CN102574326A - 具有高品位的设计面的弯曲部件的制造方法以及由该方法制造的部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种即便对于多品种也能够以低成本制造弯曲部件的方法,该弯曲部件用于汽车等的运输机的窗体部件、具有高品位的设计面。本发明是具有高品位的设计面的弯曲部件的制造方法,包括以下各工序:(1)准备将含有热塑性树脂的树脂材料注射压缩成型而成的具有高品位的设计面的片,(2)树脂材料的玻璃化温度为Tg(℃)时,在(Tg+5)~(Tg+70)℃的温度下对片进行预加热使其软化,(3)对软化的片作用压力而使高品位的设计面弯曲。

Description

具有高品位的设计面的弯曲部件的制造方法以及由该方法制造的部件
技术领域
本发明涉及具有高品位的设计面的弯曲部件的制造方法以及所述部件。详细而言,本发明涉及能够有效且低成本地制造具有汽车之类的运输机的窗体部件所要求的高品位设计面的部件的方法。
背景技术
一直以来,为了实现轻型化、安全性的提高、以及对于玻璃而言不可能的形式的利用,以透明的热塑性树脂制窗体代替玻璃制窗体的尝试十分盛行。在以汽车代表的运输机的领域中,特别是以耐冲击性良好的聚碳酸酯树脂制窗体代替玻璃制窗体的尝试盛行。运输机的领域中,其轻型化以成为必需且紧急的课题。因此更促进了上述代替玻璃的尝试。然而,一方面方案为数众多,而另一方面,特别是汽车领域中玻璃的代替几乎毫无进展。轻型化的迫切要求中代替没有发展的一个主要原因在于树脂制窗体成本高。
以往,作为吸收所述成本的方法,提出了利用树脂优异的成型加工性简化形成树脂制窗体的工序的方法、引入以玻璃制窗体无法实现的设计的方法。例如采用树脂的注射模塑成型不经过热成型工序而得到弯曲的成型品(参照专利文献1)。进一步还提出了通过利用多色成型法,从而用一个成型机制造车体中安装的框材与树脂窗一体化的部件的方法(参照专利文献2)。然而,为了通过注射模塑成型法得到光学畸变少的树脂制窗体,必须使用表面精度优异、且大型的模具(参照专利文献3)。所述模具的制造花费相当的成本,成为树脂制窗体成本高的一个原因。特别是由于不定形状的弯曲面无法避免手工磨光精加工,容易产生由所述精加工工序引起的模具表面的微妙的起伏。其结果,具有不定形状的弯曲面且表面精度优异的大型模具的制作需要相当高的技术和时间,结果,所述模具变得特别高价。即,每个车种对应的形状不同的汽车用窗体的情况下,其模具制造初期投资额相当大,导致树脂制窗体成本更高。
另一方面,注射模塑成型法中值得一提的一点是,如果使用表面精度优异的模具,在适当的条件下进行成型,则能够制造优于玻璃制窗体的、具有高品位的表面的窗体。认为这是由于利用注射模塑成型法树脂表面被以高压压紧于模具表面,从而被正确地转印为精度高的形状。可以说是以开放体系制造、并热弯曲加工的玻璃制窗体所无法得到的优点。另外,如果不是弯曲面,则只通过NC之类的机械加工进行精加工就能够达到相当的表面精度,所述机械加工能够达到实际不产生表面微妙起伏的程度的精度。即,如果是单纯片状则能够以极低成本提供相当高的面精度的成型品。
另外,公知的是通过将制造成本低的挤出片热成型,得到弯曲的树脂窗体的方法,本申请人也作为适于建筑机械用的部件而提出(参照专利文献4)。汽车领域中也是展览车、各种赛车中最为人知的方法之一。然而所述方法,对于形成市售车的窗体所要求的高品位设计面不能说是充分的。
具体而言,挤出片的热成型中,即便使用看不到不良的原料片,在热成型后齿纹之类的外观不良也显现出来。认为所述不良的原因是聚合物链被加热到玻璃化温度以上,其冻结应变被释放,强制的均匀化被释放,助长了残留的取向应变的不均匀度。应予说明,对于挤出片的齿纹,制造时冷却辊的频率颤动是主要原因,特别差的情况下,也由齿轮泵的脉动、机器整体的振动引起。现状是很难大幅度降低巨大的冷却辊的频率颤动。
对于挤出片的热成型品,即便使用消除规定的光学畸变量的原料片,因观察方法、光源的不同有时观察到不均匀的图案,所以特别是在作为嗜好品的要素强的汽车用途中,有时也不能接受。所述不均匀的图案是指例如在表面从锐角方向观察、或比较强的光源下观察,观察到透视图像、反射图像起波纹的状态等。
如上所述,对于挤出片的成型而言,难以得到具有高品位的设计面的热成型品,另一方面对于可形成高品位的设计面的注射模塑成型而言,一直无法充分解决避免成本高的问题。上述课题例如在专利文献5中也有记载。
专利文献1:日本特开2005-344006号公报
专利文献2:日本特开2009-220554号公报
专利文献3:日本特开2002-128909号公报
专利文献4:日本特开2005-161652号公报
专利文献5:日本特开平10-119085号公报
发明内容
如上所述,出现了对运输机、特别是汽车的窗体部件要求高品位的表面、设计面,且对于多品种也以低成本制造所述部件的课题。对于相同的技术课题,上述专利文献5中,提出了在不将片热成型的情况下固定在金属框之类的刚性高的框内,用氯乙烯树脂之类的热塑性树脂将片周围注射模塑成型而一体化的方法。所述方法限于片的厚度薄的情况,而且实质不能与三维曲面对应。另外,上述专利文献2中,记载了对利用注射压缩成型得到的成型品进行热弯曲和周边部的除去,但没有进行具体的研究。
本发明的本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现通过代替以往的挤出片而对由注射压缩成型形成的片进行热成型的方法,得到具有高品位的设计面的弯曲的成型品。即,发现对于利用注射压缩成型形成的高品位的面而言,即便在超过树脂材料的玻璃化温度的情况下,通过使用适当的热处理条件,也能够进行片的热弯曲加工,并且得到的片具有高品位的面。如上所述,如果考虑挤出片的热成型中潜在的不良显现会出来,上述结果是不能容易预料的结果。本发明人等基于所述见解进一步进行研究,直至完成了本发明。
本发明的制造方法因为利用一定形状的片作为原料,所以不必为数众多地制造和保有高精度的模具,其结果能够降低成本。另外,本发明的制造方法及其片能够满足汽车领域中的高要求。热成型如果与注射模塑成型比较,制造装置成本低,所以本发明的制造方法应对多品种少量生产是优异的。本发明提供具有这样的工业优点的、特别适用于汽车用窗体部件的制造的弯曲部件的制造方法以及该部件。
根据本发明,上述课题通过下述构成实现。
一种具有高品位的设计面的弯曲部件的制造方法,包括以下各工序:
1.(1)准备将含有热塑性树脂的树脂材料注射压缩成型而成的具有高品位的设计面的片(工序(1)),
(2)树脂材料的玻璃化温度为Tg(℃)时,在(Tg+5)~(Tg+70)℃的温度下对片进行预加热使其软化(工序(2)),
(3)对软化的片作用压力而使高品位的设计面弯曲(工序(3))。
2.前项1记载的制造方法,其中,上述的高品位的设计面的两面的表面粗糙度(Ra)为0.06μm以下、表面起伏成分的平均振幅(y)为0.5μm以下,并且在检测出表面起伏成分的平均波长(x)时,y满足下述式(1)。
y≤0.0004x2+0.0002x    (1)
(1)(式(1)中,y表示片的由JIS B0610规定的滤波起伏曲线的平均振幅(Wa),其单位为μm,x表示片的滤波起伏曲线的平均波长(WSm),其单位为mm。)
3.前项1记载的制造方法,其中,热塑性树脂以聚碳酸酯树脂为主体。
4.前项1记载的制造方法,其中,片是通过将熔融的树脂材料从单一浇口填充到模具内腔内、或从多个浇口利用基于顺序阀浇口法的级联(カスケ一ド)成型方式填充到模具内腔内的注射压缩成型法制造的片。
5.前项4记载的制造方法,其中,片是通过将熔融的树脂材料从单一浇口填充到模具内腔内的注射压缩成型法制造的片。
6.前项1记载的制造方法,其中,工序(3)是用模使片弯曲的工序。
7.前项6记载的制造方法,其中,以缓冲片的高品位的设计面中来自模表面的压力的方式作用压力。
8.前项1记载的制造方法,其中,片是在其至少1面印刷有图案的印刷片。
9.前项1记载的制造方法,其中,在工序(1)和工序(2)之间包含在片的至少1面印刷图案的工序(工序(P))。
10.前项1记载的制造方法,其中,包含在片的至少1面涂布硬涂液的工序(工序(C))。
11.前项1记载的制造方法,其中,包含除去片的不需要的部分的工序(工序(T))。
12.前项1记载的制造方法,其中,包含在弯曲部件上安装其他部件的工序(工序(A))。
13.前项1记载的制造方法,其中,包含将得到的弯曲部件固定于最终制品的工序(工序(F))。
14.前项1记载的制造方法,其中,工序(C)和工序(T)在工序(3)之后按工序(C)和工序(T)的顺序进行。
15.前项1记载的制造方法,其中,弯曲部件具有透光性、且满足上述式(1)。
16.一种具有高品位的设计面的弯曲部件,用前项1记载的方法制造。
附图说明
图1是表示成型周期的开始时刻的状态的合模装置的纵剖视图。
图2是表示注射压缩成型开始前的状态的合模装置的纵剖视图。
图3是表示进行注射压缩成型的状态的合模装置的纵剖视图。
图4是表示印刷层、硬涂层、以及粘接层的构成的一个例子的图。
图5是表示实施例中制成的片-α的形状的图。
图6是表示实施例中制成的片-β的形状的图。
图7是表示印刷后的片的概要图(浇口部分未图示)。
图8是表示热成型后的片的概要图(浇口部分未图示)。
图9是表示修整工序后得到的窗体成型品的概要图。
符号说明:
10 合模装置
11 第一注射装置
13 固定模具
14 可动模具
15 模具装置
16 合模机构
18 模开闭装置
20 卡合装置
21 固定板
22 可动板
23 连杆
24 位置传感器
25 导轨
26 支撑板
27 压合室
28 释放室
31 由成型得到的成型品
41 片基材
42 硬涂层(有时背面未图示)
43 印刷层(有时背面未图示)
44 粘接层(底涂剂部分未图示)
51 片-α(除去浇口部分的大小,长度1,000mm×宽度600mm×厚度4.5mm)
52 浇口(片外边缘部的宽度120mm,从热流道浇口中心到片外边缘部的距离100mm,厚度4.5mm)
53 热流道浇口
61 片-β(除去浇口部分的大小,长度1,000mm×宽度600mm×厚度4.5mm)
62 浇口(厚度4.5mm)
63 第一热流道浇口
64 第二热流道浇口
65 第三热流道浇口
71 印刷后的片
72 经黑印刷的窗框部
73 窗透光部(该部未被印刷,但作为需要高品位设计面的部分而与窗框外部区别图示)
81 热成型后的片
82 经黑印刷的窗框部(热成型时的压力被其外部缓冲)
83 窗透光部(热成型时的压力被其外部缓冲)
84 不需要部(非设计面部分,热成型时受到比设计面更强的压力)
91 修整工序后的窗体成型品
92 经黑印刷的窗框部
93 窗透光部
具体实施方式
以下,对本发明的详细情况进行阐述。
(高品位的设计面)
本发明中,设计面是指包含该部件的最终制品中满足其要求的透视图像的状态、外观性状的面,高品位是指所述设计面所要求的特性特别优异。具体而言,本发明中是指超出一般市售的利用熔融挤出法得到的片的精度的面性状。
片的高品位的设计面,优选其两面表面粗糙度(Ra)为0.06μm以下,表面起伏成分的平均振幅(y)为0.5μm以下,并且检测出表面起伏成分的平均波长(x)时,y满足下述式(1)。
y≤0.0004x2+0.0002x    (1)
(1)(式(1)中,y表示片的由JIS B0610规定的“滤波起伏曲线”的平均振幅(Wa),其单位为μm,x表示片的“滤波起伏曲线”的平均波长(WSm),其单位为mm。)
Ra是根据JIS B0610测定的算术平均粗糙度。优选为Ra:0.05μm以下且y:0.4μm以下,更优选为Ra:0.03μm以下且y:0.3μm以下,特别优选为Ra:0.02μm以下且y:0.2μm以下。另一方面,从兼顾制造成本的降低和现状要求的表面性状的观点考虑,Ra的下限优选为0.001μm,更优选为0.002μm,进一步优选为0.005μm,y的下限优选为0.05μm,更优选为0.1μm。本发明的更优选的方式是具有热成型后的弯曲面的部件满足上述表面性状。
为了制造具有高品位的设计面的片,使用满足与上述面性状相同的性状的模具进行注射压缩成型。所述面性状的详细情况记载在专利文献3中,将其内容引入本说明书。
(树脂材料和片)
本发明中,树脂材料含有热塑性树脂。具体而言,树脂材料是热塑性树脂或其组合物。树脂材料优选具有透光性,但也可以没有透光性。在汽车之类的运输机的领域中,对外板材料也要求高光泽,本发明的制造方法与该要求一致。例如,汽车外板需要称为等级A的高光泽。另外,具有透光性时也可以是观察不到透视图像的光扩散性的材料,但最优选为具有能观察到透视图像的透明性的树脂材料。后述热塑性树脂的详细情况。
树脂材料中的热塑性树脂的含量优选为90~100重量%,更优选为95~100重量%。热塑性树脂中的聚碳酸酯树脂的含量优选为90~100重量%,更优选为95~100重量%。
片是其总透光率优选为1%以上,更优选为2%以上,进一步优选为4%以上的片。片的透明性越高越优选。另一方面,上述透光率的上限优选为92%。树脂板的总透光率是用基于JIS K7105的方法测定的值。片的雾度优选为0.1~20%的范围。雾度的上限优选为10%,更优选为5%。
由树脂材料形成的片,其厚度优选为1~9mm。该厚度的下限更优选为2mm,进一步优选为3mm。所述厚度的上限更优选为7mm,进一步优选为6mm。片的最大投影面积优选为200~60,000cm2,更优选为1,000~40,000cm2。片的从浇口到流动末端的流动长优选为15~300cm,更优选为30~250cm。另外,优选片是平坦的,但通过在片制造工序的阶段形成既定曲面而综合来看整个工序能够有效地降低成本的情况下,也可以具有曲面形状。同样,片的厚度一定时通用性最优异而优选,但在具有厚度分布有利的情况下也可以具有厚度分布。
(工序(1):片的准备工序)
工序(1)是准备将含有热塑性树脂的树脂材料注射压缩成型而成的具有高品位的设计面的片的工序。片通过注射压缩成型法制造。
(注射压缩成型法)
注射压缩成型包括所谓的注射加压成型和狭义的注射压缩成型。在此,注射加压成型是指向至少在供给结束时容量大于目标成型品容量的模具内腔内供给熔融的热塑性树脂,在供给结束后将模具内腔容量减少至目标成型品容量,将模具内腔内的成型品冷却到能够取出的温度以下后,取出成型品的成型方法。应予说明,模具内腔容量的减少开始可以在树脂的供给结束前后的任何时间,优选在该供给结束前开始。即优选减少内腔容量的工序和树脂的填充工序重叠的方式。另一方面,狭义的注射压缩成型是指其内腔容量的放大是与熔融的热塑性树脂的体积几乎相等的等级,压缩相当于熔融的热塑性树脂冷却收缩的体积的成型法。本发明中,大型的成型品也优选形变少、模具转印性优异的注射加压成型。
另外,本发明中,优选维持固定侧模具和可动侧模具的模具间的平行度的注射压缩成型。作为维持平行度的方法,可以使用以往公知的方法。
本发明的优选的方式,
方法-1a:通过调整配设于模具固定板的多个合模机构的伸缩来控制平行度的注射压缩成型方法,或者
方法-1b:通过调整对抗合模机构的合模力而对模具的安装面赋予矫正力的多个矫正力赋予机构的伸缩来控制平行度的注射压缩成型方法。
方法-1a的平行度控制装置能够维持更精密的平行度,大型的成型品中也能充分对应,所以方法-1a在本发明中更优选。方法-1b的平行度控制装置能够通过简单附属于现有的注射模塑成型机而发挥其功能,其结果,方法-1b在控制设备投资成本方面有利。
以下对方法-1a的详细情况进行说明。上述方法-1a的优选的方式之一是通过以模具固定板的角部4处的合模机构调整固定侧模具和可动侧模具之间的平行度来维持模具间的平行度的注射压缩成型方法。
维持所述平行度所需的参数的检测、运算、以及控制的方法中,作为本发明的优选方式可以举出以下2点。
第1优选的方式是以下的注射压缩成型方法:通过模具固定板的角部4处的合模机构使可动模具相对于固定模具平行移动时,由检测的可动板和固定板的相对位置的检测值算出可动模具和固定模具之间的平均距离,将各合模机构的检测值和平均距离之差作为修正量,与对各合模机构的指令值进行加减计算,同时反馈差的积分值而进行控制,由此维持模具间的平行度。
第2优选的方式是以下的注射压缩成型方法:通过模具固定板的角部4处的合模机构使可动模具相对于固定模具平行移动时,检测上述角部4处的合模机构的合模力并算出这些检测合模力的平均值,将预先设定的合模机构的目标合模力和上述检测合模力的平均值之差作为修正量,与对各合模机构的指令值进行加减计算,同时反馈差的积分值而进行控制,由此,维持模具间的平行度。
使用附图对注射压缩成型的更详细的情况进行说明。
(成型机的构成)
图1是表示成型周期的开始时刻的状态的合模装置的纵剖视图。图2是表示注射压缩成型片成型品开始前的状态的合模装置的纵剖视图。图3是表示进行注射压缩成型片成型品时的状态的合模装置的纵剖视图。
合模装置10与第1注射装置11一起构成注射模塑成型机。制造的片根据需要可以是多层片,但优选单层片。以下,说明制造单层片时的详细情况。
合模装置10由以下部件构成:
(a)固定板21,为安装固定模具13的模具固定板,
(b)可动板22,为安装可动模具14的与固定板21对置的模具固定板,
(c)合模机构16,设置于作为可动板22的角部的四角附近、由具备压合室27和释放室28的油压气缸装置等构成,
(d)连杆23,合模机构16的油压气缸装置的活塞杆延长而形成,
(e)卡合装置20,设置在位于连杆23的延长上的固定板21的四角、设置于可动贯通连杆23的固定板21侧端部的贯通孔的开口部,
(f)模开闭装置18,在固定板21的上下面或者表背侧面成对地设置、由使可动板22与固定板21接近·隔离的油压气缸装置或伺服马达和滚珠螺杆机构等构成,以及
(g)位置传感器24,在固设于固定板21和支撑板26之间的导轨25上滑动。
位置传感器24分别安装在可动板22的各合模机构16的附近,能够检测各角部的可动板22相对于固定板21的距离。另外,合模机构16也可以设置于固定板21、可动板22中的任一模具固定板。另外,模具装置15由固定模具13和可动模具14构成,也可以在上述固定模具13和可动模具14的4处安装位置传感器24。
应予说明,如上所述,适当具备第2注射装置,作为其配置方式,例如可以举出将2个注射装置水平并列配置的方法、将一个注射装置垂直竖立而将另一个水平配置的方法、以及将2个注射装置水平且正交地配置的方法等。任一个注射装置能够根据独立的成型条件的设定进行成型。
作为模具内的树脂流路的构成,除了可以使用从注射装置注射树脂,通过热流道歧管和浇口填充到内腔的方法之外,还可以使用通过冷流道和浇口填充到内腔的方法。流道和浇口可以是单一的,也可以是多个,更优选通过单一浇口填充到内腔内的方法。特别优选通过单一的热流道歧管和浇口填充到内腔的方法。
多个浇口的情况下也优选通过多个热流道歧管和浇口填充到内腔的方法。该情况下,优选通过基于顺序阀浇口法(SVG法)的级联成型方式填充到模具内腔内的方法。该方法中,通常,除了最初使树脂通过的浇口,在以后各浇口中,从前一个浇口流过来的熔融树脂通过后,打开浇口,随着该熔融树脂的流动而填充来自该浇口的树脂。上述动作在各浇口阶段性地进行而供给熔融树脂。由此,虽然是多个浇口,也能够极力抑制熔接痕。
所述方法因为能够减少来自一个热流道的熔融树脂量,所以从能够抑制剪切发热和热流道部的蓄热方面考虑而优选。因此,是适合热塑性树脂的热稳定性稍差的情况的方法。另一方面,毕竟与单一的流道和浇口的情况比较,内腔内部的树脂流动复杂化,因此容易产生片的树脂的疏密、取向等不均匀性,对于片的品位而言单一浇口更有利。
作为基于热流道的浇口系统,可以使用内部加热方式、外部加热方式等任一方式,另外,外部加热方式的情况可以使用开放浇口方式、热边缘浇口方式、以及阀门浇口方式等任一方式,从得到更宽泛的成型条件范围的观点考虑,优选阀门浇口方式。另外,使用基于阀门浇口方式的热流道时,为了防止熔融热塑性树脂从阀门浇口的滑动部漏出而使用密封部件。在此,作为构成密封部件的材料,具体而言,可以例示丙烯酸橡胶、有机硅橡胶、乙烯-丙烯橡胶、丁腈橡胶、以及氟系树脂,从耐热性优异方面考虑,优选有机硅橡胶和氟系树脂。
(成型用的内腔的形成)
接着,参照图1~图3按工序顺序说明片成型品的成型例。图1中处于成型周期的开始时刻的状态。图2中,利用模开闭装置18关闭模,连杆23和固定板21通过设置于固定板21的锁定装置结合,由此,可动模具14处于超出在注射工序内作为中间合模状态和最终合模状态之差的压缩行程地打开的中间合模状态,是成型周期的开始时刻。在此,注射工序是指从向与制品相当的模具内腔内填充熔融树脂,直到向该内腔填充的树脂的供给结束的工序。
中间合模状态的压缩行程的宽度设定为中间合模状态下的内腔容量为最终合模状态下的内腔容量的优选1.05~10倍的范围、更优选1.1~5倍的范围、进一步优选1.2~2倍的范围。因为中间合模状态的压缩行程的宽度如上所述较广,所以能够降低注射率,使成型品的形变等良好,注射装置11也可以不使用高速高压注射型的成本高的注射装置。并且如果上述中间合模状态的内腔容量低于最终合模状态下的内腔容量的1.05倍,则注射工序中树脂被填充到内腔内时,高压力集中在浇口附近的树脂,所以容易产生成型品的变形、厚度的不均,如果超过10.0倍则容易产生喷痕之类的成型不良。
应予说明,成型品的厚度为一定以上的厚度时,中间合模状态下的可动模具14的停止位置,可以不为超出压缩行程地打开的中间合模状态,而为直到最终合模工序使可动模具1前进到的位置。然后,注射工序中因受到注射压可动模具14后退,内腔的容积扩大,由此确保其后的压缩行程,从而能够进行注射压缩成型。
(注射工序和压缩工序)
图3中,从注射装置11向图2中形成的内腔注射熔融树脂。该工序是注射工序,接着进行压缩工序作为继续的工序或与注射工序的后半部分的一部分并行继续的工序。应予说明,压缩动作和树脂的注射供给同时进行的期间(t0(秒))通常称为重叠时间。在注射工序的后半并行开始压缩工序时,检测螺杆前进位置,如果螺杆前进位置到达设定位置,则开始采用合模机构进行压缩。压缩工序如下进行:通过各合模机构16按缩小内腔的容积的方式压缩注射工序中注射的熔融树脂,使熔融树脂在内腔内延展,由此填充内腔。然后,片成型品31成型。重叠时间(t0)优选为2秒以下,更优选为1秒以下。另外,优选设定重叠时间t0优选为0.05秒以上,更优选0.1秒以上。另外,重叠时的压缩开始时期在本发明中优选为,相对于总树脂填充量的树脂填充比例以体积比例计优选为90~99.9%、更优选为95~99.5%、进一步优选为97~99%的范围。
(注射工序中的熔融树脂的注射率)
上述注射工序中,从注射装置11向图2中形成的内腔填充熔融树脂的注射率优选为50~2,000cm3/秒,更优选为100~1,800cm3/秒,进一步优选为150~1,500cm3/秒。注射率不满50cm3/秒时,向内腔内填充熔融树脂的时间变长,从注射工序直到移至压缩工序,树脂温度降低,熔融粘度变得过高,所以容易引起压缩工序中欠注、流痕等外观不良,以及产生厚度、尺寸的精度不良。另外,如果注射率超过2,000cm3/秒,得到的成型品容易残留形变,而且容易引起由空气的卷入导致的银纹等外观不良。应予说明,此处所说的注射率是用从注射开始到注射结束为止需要的时间去除注射到模具内腔的树脂容量而得到的,不一定要求恒定速度。
(压缩工序中的模具间的平行控制)
上述压缩工序中,通过用模具固定板的角部4处的合模机构调整固定模具和可动模具的平行度来维持模具间的平行度。优选使用以下方法,由通过位置传感器24检测出的可动板22和固定板21的相对位置的检测值算出可动模具14和固定模具13之间的平均距离,将各合模机构的检测值和平均距离之差作为修正量与对各合模机构16的指令值进行加减计算,同时反馈差的积分值而进行控制,由此维持可动模具14和固定模具13之间的平行度。结果,熔融树脂在内腔内高速且均匀地流动,所以片成型品31因压缩成型的效果而低形变,同时因平行控制的效果板厚变得均匀且高精度。
另外,上述压缩工序中,还优选使用以下方法:不是根据由位置传感器24检测出的可动板22和固定板21的相对位置的检测值维持模具间的平行度,而是在通过各合模机构16使可动模具14相对于固定模具13平行移动时,检测各合模机构16的合模力并算出这些检测合模力的平均值,将预先设定的合模机构的目标合模力和上述检测合模力的平均值之差作为修正量,与对各合模机构16的指令值进行加减计算,同时反馈差的积分值而进行控制,由此维持模具间的平行度。另外,为了更高精度地控制模具间的平行度,优选将两者并用。进行位置控制和合模力控制(压力控制)的两者的并用时,可以进行基于上述位置控制的平行控制,直到可动模具14和固定模具13之间的平均距离从中间合模位置到前进到所规定的距离、或者直到检测合模力的平均值达到规定的压力,在检测到规定的距离或规定的压力后,进行上述压力控制。另外,还可以在进行基于位置控制的平行控制后,将位置控制和压力控制同时并用。同时使用位置控制和压力控制时,位置控制只用于反馈控制,压力控制进行反馈控制和前馈控制中的至少一方。
另外,对于只进行位置控制的情况,也可以由通过位置传感器24检测出的可动板22和固定板21的相对位置的检测值算出可动模具14和固定模具13之间的平均距离,将各合模机构的检测值和平均距离之差作为修正量,与对各合模机构16的指令值进行加减计算,同时反馈差的积分值而进行控制,除此之外,向各合模机构16施加前馈控制,在维持可动模具14和固定模具13之间的平行度的同时重视速度地进行合模。
应予说明,上述压缩工序中,通过用模具固定板的角部4处的合模机构调整固定模具和可动模具的平行度来维持模具间的平行度,所以优选使用角部1处的合模机构为主且以其余为辅的主从方式,但在特别要求更高精度的平行控制的大型片成型品的情况下,与主从方式相比,更优选上述2种方法。
压缩工序中,特别是将大型的片成型时,重要的是维持其中间合模状态和从中间合模状态直至最终合模状态之间的模具间的平行度。为了得到大型的片,将高重量的模具安装在可动板22和固定板21进行成型的情况必然很多,随着模具重量的增加,成型机的各合模机构16的平行度的维持变得困难。另外,因树脂填充时的压力产生的偏负载也成为成型品的厚度不均匀性的原因,但对于大型的片,该影响表现得特别显著。另外,模具间的平行度的维持,实现对模具内的树脂的更均匀的压力负荷。由此负荷于树脂的压力作为整体实现低压力,能够提供形变更少的成型品。模具间的平行度不充分时,成型中的片成型品所负荷的压力产生局部差异而成为形变产生的主要原因之一,并且成为片翘曲的主要原因。另外,从生产率方面来看,平行度的失调产生模具的咬合等,难以进行制品的量产。
(压缩工序中的可动模具的移动速度)
压缩工序中,通过各合模机构16以缩小内腔的容积的方式进行压缩,通过使熔融材料在内腔内展延填充内腔。此时的可动模具的移动速度优选为5mm/秒以上,更优选为7.5mm/秒以上,进一步优选为10mm/秒以上。L/D越高的成型品越要求高模具容量的放大倍率,要求快的移动速度。为了减少片成型品的形变,在内腔内的熔融树脂的热分布狭小的期间结束直到规定的最终合模状态为止的压缩工序是重要的。所述移动速度越快越能够应对大的压缩行程。因此,优选移动速度尽可能地高,在当前时刻,事实上40mm/秒左右成为装置上的极限。如果是35mm/秒的水平,则能够进行足够精密的速度控制。应予说明,所述移动速度是用压缩所需要的时间去除从中间合模状态到最终合模状态的压缩行程而得到的,不一定需要恒定速度。另外,如上所述,压缩行程越大、模具的移动速度越大,则越容易产生模具的咬模,所以在此模具间的平行度的维持是重要且必需的条件。
(保压工序)
压缩工序中,通过各合模机构16以缩小内腔的容积的方式进行压缩,通过使熔融材料在内腔内延展来填充内腔,由此树脂的推斥力急剧上升。此时可以将基于合模机构16的控制从上述位置控制切换到上述压力控制。并且切换到压力控制时,优选以内腔内压力(面压)为7~20MPa的方式进行控制。通常检测油压气缸或其配管的油压力,用成型品的投影面积去除合模力求得面压,也可以在内腔内设置树脂压传感器。
为了在施加克服所述推斥力的适当压力的状态下维持最终合模状态的内腔容量,进行保压工序作为继压缩工序之后的工序或与压缩工序的后半部部分并行而继续的工序。利用该保压工序,极其适当的量的树脂以均匀的密度被注射装置11填充到目标片成型品容量中,片弯曲、变形极少,因而优选。对树脂赋予压力(加压)是在各合模机构16作用下可动模具前进的力引起的。另外,所述压力的传递通常通过这些前进的部件和树脂直接接触而进行,但是流体等压力传递介质可以存在于它们之间而进行。
作为上述压力的适当保持时间,取决于成型品的厚度,厚度越厚适当的时间越长,对于大型成型品的情况,其趋势特别明显。本发明中需要的大型成型品的情况下,成型品壁厚为t(mm)时的所述保持时间X(秒)满足下述式(I)的范围内是适当的。例如在本发明中作为优选的片厚度的1mm~9mm的范围的中间值即5mm的厚度时,优选160±30秒的范围。但是,不限于热&冷成型法等所代表的并用将模具温度迅速加热冷却的系统的情况。
X=(30×t+10)±30(秒)    (I)
应予说明,发明中,可以并用将所述迅速加热冷却系统所代表的内腔表面部分高温化,推迟成型时的固化层的发展的方法。利用所述并用,虽然存在成型周期的增加,但是能够进一步提高模具表面的转印性,形成更高品位的设计面。作为所述方法,可优选例示在内腔表面设置由耐热树脂、陶瓷、以及玻璃等形成的隔热层的方法,以及热&冷成型法等所代表的切换高温的热媒和低温的冷媒来控制模具温度的方法。
(冷却工序)
保压工序之后进行冷却工序。内腔内的片成型品冷却到能从内腔内取出的温度后取出。为了取出而开模时,到规定的中间位置为止进行上述平行控制。所述中间位置通常是上述中间合模位置。为了抑制由于树脂板的自重而产生挠曲,冷却到热塑性树脂的载荷挠曲温度以下、更优选比所述载荷挠曲温度低30~60℃的温度,进行从内腔的取出。例如双酚A型的聚碳酸酯树脂的情况下,优选为75~105℃的范围,进一步优选为80~100℃的范围。所述冷却工序中,可以保持保压工序的压力,也可以是不施加压力的状态,进而冷却工序中可以阶段性降低压力。另外在冷却工序期间也通过合模机构16利用位置控制或压力控制进行控制,由此能够防止片成型品的缩痕、厚度不均。
(工序(2):预加热)
工序(2)是在将热塑性树脂的玻璃化温度设为Tg(℃)时,对准备好的片在[Tg+5]℃~[Tg+70]℃的温度下进行预加热使其软化的工序。预加热可以是直接加热工序(1)中准备的片。另外,也可以是预加热印刷的片、硬涂的片、或粗修整的片。优选预加热印刷的片。
经注射压缩成型、优选进行了成型品的规定检查的片通常为了保存中和输送中的表面保护而进行遮蔽处理,在之后的工序中进行搬运。先进行印刷工序之类的其它工序的情况也普遍相同。在预加热之前,优选除去所述遮蔽。
预加热的方法可以利用以往公知的各种加热方法。例如,例示空气强制循环式加热炉、红外线加热器、以及微波加热等。这些方法中,片即便是大型的情况整体也容易均匀地加热,且设备成本上的负担少,所以优选空气强制循环式加热炉。应予说明,可以依次或同时并用多个加热方法。
加热温度相对于热塑性树脂的Tg(℃)为[Tg+5]℃~[Tg+70]℃。空气强制循环式加热炉中,将加热炉的温度调整至上述温度范围,进行规定的时间的处理,使片成为适于热成型的温度。温度范围优选为[Tg+5]℃~[Tg+50]℃,更优选为[Tg+10]℃~[Tg+35]℃,进一步优选为[Tg+15]℃~[Tg+25]℃。例如,双酚A型聚碳酸酯树脂材料的情况下(含有1重量%左右的添加材料),Tg约为150℃,所以上述温度为155~220℃,优选为155~200℃,更优选为160~185℃,进一步优选为165~175℃。如果低于温度范围的下限,则直到足够的软化所消耗的时间过多,制造效率降低。而且,进行强制性弯曲加工导致成型品的形变、尺寸精度的下降等。另一方面,超过温度范围的上限时,特别是在片表面迅速发生分子链的缓和,不能保持初期的高品位的表面性状。由此,对于温度范围,优选兼顾制造效率与热成型品的表面状态以及尺寸精度。
如果加热时间过长,则经常发生面精度大幅度降低、自身重量引起的下垂变形。另外,片的厚度越厚,均匀的加热需要时间,所以厚度越厚越优选采用上述更优选的温度范围。更具体而言,在作为本发明的片的优选厚度3~6mm的平均值的4.5mm时,以下热处理时间为优选的时间基准:加热炉的环境比Tg高20℃时约690秒,比Tg高30℃时约440秒,比Tg高40℃时约270秒。更通用的情况下,加热炉中的环境温度和热塑性树脂的Tg之差x(℃)和处理时间y(秒)的关系在片厚度为z(mm)时优选以
y=[(0.4x2-45x+1430)×(z/4.5)2]±150的范围为基准,
进一步优选
y=[(0.4x2-45x+1430)×(z/4.5)2]±100的范围。
另外,弯曲部件的曲率半径越小,越优选使片更柔软,因此曲率半径为r(mm)时,上述x(℃)优选以
190-(r/100)≤Tg+x≤220-(r/100)的范围为基准。
另外加热时的片可以横置也可以垂直悬挂。应予说明,热塑性树脂的玻璃化温度(Tg(℃))按照JIS K7121规定的方法进行测定,是指DSC等图中能够识别的玻璃化温度。另外,由于热塑性树脂由2种以上的树脂构成等理由而显示2个以上的玻璃化温度时,指其中最高的温度。
(工序(3):弯曲面的形成)
工序(3)是对软化的片作用压力使高品位的设计面弯曲的工序。预加热工序(工序(2))中,在维持片的高品位的设计面的状态下进行加热,工序(3)中,在不损害设计面的情况下使片变形。
弯曲的程度以曲率半径(mm)表示,优选500~30,000mm、更优选1,000~25,000mm、更优选1,500~10,000mm的范围。所述比较缓和的曲面更能发挥本发明的制造方法的效果。
作为形成弯曲面的方法,例示真空成型、压空成型、以及加压成型,任一种都能够适用。其中,优选不会损伤片的表面、即便对厚度较厚的片也能适用的加压成型。在此,加压成型是指将加热的片变形时,使用模或框架进行加压而得到规定的形状的方法。通常,使用机械驱动装置驱动模和其它必要的机械装置。作为所述驱动装置,可以利用压空或油压活塞,压空或油压马达、电气马达、以及超声波马达等。除了通常的马达以外,电气马达可以根据目标可以使用可控制马达本身的位置的伺服马达等。使用马达的情况下,通常使用滚珠丝杆和螺杆的组合等变换机构将旋转运动变换为直线运动。这些当中油压活塞最通用,本发明中也优选。模可以只是凸模,但为了提高热成型后的尺寸精度,优选咬合凹凸模的构造。即,优选在凹凸两模间夹持片进行加压成型。在此,凹凸两模的表面性状可以不满足上述式(1)。可以说所述热成型工序的模不需要高精度的模这点是本发明的最大的优点。
即便同样使用精度差的模,为了在尽可能不损伤片的设计面的情况下进行弯曲加工,用模使片变形时,优选以缓冲高品位的设计面中来自模表面的压力的方式作用压力。作为所述成型方法,优选地例示以下的(a)~(e)。
(a)脂润成型所代表的方法;即,将模用毛毡、法兰绒等能够含浸液态物质的弹性衬垫(弾褥)挠性片覆盖,含浸润滑脂之类的液态物质,通过所述液态物质缓冲来自模表面的压力的方法。
(b)日本特公平6-77961号中记载的方法所代表的方法;即,上述(a)的基础上,使用具有如下覆盖层的模的方法:该覆盖层用固化型液态有机硅橡胶之类的固化性液态弹性体成分作为液态物质进行含浸固化而成。
(c)使用模表面直接具有弹性体的覆盖层的模的方法。
(d)称为山脊成型(ridge forming)的方法;即,至少模表面使用不是中实的模的、由骨架框架构成的模,使非设计面的部分接触所述骨格框架、而模不与非设计面接触的方法。
(e)通过对非设计面部分作用比设计面部分高的加压压力来形成弯曲面的方法。
上述(a)的方法从形状的自由度高的方面考虑而优选,另一方面,成型后的清洗工序变得必要。上述(d)的方法容易限制形状的自由度。因此,上述方法中,(b)、(c)以及(e)的方法更为优选,更优选特别简便的(e)的方法。
在此,作为通过对非设计面部分作用比设计面部分高的加压压力来形成弯曲面的方法,可以例示
(e-1):在非设计面部分设置硬质的覆盖层,在设计面部分设置软质的覆盖层的方法,
(e-2):在非设计面部分设置接触面积高的覆盖层,在设计面部分设置通过使表面粗糙、或散布接触点等而使接触面积变小的覆盖层的方法,以及
(e-3):使非设计面部分的被覆层的厚度大于设计面部分的被覆层的厚度,减少设计面部分的压力的方法等。
这些方法中优选最简便的(e-3)的方法。作为被覆层,可以例示弹性体层和弹性衬垫层等,从能够最简便地利用的方面考虑,特别优选弹性衬垫层。作为弹性衬垫层,可以例示由天然纤维、合成纤维、以及无机纤维等的纺织物、针织物、以及无纺布构成的层,和植绒有上述短纤维的层,以及多孔发泡树脂层。特别优选由法兰绒或毛毡构成的层。
上述(e-3)的方法的更优选的方法是以下方法:根据加压压力的强弱,在至少任一侧的模表面贴上弹性衬垫挠性片,并且使用作用更高的加压压力的非设计面部分的该弹性衬垫挠性片的厚度比设计面部分的厚度厚的模。片的厚度差优选为0.1~3mm,更优选为0.2~2mm,进一步优选为0.3~1mm。所述方法中作用高的加压压力的部分的加压压力优选为0.05~2MPa。
加压成型使用的模可以是木模、石膏模、树脂模、以及金属模中的任一种,一般越是后者模寿命变得越长,但模的制造成本也变高。因此,可以考虑这些因素来选择型材。木模可以利用单板、层合板、以及硬质纤维板中的任一种,优选利用用于保护模表面的各种清漆进行表面处理。作为树脂模,优选热固化性树脂,可以是含有加强剂的强化树脂,也可以不含加强剂。作为热固化性树脂,可以优选地利用不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、以及聚氨酯树脂。作为金属模,优选切削性优异的铝模。加压成型时的模温度可以不特别控制温度而利用常温,但可以适当地使用加热器和热媒等来进行温度控制。
另外,对片的模的定位方法进行阐述。特别是对片实施了印刷时,所述片必须正确地设置在模的规定位置。作为所述定位的方法,优选地例示通过在搬运装置的程序中预先正确地输入片在夹板的安装位置和模的位置,使用夹具等将片正确安装于夹板而实现的方法;以及将片安装在模上时,用传感器读取片的位置或印刷的位置,将该位置进行反馈来控制夹板位置的方法。本发明中可以利用任一方法,从考虑装置整体的简便度出发优选前者的方法。
(关于其它工序的顺序)
可以按以下顺序组合各工序来制造本发明的部件。
(顺序1):片准备/涂布/印刷/预加热/热成型
(顺序2):片准备/涂布/预加热/热成型/印刷
(顺序3):片准备/预加热/热成型/印刷/涂布
(顺序4):片准备/预加热/热成型/涂布/印刷
(顺序5):片准备/印刷/涂布/预加热/热成型
(顺序6):片制造/印刷/预加热/热成型/涂布
像上述顺序1、2以及4那样在印刷前进行涂布的顺序,无论油墨的种类,硬涂层涂料均不被油墨污染,所以具有油墨品种和硬涂层涂料的选择范围广泛的优点。相反地像顺序2、3以及6那样在涂布前进行印刷的顺序的情况下,需要预先对油墨层实施对硬涂布工序具有耐性的遮蔽来进行处理(为油墨层上实际上没有设置硬涂层的构成),或选择油墨品种不因硬涂层涂料而恶化、或溶出的组合。另一方面,在可以进行所述选择的情况下,有顺序的自由度高的优点。硬涂处理有时进行多次涂布和烧结,所以要求所述遮蔽材料在烧结时不发生大的形变的情况下能够实现良好的硬涂处理,而且要求除去遮蔽后浆液残留极少。满足所述特性的遮蔽材料,优选聚烯烃为基材,优选粘着力为1~6N/10mm的范围。所述粘着力更优选1~3N/10mm的范围。作为所述优选遮蔽材料的具体例,例如,可以例示Tesa tape(株)制分离用Masking Tape型号4240和4241,特别优选4241。
上述顺序1、2以及5那样在热成型之前进行涂布的顺序,在提高涂布的通用性和生产效率的方面是有利的,另一方面,现状是在受硬涂层的硬度或耐用年数比较低限制的方面是不利的。应予说明,作为能够采用所述顺序的硬涂剂,可以例示蜜胺树脂和光固化性树脂之类的活化能线固化性树脂等,后者适用于热成型工序后用活化能线固化所述树脂的方法。例如,部件的两面中的一面要求高的硬度和耐性时,可以适用所述顺序。相反地,像上述顺序3、4以及6那样在涂布之前进行热成型的顺序,不限定硬涂种类,因此,具有自由设置最合适的硬涂层作为成型品的保护层的优点。
像顺序2、3以及4那样在印刷之前进行热成型的顺序,可以适用伸长率和耐热性低的油墨层,其结果,具有例如能够适用环境负荷少的油墨等优点。另一方面,因为是对曲面的印刷,所以在印刷的管理变得繁琐这方面是不利的。相反地,像顺序1、5以及6那样在热成型工序之前进行印刷的顺序,能够使印刷效率化,并且具有提高印刷精度的优点。
上述顺序中,本发明中从提高硬涂层的自由度的方面考虑,优选顺序3、4以及6。另外,从能够使印刷效率化的方面考虑,最优选顺序6。另外,修整可以选择在印刷后进行暂时粗修整,在硬涂处理后再进行最终修整的方法;和在硬涂处理后一气呵成地进行至最终修整的方法中的任一种。进行粗修整时,因为能够除去、回收设置硬涂层前的热塑性树脂,所以在再利用的方面是有利的。另一方面,在不是最终制品的非设计面的比例多的状态下进行硬涂处理,硬涂方法的选择广泛,能够进行硬涂膜厚的更精密的控制、减少伴随硬涂的不良,因此,综合来看,在提高合格率、低成本化以及节省资源方面大多具有优势。因此,本发明中,优选顺序为在工序(3)之后,按工序(C)和工序(T)的顺序进行。
(工序(P):印刷工序)
工序(P)是在片的至少1面印刷图案的工序。
印刷工序中,印刷方法没有特别限定,可以用以往公知的方法在平板或弯曲的片表面进行印刷。作为印刷方法,例如,可以例示胶版印刷、柔版印刷、凹版印刷、网版印刷、以及喷墨印刷等方法。这些方法中本发明可以最优选适用网版印刷。这是因为网版印刷具有以下优点:第1,网版印刷生产率优异,并且容易应对大型的印刷对象。第2,网版印刷因为容易多层涂敷而印刷层的厚度的允许范围广。第3,网版印刷对曲面的应对也比较容易。
本发明中印刷层的厚度优选为3~40μm的范围,更优选为5~35μm的范围。在上述范围时,可以兼顾遮光性之类的印刷层所要求的目的与操作效率、印刷外观。另外,印刷不只是1层涂敷也可以是2层以上的多层涂敷。多层涂敷可以选择对各层分别进行高温下的干燥和烧结工序的方法,和只进行风干并重复多层涂敷,在全部涂敷结束后进行烧结工序的方法中的任一种。印刷的丝网板可以使用由棉、尼龙以及聚酯等纤维构成的版和电铸版中的任一种,特别优选由尼龙纤维或聚酯纤维构成的版。这些纤维可以含有用碳进行了表面处理的丝。纤维可以利用单丝和复丝中的任一种,但优选单丝。另外丝的类型可以使用S、T以及HD中的任一种。另外,出于油墨的良好的版离、孔堵塞的防止、作为这些结果的平滑印刷面的形成的目的,这些版可以利用由疏水·疏油性高的纤维、或用上述性质的表面处理剂进行了处理的纤维构成的版。
印刷层的油墨可以利用各种油墨。例如,作为印刷中使用的印刷油墨的粘合剂成分,可以使用树脂系和油系等作为主要成分,作为树脂系,可以使用松香、天然沥青、紫虫胶、柯巴脂等天然树脂;酚系及其衍生物、氨基系树脂、丁基化尿素、蜜胺树脂、聚酯系醇酸树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、饱和聚酯树脂(包括聚酯弹性体)、非晶性聚芳酯树脂、非晶性聚烯烃树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、丁醛树脂、甲基纤维素树脂、乙基纤维素树脂、以及聚氨酯树脂等合成树脂。另外印刷油墨可以通过颜料、染料等调整成所希望的颜色。
上述树脂中,从耐热性、与作为合适的热塑性树脂的主成分的聚碳酸酯的亲和性、对硬涂液的耐性、以及热成型时的随动性等方面考虑,优选氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯弹性体、由丙烯酸多元醇和多异氰酸酯构成的二液型聚氨酯树脂、以及由聚酯多元醇和多异氰酸酯构成的二液型聚氨酯树脂作为油墨粘合剂。油墨粘合剂可以单独使用也可以2种以上混合使用。
另外,这些树脂中也优选二液型聚氨酯树脂,特别优选由丙烯酸多元醇和多异氰酸酯构成的二液型聚氨酯树脂。印刷油墨的优选的方式以及其它详细情况后述。
(工序(C):涂布工序)
工序(C)是在片的至少1面涂布硬涂液的工序。
作为涂布方法,可以使用浸渍涂布法、流涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法、挤压涂布法、传递辊式涂布法、凹版辊涂布法、空气喷涂法、静电喷涂法、以及旋转涂布法等。作为涂布涂层成分以外的方法,可以举出转印法。该方法中,准备在脱模纸上设置有硬涂层以及将该层和成型品粘接的层的层叠用片,层叠所述片和成型品,由此能够在成型品上设置硬涂层。这些方法中优选浸渍涂布法和流涂法。本发明中,最终修整工序之前设置硬涂布序时,具有容易消除硬涂膜厚不均或制品端部的积存的优点。此时,特别是流涂法通过使硬涂液成为从非设计面向设计面的液流,具有容易减少膜厚不均的优点。
(硬涂层)
接着对本发明的硬涂层进行说明。本发明中可以使用各种硬涂剂。例如,可以例示有机硅树脂系硬涂剂、有机树脂系硬涂剂等。
有机硅树脂系硬涂剂形成具有硅氧烷键的固化树脂层。例如,可以举出以相当于3官能硅氧烷单元的化合物(三烷氧基硅烷化合物等)为主成分的化合物的部分水解缩合物,优选还含有相当于4官能硅氧烷单元的化合物(四烷氧基硅烷硅烷化合物等)和/或相当于2官能硅氧烷单元的化合物的部分水解缩合物,以及进一步在它们中填充硅溶胶等金属氧化物微粒的部分水解缩合物等。有机硅树脂系硬涂剂还可以含有1官能性的硅氧烷单元。这其中包括缩合反应时产生的醇(烷氧基硅烷的部分水解缩合物的情况)等,但可以根据需要使它们溶解或分散在任意的有机溶剂、水、或者它们的混合物中。作为用于此的有机溶剂,可以举出低级脂肪酸醇类、多元醇及其醚、酯类等。应予说明,为了得到平滑的表面状态,可以向硬涂层添加流平剂。金属氧化物微粒可以在硅溶胶的基础上并用选自氧化锌、氧化铈、氧化钨、以及氧化钛中的1种以上来使用。所述并用平衡良好地提高硬涂层的硬度、透明性以及耐候性。所述微粒的粒径优选为1~500nm,更优选为10~100nm。
作为有机树脂系硬涂剂,例如,可以举出蜜胺树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、多官能丙烯酸树脂等。在此,作为多官能丙烯酸树脂,可以举出多元醇丙烯酸酯、聚酯丙稀酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、磷腈丙烯酸酯等树脂。这些树脂中优选紫外线固化型的硬涂剂。另外,形成硬涂剂的树脂中,优选通过混合或共聚掺入紫外线吸收性化合物和/或光稳定性化合物。更优选的有机树脂系硬涂剂通过所述单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体进行共聚而形成硬涂层。
硬涂层可以只由1层构成,也可以由2层以上的层叠构成。所述涂布液通常由实际形成层的固体成分和有机溶剂构成,有时还含有水。涂布液的有机溶剂的SP值(溶解度参数值,solubility parameter值)优选为18.5~22(MPa)0.5,进一步优选为19.5~21.5(MPa)0.5。在所述范围,能够同时获得有机溶剂对聚碳酸酯树脂之类的基材的负面影响的降低和对固体成分的溶解性的提高。本发明的有机溶剂的SP值通过原崎勇次著;“涂布的基础科学”p.51(1977)槙书店的基于化学组成的计算进行计算。作为优选的有机溶剂,可以举出醇类、酮类。
作为只由1层构成的硬涂层,可以利用以往涂布所使用的各种有机聚合物。其中,本发明中,优选地例示以多官能丙烯酸系聚合物为主成分的固化型聚合物,以及由有机聚合物和金属氧化物微粒构成的有机-无机复合体。作为所述多官能丙烯酸系聚合物,优选地例示以由甲基丙烯酸甲酯衍生的构成单元为主成分的、由各种官能团通过自交联以及与其它交联成分的反应形成交联结构的聚合物。作为有助于所述交联结构形成的官能团,可以利用以往公知的各种官能团,例如例示双键、羟基(例如,与羟甲基蜜胺、多异氰酸酯的反应引起的交联),以及羧基(例如,与多环氧的反应引起的交联)等。另一方面,作为有机-无机复合体,可以例示(i)有机聚合物和可分散在该聚合物中进行了表面处理的金属氧化物的混合型复合体、(ii)有机聚合物和用具有可与该聚合物反应的官能团的表面处理剂进行了表面处理的金属氧化物通过反应而键合而成的复合体、以及(iii)在用具有官能团的表面处理剂进行了表面处理的金属氧化物中,通过所述官能团彼此的反应,或通过其它反应性单体或聚合物与所述官能团的反应形成了聚合物基体的复合体等,还可以是它们的组合。
作为由2层以上的层叠构成的硬涂层,代表性地例示至少底涂层和顶涂层的2层以上的构成。一般而言,底涂层将上述基材层和顶涂层强力结合,并且含有高浓度的紫外线吸收剂,由此提高底涂层和顶涂层的结合以及对基材层的耐候性。进而具有缓和顶涂层和基材层的热膨胀差,防止顶涂层的裂缝等作用。为了进一步提高所述底涂层的功能,可以采用3层以上的构成。本发明的硬涂层,如后所述优选通过由丙烯酸系树脂构成的底涂层和由有机硅系树脂构成的顶涂层形成的层叠构成。
对所述优选的硬涂剂和硬涂层的详细情况后述。
另外,本发明中可以用上述以外的方法设置硬涂层。作为所述其它方法,例如可以举出蒸镀法和热喷涂法。作为蒸镀法,可以使用物理蒸镀法和化学蒸镀法中的任一种。作为物理蒸镀法,可以例示真空蒸镀法、溅射、以及离子镀。作为化学蒸镀(CVD)法,可以例示热CVD法、等离子体CVD法、以及光CVD法等。作为热喷涂法,可以例示大气压等离子体热喷涂法、以及减压等离子体热喷涂法等。可以通过上述方法形成类金刚石碳等硬质被膜。
(工序(T):修整工序)
工序(T)是除去片的不需要的部分的工序。
对于片,为了形成作为安装到最终制品的构件的形状,优选除去不需要的部分。对车棚、拱廊、太阳能电池罩、以及隔音板等之类的具有最大投影面积的投影面以矩形为主体的用途中需要的大小一致的情况下,所述修整工序不是必要的。所述修整工序可以是进行1次的方法、以及像粗修整和最终修整那样分为2次以上进行,可以是在修整工序的中途包含工序(P)、工序(3)、工序(C)中的任一个的方式。从生产效率上和硬涂的自由度扩大的观点考虑,优选结束工序(1)~(3)、工序(P)、工序(C)后,一次性进行与作为安装到最终制品上的构件的形状匹配的修整的方法。
所述修整工序中,可以利用切削加工法、切割法、以及冲孔法等作为以往树脂的加工方法而公知的方法,也可以适当地将他们组合。作为切削加工法,可以例示使用除根机、立铣刀、铣刀、以及旋转车刀等各种切削工具,通过NC旋盘、铣刀盘、以及自动加工中心等进行切削加工的方法。切割法可以利用采用刃具的切割、采用磨粒的切割、剪切切割、基于加热·熔融的切割、以及放电切割等。上述方法中机器是通用的,从切削的精度和速度优异的方面考虑,优选切削加工法。另外,切削可以通过全干式切削、湿式切削、以及半干式切削中任一方法来进行。
优选在不对最终制品的设计造成影响的范围进行与安装到最终制品上的构件的形状对应的切边印刷,并且对比所述外缘更外侧的部分进行修整。应予说明,即便在设计面内设置有孔、切口时也同样优选利用通过印刷明示其位置的方法。
(工序(A):安装工序)
工序(A)是对弯曲部件安装其他部件的工序。制造的部件更优选通过进一步安装进一步的周边部件,从而成为用于对最终制品进行安装的最终部件,或在其自身具有流通性时成为制品。作为所述周边部件,可以例示框、栓、螺钉、拉链、缓冲件、密封件、铰接、以及锁合机构等。所述周边部件,使用粘接、粘着、螺纹固定、熔敷、嵌合、超声波熔敷、以及激光焊接等固定化手段进行固定。
(工序(F):固定工序)
工序(F)是将得到的弯曲部件固定于最终制品的工序。
在工序(A)中安装了周边部件或未安装周边部件的构件,另外同样使用各种固定化手段在车体之类的最终制品进行固定化。所述在最终制品的固定化中,作为最优选的手段适用粘接。所述粘接方法可以利用硬质粘接剂、半硬质粘接剂、以及弹性粘接剂中的任一种,本发明中优选作为结构粘接剂优异的弹性粘接剂,特别优选聚氨酯系弹性粘接剂。所述聚氨酯系弹性粘接剂的详细情况后面阐述。
所述粘接层的形成可以形成在片的表面上、印刷层上、以及硬涂层上的任一个上。另外,可以设置在通过切削暂时层叠的层而形成的层上。印刷层的形成中通过填版而不进行印刷,另外硬涂层的形成中主要通过实施遮蔽,从而能够使设置粘接层的部位的表面层成为规定的层。
对含有所述粘接剂的片基材、印刷层、硬涂层、以及粘接层的层构成进一步进行说明。对于所述层构成示意性示于图4。[1-a]~[1-f]的构成以在片基材(41)上形成印刷层(43),再在其上层叠硬涂层(42)的构成为基本。[1-a]表示粘接层层叠在所述硬涂层上的构成。[1-b]表示用切削、研磨、以及喷砂处理等机械加工法除去粘接层的一部分,将粘接层层叠在片基材层上的构成。应予说明,图上表示印刷层整面地被除去,但印刷层和硬涂层的除去是除去需要粘接的部分即可。[1-c]是在残留有印刷层的状态下切削除去上层的方法。应予说明,[1-a]~[1-c]可以在印刷层的相反面设置未图示的硬涂层和印刷层。两面的硬涂层可以相同可以不同。[1-d]~[1-f]表示在与印刷层相反的一侧设置粘接层的构成。[1-d]表示在粘接层侧不设置任意其它层而直接在片基材上设置粘接剂的构成。[1-e]表示在与印刷层相反的一侧设置硬涂层,但粘接层的一部分没有硬涂层的构成。作为在粘接层的一部分不设置硬涂层的方法,除了可以例示只在单面硬涂的方法以外,还可以例示实施遮蔽等进行硬涂处理的方法、以及暂时设置硬涂层后通过机械加工除去的方法,可以利用任一方法。[1-f]是在与印刷层相反的一侧的硬涂层上设置粘接层的构成。
[2-a]~[2-f]的构成以在片基材(41)上先层叠硬涂层(42),在其上形成印刷层(43)的构成为基本。该构成中,除去这些层直到片基材处,成为与[1-b]相同的构成。应予说明,[2-a]中可以在印刷层的相反面设置未图示的硬涂层和印刷层。[2-d]~[2-f]与上述[1-d]~[1-f]相同表示在与印刷层相反的一侧设置粘接层的构成。
[3-a]~[3-f]的构成表示硬涂层(42)和印刷层(43)的任一个具有层叠在片基材(41)上的部分,在印刷层的一部分设置粘接层的构成。所述构成可以选择在设置印刷层后,至少在该层的粘接部分进行遮蔽并进行硬涂处理的方法;预先遮蔽所述印刷层的一部分进行硬涂处理,然后在除去了遮蔽的部分设置印刷层的方法;以及不遮蔽而进行硬涂处理,在需要粘接的部分除去涂层然后进行印刷的方法等。所述构成中,如果除去印刷层直到片基材处,也成为与[1-b]相同的构成。应予说明,[3-a]中也可以在印刷层的相反面设置未图示的硬涂层和印刷层。[3-d]~[3-f]与上述[1-d]~[1-f]同样表示在与印刷层相反的一侧设置粘接层的构成。
上述构成中,本发明中,如上所述优选在印刷工序之后进行涂布工序,所以优选上述[1-a]~[1-f]和[3-a]~[3-f]的构成。另外,硬涂层对粘接性能带来负面影响的情况下,粘接层优选设置在片基材上或印刷层上。另外,优选在部件的两面设置硬涂层。鉴于上述方面,上述构成中更优选[1-b]、[1-c]、[1-e]、[3-a]以及[3-e]。
(热塑性树脂)
构成本发明的弯曲部件的热塑性树脂包括各种聚合物或共聚物,以及它们中配合了各种添加剂而成的树脂组合物。本发明的热塑性树脂优选以非晶性的热塑性树脂为主成分。另外即便是结晶性热塑性树脂,如果通过注射压缩成型能够确保足够的透明性,就可以作为本发明的热塑性树脂使用。作为所述结晶性热塑性树脂,例如可以例示聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂和降低了结晶性的共聚聚酯树脂等。
作为非晶性热塑性树脂,可以例示聚苯乙烯树脂、ABS树脂、AES树脂、AS树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、环状聚烯烃树脂、改性PPE树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚芳酯树脂、以及聚醚酰亚胺树脂等。这些树脂中,从具有运输机要求的高强度的方面考虑,优选聚碳酸酯树脂,特别优选双酚A型聚碳酸酯。
除了双酚A型聚碳酸酯以外,聚碳酸酯树脂还可以是由其他二元酚聚合成的各种聚碳酸酯树脂。聚碳酸酯树脂可以通过任意的制造方法来制造,界面缩聚时通常可以使用一元酚类的封端剂。聚碳酸酯树脂还可以是3官能酚类聚合而成的支链聚碳酸酯树脂,另外,也可以是脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸共聚而成的聚酯碳酸酯树脂,二元的脂肪族或脂环式醇聚合或共聚而成的聚碳酸酯或共聚聚碳酸酯。作为脂环式醇,优选利用异山梨醇。另外,也可以是聚有机硅氧烷单元、聚亚烷基单元、以及聚亚苯基单元等聚碳酸酯以外的单元共聚而成的共聚聚碳酸酯。
如果聚碳酸酯树脂的粘均分子量为13,000~40,000的范围,能适用于范围更广的领域。如果粘均分子量为20,000以下,则切削性优异,优选用于装饰用途、精密雕刻用途中。如果粘均分子量为20,000以上,则强度优异,优选做运输机的树脂窗。作为本发明的优选的用途的运输机的树脂窗,粘均分子量的下限更优选为22,000,进一步优选为23,000。聚碳酸酯树脂的粘均分子量的上限从通用性的方面考虑更优选为35,000,进一步优选为30,000。应予说明,所述粘均分子量作为聚碳酸酯树脂整体满足即可,包含通过分子量不同的2种以上的混合物来满足上述范围的树脂。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量(M)是将由在100ml二氯甲烷中溶解了0.7g聚碳酸酯树脂而成的溶液在20℃求得的比粘度(ηsp)带入下式而求出的。对聚碳酸酯树脂的详细情况,例如,记载在日本特开2002-129003号公报中。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为极限粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
上述聚碳酸酯树脂所代表的热塑性树脂优选在不损害上述透明性的范围可以含有以往公知的各种添加剂。作为所述添加剂,例如,可以例示热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、着色剂、脱模剂、滑动剂、红外线吸收剂、光扩散剂、荧光增白剂、防带电剂、阻燃剂、阻燃助剂、增塑剂、强化填充材料、冲击改性剂、光催化剂系防污剂、酸抑制剂、水解稳定剂、以及光致变色剂等。应予说明,热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、着色剂、以及脱模剂等可以配合以往上述热塑性树脂中公知的合适量。因为所述量很少阻碍树脂的透明性。
本发明的弯曲部件如上所述适合于运输机,特别是汽车的车窗,所以上述添加剂特别优选含有热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、以及红外线吸收剂等。
(热稳定剂)
作为热稳定剂,优选地例示磷系稳定剂。作为磷系稳定剂,可以例示亚磷酸、磷酸、亚膦酸、膦酸以及它们的酯,以及叔膦等。作为所述磷稳定剂中的亚磷酸酯的具体例,优选地例示(a-1)亚磷酸三(异癸基)酯之类的亚磷酸三烷基酯、(a-2)亚磷酸苯基二异癸基酯之类的亚磷酸芳基二烷基酯、(a-3)亚磷酸二苯基单(异癸基)酯之类的亚磷酸二芳基单烷基酯、(a-4)亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯之类的亚磷酸三芳基酯、(b)二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、以及双{2,4-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}季戊四醇二亚磷酸酯等季戊四醇型亚磷酸酯、以及(c)2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯之类的与二元酚类反应而具有环状结构的亚磷酸酯等。作为磷稳定剂中的磷酸酯的具体例,优选地例示磷酸三甲酯和磷酸三苯酯等。作为亚膦酸酯化合物的具体例,优选地例示四(2,4-二叔丁基苯基)-亚联苯基二亚膦酸酯和双(2,4-二叔丁基苯基)-苯基-苯基亚膦酸酯等。作为叔膦的具体例,优选地例示三苯基膦。
作为抗氧化剂,优选地例示受阻酚化合物。例如优选地利用四[亚甲基-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]甲烷,十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,以及3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧螺环[5,5]十一烷。
作为其它热稳定剂,可以例示季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯)、以及甘油基-3-硬脂基硫代丙酸酯等含硫稳定剂,以及内酯系稳定剂等。
热稳定剂和抗氧化剂的配合量,热塑性树脂100重量%中优选为0.0001~1重量%,更优选为0.01~0.3重量%。但是,内酯系稳定剂其上限为0.03重量%即可。
(紫外线吸收剂)
作为本发明的紫外线吸收剂,可以例示作为紫外线吸收剂公知的二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、羟基苯基三嗪系化合物、环状亚氨酸酯系化合物、以及氰基丙烯酸酯系化合物等。作为苯并三唑系化合物,优选地例示2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-叔丁基苯酚、以及2,2′-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]等。作为羟基苯基三嗪系化合物,优选地例示2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚。作为环状亚氨酸酯系化合物,优选地例示2,2′-对亚苯基双(3,1-苯并嗪-4-酮)。另外,作为氰基丙烯酸酯系化合物,优选地例示1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷。
另外,紫外线吸收剂也可以是通过具有可自由基聚合的单体化合物的结构,从而所述紫外线吸收性单体和(甲基)丙烯酸烷基酯等单体共聚而成的聚合物型的紫外线吸收剂。作为上述紫外线吸收性单体,优选地例示(甲基)丙烯酸酯的酯取代基中含有苯并三唑骨架、二苯甲酮骨架、三嗪骨架、环状亚氨酸酯骨架、以及氰基丙烯酸酯骨架的化合物。
上述紫外线吸收剂中,从具有良好的热稳定性的方面考虑,作为更优选的紫外线吸收剂,可以举出环状亚氨酸酯系化合物。对于其它化合物,也是分子量比较高的化合物能得到良好的耐热性。例如,优选地例示2,2′-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚、以及1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰)氧基]甲基]丙烷。热塑性树脂100重量%中,紫外线吸收剂的含量优选为0.005~5重量%,更优选为0.01~3重量%,进一步优选为0.05~0.5重量%。
另外,热塑性树脂和涂布层还可以含有双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯所代表的受阻胺系的光稳定剂。受阻胺系光稳定剂和上述紫外线吸收剂并用有效地提高耐候性。对于所述并用,两者的重量比(光稳定剂/紫外线吸收剂)优选为95/5~5/95的范围,进一步优选为80/20~20/80的范围。光稳定剂可以单独或以2种以上的混合物使用。热塑性树脂100重量%中,光稳定剂的含量优选为0.0005~3重量%,更优选为0.01~2重量%,进一步优选为0.05~0.5重量%。
(红外线吸收剂)
为了提高建筑物和运输机的空调机的效率,本发明的热塑性树脂中,优选含有红外线吸收剂。由此,本发明中制造的树脂窗体,不仅实现其轻型化的效果,由于空调机效率的提高,能够进一步实现二氧化碳减少所代表的环境负荷的减少。作为本发明的红外线吸收剂,优选地例示金属氧化物、金属硼化物、以及金属氮化物等无机近红外线吸收剂、酞菁系近红外线吸收剂之类的有机近红外线吸收剂,以及碳填料。
无机近红外线吸收剂,从兼顾透明性和近红外线吸收性、对树脂中的分散适应性等方面考虑,其平均粒子径优选为1~200nm,更优选为2~80nm,进一步优选为3~60nm。作为无机材料,只要是起到本发明效果的范围就对材料本身没有限制,可以举出金属氧化物、金属硼化物、金属氮化物等。
作为无机近红外线吸收剂中的金属氧化物,例如,可以举出氧化钨系化合物、氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化铌、氧化锌、氧化钌、氧化铟、掺杂锡的氧化铟(ITO)、氧化锡、掺杂锑的氧化锡(ATO)、氧化铯等。作为金属硼(硼)化物,优选多硼化金属化合物,具体而言,可以举出硼化镧(LaB6)、硼化镨(PrB6)、硼化钕(NdB6)、硼化铈(CeB6)、硼化钇(YB6)、硼化钛(TiB6)、硼化锆(ZrB6)、硼化铪(HfB6)、硼化钒(VB6)、硼化钽(TaB6)、硼化铬(CrB,CrB6)、硼化钼(MoB6、Mo2B5、MoB)、硼化钨(W2B5)等。另外,作为金属氮化物,可以举出氮化钛、氮化铌、氮化钽、氮化锆、氮化铪、氮化钒等。
这些化合物中,从近红外线的吸收率高、且可见光线的透过率高方面考虑,优选氧化钨系化合物,特别优选下述通式(α)表示的氧化钨系化合物。
MxWyOz...(α)
在此,M元素为选自Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe以及Sn中的至少1种,W表示钨,O表示氧。上述通式(α)表示的氧化钨系化合物中,特别是M元素为Cs表示铯的含铯氧化钨,因为近红外线吸收能高而优选。
另外,上述通式(α)中,添加的M元素的添加量,以将钨的含量作为基准的x/y的值计,优选满足0.001≤x/y≤1.1的关系,从显示合适的近红外线吸收能的方面考虑,特别优选x/y在0.33附近。另外,如果x/y在0.33附近,则容易具有六方晶的结晶结构,通过具有该结晶结构,从耐候性方面考虑也是优选的。另外,上述通式(α)中氧的含量,以将钨的含量作为基准的z/y的值计,优选满足2.2≤z/y≤3.0的关系。更具体而言,可以举出Cs0.33WO3、Rb0.33WO3、K0.33WO3、Ba0.33WO3等。上述无机近红外线吸收剂可以单独使用1种,或者也可以并用2种以上。
作为碳填料,可以例示炭黑、石墨、碳纳米管、以及富勒烯等,特别优选炭黑。
以上,在热塑性树脂:100重量%中,金属氧化物系近红外线吸收剂的含量以重量比例计优选为10~2,000ppm,更优选为50~1,000ppm,进一步优选为100~700ppm。在热塑性树脂100重量%中,金属硼化物系近红外线吸收剂的含量分别以重量比例计优选为1~200ppm,更优选为5~100ppm。
(成型用树脂材料的制造)
树脂材料通常以必要的添加剂与原料树脂熔融混炼而成的颗粒的形状供给注射压缩成型机。所述供给时需要充分地降低水分含量。聚碳酸酯树脂之类的水分吸收性高的树脂材料,需要充分干燥后供给注射压缩成型机。熔融混炼可以利用以往公知的熔融混炼机,特别优选排气式双轴挤出机。另外优选将用于除去挤出过程中产生的异物的网板设置在挤出机模具部前方的区域。进行颗粒化时需要减少外部的尘埃等的影响时,优选对挤出机周围的环境进行清洁化。另外,颗粒从制造场所向注射压缩成型机的向制造场所的搬运可以利用以往光信息记录介质的基板制造用颗粒所利用的各种防尘集装箱。
(关于印刷油墨)
以下,对本发明的优选的印刷油墨,以及印刷油墨中可配合的其它成分的详细情况进行说明。
本发明的优选的印刷油墨是由丙烯酸多元醇树脂和多异氰酸酯化合物反应而成的丙烯酸聚氨酯构成的2液固化性油墨层。该丙烯酸聚氨酯可以进一步共聚丙烯酸多元醇树脂以外的多元醇。
(丙烯酸多元醇树脂)
作为印刷油墨中的丙烯酸多元醇树脂,从兼顾油墨的耐热性和耐候性的观点出发,优选将以甲基丙烯酸甲酯为主成分的单体聚合而得到的含有羟基的共聚物。对于共聚物,从羟基量容易控制方面出发,更优选由含有羟基的单体和主成分由甲基丙烯酸甲酯构成的不含羟基的单体形成的聚合物。
作为甲基丙烯酸甲酯以外的不含羟基的单体,可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、以及(甲基)丙烯酸异戊酯等。这些单体可以单独或混合2种以上使用。应予说明,本说明书中(甲基)丙烯酸酯的表达意味着包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的任一种,(甲基)丙烯酰氧基的表达意味着包含丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基中的任一种。
本发明中的印刷层优选具有适度的柔软性,通过具有适度的柔软性,从而能够吸收与基材层之间的膨胀差而保持良好的密合性。另外,因为对弯曲加工的随动性优异,所以在形成印刷层后进行弯曲加工也变得容易。这些特性非常有助于最终将窗体层叠体与结构部件粘接后在高温或低温使用时的良好粘接性。从赋予所述适度的柔软性的方面考虑,作为上述甲基丙烯酸甲酯以外的单体,优选含有醇残基的碳原子数为4以上的(甲基)丙烯酸酯。其中,优选(甲基)丙烯酸正丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,特别优选(甲基)丙烯酸正丁酯。
另一方面,作为含有羟基的单体,可以例示(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯的ε-己内酯加成物、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯的β-甲基-γ-戊内酯加成物、甘油单(甲基)丙烯酸酯、以及甘油二(甲基)丙烯酸酯等的(甲基)丙烯酸酯类、以及烯丙醇、甘油单烯丙醚、以及甘油二烯丙醚等烯丙基化合物类等。这些单体中,(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类因容易得到且反应性优异而优选,进一步优选(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯和(甲基)丙烯酸羟基丙酯。
丙烯酸多元醇树脂的OH基含量,以总重量为基准优选为0.5~7.4重量%,更优选为1~5重量%,进一步优选为1~3重量%。另外,OH基当量(平均一个OH基的分子量)优选为230~3,400,更优选为340~1,700,进一步优选为570~1,700。另外,相对于丙烯酸多元醇树脂整体重量,甲基丙烯酸甲酯的比例优选为25~85重量%。
另外,丙烯酸多元醇树脂的数均分子量优选为230~30,000,更优选为500~10,000,进一步优选为1,000~7,000。所述数均分子量是通过凝胶渗透色谱测定的苯乙烯换算的数均分子量。
(丙烯酸多元醇树脂以外的多元醇成分)
如上所述,本发明中油墨层优选具有适度的柔软性,为了进一步提高所述柔软性、形状随动性,本发明中优选含有丙烯酸多元醇树脂以外的多元醇成分。通过含有后述的柔软且长链的成分形成交联结构,能够提高柔软性、形状随动性。
多元醇成分具有2以上羟基,优选1分子中具有2或3个羟基。所述羟基可以在分子中任意位置键合,更优选分子的末端具有2个羟基。作为多元醇,可以使用聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚醚·酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、以及有机硅多元醇等。所述多元醇的数均分子量为100~2,000的范围,优选为100~1,000,进一步优选为150~600。从兼顾耐热性和柔软性方面考虑,能够最优选地利用聚醚多元醇。
作为聚醚多元醇,优选地例示环状醚开环聚合得到的产物、以及多元醇和环状醚化合物的反应生成物等。作为所述多元醇,可以例示低分子量二醇、三羟甲基丙烷以及甘油等三醇、以及木糖醇以及山梨糖醇等超过3元的多糖类等。作为低分子量二醇,可以例示乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己烷二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊烷二醇、3,3-二羟甲基庚烷、1,9-壬烷二醇、2-甲基-1,8-辛烷二醇、以及环己烷二甲醇等。作为环状醚化合物,优选地例示环氧乙烷和环氧丙烷。
作为聚醚多元醇,更具体而言,例如可以使用聚乙二醇、聚丙二醇、以及聚丁二醇等。作为聚乙二醇,例如,可以例示2聚体的二乙二醇、3聚体的三乙二醇、以及5聚体的五乙二醇等。作为聚醚多元醇,更优选2~10聚体的范围,进一步优选3~5聚体,特别优选3聚体。
作为聚酯多元醇,可以使用通过二羧酸或其酸酐和低分子量二醇的缩聚得到的多元醇。作为所述二羧酸,可以例示琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、以及邻苯二甲酸等。另外作为低分子量二醇,同样可以利用上述聚醚多元醇的例示化合物。另外,还包括二乙二醇和三乙二醇等。作为聚酯多元醇,可以使用例如聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚癸二酸丁二醇酯等,另外,可以使用通过对低分子量二醇进行内酯的开环聚合而得到的产物,例如聚己内酯、聚甲基戊内酯等。
作为聚醚·酯多元醇,可以使用对聚酯二醇将环状醚开环聚合而成的产物,聚醚二醇和二羧酸缩聚而成的产物,例如聚(聚四亚甲基醚)己二酸酯等。
作为聚碳酸酯多元醇,可以使用由低分子量二醇和碳酸亚烷基酯或碳酸二烷基酯通过脱二醇或脱醇而得到的聚亚丁基碳酸酯、聚亚己基碳酸酯、聚(3-甲基-1,5-亚戊基)碳酸酯等。
作为聚烯烃多元醇,可以使用聚丁二烯多元醇、加氢聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇等,作为有机硅多元醇,可以使用聚二甲基硅氧烷多元醇等。
(多异氰酸酯化合物)
多异氰酸酯化合物是指具有2个以上异氰酸酯基的化合物。例如,作为二异氰酸酯化合物,可以例示
(1)甲苯二异氰酸酯(通常简称为“TDI”。包括2,4-TDI和2,6-TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称为“MDI”,包括4,4′-MDI、2,4′-MDI和2,2′-MDI)、1,5-亚萘基二异氰酸酯、1,4-亚萘基二异氰酸酯,对亚苯基二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯(简称为“XDI”,包括邻XDI、间XDI以及对XDI)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(简称为“TMXDI”)、4,4′-二苯基醚二异氰酸酯、2-硝基二苯基-4,4′-二异氰酸酯、2,2′-二苯基丙烷-4,4′-二异氰酸酯、3,3′-二甲基二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、4,4′-二苯基丙烷二异氰酸酯、以及3,3′-二甲氧基二苯基-4,4′-二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯;
(2)四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(简称为“HDI”)、2-甲基-1,5-戊烷二异氰酸酯、3-甲基-1,5-戊烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、以及三甲基六亚甲基二异氰酸酯(简称为“TMDI”,包括2,2,4-TMDI和2,4,4-TMDI)等脂肪族二异氰酸酯;
(3)异佛尔酮二异氰酸酯(简称为“IPDI”)、氢化甲苯二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(简称为“H12MDI”)、氢化亚二甲苯基二异氰酸酯(简称为“H6XDI”)、氢化四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、以及环己基二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯等。作为三异氰酸酯化合物,可以例示三苯基甲烷-4,4,4-三异氰酸酯和三(对异氰酸酯苯基)硫代磷酸酯等。
这些多异氰酸酯化合物单独使用和2种以上并用均可。这些化合物中,从窗体制品所需要的耐光性的观点出发,优选脂肪族二异氰酸酯和脂环式二异氰酸酯等不含芳香环的多异氰酸酯化合物,特别优选HDI。
多异氰酸酯化合物还包括上述多异氰酸酯化合物成为聚氨酯改性体、脲基甲酸酯改性体、脲改性体、缩二脲改性体、脲二酮(uretdione)改性体、脲亚胺(uretimine)改性体、异氰脲酸酯改性体、加合物改性体、以及碳二亚胺改性体等改性体的化合物。
作为所述改性体的具体例,可以例示TDI和三羟甲基丙烷的加合物改性体、TDI的异氰脲酸酯改性体、TDI和HDI的异氰脲酸酯改性体、HDI和三羟甲基丙烷的加合物改性体、HDI的脲二酮改性体、HDI的缩二脲改性体、HDI的异氰脲酸酯改性体、以及IPDI的异氰脲酸酯改性体。其中优选HDI的缩二脲改性体。另外,多异氰酸酯化合物的NCO含量为15~25重量%的范围时反应效率优异而优选。
多异氰酸酯化合物可以根据需要进行封端化。作为所述封端化多异氰酸酯的封端化剂,例如,可以举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、以及异丁醇等醇;苯酚、甲酚、二甲酚、对硝基苯酚、以及烷基苯酚等苯酚类;丙二酸甲酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、以及乙酰丙酮等活性亚甲基化合物;乙酰胺、丙烯酰胺、以及乙酰苯胺等酸酰胺类;琥珀酸亚胺和马来酸亚胺等酸亚酰胺;2-乙基咪唑、以及2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类;2-吡咯烷酮、以及ε-己内酰胺等内酰胺类;丙酮肟、甲基乙基酮肟、环己酮肟、以及乙醛肟等酮或醛的肟类;其它吖丙啶、以及重亚硫酸盐等。异氰酸酯基(NCO基)相对于羟基(OH基)的当量比(NCO基/OH基)优选为1/5~5/1的范围,更优选为1/3~3/1,进一步优选为1/2~2/1的范围,特别优选为1/1~2/1的范围。
上述丙烯酸多元醇树脂成分和多异氰酸酯化合物,以及根据需要使用的丙烯酸多元醇树脂以外的多元醇成分以它们本身、优选以将它们溶解在溶剂中的方式制成油墨。作为所述油墨的溶剂,优选地例示乙酸丁酯、乙酸乙酯、2-甲氧基丙基乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、以及丁基二乙二醇乙酸酯等酯类,环己酮、甲基乙基酮、以及甲基异丁基酮等酮类,甲苯、二甲苯、Solvesso 100、以及Solvesso150等芳香族烃类溶剂,以及正己烷之类的脂肪族烃类溶剂。本发明中,从不会使聚碳酸酯之类的基材恶化到超出必要、以及良好的密合性方面考虑,油墨的溶剂优选含有芳香族烃系溶剂、酮系溶剂、上述酯类。作为满足上述优选的方式的2液固化性油墨的代表例,可以例示帝国油墨制造(株)制的POS丝网油墨。
(可配合于油墨的其它成分)
印刷油墨中可以混合使用固化促进用促进剂、颜料、流平剂、消泡剂、流变性调节剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、各种功能性粒子、增塑剂、以及分散剂等该技术领域中使用的各种添加剂。作为固化促进用促进剂的例子,可以举出二月桂酸二丁基锡、二月桂基酸二正辛基锡、2-乙基己酸锡、2-乙基己酸锌、以及钴盐等金属盐,以及三乙胺、吡啶、甲基吡啶、苄基二甲基胺、三亚乙基二胺、N,N-二甲基环己胺、N-甲基哌啶、N-甲基吗啉、五甲基二亚乙基三胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、以及N,N′-二甲基哌嗪等叔胺类。这些成分可以单独使用也可以并用2种以上。对于所述促进剂,相对于油墨固体成分100重量%,金属盐优选为0.01~1重量%的范围,叔胺类优选为0.1~5重量%的范围。
作为颜料,可以利用印刷油墨中使用的各种染料和颜料,颜料可以利用无机颜料和有机颜料中的任一种。所述有机颜料利用色淀颜料和色粉颜料中的任一种,色淀颜料的体质颜料可以利用氢氧化铝、碳酸钙、以及氧化钛等。作为无机颜料,例如,可以例示(i)二氧化钛(除白色颜料以外,还包括钛黄以及钛黑)、氧化锌、氧化铁、氧化铬、铁黑、以及钴蓝等金属氧化物,(ii)矾土白、氧化铁黄、以及铬绿等金属氢氧化物,(iii)黄铅、钼铬橙、锌铬黄、以及锶铬黄等铬酸盐,(iv)白炭黑、粘土、滑石、以及群青等硅酸盐,(v)沉降性硫酸钡,以及重晶石粉等硫酸盐,(vi)碳酸钙之类的碳酸盐,(vii)作为其它无机颜料的亚铁氰化物(铁蓝)、磷酸盐(锰紫)、以及碳(炭黑)等。
另外作为有机颜料,可以例示罗丹明色淀和甲基紫色淀等碱性染料、喹啉黄色淀之类的酸性染料、孔雀绿色淀之类的还原染料、茜素色淀之类的媒染染料、各种偶氮系颜料(包括胭脂红6B以及永固2B等溶性偶氮系颜料、二偶氮系和单偶氮系之类的不溶性偶氮系颜料)、酞菁蓝之类的酞菁颜料、硫靛红、芘酮红、以及喹吖啶酮红等稠合多环颜料、以及其它硝基系颜料、亚硝基系颜料、BASF公司制Lumogen(注册商标)之类的荧光颜料、根本特殊化学(株)制LumiNova之类的蓄光颜料、以及苯胺黑等。
本发明的具有高品位的设计面的弯曲部件,其优选的方式中,车辆用窗体中利用的、用于其粘接部的遮蔽和保护的发黑处理通常按字面意思以黑色进行,但也可以是黑色以外的着色。黑色的情况下,作为颜料的主成分可以优选地利用炭黑。炭黑的吸油量没有特别限制。从遮挡性的方面考虑,优选吸油量高且结构发达的炭黑,但由于油墨容易增粘,所以可以考察所述各方面来进行调整。
本发明的油墨不只含有具有着色功能的颜料,而且通过含有赋予其它功能的成分,从而能够对油墨层赋予各种功能。作为所述功能,例如,可以例示导电功能(发热、电磁波吸收、以及防静电等功能)、防水·防油功能、亲水功能、紫外线吸收功能、红外线吸收功能、自愈功能、以及防破裂功能等。例如,可以例示在形成着色目的的油墨层后,在其上或与其不同的其它部分形成具有上述功能的油墨层的方式。对于弯曲部件,特别要求在不严重损伤透明性的情况下赋予导电功能、紫外线吸收功能、以及红外线吸收功能等。通过对油墨层配合具有这些功能的粒子,从而能够提高所述功能。
作为用于得到所述导电功能的配合成分,优选地例示金属粒子之类的导电性粒子。作为所述导电性粒子,例如可以举出含有选自银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、钌(Ru)、铜(Cu)、以及镍(Ni)中的元素的金属或合金、或氧化物等的微粒。这些导电性粒子可以单独使用,也可以两种以上混合使用。所述金属粒子的平均粒径优选为0.001μm~5μm,更优选为0.001μm~2μm。特别优选的是金属纳米粒子,其平均粒径优选为0.001~0.01μm。金属纳米粒子因能够容易制作金属被膜而优选。
作为用于得到上述紫外线吸收功能的配合成分,可以利用后述的“有机硅树脂系顶涂层”中说明的各种紫外线吸收剂。可以更优选地利用各种金属氧化物,特别优选氧化钛、氧化锌、以及氧化铈。作为用于得到上述红外线吸收功能的配合成分,可以利用作为可配合在热塑性树脂中的成分说明的各种红外线吸收剂。
应予说明,颜料、功能性粒子等的油墨中的分散质,为了提高其在油墨中的分散性,优选与各种分散剂并用或复合。作为所述分散剂,可以使用表面活性剂和高分子分散剂等。所述表面活性剂中,作为阴离子性表面活性剂,例如,可以举出酰基甲基牛磺酸盐、脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸酯盐、萘磺酸甲醛缩合物以及聚氧乙烯烷基硫酸酯盐等。另外,表面活性剂中,作为非离子性表面活性剂,例如可以举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、以及甘油脂肪酸酯等。
作为高分子分散剂,可以例示聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、乙烯基醇-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇-部分醛化物、聚乙烯醇-部分丁缩醛化物、乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物、聚丙烯酸盐、聚乙烯基硫酸盐、聚(4-乙烯基吡啶)盐、聚酰胺、聚烯丙基胺盐、缩合萘磺酸盐、苯乙烯-丙烯酸盐共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸盐共聚物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸盐共聚物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸盐共聚物、甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸盐共聚物、苯乙烯-衣康酸盐共聚物、衣康酸酯-衣康酸盐共聚物、乙烯基萘-丙烯酸盐共聚物、乙烯基萘-甲基丙烯酸盐共聚物、乙烯基萘-衣康酸盐共聚物、纤维素衍生物、以及淀粉衍生物等。另外可以举出海藻酸盐、明胶、蛋白、酪蛋白、阿拉伯胶、黄蓍胶、以及木质磺酸盐等天然高分子类。上述分散剂可以单独也可以组合2种以上来使用。
(有机硅树脂系硬涂层)
以下对作为本发明中优选硬涂剂之一的有机硅树脂系硬涂层和形成该层的试剂进行说明。如上所述,本发明中优选由丙烯酸系树脂构成的底涂层(第一层)和其上的由有机硅树脂系顶涂层(第二层)构成的有机硅树脂系硬涂层。
(底涂层)
上述优选的硬涂层中的底涂层,是必须具有下述式(A-1)单元、(A-3单元)以及(A-4)单元的丙烯酸共聚物,丙烯酸共聚物的全部重复单元100摩尔%中,所述3个单元和(A-2)单元的合计满足为至少70摩尔%以上,并且(A-1)单元~(A-4)单元满足下述的比例。即,丙烯酸共聚物的全部重复单元100摩尔%中,
i)(A-1)单元和(A-2)单元的合计为40~90摩尔%的范围,
ii)(A-3)单元为1~30摩尔%的范围,
iii)(A-4)单元为5~30摩尔%的范围,并且
iv)(A-1)单元和(A-2)单元的合计100摩尔%中,(A-1)单元为30摩尔%以上。
Figure BDA0000155667510000441
(上述式(A-1)中,R1表示甲基或乙基。)
Figure BDA0000155667510000442
(上述式(A-2)中,R2为环烷基,X1表示氢原子或甲基。)
Figure BDA0000155667510000443
(上述式(A-3)中,X2表示氢原子或甲基,W表示选自三嗪结构、苯并三唑结构、以及二苯甲酮结构中的至少1种紫外线吸收性基团,或具有环状受阻胺结构的光稳定性基团。)
Figure BDA0000155667510000444
(上述式(A-4)中,R3表示碳原子数2~5的亚烷基,X3表示氢原子或甲基,Z表示选自羟基、烷氧基甲硅烷基、缩水甘油基氧基、异氰酸酯基中的至少1种取代基。)
丙烯酸共聚物的全部重复单元100摩尔%中,更优选的(A-1)单元~(A-4)单元的比例如下,
i)(A-1)单元和(A-2)单元的合计优选为50~90摩尔%,更优选为55~87摩尔%的范围,
ii)(A-3)单元优选为3~25摩尔%,更优选为4~20摩尔%的范围,
iii)(A-4)单元优选为7~28摩尔%的范围,并且
iv)(A-1)单元和(A-2)单元的合计100摩尔%中,(A-1)单元优选为40摩尔%以上,更优选为40~90摩尔%。
作为衍生上述(A-1)单元的单体,可以举出甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯,可以单独或两者混合使用。上述(A-2)单元,如果是分子内具有至少一个环烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯就没有特别限制。环烷基的碳原子数优选为5~12。作为衍生所述(A-2)单元的单体,可以例示(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸4-甲基环己酯、2,4-二甲基环己基(甲基)丙烯酸酯、2,4,6-三甲基环己基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、二环戊二烯基(甲基)丙烯酸酯、环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、4-甲基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、2,4-二甲基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、2,4,6-三甲基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、以及4-叔丁基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯等化合物。这些化合物可以单独或2种以上混合使用。其中最优选采用甲基丙烯酸环己基酯。
作为衍生上述(A-3)单元中含有苯并三唑结构的单元的单体,可以举出2-(2′-羟基-5′-(甲基)丙烯酰氧基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-(甲基)丙烯酰氧基甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-5′-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2′-羟基-3′-叔丁基-5′-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)苯基]-5-氯-2H-苯并三唑、以及2-[2′-羟基-3′-甲基-5′-(8-(甲基)丙烯酰氧基辛基)苯基]-2H-苯并三唑等。
作为衍生上述(A-3)单元中含有二苯甲酮结构的单元的单体,可以举出2-羟基-4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(4-(甲基)丙烯酰氧基丁氧基)二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2,4-二羟基-4′-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2,2′,4-三羟基-4′-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮、以及2-羟基-4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-1-羟基丙氧基)二苯甲酮等。
作为衍生上述(A-3)单元中含有三嗪结构的单元的单体,优选使用下述式(A-3-i)或式(A-3-ii)表示的丙烯酸单体。
(上述式(A-3-i)中,R4为碳原子数2~6的亚烷基,R5表示氢原子、碳原子数1~18的烷基或碳原子数1~18的烷氧基,R6、R7相同或相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、或者可以被碳原子数1~18的烷基或卤素原子取代的苯基,R8表示碳原子数1~18的烷基,X4为氢原子或甲基,Y1表示氢原子、OH基或碳原子数1~12的烷基。)
Figure BDA0000155667510000462
(上述式(A-3-ii)中,R9表示氢原子、碳原子数1~18的烷基或碳原子数1~18的烷氧基,R10、R11相同或相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~18的烷基、碳原子数1~18的烷氧基、或者可以被碳原子数1~18的烷基或卤素原子取代的苯基,R12表示碳原子数1~18的烷基,X5为氢原子或甲基,Y2表示氢原子、OH基或碳原子数1~12的烷基。)
具体而言,可以举出2-(甲基)丙烯酰氧基乙基氨基甲酸1-[3-羟基-4-{4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基}苯基氧基]-3-(2-乙基己基氧基)-2-丙基酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-1-[3-羟基-4-{4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基}苯基氧基]-3-(2-乙基己基氧基)-2-丙烷等。
作为衍生上述(A-3)单元中含有环状受阻胺结构的单元的单体,可以举出2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-乙基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-丙基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-叔丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-环己基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-(4-甲基环己基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-叔辛基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-癸基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-十二烷基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-乙氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-丙氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-叔丁氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-环己基氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-(4-甲基环己氧基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-叔辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、1-癸氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、以及1-十二烷氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯等。这些单体可以单独或2种以上混合使用。
作为具有与上述式(A-4)对应的官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体,具体而言,可以举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁基酯、以及(甲基)丙烯酸2-羟基丁基酯等具有羟基的单体、3-三甲氧基甲硅烷基丙基(甲基)丙烯酸酯之类的具有烷氧基甲硅烷基的单体、3-环氧丙氧基丙基(甲基)丙烯酸酯之类的具有缩水甘油基氧基的单体,这些单体可以单独或混合2种以上使用。其中优选具有羟基的单体,特别优选甲基丙烯酸2-羟基乙基酯。
上述丙烯酸共聚物的分子量,根据基于标准聚苯乙烯换算的GPC测定计算的重均分子量优选为2万以上,更优选为5万以上。另外,优选使用重均分子量为1000万以下的聚合物。因此,丙烯酸共聚物的重均分子量优选为5万~1000万,更优选为5万~100万,进一步优选为5万~50万。所述分子量范围的丙烯酸共聚物,充分地发挥作为底涂层的密合性、强度等性能而优选。
(形成底涂层的其它成分)
形成上述底涂层的丙烯酸树脂组合物中,优选含有封端化了的多异氰酸酯化合物。封端化了的多异氰酸酯化合物是指如下的化合物,即,使异氰酸酯基与封端化剂反应而几乎没有游离的异氰酸酯基,从而抑制了常温下的反应性,通过加热,封端化剂分离成为异氰酸酯基,以至具有反应性的化合物。
作为封端化了的多异氰酸酯化合物,可以举出使多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基与丙酮肟和甲基乙基酮肟等肟类,丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、以及乙酰丙酮等活性亚甲基化合物,甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇,仲丁醇,以及2-乙基-1-己醇等醇类、苯酚、甲酚、以及乙基苯酚等酚类所代表的封端化剂加成而得到的封端化了的多异氰酸酯化合物。
作为加成封端化剂的多异氰酸酯化合物,可以举出多异氰酸酯、多异氰酸酯和多元醇的加合物改性体、多异氰酸酯彼此的异氰脲酸酯改性体、以及异氰酸酯·缩二脲体等。作为多异氰酸酯,可以利用上述“关于印刷油墨的详细情况”一项中的“多异氰酸酯化合物”中例示的化合物。
该封端化了的多异氰酸酯化合物可以单独或混合两种以上使用。封端化了的脂肪族和/或脂环式多异氰酸酯化合物耐候性特别优异而优选。作为封端化了的脂肪族和/或脂环式多异氰酸酯化合物,优选(i)将通过使具有2~4个羟基的羟基化合物与脂肪族和/或脂环式二异氰酸酯化合物反应而得到的加合物型多异氰酸酯化合物通过封端剂封端而成的加合物型多异氰酸酯化合物,(ii)将由脂肪族和/或脂环式二异氰酸酯化合物衍生的异氰脲酸酯型多异氰酸酯化合物通过封端剂封端而成的异氰脲酸酯型多异氰酸酯化合物。其中,脂肪族二异氰酸酯化合物和/或脂环式二异氰酸酯化合物的碳原子数优选为4~20,更优选为碳原子数4~15。通过使异氰酸酯化合物的碳原子数在所述范围,形成耐候性优异的涂膜。
封端化了的多异氰酸酯化合物具有优选为5.5~50重量%、更优选为6.0~40重量%、进一步优选为6.5~30重量%的换算异氰酸酯基率。换算异氰酸酯基率是指,加热封端化了的多异氰酸酯化合物分离封端化剂时,将生成的异氰酸酯基的重量以相对于封端化了的多异氰酸酯化合物的重量的百分率来表示的值。如果异氰酸酯基率在上述优选的范围,则良好地兼顾对基材层的密合性和顶涂层的裂缝防止。换算异氰酸酯基率(重量%)通过将异氰酸酯基用已知量的胺进行尿素化,将过量的胺用酸滴定的方法而求得。另外,封端化了的多异氰酸酯化合物的含量是,相对于上述丙烯酸共聚物中存在的与异氰酸酯反应的反应性基团1当量,异氰酸酯基为0.8~1.5当量、优选为0.8~1.3当量、最优选为0.9~1.2当量的量。更优选地,作为与异氰酸酯反应的反应性基团,含有上述(A-4)单元的Z为羟基的单元,相对于所述羟基1当量,异氰酸酯基为0.8~1.5当量、优选为0.8~1.3当量、最优选为0.9~1.2当量的量。
另外,为了促进封端化了的多异氰酸酯化合物的封端化剂的解离和再生的异氰酸酯基与丙烯酸共聚物的羟基之间的聚氨酯化反应,形成上述底涂层的丙烯酸树脂组合物优选含有固化促进剂。作为所述固化促进剂,可以举出有机锡化合物、季铵盐化合物、叔胺化合物、有机钛化合物、有机锆化合物等,这些化合物可以单独或混合2种以上使用。这些固化促进剂中,优选使用有机锡化合物。所述固化促进剂的详细情况记载在日本特开2008-231304号公报中。
另外,形成上述底涂层的丙烯酸树脂组合物可以含有硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、以及光稳定剂等。这些添加剂的详细情况记载在日本特开2008-231304号公报中。对于所述添加剂的配合量,丙烯酸树脂组合物100重量%中,优选硅烷偶联剂为0.2~8重量%,紫外线吸收剂为0.2~20重量%,以及光稳定剂为0.05~10重量%。因为紫外线吸收剂和光稳定剂具有协同效果,不含有上述(A-1)单元~(A-4)单元任一个时,优选含有它们以相互补充。另外,对于紫外线吸收剂,因种类不同吸收波长而有所不同,所以出于效果互补的目的可以配合不同种类的紫外线吸收剂。作为所述不同种类的紫外线吸收剂,可以利用有机系紫外线吸收剂和无机系紫外线吸收剂中的任一种。作为无机系紫外线吸收剂,优选地例示后述有机硅树脂系顶涂层中含有的单一或复合氧化物微粒,特别优选氧化钛、氧化铈、以及氧化锌。所述无机系紫外线吸收剂的使用中,与印刷油墨中的分散剂同样地优选使用各种分散剂来保持硬涂层中良好的分散。作为所述分散剂,可以利用作为高分子系的改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、改性聚酯、聚羧酸系、磷酸酯系、环氧烷烃系、以及有机硅系等,所述分散剂的极性可以是阴离子系、阳离子系、以及非离子系中的任一种。作为本发明的硬涂层、特别是底涂层中优选的分散剂的一个例子,可以例示具有氨基的分子量5,000~50,000的高分子系分散剂,特别是可以举出为烷基胺的环氧烷烃改性物且分子量5,000~50,000的高分子系分散剂。所述高分子系分散剂可以是嵌段或接枝共聚物的形式。另外,所述分散剂处理后,另外可以用改性聚丙烯酸酯之类的其它分散剂进行处理。作为改性聚丙烯酸酯,例如,可以例示与(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸烷基酯,和根据需要而使用的苯乙烯之类的其它乙烯基系单体的共聚物等。作为(甲基)丙烯酸烷基酯,包括碳原子数1~35的烷基、环己基(甲基)丙烯酸酯之类的具有单环饱和脂环基的(甲基)丙烯酸酯、以及异冰片基(甲基)丙烯酸酯之类的具有含有2个以上环的饱和脂环基的(甲基)丙烯酸酯等。所述分散剂的使用量,与上述无机系紫外线吸收剂的合计100重量%中优选为3~80重量%,更优选为3~30重量%。
(关于底涂层的膜厚)
使上述丙烯酸树脂组合物热固化而成的本发明优选的底涂层的膜厚优选为1~15μm,更优选为2~10μm。如果膜厚为1μm以下,则紫外线的透射率变高,基材发生黄变或密合性降低,所以缺乏耐候性。如果膜厚超过15μm,则内部应力增大,而且热固化时交联反应不能充分进行,所以成为缺乏耐候性的涂膜层。另外,为溶解丙烯酸树脂组合物而使用的溶剂的挥发不充分,溶剂残存在涂膜中,损伤耐热水性、耐候性。
(底涂层的形成方法)
作为形成由上述丙烯酸树脂组合物构成的底涂层的方法,在不与基材反应且不溶解该基材的挥发性溶剂中溶解所述丙烯酸树脂组合物,将该丙烯酸树脂涂料涂敷在基材表面,接着通过加热等来除去该溶剂,进一步进行加热使羟基与通过加热而生成的异氰酸酯基反应、进行交联而形成。作为所述溶剂,可以利用丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇、以及环己酮等酮类,四氢呋喃、1,4-二氧六环、以及1,2-二甲氧基乙烷等醚类,乙酸乙基酯、乙酸丁基酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、以及乙氧基乙基乙酸酯等乙酸酯类,甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、2-乙氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇(丙二醇单甲基醚)、丙二醇单乙基醚、丙二醇-正丁基醚、以及2-丁氧基乙醇等醇类,另外,可以举出正己烷、正庚烷、异辛烷、苯、甲苯、二甲苯、汽油、轻油、以及煤油等烃类,乙腈、硝基甲烷、以及水等,这些溶剂可以单独使用,也可以混合2种以上使用。优选调整混合比例以满足上述SP值的范围。所述丙烯酸树脂涂料中,丙烯酸树脂组合物(固体成分)的浓度优选为1~50重量%,更优选为3~30重量%。
涂敷有丙烯酸树脂涂料的基材通常在从常温到该基材的热变形温度以下的温度下进行溶剂的干燥、除去、加热固化。热固化优选在80~160℃的范围、更优选在100~140℃的范围、最优选在110~130℃的范围加热优选10分钟~3小时、更优选20分钟~2小时而使交联性基团发生交联,得到层叠有上述丙烯酸树脂层作为底涂层的成型品。热固化时间如果比10分钟短,则交联反应不充分地进行,有时成为缺乏高温环境下的耐久性、耐候性的涂膜层。另外,热固化时间在3小时以内时涂膜的性能充分。
(有机硅树脂系顶涂层)
在上述底涂层上层叠的有机硅树脂系顶涂层是将含有硅溶胶和烷氧基硅烷的水解缩合物的有机硅氧烷树脂组合物热固化而成的涂膜层。顶涂层优选地使用由以下成分构成的涂布用涂料而形成,所述成分为:由上述硅溶胶和烷氧基硅烷的水解缩合物构成的有机硅氧烷树脂固体成分、酸、固化催化剂、以及溶剂。关于所述硅溶胶、烷氧基硅烷、酸、固化催化剂、以及溶剂的具体方式、配合量、以及调整条件的详细情况,也记载在日本特开2008-231304号公报中。更重视耐候性时,优选含有以金属氧化物为代表的无机系紫外线吸收剂和有机系紫外线吸收剂。作为所述紫外线吸收剂,作为无机系紫外线吸收剂,可以例示单一的氧化钛、氧化铈、氧化锌、氧化锡、氧化锆、氧化锑、氧化钨、含锑氧化锡、以及含锡氧化铟等或它们的复合金属氧化物微粒、以及它们的混合物。其中优选氧化钛、氧化铈、以及氧化锌,特别优选氧化铈。
作为其它的紫外线吸收剂,可以举出钛、锌、以及锆等的金属螯合物化合物、以及它们的(部分)水解缩合物,另外作为有机系紫外线吸收剂,可以举出主骨架为羟基二苯甲酮系、苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系、或三嗪系的化合物衍生物、以及侧链上含有这些紫外线吸收剂的乙烯基聚合物之类的聚合物或共聚物等。
上述有机硅树脂系顶涂层通过在形成在透明塑料基材上的底涂层上涂敷将上述有机硅氧烷树脂组合物溶解在溶剂中而得到的涂布用涂料,接着加热固化而形成。相对于硅溶胶和烷氧基硅烷的水解缩合物的合计100重量份,溶剂的使用量优选为50~1900重量份,更优选为150~900重量份。固体成分的浓度优选为5~70重量%,更优选为7~40重量%。通过调节酸和固化促进剂的含量而将涂布用有机硅氧烷树脂涂料的pH调节在优选为3.0~6.0、更优选为4.0~5.5的范围是较理想的。通过将pH调节在该范围,从而防止常温下的有机硅氧烷树脂涂料的凝胶化,能够增强保存稳定性。该有机硅氧烷树脂涂料通常进一步熟化数小时到数日,由此成为稳定的涂料。
优选上述有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层(顶涂层)的形成在底涂层的形成后连续地进行。涂敷了有机硅氧烷树脂组合物的基材,通常在从常温到该基材的热变形温度以下的温度下将溶剂干燥、除去后、进行加热固化。热固化在基材的耐热性没有问题的范围在高温下进行能够更早地结束固化而优选。应予说明,常温下热固化不进行,不能得到固化被膜。这意味着涂布用有机硅氧烷树脂涂料中的有机硅氧烷树脂组合物发生了部分缩合。所述热固化的过程中,残留的Si-OH发生缩合反应而形成Si-O-Si键,成为耐磨损性优异的涂布层。热固化温度优选为50~200℃,更优选为80~160℃,进一步优选为100~140℃。热固化时间优选为10分钟~4小时,更优选为20分钟~3小时,进一步优选为30分钟~2小时。
有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层(顶涂层)的厚度优选为2~10μm,更优选为3~8μm。如果涂膜层的厚度在上述范围,则不会发生因热固化时产生的应力导致涂膜层产生裂缝、或涂膜层和丙烯酸树脂层(底涂层)的密合性降低等现象,从而实现本发明的目的,即得到具有充分的耐磨损性的涂膜层。
(粘接用底涂层)
当适用聚氨酯粘接剂时,为提高其粘接性,优选预先涂布粘接用底涂剂,进行聚氨酯粘接剂的涂布。对于所述聚氨酯粘接剂用底涂剂,在树脂基材层和印刷油墨层上,优选以多异氰酸酯化合物为主成分,可以优选地利用通常被称为车身用底涂剂或涂膜用底涂剂的化合物。另一方面,在硬涂层上,优选以多异氰酸酯化合物和硅烷化合物为主成分,可以优选地利用通常被称为玻璃用底涂剂的成分。
聚氨酯粘接剂用底涂剂除了配合有上述具有反应活性的主成分,一般还配合有溶剂、填充剂、催化剂、干燥剂、树脂成分、以及任意其它化合物。粘接用底涂剂中的多异氰酸酯化合物中,也可以利用“关于印刷油墨的详细情况”一项中的“多异氰酸酯化合物”中例示的化合物。
树脂基材层和印刷油墨层上适用的底涂剂中,优选所述多异氰酸酯化合物以含有芳香环的多异氰酸酯为主成分。所述多异氰酸酯化合物反应性优异。更优选地,在粘接用底涂剂中的多异氰酸酯化合物100摩尔%中,使选自MDI、TDI、三苯基甲烷-4,4,4-三异氰酸酯、以及三(对异氰酸酯苯基)硫代磷酸酯中的至少1种多异氰酸酯化合物优选为50摩尔%以上,更优选为55~90摩尔%。其它多异氰酸酯化合物可以利用脂肪族多异氰酸酯化合物和脂环式多异氰酸酯化合物等。作为所述化合物,可以例示TDI和HDI的异氰脲酸酯改性体、HDI和三羟甲基丙烷的加合物改性体、HDI的异氰脲酸酯改性体、以及IPDI的异氰脲酸酯改性体,其中TDI和HDI的异氰脲酸酯改性体因为容易调整反应性而优选。树脂基材层和印刷油墨层上适用的底涂剂优选地举出由MDI、三(对异氰酸酯苯基)硫代磷酸酯、以及TDI和HDI的异氰脲酸酯改性体构成的组合,特别优选使三(对异氰酸酯苯基)硫代磷酸酯在所述3者的合计100摩尔%中为50~70摩尔%的范围。
硬涂层上适用的底涂剂优选地利用硅烷偶联剂,以及硅烷化合物和多异氰酸酯化合物的反应生成物作为主成分。作为硅烷偶联剂,可以利用以往公知的各种偶联剂,特别优选并用γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷之类的含有环氧基的硅烷偶联剂和N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷之类的含有氨基的硅烷偶联剂。另外,还优选根据需要使用乙烯基三甲氧基硅烷之类的含有乙烯基的硅烷偶联剂。作为硅烷化合物和多异氰酸酯化合物的反应生成物,可以利用上述各种多异氰酸酯化合物和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷之类的含有巯基的烷氧基硅烷化合物的反应生成物。所述多异氰酸酯化合物包括HDI代表的脂肪族多异氰酸酯化合物、IPDI代表的脂环式多异氰酸酯化合物、以及它们的加合物改性体、异氰脲酸酯改性体、以及缩二脲改性体。
作为溶剂,如果相对于异氰酸酯基是非活性的溶剂,就可以利用公知的各种溶剂,具体而言,优选地例示乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮(MEK)、丙酮、以及甲苯等,其中,溶剂100重量%中,优选含有70重量%以上、更优选含有80重量%以上的乙酸乙酯和乙酸丁酯等乙酸酯。作为其它成分,还可以进一步并用戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、以及十二烷等碳原子数5~12的饱和烃化合物。溶剂100重量%中,所述同时并用时的碳原子数5~12的饱和烃化合物的比例优选为1~15重量%。溶剂的添加量根据异氰酸酯化合物的种类等适当地决定,没有特别限定,通常相对于异氰酸酯成分100重量份为500~1,000重量份左右。
作为促进异氰酸酯基的反应的催化剂,可例示上述“油墨中可配合的其它成分”一项中作为固化促进用催化剂而例示的锡盐之类的金属盐和胺系催化剂,其中,作为金属盐优选二月桂基酸二丁基锡,以及作为胺系催化剂优选1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷。底涂剂组合物中,优选二月桂基酸二丁基锡之类的锡盐为必需成分,根据需要并用胺系催化剂。所述催化剂的添加量根据异氰酸酯化合物的种类等适当地决定,没有特别限定,通常,相对于异氰酸酯成分100重量份为0.1~1重量份,优选为0.1~0.5重量份。
另外,作为用作被膜形成成分的树脂成分,可以例示聚酯聚氨酯树脂、聚醚聚氨酯树脂、以及丙烯酸聚氨酯树脂等聚氨酯树脂,丙烯酸树脂、环氧树脂、以及聚酯树脂等,优选含有上述树脂成分。固化后的底涂剂组合物、即固体成分100重量%中,上述树脂成分优选为3~50重量%,更优选为5~35重量%。
另外,为确保底涂剂组合物的稳定性,可以并用合成沸石之类的相对于异氰酸酯基非活性的脱水剂。另外,出于改善粘接性、赋予遮光性、以及防止后述的聚氨酯粘接剂层的粘接剂中含有的增塑剂移动等目的,底涂剂组合物中优选配合填充剂。作为所述填充剂,例如,可以举出碳酸钙、二氧化硅、炭黑、粘土、玻璃球、二氧化硅球、陶瓷球、塑料球、滑石、氧化钛、生石灰、沸石、以及硅藻土等。特别优选炭黑。粘接用底涂剂的固体成分100重量%中,填充剂的含量为1~60重量%,更优选为3~55重量%,进一步优选为5~35重量%。底涂剂中的炭黑遮蔽或吸收紫外线、可见光线,因此有助于窗体部件的耐候性提高。炭黑没有特别限定,例如可以例示ASTM标准规定的N110、N220、N330、N550、以及N770等各种炭黑。它们可以单独也可以组合2种以上使用。另外,为改进与基材的粘接性,可以在底涂剂组合物中配合三聚磷酸二氢铝之类的磷酸盐。
粘接用底涂层通过使用各种涂敷器涂布底涂剂组合物,通常在常温下干燥而形成。作为涂布方法,例如,可以使用刷涂法,喷涂法、线棒法、刮刀法、以及辊涂法等涂布。粘接用底涂层的厚度优选为2~40μm的范围,更优选为3~30μm,更优选为5~20μm的范围。
(聚氨酯粘接剂)
本发明中的聚氨酯粘接剂可以使用湿气固化型一液性聚氨酯粘接剂,以及二液性聚氨酯粘接剂中的任一种,湿气固化型一液性聚氨酯粘接剂生产效率优异,因而特别优选。湿气固化型一液性聚氨酯粘接剂通常以含有异氰酸酯基的化合物、特别是异氰酸酯基末端聚氨酯预聚物(以下,称为NCO末端预聚合物)为主成分,向其中配合增塑剂、填充剂、催化剂、以及任意其它化合物而成。其它化合物是对该组合物赋予所希望的特性等为目的而添加的物质,例如包括多异氰酸酯化合物和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷之类的硅烷偶联剂等密合剂,用于赋予耐热粘接性的(甲基)丙烯酸酯系共聚物,以及用于赋予轻型性·减振性·消音性的发泡剂、微球等。在此,通常在聚氨酯粘接剂组合物总量中,预聚物的含量优选在15~50重量%、更优选在20~45重量%、进一步优选在30~45重量%的范围进行选择。作为聚氨酯粘接剂组合物的优选方式的代表例,优选地例示Yokohama Rubber(株)制的WS-222,以及Sunstar技研(株)制的#560等直接窗体用的各种粘接剂。
异氰酸酯基末端聚氨酯预聚物,在上述湿气固化型一液性聚氨酯粘接剂中作为主成分而优选使用,相对于各种多元醇过量的多异氰酸酯化合物通过采用常用方法进行反应而制造得到。作为上述多元醇,包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、主链由C-C键构成的多元醇、低分子多元醇、以及其它多元醇。所述聚氨酯预聚物的数均分子量优选为1,000~30,000,更优选为2,000~10,000的范围。制造异氰酸酯基末端聚氨酯预聚物时使用的多元醇和多异氰酸酯化合物的量的比以NCO基相对于OH基的比率(NCO基/OH基(当量比))计,优选为1.2~4,该范围的下限更优选为1.5,该范围的上限更优选为2.5,进一步优选为2.2。
作为聚醚多元醇,可以例示使乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,2,5-己烷三醇、1,3-丁烷二醇、1,4-丁烷二醇以及季戊四醇等多元醇与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷以及聚氧基四亚甲基氧化物等环氧烷类加成得到的多元醇。特别是含有甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷、以及季戊四醇等3官能以上的多元醇与环氧烷类加成得到的3官能以上的多元醇,因粘接剂的强度优异,能够通过通用的原材料容易地制造而优选。作为3官能以上的多元醇,特别是聚氧亚丙基三醇之类的聚氧基亚烷基三醇从低价且粘接剂强度方面考虑而优选。另外,与所述3官能以上的多元醇并用聚丙二醇和聚四亚甲基二醇等2官能的多元醇,因可以容易地调整粘接剂所需要的强度而优选。3官能以上的多元醇和2官能的多元醇的比率,两者合计100重量%中,3官能多元醇优选为30~80重量%,更优选为50~70重量%的范围。应予说明,所述比率在任一多元醇中都相同。
作为聚酯多元醇,包括缩合系聚酯多元醇、内酯系聚酯多元醇、以及聚碳酸酯二醇等。作为主链由C-C键构成的多元醇,包括丙烯酸多元醇、聚丁二烯系多元醇、氢化聚丁二烯系多元醇、聚烯烃系多元醇、以及皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。作为低分子多元醇,包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁烷二醇、戊烷二醇、以及己烷二醇等。另外作为其它多元醇,可以例示阻燃用多元醇、含磷多元醇、以及含卤多元醇等。
上述异氰酸酯基末端聚氨酯预聚物中使用的多元醇可以单独或组合2种以上使用。上述多元醇中特别优选聚丙二醇,所述聚丙二醇中也可以并用分子量不同的2种以上的聚丙二醇。
作为异氰酸酯基末端聚氨酯预聚物中使用的异氰酸酯化合物,可以利用上述的“关于印刷油墨的详细情况”一项中的“多异氰酸酯化合物”中例示的化合物,更优选的是以含有芳香环的多异氰酸酯为主成分的化合物,优选MDI和TDI,从强度和通用性方面考虑特别优选MDI。应予说明,所述异氰酸酯化合物可以单独或组合2种以上使用,另外末端结构也可以是缩二脲改性体。
作为聚氨酯粘接剂中的其它必需成分,可以举出增塑剂、填充剂、以及催化剂等。
作为增塑剂,可以例示邻苯二甲酸二异壬基酯、邻苯二甲酸二辛基酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁基酯、邻苯二甲酸二月桂基酯、丁基苄基邻苯二甲酸酯、己二酸二辛基酯、己二酸二异癸基酯、磷酸三辛基酯、磷酸三(氯乙基)酯、磷酸三(二氯丙基)酯、己二酸丙二醇聚酯、己二酸丁二醇聚酯、环氧基硬脂酸烷基酯、烷基苯、环氧化大豆油等。通常聚氨酯粘接剂组合物总量中,增塑剂的配合量优选在10~30重量%、更优选在15~25重量%的范围选定得到。
作为填充剂,可以例示碳酸钙、二氧化硅、炭黑、粘土、玻璃球、二氧化硅球、陶瓷球、塑料球、滑石、氧化钛、生石灰、沸石、硅藻土等。优选并用炭黑和其它填充剂,作为其它填充剂特别优选高岭土和蒙脱石等粘土以及碳酸钙。通常聚氨酯粘接剂组合物总量中,填充剂的配合量优选在30~65重量%的范围、更优选在40~60重量%的范围、进一步优选在40~50重量%的范围选定得到。其中,聚氨酯粘接剂组合物总量中,炭黑在10~40重量%、更优选在25~35重量%的范围选定得到。
作为催化剂,可以例示有机锡化合物(二乙酰基丙酮二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸锡、二马来酸二丁基锡等);2,2′-二吗啉代二乙基醚、二(2,6-二甲基吗啉代乙基)醚;羧酸铋(2-乙基己烷酸铋、辛酸铋、新癸酸铋等);羧酸(安息香酸、邻苯二甲酸、2-乙基己烷酸、辛酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等);三亚乙基二胺及其盐;双(2-二甲基氨基乙基)醚;1,8-二氮杂二环(5,4,0)十一碳烯-7及其盐(酚盐、辛酸盐、油酸盐、对甲苯磺酸盐、甲酸盐等);咪唑系化合物(2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑,1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-〔2′-甲基咪唑基-(1′)〕-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-〔2′-十一烷基咪唑基-(1′)〕-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-〔2′-乙基-4′-甲基咪唑基-(1′)〕-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-〔2′-甲基咪唑基-(1′)〕-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-甲基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-苯基咪唑啉,2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑等)等。通常,聚氨酯粘接剂组合物总量中组合物总量中,催化剂的配合量在0.005~0.5重量%的范围选定得到。
还可以根据需要适量添加密合剂[上述多异氰酸酯化合物中低于分子量1000的化合物,硅烷偶联剂(巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷等),或所述多异氰酸酯化合物和硅烷偶联剂的反应生成物];六亚甲基二异氰酸酯衍生物(缩二脲改性体、异氰脲酸酯改性体、三羟甲基丙烷改性体等);钛酸酯系偶联剂;溶剂(二甲苯、甲苯等);另外还可以添加上述以外的抗老化剂、抗氧化剂、发泡剂、紫外线吸收剂、以及颜料等。
本发明中的聚氨酯粘接剂层的厚度优选由Adhesives andSealants:General Knowledge,Application Techniques,New CuringTechniques(Elsevier Science Ltd,2006)的385页Figure27的Plastic/Steel的区域决定。其中,因为所述图设定为安全方面上的区域,所以可以考虑各种形状、使用条件,以相对于区分所述区域的线低于2mm、优选低于1.5mm的范围减薄聚氨酯粘接剂的厚度。特别是成型品的长边小于1m时,能够在将Δα=12×10-6K的线外推而成的线上进行厚度设计。
实施例
本发明的本发明人等目前认为最好的本发明的方式是将上述各要件的优选范围集合而成,例如,将其代表例记载在下述的实施例中。当然本发明不限于这些方式。
(I)评价项目
(I-1)目视观察外观评价
对注射压缩成型制造的片(表1和表2中表示为“前”。下述(I-2)中相同)和热成型后的片(表1和表2中表示为“后”。下述(I-2)中相同),基于透过成型品观察到的透视图像、反射图像的不均匀度,进行外观观察。评价的基准如以下的A~D。将结果示于表1和表2。
A:即便以相对于面约10~20度的严格的角度进行观察也不能确认不良的等级。
B:以相对于面约10~20度的锐利角度进行观察仅确认些许不良。例如,本领域技术人员以外的人,即便对其指出了不良位置也不能容易地辨别缺点、或对晴天白天的直射日光的投影图像能够确认较薄的影的等级。
C:以相对于面约10~20度的锐利角度进行观察,确认不良。例如,本领域技术人员以外的人,如果对其指出了不良位置就能够辨别缺点、或对晴天白天的直射日光的投影图像能够确认较浓的影的等级。
D:即便以相对于面约30度以上的平缓角度进行观察也能够确认不良。例如,没有成见的本领域技术人员以外的人即使不对其指出不良位置进行观察也能够辨别缺点、或对晴天白天的直射日光的投影图像能够确认浓影的等级。
(应予说明,上述投影图像的影的浓度表示在相同条件下比较上述外观性状不同的样品时的相对程度)。
(I-2)注射压缩成型制造的片和热成型后的片的表面性状的评价
如下所述,对注射压缩成型制造的片和热成型后的片的表面进行测定。即,根据JIS B0610使用表面粗糙度形状测定器((株)东京精密制SURFCOM 1400A),对各片的任意3个位置(两面计6个位置进行测定,计算表面粗糙度Ra。另外,上述式(1)中的滤波起伏曲线的起伏振幅Wa和起伏波长WSm也使用相同的测定器,以基准长度L为90mm,从表面凹凸形状以截取波长为2.5mm、截取种类为2CR(相位非补偿)、倾斜修正为最小二乘曲线修正来提取滤波起伏曲线进行计算。通过使所述Wa和WSm相同,从而对片的任意3个位置(两面计6个位置)进行测定。结果示于表1。
(II)树脂材料的制造
(II-1)树脂材料A1的制造
根据下述原料标记对树脂材料A1的制造方法进行说明。将9.5重量份的PC、0.08重量份的VPG、0.02重量份的SA、0.03重量份的PEPQ、0.05重量份的IRGN、0.32重量份的UV1577、以及1×10-4重量份的BL用高速混炼机均匀混合。相对于所述混合物10.0001重量份,将90重量份的PC用V型混合机均匀混合,得到用于供给挤出机的预备混合物。
将得到的预备混合物供给挤出机。使用的挤出机是螺杆直径77mmφ的排气式双轴挤出机((株)日本制钢所制:TEX77CHT(完全啮合,同方向旋转,双螺纹螺杆))。该挤出机从螺杆根部观察在L/D约8~11的部分具有由顺进给的捏合盘和逆进给的捏合盘的组合构成的混炼区,然后在L/D约16~17的部分具有由进给的捏合盘构成的混炼区。另外该挤出机在后半的混炼区的后方紧接着具有L/D 0.5长度的逆进给的全螺纹区。在L/D约18.5~20的部分设置1处排气口。挤出条件为排出量320kg/h、螺杆转速160rpm、以及排气的真空度3kPa。另外,挤出温度是从第一供给口230℃到模具部分280℃阶段性上升的温度构成。
从模具挤出的线束在温水浴中冷却,利用造粒机切割使之颗粒化。切割后的颗粒通过振动式筛部10秒左右,由此切割不充分的长颗粒和切割屑中可除去的部分被除去。
(II-2)树脂材料A2的制造
将9.43重量份的PC、0.1重量份的VPG、0.02重量份的SA、0.03重量份的PEPQ、0.05重量份的IRGN、0.3重量份的UV1577、0.07重量份的IRA、以及1×10-4重量份的BL用高速混炼机均匀混合。相对于所述混合物10.0001重量份,将90重量份的PC用V型混合机均匀混合,得到用于供给挤出机的预备混合物,除此之外,与树脂材料A1的制造同样地得到颗粒状的树脂材料A2。
应予说明,上述使用原料如下。
PC:由双酚A和光气通过界面缩聚法制造的粘均分子量25,000的聚碳酸酯树脂粉末(帝人化成(株)制:Panlite L-1250WQ(商品名))
VPG:季戊四醇和脂肪族羧酸(以硬脂酸和棕榈酸为主成分)的全酯(Cognis Japan(株)制:Loxiol VPG861)
SA:脂肪酸部分酯(RIKEN VITAMIN(株)制:RIKEMAL S-100A)
PEPQ:亚膦酸酯系热稳定剂(Sandoz公司制:Sandostab P-EPQ)
IRGN:受阻酚系抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals公司制:Irganox1076)
UV1577:2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚(Ciba Specialty Chemicals公司制:Tinuvin1577)
BL:上蓝剂(bayer公司制:Macrolex Violet B)
IRA:由有机分散树脂和作为无机红外线吸收剂的Cs0.33WO3(平均粒子径5nm)构成,由无机红外线吸收剂含量约23重量%构成的红外线屏蔽剂(住友金属矿山(株)制YMDS-874)
(III)原料片成型品的制造
(III-1)片-α的制造
将上述树脂材料A1或A2的颗粒使用具备压板的4轴平行控制机构的可注射加压成型的大型成型机((株)名机制作所制:MDIP2100,最大合模力33540kN)进行注射加压成型,制造图5所示的厚度4.5mm、长度×宽度为1000mm×600mm的片成型品。如所述图所示,成型在1点的热流道(53)和浇口(52)中实施。另外,模具采用板的表面和背面的任一面为相同等级的表面性状。
所述成型机带有能使树脂原料充分干燥的加料斗干燥器设备,所述干燥后的颗粒通过压空输送供给到成型机供给口而用于成型。成型采用以下条件:料筒温度300℃,热流道设定温度300℃,模具温度在固定侧和可动侧都为110℃,加压行程:1.5mm,加压的保持时间:120秒,加压压力为17MPa,以及重叠时间为0.12秒,可动侧模具分型面在最终的前进位置不与固定侧模具分型面接触。填充结束后立即关闭阀门浇口而成为熔融树脂不从浇口向料筒逆流的条件。所述成型即使在模压缩和模打开的任一工序中,模具间的平行度也通过4轴平行控制机构保持在作为表示倾斜量和扭曲量的tanθ为约0.000025以下。
(III-2)片-β的制造
如图6所示,变更为在长边侧采用热流道(63~65)5点的浇口(62)的模具,与上述片-α的情况同样地进行成型。5点的浇口按第一热流道浇口(64)、第二热流道浇口、以及第三热流道浇口(63)的顺序进行基于SVG法的级联成型,成型为没有接合部的片。
(III-3)片-γ的制造(比较用)
将树脂材料A1或A2在120℃热风干燥5小时后,根据日本特开2005-081757号公报的挤出方法,制造厚度4.5mm、1,200mm宽度的挤出片,两端部各切割100mm制成1,000mm的长边,在挤出方向按600mm的长度切割,进行截取而制造厚度4.5mm、长度×宽度1,000mm×600mm的片成型品。
(IV)对片的印刷
如图7所示,利用具有遮光功能的黑油墨,在上述(III)中得到的片上网版印刷出2片挖空的窗框的图案。印刷在循环清洁的空气在23℃、相对湿度50%的环境下进行。网版使用200目,得到的印刷层的膜厚约8μm。进行2层或3层涂布时,通过印刷1层后在所述环境下风干90分钟,然后进行下一层的印刷的方法来实施。多层涂布的膜厚几乎与层数成比例,例如如果进行3层涂布,得到约24μm厚的膜厚。印刷在网版印刷中负载油墨后,在所述环境下进行30分钟的风干,然后在90℃经60分钟的处理将油墨层干燥并固定。多层涂布时,最终印刷后实施所述处理。应予说明,所述印刷中使用的油墨如下所述。(以下均只表示种类,全部为黑油墨)。
TAS:以由聚酯多元醇和多异氰酸酯构成的聚氨酯树脂为粘合剂的二液性油墨(将TAS丝网油墨:100重量份,210固化剂:5重量份,以及G-002溶剂:15重量份的均匀混合物(原料均为帝国油墨(株)制)作为油墨使用)
MRX:以由聚酯多元醇和多异氰酸酯构成的聚氨酯树脂为粘合剂的二液性油墨(以MRX丝网油墨:100重量份,210固化剂:5重量份,以及G-002溶剂:15重量份的均匀混合物(原料均为帝国油墨(株)制)作为油墨使用)
POS:以由丙烯酸多元醇和多异氰酸酯构成的聚氨酯树脂为粘合剂的二液性油墨(以POS丝网油墨:100重量份,210固化剂:5重量份,以及P-002溶剂:15重量份的均匀混合物(原料均为帝国油墨(株)制)作为油墨使用)
VK:以氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂为粘合剂的一液性油墨(以VK丝网油墨:100重量份和J-002溶剂:15重量份(原料均为帝国油墨(株)制)作为油墨使用)
ISX:聚酯系一液性油墨(ISX丝网油墨:100重量份和Z-705溶剂:10重量份(原料均为帝国油墨(株)制),作为油墨使用))
(V)片的热成型
上述印刷结束后,使用热加压成型机,通过粘接剂在由木模构成的凹模和凸模的两表面粘贴棉法兰绒。此时,其热成型后,在距上述印刷框的外边缘部5mm以上外侧的部分重叠粘贴2张上述棉法兰绒,使得在印刷框的内侧的部分,来自模的加压压力能够得到缓冲。1张棉法兰绒的厚度为0.5mm。片使用夹具被安装在夹板的正确的位置后,通过搬运装置被送到炉内温度170℃的空气强制循环式加热炉。片在所述加热炉内停留10分钟,进行预加热(工序(2))。
然后,通过连续的搬运装置立即送入热加压成型工序,夹持在上述两模间进行加压成型(工序(3))。在模内停留2分钟后,通过搬运装置从模取出,从夹板取下而得到具有弯曲面的片。所述弯曲面在制品部中具有约2,500mm的曲率半径。
应予说明,片相对于模的定位通过将片对夹板的安装位置和模的位置预先正确输入到搬运装置的程序中来进行。通过利用注射加压成型制造的片的低且均匀的热收缩或膨胀特性、以及所述定位控制,得到在任一热成型品中均没有印刷位置的偏离、印刷部的不良的印刷成型品。上述热加压成型在清洁的空气循环的常温环境下进行,木模在不进行温度控制的情况下使用。另外,为了保存到下一工序,利用遮蔽膜进行两面的保护。图8表示热成型后的片的示意图。
(VI)热成型的片的评价
(实施例1~10和比较例1,2)
上述热成型前后的片,根据上述评价方法(I-1)和(I-2)来进行评价。结果示于表1和表2。
表1
Figure BDA0000155667510000651
表2
Figure BDA0000155667510000661
由上述表1可知,对热成型前的挤出片仅略微确认其外观上的不良。然而如果加热到玻璃化温度以上,片充分地软化、且存在受到变形应力的热历程,则潜在的不良明显化,即便不是所述作业的熟练人员也能够比较容易识别其缺点。另一方面,通过注射加压成型形成的片,所述不良是即使在热成型后也不能确认、或不是熟练人员就不能容易识别的等级。根据所述效果,本发明以低成本提供具有以往没有的高品位的弯曲面的成型品。
应予说明,对一部分样本,为了确认是否满足上述式(1)的关系,测定了Ra、Wa、以及Wsm,在热成型前后均没有大幅降低,是满足式(1)的关系的良好的样品。
(VII)对片的硬涂
如上所述热成型的片的一部分实施下面的硬涂处理,假定最终对车体进行安装,使用粘接剂安装在SUS框中,实施其粘接性的评价。上述的热成型品中,对于在整面进行了硬涂处理的热成型品,取下遮蔽膜,使用含浸有异丙醇的BEMCOT擦拭纸清洁表面。另一方面,对印刷部实施遮蔽以没有硬涂液的热成型品,只对部分重新进行新的耐热遮蔽处理,进行硬涂涂敷表面的清洁化。
清洁了表面的热成型品,通过流涂法两面涂敷下述的第一层用丙烯酸树脂涂料以不出现蓄积液体,在25℃和相对湿度50%的无尘室内静置20分钟风干。然后,下述的第一层用丙烯酸树脂涂料中,对于HP-1和HP-2,在125℃的炉内温度下在空气强制循环式加热炉内保存60分钟,并且,对于HP-3,在135℃的炉内温度下在空气强制循环式加热炉内保存30分钟,由此进行热固化,从而在中央的透明部分层叠平均约8μm的膜厚的固化膜。接着在所述固化膜上两面涂敷第二层用有机硅氧烷树脂涂料,与第一层同样静置,对于HP-1和HP-2、以及HP-3,分别在125℃、135℃的炉内温度的空气强制循环式加热炉中保存60分钟,由此进行热固化,进一步在中央的透明部分层叠平均约4μm的膜厚的固化膜。
流涂法通过单一喷嘴实施,从热成型片的长边的端部进行顺流,以使得产生从非设计面到设计面的液流。另外丙烯酸树脂涂料和其上的有机硅氧烷树脂涂料以液流为相反方向的方式进行涂敷。
(VII-1)丙烯酸树脂涂料HP-1的调制
在具有回流冷却器和搅拌装置、氮气置换的烧瓶中添加混合74.2重量份的甲基丙烯酸乙酯(以下省略为EMA)、33.6重量份的甲基丙烯酸环己基酯(以下省略为CHMA)、13.0重量份的甲基丙烯酸2-羟基乙基酯(以下省略为HEMA)、12.0重量份的LA-82(旭电化工业(株)制含有受阻胺系光稳定性基团的甲基丙烯酸酯即1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、132.8重量份的甲基异丁基酮(以下省略为MIBK)以及66.4重量份的2-丁醇(以下省略为2-BuOH)。向混合物通氮气15分钟进行脱氧后,在氮气流下升温到70℃,加入0.33重量份的偶氮二异丁腈(以下省略为AIBN),在氮气流中、在70℃搅拌5小时下进行反应。再加入AIBN:0.08重量份升温到80℃,反应3小时,得到不挥发成分浓度为39.7重量%的丙烯酸共聚物溶液。丙烯酸共聚物的重均分子量由GPC的测定(柱;Shodex GPCA-804,洗提液;THF)用聚苯乙烯换算为115,000。丙烯酸共聚物溶液100重量份中,加入MIBK:68.6重量份、2-BuOH:34.2重量份、1-甲氧基-2-丙醇(以下,省略为PMA):133重量份混合,添加TINUVIN 400(Ciba Specialty Chemicals(株)制三嗪系紫外线吸收剂)4.24重量份、以及TINUVIN 479(CibaSpecialty Chemicals(株)制三嗪系紫外线吸收剂)1.06重量份、相对于丙烯酸共聚物溶液中的丙烯酸共聚物的羟基1当量异氰酸酯基为1.0当量的10.1重量份VESTANAT B1358/100(Degussa Japan(株)制封端化了的多异氰酸酯化合物),再加入二新癸酸二甲基锡:0.015重量份,在25℃搅拌1小时,得到丙烯酸树脂涂料(HP-1)。
(VII-2)有机硅氧烷树脂涂料HT-1的调制
在133重量份水分散型硅溶胶分散液(催化剂化成工业(株)制Cataloid SN-30,固体成分浓度30重量%)中加入1M的盐酸:1.3重量份充分搅拌。将该分散液冷却到10℃,用冰水浴冷却下滴加甲基三甲氧基硅烷:162重量份。滴加甲基三甲氧基硅烷之后因反应热混合液的温度开始上升,从滴加开始5分钟后温度上升到60℃后,因冷却的效果混合液温度缓缓降低。在混合液的温度变为30℃的阶段在30℃搅拌10小时以维持该温度,向其中混合作为固化促进剂的胆碱浓度45重量%的甲醇溶液:0.8重量份,作为pH调节剂的乙酸5重量份,作为稀释溶剂的异丙醇:440重量份,得到有机硅氧烷树脂组合物涂料(HP-1)。
(VII-3)丙烯酸树脂涂料HP-2的调制
在具有回流冷却器和搅拌装置的烧瓶中添加MIBK:443.4重量份、2-[4-[(2-羟基-3-(2′-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(Ciba Specialty Chemicals(株)制TINUVIN405):350.3重量份、2-异氰酸根合甲基丙烯酸乙酯:93.1重量份混合,加热到80℃。接着,加入二月桂酸二丁基锡:0.1重量份,在相同温度下搅拌30分钟。冷却至室温后,将得到的溶液移入水中,搅拌后,将反应物用MIBK萃取。馏去MIBK,将得到的油状物滴加到甲醇中,搅拌得到淡黄色粉末。干燥该粉末,得到2-甲基丙烯酰氧基乙基氨基甲酸1-[3-羟基-4-{4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基}苯基氧基]-3-(2-乙基己基氧基)-2-丙酯(以下,省略为MOI-405)。
接下来,在具有回流冷却器和搅拌装置、氮气置换的烧瓶中添加EMA:62.1重量份、CHMA:168.2重量份、HEMA:26.0重量份、上述MOI-T405:41.4重量份、LA-82:47.9重量份、MIBK:518.4重量份并混合。向混合物通氮气15分钟进行脱氧后,在氮气流下升温到70℃,加入AIBN:0.66重量份,在氮气流中、在70℃搅拌5小时下进行反应。再加入AIBN:0.16重量份升温到80℃反应3小时,冷却至室温附近后加入2-BuOH:259.2重量份,得到不挥发成分浓度为30.4重量%的丙烯酸共聚物溶液。
另外在所述丙烯酸共聚物溶液100重量份中,加入MIBK:28.2重量份、2-BuOH:14.1重量份、PMA:97.8重量份混合,以相对于该丙烯酸树脂溶液中的丙烯酸共聚物的羟基1当量,异氰酸酯基为1.0当量的方式添加VESTANAT B1358/100:6.0重量份,加入上述TINUVIN479:0.53重量份、APZ-6633(Dow Corning Toray(株)制硅烷偶联剂水解缩合物的乙醇溶液;固体成分5重量%)7.0重量份、二新癸酸二甲基锡:0.011重量份,在25℃搅拌1小时,得到丙烯酸树脂涂料(HP-2)。
(VII-4)有机硅氧烷树脂涂料HT-2的调制
在上述Cataloid SN-30:133重量份中加入1M的盐酸1.3重量份充分搅拌。将该分散液冷却到10℃,用冰水浴冷却下滴加216重量份的甲基三甲氧基硅烷。甲基三甲氧基硅烷滴加结束后,在30℃搅拌10小时后,将作为固化促进剂的胆碱甲醇溶液(含有胆碱45重量%)1.1重量份、乙酸:6.7重量份、作为稀释溶剂的异丙醇:550重量份混合,在加入710T(Tayca(株)制IPA分散型氧化钛分散液)3.4重量份,得到有机硅氧烷树脂涂料HT-2。
(VII-5)丙烯酸树脂涂料HP-3的调制
预先调制将由2-[2′-羟基-5′-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑(RUVA-93,大塚化学(株)制)67.5g、γ-甲基丙烯酸氧基丙基三甲氧基硅烷:90g、甲基丙烯酸甲酯:270g、甲基丙烯酸缩水甘油酯:22.5g、以及二丙酮醇:350g构成的单体混合溶液、和作为聚合引发剂的2,2′-偶氮双(2-甲基丁腈)2.3g溶解在二丙酮醇:177.7g中而成的聚合引发剂溶液。在具有搅拌机、冷凝器和温度计的2升烧瓶中装入作为溶剂的二丙酮醇:152g,在氮气流下加热到80℃后,依次投入上述单体混合溶液中的240g和聚合引发剂溶液中的54g。在80℃反应30分钟后,在80~90℃用1.5小时同时滴加剩余的单体混合溶液和剩余的聚合引发剂溶液。滴加后再于80~90℃下5搅拌小时。由此得到三甲氧基甲硅烷基和苯并三唑紫外线吸收性基团与侧链键合的丙烯酸共聚物。
接着,将所述共聚物100重量份、有机溶剂分散硅溶胶(日产化学工业(株)制PMA-ST)33重量份、以及上述TINUVIN479:3重量份以全部固体成分浓度为13.5重量%的方式用二丙酮醇和丙二醇单甲基醚的重量比为20比80的混合溶剂进行稀释,得到丙烯酸树脂涂料HP-3。
(VII-6)有机硅氧烷树脂涂料HT-3的调制
在具有搅拌机、冷凝器以及温度计的1升烧瓶中装入甲基三乙氧基硅烷:336g、2-BuOH:94g,一边在冰冷下搅拌一边维持在5℃以下,向其中添加5℃以下的水分散硅溶胶(日产化学工业(株)制SNOWTEXO)283g在冰冷下搅拌3小时,再在20~25℃下搅拌12小时,添加二丙酮醇:27g、丙二醇单甲基醚:50g。接着加入10%丙酸钠水溶液:3g、作为流平剂的聚醚改性有机硅KP-341(信越化学工业(株)制):0.2g,再用乙酸调整pH为6~7。然后,用2-BuOH:异丁醇调制成不挥发成分(JIS K 6833)为16重量%,常温下熟化5天,得到有机硅氧烷树脂涂料HT-3。
(VIII)不需要部分的修整
对上述(VI)的进行了硬涂处理的成型品使用NC立铣刀进行切削加工,得到如图9所示的周围经黑印刷了的窗体成型品。
(IX)对框的粘接和评价
(实施例11~24)
使用湿气固化型一液性聚氨酯粘接剂的Hamatite WS222(Yokohama Rubber(株)制)将上述修整后的窗体成型品粘接在厚度2mm的SUS框。在此,表3中粘接层构成栏中的[1-b]的标记表示与图4中的[1-b]的构成相当,其它标记也相同。
[1-b]的构成通过在两面的硬涂处理结束后,使用NC立铣刀除去粘接部分的硬涂层而实现。[3-a]的构成通过对印刷层上的粘接部分实施上述的遮蔽处理而实现,[3-d]的构成通过对背面的粘接部分实施上述的遮蔽处理而实现,在粘接剂的涂布之前除去遮蔽。[1-d]的构成通过不对背面进行硬涂处理而实现。
粘接时,窗体成型品的粘接部和SUS框材的粘接部一起用含浸异丙醇的BEOMCOT擦拭纸擦拭,清洁表面。然后,在窗体成型品的粘接部分(比最终的聚氨酯粘合剂液滴展开略广的范围)和SUS框的粘接部分的任一部分涂布车身用底涂剂RC-50E(Yokohama Rubber(株)制)。所述涂布通过在将底涂剂溶液充分含浸后,用拧干为一定程度的BEOMCOT擦拭纸实施。为防止所述底涂剂的擦伤,1次涂布后,在23℃、相对湿度50%的环境下放置10分钟,然后再次涂布底涂剂。从所述第2次的底涂剂的涂布到3分钟以内,涂布直径5mmφ的聚氨酯液滴。所述涂布在距成型品的外缘约10mm的位置进行1周。利用安装于成型品侧的3mm厚度的隔离物,以聚氨酯粘接剂厚度为3mm的方式将成型品固定于SUS框内。所述固定后在23℃、相对湿度50%的环境下进行1周的保养处理,进行聚氨酯粘接剂的湿气固化。所述保养处理结束后的固定于SUS框的成型品,实施以下2种促进处理。即,
(i):在炉内温度90℃的炉中保存336小时的促进处理,以及
(ii):通过用浸水后拧干、水滴不滴落但充分湿润的棉布覆盖成型品,在所述状态下装入封闭容器,在70℃保存168小时的促进处理。(ii)的促进处理,根据所谓的Cataplasma试验。
所述处理后,使用美工刀将粘接剂和SUS板的界面小心地切去。从涂布有粘接剂的部分切下来三个110mm×30mm宽度的长方形试验片,与试验片结合的聚氨酯粘接剂的耐性通过剥离试验评价。应予说明,所述剥离试验中,一般要求聚氨酯粘接剂凝聚破坏(Cohesive Failure),且没有规定量的粘接破坏。因此,撕下剥离中的破坏将全部为凝聚破坏的情况标记为表3中“CF-100”。该结果是最好的结果。结果示于表3。
表3
Figure BDA0000155667510000731
从上述表可知,含有印刷层的粘接层构成具有良好的耐热性和耐湿热性,实用性优异。
发明效果
具有本发明的高品位的设计面的弯曲部件的制造方法是能够有效、结果低成本地制造具有汽车之类的运输机的窗体部件所要求的高品位设计面的树脂部件的方法。因此,如上所述,可以优选地使用在要求这些特性的车辆用窗体件,例如后车窗、采光天窗、天窗面板、可拆卸顶、车窗反射器、指向灯透镜、车内灯透镜、以及显示器显示用前面板等。另外,除了车辆用窗体件以外,还可以使用在建筑机械的窗玻璃、大厦、住宅、以及温室等的窗玻璃、车库以及拱廊等的屋顶、照灯用透镜、信号灯透镜、光学仪器的透镜、大型镜子、眼镜、护目镜、防音壁、脚踏车的风挡、标牌、照明罩、太阳能电池罩或太阳能电池基材、显示装置用罩、触摸面板、以及游艺机(弹子球机等)用构件(电路罩、底盘、弹子球的球搬运导轨等)等广泛的用途。因此,本发明适用于各种电子·电气仪器、OA机器、车辆构件、机械构件、其它农业资材、渔业资材、搬运容器、包装容器、玩具以及杂货等各种用途,其起到的工业效果显著。
工业上的可利用性
利用本发明的制造方法得到的具有高品位的设计面的弯曲部件,适用于车辆用窗体件等。

Claims (16)

1.一种具有高品位的设计面的弯曲部件的制造方法,包括以下各工序:
(1)准备将含有热塑性树脂的树脂材料注射压缩成型而成的具有高品位的设计面的片,即,工序(1),
(2)树脂材料的玻璃化温度为Tg(℃)时,在(Tg+5)~(Tg+70)℃的温度对片进行预加热使其软化,即,工序(2),
(3)对软化的片作用压力而使高品位的设计面弯曲,即,工序(3)。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述高品位的设计面的两面的表面粗糙度Ra为0.06μm以下、表面起伏成分的平均振幅y为0.5μm以下,并且在检测到表面起伏成分的平均波长x时,y满足下述式(1),
y≤0.0004x2+0.0002x    (1)
式(1)中,y表示片的JIS B0610中规定的滤波起伏曲线的平均振幅Wa,其单位为μm,x表示片的滤波起伏曲线的平均波长WSm,其单位为mm。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其中,热塑性树脂以聚碳酸酯树脂为主体。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其中,片是通过注射压缩成型法制造的片,所述注射压缩成型法中,将熔融的树脂材料从单一浇口填充到模具内腔内、或从多个浇口利用基于顺序阀浇口法的级联成型方式填充到模具内腔内。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其中,片是通过注射压缩成型法制造的片,所述注射压缩成型法中,将熔融的树脂材料从单一浇口填充到模具内腔内。
6.根据权利要求1所述的制造方法,其中,工序(3)是用模使片弯曲的工序。
7.根据权利要求6所述的制造方法,其中,以缓冲片的高品位的设计面中来自模表面的压力的方式作用压力。
8.根据权利要求1所述的制造方法,其中,片是在其至少1面印刷有图案的印刷片。
9.根据权利要求1所述的制造方法,其中,在工序(1)和工序(2)之间包含在片的至少1面印刷图案的工序,即,工序(P)。
10.根据权利要求1所述的制造方法,其中,包含在片的至少1面涂布硬涂液的工序,即,工序(C)。
11.根据权利要求1所述的制造方法,其中,包含除去片的不需要的部分的工序,即,工序(T)。
12.根据权利要求1所述的制造方法,其中,包含在弯曲部件上安装其它部件的工序,即,工序(A)。
13.根据权利要求1所述的制造方法,其中,包含将得到的弯曲部件固定在最终制品上的工序,即,工序(F)。
14.根据权利要求1所述的制造方法,其中,工序(C)和工序(T)在工序(3)之后按工序(C)和工序(T)的顺序进行。
15.根据权利要求1所述的制造方法,其中,弯曲部件具有透光性、且满足上述式(1)。
16.一种具有高品位的设计面的弯曲部件,用权利要求1所述的方法制造。
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