JP2004115657A

JP2004115657A - 自動車外装用保護フィルム

Info

Publication number: JP2004115657A
Application number: JP2002281129A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mori; 森　浩; Shinji Ikeda; 池田　伸二
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15
Also published as: WO2004028709A3; WO2004028709A2; AU2003265640A1; AU2003265640A8

Abstract

【課題】装飾機能及び保護機能を両立できるとともに、環境汚染の問題も引き起こさない自動車外装用保護フィルムを提供すること。
【解決手段】オレフィン系エラストマーからなるフィルム状基材と、粘着剤層とを含むとともに、基材の厚さが、２５０〜１０００μｍの範囲であり、そして基材の厚さが２５０μｍ以上３００μｍ未満の時の弾性率が５５〜６５ＭＰａの範囲であり、もしくは基材の厚さが３００μｍ以上の時の弾性率が４５〜６５ＭＰａの範囲であるように構成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の外装技術に関し、さらに詳しく述べると、自動車の外装フィルムとして使用した時に装飾機能及び保護機能を両立できるとともに、環境汚染の問題を引き起こさず、自動車側面の複雑な凹凸形状にも追従可能であり、貼り付け作業も容易な自動車外装用保護フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の外装技術について見ると、意匠性の向上のため、車体の特定の領域に着色塗料を静電塗装などによって塗装するのが一般的であり、また、さらに意匠性を向上させるため、ツートーンカラーなどの塗装もしばしば行われている。また、このような着色塗料の塗装には、意匠性の向上の他に、車体を構成する鋼板を錆から保護する防錆機能も備わっている。しかし、このような塗装によって得られる塗膜は非常に薄いので、特に車体の側面やその下部の部分において顕著であるが、自動車の走行中に拾う飛石によって塗膜に傷が入り、そこから錆が発生することが多い。
【０００３】
従来、このような錆の発生防止のため、飛石を拾いやすい車体の側面などに、塩化ビニル系のゾルを使用してチッピング塗装を行うことや、ウレタン系の保護テープを貼付することが一般的に行われている（特許文献１〜４を参照）。しかし、チッピング塗装に使用される塩ビゾルは、塗装時における有機溶剤の飛散や、鋼板リサイクル時に焼却によって発生するダイオキシン等の有害物質の発生の問題を避けて通ることができず、環境保護の面で問題がある。また、ウレタン系の保護テープを貼付する方法は、環境上及び性能上では問題がないけれども、目的とする保護機能を発現させるためには約１５０〜３００μｍ程度の肉厚テープを貼付しなければならず、価格的にも高価になり、工業生産上波及しがたい面がある。さらに加えて、着色塗料の塗装の他に追加の塗装や保護テープの貼付を行うことは製造工程の工数の増加や製造コストの上昇も避けられない。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５９−１３５２７６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開昭６２−２６６１７７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平３−２０５１５０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平４−１２６５７０号公報（特許請求の範囲、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記したような従来の技術の問題点を解消して、自動車の外装フィルムとして使用した時に、装飾機能（美観や意匠性の向上）及び保護機能（耐チッピング性や防錆性の向上）を両立できるとともに、環境汚染の問題も引き起こさない自動車外装用保護フィルムを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の目的は、自動車側面の複雑な凹凸形状にも追従可能であり、貼り付け作業も容易な自動車外装用保護フィルムを提供することにある。
【０００７】
さらに、本発明の目的は、従来のツートーンカラー塗装にとって代わり得る、比較可能な装飾効果等をもたらすことができかつ取り扱いも簡便な自動車外装用保護フィルムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、本発明によれば、自動車の外装に使用される保護フィルムであって、
オレフィン系エラストマーからなるフィルム状基材と、該基材の被着体の側に塗布された粘着剤層とを含むとともに、前記基材の厚さが、２５０〜１０００μｍの範囲であり、そして
前記基材の厚さが２５０μｍ以上３００μｍ未満の時の当該基材の弾性率は５５〜６５ＭＰａの範囲であり、もしくは
前記基材の厚さが３００μｍ以上の時の当該基材の弾性率は４５〜６５ＭＰａの範囲であること
を特徴とする自動車外装用保護フィルムによって達成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による自動車外装用保護フィルムは、いろいろな形態で有利に実施することができる。
【００１０】
本発明の保護フィルムが貼付されるべき被着体は、特に限定されるものではなく、その保護フィルムに由来する装飾機能、保護機能等が期待されるいろいろなタイプの自動車を包含する。一般的には、バス、乗用車などの車両に本発明の保護フィルムを適用するのが好適である。例えば、乗用車の側面もしくはその下部や、ドアコーナー部などのような巻き込み形状部分に対して貼付した時に、本発明の保護フィルムはその優れた機能を発揮できる。もちろん、本発明の保護フィルムは、車体や外装部品の保護のためばかりではなく、塗装代用品としても使用することができ、その典型例が、ツートーンカラー塗装である。また、オートバイ、スクータなどのカウリング（フレームに取り付けた風防）なども飛石を受けがちであるので、本発明の保護フィルムを有利に使用することができる。
【００１１】
本発明の自動車外装用保護フィルムは、オレフィン系エラストマーからなるフィルム状基材と、該基材の被着体の側に塗布された粘着剤層とを少なくとも含むように構成され、外装フィルムの分野において常用の追加の層を任意に有することができる。
【００１２】
図１は、本発明の自動車外装用保護フィルムの好ましい１実施形態を示した断面図である。図示の保護フィルム１０は、フィルム状基材１と、その被着体（図示せず）の側に塗布された粘着剤層８とからなる。基材１と粘着剤層８の間には、両者の良好な接着を得るためにプライマ層２が介在せしめられている。さらに、粘着剤層８は、保護フィルムの製造から使用までの間に粘着性を保持し、かつ取り扱い性を改善するため、剥離紙９で保護されている。
【００１３】
本発明の保護フィルムで使用するフィルム状基材は、保護フィルムに対して所望レベルの保護機能を付与するとともに、自動車側面の複雑な凹凸形状等にも追従可能となすため、２５０〜１０００μｍの範囲の厚さを有するとともに、下記のような特定の弾性率を有することが必要である。
（１）基材の厚さが２５０μｍ以上３００μｍ未満の時、その基材の弾性率は、５５〜６５ＭＰａの範囲であること。
（２）基材の厚さが３００μｍ以上の時、その基材の弾性率は、４５〜６５ＭＰａの範囲であること。
【００１４】
フィルム状基材の厚さは、通常、上記したように２００〜８００μｍの範囲である。基材の厚さが２５０μｍを下回ると、従来のウレタンフィルムと同等の耐チッピング性を出すことができない。また、基材の厚さが１０００μｍを上回ると、保護フィルムが厚くなりすぎて、美観や意匠性の向上に逆行することとなり、取り扱い性も低下する。基材の厚さは、好ましくは、２５０〜４００μｍの範囲であり、さらに好ましくは、２５０〜３００μｍの範囲である。
【００１５】
本発明の実施において、フィルム状基材の材料は、上述のような弾性率の要件を満たす限りにおいて特に限定されないというものの、好ましくは、ポリマーアロイである。ポリマーアロイのなかでも好適なものは、一般的にＴＰО（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ　ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）、ＴＰＥ（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）などと呼ばれている熱可塑性オレフィン類である。基材として好適なポリマーアロイは、オレフィン系エラストマー、すなわち、例えばポリプロピレン等のオレフィンと例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン三元共重合体）、スチレン、ＳＢＳ（スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体）等のゴム成分のアロイである。特に好適なオレフィン系エラストマーは、ポリプロピレンとＥＰＤＭのアロイである。これらのポリマーアロイにおいて、ゴム成分の配合量と基材の厚さをコントロールすることで、耐チッピング性と３次元曲面に対する追従性に優れた保護フィルムを提供することができる。また、このようなポリマーアロイから形成された基材は、適度なコシがあるため、被着体に対する貼り付けが、従来のウレタンフィルムよりも容易に可能である。
【００１６】
フィルム状基材は、無色、半透明あるいは不透明のいずれであってもよく、保護フィルムの使途などに応じて最適な形態を選択することができる。美観や意匠性の向上を考慮に入れた場合、基材は、全体的もしくは部分的に着色されて装飾機能を有していることが好ましい。基材の着色は、例えば、基材の調製中に適当な着色剤、例えばフタロシアニン系青顔料、アゾ系赤顔料、アルミフレーク、マイカ粉などを配合することによって有利に実施することができる。基材には、着色剤の他に、その他の添加剤、例えば紫外線吸収剤などを配合してもよい。
【００１７】
粘着剤層は、各種の粘着剤を使用して任意の厚さで形成することができる。本発明の実施に好適な感圧粘着剤としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えば、ポリアクリレート、粘着性付与ゴム、粘着性付与合成ゴム、エチレン酢酸ビニル、シリコーンなどを挙げることができる。
【００１８】
粘着剤層は、任意の厚さで使用することができる。粘着剤層の厚さは、通常、約３０〜６０μｍの範囲であり、好ましくは、約４０〜４５μｍの範囲である。なお、所望とする粘着力が得られ、本発明の作用に悪影響がでないのであるならば、上記した範囲外の厚さで粘着剤層を使用してもよい。
【００１９】
本発明の自動車外装用保護フィルムでは、その粘着剤層の側に剥離紙を備えて、粘着剤層を保護し、かつ保護フィルムの取り扱い性を改善することが好ましい。ここで使用する剥離紙は、粘着テープなどの分野で一般的に使用されているものでよく、特定の部材に限定されるものではない。本発明で使用するのに好適な剥離紙は、例えば、紙やプラスチック材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、酢酸セルロースなど、あるいはこのようなプラスチック材料で被覆又はそれを積層された紙やその他の材料などである。これらの剥離紙は、そのまま使用してもよいが、シリコーン処理あるいはその他の方法で処理して剥離特性を向上させた後に使用するのが好ましい。また、剥離紙の厚さは、任意に変更できるけれども、通常、約２５〜５００μｍの範囲であり、好ましくは、約５０〜２００μｍの範囲である。
【００２０】
図示の保護フィルムでは、基材と粘着剤層の接着強度を高めるために両者の間にプライマ層が介在せしめられている。プライマ層は、例えば、粘着フィルムの製造などで一般的に行われているように、ウレタン系の樹脂を所定の厚さで塗布することによって形成することができる。プライマ層の厚さは、通常、約０．５〜１０μｍの範囲である。また、このプライマ層の形成に代えて、あるいはその形成に先がけて、基材の表面（粘着剤層形成面）にコロナ放電処理などの表面処理を施してもよい。
【００２１】
上記したように、本発明の保護フィルムは、その基材自体が装飾機能を有しているだけでもよいが、さらなる装飾機能やその他の追加の機能（例えば、耐候性、耐久性など）を得るため、保護フィルムの基材の上に追加の層を設けることが推奨される。適当な追加の層としては、以下に列挙するものに限定されないけれども、カラー層、クリア層などを挙げることができる。これらの層は、単独で使用してもよく、２層以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２２】
図２は、本発明の自動車外装用保護フィルムのいま１つの好ましい実施形態を示したものである。保護フィルム１０は、図１のそれのように基材１の下側にプライマ層２、粘着剤層８及び剥離紙９を順に有するとともに、その表面に、カラー層４及びクリア層５を順に有している。基材１とカラー層４の間にも、プライマ層２と同一もしくは異なるプライマ層３が、同じく密着力の改善のために介在せしめられている。
【００２３】
カラー層は、装飾フィルムの分野で一般的に使用されている方法を使用して形成することができる。例えば、樹脂材料に適当量の着色剤などを配合して、所定の厚さで塗布することによって有利に形成することができる。カラー層の厚さは、広い範囲で変更できるというものの、通常、約５〜３０μの範囲であり、好ましくは、約５〜１０μｍの範囲である。
【００２４】
クリア層は、好ましくはウレタン樹脂から構成される。ここで使用するウレタン樹脂は、好ましくは、２液型ウレタン樹脂である。このウレタン樹脂は、特に、耐候性と耐傷つき性をフィルムに付与できるという点で有用である。
【００２５】
クリア層も、上記した基材と同様に、フィルムの使用目的などに応じて、透明であってもよく、半透明もしくは不透明であってもよい。クリア層は、添加剤、例えば紫外線吸収剤、光沢調整剤などを含有していてもよい。紫外線吸収剤は、保護フィルムやその下の車体や部品が日光に暴露されている間に劣化するのを効果的に防止する働きがあり、また、光沢調整剤は、保護フィルムの表面に優れた光沢を付与し、意匠性を高める働きがある。
【００２６】
クリア層は、保護フィルムの使途などに応じていろいろな厚さで使用することができるけれども、通常、その厚さは、約１〜５０μｍの範囲であり、好ましくは、約５〜２０μｍの範囲である。クリア層の膜厚が１μｍを下回ると、十分な耐候性と耐傷つき性を保護フィルムに付与することができず、反対に５０μｍを上回っても、そのような機能が顕著に改善されることもない。
【００２７】
本発明の自動車外装用保護フィルムは、フィルムの成形に一般的に使用されているいろいろな方法を使用して製造することができる。例えば、基材の原料を任意の割合で配合した後、得られた配合物を混練し、さらにカレンダ成形するなどしてフィルムの形態に成形する。次いで、得られたフィルム状基材の両面にコロナ放電で表面処理を施し、さらにその表面にプライマを塗布してプライマ層を形成する。一方、別に用意した剥離紙に粘着剤を所定の厚さで塗布して粘着剤層を形成し、この剥離紙を基材の片面と重ね合わせ、粘着剤層で貼り合せる。基材の露出面（粘着剤層と反対側の面）には、カラー層及びクリア層をスクリーン印刷法で順に印刷し、乾燥する。このようにして、図２に模式的に示したような自動車外装用保護フィルムを製造できる。
【００２８】
【実施例】
引き続いて、本発明をその実施例を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではないことを理解されたい。
フィルム状基材の作製
保護フィルムの基材として使用するため、次のような１３種類の基材を作製した。基材１〜９は、オレフィン系エラストマー、三井化学製の「ミラストマー^ＴＭ７０３０Ｎ」（ＥＰＤＭリッチのエラストマー、商品名）及び「ミラストマー^ＴＭ９０２０Ｎ」（ＰＰリッチのエラストマー、商品名）を下記の配合割合で混練し、押出し成形によりフィルム化した。基材１０〜１２は、オレフィン系エラストマー、「ミラストマー^ＴＭ９０２０Ｎ」を単独で押出し成形し、フィルム化した。また、基材１３は、参考のために従来のウレタンフィルムを模擬したものであり、ウレタン樹脂、モートン社製の「Ｍｏｒｔｈａｎｅ^ＴＭＰＮ３４２９−２１８」（商品名）をフィルム化した。
【００２９】

保護フィルムの作製
上記のようにして作製した基材１〜１３を使用して、図２に示したような層構成を有する保護フィルム１〜１３を次のような手順で作製した。
【００３０】
フィルム状の基材をコロナトリータ（出力１．０ｋｗ）に１０ｍ／分の速度で案内して、その基材の両面にコロナ放電処理を行った。次いで、基材の両方のコロナ放電処理面にウレタン系のプライマ塗工溶液をグラビアコータで塗布し、熱風オーブンで加熱乾燥した。乾燥後の厚さが約５μｍであるプライマ層が得られた。
【００３１】
別に剥離紙（東洋紡製、商品名「クリスパー^ＴＭＫ２３７２」）を用意し、その片面にアクリル系の感圧粘着剤（イソオクチルアクリレート：アクリル酸＝９０：１０）をバーコータで塗布し、熱風オーブンで加熱乾燥した。乾燥後の厚さが約４５μｍである粘着剤層が得られた。
【００３２】
次いで、基材と剥離紙を基材のプライマ層と剥離紙の粘着剤層が密着するようにラミネータで貼り合わせた。エア噛みを生じることなくきれいな貼り合わせフィルムを得ることができた。
【００３３】
引き続いて、貼り合わせフィルムの露出したプライマ層にシルクスクリーンでカラーパターンを印刷し、熱風オーブンで加熱乾燥した。印刷インクには、黒色インク（住友スリーエム社製、商品名「ＦＬ５４５」）、透明インク（住友スリーエム社製、商品名「ＦＬ５１０」）及びメタリックインク（東洋アルミニウム社製、商品名「アルベースト^ＴＭ」）を使用した。乾燥後の厚さが約１０μｍであるカラー層が得られた。
【００３４】
カラー層の形成後、カラー層の形成と同様な手法でクリア層を形成した。印刷インクには、クリア塗料（住友スリーエム社製、商品名「ＧＡ−３」）を使用した。乾燥後の厚さが約１０μｍであるクリア層が得られ、保護フィルムの作製が完了した。
【００３５】
上記のようにして作製した保護フィルム（基材の番号に対応させて、それぞれ、保護フィルム１〜１３と呼ぶ）は、いずれも満足しうる外観を有し、着色の乱れなどもなかった。
〔評価試験〕
保護フィルム１〜１３について、耐チッピング性及びフィルム貼り付け性をそれぞれ次のような試験方法で評価した。
耐チッピング性：
保護フィルムを５０ｍｍ×５０ｍｍに裁断して試験片を調製し、メラミン塗装板に貼り付けた。塗装板を冷蔵庫に入れて−３０℃に冷却した後、スガ試験機（株）社製の飛石試験機、商品名「ＪＡ−４００」で下記の条件で耐チッピング試験を行った。
【００３６】
砕石…６号砕石（玄武岩）
砕石重量…５００ｇ
空気圧…４ｋｇ／ｃｍ^２
試験の完了後、試験片をメラミン塗装板から剥離し、塗装板の表面におけるチッピング傷の有無を目視によって確認した。下記の第１表に記載のような試験結果が得られた。
フィルム貼り付け性：
保護フィルムを乗用車のドアのコーナー部（巻き込み部分）に貼り付けるとともに、貼り付け作業性の良し悪しを官能的に判定し、かつ皺などの外観不良の発生の有無を目視によって観察し、両者の総合点（１〜６）で評価した。評価基準は、次の通りである。
【００３７】
６…秀
５…優
４…良
３…可
２…不良
１…不可
ポイント４〜６では、皺等の外観不良を生じることなく、すばやく保護フィルムを貼ることができた。ポイント３の場合、皺の発生がやや認められたけれども、総合的には許容し得た。
【００３８】
【表１】

【００３９】
上記第１表に記載の試験結果から、良好な耐チッピング性は、
基材の弾性率が４５ＭＰａ以上で、かつ基材の厚さが３００μｍ以上のとき、あるいは
基材の弾性率が５５ＭＰａ以上で、かつ基材の厚さが２５０μｍ以上のとき、に得られるということが考察される。
【００４０】
また、少なくとも本例で用意した保護フィルムであれば、従来のウレタンフィルムよりも良好なフィルム貼り付け性を有していることが考察される。なお、実使用には問題ないので上記第１表には示していないが、基材の厚さが３００μｍを超えたあたりから、本発明の保護フィルムでも強度がでてきて、貼り難くなる傾向が認められた。
【００４１】
よって、耐チッピング性とフィルム貼り付け性を同時に満足させるためには、基材の厚さが２５０μｍから３００μｍ未満の時の弾性率が５５〜６５ＭＰａの範囲であること、あるいは基材の厚さが３００μｍ以上の時の弾性率が４５〜６５ＭＰａの範囲であること、が必要であると言うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、自動車の外装フィルムとして使用した時に、装飾機能（例えば、美観や意匠性の向上）及び保護機能（例えば、耐チッピング性や防錆性の向上）を両立できるとともに、環境汚染の問題も引き起こさない自動車外装用保護フィルムを提供することができる。
【００４３】
また、本発明によれば、自動車側面の複雑な凹凸形状にも追従可能であり、貼り付け作業も容易な自動車外装用保護フィルムを提供することができる。
【００４４】
さらに、本発明によれば、従来のツートーンカラー塗装にとって代わり得る、比較可能な装飾効果等をもたらすことができかつ取り扱いも簡便な自動車外装用保護フィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動車外装用保護フィルムの１つの層構成を示した断面図である。
【図２】
本発明による自動車外装用保護フィルムのもう１つの構成例を示した断面図である。
【符号の説明】
１…基材
２…プライマ層
３…プライマ層
４…カラー層
５…クリア層
８…粘着剤層
９…剥離紙
１０…自動車外装用保護フィルム

Claims

自動車の外装に使用される保護フィルムであって、
オレフィン系エラストマーからなるフィルム状基材と、該基材の被着体の側に塗布された粘着剤層とを含むとともに、前記基材の厚さが、２５０〜１０００μｍの範囲であり、そして
前記基材の厚さが２５０μｍ以上３００μｍ未満の時の当該基材の弾性率は５５〜６５ＭＰａの範囲であり、もしくは
前記基材の厚さが３００μｍ以上の時の当該基材の弾性率は４５〜６５ＭＰａの範囲であること
を特徴とする自動車外装用保護フィルム。
前記基材のオレフィン系エラストマーが、ポリプロピレンとＥＰＤＭのポリマーアロイであることを特徴とする請求項１に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記粘着剤層が感圧粘着剤からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記粘着剤層の厚さが、３０〜６０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記粘着剤層がさらに剥離紙を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記基材自体が装飾機能を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記基材が、その表面にカラー層及び（又は）クリア層をさらに有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記カラー層の厚さが、５〜３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の自動車外装用保護フィルム。
前記クリア層の厚さが、１〜５０μｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の自動車外装用保護フィルム。
ツートーンカラーの塗装に代えて用いられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の自動車外装用保護フィルム。
車体の側面に貼付して用いられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自動車外装用保護フィルム。