JP2002254585A - 装飾用積層品 - Google Patents
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Abstract
積層品を提供する。 【解決手段】 印刷された層、透明な熱可塑性ポリウレ
タン層および熱可塑性材料の基質をつくる層から積層品
を構成する。この積層品は印刷された層が基質をつくる
層とポリウレタン層との間に挟まれていることを特徴と
している。
Description
れたフィルムを含む積層品に関する。
可塑性ポリウレタン層、および熱可塑性材料の基質をつ
くる層から成る積層品が開示されている。この積層品は
基質をつくる層とポリウレタン層との間に印刷された層
が挿入されていることを特徴としており、種々の製品の
製造に適している。
積層品は既に原理的には公知であり(例えばドイツ特許
44 24 106A号)、また高温抵抗性をもった印
刷インクも同様に公知である(ドイツ特許198 32
570A1号および同44 21 561A1号、並
びに「IMD−技術入門」と題して1999年11月に
ドイツ、91781 Weissenburg、Tre
uchtlinger Str.29のProoell
Companyから出版された論文参照)。しかしド
イツ特許198 32 570A1号の積層品は重大な
欠点をもっているが、このことについては該特許には触
れられておらず、またそれを改善する方法および手段は
示されていない。該特許に使用されたフィルムは僅かし
か膨張することができず、予熱した後に真空または高圧
において冷間成形することにより複雑な中間段階を経て
熱成形しなければならない。この工程のために熱可塑性
材料に不必要な応力がかかり、フィルムの機械的性質が
劣化する。ポリカーボネートをベースにしたフィルムを
使用すれば得られた製品は軟らかくなり良好な感触をも
つようになるが、耐摩耗性が大きい部材を得ることはで
きない。装飾用積層品の応用分野をこれ以上開発するこ
とはできない。ポリウレタン層は水性分散液または有機
溶媒の溶液から被覆しなければならず、これは本発明に
従えば接着剤として作用する中間層は必要がないから、
不必要な中間工程である。ドイツ特許4421 106
A1号記載の熱可塑性の層は高温(>260℃)で噴霧
しなければならないが、これには従来法の積層品の場合
上述の中間層を使う必要がある。何故ならこの中間層が
ないと着色された層は洗い落とされ変形すると思われる
からである。
し、これまで到達できなかった応用分野を開拓する必要
がある。
る積層品は高いShoreかたさをもっている。
いShoreかたさをもった熱可塑性ポリウレタンのフ
ィルムをベースにした積層品が何の問題もなく製造でき
ることが見出された。
極めて大きい伸長性のために必要に応じ任意の幾何学的
形状にも適応できるから、予備成形(熱成形)工程が不
要であることが見出された。
ompanyの刊行物とは対照的に、印刷インクも熱可
塑性TPUフィルムに接着することが見出された。
性ポリウレタンおよび熱可塑性材料の基質から成り、印
刷された層が基質とポリウレタンフィルムとの間に挿入
されている、印刷されたフィルムをベースにした複合体
が提供される。
mであり、そのため実質的に自由に基質をつくり成形で
きることが好ましい。
た着色インク、例えばドイツ特許公開明細書198 3
2 570A1記載のようなインクを含んでいる。
あることが好ましい。
℃の着色層を印刷された層として使用する。
耐性をもった可撓性の印刷インクは、特に顔料、接合剤
および随時使用される印刷インク用の助剤物質から成
り、接合剤の含量は印刷インクの全重量に関して少なく
とも20重量%であり、この接合剤はそれぞれ接合剤の
全重量に関し40〜90重量%の第1の接合剤成分およ
び60〜10重量%の第2の接合剤成分から成ってい
る。第1の接合剤成分は− 式[C22H24O3]nに相当
する4,4’−ジメトキシジフェニル−3,3,5ート
リメチルシクロヘキサンをベースにした平均分子量が2
0,000〜40,000のカーボネート単独重合体、
− および/または実質的に式[C22H24O3]n−[C
16H14O3]mに相当する4,4’−ジヒドロキシジフェ
ニルイソプロパンおよび4,4’−ジヒドロキシジフェ
ニル−3,3,5ートリメチルシクロヘキサンをベース
にした平均分子量が30,000〜50,000のカー
ボネート共重合体、から成る群から選ばれる。但しここ
でnはポリカーボネート共重合体の50モル%より多く
95モル%少ない値を表し、mは5モル%より多く50
モル%より少ない値を表す。
ジイソシアネートを平均分子量が1,000〜5,00
0の脂肪族ポリエステルポリオールと、随時連鎖伸長剤
を存在させ、NCO/OH当量比を0.9:1.0〜
1.0:1.1に保ち、また随時触媒の存在下において
活性水素を含まない有機溶媒中で反応させて得られる熱
可塑性で直鎖非イオン性の脂肪族または脂環式のポリエ
ステルポリウレタンである。
特にポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、スチ
レン共重合体、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネ
ート、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポ
リウレタン、PSOまたはPEEK、或いはこれらの重
合体の混合物から成る群から選ばれる。
あり、その一部が多層構造をもつかおよび/または透明
である熱可塑性の材料層である。
PU)フィルムは軟化点(Koflerによる)が14
0〜180℃、好ましくは155〜170℃であること
が好適である。好適なTPUは印刷インクの温度耐性範
囲において適当な熔融粘度をもち、印刷インクを洗い落
とすことなく背面噴霧することができる。
が50〜95、好ましくは65〜90である。このよう
にして魅力的な外観が積層品に賦与される。
とも0.025mm、さらに好ましくは0.05〜0.
5mm、特に好ましくは0.08〜0.3mmである。
この好適な厚さにより、基質に噴霧した後に必要な熱の
迅速な消失が達成される。特に好適な厚さの場合には融
点が高い熱可塑性材料を使用することができる。
基質と印刷された層との間に熱可塑性材料の中間層を取
り付ける。この中間層は基質の材料とは異なり、特に熱
可塑性のポリウレタン、好ましくは透明な熱可塑性ポリ
ウレタンであり、融点が印刷インクの安定温度よりも高
い熱可塑性材料に対する断熱層として作用する。
可塑性材料は透明なプラスティックス材料である。
に対して被覆層になるように積層品を使用すると特に有
利である。透明な基質はすべての外観が重要な用途(例
えば靴産業におけるような)に特に適している。
PU)は、優れた機械的特性をもち熱可塑的に廉価で加
工できるから技術的に重要である。その機械的特性は異
なった化学原料を使用することによって大きな範囲で変
えることができる。TPU、その性質および用途に対す
る全般的な詳細点はKunstoff誌、68巻(19
78年)819〜825頁、およびKautschu
k,Gummi,Kunstoff誌、35巻(198
2年)568〜584頁に記載されている。
エステルまたはポリエーテルポリオール、有機ジイソシ
アネートおよび短鎖のジオール(連鎖伸長剤)からつく
られる。その生成を促進するためにはさらに反応触媒を
加えることができる。原料成分のモル比は広い範囲で変
えることができ、このようにして生成物の性質を調節す
ることができる。ポリオール対連鎖伸長剤のモル比は
1:1〜1:12が適していることが分かった。このよ
うにしてShore Aかたさ70ないしShore
Dかたさ75の生成物がつくられる。熱可塑的に加工で
きるポリウレタン・エラストマーの合成は、段階的(予
備重合体法)に、或いは一段階ですべての成分を同時に
反応させる方法(一段階法)で行うことができる。予備
重合体法においては、ポリオールとジイソシアネートか
らイソシアネート含有予備重合体をつくり、次いでこれ
を第2段階において連鎖伸長剤と反応させる。TPUは
連続方式またはバッチ方式で製造することができる。最
も良く知られた工業的な製造法は抽出法(strip
process)および押出し法(extruderp
rocess)である。
ポリウレタンは、次のポリウレタン生成成分、即ち A)有機ジイソシアネート、 B)分子量500〜5000の直鎖ヒドロキシ末端ポリ
オール、 C)分子量60〜500のジオールまたはジアミン連鎖
伸長剤をA)のNCO基対イソシアネートと反応する
B)およびC)中の基のモル比を0.9〜1.2にして
反応させることによって得ることができる。
族、脂環式、芳香脂肪族、ヘテロ環式および芳香族ジイ
ソシアネート、例えばJustis Liebigs
Annalen der Chemie誌、562巻7
5〜136頁記載のものを用いることができる。
ることができる:脂肪族ジイソシアネート、例えばヘキ
サメチレンジイソシアネート、脂環式ジイソシアネー
ト、例えばイソフォロンジイソシアネート、1,4−シ
クロヘキサンジイソシアネート、1−メチル−2,4−
シクロヘキサンジイソシアネートおよび1−メチル−
2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、並びに対応
する異性体混合物、4,4’−ジシクロヘキシルメタン
ジイソシアネート、2,4’−ジシクロヘキシルメタン
ジイソシアネート、および2,2’−ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート、並びに対応する異性体混合
物、芳香族ジイソシアネート、例えば2,4−トルイレ
ンジイソシアネート、2,4−トルイレンジイソシアネ
ートおよび2,6−トルイレンジイソシアネートの混合
物、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,
2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネートおよび4,4’−ジ
フェニルメタンジイソシアネートの混合物、ウレタン変
性液体4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートお
よび2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
4,4’−ジイソシアナートジフェニルメタン−(1,
2)および1,5−ナフチレンジイソシアネート。1,
6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジ
イソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート、4,4’−ジフェニルメタン含量が96重量%よ
り多いジフェニルメタンジイソシアネート異性体混合
物、特に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
および1,5−ナフチレンジイソシアネートを用いるこ
とが好ましい。上記のジイソシアネートは個別的にまた
はお互いの混合物の形で使用することができる。また最
高15重量%(ジイソシアネートの全重量に関し)のポ
リイソシアネート、例えばトリフェニルメタン−4,
4’,4”−トリイソシアネートまたはポリフェニルポ
リメチレンポリイソシアネートと一緒に使用することが
できる。
0の直鎖ヒドロキシ末端ポリオールを使用することがで
きる。製造条件に依存してこれらはしばしば少量の非直
鎖化合物を含んでいる。この理由のためしばしば「実質
的に直鎖のポリオール」と言われる。ポリエステル、ポ
リエーテルまたはポリカーボネートジオール、或いはそ
の混合物が好適である。
の炭素数2〜4の1種またはそれ以上のアルキレンオキ
シドを2個の活性水素原子を結合した形で含む原料分子
と反応させることにより製造することができる。アルキ
レンオキシドとしては次のものを挙げることができる:
エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、エピ
クロロヒドリンおよび1,2−ブチレンオキシド並びに
2,3−ブチレンオキシド。エチレンオキシドおよびプ
ロピレンオキシドおよび1,2−プロピレンオキシドと
エチレンオキシドとの混合物が好適に使用される。アル
キレンオキシドは個別的に、或いは交互に、または混合
物として使用することができる。適当な原料分子の例に
は次のものが含まれる:水、アミノアルコール、例えば
N−アルキルジエタノールアミン、例えばN−メチルジ
エタノールアミン、およびジオール、例えばエチレング
リコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブ
タンジオール、および1,6−ヘキサンジオール。随時
原料分子の混合物も使用できる。さらに適当なポリエー
テルジオールはテトラヒドロフランのヒドロキシル基含
有重合生成物である。三官能性ポリエーテルも二官能性
ポリエーテルに関し0〜30重量%の量で使用できる
が、その量は最大で熱可塑的に加工できる生成物が生じ
るような量である。実質的に直鎖のポリエーテルジオー
ルは500〜5000の分子量をもっている。これらは
個別的に並びにお互いの混合物の形で使用することがで
きる。
数2〜12、好ましくは4〜6のジカルボン酸および多
価アルコールからつくることができる。適当なジカルボ
ン酸の例は脂肪族ジカルボン酸、例えば琥珀酸、グルタ
ル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸およびセ
バチン酸、および芳香族ジカルボン酸、例えばフタル
酸、イソフタル酸、およびテレフタル酸である。ジカル
ボン酸は個別的にまたは混合物として、例えば琥珀酸、
グルタル酸およびアジピン酸の混合物として使用するこ
とができる。ポリエステルジオールの製造にはジカルボ
ン酸の代わりに対応するジカルボン酸誘導体、例えばア
ルコール基の炭素数1〜4のカルボン酸ジエステル、カ
ルボン酸無水物またはカルボン酸塩化物を使うことが有
利である。多価アルコールの例は炭素数2〜10、好ま
しくは2〜6のグリコール、例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、1,10−デカンジオール、2,2−ジメチル−
1,3−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール
およびジプロピレングリコールである。所望の性質に依
存して多価アルコールは単独でまたは随時他のアルコー
ルとの混合物の形で使用することができる。また上記ジ
オール、特に炭素数4〜6のもの、例えば1,4−ブタ
ンジオールまたは1,6−ヘキサンジオールとのカルボ
ン酸エステル、或いはヒドロキシカルボン酸、例えばヒ
ドロキシカプロン酸の縮合生成物、およびラクトン、例
えば随時置換基をもったカプロラクトンの重合生成物も
適している。ポリエステルジオールとしてはエタンジオ
ールポリアジペート、1,4−ブタンジオールポリアジ
ペート、エタンジオール−1,4−ブタンジオールポリ
アジペート、1,6−ヘキサンジオールネオペンチルグ
リコールポリアジペート、1,6−ヘキサンジオール−
1,4−ブタンジオールポリアジペート、およびポリカ
プロラクトンが好適に使用される。ポリエステルジオー
ルは分子量が500〜5000であり、個別的にまたは
お互いの混合物の形で使用することができる。
00のジオールまたはジアミン、好ましくは炭素数2〜
14の脂肪族ジオール、例えばエタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、および特に1,4−ブタンジオールが
使用される。しかしまたテレフタル酸と炭素数2〜4の
グリコールとのジエステル、例えばテレフタル酸ビス−
エチレングリコールまたはテレフタル酸ビス−1,4−
ブタンジオール、ヒドロキノンのヒドロキシアルキレン
エーテル、例えば1,4−ジ(ヒドロキシエチル)ヒド
ロキノン、エトキシル化したビスフェノール、(環式)
脂肪族ジアミン、例えばイソフォロンジアミン、エチレ
ンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、1,3−プ
ロピレンジアミン、N−メチルプロピレン−1,3−ジ
アミン、N,N’−ジメチレンジアミン、および芳香族
ジアミン、例えば2,4−トルイレンジアミンおよび
2,6−トルイレンジアミン、および1級モノ−、ジ
−、トリ−またはテトラアルキル置換4,4’−ジアミ
ノジフェニルメタンも適している。上記の連鎖伸長剤の
混合物も使用することができる。さらに比較的少量のト
リオールを加えることもできる。
伸長剤または型抜き剤として少量使用することができ
る。その例としてはオクタノールまたはステアリルアル
コールのようなアルコール、ブチルアミンおよびステア
リルアミンのようなアミンが含まれる。
び添加剤を存在させ、NCO基対NCOと反応する基の
和の比、特にNCO基対低分子量ジオール/トリオール
およびポリオールのOH基の比が0.9:1.0〜1.
2:1.0、好ましくは0.95:1.0〜1.10:
1.0になるような量で原料を互いに反応させる。
に通常使用されている3級アミン、例えばトリエチルア
ミン、ジメチルシクロへキシルアミン、N−メチルモル
フォリン、N,N’−ジメチルピペラジン、2−(ジメ
チルアミノエトキシ)エタノール、ジアザビシクロ−
(2、2、2)−オクタンおよび同様な化合物、並びに
特に有機金属化合物、例えばチタン酸エステル、鉄化合
物、錫化合物、例えば二酢酸錫、二オクタン酸錫、二ラ
ウリン酸錫、または脂肪族カルボン酸のジアルキル錫
塩、例えばニ酢酸ジブチル錫、二ラウリン酸ジブチル錫
等である。好適な触媒は有機金属化合物、特にチタン酸
エステル、鉄化合物、または錫化合物である。
添加剤を加えることができる。例としては脂肪酸エステ
ル、その金属石鹸、脂肪酸アミドおよびシリコーン化合
物のような潤滑剤、ブロッキング防止剤、抑制剤、加水
分解、光、熱および変色に対する安定剤、耐焔剤、着色
剤、顔料、無機および有機性の充填剤、および補強剤を
挙げることができる。補強剤は特に繊維状の補強物質、
例えば従来法で製造される無機繊維でありサイジング材
料と混合することもできる。上記のような助剤および添
加剤に対するこれ以上の詳細は専門の文献、例えばJ.
H.Saunders,K.C.Frisch:”Hi
gh Polymer”,Vol.XVI,Polyu
retanes,Part 1 and 2,Inte
rscience Publishers 1962/
1964,R.Gaechter,H.Mueller
(編):Taschenbuch der Kunst
stoff−Additive,3rdEdition,
Hanser Verlag,Munich 198
9、またはドイツ特許A 29 01 774号を参照
されたい。
可塑性材料、例えばポリカーボネートおよびアクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン三元重合体、特にABS
が含まれる。ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体のような他のエラストマー
並びに他のTPUも使用できる。市販の可塑剤、例えば
フォスフェート、フタレート、アジペート、セバケート
およびアルキルスルフォン酸エステルも混入するのに適
している。
し法において、例えば多重シャフト押出し機の中で連続
的に製造することができる。TPU成分A)、B)およ
びC)の計量は同時に、即ち一段階法において、或いは
逐次的に、即ち予備重合体法に従って行うことができ
る。この点に関連して予備重合体はバッチ方式で、或い
は押出し機の一部に連続的にまたは別の上手の予備重合
体ユニットに加えることができる。
ばドイツ特許25 17 033A1号およびドイツ特
許25 31 240A1号記載の公知方法に従ってつ
くることができる。
と被覆層の特殊な感触(専門語で触覚)とが同時に重要
であるような広い範囲の工業的な用途に使用することが
できる。
靴、腕時計のバンド、電気製品、特に携帯電話機のハウ
ジング、家庭用器具、およびオーディオおよびビデオ機
器、玩具、工具および網目材、特に車輛の加熱用および
排気用の網目材、並びに動物の識別マーカーの製造に対
する本発明の積層品の使用が提供される。
り、厚さが0.15mm、Shore Aかたさが8
0、軟化点(Koflerによる)が170℃の熱可塑
性ポリウレタンの透明なフィルムに被覆する。印刷イン
クがノズルに面するようにこのフィルムを真空により射
出成形の型の中に入れる。この射出成形機を25〜35
℃の温度において定温的にコントロールする。定温コン
トロール装置は、少なくとも170K/分で温度を低下
させ熱可塑性ポリウレタンの射出された熔融物の熱エネ
ルギーを消費できるようになっている。熱可塑性ポリウ
レタンは樹脂塊の温度226℃において射出した。射出
速度は30mm/秒であった。この実験に対しては湯口
通路の開始場所の所での直径が2mmであるような湯口
システムを使用した。試験体は60秒のサイクル時間で
つくった。このようにして本発明の積層品を得た。
塊の温度260℃でアクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン共重合体/ポリカーボネート配合物を用いて背面
噴霧を行った。湯口の区域において洗い落された(温度
差が大きいため)。
塊の温度290℃でポリカーボネートを用いて背面噴霧
を行った。印刷されたフィルムは深く洗い流された。
開始場所の所の2mmの直径を3.5mmに増加させた
湯口システムを用いた。円錐形の湯口通路の端の所での
直径は4mmから5.5mmに増加した。熔融物の摩擦
で誘起される温度上昇を29℃から12℃の温度差に減
少させ、最大の剪断荷重を11,000l/秒から約
6,100 l/秒に減少させることにより、印刷イン
クの安定温度よりも高い加工(=熔融)温度の可塑性材
料をもった本発明の積層品を得ることができる。
を使用した。同時に他のポリカーボネートの加工温度よ
りも実質的に低い270℃の加工温度をもつ特殊なポリ
カーボネート(例えばBayer AG製のMakro
lon 2450)を選ぶ。これらの特徴を組み合わせ
ることにより本発明の積層品を製造することができる。
が、このような詳細点は単に例示のためであり、特許請
求の範囲に記載されている事項以外、本発明の精神およ
び範囲を逸脱することなく当業界の専門家は多くの変形
を行い得るものと了解されたい。
Claims (9)
- 【請求項1】 印刷された層、透明な熱可塑性ポリウレ
タン層および熱可塑性材料の基質をつくる層から成り、
該印刷された層は基質をつくる層とポリウレタン層との
間に挟まれていることを特徴とする積層品。 - 【請求項2】 該印刷された層は高温耐性をもつ着色イ
ンクを含んでいることを特徴とする請求項1記載の積層
品。 - 【請求項3】 熱可塑性材料はポリアミド、ポリエステ
ル、ポリオレフィン、スチレン共重合体、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、PSOおよびP
EEKから成る群から選ばれる少なくとも一つの材料で
あることを特徴とする請求項1記載の積層品。 - 【請求項4】 透明な熱可塑性ポリウレタン層は軟化点
(Koflerによる)が140〜180℃、Shor
e Aかたさが50〜95、厚さが少なくとも0.02
5mmであることを特徴とする請求項1記載の積層品。 - 【請求項5】 該基質と該印刷された層との間に挟まれ
た熱可塑性材料の中間層をさらに含み、該中間層は該基
質とは異なった材料から成っていることを特徴とする請
求項1記載の積層品。 - 【請求項6】 印刷された層の厚さは3〜50μmであ
ることを特徴とする請求項1記載の積層品。 - 【請求項7】 熱可塑性材料は透明であることを特徴と
する請求項1記載の積層品。 - 【請求項8】 基質は周囲環境に対する被覆層をなして
いることを特徴とする請求項1記載の積層品。 - 【請求項9】 製品の製造に請求項1記載の積層品を使
用することを特徴とする方法。
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