模型の展開図を複写又は印刷し
たフィルムを重ね合わせて接着した。

【００４８】次いで、この展開図に沿ってシートを切り
抜き、接合予定部についてはフィルムを剥して切り取っ
た。次いで、この切り抜いたシートを折り曲げ及び湾曲
させ、接合予定部同士を接着し、目的形状の自動車模型
とし、光を照射し、樹脂を硬化させた。これにより自動
車模型が得られた。

【００４９】実施例２中間層の不織布に図３に示す文字を印刷した後、光硬化
性樹脂を含浸し、フィルムで挟んだ。これに光を照射し
て樹脂を硬化させることにより、図３に示す図柄の平板
状硬化体が得られた。

【００５０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によると目的形状の
立体あるいは目的とする模様を有した平板状硬化体を容
易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光硬化性樹脂シートの断面図である。

【図２】自動車模型の展開図である。

【図３】図柄の一例を示す平面図である。

【符号の説明】

１フィルム２中間層（光硬化性樹脂含有層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光硬化性樹脂シートを曲げて目的形状の
立体とし、光を照射して樹脂を硬化させ、目的形状の立
体を形成することを特徴とする光硬化性樹脂シートを用
いた立体の形成方法。
【請求項２】請求項１において、前記光硬化性樹脂シ
ートは模様が付されていることを特徴とする立体の形成
方法。
【請求項３】請求項１又は２において、前記光硬化性
樹脂シートに切り込み及び／又は切除を施した後、目的
形状の立体とすることを特徴とする立体の形成方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、前記光硬化性樹脂シートは１対のフィルム間に光硬
化性樹脂含有層を設けたものであり、光硬化性樹脂シー
ト同士を重ね合わせる部分においては該フィルムを除去
してから重ね合わせることを特徴とする立体の形成方
法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、前記光硬化性樹脂シートを曲げる際に型の表面に沿
って該シートを曲げることを特徴とする光硬化性樹脂シ
ートを用いた立体の形成方法。
【請求項６】模様が付された光硬化性樹脂シートを硬
化させて平板状の模様付きの硬化体を形成することを特
徴とする光硬化性樹脂シートを用いた平板の形成方法。