JP2006095892A - 積層シ−ト、エンボス意匠シートおよびエンボス意匠シート被覆金属板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を主体としてなる厚み45μm以上の無配向の樹脂層(A層)と、B層における樹脂成分全体の質量を基準として、融点が210〜230℃のポリブチレンテレフタレート系樹脂を75〜95質量%含有してなる厚み20〜200μmの無配向の樹脂層(B層)、および、C層における樹脂成分全体の質量を基準として、融点が210〜230℃のポリブチレンテレフタレート系樹脂を55〜70質量%と、実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を45〜30質量%含有してなる厚み5μm以上の無配向の樹脂層(C層)、の少なくとも3層より成り、総厚みが65〜300μmの範囲である積層シート。
【選択図】 図1
Description
(1)エンボス付与適性に優れることから、意匠性に富んだ被覆材を得ることができる。
(2)一般的に背反要素である加工性と表面の傷入り性のバランスが比較的良好である。
(3)各種添加剤との相容性に優れること、および長年にわたり添加剤による物性向上検討が行われて来たことから、耐久性に優れた樹脂皮膜を得ることが容易である。
等の点を挙げることができる。
ここで、「MD方向」とは、シートの長手方向(Machine Direction)をいう。
A層10は、積層シートをエンボス付与機に通した際、加熱軟化されてエンボス版ロールにより押圧されエンボス柄が転写される層である。従って、A層10はエンボス版ロールで押圧される時点で高い結晶性を有していてはならず、実質的に非結晶性であるポリエステル系樹脂を主体としてなる。ここで、「実質的に非結晶性」とは、低結晶性をも含む意味である。
B層20は積層シートをエンボス付与機に通した際に、従来の軟質PVCと同様の温度まで加熱された積層シートの幅縮み、皺入り、破断等を防ぐ機能を付与するために設けられる。従って本発明の請求項5に規定される190℃での引張り法での貯蔵弾性率は、主としてB層20の組成と厚みによって付与されるものといえる。
本発明の積層シートにC層30a,bが付与される目的は、積層シートにエンボス付与機でエンボス柄を転写する際に、加熱された金属部分(加熱ドラム)に積層シートが粘着するのを防止するため、および、融点が210℃〜230℃のポリブチレンテレフタレート系樹脂を75〜95%と比較的多く含有するB層20を直接金属板にラミネートしようとするとラミネート温度を高めに設定する必要があることから、B層20に比べて比較的低温で充分な接着性を得ることができる層を付与するためである。
本発明の積層シートにおいては、A層10が実質的に透明であり、かつA層10とB層20との間に印刷により印刷柄(D)40が付与されている構成とすることもできる。印刷柄(D)40は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷等の公知の方法で施され、石目調、木目調、幾何学模様、抽象模様等、任意の柄が施される。
本発明の積層シートにおいては、A層10が実質的に透明であり、かつA層10とB層20との間に印刷による印刷柄(D)40が付与されており、さらに、印刷柄(D)40とB層20との間に実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を主体としてなる無配向の樹脂層(E層)50が配置されている構成とすることができる。
本発明の積層シートの製造方法としては各種公知の方法、Tダイを備えた押出し機によるキャスト製膜法やインフレーション法等を採用することができ、またA層10の樹脂組成が実質的に非結晶性であるポリエステル系樹脂のみから成る場合は、従来のPVC系樹脂の製膜に用いていたカレンダー製膜設備によりA層10を製膜することもできる。
<実施例1〜10、比較例1〜3>
実施例1〜10、および比較例1〜3の積層シートは、φ65mmの3台の二軸混練押出機を使用して、フィードブロック方式の共押出しによって、Tダイより流出した樹脂をキャスティングロールで引き取る一般的方法により三層積層シートを得た。各層については、A層が、表1に示す樹脂組成、顔料添加量(顔料としては、酸化チタン系の白色顔料を添加した。)、および層厚を有する層であり、B層が、イースター6763を10質量%、ノバデュラン5020Sを90質量%有し、層厚が45μmである層であり、C層が、イースター6763を40質量%、ノバデュラン5020Sを60質量%有し、層厚が15μmである層である。積層シートの総厚みを、表1に併せて示した。
実施例11〜22、および比較例4〜12の積層シートについては、A層が、イースター6763を75質量%、ノバデュラン5020Sを25質量%有し、層厚が90μmである層であり、B層が、表2に示す樹脂組成、および層厚を有する層であり、C層が、イースター6763を35質量%、ノバデュラン5020Sを65質量%有し、層厚が10μmである層であることとした以外は、上記の実施例1と同様にして、三層積層シートを得た。積層シートの総厚みを、表2に併せて示した。
実施例23〜33、および比較例13〜18の積層シートについては、A層が、イースター6763を75質量%、ノバデュラン5020Sを25質量%有し、層厚が90μmである層であり、B層が、イースター6763を15質量%、ノバデュラン5020Sを85質量%有し、層厚が45μmである層であり、C層が、表3に示す樹脂組成、および層厚を有する層であることとした以外は、上記の実施例1と同様にして三層積層シートを得た。積層シートの総厚みを、表3に併せて示した。
比較例19の積層シートは、φ65mmの2台の二軸混練押出機を使用して、フィードブロック方式の共押出しによって、Tダイより流出した樹脂をキャスティングロ−ルで引き取る一般的方法により二層の積層シートを得た。各層については、A層が、イースター6763を75質量%、ノバデュラン5020Sを25質量%有し、層厚が90μmである層であり、B層が、イースター6763を15質量%、ノバデュラン5020Sを85質量%有し、層厚が45μmである層である。積層シートの総厚みを、表3に併せて示した。
実施例34〜39、および比較例20〜24の積層シートは、フィードブロック方式の共押出し製膜により、B層とC層の二層積層シート、または、E層とB層とC層の三層積層シートを製膜し、このB層側表面、または、E層側表面にグラビア印刷により抽象柄の印刷柄(D)を印刷し、その後に単層で製膜したA層を図2に示すようなエンボス付与機の加熱ロール部分で熱融着積層により積層一体化して作製した。A層としては、表4に示す樹脂組成および層厚みのものを用い、E層としては、表4に示す樹脂組成、顔料添加量および層厚みのものを用い、B層としては、表5に示す樹脂組成、顔料添加量および層厚のものを用い、C層としては、表5に示す樹脂組成および層厚のものを用いた。積層シートの総厚みを、表5に併せて示した。
比較例24の積層シートは、フィードブロック方式の共押出し製膜により、E層とB層の二層積層シートを製膜し、このE層側表面にグラビア印刷により抽象柄の印刷柄(D)を印刷し、その後に単層で製膜したA層を図2に示すようなエンボス付与機の加熱ロール部分で熱融着積層により積層一体化して作製した。積層シートの総厚みを、表5に併せて示した。
(イースターPETG・6763)
イーストマン・ケミカル・カンパニー社製の非結晶性ポリエステル樹脂である。ジカルボン酸成分はテレフタル酸であり、ジオール成分の約30mol.%が1.4−シクロヘキサンジメタノール、約70mol.%がエチレングリコールである。融点:無し、ガラス転移温度:78℃。
イーストマン・ケミカル・カンパニー社製の実質的に非結晶性ポリエステル樹脂として扱うことが可能なポリエステル樹脂である。ジカルボン酸成分はテレフタル酸であり、ジオール成分の約65mol.%が1.4−シクロヘキサンジメタノール、約35mol.%がエチレングリコールである。融点:無し、ガラス転移温度:86℃。
三菱エンジニアリングプラスチックス社製の(ホモ)ポリブチレンテレフタレート樹脂である。融点は224℃である。
ウィンテックポリマー社製のイソフタル酸共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂である。融点は204℃である。
日本ユニペット社製の(ホモ)ポリエチレンテレフタレート樹脂である。融点は254℃である。
三菱化学社製のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂である。融点は247℃である。
図3に示すような軟質塩化ビニル系シートへのエンボス付与に一般的に使用されているエンボス付与機200を用いてエンボス柄の転写を行った。また、印刷柄(D)を有するシートに関しては、上記のようにエンボス付与機の加熱ロール部で熱融着積層を行っている。エンボス付与機の工程概要としては、まず加熱ロール210を用いた接触型加熱によりシートの予備加熱を行い、続いて赤外ヒーター230を用いた非接触型加熱により任意の温度までシートを加熱し、エンボスロール250によりエンボス柄を転写してエンボス意匠シートとするものである。
市販されているポリ塩化ビニル被覆金属板用のポリエステル系接着剤を、積層シートを貼り合せる金属面に乾燥後の接着剤膜厚が2〜4μm程度になるように塗布し、ついで赤外線ヒーターおよび熱風加熱炉により塗布面の溶剤乾燥および加熱を行い、厚み0.45mmの亜鉛メッキ鋼板の表面温度を235℃、230℃、225℃の3水準に保持しつつ、直ちにロールラミネータを用いてシートを被覆・冷却することによりエンボス意匠シート被覆金属板を得た。
上記の実施例および比較例で得た、積層シートおよびエンボス意匠シート被覆金属板について、以下の各項目を評価した。結果を表6〜9にまとめて示した。
岩本製作所製粘弾性スペクトロメーターにより積層シートのMD方向に関し、測定を行った。測定方法は通常の引っ張り法・温度分散測定法に準じ、−100℃から昇温速度3℃/分で昇温し、250℃までの測定を実施した後、190℃における貯蔵弾性率を読みとった。
積層シートを15cm(TD方向)×30cm(MD方向)に切り出して、定盤の上に置き、反りの程度を観察した。反りが強く完全に円筒状になってしまう場合や、定盤面から10cm以上の高さのアーチ状になる場合を取り扱い性が悪いとして「×」、10cm未満であるが5cm以上の反りが出る場合を「△」、それ未満の反りの場合、取り扱い性は良いとして「○」とした。なお、「TD方向」とは、シートの幅方向(Transverse direction)をいい、MD方向に直交する方向をいう。
図3に示すエンボス付与機でエンボスを付与した際に、加熱ロール210に積層シートが粘着して剥離困難になったもの、及び剥離は可能であったがシートの伸び・変形が顕著であったものは「×」、軽度の粘着を示したが作業の継続が可能であり、シートの伸び・変形も実用上支障の無い範囲であったものを「△」、粘着しなかったものは「○」で示した。また、加熱ロールに積層シートが粘着し剥離困難となったものに関しては、以降の評価を実施していない。
図3に示すエンボス付与機でエンボスを付与した際に、ヒーター230によるシート加熱中にシートが溶断したもの、及びシートの顕著な伸びや皺入り等を発生したものは「×」、軽度なシートの伸び・幅縮み等を生じたが実用上支障のない範囲であったものを「△」、これらの問題を生じなかったものは「○」で示した。この評価で「×」となったものに関しては、以降の評価を実施していない。
図3に示すエンボス付与機でエンボスを付与したシートを、目視で観察し、綺麗にエ
ンボス柄が転写しているものを「○」、これに比べてやや転写が浅い場合を「△」、転写が悪く、浅いエンボス柄になっているもの、あるいは、エンボス柄に無関係に単に表面が荒れているものを「×」で示した。この評価で「×」となったものに関しては、以降の評価を実施していない。
図3に示すエンボス付与機でエンボスを付与したシートをラミネートした金属板を105℃の熱風循環式オーブン中に3時間静置した後目視で観察し、オーブンに投入する前と比較してエンボスの形状がほとんど変化していないものを「○」、これに比べてややエンボス戻りが発生している場合を「△」、エンボス戻りが顕著な場合、あるいは、エンボス柄が完全に消失し単に表面が荒れているものを「×」で示した。金属板の加熱温度235℃でラミネートしたものに関してエンボス耐熱性の評価を行った。
図3に示すエンボス付与機でエンボスを付与したシートをラミネートした金属板を沸騰水中に3時間浸漬した後目視で観察し、沸騰水に投入する前と比較してエンボスの形状がほとんど変化していないものを「○」、これに比べてややエンボス戻りが発生している場合を「△」、エンボス戻りが顕著な場合、あるいはエンボス柄が完全に消失し単に表面が荒れているものを「×」で示した。金属板の加熱温度235℃でラミネートしたものに関してエンボス耐熱性の評価を行った。
エンボス意匠シート被覆金属板に衝撃密着曲げ試験を行い、曲げ加工部の積層シートの面状態を目視で判定し、ほとんど変化がないものを「○」、若干クラックが発生したものを「△」、割れが発生したものを「×」として評価した。なお、衝撃密着曲げ試験は次のようにして行った。エンボス意匠シート被覆金属板の長さ方向および幅方向からそれぞれ50mm×150mmの試料を作製し、23℃で1時間以上保った後、折り曲げ試験機を用いて180°(内曲げ半径2mm)に折り曲げ、その試料に直径75mm、質量5Kgの円柱形の錘を50cmの高さから落下させた。金属板の加熱温度235℃でラミネートしたものに関して加工性の評価を行った。
20mm×100mmのエンボス意匠シート被覆金属板を試験片として、JIS Z−0237「粘着テープ・粘着シート試験方法−試験片に対する180度引き剥がし粘着力」に準拠した剥離強度測定を測定幅20mmで行い、樹脂フィルムと基材金属間の接着強度を測定した。充分な接着強度があると判断されたもの(40N/20mm以上)を「○」、相対的に接着強度が劣るが実用上は支障ないと判断されるものを「△」、さらに接着強度が低いもの(20N/20mm未満)を「×」とした。金属板の加熱温度235℃、230℃、225℃の3段階の温度条件でラミネートを実施し、接着強度の測定を行った。
比較例1の積層シートは、A層の樹脂組成がPBT樹脂を50質量%含む場合であり、比較例2は60質量%含むものである。いずれもエンボス付与機でのエンボス柄の転写が困難となっている。比較例3はA層の樹脂組成が非晶性のポリエステル主体であるが、A層の厚みが薄いため、やはり良好な転写が得られていない。これらに対して、本発明の実施例1〜10では良好なエンボス柄の転写が得られている。
比較例4の積層シートはB層の組成がPBT樹脂100質量%よりなっており、エンボス付与機での一連のエンボス転写作業自体に支障は生じなかったが、積層シートの反りが著しく、エンボス付与機へのシートの通紙等に困難を生じた。比較例5〜9はB層の組成、またはB層の厚みに起因して190℃における貯蔵弾性率が、本発明の好ましい値より低い場合であり、いずれもエンボス付与機での非接触式ヒーター加熱で積層シートの幅縮み、皺入り、破断等を生じてしまった。
比較例13、14、16、17はC層の樹脂組成が本発明の好ましい範囲から外れており、PBT系樹脂の添加量が少ない場合であり、積層シートがエンボス付与機の加熱ロールに粘着を生じてしまい、エンボス柄の転写が困難となった。また、比較例15は、C層の樹脂組成は本発明の好ましい範囲内であるが、厚みが薄い場合で、一連のエンボス付与機での操作に支障はなく、良好なエンボス柄の転写が得られ、また、エンボスの耐熱性も良好であったが、金属板へラミネートする際、235℃の加熱温度では良好な接着強度が得られたが、この温度への加熱により金属板裏面に施してあった塗装が僅かに熱変色を生じた。そこで、ラミネート温度を230℃、さらに225℃と低下させ、裏面塗料の熱変色を防止したところ、積層シートの接着強度が著しく低下してしまった。
比較例20は積層シートの総厚みが本発明の好ましい範囲を外れて厚く、加工性に問題が生じた。比較例21はエンボス柄が転写される層としてA層に加えてE層が存在する構成であるが、A層とE層の合計厚みが本発明の好ましい範囲より薄く、良好なエンボス転写性が得られていない。比較例22は、比較例18と同様にC層の組成としてイソフタル酸共重合のPET樹脂100質量%を用いており、積層シートの構成とした時点でC層がそれほど結晶化しておらず、その結果、エンボス付与機の加熱ロールに粘着を生じ、エンボス柄の転写が困難となった。
20 B層
30a,b C層
40 印刷柄(D)
50 E層
100a〜100d 積層シート
200 エンボス付与機
210 加熱ロール
220 テイクオフロール
230 赤外線ヒーター
240 ニップロール
250 エンボスロール
260 冷却ロール
Claims (14)
- A層、B層およびC層の少なくとも3層からなる積層シートであって、
前記A層が、実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を主体としてなる厚み45μm以上の無配向の樹脂層であり、
前記B層が、前記B層における樹脂成分全体の質量を基準(100質量%)として、融点(Tm)が210〜230℃のポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂を75〜95質量%含有してなる厚み20〜200μmの無配向の樹脂層であり、
前記C層が、前記C層における樹脂成分全体の質量を基準(100質量%)として、融点(Tm)が210〜230℃のポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂を55〜70質量%と、実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を45〜30質量%含有してなる厚み5μm以上の無配向の樹脂層であり、
総厚みが70〜300μmの範囲である積層シート。 - A層、B層およびC層の少なくとも3層からなる積層シートであって、
前記A層が、実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を主体としてなる厚み45μm以上の無配向の樹脂層であり、
前記B層が、前記B層における樹脂成分全体の質量を基準(100質量%)として、融点(Tm)が210〜230℃のポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂を75〜95質量%含有してなる厚み20〜200μmの無配向の樹脂層であり、
前記C層が、前記C層における樹脂成分全体の質量を基準(100質量%)として、融点(Tm)が210℃未満のポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂を70〜100質量%含有してなる厚み5μm以上の無配向の樹脂層であり、
総厚みが70〜300μmの範囲である積層シート。 - 前記A層、および前記C層の実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂が、テレフタル酸、またはジメチルテレフタル酸をジカルボン酸成分の主体とし、ジオール成分の約20〜80mol.%が1.4−シクロヘキサンジメタノール(1.4−CHDM)で、残りの約80〜20mol.%がエチレングリコールより成る共重合ポリエステルである請求項1に記載の積層シート。
- 前記A層の実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂が、テレフタル酸、またはジメチルテレフタル酸をジカルボン酸成分の主体とし、ジオール成分の約20〜80mol.%が1.4−シクロヘキサンジメタノール(1.4−CHDM)で、残りの約80〜20mol.%がエチレングリコールより成る共重合ポリエステルである請求項2に記載の積層シート。
- 積層シートとして測定した動的粘弾性引張り法10Hzでの190℃の貯蔵弾性率がシートのMD方向に関して1×107 Pa以上である請求項1〜4のいずれかに記載の積層シート。
- 前記A層における樹脂成分全体の質量を基準(100質量%)として、前記A層に20〜40質量%の融点(Tm)が210〜230℃のポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂が配合されている請求項1〜5のいずれかに記載の積層シート。
- 前記A層が実質的に透明であり、かつ前記A層と前記B層との間に印刷による印刷柄(D)が付与されている請求項1〜6のいずれかに記載の積層シート。
- 前記A層が実質的に透明であり、かつ前記A層と前記B層との間に印刷による印刷柄(D)が付与されており、さらに、前記印刷柄(D)と前記B層との間に実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂を主体としてなる無配向の樹脂層(E層)が配置されている請求項1〜7のいずれかに記載の積層シート。
- 前記E層の実質的に非晶性であるポリエステル系樹脂が、テレフタル酸、またはジメチルテレフタル酸をジカルボン酸成分の主体とし、ジオール成分の約20〜80mol.%が1.4−シクロヘキサンジメタノール(1.4−CHDM)で、残りの約80〜20mol.%がエチレングリコールより成る共重合ポリエステルである請求項8に記載の積層シート。
- 請求項1〜9に記載の積層シートを160〜190℃の範囲に加熱し、エンボス版ロールにより前記A層側表面に形成したエンボス模様を有する、エンボス意匠シート。
- 請求項10に記載のエンボス意匠シートの前記C層側の表面が、接着剤を用いて金属板の上にラミネートされている、エンボス意匠シート被覆金属板。
- 請求項11に記載のエンボス意匠シート被覆金属板を用いた、ドア材、ユニットバス壁材、ユニットバス天井材、パーティション材およびパネル材からなる群から選ばれる建築内装材。
- 請求項11に記載のエンボス意匠シート被覆金属板を用いた、鋼製家具部材。
- 請求項11に記載のエンボス意匠シート被覆金属板を用いた、家電製品筐体部材。
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