CN117881726A - 具有毛状体的树脂片材及其成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供在维持良好触感性的状态下能二次成型的树脂片材及其成型品。该树脂片材是具有在基底层的至少一面规则地排列的毛状体,在基底层与毛状体之间无结构上的边界且形成连续相的热塑性树脂片材,进行调整以使通过5分钟的加热,毛状体的平均高度比加热前的平均高度减少5%时的温度为130℃以上且200℃以下。
Description
技术领域
本发明涉及具有毛状体的树脂片材及其成型品。
背景技术
以往,使用纸材、高分子材料的片材作为汽车的内装材料或附属零件的壳体、电子设备或家电的壳体、壁纸等建材用、玩具或游戏机的壳体、生活用品的构件用。另外,作为将良好触感性赋予片材表面的方法,例如在专利文献1中提出了一种树脂片材,其具有在表面规则地排列的毛状体。
另一方面,将这样的树脂片材例如作为汽车的仪表板或片材等内装品使用时,例如必须通过嵌件成型而贴附于对象物的表面。
专利文献1:国际公开第2018/016562号
发明内容
然而,已知在嵌件成型等二次成型中,在对象物的表面成型时,与经熔融的对象物的原料树脂接触,如上述的树脂片材的毛状体大幅变形或消失,有无法维持良好触感性的可能。
本发明要解决的课题为提供在维持良好触感性的状态下能二次成型的树脂片材及其成型品。
即,本发明人研究了各种各样的手段,结果发现:在具有在基底层的至少一面规则地排列的毛状体,在基底层与毛状体之间无结构上的边界且形成了连续相的热塑性树脂片材中,通过以经由5分钟的加热而使毛状体的平均高度比加热前的平均高度减少5%时的温度成为130℃以上且200℃以下的方式调整,从而在维持良好触感性的状态下能二次成型,终于完成本发明。
解决上述课题的本发明由下述构成。
(1)一种树脂片材,其为具有在基底层的至少一面规则地排列的毛状体,在基底层与毛状体之间无结构上的边界且形成了连续相的热塑性树脂片材,通过5分钟的加热而使毛状体的平均高度比加热前的平均高度减少5%时的温度为130℃以上且200℃以下。
(2)如(1)所述的树脂片材,其中,所述毛状体的平均高度为30μm以上且500μm以下,毛状体的平均直径为1μm以上且50μm以下,毛状体的平均间隔为20μm以上且200μm以下。
(3)如(1)或(2)所述的树脂片材,其中,热塑性树脂包含氨基甲酸酯系弹性体。
(4)如(1)至(3)中任一项所述的树脂片材,其中,在基底层的与毛状体相反侧的面具有基材层。
(5)一种成型品,其为(1)至(4)中任一项所述的树脂片材的成型品。
(6)如(5)所述的成型品,其为嵌件成型品或真空成型品。
(7)如(5)或(6)所述的成型品,其设置于汽车内装材料、电子设备外装材料或化妆品容器的表面。
根据本发明,可提供在维持良好触感性的状态下能二次成型的树脂片材及其成型品。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的树脂片材的示意性纵侧剖视图。
图2是图1的树脂片材的示意性平面图。
图3是表示本发明的第二实施方式涉及的树脂片材的层叠结构的示意性纵侧剖视图。
具体实施方式
以下说明树脂片材的各种实施方式,接着说明树脂片材的制造方法,针对一实施方式所记载的特定说明也适用于其它实施方式时,在其它实施方式中省略其说明。
[第一实施方式]
本发明的第一实施方式涉及的树脂片材是具有在基底层的至少一面规则地排列的毛状体,在基底层与毛状体之间无结构上的边界且形成了连续相的热塑性树脂片材,通过5分钟的加热而使毛状体的平均高度比加热前的平均高度减少5%时的温度为130℃以上且200℃以下。
<基底层>
基底层(1a)是成为毛状体的基底的层,在附图标记1中,是指表面的毛状体1b以外的部分。基底层的厚度是指从毛状体的根部到基底层的相反侧的表面为止的厚度。基底层的平均厚度优选为15μm~500μm,更优选为30μm~300μm,进一步优选为50μm~150μm。通过设为15μm以上,能充分展现毛状体的高度。另外,通过设为500μm以下,可高效率形成毛状体。在基底层与毛状体之间无结构上的边界,可形成连续相。所谓无结构上的边界,意指基底层与毛状体形成一体型,在它们之间无结构上明确的边界部。另外,所谓形成连续相,是指在基底层与毛状体之间无接缝且非不连续(成为连续相)的状态。此点与在基底层植入毛状体的结构不同。基底层及毛状体可为相同组成,在基底层与毛状体的键合中可包含共价键。所谓共价键,是指通过在2个原子共享电子对而形成的化学键,但在单体连接成的链状分子的热塑性树脂中,各个聚合物通过共价键而键合,比在聚合物分子间作用的范德华键或氢键更强地键合。
另外,基底层及毛状体可来自非另一个的相同固体的热塑性树脂片材。所谓来自相同固体的热塑性树脂片材,是指例如毛状体及基底层以相同的树脂片材为基础而直接或间接地获得。
另外,基底层及毛状体也可为由相同固体的热塑性树脂片材所形成者。所谓由相同固体的热塑性树脂片材所形成,意指毛状体及基底层通过加工一个树脂片材而直接形成。
通过在基底层与毛状体之间无结构上的边界且形成了连续相,可抑制因外在刺激而毛状体从基底层分离,成为触感性良好的片材。另外,能以比植入毛状体的情况更少的步骤来制造。
基底层及毛状体由以热塑性树脂作为主成分的相同热塑性树脂组合物构成。此处,所谓作为主成分,意指含有50质量%以上。优选含有60质量%以上、70质量%以上、80质量%以上或90质量%以上。在本发明的一实施方式中,可使用包含氨基甲酸酯系弹性体(TPU)、苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂、聚氯乙烯树脂、热塑性弹性体、氟系树脂的至少1种以上的树脂。
氨基甲酸酯系弹性体为以二异氰酸酯与多元醇作为反应原料的树脂,作为其组合,可选择二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)系、H12MDI系、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)系、多元醇为聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系的任一组合,也可将多个组合。在本发明的一实施方式中,可适宜使用MDI系或HDI系的二异氰酸酯与碳酸酯系的多元醇的组合。
作为苯乙烯系树脂,可使用苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯系单体的均聚物或共聚物、这些苯乙烯系单体与其它单体的共聚物,例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂),或上述苯乙烯系单体与其它的聚合物,例如在聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异戊二烯、聚氯丁二烯(polychloroprene)等二烯系橡胶质聚合物的存在下接枝聚合的接枝聚合物,例如高抗冲聚苯乙烯(HIPS树脂)、苯乙烯-丙烯腈接枝聚合物(ABS树脂)等聚苯乙烯。另外,也可使用苯乙烯系的热塑性弹性体。
聚烯烃系树脂意指由包含α-烯烃作为单体的聚合物构成的树脂,包括聚乙烯系树脂及聚丙烯系树脂。作为聚乙烯系树脂,可使用高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、直链状中密度聚乙烯等,另外,不仅单体,而且也可使用具有这些结构的共聚物或接枝物或共混物。作为后者的树脂,例如可举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯共聚物,如进而与酸酐的三元共聚物等共混者那样将在聚乙烯链中具有极性基的树脂予以共聚及共混者。
另外,作为聚丙烯树脂,可使用均聚丙烯、无规聚丙烯、嵌段聚丙烯等。使用均聚丙烯时,该均聚丙烯的结构可为全同立构、无规立构、间同立构的任一者。使用无规聚丙烯时,作为与丙烯共聚的α-烯烃,优选为碳数2~20,更优选为碳数4~12者,例如可使用乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯。使用嵌段聚丙烯时,可使用嵌段共聚物(嵌段聚丙烯)、含有橡胶成分的嵌段共聚物或接枝共聚物等。除了单独使用这些烯烃系树脂以外,还可并用其它的烯烃系树脂。
作为聚氯乙烯树脂,可使用氯乙烯均聚物或氯乙烯与其它的共聚单体的共聚物。聚氯乙烯为共聚物时,可为无规共聚物,也可为接枝共聚物。作为接枝共聚物的一例,例如可举出将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或热塑性氨基甲酸酯聚合物当作主干聚合物,将氯乙烯接枝聚合于其者。本实施方式的聚氯乙烯表示能挤出成型的软质聚氯乙烯,为含有高分子增塑剂等添加物的组合物。作为高分子增塑剂,可使用众所周知的高分子增塑剂,例如可举出乙烯-乙酸乙烯酯-一氧化碳共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯-一氧化碳共聚物、乙酸乙烯酯含量多的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙烯共聚物高分子增塑剂作为优选例。
作为热塑性弹性体,包含具有将软质高分子物质与硬质高分子物质组合而成的结构者。具体而言,可举出苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、氯乙烯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体。这些弹性体可从一般市售者中选择使用。
作为氟系树脂,可使用偏氟乙烯的均聚物及以偏氟乙烯为主成分的偏氟乙烯共聚物。聚偏氟乙烯(PVDF)树脂为显示α型、β型、γ型、αp型等各种各样的晶体结构的结晶性树脂,作为偏氟乙烯共聚物,例如可举出偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-氯三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-氯三氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物及这些的2种以上的混合物。
热塑性树脂组合物的190℃至300℃下的熔体质量流动速率优选为4g/10分钟以上。通过设为4g/10分钟以上,可提高毛状体的形状的转印性。再有,熔体质量流动速率是依据JIS K 7210,在试验温度190℃至300℃的温度范围中,在负载(2.16Kg至10.0Kg)的条件下测定的值。
热塑性树脂组合物在不妨碍本发明的效果的范围内,可与上述各热塑性树脂以任意的比例合金化。进而,也可含有其它的添加物。作为其它的添加物,在不妨碍本发明的效果的范围内,可添加拒水·拒油剂、颜料、染料等着色剂、硅油或烷基酯系等润滑剂·脱模剂、玻璃纤维等纤维状强化剂、作为填充剂的滑石、黏土、硅石等粒状微粒或云母等鳞片状微粒、磺酸与碱金属等的盐化合物等低分子型抗静电剂或聚醚酯酰胺等高分子型抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、抗病毒剂、热稳定剂这样的添加剂等。另外,也可混合使用树脂片材制造工序中所产生的废料树脂。
作为拒水·拒油剂,可举出硅系拒水剂、巴西棕榈蜡、氟系拒水拒油剂。作为硅,可举出有机聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷等,其中优选使用二甲基聚硅氧烷。作为市售品,例如可举出在树脂中掺合有硅的“Clinbell CB50-PP”、“Clinbell CB-30PE”、“Clinbell CB-1”、“Clinbell CB-50AB”(富士化学公司制)等。巴西棕榈蜡可举出作为市售品的“Carnauba 1号”(NIKKORICA公司制)等,氟系拒水拒油剂可举出具有全氟烷基的表面活性剂,作为市售品,可举出“Surflon KT-PA”(AGC SEIMI化学公司制)。拒水·拒油剂的添加量优选为0.5质量%至25质量%。小于0.5质量%时,有得不到充分的拒水·拒油性效果的可能,超过25质量%时,有成型性变差的可能。
作为抗静电剂,可举出聚醚酯酰胺系高分子型抗静电剂、离聚物系高分子型抗静电剂等。聚醚酯酰胺系高分子型抗静电剂可举出作为市售品的“Pelestat 230”、“Pelestat6500”、“Pelectron AS”、“Pelectron HS”(三洋化成公司制)等。离聚物系高分子型抗静电剂可举出作为市售品的“Entira SD100”、“Entira MK400”(三井-杜邦聚化学公司制)等。抗静电剂的添加量优选为5质量%至30质量%。小于5质量%时,有得不到充分的抗静电性的可能,超过30质量%时,生产成本上升。
作为抗菌剂,可添加无机系、有机系中的任一者。若考虑分散性,则优选为无机系。具体而言,可举出金属离子(Ag、Zn、Cu)的无机系抗菌剂、贝壳烧成钙系抗菌剂等。作为金属离子的无机系抗菌剂的市售品,可举出“Bactekiller BM102VT”(富士化学公司制)、“Novaron VZF200”、“Novaron(AG300)”(东亚合成公司制)、“KM-10D-G”、“IM-10D-L”(Sinanen Zeomic公司制)等。作为贝壳烧成钙系抗菌剂,可举出“Scallow”(FID公司制)等。抗菌剂的添加量优选为0.5质量%至5质量%。小于0.5质量%时,有得不到充分抗菌性的可能,超过5质量%时,生产成本上升。
作为润滑剂·脱模剂,可使用脂肪族烃系化合物、高级脂肪酸系化合物、高级脂肪族醇系化合物、脂肪酸酰胺系化合物等烷基系润滑剂·脱模剂、硅系润滑剂·脱模剂、氟系润滑剂·脱模剂等。使用润滑剂·脱模剂时,其添加量在与树脂组合物的合计100质量份中,优选为0.01~5质量份,更优选为0.05~3质量份,进一步优选为0.1~2质量份。通过使添加量为0.01质量份以上,脱模效果降低的可能性减小,通过设为5质量份以下,渗出至片材表面的可能性降低。
另外,也可使用预先将润滑剂·脱模剂掺合至热塑性树脂中而成的母料等。例如,作为以氨基甲酸酯系热塑性弹性体为基础的母料的市售品,可举出“Wax Master V”(BASF公司制),若考虑生产效率,则优选为使用母料者。母料的添加量在与树脂组合物的合计100质量份中,优选为1~8质量份,更优选为2~7质量份,进一步优选为3~6质量份。
<毛状体>
所谓毛状体(1b),是如图1所示从基底层(1a)的表面以毛状延伸的部分。毛状体规则地排列于基底层的表面。此处,所谓规则地排列,是指毛状体并非无规的排列状态,即在一方向或二方向上整齐(例如以一定的间隔)排列的状态。以毛状体的根部的排列状态来判断毛状体的排列是否规则。在某实施方式中,毛状体以特定的间隔位于基底层上,毛状体的底面的位置整齐排列于基底层的长度方向及宽度方向。另外,对毛状体的配置形态没有特别的限定,可选择纵横配置的棋盘格配置、千鸟格配置等。通过将毛状体规则地排列于基底层的表面,从而均匀且无不均,容易表现出良好的触感性。毛状体例如可以通过用手指划过等施加载荷而发生倒毛,形成与周围部分看起来光泽、色调不同的指痕。另外,通过毛状体,可成为如仿麂皮的起毛片材那样的触感。
毛状体的平均高度(h)优选为30μm~500μm,更优选为60μm~250μm,进一步优选为80μm~200μm,更优选为90μm~180μm。通过将平均高度设为30μm以上,可充分确保良好触感性,通过将平均高度设为500μm以下,可得到湿润感、柔软感、蓬松感等良好触感性。
毛状体对于基底层几乎直立时,从毛状体的根部到前端为止的长度表示毛状体的高度。另一方面,毛状体对于基底层倾斜时或毛状体具有卷绕的部分时,将毛状体最远离基底层的表面的部位到基底层的表面的距离设为毛状体的高度h。另外,通过多点间计测从毛状体的前端到根部的中央部为止,将经细分化的间隔的合计值设为毛状体的长度L。
毛状体的平均高度及毛状体的平均长度可使用电子显微镜及图像处理软件,在树脂片材的任意多处,测定毛状体的高度及毛状体的长度,使用其测定值的算术平均值。
毛状体的平均直径(d)优选为1μm~50μm,更优选为5μm~50μm,进一步优选为5μm~40μm。通过将毛状体的平均直径设为1μm以上,可确保良好触感性,通过将毛状体的平均直径设为50μm以下,可得到湿润感、柔软感、蓬松感等良好触感性。毛状体的平均直径为使用电子显微镜及图像处理软件,从树脂片材的数处,测定毛状体的中间高度(h/2)的直径,使用其测定值的算术平均值的值。。
另外,毛状体的纵横比可以表示为(毛状体的平均高度/毛状体的平均直径)。毛状体的纵横比优选为2~20,更优选为2~10,进一步优选为2~5。通过将纵横比设为2以上,可确保良好触感性,通过将纵横比设为20以下,不仅得到湿润感、柔软感、蓬松感等良好触感性,而且可减少毛状体的高度对长度的比变成一定以下的可能。
另一方面,纵横比也可以以毛状体的平均底面直径作为基准。毛状体的平均底面直径优选为10μm~150μm,更优选为20μm~120μm,进一步优选为30μm~100μm。毛状体的平均底面直径为在树脂片材的数处,测定邻接的毛状体的间隔,使用其测定值的算术平均值的值。以毛状体的底面直径作为基准时的纵横比优选为1.0~10,更优选为1.0~5,进一步优选为1.0~2.5。通过将纵横比设为1.0以上,可确保良好触感性,通过将纵横比设为10以下,不仅得到湿润感、柔软感、蓬松感等良好触感性,而且可减少毛状体的高度对长度的比变成一定以下的可能。
毛状体的平均间隔(t)优选为20μm~200μm,更优选为40μm~150μm,进一步优选为40μm~100μm。所谓毛状体的间隔,例如如图2所示,意指毛状体的根部的中心与邻接的毛状体的根部的中心的距离。通过将平均间隔设为20μm以上,可确保良好触感性,通过设为200μm以下,可得到湿润感、柔软感、蓬松感等良好触感性。毛状体的平均间隔是在树脂片材的数处,测定邻接的毛状体的间隔,使用其测定值的算术平均值的值。
对毛状体的形状没有特别限定,可成为在远离基底层的方向上以毛状延伸、随着接近前端而逐渐变细的形状或在其前端形成有鼓起的构成。即,可为随着远离基底层,截面积逐渐变小后先增大再进行终结的形状。另外,毛状体的前端部的形状可为花蕾状或蘑菇形状。另外,毛状体可具有:位于在远离基底层的方向上延伸的基端的部分、从位于该基端的部分延伸出的以一定的曲率或使曲率逐渐变化而弯曲的部分、以及被卷曲为螺旋状或漩涡状的部分。在这种情况下,也可为毛状体的前端部被折入内侧的形状。通过为这样的形状,从而展现良好的触感。另外,通过花蕾状或蘑菇形状的部分为中空,从而展现更良好的触感。将花蕾状或蘑菇形状形成在毛状前端时,花蕾状或蘑菇形状的宽度的平均直径相对于毛状体的平均直径的比优选为1.1倍以上。花蕾状或蘑菇形状的高度优选为7μm以上。毛状体的平均直径、花蕾状或蘑菇形状的宽度的平均直径、高度为由电子扫描型显微镜照片测定并使用算术平均值的值。毛状体由热塑性树脂构成。作为热塑性树脂,可使用与在上述基底层中可用的树脂同样的树脂。
基底层及毛状体所含有的热塑性树脂可至少部分地形成三维的交联结构(例如三维网状结构)。例如,在某实施方式中,毛状体的至少一部分可成为交联体,在另一实施方式中,毛状体的表面整面可成为交联体,在另一实施方式中,毛状体的整体(从与基底层的边界到前端部)可成为交联体。作为形成交联体的方法,例如可举出在形成树脂片材后,将电子束照射至具有毛状体的面的方法;添加有机过氧化物,在树脂片材的成型时或成型后,通过加热及加湿而形成的方法。作为添加了有机过氧化物的树脂,在市售品中,可举出三菱化学公司制“Linklon”等。在本实施方式中,优选为通过电子束的照射而形成交联体(电子束交联体)。
<树脂片材>
在本实施方式中,所谓“触感性”,意指树脂片材的表面的手感、肌肤触感。判断在触摸了树脂片材表面时是否可感到舒适度,感到时,将湿润、柔软、蓬松等具体的肌肤触感良好者当作良好触感。
在本发明的一实施方式中,所谓树脂片材的厚度,是指将毛状体的平均高度与基底层的平均厚度合计的片材厚度。片材厚度优选为65μm~1600μm,更优选为115μm~1050μm,进一步优选为165μm~550μm。通过将厚度设为65μm以上,可充分确保良好触感性,通过设为1600μm以下,可抑制制造成本。
本实施方式的树脂片材通过5分钟的加热而使毛状体的平均高度比加热前的平均高度减少5%时的温度成为130℃以上且200℃以下。
相对于加热前的平均高度,将加热前的平均高度与加热后的平均高度之差定义为该温度的毛状体的减少率。另外,将毛状体的减少率为5%的温度定义为该树脂片材的毛状体高度减少5%的温度。毛状体高度减少5%的温度可通过对于各树脂片材而言一边每次改变1℃齿轮烘箱(Gear oven)的温度,一边每次测定各温度下的毛状体的减少率,调查毛状体的减少率成为5%时的温度而计测。
更优选将毛状体高度减少5%的温度设为135℃以上且190℃以下,进一步优选设为138℃以上且185℃以下。通过将毛状体高度减少5%的温度设为130℃以上,在嵌件成型后也能维持良好触感性,通过设为200℃以下,毛状体不过硬,可成为良好触感性。另外,通过设为130℃以上且155℃以下,可成为湿润的触感,通过设为超过155℃且为200℃,可成为干爽的触感。
通过调整合成热塑性树脂组合物时的原料的掺合比或分子量,可使毛状体高度减少5%的温度达成为130℃以上且200℃以下。
[第二实施方式]
作为本发明的第二实施方式涉及的树脂片材的例子,如图3所示,为在基底层的与毛状体相反侧的面形成有基材层的树脂片材。即,第二实施方式涉及的树脂片材的层构成从上到下为毛状体及基底层(1)、基材层(2)。
此处,毛状体与第一实施方式中说明者相同,故省略说明。但是,以毛状体的平均高度及基底层的平均厚度的合计表示的毛状体及基底层的厚度优选为150μm~1500μm,更优选为150μm~1050μm,进一步优选为150μm~500μm。通过设为150μm以上,可确保良好触感性,通过设为1500μm以下,能够抑制生产成本。
基材层的平均厚度优选为50μm~1500μm,更优选为100μm~1000μm,进一步优选为150μm~500μm。通过设为50μm以上,制膜工序变得容易,通过设为1500μm以下,能够抑制生产成本。
作为第二实施方式涉及的树脂片材中的基材层,优选使用与基底层的粘接性优异的热塑性树脂,可举出聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、以及这些聚合物合金树脂(polymeralloy resin)。聚碳酸酯系树脂与聚酯系树脂的质量比优选为50:50~90:10,更优选为60:40~80:20,进一步优选为65:35~75:25。
此处,所谓聚合物合金树脂,就是高分子多成分系,可为通过混合等而具有一定的相容性的聚合物共混物,也可为共聚所产生的嵌段共聚物、接枝共聚物,也可为无相容性的树脂彼此的混合物。
作为聚碳酸酯系树脂,可举出由脂肪族二羟基化合物衍生者、由芳族二羟基化合物衍生者。例如,可适宜使用由芳族二羟基化合物衍生者,特别优选为由二个芳族二羟基化合物通过某种的结合基结合的芳族二羟基化合物(双酚)衍生者。这些可使用通过二羟基化合物与光气或碳酸酯的缩聚的众所周知制法所制造者,对其制法没有限定,也可使用市售的树脂。
作为聚酯系树脂,可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸甲二醇酯,及作为共聚成分,例如使用二甘醇、新戊二醇、聚亚烷基二醇等二醇成分、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸等二羧酸成分等共聚而成的聚酯树脂等。
在基材层中,视需要可含有其它的添加物。作为其它的添加物,在不妨碍本发明的效果的范围内,可添加如拒水剂、拒油剂、颜料、染料等着色剂、硅油或烷基酯系等润滑剂·脱模剂、玻璃纤维等纤维状强化剂、作为填充剂的滑石、黏土、硅石等粒状微粒或云母等鳞片状微粒、磺酸与碱金属等的盐化合物等低分子型抗静电剂或聚醚酯酰胺等高分子型抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、抗病毒剂、热稳定剂这样的添加剂等。另外,也可混合使用树脂片材制造工序中所产生的废料树脂。另外,在不妨碍本发明的效果的范围内,基材层可部分地具有交联结构。
[树脂片材的制造]
本发明涉及的树脂片材的制造方法没有限定,可采用任何的方法,典型地,包含将原料树脂熔融挤出,在所得的挤出树脂片材的至少一面赋予规则地排列的毛状体的步骤。
在多层树脂片材的制作时,可使用任意的树脂片材成型方法。例如可使用供料头(feedblock)、多歧管模头。再有,本发明的树脂片材的各实施方式的层构成基本上如前所述,此外例如只要未见到物性等的劣化,就可将本发明的树脂片材、成型容器的制造工序中所产生的废料原料添加至基材层,也可层叠作为另一层。
对赋予毛状体的方法没有特别限制,可使用本领域技术人员已知的任意的方法。例如,为使用挤出成型方式进行制造的方法;使用卷对卷方式进行制造的方法;使用光刻方式进行制造的方法;使用热压方式进行制造的方法;使用图案辊与UV固化树脂进行制造的方法;使用3D打印机进行制造的方法;将毛状体埋入树脂层后通过聚合反应使其共价键合的方法等。
例如,在使用挤出成型方式时,可通过T字模头法,挤出树脂片材,以将毛状体形状赋予至该树脂片材的表面的方式,通过用完成凹凸加工的转印辊与接触辊进行铸造,从而制造本发明涉及的树脂片材。
作为完成凹凸加工的转印辊,可使用通过激光雕刻法、电铸法、蚀刻法、磨机雕刻法(mill engraving method)等,在辊的表面规则地施予数μm~数百μm大小的微细凹凸者。此处,所谓规则地,是凹凸为非无规的排列状态,即在一方向或二方向上整齐排列的状态。作为某实施方式中的凹凸的配置,可选择纵横配置的棋盘格配置、千鸟格配置等。作为凹凸部的形状,例如若为凹部的形状,则可举出锥形(圆锥、四棱锥、三棱锥、六棱锥等)、半圆形、矩形(四棱柱)等。就尺寸而言,凹部的开口直径、凹部深度、凹部形状的间隔为数μm至数百μm。作为转印辊的材质,例如可使用金属、陶瓷等。可通过调节转印辊的凹部的间隔而调节毛状体的间隔,可通过调节转印辊的凹部深度而调节毛状体高度,也可由此调节触感。
另外,优选对转印辊表面进行高纵横比的凹凸加工。例如,对转印辊表面加工凹部形状时的纵横比(凹部深度/凹部开口径)优选为1.0~9.0或1.0~2.0。为了对转印辊表面进行高纵横比的凹凸加工,相较于蚀刻法或喷砂法、磨机雕刻法等,激光雕刻法或电铸法由于较适合于在深度方向进行精密加工的情况,故特宜使用。
作为转印辊的材质,例如可使用金属、陶瓷等。另一方面,作为接触辊,可使用各种各样的材质,例如可使用硅系橡胶、NBR系橡胶、EPT系橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、氟橡胶制的辊。在某实施方式中,可使用橡胶硬度(JIS K 6253)40~100的接触辊。另外,也可在接触辊的表面形成特氟隆(注册商标)层。。
作为接触辊,可使用各种各样的材质,例如可使用硅系橡胶、NBR系橡胶、EPT系橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、氟橡胶制的辊。在某实施方式中,可使用橡胶硬度(JIS K6253)40~100的接触辊。另外,也可在接触辊的表面形成特氟隆(注册商标)层。
通过使用上述转印辊及接触辊的辊组,可制造本实施方式的树脂片材。
在某实施方式中,通过将转印辊的温度调节至热塑性树脂的结晶熔解温度、玻璃化转变温度或熔点附近的温度(例如,使用无规聚丙烯时为100~150℃),将转印辊与接触辊的夹压设为30~120Kg/cm2而进行铸造,可制造本实施方式的树脂片材。经铸造的树脂片材使用夹送辊等,以0.5~30m/分钟的线速度牵引。
另外,虽然已具体地示出上述实施方式,但并不限定于这些。
[成型品]
本发明的成型品是使用本发明的树脂片材的成型品。本发明的树脂片材可对应于一般的成型,作为成型方法,除了嵌件成型、模内成型以外,还有一般的真空成型、压空成型,或作为这些的应用,可举出使树脂片材在真空状态化下加热软化,在大气压下开放而覆盖(成型)至现有的成型品表面的方法等,但不受这些所限定。另外,作为在成型前使片材加热软化的方法,可采用非接触加热的红外线加热器等的辐射加热等公知的片材加热方法。在某实施方式的真空压空成型中,例如树脂片材在表面温度为60℃~220℃,加热20秒~480秒后,成型到现有的成型品表面,依照表面的形状,可被拉伸至1.05~2.50倍。
[物品]
本发明涉及的在表面赋予了毛状体的树脂片材可适用于需要上述所示的良好触感性的用途。例如,本发明的树脂片材可应用作为汽车内装材料、电子设备外装材料或化妆品容器的表面材料。
作为汽车内装材料,作为汽车车内手触摸的部分,可举出方向盘、仪表板、操纵杆、开关等。例如,可举出在公知的仪表板、支柱(例如日本特开2009-184421号公报)的表面,将上述树脂片材成型而贴合的内装材料。通过贴合树脂片材,可成为赋予有良好触感性的内装材料。作为贴合的树脂片材的材质,考虑耐光性、耐化学品性,优选为烯烃系树脂、氯乙烯系树脂、氨基甲酸酯系弹性体。对贴合树脂片材与内装材料的方法没有特别的限定。
作为电子设备外装材料,可举出免钥匙登录系统(keyless entry system)的发讯机壳体、智能手机壳体、智能手机外壳、音乐播放器壳体、游戏机壳体、数字相机壳体、电子笔记本壳体、电子计算器壳体、平板计算机壳体、携带型个人计算机壳体、键盘、鼠标等。例如,可举出在公知的免钥匙登录系统的携带用发讯机壳体(例如日本特开2005-228911号公报)的表面,将本发明树脂片材成型而贴合的携带用发讯机。通过贴合树脂片材,可成为赋予有良好触感性的携带用发讯机。作为贴合的树脂片材的材质,优选为烯烃系树脂、氨基甲酸酯系弹性体。贴合树脂片材与壳体的方法没有特别的限定。
作为化妆品容器,可举出面霜、敷料乳霜、粉底、眼影的容器,例如可举出在公知的粉底用容器(日本特开2017-29608号公报)的盖构件的表面将本发明树脂片材成型而贴合的化妆品容器。通过贴合树脂片材,可成为赋予有良好触感性的化妆品容器。作为贴合的树脂片材的材质,优选为烯烃系树脂、氨基甲酸酯系弹性体。与树脂片材贴合的方法没有特别的限定。
进而,制作以一般的印刷方法(胶版印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、丝网印刷法、烫金等)在毛状体的表面印刷有文字、图样的毛状体片材,可应用于上述的用途。作为印刷的树脂片材的材质,并没有特别的限定,优选考虑与使用于印刷的墨剂的印刷性。
另外,本发明树脂片材可制作与印刷有文字、图样等的印刷物(纸、金属薄膜等)、非织造布等进行层压成型(干层压成型、挤出层压成型)而成的层叠体,例如,可在名片的印刷面层压成型,制作具有触感性的名片。层压的树脂片材的材质没有特别的限定。
实施例
以下,举出实施例及比较例来更具体地说明本发明,但本发明不受实施例等的内容所限定。应予说明,本实施例中的“份”为重量基准。
实施例等中所用的各种原料及其制造方法如以下所述。
·(多元醇A-1)
在组装有搅拌机、温度计、加热装置、蒸馏塔的反应装置中,以1,6-己二醇(以下,1,6HD)与碳酸二乙酯(以下,DEC)的摩尔比成为1.38:1的方式,加入926g的1,6-HD、671g的DEC,同时进一步添加0.05g的钛酸四丁酯(以下,TBT)作为反应催化剂,在氮气流下慢慢地使温度上升到190℃为止。在乙醇的馏出变缓慢且蒸馏塔的塔顶温度成为50℃以下的时间点,在反应温度为190℃下慢慢地进行减压到1.3kPa为止,在1.3kPa的压力下进一步反应7小时。进而,在190℃的反应温度下、1.3kPa以下的减压下,进行反应直到反应物的羟值成为222~226(mgKOH/g)为止,得到多元醇A-1。多元醇A-1的羟值为224.4(mgKOH/g),数均分子量被算出为500。
·(多元醇A-2)
除了以1,6-HD与DEC的摩尔比成为1.33:1的方式,加入913g的1,6-HD、686g的DEC以外,以与多元醇B-1的制造同样的方法来合成,得到多元醇A-2。多元醇A-2的羟值为172.6(mgKOH/g),数均分子量被算出为650。
·(多元醇A-3)
除了以1,6-HD与DEC的摩尔比成为1.28:1的方式,加入898g的1,6-HD、700g的DEC以外,以与多元醇B-1的制造同样的方法来合成,得到多元醇A-3。多元醇A-3的羟值为149.6(mgKOH/g),数均分子量被算出为750。
·(多元醇A-4)
除了以1,6-HD与DEC的摩尔比成为1.22:1的方式,加入878g的1,6-HD、720g的DEC以外,以与多元醇B-1的制造同样的方法来合成,得到多元醇A-4。多元醇A-4的羟值为132.0(mgKOH/g),数均分子量被算出为850。
·(多元醇A-5)
除了以1,6-HD与DEC的摩尔比成为1.42:1的方式,加入938g的1,6-HD、660g的DEC以外,以与多元醇B-1的制造同样的方法来合成,得到多元醇A-5。多元醇A-5的羟值为280.5(mgKOH/g),数均分子量被算出为400。
·(多元醇A-6)
除了以1,6-HD与DEC的摩尔比成为1.20:1的方式,加入872g的1,6-HD、726g的DEC以外,以与多元醇B-1的制造同样的方法来合成,得到多元醇A-6。多元醇A-6的羟值为118.1(mgKOH/g),数均分子量被算出为950。
应予说明,数均分子量的算出基于下述式而进行。
数均分子量=(56100×2)/羟值
(聚碳酸酯二醇的羟值依照JIS K 1557,以滴定求出。此处,羟值的单位为mgKOH/g。
聚碳酸酯二醇的酸值依照JIS K 1557,以滴定求出。此处,酸值的单位为mgKOH/g。
·(B)脂肪族二醇:1,4-丁二醇
·(C-1)二异氰酸酯:六亚甲基二异氰酸酯(HDI)
·(C-2)二异氰酸酯:4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)
·(D)脱模剂母料“Wax Master V”(BASF公司制)
·(E)PC/聚酯树脂“PCX-6694”(住化聚碳酸酯公司制)
(成为毛状体及基底层的TPU的制造)
以成为如表1所记载的组成的方式,在带有搅拌机与温度计的反应容器中,投入多元醇(A)、脂肪族二醇(B)并均匀地混合,将所得的混合液加热到100℃后,添加二异氰酸酯(C),以手动混合器强制搅拌,在反应温度到达130℃的时间点流入到脱模纸上并使其固化。使所得的固体物在120℃的电炉中熟化1小时,冷却到室温后,将固体物粉碎而得到薄片(flake)状的TPU。
所得的薄片状的TPU在双螺杆挤压机中以与(D)脱模剂母料的重量比成为95:5的方式配混,将所得的线料(strand)造粒而得到成为毛状体及基底层的原料的TPU粒料(G)。
(具有毛状体的树脂片材的制造)
[实施例1~6、比较例1~3]
从1台的40mm单螺杆挤出机流出成为毛状体及基底层的上述TPU(G),从1台的65mm单螺杆挤出机流出成为基材层的(E)PC/聚酯树脂,将采用T字模头法所挤出的树脂片材,使用以氧化铬喷镀且激光雕刻法进行凹凸加工,经调节至60℃~150℃且完成凹凸加工的转印辊与经调节至10℃~90℃的橡胶硬度70的硅系橡胶制的接触辊进行铸造,使用夹送辊以线速度1m/分钟~15m/分钟来牵引。由此,得到表1所示的组成、厚度及表面形状的树脂片材。
对于实施例及比较例所制作的树脂片材与将该树脂片材真空压空成型的成型品的各种特性的评价方法如以下所述。
(1)毛状体的平均高度、毛状体的平均长度、毛状体的平均直径、毛状体的平均间隔、基底层的平均厚度
使用激光显微镜(VK-X100,KEYENCE公司制),测定树脂片材的毛状体的高度(h)、毛状体的直径(d)、毛状体的间隔(t)、基底层的厚度、基材层的厚度。再有,所测定的试样使用切片机,从树脂片材的任意3处切出剖面切片而使用。毛状体的平均高度对于各自的试样,测定毛状体10个的高度,使用其30个测定值的算术平均值。关于毛状体的平均直径,对于各自的试样测定10个毛状体的中间高度(h/2)处的直径,使用其30个测定值的算术平均值。关于毛状体的平均间隔,对于各自的试样测定10处的毛状体的根部的中心与邻接的毛状体的根部的中心的距离,使用其30个测定值的算术平均值。关于基底层的平均厚度,对于各自的试样测定10处的毛状体的根部到另一侧的层界面为止的厚度,使用其30个测定值的算术平均值。关于基材层的平均厚度,对于各自的试样测定10处的从与基底层的边界到与具有毛状体的面相反的界面为止的厚度,使用其30个测定值的算术平均值。
(3)毛状体的减少率的测定
对于所得的树脂片材,从任意的3处切出100mm×100mm的大小,得到试验片。将试验片投入到特定温度的齿轮烘箱中5分钟,与上述同样地使用激光显微镜测定取出后的毛状体的平均高度。相对于加热前的平均高度,将加热前的平均高度与加热后的平均高度的差定义为该温度的毛状体的减少率,将毛状体的减少率成为5%的温度定义为该树脂片材的毛状体高度减少5%的温度,一边每次改变1℃齿轮烘箱的温度,一边每次测定各温度下的毛状体的减少率,计测毛状体高度减少5%的温度。
(2)嵌件成型后的触感性评价
对于所得的树脂片材,实施嵌件成型。准备得到宽度250mm、长度140mm、厚度3mm的树脂板的注射嵌件成型机的模具,为了使树脂片材无间隙地收纳在由宽度250mm与长度140mm所形成的面,修整树脂片材。经修整的树脂片材以具有毛状体的面接触模具表面,且以基材层朝向模腔的树脂流动侧的方式配置。再有,模具成为在由宽度250mm与厚度3mm所形成的面具有1点浇口,且与树脂片材并行地流入注射树脂的结构。对于如此的配置有树脂片材的模具,使用注射成型机,注射经加热到280℃且熔融的PC树脂,得到具有毛状体的树脂片材的嵌件成型品。
良好触感性实施请男性5人、女性5人的合计10人的外部评审员触摸树脂片材的感官评价。对于触摸树脂片材表面时的具体的触感(光滑、干爽、湿润、干巴巴、粗糙等)各自,以10分满分进行评价,将分数最高的触感当作该树脂片材表面的触感。表1中,“〇”表示光滑、干爽或湿润的分数高,二次成型后也得到如麂皮状的起毛片材那样的良好触感性。“×”表示干巴巴或粗糙的分数高,得不到二次成型后的良好触感性。
使用各实施例、比较例所得的树脂片材,对于各种特性实施评价试验,表1中显示结果。
[表1]
由表1中所示的结果可明显得知以下内容。
实施例1~6的全部的树脂片材具有良好触感性,同时毛状体高度减少5%的温度高于一般嵌件成型中采用熔融的树脂所加热的温度即130℃,可知嵌件成型后也维持良好触感性。
另一方面,比较例1的树脂片材为毛状体高度减少5%的温度为125℃的树脂片材,但因嵌件成型而毛状体大幅变形,其触感性变成干巴巴,无法在维持良好触感性的状态下进行嵌件成型。
比较例2的树脂片材为毛状体高度减少5%的温度为118℃的树脂片材,但因嵌件成型而毛状体大幅变形,其触感性变成干巴巴,无法在维持良好触感性的状态下进行嵌件成型。
比较例3的树脂片材为毛状体高度减少5%的温度为207℃的树脂片材,虽然可在维持嵌件成型前的触感性的状态下进行嵌件成型,但构成基底层与毛状体的热塑性树脂组合物的硬度高,嵌件成型的前后皆触感性为粗糙,不具有良好触感性。
以上用各种各样的实施方式说明了本发明,当然本发明的技术范围不受上述实施方式中记载的范围所限定。本领域技术人者明了可对于上述实施方式加以多样的变更或改良。另外,由专利权利要求的记载可明知:加以这样的变更或改良的形态也可包含于本发明的技术范围中。
产业上的可利用性
本实施方式的树脂片材由于即使二次成型也能维持良好的触感性,故作为能二次成型的树脂片材及其成型品,具有产业上的可利用性。
附图标记的说明
1:毛状体及基底层
1a:基底层
1b:毛状体
d:毛状体直径
h:毛状体的高度
t:毛状体的间隔
2:基材层。
Claims (7)
1.一种树脂片材,其为具有在基底层的至少一面规则地排列的毛状体,在基底层与毛状体之间无结构上的边界且形成连续相的热塑性树脂片材,通过5分钟的加热,毛状体的平均高度比加热前的平均高度减少5%时的温度为130℃以上且200℃以下。
2.根据权利要求1所述的树脂片材,其中,所述毛状体的平均高度为30μm以上且500μm以下,毛状体的平均直径为1μm以上且50μm以下,毛状体的平均间隔为20μm以上且200μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的树脂片材,其中,热塑性树脂包含氨基甲酸酯系弹性体。
4.根据权利要求1或2所述的树脂片材,其中,在基底层的与毛状体相反侧的面具有基材层。
5.一种成型品,其为权利要求1或2所述的树脂片材的成型品。
6.根据权利要求5所述的成型品,其为嵌件成型品或真空成型品。
7.根据权利要求5所述的成型品,其设置于汽车内装材料、电子设备外装材料或化妆品容器的表面。
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