JP2004189990A

JP2004189990A - マーキングフィルム

Info

Publication number: JP2004189990A
Application number: JP2002362753A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mori; 浩森
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-07-08
Also published as: WO2004055125A3; AU2003293232A1; AU2003293232A8; WO2004055125A2

Abstract

【課題】環境汚染問題やフィルムネッキングを生じない、３次元曲面を有する被着体にも適用できるマーキングフィルムを提供すること。
【解決手段】オレフィン系樹脂の基材と、該基材の片面に塗布された粘着剤層とを含むとともに、基材が、少なくとも０．８１の変形指数（ここで、変形指数とは、基材の応力−歪み曲線から求められるもので、降伏点応力Ｘ_１によって降伏点以降に最初に出現した最小応力Ｘ_２を除した値である）を有しているように構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマーキングフィルムに関し、さらに詳しく述べると、３次元曲面を有する被着体に対してフィルムネッキングを伴わずに容易に貼付可能であり、環境汚染の問題も生じないマーキングフィルムに関する。本発明のマーキングフィルムは、車両等の３次元曲面に貼り付けてもフィルムの著しい歪みを生じないので、外装フィルムとして好適である。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、オートバイ、自動車等の車両の美観や装飾性を高めるために、いろいろなタイプの外装フィルムが車体に貼り付けられている。外装フィルムは、通常、基材とその基材の片面に塗布された粘着剤層とからなり、また、基材としては、ポリ塩化ビニルが、その高い成形性、耐候性、耐久性、経済性などから多用されている。しかし、ポリ塩化ビニルには、原料に使用する毒性や焼却時に発生するダイオキシンの問題があるので、ポリ塩化ビニルに代わる安全なフィルム材料を基材に使用すること、すなわち、脱塩ビ化が近年活発化している。
【０００３】
新たなフィルム材料としては、価格的にもポリ塩化ビニルに近いポリオレフィン系の樹脂材料が注目されている。また、かかる樹脂材料のなかでも、特にポリプロピレンは、その高い結晶性に由来してポリ塩化ビニルに比較可能な高い強度を有しているので、広く用いられるようになっている。
【０００４】
しかし、最近の傾向として、車両の外装フィルム貼付面には凹部、湾曲部等の３次元曲面が備わっており、そのような複雑な形状の面にポリオレフィン系の樹脂材料を基材とした外装フィルムを貼付することは容易なことではない。外装フィルムの貼付時、フィルムの伸びによってフィルムネッキング（フィルムのくびれ現象）を生じ、また、フィルムネッキングがあると、外装フィルムの一部が変形したりスジ状模様が発生し、商品価値を失うからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、したがって、被着体の３次元曲面を有する面にフィルムネッキングなどの欠陥を生じることなく容易に貼付することができ、環境汚染の問題も生じることがないマーキングフィルムを提供することにある。
【０００６】
本発明の目的は、また、強度、成形性、耐候性、耐久性、経済性などに優れたマーキングフィルムを提供することにある。
【０００７】
本発明の目的は、さらに、オートバイ、自動車等の車両において外装フィルムとして有用なマーキング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】
本発明によれば、オレフィン系樹脂の基材と、該基材の片面に塗布された粘着剤層とを含むマーキングフィルムであって、
前記基材が、少なくとも０．８１の変形指数（ここで、変形指数とは、基材の応力−歪み曲線から求められるもので、降伏点応力Ｘ_１によって降伏点以降に最初に出現した最小応力Ｘ_２を除した値である）を有していることを特徴とするマーキングフィルムが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるマーキングフィルムは、上記したように、
（１）オレフィン系樹脂の基材、及び
（２）基材の片面に塗布された粘着剤層
を少なくとも含んで構成され、さらに、粘着剤層の保護と取り扱い性の向上のため、粘着剤層の側に剥離紙を有するのが好ましい。図１は、このような典型的な構成の本発明のマーキングフィルムを模式的に示したもので、オレフィン系樹脂の基材１と、その基材１の片面に塗布された粘着剤層２と、粘着剤層２を被覆した剥離紙３とを含むマーキングフィルム１０が示されている。基材１には、図示しないが、装飾模様が印刷されている。
【００１０】
本発明のマーキングフィルムは、表示、装飾等の目的で被着体、特に３次元曲面を備えた被着体に貼付して用いられるフィルム状部材である。かかるマーキングフィルムの典型例には、これに限定されるものではないけれども、オートバイ、自動車等の車両の外装フィルム、看板等がある。
【００１１】
本発明のマーキングフィルムは、それを車両の外装フィルムとして使用する場合、例えば、スクータ、オートバイ、自動車、電車等の車体や部品に貼付し、固定して使用することができる。
【００１２】
本発明のマーキングフィルムは、上記したように、オレフィン系樹脂の基材及びその基材の片面に塗布された粘着剤層を少なくとも含んで構成される。
【００１３】
本発明のマーキングフィルムにおいて、基材として使用するオレフィン系樹脂は、高い強度をマーキングフィルムに付与できると同時に、フィルムが伸びた時にもフィルムネッキングを生じることがない。本発明者は、これらの優れた特性の組み合わせは、基材の応力−歪み曲線から求められる変形指数によって導かれたものであるということを見い出した。すなわち、オレフィン系樹脂からなる基材は、少なくとも０．８１の変形指数を有していることが必要である。ここで、「変形指数」とは、それを本願明細書で用いた場合、基材の応力−歪み曲線から求められるもので、降伏点応力Ｘ_１によって降伏点以降に最初に出現した最小応力Ｘ_２を除した値のことである。すなわち、添付の図２に示すように、ある特定のフィルムについてその応力−歪み曲線Ｉをプロットした場合に、降伏点応力Ｘ_１に対して降伏点以降に出現する最小応力をＸ_２とし、両者の比率Ｙ（＝Ｘ_２／Ｘ_１）を変形指数と呼ぶことができる。なお、変形指数Ｙの測定方法の詳細は、下記の実施例で説明する。基材の変形指数は、さらに好ましくは、少なくとも０．８６である。基材の変形指数が０．８１を下回ると、マーキングフィルムの貼付時にフィルムネッキングが発生してしまう。
【００１４】
また、基材として使用するオレフィン系樹脂は、マーキングフィルム及びその他のフィルム製品の分野で広く使用されている多くのオレフィン系樹脂を包含する。本発明の実施に好適なオレフィン系樹脂としては、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、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン／プロピレン共重合体、アイオノマー、ＥＡＡ（エチレン／アクリル酸共重合体）、ＥＥＡ（エチレン／アクリル酸エチル共重合体）、ＥＶＡ（エチレン／酢酸ビニル共重合体）などを挙げることができる。
【００１５】
基材は、通常、上記したオレフィン系樹脂の単独から形成される。また、別法によれば、これらのオレフィン系樹脂にゴム成分、好ましくはゴム系樹脂をブレンドして基材を形成するのが好ましい。好適なブレンドの一例として、サーモプラスチックオレフィン（ＴＰО）を挙げることができる。ＴＰОの典型例は、ＰＰと例えばＥＰＤＭ（エチレン／プロピレン／ジエンモノマー共重合体）等のゴム成分のブレンドである。ゴム成分をブレンドすることによって、高い強度をもった基材に対してゴム的な挙動を付与することができるからである。
【００１６】
オレフィン系樹脂の基材は、マーキング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。また、外観や装飾性の向上を図るため、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、マイカ粉などを含有していてもよい。さらに、その他の添加剤、例えば紫外線吸収剤などを含有していてもよい。さらにまた、基材の表面に、装飾模様などが印刷されたり、転写されたりしていてもよい。
【００１７】
上記したような基材は、マーキングフィルムの使用目的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５〜５００μｍの範囲であり、好ましくは、約３０〜３００μｍの範囲である。基材の厚さが５μｍを下回ると、フィルムの取り扱い性が低下し、かつ厚みに由来する装飾効果を十分に発現させることができず、反対に５００μｍを上回ると、フィルム全体が厚くなるために、作業性の低下を避けることができない。なお、基材は、通常、単層で用いられるけれども、必要に応じて、２層もしくはそれ以上の多層構造で使用してもよい。
【００１８】
基材は、そのままでマーキングフィルムの一員として使用してもよいが、その表面、すなわち、粘着剤層とは反対側の面にインク層やクリア層、あるいはその他の追加の層を有していてもよい。特に、ウレタン樹脂から構成されるインク層を有するのが好ましい。ここで使用するウレタン樹脂は、好ましくは、１液の無黄変タイプの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マーキングフィルムに付与できるという点で有用である。
【００１９】
インク層やクリア層は、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。また、インク層は、外観や装飾性の向上を図るため、各種の着色剤、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、マイカ粉などを含有していてもよい。さらに、その他の添加剤、例えば紫外線吸収剤、光安定剤、光沢調整剤などを含有していてもよい。紫外線吸収剤や光安定剤は、外装フィルムやその下の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、外装フィルムの表面の光沢をコントロールする働きがある。
【００２０】
本発明のマーキングフィルムにおいて、基材の片面に粘着剤層が塗布される。ここで使用される粘着剤層は、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、感圧粘着剤（ＰＳＡ）、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、シリコーンなどから形成することができる。
【００２１】
粘着剤層の厚さは、例えば粘着剤の組成、被着体の種類、基材の厚さを含む多くのファクターに応じて広い範囲で変更することができる。一般に、粘着剤層の厚さは、約１０〜５０μｍの範囲であり、好ましくは、約２５〜４０μｍの範囲である。
【００２２】
本発明のマーキングフィルムは、プライマ層をさらに有することもできる。プライマ層は、例えば、基材と粘着剤層の間に約０．１〜１０μｍの層厚で設けることができる。また、プライマ層は、基材とインク層の間に約０．１〜１０μｍの層厚で設けることもできる。
【００２３】
本発明のマーキングフィルムでは、その粘着剤層の側に剥離紙を備えて、粘着剤層を保護し、かつマーキング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。
【００２４】
【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。
【００２５】
次のような樹脂原料を、駆動部にダイ（Plasti-Corder）を備えた一軸押出し成形機（ブラベンダー社製）で押出し成形してフィルム状基材を得た。なお、一部のフィルム状基材については、下記の第１表に示すように、下記の原料を配合して押出し成形した。いずれの基材も、全体の厚さが１００μｍとなるように調整した。
【００２６】

次いで、それぞれのフィルム状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、その基材の片面にコロナ放電処理を行った。
【００２７】
次いで、剥離紙としてシリコーン処理したポリエステルフィルム（商品名「クリスパー（登録商標）Ｋ２３７２」、東洋紡製）の片面に、アクリル系感圧粘着剤（ＰＳＡ）をバーコータで、乾燥後の膜厚が約０．０３ｍｍとなるように塗布し、加熱乾燥した。アクリル系感圧粘着剤のモノマー組成は、ブチルアクリレート／アクリル酸＝９０／１０であった。
【００２８】
引き続いて、基材のコロナ放電処理面と剥離紙の加熱乾燥後の粘着剤層とを貼り合わせて、下記の第１表に記載のような目的とするマーキングフィルムを作製した。
〔評価試験〕
上記のようにして作製したマーキングフィルムのそれぞれのサンプルについて、変形指数（応力−歪み曲線による）、弾性率、そして３次元曲面への追従性を次のような試験方法で評価した。
変形指数の測定：
マーキングフィルムを下記の第１表に記載のように、長さ方向（ＭＤ）もしくは幅方向（ＴＤ）に、幅１５ｍｍ×長さ１００ｃｍのストライプ状に切断した。それぞれのサンプルの応力−歪み曲線を引張り試験機（商品名「ＵＣＴ−１００」、オリエンテック社製）を用いて測定した。測定条件は、チャック間距離が５０ｍｍ、計測スピードが２００ｍｍ／分であった。
【００２９】
それぞれのサンプルについて、先に図２を参照して説明したような応力−歪み曲線が得られた。よって、降伏点応力Ｘ_１と最小応力をＸ_２の比率（Ｘ_２／Ｘ_１）を測定し、下記の第１表に示す変形指数Ｙを求めた。なお、曲線中、Ｘ_１とＸ_２の間の部分が、フィルムネッキングを生じる部分である。
３次元曲面への追従性：
マーキングフィルムの３次元曲面に対する追従性を評価するため、図３に示すように中央部に半円筒状凹部（模擬３次元曲面）１２を有する２種類の金属板１１を用意した。金属板１は、直径ａが１６ｍｍ、円周ｂが１８ｍｍであった。また、金属板２は、直径ａが３４ｍｍ、円周ｂが４０ｍｍであった。なお、どちらの凹部１２も極端な３次元曲面を有しているので、これらの凹部にフィルムネッキングを伴うことなく貼付することができるのであれば、そのマーキングフィルムは、許容可能である。
【００３０】
マーキングフィルムを幅２５ｍｍ×長さ１００ｃｍのストライプ状に切断した。それぞれのマスキングフィルム１０を図４（Ａ）に示すように金属板１１の表面に凹部１２を覆うようにして貼り付け、さらにプラスチック製のスキージ１３で押し付けながら、凹部１２の内面に貼り付けた。理想的には、図４（Ｂ）に示すように、マーキングフィルム１０が、全体的に一様に伸びて、凹部１２の内面にネッキングなどの欠陥を伴うことなく密着して貼り付けられた状態となる。
【００３１】
よって、それぞれのマーキングフィルムの３次元曲面に対する追従性を評価するため、貼り付け後のフィルムの伸びかたを目視により観察し、ネッキングの現れ方により次の５クラスで分類した。
【００３２】
クラス１…フィルム全体が一様に伸び、ネッキングは認められない。
【００３３】
クラス２…フィルムの縁が若干歪む程度である。
【００３４】
クラス３…フィルムの幅が一部狭くなり、ネッキングを生じたことがわかる。
【００３５】
クラス４…フィルムのくびれがはっきり認識できる。
【００３６】
クラス５…フィルムの伸びている部分と伸びていない部分が境界線となって現れる。
【００３７】
すなわち、クラス１及び２に属するマーキングフィルムが、本発明の要件にかなったものである。
【００３８】
金属板１及び２について、下記の第１表にまとめるような評価結果が得られた。
【００３９】
【表１】

【００４０】
〔考察〕
本実施例で作製したマーキングフィルムは、金属板１及び２に対して、それぞれ１２．５％及び１７．６％の平均伸び率を有している。ところで、マーキングフィルムの貼付時において通常そのフィルムにかかる負荷は１０％以下であるので、金属板１の凹部形状に対応できるものは、実用上問題とならない。しかし、昨今の形状の多様化、複雑化を考慮した場合、金属板２のような極端な凹部形状にも対応できることが、より望ましいことである。金属板２へも対応できることで、広範囲の種類の曲面へ対応できるといっても過言でないからである。
【００４１】
第１表に記載の評価結果から、変形指数と３次元曲面に対する追従性の関係をグラフにプロットすると、図５（金属板１について）及び図６（金属板２について）に示すような相関図が得られる。さらに、最小二乗法からそれぞれの相関を１次関数で求めると、次式のようになる。
金属板１について：
変形指数Ｙ_１＝−０．０４３（Ｘ_１ ₍₁₎）＋０．９０ …（式１）
金属板２について：
変形指数Ｙ_２＝−０．０４６（Ｘ_１ ₍₂₎）＋０．９５ …（式２）
ここで、マーキングフィルムを３次元曲面をもった被着体に貼り付ける際に実用上許容しうる曲面追従性のクラスは上記したようにクラス１及び２であるので、３次元曲面に対して有利に貼り付け可能なマーキングフィルムの変形指数は、上記の式１及び式２から、
金属板１の場合０．８１以上（式１による）
金属板２の場合０．８６以上（式２による）
となる。
【００４２】
以上を要するに、３次元曲面をもった被着体に追従可能なマーキングフィルムは、その応力−歪み曲線から求まる変形指数が、好ましくは０．８１以上であり、さらに好ましくは０．８６以上である。
【００４３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、脱塩ビ化を図ったので、環境汚染の問題を回避できるばかりでなく、フィルム貼付時にフィルムネッキングの問題も引き起こすことがなく、さらには３次元曲面を有する被着体にも容易に貼付できるマーキングフィルムを提供することができる。また、本発明のマーキングフィルムは、強度、成形性、耐候性、耐久性、経済性などに優れているので、自動車外装用フィルムとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマーキングフィルムの１構成例を示した断面図である。
【図２】マーキングフィルムの変形指数の求め方を示したグラフである。
【図３】３次元曲面に対する追従性を評価するために用いられた凹部付き金属板を示した断面図である。
【図４】図３に示した凹部付き金属板の使用例を順を追って示した断面図である。
【図５】金属板１について、マーキングフィルムの変形指数と３次元曲面追従性の関係を示した相関図である。
【図６】金属板２について、マーキングフィルムの変形指数と３次元曲面追従性の関係を示した相関図である。
【符号の説明】
１…基材
２…粘着剤層
３…剥離紙
１０…マーキングフィルム
１１…金属板
１２…凹部
１３…スキージ

Claims

オレフィン系樹脂の基材と、該基材の片面に塗布された粘着剤層とを含むマーキングフィルムであって、
前記基材が、少なくとも０．８１の変形指数（ここで、変形指数とは、基材の応力−歪み曲線から求められるもので、降伏点応力Ｘ_１によって降伏点以降に最初に出現した最小応力Ｘ_２を除した値である）を有していることを特徴とするマーキングフィルム。
前記基材のオレフィン系樹脂が、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン／プロピレン共重合体、アイオノマー、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体又はエチレン／酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のマーキングフィルム。
前記基材の厚さが、３０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のマーキングフィルム。
前記粘着剤層が、感圧粘着剤から構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマーキングフィルム。
前記粘着剤層の層厚が、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマーキングフィルム。
インク層をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマーキングフィルム。
前記基材と前記粘着剤層の間にプライマ層を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマーキングフィルム。
前記プライマ層の層厚が、０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項７に記載のマーキングフィルム。
前記基材と前記インク層の間にプライマ層を設けたことを特徴とする請求項６に記載のマーキングフィルム。
前記プライマ層の層厚が、０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項９に記載のマーキングフィルム。