CN103826827A - 用膜覆盖而成的成形品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供成形品，其具有基体且该基体表面用膜覆盖，该成形品具有良好的外观，即使在高温环境等严酷实际使用环境下外观也不会受损。所述成形品具有基体且该基体表面的一部分或全部用膜覆盖，该膜具有粘接层，该粘接层与该基体接触，该基体的与该粘接层接触的面的表面粗糙度（A）为3~20μm。

Description

用膜覆盖而成的成形品
技术领域
本发明涉及用装饰膜等膜覆盖表面而成的成形品。尤其是，涉及用装饰膜覆盖其表面而成的汽车的内部装饰品或外部装饰品以及冰箱等家电制品或个人电脑、智能手机等信息电子设备的壳体等的成形品。
背景技术
以往，为了对汽车的仪表板等部件赋予耐划伤性、耐候性、耐久性、耐污染性、防腐蚀性以及外观设计性等功能，配合该部件的材质而实施了密胺系树脂、异氰酸酯系树脂以及聚氨酯系树脂等固化性树脂涂料的直接涂布。
另外，为了对家电制品壳体等赋予耐划伤性、耐久性、耐污染性以及外观设计性等功能，进行了紫外线固化型的丙烯酸类树脂等硬质涂层涂料的直接涂布。
但是，这种直接涂布存在以下问题：具有非涂布面的遮蔽、涂布、固化以及精加工等多个工序；为了处理涂料的溶剂而需要整顿作业环境、进行安全卫生管理；为了均匀且无缺陷地涂布而需要熟练操作；喷雾涂布中的外观设计性的范围存在限制等。另外，紫外线固化型的硬质涂层涂料存在容易因紫外线而产生劣化、无法获得满足的耐候性这样的问题。
因此，提出了通过真空成形等将单面具有粘合剂层的装饰膜粘贴在汽车部件等成形品的表面来代替涂料的直接涂布（例如专利文献1~3）。贴附装饰膜是为了解决直接涂布的作业性、环境安全性以及外观设计性等问题，但成形品的贴附有装饰膜处的表面与装饰膜之间残留有空气，其结果，存在用膜覆盖而成的成形品（以下，有时称为覆盖成形品）的表面产生“膨胀”、覆盖成形品的外观受损的问题。该膨胀即使在刚覆盖后为不显眼程度的大小，但在暴露于高温环境中时，残留空气大幅膨胀，由此使外观显著受损，因此实际上是麻烦的问题。
为了解决该问题，提出了在装饰膜的粘合剂层形成连通槽、脱气通路的方法（例如，专利文献4和5）。
然而，装饰膜的粘合剂层存在槽等时，存在如下问题：在覆盖装饰膜后，膜表面的与上述槽相对应的部分下落，从而在覆盖成形品的表面浮起凹凸。另外，即使在覆盖后，槽中也存在空气，因此存在如下问题：通过用手触摸膜表面，空气会移动，导致覆盖成形品的表面产生凹凸；在覆盖成形品暴露于高温环境的情况下，空气大幅膨胀，使覆盖成形品的表面膨胀，从而使外观性显著受损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭56-45768号公报
专利文献2：日本专利第3016518号公报
专利文献3：日本专利第3733564号公报
专利文献4：日本特开2004-237510号公报
专利文献5：日本特开2000-157346号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供具有基体且该基体表面用膜覆盖而成的成形品，该成形品具有良好的外观，即使在高温环境等严酷实际使用环境下外观也不会受损。
用于解决问题的手段
本发明人进行了深入研究，结果发现：通过将用膜覆盖的部位的基体的表面粗糙度控制在特定范围，能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明提供具有基体且该基体表面的一部分或全部用膜覆盖而成的成形品，前述成形品的该膜具有粘接层，该粘接层与该基体接触，该基体的与该粘接层接触的面的表面粗糙度（A）为3~20μm。另外，本发明提供上述成形品的制造方法。
发明的效果
本发明的用膜覆盖而成的成形品由于膜与基体之间不残留空气，因此具有优异的表面外观，且即使在高温环境等严酷实际使用环境下、外观也不会受损，会表现出优异的耐久性。
附图说明
图1为说明真空成形法的图。
图2为说明真空压空成形法的图。
图3示出本发明的成形品的一个例子。
具体实施方式
本发明的成形品具有基体且该基体表面的一部分或全部用膜覆盖。上述膜具有基材层和粘接层，粘接层通过与基体接触而覆盖基体。
本发明的成形品中，与上述膜的粘接层接触的部位的基体表面的表面粗糙度（A）需要为3~20μm、优选为6~15μm。通过上述基体表面的表面粗糙度（A）为上述范围，在将膜贴附在上述基体表面时，上述基体表面与膜之间的空气会充分逸出而不残留，因此得到的成形品具有良好的外观，另外，即使暴露在高温环境下良好的外观也不会受损。上述表面粗糙度（A）低于3μm时，无法得到充分的空气逸出效果。上述表面粗糙度（A）超过20μm时，覆盖后的膜表面浮现出基体表面形状的凹凸花纹，导致外观性受损，同时膜与基体的粘接性降低。进而，膜与基体之间容易残留空气、在高温环境下容易产生膨胀。需要说明的是，基体的未用上述膜覆盖的部分的表面形状是任意的，可以平滑，也可以具有更大的表面粗糙度。
需要说明的是，本说明书中的表面粗糙度为最大高度粗糙度（Rtm）。最大高度粗糙度是如下数值：从粗糙度曲线沿其中心线的方向截取测定长度L的部分，将该测定长度L进行5等分，将5等分的各区间的最大高度进行平均的值。
上述基体的材质只要是通常用于汽车部件、家电制品壳体等的材质就没有特别限定。向汽车部件、家电制品壳体等的表面覆盖装饰膜通常利用真空成形法、真空压空成形法来进行，因此，基体的材质通常是可耐受这样的成形法的材质。例如，可以适当选择选自铝合金或镁合金等金属材料、以及聚苯乙烯系树脂、丙烯酸类树脂、丙烯酸-苯乙烯系树脂、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚丙烯系树脂以及聚乙烯系树脂等中的1种以上树脂材料。
基体的材质为金属材料时，可以通过拉深加工等得到期望形状的基体，为树脂材料时，可以通过注射成形等得到期望形状的基体。这样操作得到的基体的表面平滑，表面粗糙度低于3μm。
对具有期望形状的基体的表面进行粗面化，以使其具有特定的表面粗糙度（A）。对粗面化的方法没有特别限定。作为直接对基体的表面进行粗面化的方法，可列举出喷砂、砂光、蚀刻、压花、磨砂涂装等方法。另外，通过注射成型或压铸成型而得到基体时，可列举出如下方法：作为模具，通过使用其表面利用喷砂、砂光、蚀刻等方法进行了粗面化的模具，转印模具的面，从而对基体的表面进行粗面化。
本发明的成形品可以通过以基体的表面与膜的粘接层接触的方式来粘贴膜从而得到。此时，贴附前的膜的粘接层的表面粗糙度（B）优选为3~20μm、更优选为6~15μm。上述表面粗糙度（B）处于上述范围时，在将膜贴附于基体时，能够得到良好的空气逸出效果，且粘接性和耐久性也得到了良好得保持。上述表面粗糙度（B）低于3μm时，有时无法得到充分的空气逸出效果。另外，超过20μm时，有时覆盖后的膜的表面浮现出粘接层表面形状的凹凸花纹，导致外观性受损。另外，膜与基体的粘接性容易降低。进而，膜与基体之间变得容易残留空气、在高温环境下容易发生膨胀。
作为控制粘接层的表面粗糙度的方法，可列举出将剥离膜的剥离面进行粗面化、并将其转印至粘接层的方法。作为获得对剥离面进行粗面化而成的剥离膜的方法，可列举出如下方法：将用于剥离膜的基材膜的表面通过喷砂、砂光、蚀刻、压花以及磨砂涂装等方法进行粗面化后，涂布剥离剂的方法；以及向用于剥离膜的基材膜表面涂布剥离剂，进行干燥•固化后，通过压花进行粗面化的方法等。另外，可列举出在刚要利用真空成形等进行膜覆盖成形之前，直接对粘接层表面进行压花的方法。
构成上述粘接层的材料只要相对于基体和膜基材层表现出充分的粘合•粘接强度，则何种材料均可。例如，可以使用丙烯酸类、乙烯醋酸乙烯酯系、醋酸乙烯酯系、聚酯系、聚氨酯系、天然橡胶系、环氧树脂系、聚异丁烯系、氯丁橡胶系、苯乙烯丁二烯橡胶系等惯用的粘接剂、粘合剂。需要说明的是，关于粘接层，在膜与基体的贴合中，需要具有能够充分变形的程度的柔软度来使它们之间不残留空气，并且需要具有不引起不必要的流动等的程度的硬度。具体而言，在粘接剂的情况下，玻璃化转变温度优选为-10~50℃，在粘合剂的情况下，玻璃化转变温度优选为-70~-10℃。另外，粘合剂和粘接剂的粘度均优选为5~30Pa・s（25℃）。作为粘接剂可适用东洋纺绩株式会社制造的バイロン50AS等，作为粘合剂可适用综研化学公司制造的SKダイン1309等。
上述膜除了粘接层之外还具有基材层。构成上述基材层的材料例如可列举出聚氯乙烯树脂、非结晶性、低结晶性或结晶性的聚酯、聚丙烯以及聚乙烯等聚烯烃；丙烯腈・丁二烯・苯乙烯共聚树脂（ABS树脂）、苯乙烯・乙烯・丁二烯・苯乙烯共聚物、丙烯腈・苯乙烯・丙烯酸共聚树脂、丙烯腈・乙烯-丙烯-二烯・苯乙烯共聚树脂及其加氢物等苯乙烯系树脂；聚酰胺、丙烯酸、聚碳酸酯、聚氨酯等热塑性树脂的膜；以及包含两种以上这些热塑性树脂的树脂组合物的膜，包括未拉伸膜、单轴拉伸膜以及双轴拉伸膜。从对真空成形法、真空压空成形法的适应性出发，特别优选为聚氯乙烯树脂、非结晶性聚酯树脂、丙烯酸类树脂的未拉伸膜。作为聚氯乙烯树脂膜，可适用Riken technos Corporation制造的S12109 Fc1174，作为非结晶性聚酯树脂膜，可适用Riken technos Corporation制造的FET101，作为丙烯酸类树脂膜，可适用住友化学株式会社制造的テクノロイS001G。
本发明的成形品优选通过真空成形法、真空压空成形法将上述基体表面用上述膜进行覆盖从而制造。
真空成形法的一例示于图1。在进行真空成形时，首先，如图1的（a）所示那样，将膜（1）用红外线加热器（2）等进行加热而使其软化。接着，将软化的膜（1）从红外线加热器（2）挪开，迅速地覆盖在基体（3）上（图1的（b））。其后，对膜（1）与基体（3）之间的空间（4）进行减压，使膜（1）密合在基体（3）上，得到用膜覆盖而成的成形品（5）（图1的（c））。上述空间（4）的压力优选为10KPa以下、更优选为1KPa以下。通过这样地对空间（4）进行减压，能够使膜（1）与基体（3）充分密合，因此，膜与基体之间不产生空气的残留。空间（4）的压力高于上述范围时，基体与膜之间容易残留空气。需要说明的是，空间（4）的压力越小则密合力变得越大，考虑到减小压力会加速地耗费成本、以及基体、膜的机械强度，实用上，空间（4）的压力下限为10-5KPa左右。
图2为示出真空压空成形法的一例的图。在真空压空成形中，首先，将膜（1）置于成形室内的中央部，在中央下部设置基体（6），将上述室进行密闭，以相同的减压度对上室（7）和下室（8）进行减压（图2的（a））。此时的上室（7）和下室（8）的压力与真空成形同样地优选为10KPa以下、更优选为1KPa以下。在充分地减压时，利用红外线等的加热器（9）将膜（1）加热而使其软化，接着，使充分软化的膜（1）与基体（6）接触（图2的（b））。其后，在下室（8）处于减压的状态下，仅使上室（7）为大气压以上，使膜（1）与基体（6）充分密合（图2的（c）），从而得到用膜覆盖而成的成形品（10）（图2的（d））。图2的（c）中的上室（7）的压力优选为100~1000KPa、更优选为150~500KPa。通过使上室（7）为这样的压力，能够使膜（1）与基体（6）充分地密合，因此，在膜与基体之间不产生空气的残留。在图2的（c）中，上室（7）的压力小于上述范围或者下室（8）的压力大于10KPa时，基体与膜之间容易残留空气。另外，上室（7）的压力大于上述范围时，有时在真空压空成形时基体、膜会破损。需要说明的是，下室（8）的压力越小则密合力越大，考虑到减小压力会成加速地耗费成本、以及基体、膜的机械强度，实用上，下室（8）的压力下限为10-5KPa左右。
本发明的成形品和制造方法可适用于出于保护表面、赋予外观设计的目的而将其表面用膜覆盖而成的汽车仪表板、车窗支柱、保险杠等汽车外部装饰树脂部件；电视机的壳体；个人电脑、智能手机等信息电子设备的壳体等。
实施例
以下，通过实施例进一步说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
实施例 1~32 以及比较例 1~6
基体的制造
（1）树脂制基体（一）的制造
将Techno Polymer Co., Ltd.制的ABS•PC合金树脂（エクセロイ（商品名）CK50）以100℃的温度花费4小时进行预干燥后，使用MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES PLASTIC TECHNOLOGY CO., LTD.制造的100吨注射成形机S-2000i 100A，以机筒温度260℃、模具温度70℃、注射速度250mm•sec、保持压力50MPa进行注射成形，得到图3所示形状的热塑性树脂制的基体。图3是对实施例1的成形品进行照片拍摄而得的。使用新东工业株式会社制的喷砂机（マイブラストMY-30D（商品名）），在空气压力0.3MPa和角度30~60°的条件下，在该基体的表面喷附玻璃珠J-220（中心粒度75~45μm）。在1~20秒左右的范围内适当调节喷附时间以使基体的表面达到规定的表面粗糙度。喷附后，将基体充分地水洗，使其干燥，得到具有规定表面粗糙度（A）的树脂制基体（一）。
（2）金属制基体（二）的制造
使用Komatsu Industries Corp.制造的压力机（OBS80S（商品名）），对日本轻金属株式会社制造的铝板（A5052（商品名）、厚度2mm）进行拉深加工，得到与基体（一）具有相同形状的金属制的基体。利用与上述树脂制基体相同的方法在该基体的表面喷附玻璃珠，得到具有规定表面粗糙度（A）的金属制基体（二）。
表面粗糙度的测定
使用株式会社东京精密制的粗度计（ハンディサーフE-40A）测定通过上述操作得到的树脂制和金属制的基体的表面粗糙度（A）（最大高度粗糙度（Rtm））。针对后述的膜的表面粗糙度（B）（最大高度粗糙度（Rtm））也同样地测定。
膜的制造
（1）具有丙烯酸类粘合剂层的膜（α0）的制造
将综研化学公司制的丙烯酸类粘合剂（SKダイン1309（商品名）、组成：丙烯酸和丙烯酸酯）以及综研化学公司制的固化剂（L-45、组成：甲苯二异氰酸酯）与作为溶剂的甲苯和醋酸乙酯一起以1000:6:100:100的重量比进行混合，在室温下充分搅拌2分钟。将该混合物涂布于TORAY ADVANCED FILM CO., LTD.制的剥离膜（セラピールWZ（商品名）、厚度38μm），以100℃干燥2分钟，得到厚度为30μm的粘合剂层。在该粘合剂层上贴合作为基材层的、Riken technos Corporation的环己烷二甲醇共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯膜（PETG树脂膜、SET329 FZ26401（商品名）、厚度100μm），得到具有丙烯酸类粘合剂层的膜（α0）。需要说明的是，粘合剂的玻璃化转变温度为-25℃、粘度为10Pa・s（25℃）。另外，粘合剂层的与剥离膜接触的面的表面粗糙度为2μm。
（2）具有各种表面粗糙度的丙烯酸类粘合剂层的膜（α）的制造
在上述（1）的膜的制造中，作为剥离膜，使用其表面经如下处理而成的Unitika Limited.制エンブレットS100，除此以外，与上述膜的制造同样操作，得到具有丙烯酸类粘合剂层且粘合剂层的与剥离膜接触的面具有各种表面粗糙度的膜（α）。剥离膜如下获得：使用新东工业株式会社制的喷砂机（マイブラストMY-30D），在空气压力0.3MPa和角度30~60°的条件下，在上述エンブレットS100的表面喷附玻璃珠J-220（中心粒度75~45μm），水洗后干燥，对上述表面进行有机硅处理。在1~20秒左右的范围内适当调节喷附时间，以使剥离膜的与粘合剂层接触的面达到规定的表面粗糙度（B）。
（3）具有聚酯系粘接剂层的膜（β）的制造
在上述（2）的膜的制造中，使用下述聚酯系粘接剂层来代替丙烯酸类粘合剂层，除此以外，与上述（2）的膜的制造同样操作，得到具有聚酯系粘接剂层的膜（β）。上述粘接剂层如下操作而得到。以作为酸成分的对苯二甲酸、间苯二甲酸以及己二酸具有30:30:40的摩尔比、且作为二醇成分的1,4-丁二醇和1,6-己二醇具有25:75的摩尔比的方式将这些化合物配混适当量，在催化剂（钛酸四丁酯）的存在下进行加热，合成了热塑性饱和共聚聚酯树脂。将所得热塑性饱和共聚聚酯树脂溶解在溶剂（甲乙酮）中，制成固体成分为30质量%的溶液。向该溶液中添加2当量的聚异氰酸酯（日本聚氨酯工业株式会社制、“コロネートHX”（六亚甲基二异氰酸酯）、固体成分100%），在室温下充分搅拌2分钟。将该混合物涂布在与上述（2）相同的剥离膜上，得到厚度为30μm的粘接剂层。需要说明的是，调节玻璃珠的喷附时间，以使粘接剂层的与剥离膜接触的面的表面粗糙度（B）达到13μm。另外，粘接剂的玻璃化转变温度为23℃、粘度为25Pa・s（25℃）。
使用如上操作而得到的基体和膜，通过图1所示的真空成形法或图2所示的真空压空成形法，得到基体的表面用膜覆盖而成的成形品。将所得成形品在室温下放置24小时以上后，进行下述试验。将结果与所使用的基体、膜以及成形方法共同示于表1。需要说明的是，在表1中，真空压空成形法时的下室（8）的压力和上室（7）的压力为图2的（c）中的压力。
试验
（1）外观性
按照下述评价基准目视评价成形品的膜表面的外观。
○：未确认到膨胀、凹凸。
△：确认到微小的膨胀、凹凸。
×：确认到用手指碰触会划到程度的大的膨胀、凹凸。
（2）粘接性
在成形品的膜表面制作100×25mm的切口，将一侧的端部剥去，将该端部与成形品的端部固定在A＆D公司制造的テンシロンRTG-1310拉伸试验机的卡盘上，以300mm•min的拉伸速度测定剥离强度。
○：剥离强度为30N•25mm以上
△：剥离强度为20N•25mm以上且小于30N•25mm
×：剥离强度小于20N•25mm。
（3）耐热性（高温暴露后的外观性）
将成形品在100℃的吉尔烘箱中放置168小时后取出，进而在室温下放置1小时以上后，按照下述的评价基准目视评价成形品的外观。
○：未确认到成形品出现膨胀、凹凸等。
△：确认到成形品出现极轻微的膨胀、凹凸等。
×：确认到成形品出现用手指碰触会划到程度的大的膨胀、凹凸。
[表1]
Figure DEST_PATH_IMAGE001
如表1所示那样，按照本发明的成形品的外观性、粘接性以及耐热性优异。另一方面，基体的表面粗糙度（A）低于本发明的下限的比较例1、3以及5的成形品的外观性和耐热性差，表面粗糙度（A）超过本发明的上限的比较例2、4以及6的成形品的外观性、粘接性以及耐热性差。需要说明的是，实施例24在真空压空成形中的上室（7）的压力高达1300KPa，因此得到的成形品的基体发生变形。
附图标记说明
1 膜
2 加热器
3 基体
4 膜与基体之间的空间
5 成形品
6 基体
7 上室
8 下室
9 加热器
10 成形品

Claims (4)

1.成形品，其具有基体且基体表面的一部分或全部用膜覆盖，该膜具有粘接层，该粘接层与该基体接触，该基体的与该粘接层接触的面的表面粗糙度（A）为3~20μm。
2.制造权利要求1所述的成形品的方法，其包括将所述基体表面的一部分或全部用所述膜覆盖的工序，在该覆盖之前的膜的粘接层的与该基体接触的面的表面粗糙度（B）为3~20μm。
3.制造权利要求1所述的成形品的方法，其包括将所述基体表面的一部分或全部用所述膜覆盖的工序，该覆盖通过真空成形或真空压空成形来进行。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述覆盖通过真空成形或真空压空成形来进行。
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