JP2007100017A - 艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法、艶消しアクリル樹脂フィルムおよび積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 インサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生しない、成形前後の艶消し外観の変化が小さく、かつ車輌用部材に必要とされる表面硬度、耐薬品性、耐熱性、および艶消し性を有する艶消しアクリル樹脂フィルムを得ること。
【解決手段】 アクリル樹脂フィルム基体上に、艶消し材およびバインダー樹脂を含む塗工液を、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いて、印刷法またはコート法により塗工し、0.1〜5μmの厚みの艶消し層を形成する艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法、該アクリル樹脂フィルムの艶消し層が設けられた面とは逆の面上に絵柄層を有する艶消しアクリル樹脂フィルムおよび該艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体。
【選択図】 なし
【解決手段】 アクリル樹脂フィルム基体上に、艶消し材およびバインダー樹脂を含む塗工液を、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いて、印刷法またはコート法により塗工し、0.1〜5μmの厚みの艶消し層を形成する艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法、該アクリル樹脂フィルムの艶消し層が設けられた面とは逆の面上に絵柄層を有する艶消しアクリル樹脂フィルムおよび該艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体。
【選択図】 なし
Description
本発明は、艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法、艶消しアクリル樹脂フィルム、および艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体に関する。
低コストで成形品に意匠性を付与する方法として、インサート成形法またはインモールド成形法がある。インサート成形法は、印刷等により加飾を施したポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の加飾フィルムまたはシートを、あらかじめ真空成形等によって三次元の形状に成形し、不要な部分を除去した後、射出成形金型内に移し、基材となる樹脂を射出成形することにより、加飾フィルムまたはシートと基材とを一体化させた成形品を得る方法である。一方、インモールド成形法は、加飾フィルムまたはシートを射出成形金型内に設置し、金型内にて真空成形を施した後、同じ金型内において基材となる樹脂を射出成形することにより、加飾フィルムまたはシートと基材とを一体化させた成形品を得る方法である。
インサート成形またはインモールド成形に用いることができる表面硬度、耐熱性に優れたとして、種々のアクリル樹脂フィルムが提案されてきたが、さらに成形品に加飾性を付与するばかりでなく、艶消し塗装の代替材料としての機能を有する艶消しアクリル樹脂フィルムが提案されてきた。
例えば、熱または光硬化性樹脂と無機系微粒子とからなる艶消し層と、アクリル系樹脂フィルム基体とからなる、成形後も良好な艶消し性能が維持できるマット化されたアクリル樹脂フィルムが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、透明なアクリルフィルムの一方の面に艶消し層が形成され、他方の面に少なくとも絵柄層が形成された艶消しアクリルインサートフィルムが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、成形性のよい基材フィルム上に、特定の艶消し塗料の塗膜を設けたスエード調成形用シートが開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
しかしながら、これらのアクリル樹脂フィルムは、アクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を含有するために、使用できる艶消し材に制約がある。具体的には、アクリル樹脂以外を主成分とする架橋構造を有する有機系微粒子、または無機系微粒子を使用した場合、艶消し状態にはなるものの、艶消しアクリル樹脂フィルムのヘーズ値が増大する。したがって、艶消しアクリル樹脂フィルムの片面に絵柄層を形成し、絵柄層が基材に接するように積層して成形品を得た場合、成形品の絵柄が濁ったように見えるため工業的利用価値が低い。また、架橋構造を有する有機系微粒子または無機系微粒子を使用した場合、艶消しアクリル樹脂フィルムが脆くなるため、添加量によっては、製膜工程でのフィルムの取り扱い性が困難であったり、インモールド成形またはインサート成形時に、例えば深絞り成形などの過酷な条件で使用すると、フィルムが割れたり、破れたりすることがある。
また、車輌内装用途に用いる場合には、耐傷付き性が要求されるため、これらのアクリル樹脂フィルムは一定のレベルには達しているものの、経時的に表面が磨耗していくため、長期間使用した場合、艶戻りしたような外観になる場合があった。
特許文献1に記載のアクリル樹脂フィルムは、成形後も良好な艶消し性を維持できるとされている。しかしながら、艶消し層が熱または光硬化性樹脂からなるため、インモールド成形またはインサート成形時の真空成形の時にアクリル樹脂フィルム基体が引き伸ばされると、艶消し層が割れる場合がある。特に、実施例に記載の艶消しアクリル樹脂フィルムでは、艶消し層が割れやすいために成形条件に制約がある。また、印刷法またはコート法により艶消し層を形成する場合、基材となるアクリル樹脂フィルムの物性が溶剤アタックにより低下する。
また、車輌内装用途に用いる場合には、耐傷付き性が要求されるため、これらのアクリル樹脂フィルムは一定のレベルには達しているものの、経時的に表面が磨耗していくため、長期間使用した場合、艶戻りしたような外観になる場合があった。耐傷付き性を改良するために、ワックスを使用することが多いが、最適なワックスに関する記載がない。
また、印刷法またはコート法により得た艶消しアクリル樹脂フィルムでは成形の際の熱により艶消し外観が変化する場合があった。
特許文献2に記載の艶消しアクリルインサートフィルムの艶消し層は、フッ素樹脂系真球微粒子の艶消し材およびバインダー樹脂からなる層である。しかしながら、特許文献10には、艶消し材の最適な種類、粒子径の記載がない。またワックスについて具体的な記載がない。フッ素樹脂系真球微粒子がワックスの役割をかねているとも考えられるがロングラン性に問題がある可能性がある。また、印刷法またはコート法により得た艶消しアクリル樹脂フィルムでは成形の際の熱により艶消し外観が変化する場合があった。さらに、バインダー樹脂として用いられる硬化性樹脂が具体的に記載されていない。また、透明なアクリル樹脂フィルム基体に関して具体的な記載がない。
アクリル樹脂フィルムと基材シートとからなる積層シートを用いてインサート成形を行う場合がある。このときアクリル樹脂フィルムの熱収縮率が大きいと、インサート成形の際に、アクリル樹脂フィルムが基材シートから剥離するが、特許文献1、2にはアクリル樹脂フィルムの熱収縮率に関して具体的な記載がない。
特許文献3に記載のスエード調成形用シートは、塗膜のバインダー樹脂として電離放射線硬化性樹脂を用いるため、電離放射線硬化性樹脂と基材フィルムとの成形性が異なる。そのため、インモールド成形またはインサート成形時に深絞り形状に成形した際、塗膜が十分に伸びないことに起因する、塗膜の割れ、破れ等の成形不良が発生するために工業的利用価値が低い。特許文献3には、この問題を解決する手段が記載されているが架橋構造を調節したり、熱可塑性樹脂を混合することにより成形性を改良することが開示されているが、このような方法では電離放射線硬化性樹脂本来の硬化膜性能を十分に活かすことができない。また、基材フィルムに適したアクリル樹脂フィルムについての記載もない。
また、耐傷付き性を改良するためにワックスの添加が記述されているが、インモールド成形またはインサート成形時に深絞り形状に成形した際、ワックスの種類によっては金型汚れが発生するため、工業的利用価値が低い。特許文献3には、この問題を解決する手段が具体的に記載されていない。
また、印刷法またはコート法により得た艶消しアクリル樹脂フィルムでは成形の際の熱により艶消し外観が変化する場合があった。
特開2003−211598号公報
特開平10−34703号公報
特公平07−110531号公報
本発明は、単にアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材とバインダー樹脂からなる艶消し層を形成した場合には実現困難な優れた耐傷付き性を発現し、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生しない、成形前後の艶消し外観の変化が小さく、かつ車輌用部材に必要とされる表面硬度、耐薬品性、耐熱性、および艶消し性を有する艶消しアクリル樹脂フィルムを得るために最適な製造方法、および艶消しアクリル樹脂フィルムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体を提供することを目的とする。
本発明は、アクリル樹脂フィルム基体上に、艶消し材およびバインダー樹脂を含む塗工液を、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いて、印刷法またはコート法により塗工し、0.1〜5μmの厚みの艶消し層を形成する艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法である。
また、該艶消しアクリル樹脂フィルムの艶消し層が設けられた面とは逆の面上に絵柄層を有するものであってもよい。
また、本発明の積層体は、本発明の艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層したものである。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムは、単にアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材とバインダー樹脂からなる艶消し層を形成した場合には実現困難な優れた耐傷付き性を発現し、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生しない、かつ車輌用部材に必要とされる表面硬度、耐薬品性、耐熱性、および艶消し性を有するばかりか、本発明の製造方法によれば、インモールド成形やインサート成形などの熱成形工程を通しても、艶消し外観の変化が小さい艶消しアクリル樹脂フィルムを製造できる。
また、本発明の積層体は、意匠性に優れ、耐擦傷性、表面硬度、耐薬品性、耐熱性、および艶消し性を有し、かつ表面の艶消し層に割れ等の欠陥がない。
<アクリル樹脂フィルム基体>
(加熱収縮率)
アクリル樹脂フィルム基体としては、加熱時にできるだけ収縮しないようなものであることが好ましい。艶消し層およびアクリル樹脂フィルム基体の2層からなる艶消しアクリル樹脂フィルムにおいて、アクリル樹脂フィルム基体の加熱時の収縮率が大きいと、真空成形の際に加熱、成形した場合に、艶消し層がアクリル樹脂フィルム基体の収縮に追従しきれなくなり、密着性が低下する。
(加熱収縮率)
アクリル樹脂フィルム基体としては、加熱時にできるだけ収縮しないようなものであることが好ましい。艶消し層およびアクリル樹脂フィルム基体の2層からなる艶消しアクリル樹脂フィルムにおいて、アクリル樹脂フィルム基体の加熱時の収縮率が大きいと、真空成形の際に加熱、成形した場合に、艶消し層がアクリル樹脂フィルム基体の収縮に追従しきれなくなり、密着性が低下する。
アクリル樹脂フィルム基体としては、130℃雰囲気下60分間加熱処理による、MD方向加熱収縮率が50%以下であり、TD方向加熱収縮率が−10〜10%であるアクリル樹脂フィルム基体が好ましい。このようなアクリル樹脂フィルム基体は、インサート成形またはインモールド成形を施し、積層体になったときの艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性が良好となり、工業的利用価値が高い。具体的には、車輌用途の積層体において、艶消しアクリル樹脂フィルムと積層体基材との密着性の評価を実施したときに、艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との界面で剥離しない積層体が得られる。また、加飾フィルムまたはシートとして、艶消しアクリル樹脂フィルムを基材シートに積層した積層シートを用いた場合、インサート成形またはインモールド成形時の加熱の際に、基材シートとアクリル樹脂フィルム基体との界面での剥離を抑える観点からも、アクリル樹脂フィルム基体の加熱時の収縮率は小さいほうが好ましい。アクリル樹脂フィルム基体のMD方向加熱収縮率は30%以下が好ましく、15%以下がより好ましい。また、0%以上が好ましい。アクリル樹脂フィルム基体のTD方向加熱収縮率は0〜5%が好ましい。
加熱収縮率の測定は、つぎのように行う。まず、A4サイズに切り出したアクリル樹脂フィルム基体の表面に、MD方向(製膜時の流れ方向)およびTD方向(MD方向と垂直に交わる向き)に、5cm間隔に3本の平行な直線を引き、その間隔をノギスで正確に計測する。間隔の計測は2箇所で行い、計測した箇所に目印を付ける。その後、130℃雰囲気下に60分放置して、取り出した後、先に計測した箇所と同じ箇所の間隔をもう一度計測する。2箇所の間隔の平均値を用い、下記式より、加熱収縮率を計算する。
加熱収縮率(%)=((加熱前の間隔−加熱後の間隔)/加熱前の間隔)×100
MD方向およびTD方向が不明であるアクリル樹脂フィルムにおいて、MD方向およびTD方向を特定するには、例えばつぎのように行う。フィルム上に特定半径の円を描き、上記した条件の加熱処理をして、得られたフィルム上の円(異方性がある場合は楕円)の形状から、収縮率が最大となる方向を決定し、その方向をMD方向とし、その方向と垂直な方向をTD方向とする。
MD方向およびTD方向が不明であるアクリル樹脂フィルムにおいて、MD方向およびTD方向を特定するには、例えばつぎのように行う。フィルム上に特定半径の円を描き、上記した条件の加熱処理をして、得られたフィルム上の円(異方性がある場合は楕円)の形状から、収縮率が最大となる方向を決定し、その方向をMD方向とし、その方向と垂直な方向をTD方向とする。
(鉛筆硬度)
アクリル樹脂フィルム基体の鉛筆硬度(JIS K5600に基づく測定)は、本発明の艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度を高めるために、2B以上であることが好ましく、HB以上であることがより好ましく、F以上であることが特に好ましい。
(ゴム含有重合体(I’))
アクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度を2B以上にするために、アクリル樹脂フィルムは、以下のゴム含有重合体(I’)を含むアクリル樹脂組成物(III)からなるものであることが好ましい。
ゴム含有重合体(I’)は、アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体(i)を重合して得られた弾性重合体の存在下に、メタクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体(ii)をグラフト重合して硬質重合体を形成した、弾性重合体と硬質重合体からなる重合体である。ここで、弾性重合体および硬質重合体は、それぞれの単量体(i)、(ii)を重合する際に、一括で重合することもできるし、2段階以上に分けて重合することもできる。
単量体(i)の主成分であるアクリル酸アルキルエステルとしては、従来より知られる各種のアクリル酸アルキルエステルが挙げられる。特に、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等が好ましい。
アクリル酸アルキルエステルの使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、35〜99.9質量%が好ましく、50〜99.9質量%がさらに好ましい。アクリル酸アルキルエステルの使用量が35質量%以上であると、フィルムの成形性が良好となる。
弾性重合体を得る際に単量体(i)を2段階以上に分けて重合する場合も、アクリル酸アルキルエステルの使用量は、単量体(i)中に35質量%以上であればよい。例えば、2段階以上に分けて重合した弾性重合体の場合、各重合段階でのアクリル酸アルキルエステルの総使用量が35質量%以上であれば、1段階目のアクリル酸アルキルエステルの使用量は任意に設定することもできる。
単量体(i)として、アクリル酸アルキルエステルと共に、これと共重合可能な他のビニル単量体を使用することもできる。他のビニル単量体を使用する場合、その使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、64.9質量%以下が好ましい。他のビニル単量体としては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメタクリル酸アルキルエステル、スチレン、アクリロニトリル等が好ましい。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
単量体(i)の一部として、架橋性単量体を用いることが好ましい。架橋性単量体としては、例えば、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ブタンジオール、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン、マレイン酸ジアリル、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルシンナメート等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。架橋性単量体の使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、0.1〜10質量%が好ましい。
グラフト重合に用いられる単量体(ii)の主成分であるメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。メタクリル酸アルキルエステルの使用量は、全単量体(ii)(100質量%)中、50質量%以上が好ましい。
単量体(ii)として、メタクリル酸アルキルエステルと共に、これと共重合可能な他のビニル単量体を使用することもできる。他のビニル単量体を使用する場合、その使用量は、全単量体(ii)(100質量%)中、50質量%以下が好ましい。他のビニル単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル等のアクリル酸アルキルエステル、スチレン、アクリロニトリル等が好ましい。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
ゴム含有重合体(I’)を重合する場合、メタクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体(ii)の量は、アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体(i)100質量部に対して、好ましくは10〜400質量部、より好ましくは20〜200質量部である。
ゴム含有重合体(I’)の平均粒子径は、0.01〜0.5μmが好ましく、0.08〜0.3μmがより好ましい。特に、製膜性、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの取り扱い性の観点より、ゴム含有重合体(I’)の平均粒子径は、0.08μm以上が好ましい。
ゴム含有重合体(I’)の製造法、すなわち弾性重合体を形成するための重合法、および硬質重合体を形成するための重合法としては、例えば、従来より知られる乳化重合法を用いることができる。重合温度は、使用する重合開始剤の種類および量によって最適値が異なり、通常は40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、95℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。
重合開始剤としては、従来より知られる各種のものを使用できる。重合開始剤は、水相、単量体相のいずれか片方、または双方に添加すればよい。
乳化重合に使用する乳化剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤が挙げられ、特にアニオン系界面活性剤が好ましい。アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、N−ラウロイルザルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム等のカルボン酸塩系界面活性剤;ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩系界面活性剤;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸塩系界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム等のリン酸エステル塩系界面活性剤;等が挙げられる。
乳化重合によって得た重合体ラテックスは、例えば、目開きが100μm以下のフィルターで濾過し、その後、酸析凝固法、塩析凝固法、凍結乾燥法、噴霧乾燥法等、公知の方法により回収される。酸析凝固法には、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸を使用できる。塩析凝固法には、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム等の無機塩、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム等の有機塩を使用できる。凝固させた重合体を、さらに、洗浄、脱水、乾燥する等して、ゴム含有重合体(I’)が得られる。
(ゴム含有多段重合体(I))
ゴム含有重合体(I’)は、以下に示すゴム含有多段重合体(I)であることが、インモールド成形、インサート成形時の耐成形白化性の観点から好ましい。
ゴム含有多段重合体(I)は、下記の単量体成分を重合してなる、(1)弾性重合体(I−A)、(2)ガラス転移温度が25〜100℃であり、弾性重合体(I−A)とは異なる組成の中間重合体(I−B)、および(3)硬質重合体(I−C)がこの順に重合されたものである。ゴム含有多段重合体(I)において、弾性重合体(I−A)は、ゴム含有重合体(I’)における弾性重合体に相当し、中間重合体(I−B)および硬質重合体(I−C)は、ゴム含有重合体(I’)における硬質重合体に相当するものである。ここで「異なる組成」とは、各重合体の原料である単量体成分の少なくとも1成分の種類および/または量が異なることをいう。
(1)弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分
(A1)アクリル酸アルキルエステル 50〜99.9質量%
(A2)メタクリル酸アルキルエステル 0〜49.9質量%
(A3)共重合可能な二重結合を有する他の単量体 0〜20質量%
(A4)多官能性単量体 0〜10質量%
(A5)グラフト交叉剤 0.1〜10質量%
(2)中間重合体(I−B)の原料である単量体成分
(B1)アクリル酸アルキルエステル 9.9〜90質量%
(B2)メタクリル酸アルキルエステル 9.9〜90質量%
(B3)共重合可能な二重結合を有する他の単量体 0〜20質量%
(B4)多官能性単量体 0〜10質量%
(B5)グラフト交叉剤 0.1〜10質量%
(3)硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分
(C1)メタクリル酸アルキルエステル 80〜100質量%
(C2)アクリル酸アルキルエステル 0〜20質量%
(C3)共重合可能な二重結合を有する他の単量体 0〜20質量%
アクリル酸アルキルエステル(I−A1)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−A2)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−A3)としては、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル性単量体、スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。
多官能性単量体(I−A4)とは、同程度の共重合性の二重結合を1分子内に2個以上有する単量体と定義する。多官能性単量体(I−A4)としては、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート等のアルキレングリコールジメタクリレートが好ましい。また、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン等も使用可能である。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートが好ましい。多官能性単量体(I−A4)が全く作用しない場合でも、グラフト交叉剤(I−A5)が存在する限り、かなり安定な多層構造重合体(I)を与える。多官能性単量体(I−A4)は、例えば、熱間強度等が厳しく要求されたりする場合など、目的に応じて任意に添加できる。
グラフト交叉剤(I−A5)とは、異なる共重合性の二重結合を1分子内に2個以上有する単量体と定義する。その具体例としては、共重合性のα,β−不飽和カルボン酸またはジカルボン酸のアリル、メタリル、またはクロチルエステル等が挙げられる。特に、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、またはフマル酸のアリルエステルが好ましい。これらのうち、メタクリル酸アリルエステルが優れた効果を奏し、好ましい。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。グラフト交叉剤(I−A5)は、主としてそのエステルの共役不飽和結合が、アリル基、メタリル基、またはクロチル基よりはるかに速く反応し、化学的に結合する。
弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分は、連鎖移動剤の存在下で重合してもよい。
アクリル酸アルキルエステル(I−A1)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、50〜99.9質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性の観点から、55質量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。また、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度、耐熱性の観点から、79.9質量%以下がより好ましく、69.9質量%以下が特に好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−A2)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜49.9質量%が好ましい。より好ましくは20質量%以上、特に好ましくは30質量%以上である。また、より好ましくは44.9質量%以下、特に好ましくは39.9質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−A3)は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは15質量%以下である。
多官能性単量体(I−A4)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜10質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性の観点から、0.1質量%以上がより好ましく、3質量%以上が特に好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与する観点から、6質量%以下が好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
グラフト交叉剤(I−A5)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0.1〜10質量%であることが好ましい。グラフト交叉剤(I−A5)の含有量を0.1質量%以上とすることにより、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性が良好となり、透明性等の光学的物性を低下させずに成形することができる。より好ましくは0.5質量%以上である。また、グラフト交叉剤(I−A5)の含有量を10質量%以下とすることにより、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与することができる。より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。
弾性重合体(I−A)単独のTgは、10℃以下が好ましく、0℃以下がより好ましい。Tgが10℃以下であれば、得られるゴム含有多段重合体(I)は好ましい耐衝撃性を発現する。本発明におけるTg(ガラス転移温度)は、ポリマーハンドブック〔Polymer HandBook,J.Brandrup,Interscience,1989〕に記載されている値を用いてFOXの式から算出されるTgである。
弾性重合体(I−A)を重合する場合、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分の量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分と中間重合体(I−B)の原料である単量体成分と硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分との総量(100質量%)中、15〜50質量%が好ましい。弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分の量を15質量%以上とすることにより、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムに耐成形白化性を付与することができ、製膜性と、インサート成形またはインモールド成形に必要な靭性とを両立させることができる。また、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分の含有量を50質量%以下とすることにより、車輌用部材の積層体に必要な表面硬度および耐熱性を兼ね備えたフィルムが得られる。より好ましくは35質量%以下である。
弾性重合体(I−A)を得る際、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分は、一括で重合することもできるし、2段階以上に分けて重合することもできる。2段階以上に分けて重合することが好ましい。2段階以上に分けて重合する場合、各重合段階での単量体単位の構成比は、それぞれ異なっていることが好ましい。
弾性重合体(I−A)を2段階以上に分けて重合する場合、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性、耐衝撃性、耐熱性および表面硬度の観点から、第1段回目に重合した弾性重合体(I−A−1)のTgは第2段回目に重合した弾性重合体(I−A−2)のTgよりも低いことが好ましい。具体的には、第1段回目に重合した弾性重合体(I−A−1)のTgは、耐成形白化性および耐衝撃性の観点から、−30℃未満が好ましく、第2段回目に重合した弾性重合体(I−A−2)のTgは、表面硬度、耐熱性の観点から、−15℃〜10℃が好ましい。
また、表面硬度、耐熱性の観点から、第1段回目に重合した弾性重合体(I−A−1)を得るために重合した単量体成分量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、1〜20質量%が好ましく、第2段回目に重合した弾性重合体(I−A−2)を得るために重合した単量体成分量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、80〜99質量%が好ましい。
アクリル酸アルキルエステル(I−B1)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、アクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−B2)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−B3)としては、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル性単量体、スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
多官能性単量体(I−B4)としては、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート等のアルキレングリコールジメタクリレートが好ましい。また、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン等も使用可能である。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらのうち、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートが好ましい。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。多官能性単量体(I−B4)が全く作用しない場合でも、グラフト交叉剤(I−B5)が存在する限り、かなり安定なゴム含有多層重合体(I)を与える。多官能性単量体(I−B4)は、例えば、熱間強度等が厳しく要求されたりする場合など、目的に応じて任意に添加できる。
グラフト交叉剤(I−B5)としては、共重合性のα,β−不飽和カルボン酸またはジカルボン酸のアリル、メタリル、またはクロチルエステル等が挙げられる。特に、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、またはフマル酸のアリルエステルが好ましい。これらのうち、メタクリル酸アリルエステルが優れた効果を奏し、好ましい。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。グラフト交叉剤(I−B5)は、主としてそのエステルの共役不飽和結合が、アリル基、メタリル基、またはクロチル基よりはるかに速く反応し、化学的に結合する。
中間層重合体(I−B)の原料である単量体成分は、連鎖移動剤の存在下で重合してもよい。
アクリル酸アルキルエステル(I−B1)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、9.9〜90質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性、表面硬度および耐熱性の観点から、19.9質量%以上がより好ましく、29.9質量%以上が特に好ましい。また、より好ましくは60質量%以下、特に好ましくは50質量%以下である。
メタクリル酸アルキルエステル(I−B2)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、9.9〜90質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性、表面硬度および耐熱性の観点から、39.9質量%以上がより好ましく、49.9質量%以上が特に好ましい。また、より好ましくは80質量%以下、特に好ましくは70質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−B3)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは15質量%以下である。
多官能性単量体(I−B4)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜10質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与する観点から、6質量%以下が好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
グラフト交叉剤(I−B5)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、0.1〜10質量%が好ましい。グラフト交叉剤(I−B5)の含有量を0.1質量%以上とすることにより、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性が良好となり、透明性等の光学的物性を低下させずに成形することができる。より好ましくは0.5質量%以上である。また、グラフト交叉剤(I−B5)の含有量を10質量%以下とすることにより、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与することができる。より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。
中間重合体(I−B)単独のTgは、25〜100℃であることが好ましい。Tgが25℃以上であれば、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性が、車輌用部材に必要なレベルとなる。より好ましくは40℃以上、特に好ましくは50℃以上である。また、Tgが100℃以下であれば、耐成形白化性および製膜性の良好な艶消しアクリル樹脂フィルムが得られる。より好ましくは80℃以下、特に好ましくは70℃以下である。
このように、特定の組成およびTgを有する中間重合体(I−B)を設けることで、これまで実現困難であった、耐成形白化性と、表面硬度および耐熱性とが両立した艶消しアクリル樹脂フィルムを得ることができる。
中間重合体(I−B)を重合する場合、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分の量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分と中間重合体(I−B)の原料である単量体成分と硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分との総量(100質量%)中、5〜35質量%が好ましい。この範囲内であれば、上述の耐成形白化性と、表面硬度および耐熱性とを両立するために重要な中間重合体(I−B)の機能を発現させることができるとともに、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムのその他の物性、例えば、製膜性、インサート成形またはインモールド成形に必要とされる靭性を付与することができる。より好ましくは20質量%以下である。
中間重合体(I−B)を得る際、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分は、一括で重合することもできるし、2段階以上に分けて重合することもできる。
メタクリル酸アルキルエステル(I−C1)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
アクリル酸アルキルエステル(I−C2)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、アクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−C3)としては、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル性単量体、スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
メタクリル酸アルキルエステル(I−C1)の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分(100質量%)中、80〜100質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度、耐熱性の観点から、90質量%以上がより好ましく、93質量%以上が特に好ましい。また、より好ましくは99質量%以下である。
アクリル酸アルキルエステル(I−C2)の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは1質量%以上である。また、より好ましくは10質量%以下、特に好ましくは7質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−C3)の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは15質量%以下である。
硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の重合時に連鎖移動剤を使用し、硬質重合体(I−C)の分子量を調整することができる。連鎖移動剤は、通常のラジカル重合に用いられるものの中から選択できる。具体例としては、炭素数2〜20のアルキルメルカプタン、メルカプト酸類、チオフェノール、四塩化炭素等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。連鎖移動剤の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましい。より好ましくは0.2質量部以上、特に好ましくは0.4質量部以上である。
硬質重合体(I−C)単独のTgは、60℃以上が好ましい。Tgが60℃以上であれば、車輌用部材に適した表面硬度および耐熱性を有する艶消しアクリル樹脂フィルムが得られる。より好ましくは80℃以上、特に好ましくは90℃以上である。
硬質重合体(I−C)を重合する場合、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分と中間重合体(I−B)の原料である単量体成分と硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分との総量(100質量%)中、15〜80質量%が好ましい。硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の量が15質量%以上であれば、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性が良好となる。より好ましくは45質量%以上である。硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の量が80質量%以下であれば、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムに耐成形白化性、インサート成形およびインモールド成形に必要な靭性を付与することができる。
硬質重合体(I−C)を得る際、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分は、一括で重合することもできるし、2段階以上に分けて重合することもできる。
ゴム含有多段重合体(I)のゲル含有率は、より優れた耐成形白化性を得る観点から、50%以上が好ましく、60%以上がより好ましい。耐成形白化性の観点からは、ゲル含有率は大きい程有利であるが、易成形性の観点からは、ある量以上のフリーポリマーの存在が必要であるため、ゲル含有率は80%以下が好ましい。ゲル含有率とは、所定量(抽出前質量)のゴム含有多段重合体(I)をアセトン溶媒中還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した値である。
ゲル含有率(%)=抽出後質量(g)/抽出前質量(g)×100
ゴム含有多段重合体(I)の質量平均粒子径は、0.03μm〜0.3μmが好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの機械的特性の観点から、より好ましくは0.07μm以上、特に好ましくは0.09μm以上である。また、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性および透明性の観点から、より好ましくは0.15μm以下、特に好ましくは0.13μm以下である。質量平均粒子径は、大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法で測定される。
ゴム含有多段重合体(I)の質量平均粒子径は、0.03μm〜0.3μmが好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの機械的特性の観点から、より好ましくは0.07μm以上、特に好ましくは0.09μm以上である。また、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性および透明性の観点から、より好ましくは0.15μm以下、特に好ましくは0.13μm以下である。質量平均粒子径は、大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法で測定される。
ゴム含有多段重合体(I)の製造法としては、乳化重合法による逐次多段重合法が最も適した重合法であるが、特にこれに制限されることはなく、例えば、乳化重合後、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の重合を懸濁重合系に転換させる乳化懸濁重合法によっても行うことができる。
ゴム含有多段重合体(I)を乳化重合により製造する場合は、ゴム含有多段重合体(I)中の弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分をあらかじめ水および界面活性剤と混合して調製した乳化液を、反応器に供給して重合した後、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分、および硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分をそれぞれ順に反応器に供給し、重合する方法が好ましい。
弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分を、あらかじめ水および界面活性剤と混合して調製した乳化液を反応器に供給し、重合させることにより、アセトン中に分散させた際に、その分散液中に存在する直径55μm以上の粒子の数がゴム含有多段重合体(I)100gあたり0〜50個であるゴム含有多段重合体(I)を容易に得ることができる。こうして得られたゴム含有多段重合体(I)を原料に用いた艶消しアクリル樹脂フィルムは、フィルム中のフィッシュアイ数が少ないという特性を有し、特に印刷抜けが発生しやすい、印圧の低い淡色の木目柄のグラビア印刷、またはメタリック調、漆黒調等のベタ刷りのグラビア印刷を施した場合でも、印刷抜けが少なく、高いレベルでの印刷性を有するため、好ましい。
乳化液を調製する際に使用される界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、およびノニオン系の界面活性剤が使用でき、特にアニオン系の界面活性剤が好ましい。アニオン系界面活性剤としては、ロジン石鹸、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、N−ラウロイルザルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム系等のカルボン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム系等のスルホン酸塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム系等のリン酸エステル塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム系等のリン酸エステル塩等が挙げられる。このうち、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム系等のリン酸エステル塩が好ましい。上記界面活性剤の好ましい具体例としては、三洋化成工業(株)製のNC−718、東邦化学工業(株)製のフォスファノールLS−529、フォスファノールRS−610NA、フォスファノールRS−620NA、フォスファノールRS−630NA、フォスファノールRS−640NA、フォスファノールRS−650NA、フォスファノールRS−660NA、花王(株)製のラテムルP−0404、ラテムルP−0405、ラテムルP−0406、ラテムルP−0407(以上、商品名)等が挙げられる。
乳化液を調製する方法としては、水中に単量体成分を仕込んだ後、界面活性剤を投入する方法;水中に界面活性剤を仕込んだ後、単量体成分を投入する方法;単量体成分中に界面活性剤を仕込んだ後、水を投入する方法等が挙げられる。このうち、水中に単量体成分を仕込んだ後、界面活性剤を投入する方法、および水中に界面活性剤を仕込んだ後、単量体成分を投入する方法が好ましい。
乳化液を調製するための混合装置としては、攪拌翼を備えた攪拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー等の各種強制乳化装置、膜乳化装置等が挙げられる。
乳化液は、単量体成分の油中に水滴が分散したW/O型、水中に単量体成分の油滴が分散したO/W型のいずれの分散構造でもよく、特に水中に単量体成分の油滴が分散したO/W型で、かつ分散相の油滴の直径が100μm以下であるものが好ましい。
弾性重合体(I−A)、中間重合体(I−B)、および硬質重合体(I−C)を形成する際に使用する重合開始剤としては、公知のものを使用することができる。重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤、または酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が挙げられ、これらのうち、レドックス系開始剤が好ましく、特に、硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩・ロンガリット・ヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。重合開始剤の添加量は、重合条件等に応じて適宜決めればよい。
重合開始剤の添加方法としては、水相、単量体相(油相)のいずれか片方または双方に添加する方法が挙げられる。
ゴム含有多段重合体(I)の合成方法としては、特に、反応器に仕込んだ硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩およびロンガリットを含む水溶液を重合温度にまで昇温した後、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分および過酸化物等の重合開始剤を水および界面活性剤と混合して調製した乳化液を反応器に供給して重合し、ついで、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分を過酸化物等の重合開始剤とともに反応器に供給して重合し、ついで、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分を過酸化物等の重合開始剤等とともに反応器に供給して重合する方法が好ましい。
重合温度は、用いる重合開始剤の種類および量によって異なり、通常、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、また、120℃以下が好ましく、95℃以下がより好ましい。
上記の方法で得られたゴム含有多段重合体(I)を含む重合体ラテックスを、必要に応じて濾材を配した濾過装置を用いて処理することが好ましい。この濾過処理は、重合中に発生するスケールをラテックスから除去したり、重合原料中または重合中に外部から混入する夾雑物を除去したりするための処理である。
濾材を配した濾過装置としては、袋状のメッシュフィルターを利用したISPフィルターズ・ピーテーイー・リミテッド社のGAFフィルターシステム;円筒型濾過室内の内側面に円筒型の濾材を配し、濾材内に攪拌翼を配した遠心分離型濾過装置;または、濾材が濾材面に対して水平の円運動および垂直の振幅運動をする振動型濾過装置が好ましい。
ゴム含有多段重合体(I)は、上記の方法で製造した重合体ラテックスからゴム含有多段重合体(I)を回収することによって製造することができる。重合体ラテックスからゴム含有多段重合体(I)を回収する方法としては、塩析または酸析凝固、噴霧乾燥、凍結乾燥等の方法が挙げられる。これらの方法によれば、ゴム含有多段重合体(I)は、粉状で回収される。
金属塩を用いた塩析凝固によってゴム含有多段重合体(I)を回収する場合、最終的に得られたゴム含有多段重合体(I)中の残存金属含有量を800ppm以下にすることが好ましい。特に、マグネシウム塩、ナトリウム塩等、水との親和性の強い金属塩を塩析剤として使用する際は、残存金属含有量を極力少なくしないと、最終的に得られるゴム含有多段重合体(I)を原料とした艶消しアクリル樹脂フィルムを沸騰水中に浸漬した際、白化現象を生じ、実用上大きな問題となる。なお、カルシウム塩を用いた塩析凝固または硫酸を用いた酸析凝固を行うと、比較的良好な傾向を示すが、いずれにしても優れた耐水白化性を与えるためには、残存金属量を800ppm以下にすることが必要であり、微量であるほどよい。
(熱可塑性重合体(II))
アクリル樹脂フィルム基体の原料として、ゴム含有重合体(I’)(好ましくは多層構造重合体(I))を単独で用いてもよいが、ゴム含有重合体(I’)(好ましくは多層構造重合体(I))と以下に示す熱可塑性重合体(II)とを含有するアクリル樹脂組成物(III)を用いることが好ましい。
熱可塑性重合体(II)としては、メタクリル酸アルキルエステル(II−A)単位を主成分とするものが好ましい。具体的には、炭素数1〜4のメタクリル酸アルキルエステル(II−A)50〜100質量%、アクリル酸アルキルエステル(II−B)0〜50質量%、共重合可能な二重結合を有する他の単量体(II−C)0〜50質量%の組成で構成される単量体成分を重合して得られるものであり、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)が0.15L/g以下である重合体が好ましい。このような熱可塑性重合体(II)を併用することで、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度、耐熱性を高めることができる。したがって、熱可塑性重合体(II)のガラス転移温度は80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(II−A)としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
アクリル酸アルキルエステル(II−B)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらのうち、アクリル酸メチルが好ましい。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(II−C)としては、公知の単量体を必要に応じて使用することができる。例えば、スチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
メタクリル酸アルキルエステル(II−A)の含有量は、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性の観点から、熱可塑性重合体(II)の原料である単量体成分(100質量%)中、50〜100質量%が好ましい。より好ましくは80質量%以上であり、99.9質量%以下である。
アクリル酸アルキルエステル(II−B)の含有量は、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの製膜性、インサート成形またはインモールド成形に必要な靭性を付与する観点から、熱可塑性重合体(II)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜50質量%が好ましい。より好ましくは0.1質量%以上であり、20質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(II−C)の含有量は、熱可塑性重合体(II)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜50質量が好ましい。
熱可塑性重合体(II)の還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)は、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムのインサート成形性、インモールド成形性、および製膜性の観点から、0.15L/g以下が好ましく、0.1L/g以下がより好ましい。また、製膜性の観点から、0.01L/g以上が好ましく、0.03L/g以上がより好ましい。
熱可塑性重合体(II)の製造方法としては、特に限定されず、通常の懸濁重合、乳化重合、塊状重合等の方法が挙げられる。
(アクリル樹脂組成物(III))
アクリル樹脂組成物(III)中のゴム含有重合体(I’)の含有量は、製膜性、鉛筆硬度、成形性の観点から、アクリル樹脂組成物(III)(100質量%)中、5〜30質量部が好ましい。製膜性、成形性の観点から10質量部以上がより好ましく、鉛筆硬度の観点から25質量部以下がより好ましい。
ゴム含有多段重合体(I)と熱可塑性重合体(II)とを併用したアクリル樹脂組成物(III)の場合、アクリル樹脂組成物(III)(100質量%)中、ゴム含有多段重合体(I)1〜99質量%、熱可塑性重合体(II)1〜99質量%が好ましい。得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性の観点から、ゴム含有多段重合体(I)の含有量は、より好ましくは50質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。熱可塑性重合体(II)の含有量は、より好ましくは50質量%以下、特に好ましくは30質量%以下である。
アクリル樹脂組成物(III)のゲル含有率は、耐成形白化性および製膜性の観点から、10〜80%であることが好ましい。より好ましくは20%以上、特に好ましくは40%以上である。また、より好ましくは75%以下、特に好ましくは70%以下である。ゲル含有率とは、所定量(抽出前質量)のアクリル樹脂組成物(III)をアセトン溶媒中還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した値である。
ゲル含有率(%)=抽出後質量(g)/抽出前質量(g)×100
(熱可塑性重合体(IV))
アクリル樹脂フィルム基体の原料として、熱可塑性重合体(II)とは別に、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)が0.15L/gを超える熱可塑性重合体(IV)を使用してもよい。
(熱可塑性重合体(IV))
アクリル樹脂フィルム基体の原料として、熱可塑性重合体(II)とは別に、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)が0.15L/gを超える熱可塑性重合体(IV)を使用してもよい。
熱可塑性重合体(IV)は、具体的には、メタクリル酸メチル50〜100質量%、これと共重合可能な二重結合を有する他の単量体0〜50質量%、の組成で構成される単量体成分を重合して得られるものである。共重合可能な二重結合を有する他の単量体は、単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。
熱可塑性重合体(IV)は、フィルム製膜性をより良好とする成分である。熱可塑性重合体(IV)は、ゴム含有重合体(I’)および熱可塑性重合体(II)の合計100質量部に対して、0質量部を超えて20質量部以下の範囲で使用することが好ましい。さらに好ましくは、フィルム製膜性の観点から1〜10質量部の範囲である。
(配合剤)
アクリル樹脂フィルム基体は、必要に応じて、一般の配合剤、例えば、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、抗菌剤、防カビ剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含んでいてもよい。
アクリル樹脂フィルム基体に耐候性を付与するために、紫外線吸収剤が添加されることが好ましい。紫外線吸収剤としては、公知のものを用いることができ、共重合タイプのものを使用してもよい。紫外線吸収剤の分子量は、300以上が好ましく、400以上がより好ましい。紫外線吸収剤の分子量が300以上であれば、射出成形金型内で真空成形または圧空成形を施す際の紫外線吸収剤の揮発による金型汚れ等を防止することができる。また一般的に、紫外線吸収剤の分子量が高いほど、フィルムに加工した後のブリードアウトが長期的に起こりにくく、分子量が低いものよりも紫外線吸収性能が長期間に渡り持続される。さらに、紫外線吸収剤の分子量が300以上であると、アクリル樹脂フィルムがTダイから押し出され冷却ロールで冷やされるまでの間に、揮発する紫外線吸収剤量が少ない。したがって、残留する紫外線吸収剤の量が十分になるため、良好な性能を発現する。また、揮発した紫外線吸収剤がTダイ上部にあるTダイを吊すチェーンまたは排気用のフードの上で再結晶して経時的に成長し、これがやがてフィルム上に落ちて、外観上の欠陥になるという問題も少なくなる。
紫外線吸収剤としては、分子量400以上のベンゾトリアゾール系、または分子量400以上のトリアジン系の紫外線吸収剤が特に好ましい。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例としては、チバスペシャリティケミカルズ社製の商品名:チヌビン234、旭電化工業(株)製の商品名:アデカスタブLA−31が挙げられる。トリアジン系紫外線吸収剤の具体例としては、チバスペシャリティケミカルズ社製の商品名:チヌビン1577等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、ゴム含有重合体(I’)、熱可塑性重合体(II)、および熱可塑性重合体(IV)の合計(以下、「アクリル樹脂原料」と称する)100質量部に対して、0.1〜10質量部の範囲で用いることが好ましい。耐候性改良の観点から、より好ましくは0.5質量部以上、特に好ましくは1質量部以上である。製膜時ロール汚れ、耐薬品性、透明性の観点から、より好ましくは5質量部以下、特に好ましくは3質量部以下である。
光安定剤としては、公知のものを用いることができ、ヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。
ヒンダードアミン系光安定剤は、アクリル樹脂原料100質量部に対して、0.01〜5質量部の範囲で用いることが好ましい。耐光性改良の観点から、より好ましくは0.1質量部、特に好ましくは0.2質量部以上である。製膜時ロール汚れの観点から、より好ましくは2質量部以下、特に好ましくは1質量部以下である。
配合剤の添加方法としては、アクリル樹脂フィルム基体を成形するための押出機にアクリル樹脂原料とともに供給する方法;アクリル樹脂原料にあらかじめ配合剤を添加した混合物を各種混練機にて混練混合する方法が挙げられる。後者の方法に使用する混練機としては、通常の単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール混練機等が挙げられる。
(アクリル樹脂フィルム基体の製造方法)
アクリル樹脂フィルム基体の製造方法としては、溶融流延法、Tダイ法、インフレーション法等の溶融押出法、カレンダー法等の公知の方法が挙げられる。これらのうち、経済性の点からTダイ法が好ましい。
Tダイ法によりアクリル樹脂フィルム基体を成形する場合、金属ロール、非金属ロールおよび金属ベルトから選ばれる複数のロールまたはベルトに狭持して製膜する方法を用いることが好ましい。この方法によれば、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの表面平滑性を向上させ、アクリル樹脂フィルム基体に艶消し層を形成する際のコーティング抜け、艶消しアクリル樹脂フィルムに印刷処理した際の印刷抜けを抑制することができる。金属ロールとしては、金属製の鏡面タッチロール;特許第2808251号公報または国際公開第97/28950号パンフレットに記載の金属スリーブ(金属製薄膜パイプ)と成型用ロールとからなるスリーブタッチ方式で使用されるロール等が挙げられる。非金属ロールとしては、シリコンゴム製等のタッチロール等が挙げられる。金属ベルトとしては、金属製のエンドレスベルト等が挙げられる。これらの金属ロール、非金属ロールおよび金属ベルトを複数組み合わせて使用してもよい。
金属ロール、非金属ロールおよび金属ベルトから選ばれる複数のロールまたはベルトに狭持して製膜する方法においては、溶融押出後の原料を、実質的にバンク(樹脂溜まり)が無い状態で狭持し、実質的に圧延することなく面転写させて製膜することが好ましい。バンク(樹脂溜まり)を形成することなく製膜した場合は、冷却過程にある原料が圧延されることなく面転写されるため、この方法で製膜したアクリル樹脂フィルム基体の加熱収縮率を低減することができる。
また、Tダイ法等で溶融押出しをする場合は、200メッシュ以上のスクリーンメッシュで溶融状態にあるアクリル樹脂原料を濾過しながら押出しすることも好ましい。
アクリル樹脂フィルム基体の厚さは、10〜500μmが好ましい。アクリル樹脂フィルム基体の厚さを500μm以下とすることにより、インサート成形およびインモールド成形に適した剛性が得られ、より安定にフィルムを製造することができる。また、アクリル樹脂フィルム基体の厚みを10μm以上とすることにより、基材の保護性とともに、得られる積層体に深み感をより十分に付与することができる。アクリル樹脂フィルム基体の厚みは、30μm以上がより好ましく、50μm以上が特に好ましい。また、アクリル樹脂フィルム基体の厚みは、300μm以下がより好ましく、200μm以下が特に好ましい。
<艶消し層>
アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に設けられる艶消し層の厚さは、0.1〜5μmであることが必要である。艶消し層の厚さが0.1μm以上であれば、積層体となった場合の耐擦り傷性等、表面物性を発現することができる。より好ましくは0.5μm以上、最も好ましくは0.8μm以上である。艶消し層の厚さが5μm以下であれば、塗工の際に用いる単位面積あたりの塗料量が少なくなるため、溶剤によるアクリル樹脂フィルム基体の物性低下を小さくすることができる。また、艶消し層の厚さを5μm以下とすることで、良好な艶消し性を発現することができる。艶消し層の厚みを薄くすることで艶消し性が良好に発現するので、単位体積あたりの艶消し材量を少なくすることができ、艶消し層の物性低下を軽減できる。また、艶消し層の厚みを薄くすることでポリオレフィン系ワックスの添加効果が高まるため良好な耐擦り傷性を発現する。艶消し層の厚さは、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm未満である。
また、バインダー樹脂として、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を用いた場合には、艶消し層の厚さを5μm以下とすることで、インサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生することを軽減できる。艶消し層の厚さは、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm未満である。
艶消し層の厚さは、フィルムの断面を透過型電子顕微鏡で観察し、5箇所で厚さを測定し、それらを平均することにより求められる。なお、艶消し材の質量平均粒子径よりも艶消し層の厚さが小さい場合、艶消し材が存在しない部分、つまりバインダー樹脂のみからなる部分を観察して厚さを測定する。
(艶消し材)
艶消し材としては、0.5〜50μmの質量平均粒子径を有する有機系または無機系粒子を用いることが好ましい。艶消し性、外観の観点から質量平均粒子径は2μm以上がより好ましい。質量平均粒子径を2μm以上とすることで、艶消し性が良好となるばかりか、蛍光灯の映りこみが軽減するため、例えばメタリック調の絵柄と組み合わせた場合、アルミを削り出したような外観に近くなり、高級感にとんだ外観となる。また、艶消し層を形成する際の成形性、外観、艶消し材のバインダー樹脂からの脱落の観点から質量平均粒子径は30μm以下がより好ましく、10μm以下が特に好ましい。10μm以下とすることで、艶消し層の成形性が良くなるばかりか、蛍光灯の映りこみが僅かに見えるため、例えばメタリック調の絵柄と組み合わせた場合、アルミを削り出したような外観に近くなり、高級感にとんだ外観となり工業的利用価値が高い。また、例えばグラビア塗工、グラビアリバース塗工等により艶消しアクリル樹脂フィルムを得る場合、ドクター筋を軽減する観点からも質量平均粒子径は30μm以下がより好ましく、10μm以下が特に好ましい。
有機系粒子の材質としては公知のものが使用できる。例えばシリコーン樹脂、スチレン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。
有機系粒子の材質としては、絵柄層を形成したときの意匠感の観点から絵柄を鮮明にしたい場合は、バインダー樹脂と屈折率ができるだけ近いものを選定することが好ましい。例えば、バインダー樹脂にアクリル系の樹脂を用いる場合は、艶消し材として架橋ポリメタクリル酸メチル(架橋PMMA)からなるビーズを選定することが好ましい。また逆に、屈折率が若干異なる艶消し材を用いることで、白み感がある艶消し層とすることができる等、絵柄の種類に応じて艶消し材を選定することができる。
無機系粒子の材質としては公知のものが使用できる。例えばマイカ、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化鉄等が挙げられる。また、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、界面活性剤等で表面処理された無機系粒子を使用することもできる。これらのうち、得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの外観、物性等の観点から、シリカが特に好ましい。シリカとしては、市販されている公知のものを用いることができ、例えば、水澤化学工業(株)製のミズカシル、富士シリシア化学(株)製のサイシリア等が挙げられる。
無機系粒子を艶消し材として用いると、独特の白み感を艶消しアクリル樹脂フィルムに付与することができるため、絵柄の種類によっては意匠性を増すことができ、工業的利用価値が高い。なお、アクリル樹脂フィルム基体に無機系粒子の艶消し材を練り込み、艶消しフィルムを得ようとすると、フィルム自体がかなり白くなるために、絵柄層を形成したときに意匠性が損なわれる。
艶消し材の添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して1〜40質量部とすることが好ましい。艶消し材の添加量は、艶消し性の観点から5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が特に好ましい。艶消し材の添加量は、インモールド成形性、インサート成形性の観点から、或いはグラビア塗工、グラビアリバース塗工、キスリバース塗工、マイクログラビア塗工等により艶消しアクリル樹脂フィルムを得る場合にはドクター筋を軽減する観点から、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が特に好ましい。
(ワックス)
ワックスとしては、カルナバワックス、木ろう、モンタンワックス、パラフィンワックス等、公知の天然ワックスや、脂肪酸アミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等、公知の合成ワックスや、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等、公知のシリコーン系ワックス、を用いることができる。その他、シリコーン系、フッ素系成分を含むブロックコポリマーを挙げることができる。
インモールド成形時、インサート成形時の金型汚れの観点からは、融点が高いほど成形時の熱によりワックスがブリードし難いことから、融点が120℃以上のワックスであることが好ましく、140℃以上であるものがより好ましい。なお、シリコン系、フッ素系成分を含むブロックコポリマーに関しては、もう一つのコポリマー成分を選択することにより、融点が100℃以下でも、優れた耐ブリード性を発現させることは可能である。
このような融点を有するワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合体、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。融点の観点からは、ポリエチレンとポリプロピレンの複合体がより好ましく、ポリテトラフルオロエチレンが特に好ましい。擦り傷防止効果の観点からは、ポリテトラフルオロエチレンがより好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合体が特に好ましい。また、これらを組み合わせて使用することで、より優れた耐擦り傷性を発現させることが可能で、特にポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンの組み合わせが好ましい。
一方で、塗工時のワックス沈降性の観点からは比重が小さいものであることが必要である。例えば、ポリテトラフルオロエチレンのように比重が2を超えるものは、塗工時の液の粘度にもよるが、沈降し易い。塗工時にワックスが沈降すると、艶消し層に含まれるワックスの量が減るために耐擦り傷性が低下するばかりか、沈降したワックスを版ロールが巻き上げることにより発生する白い筋が艶消しアクリル樹脂フィルム上に欠陥として転写される。
一方で、塗工時のワックス沈降性の観点からは比重が小さいものであることが必要である。例えば、ポリテトラフルオロエチレンのように比重が2を超えるものは、塗工時の液の粘度にもよるが、沈降し易い。塗工時にワックスが沈降すると、艶消し層に含まれるワックスの量が減るために耐擦り傷性が低下するばかりか、沈降したワックスを版ロールが巻き上げることにより発生する白い筋が艶消しアクリル樹脂フィルム上に欠陥として転写される。
以上より、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合物などのポリオレフィン系ワックスを用いることが好ましい。
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合物、ポリテトラフルオロエチレン等のワックスは乾式粉砕により得られた超微粉末状のものを用いることが多いが、本発明では、艶消し層の厚みよりも大きな質量平均粒子径を有するワックスを用いることが好ましい。耐擦り傷防止性の観点からは、艶消し層の厚みを2倍にした値よりも大きな質量平均粒子径を有するワックスを用いることがより好ましい。
ワックスの添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して1〜20質量部とすることが好ましい。ワックスの添加量は、耐擦り傷防止性の観点から3質量部以上がより好ましく、5質量部以上が特に好ましい。ワックスの添加量は、擦り傷防止効果の点から20質量部以下であることが好ましい。
(バインダー樹脂)
バインダー樹脂としては、インモールド成形性、インサート成形性の観点から公知の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂などである。とりわけ、アクリル系熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂フィルム基体との成形性が非常に近いために、深絞り等の形状に成形しても、割れまたは破れが発生しない。アクリル系熱可塑性樹脂としては、例えば、メタクリル酸アルキルエステル単位を主成分とする熱可塑性重合体(II)を用いることが、耐薬品性、耐候性、耐熱性、鉛筆硬度、成形性、透明性の観点から、特に好ましい。熱可塑性重合体(II)は、アクリル樹脂フィルム基体にも使用されうるものであるが、その構成成分、使用量、特性、および製造方法は、それぞれ独立して適宜選択できる。
また、バインダー樹脂として、公知の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂を用いることが、耐擦傷性、耐薬品性、耐熱性の観点から好ましい。例えば、アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、シリコーンアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、エステル系樹脂を用いることができる。これらのうち、ウレタンアクリレート系樹脂が物性面から好ましい。
ウレタンアクリレート系樹脂としては、公知のものを用いることができ、特に、メタクリル酸アルキルエステル単位を主成分とし、水酸基価が20〜120mgKOH/gであり、ガラス転移温度が50〜110℃である水酸基含有アクリル樹脂と、ポリイソシアネートとを含有するウレタンアクリレート系熱硬化性樹脂が好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、鉛筆硬度、耐擦傷性の観点から、20mgKOH/g以上が好ましく、50mgKOH/g以上がより好ましい。水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、耐薬品性、密着性、成形時の艶消し層割れの観点から、120mgKOH/g以下が好ましく、100mgKOH/g以下がより好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂のガラス転移温度は、耐熱性、フィルムブロッキング性、鉛筆硬度、耐擦傷性の観点から、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましい。
ポリイソシアネート(硬化剤)としては、公知のものを用いることができ、特に、黄変が少ないヘキサメチレ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、イソホロンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等からなるイソシアヌレート型ポリイソシアネート、トリメチロールプロパンとのアダクト型ポリイソシアネート、ビューレット型ポリイソシアネートが好ましい。なお、ヘキサメチレ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、イソホロンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートをそのまま使用することもできる。
ポリイソシアネートは、水酸基含有アクリル樹脂中の水酸基モル量に対して、イソシアネート基のモル量として0.5〜1.5倍の範囲に相当する添加量となるように使用することが好ましい。0.5倍以上とすることで、水酸基に対して、十分なイソシアネート基量となるため、硬化が十分に進み鉛筆硬度、耐擦傷性は良好となる。1.5倍以下の添加量で、十分な鉛筆硬度、耐擦傷性が発現し、成形時の艶消し層割れが起こり難くなり、余分なポリイソシアネートによるフィルムのブロッキングなどの問題が発生し難くなる。
インモールド成形、インサート成形時の割れまたは破れをより軽減し、または艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性を良好とするために、公知のゴム状物をバインダー樹脂に添加することが好ましい。
ゴム状物としては、ゴム含有重合体(I’)が好ましい。ゴム含有重合体(I’)を添加することで、インモールド成形、インサート成形時の割れまたは破れをより軽減することができる。また、艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性が良好となり、積層体の使用中に艶消し層が剥離し難くなる。ゴム含有重合体(I’)のうち、耐成形白化性の観点から多層構造重合体(I)が好ましい。ゴム含有重合体(I’)および多層構造重合体(I)は、アクリル樹脂フィルム基体にも使用されうるものであるが、その構成成分、使用量、特性、および製造方法は、それぞれ独立して適宜選択できる。
ゴム含有重合体(I’)の添加量は、艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度の観点から、ゴム含有重合体(I’)に含まれる弾性共重合体の量がバインダー樹脂100質量部に対して50質量%以下となる量が好ましく、30質量%以下となる量がより好ましく、20質量%以下となる量が特に好ましい。
バインダー樹脂には、さらに公知の他のゴム状物を、成形性改良のために添加してもよい。
<艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法>
本発明の艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法は、アクリル樹脂フィルム基体上に、艶消し材、ポリオレフィン系ワックスおよびバインダー樹脂を含む塗工液を、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いて、印刷法またはコート法により塗工し、0.1〜5μmの厚みの艶消し層を形成するものである。
本発明の艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法は、アクリル樹脂フィルム基体上に、艶消し材、ポリオレフィン系ワックスおよびバインダー樹脂を含む塗工液を、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いて、印刷法またはコート法により塗工し、0.1〜5μmの厚みの艶消し層を形成するものである。
(艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度)
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムは、鉛筆硬度(JIS K5600に基づく測定)が2B以上であることが好ましい。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムは、鉛筆硬度(JIS K5600に基づく測定)が2B以上であることが好ましい。
鉛筆硬度が2B以上の艶消しアクリル樹脂フィルムとすることで、インサート成形またはインモールド成形を施す工程中で、艶消しアクリル樹脂フィルム表面に傷がつきにくく、さらに積層体の耐擦傷性も良好となる。
車輌用部材等の積層体に使用される場合を考慮すると、本発明の艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度は、HB以上であることが好ましい。鉛筆硬度がHB以上の艶消しアクリル樹脂フィルムを用いた積層体は、ドアウエストガーニッシュ、フロントコントロールパネル、パワーウィンドウスイッチパネル、エアバッグカバー等、各種車輌用部材に好適に使用することができる。用途拡大の観点から工業上非常に有用である。
さらに、本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度がF以上であると、ガーゼなど表面の粗い布で擦傷しても傷が目立たなく、鉛筆硬度が2Hの艶消しアクリル樹脂フィルムを用いた積層体と同等の実用上の耐擦傷性能を付与することができるため、工業的利用価値は非常に高い。
このような鉛筆硬度を有する艶消しアクリル樹脂フィルムを得るためには、基材となるアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度が重要である。基材となるアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度は2B以上であることが好ましく、HB以上であることがより好ましく、F以上であることが最も好ましい。
艶消し層のバインダー樹脂として、公知の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂を用いる場合、基材となるアクリル樹脂フィルム基体の鉛筆硬度を維持あるいは高めることができるが、過度に架橋構造密度を高めると、インモールド成形性、インサート成形性を損なう。具体的には、架橋密度が高くなるために、真空成形時に艶消しアクリル樹脂フィルムが引き伸ばされた場合、アクリル樹脂フィルム基体の伸びに艶消し層が追従しきれなくなり、密着性が低下したり、割れ、破れが発生する。一方で、インモールド成形性、インサート成形性を良好にするためには、架橋構造密度を低める必要があるため、鉛筆硬度が悪くなる傾向にある。熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂を用いる場合、架橋密度構造を最適化し、鉛筆硬度と成形性とのバランスをとることが重要である。
(艶消し層の形成方法)
印刷法またはコート法により艶消し層を形成する。この場合、艶消し層となる原料を溶剤に溶解または分散して塗料を調製し、これをアクリル樹脂フィルム基体の一方の面に塗布し、溶剤除去のための加熱乾燥を行うことによって、艶消し層が形成される。この方法は、艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性が良好となるため好ましい。
印刷法またはコート法により艶消し層を形成する。この場合、艶消し層となる原料を溶剤に溶解または分散して塗料を調製し、これをアクリル樹脂フィルム基体の一方の面に塗布し、溶剤除去のための加熱乾燥を行うことによって、艶消し層が形成される。この方法は、艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性が良好となるため好ましい。
印刷法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷方法が挙げられる。
コート法としては、フローコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、キスリバースコート法、マイクログラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ロッドコート法、ロールドクターコート法、エアナイフコート法、コンマロールコート法、リバースロールコート法、トランスファーロールコート法、キスロールコート法、カーテンコート法、ディッピングコート法等の公知のコート方法が挙げられる。
これらのうち、アクリル樹脂フィルム基体の巻き形状の影響を受け難いグラビアコート法、グラビアリバースコート法が好ましい。グラビアコート法、グラビアリバースコート法によれば、フィルムの巻き斑が原因で発生する塗工抜け等が発生し難い。
グラビアコート法で用いるグラビアロールとしては、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いる。
特に、版目の影響を軽減する観点からインチ巾で150線以上の斜線ロールを用いることが必要である。艶消しアクリル樹脂フィルムに、版目が形成されると意匠性が損なわれるため工業的利用価値が低下する。また、斜線状に版目を形成したものを用いると、通常の格子状に版目を形成したグラビアロールを用いた場合と比較して版目を軽減できる。
また、斜線状に版目を形成したものを用いると、インモールド成形またはインサート成形などの熱成形を行ったときの成形品の艶消し外観が、もとの艶消しフィルム外観に近い。具体的には、成形品での蛍光灯の映りこみが、艶消しフィルムでの蛍光灯の映りこみに近いため、加飾層を施した艶消しアクリル樹脂フィルムまたは積層シートの段階での意匠感を損なうことなく、成形品を得ることができるため工業的利用価値が高い。例えば、格子状に版目を形成したグラビアロールでも版目の間に小さな溝を切ったロールを使用すると艶消しアクリル樹脂フィルムの段階では非常に良好な外観のものが得られるが、インモールド成形またはインサート成形などの熱成形を行って得た成形品は、フィルムの段階での外観と異なる。
また、ロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻されていることが必要である。このような斜線型ロールを使用することで、塗工斑がない均一な艶消し塗工面を有するアクリル樹脂フィルムを得ることができる。
グラビアロールの材質としては銅にハードクロムメッキを施したもの、セラミック製のものなど公知のものを用いることができるが、耐久性の観点よりセラミック製のものが好ましい。
また、グラビアコート法で用いるドクターブレードは、鋼鉄製、ステンレス製、セラミック製などの公知のものを用いることができるが、ドクター筋の観点からステンレス製のドクターブレードを用いることが好ましい。
アクリル樹脂フィルム基体上に、塗料を塗工する場合、溶剤によるアクリル樹脂フィル基体の物性低下軽減の観点から、アクリル樹脂フィル基体1m2 あたりに塗工される塗料に含まれる溶剤量は、30g以下が好ましく、20g以下がより好ましく、10g以下が特に好ましい。また、塗工される塗料量は、乾燥後の艶消し層の厚さが0.1〜5μmとなる量が好ましい。塗料量が、艶消し層の厚さが0.1μm以上となる量であれば、積層体となった場合の表面物性を発現することができる。好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.8μm以上である。塗料量が、艶消し層の厚さが5μm以下となる量であれば、塗工の際に用いる単位面積あたりの塗料量が少なくなるため、溶剤によるアクリル樹脂フィルム基体の物性低下を小さくすることができる。艶消し層の厚さは、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm未満である。
溶剤としては、バインダー樹脂のガラス転移温度より80℃以上高くない、好ましくは30℃以上高くない沸点を有する溶剤が、艶消しアクリル樹脂フィルムに溶剤が残存しにくく好ましい。特に、バインダー樹脂の各成分および艶消し材を溶解または均一に分散させることが可能で、かつアクリル樹脂フィルム基体の物性(機械的強度、透明性等)に実用上甚大な悪影響を及ぼさず、さらにアクリル樹脂フィルム基体の主たる構成成分である樹脂成分のガラス転移温度より80℃以上高くない、好ましくは30℃以上高くない沸点を有している揮発性の溶剤が好ましい。
溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶剤;キシレン、トルエン、ベンゼン等の芳香族系溶剤;ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素系溶剤;フェノール、クレゾール等のフェノール系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、メトキシトルエン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン、1,1−ジメトキシメタン、1,1−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶剤;ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸系溶剤;無水酢酸等の酸無水物系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸ブチル、ギ酸ブチル等のエステル系溶剤;エチルアミン、トルイジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の窒素含有溶剤;チオフェン、ジメチルスホキシド等の硫黄含有溶剤;ジアセトンアルコール、2−メトキシエタノール(メチルセロソルブ)、2−エトキシエタノール(エチルセロソルブ)、2−ブトキシエタノール(ブチルセロソルブ)、ジエチレングリコール、2−アミノエタノール、アセトシアノヒドリン、ジエタノールアミン、モルホリン、1−アセトキシ−2−エトキシエタン、2−アセトキシ−1−メトキシプロパン等の2種以上の官能基を有する溶剤;水等、各種公知の溶剤が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
これらのうち、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンを主成分とする溶剤が、溶剤によるアクリル樹脂フィル基体の物性低下を軽減することができるため好ましい。また、艶消し層とアクリル樹脂フィル基体との密着性の観点から、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトンを併用することが好ましい。また、塗工後の艶斑の観点からも、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン等の中沸点溶剤、2−アセトキシ−1−メトキシプロパン、シクロヘキサノン等の高沸点溶剤を併用することが好ましい。
アクリル樹脂フィルム基体上に、塗料を塗工する場合、艶消し層の塗工外観の観点から、塗料の粘度は、岩田カップ粘度計(アネスト岩田製、NK−2モデル)による25℃での流下時間で10秒〜40秒の範囲にあることが好ましい。塗料の粘度が10秒以上の場合、グラビアコート法で塗工する際のグラビアロールの版目柄が顕著に目立たず、良好な艶消し層を形成することが出来るため好ましい。また、長時間塗工する際に、バインダー樹脂、艶消し材、擦り傷防止剤などの塗料構成成分が経時的に沈降せず、生産安定性に優れるため好ましい。一方、塗料の粘度が40秒以下の場合、塗料のアクリル樹脂フィルム基体への転写量を低下させず、良好な艶消し層を形成することが出来るため好ましい。
塗料には、皮張り防止剤、増粘剤、沈降防止剤、タレ防止剤、消泡剤、レベリング剤等の溶液性状を改善するための公知の添加剤;光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、防カビ剤、難燃剤等の塗膜性能を改善するための公知の添加剤を添加することができる。
通常、成形品に塗装によって十分な厚みの塗膜を形成するためには、十数回の重ね塗りが必要になることがあり、この場合、コストがかかり、生産性があまりよくない。それに対して、本発明の積層体は、艶消しアクリル樹脂フィルム自体が塗膜となるため、容易に非常に厚い塗膜を形成することができ、工業的利用価値が高い。
<絵柄層>
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムには、各種基材に意匠性を付与するために絵柄層を形成してもよい。この場合、艶消し層が設けられた面とは反対側のアクリル樹脂フィルム基体の面上に絵柄層を形成することが好ましい。また、積層体の製造時には、絵柄層を基材との接着面に配することが加飾面の保護および高級感の付与の点から好ましい。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムには、各種基材に意匠性を付与するために絵柄層を形成してもよい。この場合、艶消し層が設けられた面とは反対側のアクリル樹脂フィルム基体の面上に絵柄層を形成することが好ましい。また、積層体の製造時には、絵柄層を基材との接着面に配することが加飾面の保護および高級感の付与の点から好ましい。
絵柄層は公知の方法で形成することができる。絵柄層としては、印刷法で形成された印刷層、および/または蒸着法で形成された蒸着層が好ましい。
(印刷層)
印刷層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体表面で模様または文字等となる。印刷柄としては、例えば、木目、石目、布目、砂目、幾何学模様、文字、全面ベタ等からなる絵柄が挙げられる。
印刷層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体表面で模様または文字等となる。印刷柄としては、例えば、木目、石目、布目、砂目、幾何学模様、文字、全面ベタ等からなる絵柄が挙げられる。
印刷層のバインダーとしては、塩化ビニル/酢酸ビニル系共重合体等のポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキッド樹脂、塩素化ポリオレフィン系樹脂等の樹脂が挙げられる。ポリアクリル系樹脂としては、例えば、前述の多層構造重合体(I)を含むアクリル樹脂組成物(III)を用いてもよい。
印刷層の形成には、バインダー、および適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。
顔料としては、例えば、つぎのものが挙げられる。黄色顔料としては、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン等の有機顔料;黄鉛等の無機顔料が挙げられる。赤色顔料としては、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドン等の有機顔料;弁柄等の無機顔料が挙げられる。青色顔料としては、フタロシアニンブルー等の有機顔料;コバルトブルー等の無機顔料が挙げられる。黒色顔料としては、アニリンブラック等の有機顔料が挙げられる。白色顔料としては、二酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。
染料としては、本発明の効果を損なわない範囲で、各種公知の染料を使用することができる。
印刷層の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア輪転印刷法、スクリーン印刷法等の公知の印刷法;ロールコート法、スプレーコート法等の公知のコート法;フレキソグラフ印刷法等が挙げられる。
印刷層の厚さは、必要に応じて適宜決めればよく、通常、0.5〜30μm程度である。
印刷層における印刷抜けの個数は、意匠性、加飾性の観点から、10個/m2 以下が好ましい。印刷抜けの個数を10個/m2 以下とすることにより、艶消しアクリル樹脂フィルムを用いた積層体の外観がより良好となる。印刷層における印刷抜けの個数は、5個/m2 以下がより好ましく、1個/m2 以下が特に好ましい。
印刷層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体において所望の表面外観が得られるよう、インサートまたはインモールド成形時の伸張度合いに応じて、適宜その厚さを選択すればよい。
(蒸着層)
蒸着層は、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、インジウム、スズ、銀、チタニウム、鉛、亜鉛等からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属、またはこれらの合金、または化合物で形成される。蒸着層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等の方法が挙げられる。
蒸着層は、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、インジウム、スズ、銀、チタニウム、鉛、亜鉛等からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属、またはこれらの合金、または化合物で形成される。蒸着層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等の方法が挙げられる。
蒸着層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体において所望の表面外観が得られるよう、インサートまたはインモールド成形時の伸張度合いに応じて、適宜その厚みを選択すればよい。
<他の層>
(接着層)
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムには、必要に応じて接着層を設けてもよい。接着層は、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面に形成することが好ましい。
(接着層)
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムには、必要に応じて接着層を設けてもよい。接着層は、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面に形成することが好ましい。
(カバーフィルム)
また、本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムには、さらにカバーフィルムを設けてもよい。このカバーフィルムは、艶消しアクリル樹脂フィルムの表面の防塵に有効である。カバーフィルムは、艶消し層の表面、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面のいずれにも設けることができる。少なくとも艶消し層の表面に設けることが好ましい。
また、本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムには、さらにカバーフィルムを設けてもよい。このカバーフィルムは、艶消しアクリル樹脂フィルムの表面の防塵に有効である。カバーフィルムは、艶消し層の表面、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面のいずれにも設けることができる。少なくとも艶消し層の表面に設けることが好ましい。
カバーフィルムを艶消し層の表面に設けた場合、カバーフィルムは、インモールド、インサート成形する前まで艶消し層に密着し、インモールド、インサート成形する際は直ちに剥離するため、艶消し層に対して適度な密着性および良好な離型性を有していることが必要である。カバーフィルムとしては、このような条件を満たしたフィルムであれば、任意のフィルムを選択して用いることができる。そのようなフィルムとしては、例えば、ポリエチレン系フィルム、ポリプロピレン系フィルム、ポリエステル系フィルム等が挙げられる。
(熱可塑性樹脂層)
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムを、さらに熱可塑性樹脂層に積層して、積層フィルムまたはシートとしてもよい。艶消しアクリル樹脂フィルムを熱可塑性樹脂層に積層する向きとしては、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面が熱可塑性樹脂層に接するように積層することが好ましい。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムを、さらに熱可塑性樹脂層に積層して、積層フィルムまたはシートとしてもよい。艶消しアクリル樹脂フィルムを熱可塑性樹脂層に積層する向きとしては、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面が熱可塑性樹脂層に接するように積層することが好ましい。
熱可塑性樹脂層は、基材との密着性を高める目的から、基材との相溶性を有する材料からなるものが好ましい。熱可塑性樹脂層は、基材と同じ材料からなるものがより好ましい。熱可塑性樹脂層としては、公知の熱可塑性樹脂フィルムまたはシート用いることができ、例えば、アクリル樹脂;ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体);AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体);塩化ビニル樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体またはその鹸化物、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のポリオレフィン系共重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート等のポリエステル系樹脂;6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、12−ナイロン等のポリアミド系樹脂;ポリスチレン樹脂;セルロースアセテート、ニトロセルロース等の繊維素誘導体;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフロロエチレン、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体等のフッ素系樹脂等;またはこれらから選ばれる2種、または3種以上の共重合体または混合物、複合体、積層体等が挙げられる。
これらのうち、熱可塑性樹脂層としては、絵柄層の形成性(艶消しアクリル樹脂フィルムに形成する代わりに、熱可塑性樹脂層に形成することもできる)、積層フィルムまたはシートの二次成形性の観点から、アクリル樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン、ポリカーボネートが好ましい。
熱可塑性樹脂層には、必要に応じて、一般の配合剤、例えば、安定剤、酸化防止剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃剤、発泡剤、充填剤、抗菌剤、防カビ剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、難燃剤等を配合してもよい。
熱可塑性樹脂層の厚さは、必要に応じて適宜決めればよく、通常、20〜500μm程度とすることが好ましい。熱可塑性樹脂層は、艶消しアクリル樹脂フィルムの外観が完全に円滑な上面を呈する、基材の表面欠陥を吸収する、または射出成形時に絵柄層が消失しない、程度の厚さを有することが好ましい。
積層フィルムまたはシートを得る方法としては、熱ラミネーション、ドライラミネーション、ウェットラミネーション、ホットメルトラミネーション等の公知の方法が挙げられる。また、押出しラミネーションにより艶消しアクリル樹脂フィルムと熱可塑性樹脂層とを積層することもできる。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムを積層フィルムまたはシートとすることで、衝撃、変形等の外力に対して取り扱い上十分な強度が発現する。例えば、インサート成形等でフィルムを真空成形した後に金型から取り外したり、その真空成形品を射出成形用金型に装着したりするときに被る衝撃、変形等に対しても、割れ等が生じ難く、取り扱い性が良好となる。さらに、例えば射出成形された基材の表面欠陥が、艶消しアクリル樹脂フィルムに伝搬されることを最少にする、または基材を射出成形する際に、絵柄層が消失しにくくなるといった利点を与える。
必要に応じて、艶消しアクリル樹脂フィルムの片面、積層フィルムまたはシートの熱可塑性樹脂層の表面に、例えばコロナ処理、オゾン処理、プラズマ処理、電離放射線処理、重クロム酸処理、アンカー、プライマー処理等の表面処理を施してもよい。艶消しアクリル樹脂フィルムと絵柄層との間、熱可塑性樹脂層と絵柄層との間、艶消しアクリル樹脂フィルムと熱可塑性樹脂層との間等の密着性を向上させることができる。
<積層体>
本発明の積層体は、本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートを、基材に積層したものである。このとき、艶消し層が設けられた面とは反対側の面が基材に接するように、艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層して積層体とすることが好ましい。
本発明の積層体は、本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートを、基材に積層したものである。このとき、艶消し層が設けられた面とは反対側の面が基材に接するように、艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層して積層体とすることが好ましい。
基材の材質としては、樹脂;木材単板、木材合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木材板;木質繊維板等の水質板;鉄、アルミニウム等の金属等が挙げられる。
樹脂としては、種類は問わず、公知の樹脂が使用可能である。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体)、アクリル樹脂、ウレタン系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の汎用の熱可塑性または熱硬化性樹脂;ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート等の汎用エンジニアリング樹脂;ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリエステル、ポリアリル系耐熱樹脂等のスーパーエンジニアリング樹脂等;ガラス繊維または無機フィラー(タルク、炭酸カルシウム、シリカ、マイカ等)等の補強材、ゴム成分等の改質剤を添加した複合樹脂または各種変性樹脂等が挙げられる。
これらのうち、基材の材料としては、艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートと溶融接着可能なものが好ましい。例えば、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、またはこれらを主成分とする樹脂が挙げられる。接着性の点でABS樹脂、AS樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、またはこれらを主成分とする樹脂が好ましく、特にABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、またはこれらを主成分とする樹脂がより好ましい。
ポリオレフィン系樹脂等の熱融着しない樹脂であっても、接着層を設けることで、艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートからなる群より選ばれる1つと基材とを成形時に接着させることは可能である。
本発明の積層体の製造方法としては、二次元形状の積層体の場合で、かつ基材が熱融着できるものの場合は、熱ラミネーション等の公知の方法を用いることができる。例えば、木材単板、木材合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木材板、木質繊維板等の水質板、鉄、アルミニウム等の金属等、熱融着しない基材に対しては、接着層を介して貼り合わせることが可能である。
三次元形状の積層体の場合は、インサート成形法、インモールド成形法等の公知の方法を用いることができる。
インモールド成形法は、艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートを加熱した後、真空引き機能を持つ金型内で真空成形を行い、ついで、同じ金型内において基材となる樹脂を射出成形することにより、艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートと基材とを一体化させた積層体を得る方法である。インモールド成形法は、フィルムの成形と射出成形を一工程で行えるため、作業性、経済性の点から好ましい。
絵柄層を有する公知のアクリル樹脂フィルムを用いてインモールド成形を行った場合、金型の形状、射出成形の条件によっては、ゲート付近の絵柄層が消失することがある。ゲートは、ゲート部で樹脂流路が狭められない非制限ゲートと、流路が狭められる制限ゲートとに大別される。後者の代表例としてピンポイントゲート、サイドゲート、サブマリンゲート等が挙げられる。制限ゲートの場合、ゲート付近の残留応力は小さくなるものの、ゲート通過樹脂の温度上昇をともなったり、ゲート付近のアクリル樹脂フィルム面にかかる単位面積あたりの射出樹脂圧力が大きくなったりするため、絵柄層が消失しやすい。一方、本発明の多層構造重合体(I)を含有する艶消しアクリル樹脂フィルムを用いると、従来から知られているアクリル樹脂フィルムを用いた場合と比較して、絵柄層の消失を軽減することができる。
熱可塑性樹脂層を有する積層フィルムまたはシートは、熱可塑性樹脂層が存在するために絵柄層の消失をより軽減することができる点で好ましい。
インモールド成形時の加熱温度は、艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートが軟化する温度以上が好ましい。具体的には、フィルムの熱的性質または積層体の形状によって適宜設定すればよく、通常70℃以上である。また、あまり温度が高いと、表面外観が悪化したり、離型性が悪くなる傾向にある。これもフィルムの熱的性質または積層体の形状によって適宜設定すればよく、通常は170℃以下である。さらに、エネルギー効率の観点からは、真空成形時の予備加熱温度は低い方が好ましい。具体的には135℃以下が好ましい。また、予備加熱温度が低くとも成形できるフィルムは、予備加熱温度を低くする代わりに予備加熱時間を短くすることもできる。この場合は、真空成形のハイサイクル化が可能となり、工業的利用価値が高い。
真空成形によりフィルムに三次元形状を付与する場合、本発明の艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートは、高温時の伸度に富んでおり、非常に有利である。
射出成形される樹脂としては、種類は問わず、射出成形可能な全ての樹脂が使用可能である。射出成形後の樹脂の収縮率を、艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートの収縮率に近似させることが、インモールド成形、インサート成形によって得られた積層体の反り、またはフィルムまたはシートの剥がれ等の不具合を解消できるため好ましい。
本発明の積層体は、特に、車輌用部材、建材に適している。具体例としては、インストルメントパネル、コンソールボックス、メーターカバー、ドアロックペゼル、ステアリングホイール、パワーウィンドウスイッチベース、センタークラスター、ダッシュボード等の自動車内装用部材;ウェザーストリップ、バンパー、バンパーガード、サイドマッドガード、ボディーパネル、スポイラー、フロントグリル、ストラットマウント、ホイールキャップ、センターピラー、ドアミラー、センターオーナメント、サイドモール、ドアモール、ウインドモール等、窓、ヘッドランプカバー、テールランプカバー、風防部品等の自動車外装用部材;AV機器、家具製品等のフロントパネル、ボタン、エンブレム、表面化粧材等;携帯電話等のハウジング、表示窓、ボタン等;家具用外装材;壁面、天井、床等の建築用内装材;サイディング等の外壁、塀、屋根、門扉、破風板等の建築用外装材;窓枠、扉、手すり、敷居、鴨居等の家具類の表面化粧材;各種ディスプレイ、レンズ、ミラー、ゴーグル、窓ガラス等の光学部材;電車、航空機、船舶等の自動車以外の各種乗り物の内外装用部材;瓶、化粧品容器、小物入れ等の各種包装容器、包装材料;景品、小物等の雑貨等のその他各種用途等に好適に使用することができる。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムは、単にアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材とバインダー樹脂からなる艶消し層を形成した場合には実現困難な優れた耐傷付き性を発現し、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生しない、取り扱い性が良好であり、かつ車輌用部材に必要とされる表面硬度、耐薬品性、耐熱性、および艶消し性を有するばかりか、本発明の製造方法によれば、インモールド成形やインサート成形などの熱成形工程を通しても、艶消し外観変化が小さい艶消しアクリル樹脂フィルムを製造できる。従来のアクリル樹脂フィルムに比べ、使用用途を飛躍的に広げることが可能である。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムを用いることにより、アクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を練りこんだ場合には実現困難な意匠性を発現でき、また、従来から知られている多層タイプの艶消しアクリル樹脂フィルムの成形性を改良でき、工業的利用価値が極めて高い。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。実施例中の「部」とあるのは「質量部」を表し、「%」は「質量%」を表す。また、実施例中の略号は下記の通りである。
略号:化合物
MMA:メタクリル酸メチル
MA:アクリル酸メチル
n−BA:アクリル酸n−ブチル
St:スチレン
1,3−BD:1,3−ブチレングリコールジメタクリレート
AMA:メタクリル酸アリル
CHP:クメンハイドロパーオキサイド
t−BH:t−ブチルハイドロパーオキサイド
n−OM:n−オクチルメルカプタン
EDTA :エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
HEMA :メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
〔物性の測定、評価方法〕
ゴム含有多段重合体(I)、熱可塑性重合体(II)、および熱可塑性重合体(IV)の物性、作製したアクリル樹脂フィルム基体(A)、実施例1、2、比較例1において得られた艶消しアクリル樹脂フィルム、および積層体等の物性は、以下のように測定、評価した。
MMA:メタクリル酸メチル
MA:アクリル酸メチル
n−BA:アクリル酸n−ブチル
St:スチレン
1,3−BD:1,3−ブチレングリコールジメタクリレート
AMA:メタクリル酸アリル
CHP:クメンハイドロパーオキサイド
t−BH:t−ブチルハイドロパーオキサイド
n−OM:n−オクチルメルカプタン
EDTA :エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
HEMA :メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
〔物性の測定、評価方法〕
ゴム含有多段重合体(I)、熱可塑性重合体(II)、および熱可塑性重合体(IV)の物性、作製したアクリル樹脂フィルム基体(A)、実施例1、2、比較例1において得られた艶消しアクリル樹脂フィルム、および積層体等の物性は、以下のように測定、評価した。
積層体の評価は、以下の(11)に示した成形性の評価用に作製した積層体を用いて行った。
(1)ゴム含有多段重合体(I)の質量平均粒子径:
乳化重合にて得られたゴム含有多段重合体(I)の重合体ラテックスについて、大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法で測定した。
乳化重合にて得られたゴム含有多段重合体(I)の重合体ラテックスについて、大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法で測定した。
(2)ゴム含有多段重合体(I)のゲル含有率:
所定量(抽出前質量)のゴム含有多段重合体(I)(重合後、得られた凝固粉)をアセトン溶媒中、還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した。
所定量(抽出前質量)のゴム含有多段重合体(I)(重合後、得られた凝固粉)をアセトン溶媒中、還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した。
ゲル含有率(%)=抽出後質量(g)/抽出前質量(g)×100
(3)ゴム含有多段重合体(I)、バインダー樹脂のガラス転移温度(Tg):
ポリマーハンドブック〔Polymer HandBook(J.Brandrup,Interscience,1989)〕に記載されている値を用いてFOXの式から算出した。
(3)ゴム含有多段重合体(I)、バインダー樹脂のガラス転移温度(Tg):
ポリマーハンドブック〔Polymer HandBook(J.Brandrup,Interscience,1989)〕に記載されている値を用いてFOXの式から算出した。
(4)熱可塑性重合体(II)、熱可塑性重合体(IV)の還元粘度:
重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定した。
重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定した。
(5)バインダー樹脂の水酸基価:
JIS K0070に従って測定した。
JIS K0070に従って測定した。
(6)バインダー樹脂の質量平均分子量:
Shimadzu LC−6Aシステム((株)島津製作所製)を用い、GPCカラムとしてKF−805L(昭和電工(株)製)を3本連結したものを用い、溶媒としてTHFを用い、ポリスチレン換算で測定した。
Shimadzu LC−6Aシステム((株)島津製作所製)を用い、GPCカラムとしてKF−805L(昭和電工(株)製)を3本連結したものを用い、溶媒としてTHFを用い、ポリスチレン換算で測定した。
(7)アクリル樹脂フィルム基体の加熱収縮率:
A4サイズに切り出したアクリル樹脂フィルム基体の表面に、MD方向(製膜時の流れ方向)およびTD方向(MD方向と垂直に交わる向き)に、5cm間隔に3本の平行な直線を引いて、その間隔をノギスで正確に計測した。間隔の計測は2箇所で行い、計測した箇所に目印を付けた。その後、130℃雰囲気下に60分放置して、取り出した後、先に計測した箇所と同じ箇所の間隔をもう一度計測した。2箇所の間隔の平均値を用い、下記式より、加熱収縮率を計算した。
A4サイズに切り出したアクリル樹脂フィルム基体の表面に、MD方向(製膜時の流れ方向)およびTD方向(MD方向と垂直に交わる向き)に、5cm間隔に3本の平行な直線を引いて、その間隔をノギスで正確に計測した。間隔の計測は2箇所で行い、計測した箇所に目印を付けた。その後、130℃雰囲気下に60分放置して、取り出した後、先に計測した箇所と同じ箇所の間隔をもう一度計測した。2箇所の間隔の平均値を用い、下記式より、加熱収縮率を計算した。
加熱収縮率(%)=((加熱前の間隔−加熱後の間隔)/加熱前の間隔)×100
(8)艶消しアクリル樹脂フィルムの艶消し層の厚さ:
艶消しアクリル樹脂フィルムを断面方向に70nmの厚みに切断したサンプルを、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製 J100S)にて観察し、5箇所で厚さを測定し、それらを平均することにより艶消し層の厚さを求めた。艶消し層の厚さは、艶消し材が存在しない部分、つまりバインダー樹脂のみからなる部分を観察して測定した。
(8)艶消しアクリル樹脂フィルムの艶消し層の厚さ:
艶消しアクリル樹脂フィルムを断面方向に70nmの厚みに切断したサンプルを、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製 J100S)にて観察し、5箇所で厚さを測定し、それらを平均することにより艶消し層の厚さを求めた。艶消し層の厚さは、艶消し材が存在しない部分、つまりバインダー樹脂のみからなる部分を観察して測定した。
(9)艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度:
JIS K5400に従って測定した。なお、艶消し層の表面の鉛筆硬度を測定した。
JIS K5400に従って測定した。なお、艶消し層の表面の鉛筆硬度を測定した。
(10)艶消しアクリル樹脂フィルムの表面光沢:
グロスメーター((株)村上色彩技術研究所製、GM−26D型(商品名))を用い、艶消し面の60°での表面光沢を測定した。
グロスメーター((株)村上色彩技術研究所製、GM−26D型(商品名))を用い、艶消し面の60°での表面光沢を測定した。
(11)艶消しアクリル樹脂フィルムのインサート成形性:
厚さ約75μmの艶消しアクリル樹脂フィルムに、絵柄層としてシルバーメタリック層を、グラビア印刷にてアクリル樹脂フィルム基体側に設けた。さらに、艶消しアクリル樹脂フィルムに、接着層を有する厚さ1mmのABSシートを、接着層とシルバーメタリック層とが接するように、熱ラミネーションによって積層し、艶消しアクリル樹脂フィルムの積層シートを得た。この積層シートを用いて成形を行った。
厚さ約75μmの艶消しアクリル樹脂フィルムに、絵柄層としてシルバーメタリック層を、グラビア印刷にてアクリル樹脂フィルム基体側に設けた。さらに、艶消しアクリル樹脂フィルムに、接着層を有する厚さ1mmのABSシートを、接着層とシルバーメタリック層とが接するように、熱ラミネーションによって積層し、艶消しアクリル樹脂フィルムの積層シートを得た。この積層シートを用いて成形を行った。
具体的には、得られた積層シートを、艶消しアクリル樹脂フィルム側がキャビティー側になるように、真空引き機能を持つ金型内に配置し、積層シートが190℃に達するまでヒーターで加熱した後、真空成形を行った。ついで、不要部をトリミングした。キャビティー側の金型の底、かつ中央のゲートから横方向に3cmの位置に、1cm2 、深さ1mmの凹みがある金型の底に、真空成形した積層シートを、艶消しアクリル樹脂フィルム側がキャビティー側になるように配置した。ついで、積層シートのABSシート側に基材となるABS樹脂(UMG ABS(株)製、商品名「ダイヤペットABSバルクサムTM25」)を射出成形し、インサート成形により積層体を得た。
詳細な積層体の形状は、縦150mm×横120mm×厚さ2mm、深さ10mmの箱型であり、金型のゲート位置は、積層体中央に1箇所、中央ゲートの上下(積層体縦方向)40mmの位置に各1箇所の計3箇所であり、ゲート形状は、直径1mmのピンポイントゲートである。
射出成形は、(株)日本製鋼所製、J85ELII型射出成形機(商品名)を用い、シリンダー温度250℃、射出速度30%、射出圧力43%、金型温度60℃の条件で行った。
得られた積層体に形成された1cm2 、高さ1mmの凸部分の状態を観察し、以下のように評価した。
(割れについて)
○:割れなし、
×:艶消し層に大きな割れが発生。
○:割れなし、
×:艶消し層に大きな割れが発生。
(白化に関して)
○:フィルム白化なし、
×:フィルム強い白化あり。
○:フィルム白化なし、
×:フィルム強い白化あり。
(12)積層体の耐擦傷性:
1枚重ねのブロード60番上に0.01MPaの荷重をかけながら積層体を押さえ付け、該積層体を、100mmのストローク幅で、かつ30往復/分の速さで1000往復させた。積層体の外観を以下のように評価した。
1枚重ねのブロード60番上に0.01MPaの荷重をかけながら積層体を押さえ付け、該積層体を、100mmのストローク幅で、かつ30往復/分の速さで1000往復させた。積層体の外観を以下のように評価した。
◎:外観変化なし。
○:僅かに傷つきあり。
△:弱い艶戻りあり。
×:強い艶戻りあり。
(13)積層体の外観:
蛍光灯の光の下での積層体の絵柄層の見え方を目視により以下のように評価した。
蛍光灯の光の下での積層体の絵柄層の見え方を目視により以下のように評価した。
○:絵柄層の絵柄が鮮明に見える、蛍光灯の映りこみが確認できる、また極わずかに白味がかっているためシルバーメタリック感が良好である。
×:蛍光灯の映りこみは確認できるが、成形品表面の艶消し面のうねりが成形前の艶消しアクリル樹脂フィルムの状態と比較して大きくなったため、映り込み方がぼやけている。
〔製造例1〕
(ゴム含有多段重合体(I)の製造)
攪拌機を備えた容器に脱イオン水10.8部を仕込んだ後、MMA 0.3部、n−BA 4.5部、1,3−BD 0.2部、AMA 0.05部およびCHP 0.025部からなる単量体成分を投入し、室温下にて攪拌混合した。ついで、攪拌しながら、乳化剤(東邦化学工業(株)製、商品名「フォスファノールRS610NA」)1.3部を上記容器内に投入し、攪拌を20分間継続して乳化液を調製した。
(ゴム含有多段重合体(I)の製造)
攪拌機を備えた容器に脱イオン水10.8部を仕込んだ後、MMA 0.3部、n−BA 4.5部、1,3−BD 0.2部、AMA 0.05部およびCHP 0.025部からなる単量体成分を投入し、室温下にて攪拌混合した。ついで、攪拌しながら、乳化剤(東邦化学工業(株)製、商品名「フォスファノールRS610NA」)1.3部を上記容器内に投入し、攪拌を20分間継続して乳化液を調製した。
つぎに、冷却器付き重合容器内に脱イオン水139.2部を投入し、75℃に昇温した。さらに、イオン交換水5部にソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.20部、硫酸第一鉄0.0001部およびEDTA0.0003部を加えて調製した混合物を重合容器内に一度に投入した。ついで、窒素下で攪拌しながら、調製した乳化液を8分間にわたって重合容器に滴下した後、15分間反応を継続させ、弾性重合体の第1段階目の重合を完結した(I−A−1)。続いて、MMA 9.6部、n−BA 14.4部、1,3−BD 1.0部およびAMA 0.25部からなる単量体成分を、CHP 0.016部と共に、90分間にわたって重合容器に滴下した後、60分間反応を継続させ、弾性重合体の二段目重合体の重合を完結させ(I−A−2)、弾性重合体(I−A)を得た。重合体(I−A−1)単独のTgは−48℃であり、重合体(I−A−2)単独のTgは−10℃であった。
続いて、MMA 6部、MA 4部およびAMA 0.075部からなる単量体成分を、CHP 0.0125部と共に、45分間にわたって重合容器に滴下した後、60分間反応を継続させ、中間重合体(I−B)を形成させた。中間重合体(I−B)単独のTgは60℃であった。
続いて、MMA 57部、MA 3部、n−OM 0.264部およびt−BH 0.075部からなる単量体成分を140分間にわたって重合容器に滴下した後、60分間反応を継続させ、硬質重合体(I−C)を形成して、ゴム含有多段重合体(I)の重合体ラテックスを得た。硬質重合体(I−C)単独のTgは99℃であった。また、重合後に測定したゴム含有多段重合体(I)の質量平均粒子径は0.11μmであった。
得られたゴム含有多段重合体(I)の重合体ラテックスを、濾材としてSUS製のメッシュ(平均目開き:62μm)を取り付けた振動型濾過装置を用いて濾過した後、酢酸カルシウム3.5部を含む水溶液中で塩析させ、水洗して回収した後、乾燥し、粉体状のゴム含有多段重合体(I)を得た。ゴム含有多段重合体(I)のゲル含有率は、70%であった。
また、得られたゴム含有多段重合体(I)214.3gを目開き25μmのナイロンメッシュで濾過したアセトン1500mlに投入し、3時間攪拌して、ゴム含有多段重合体(I)のアセトン分散液を調製した。ついで、この分散液を目開き32μmのナイロンメッシュで濾過した後、ナイロンメッシュごとクロロホルム中で15分間超音波洗浄することでメッシュ上の捕捉物をクロロホルム洗浄した。ついで、目開き25μmのナイロンメッシュで濾過したアセトン150mlに上記超音波洗浄後の捕捉物をナイロンメッシュごと投入し、この液を15分間超音波処理した後、ナイロンメッシュを除去して、メッシュ上の捕捉物のアセトン分散液150mlを調製した。ついで、この分散液70mlについて、リオン(株)製、自動式液中微粒子計測器(型式:KL−01)にて25℃下で測定し、直径55μm以上の粒子の数を求めたところ、10個であった。
〔製造例2〕
(熱可塑性重合体(IV)の製造)
反応容器に窒素置換したイオン交換水200部を仕込み、さらに乳化剤として花王(株)製、商品名「ラテムルASK」1部および過硫酸カリウム0.15部を仕込んだ。
(熱可塑性重合体(IV)の製造)
反応容器に窒素置換したイオン交換水200部を仕込み、さらに乳化剤として花王(株)製、商品名「ラテムルASK」1部および過硫酸カリウム0.15部を仕込んだ。
つぎに、MMA 40部、n−BA 2部およびn−OM 0.004部を仕込み、窒素雰囲気下、65℃で3時間攪拌し、重合を完結させた。
続いて、MMA 44部およびn−BA 14部からなる単量体成分を2時間にわたって滴下した後、2時間保持し、重合を完結した。
得られた熱可塑性重合体(IV)の重合体ラテックスを0.25%硫酸水溶液に添加し、重合体を酸析させた後、脱水、水洗、乾燥し、粉体状の熱可塑性重合体(IV)を回収した。得られた熱可塑性重合体(IV)の還元粘度は、0.38L/gであった。
〔製造例3〕
(アクリル樹脂フィルム基体(A)の製造)
ゴム含有多段重合体(I)75部および熱可塑性重合体(II)[MMA/MA共重合体(MMA/MA=99/1(質量比)、還元粘度ηsp/c=0.06L/g)]25部に、配合剤としてチバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「チヌビン234」1.4部、旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO−50」0.1部、および旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブLA−67」0.3部を添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。この混合物[アクリル樹脂組成物(III−1)]を230℃に加熱した脱気式押出機(池貝鉄工(株)製、PCM−30(商品名))に供給し、混練して、300メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、ペレット(A)を得た。
(アクリル樹脂フィルム基体(A)の製造)
ゴム含有多段重合体(I)75部および熱可塑性重合体(II)[MMA/MA共重合体(MMA/MA=99/1(質量比)、還元粘度ηsp/c=0.06L/g)]25部に、配合剤としてチバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「チヌビン234」1.4部、旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO−50」0.1部、および旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブLA−67」0.3部を添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。この混合物[アクリル樹脂組成物(III−1)]を230℃に加熱した脱気式押出機(池貝鉄工(株)製、PCM−30(商品名))に供給し、混練して、300メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、ペレット(A)を得た。
上記の方法で製造したペレット(A)を80℃で一昼夜乾燥し、300mm巾のTダイを取り付けた40mmφのノンベントスクリュー型押出機(L/D=26)を用いて、シリンダー温度180〜240℃の条件で、500メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、Tダイ温度240℃、Tダイのスリット幅0.3mmの条件で押し出しした溶融状態のアクリル樹脂フィルムを2本の金属製冷却ロール間に通し、バンク(樹脂溜まり)のない状態で樹脂を挟持し、圧延せずに面転写した後、これを巻き取り機で紙巻に巻き取ることによって厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)を製膜した。
なお、このアクリル樹脂フィルム基体(A)の鉛筆硬度はHであった。
〔実施例1〕
MMA85%、HEMA12%およびn−BA3%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価80mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、質量平均分子量約8万)27.4部と、ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体6.8部と、質量平均粒子径5μmの不定形シリカ7部、沈殿防止剤として質量平均粒子径0.1μmの不定形シリカ1.5部および質量平均粒子径5μmのポリエチレンとポリプロピレンからなるワックスS−363(商品名、SHAMROCK製、融点142℃)1部とを、MEK22.3部、MIBK49.6部および酢酸ブチル45.8部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。なお、この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は15秒、液温は21℃であった。
MMA85%、HEMA12%およびn−BA3%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価80mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、質量平均分子量約8万)27.4部と、ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体6.8部と、質量平均粒子径5μmの不定形シリカ7部、沈殿防止剤として質量平均粒子径0.1μmの不定形シリカ1.5部および質量平均粒子径5μmのポリエチレンとポリプロピレンからなるワックスS−363(商品名、SHAMROCK製、融点142℃)1部とを、MEK22.3部、MIBK49.6部および酢酸ブチル45.8部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。なお、この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は15秒、液温は21℃であった。
つぎに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)の片面に、インチ巾で200線の斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾116μm、版目の底巾13μm、版深度33μm、セル容量16.9cm3/m2、直径120mm)、セラミック製のドクターブレードを用いて、グラビアコーターにて、塗工速度30m/minで塗料を塗布した後、80℃の雰囲気下で溶剤を揮発させて艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。得られた艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。該艶消しアクリル樹脂フィルムを紙管に巻き取り、40℃の雰囲気下で2日間エージングをし、艶消し層を硬化させた。
艶消し層の厚さは1μmであった。また、得られた艶消しアクリル樹脂フィルムは、蛍光灯の映りこみがあり、版目がない良好な外観であった。
〔実施例2〕
実施例1においてインチ巾で200線の斜線グラビアロールのかわりに、インチ巾で250線の斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾80μm、版目の底巾11μm、版深度35μm、セル容量15.6cm3/m2、直径120mm)を用い、塗工速度を40m/minとする以外は実施例1と同様に実施した。
実施例1においてインチ巾で200線の斜線グラビアロールのかわりに、インチ巾で250線の斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾80μm、版目の底巾11μm、版深度35μm、セル容量15.6cm3/m2、直径120mm)を用い、塗工速度を40m/minとする以外は実施例1と同様に実施した。
艶消し層の厚さは1μmであった。また、得られた艶消しアクリル樹脂フィルムは、蛍光灯の映りこみがあり、版目がない良好な外観であった。
〔比較例1〕
実施例1においてインチ巾で200線の斜線グラビアロールのかわりに、インチ巾で250線のロトフロ格子型グラビアロール(版深度34μm、セル容量13.2cm3/m2、直径120mm)を用いる以外は実施例1と同様に実施した。
実施例1においてインチ巾で200線の斜線グラビアロールのかわりに、インチ巾で250線のロトフロ格子型グラビアロール(版深度34μm、セル容量13.2cm3/m2、直径120mm)を用いる以外は実施例1と同様に実施した。
艶消し層の厚さは0.8μmであった。また、得られた艶消しアクリル樹脂フィルムは、蛍光灯の映りこみがあり、版目がない良好な外観であった。
〔比較例2〕
実施例1においてインチ巾で200線の斜線グラビアロールのかわりに、インチ巾で250線の斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約75°、版目の開口巾90μm、版目の底巾8μm、版深度32μm、セル容量15.4cm3/m2、直径120mm)を用いる以外は実施例1と同様に実施した。
実施例1においてインチ巾で200線の斜線グラビアロールのかわりに、インチ巾で250線の斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約75°、版目の開口巾90μm、版目の底巾8μm、版深度32μm、セル容量15.4cm3/m2、直径120mm)を用いる以外は実施例1と同様に実施した。
得られた艶消しアクリル樹脂フィルムの表面光沢度は19.4%であり良好な艶消し性であったが、所々に塗工液が塗布されていない箇所があり、均一な艶消し塗工面を有するアクリル樹脂フィルムは得られなかった。
以上のように、本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムを採用することで、単にアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材とバインダー樹脂からなる艶消し層を形成した場合には実現困難な優れた耐傷付き性を発現し、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生しない、取り扱い性が良好であり、かつ車輌用部材に必要とされる表面硬度、耐薬品性、耐熱性、および艶消し性を有する艶消しアクリル樹脂フィルム、およびこれらを基材に積層した積層体を提供することができる。本発明の製造方法によれば、インモールド成形やインサート成形などの熱成形工程を通しても、艶消し外観変化が小さい艶消しアクリル樹脂フィルムを製造できる。
本発明の製造方法によって得られる艶消しアクリル樹脂フィルムを有する積層体は、特に車輌用部材、建材に適している。具体例としては、インストルメントパネル、コンソールボックス、メーターカバー、ドアロックペゼル、ステアリングホイール、パワーウィンドウスイッチベース、センタークラスター、ダッシュボード等の自動車内装用部材;ウェザーストリップ、バンパー、バンパーガード、サイドマッドガード、ボディーパネル、スポイラー、フロントグリル、ストラットマウント、ホイールキャップ、センターピラー、ドアミラー、センターオーナメント、サイドモール、ドアモール、ウインドモール等、窓、ヘッドランプカバー、テールランプカバー、風防部品等の自動車外装用部材;AV機器、家具製品等のフロントパネル、ボタン、エンブレム、表面化粧材等;携帯電話等のハウジング、表示窓、ボタン等;家具用外装材;壁面、天井、床等の建築用内装材;サイディング等の外壁、塀、屋根、門扉、破風板等の建築用外装材;窓枠、扉、手すり、敷居、鴨居等の家具類の表面化粧材;各種ディスプレイ、レンズ、ミラー、ゴーグル、窓ガラス等の光学部材;電車、航空機、船舶等の自動車以外の各種乗り物の内外装用部材;瓶、化粧品容器、小物入れ等の各種包装容器、包装材料;景品、小物等の雑貨等のその他各種用途等に好適に使用することができる。
Claims (3)
- アクリル樹脂フィルム基体上に、艶消し材およびバインダー樹脂を含む塗工液を、1インチあたり150本以上の線数を有し、且つロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型ロールを用いて、印刷法またはコート法により塗工し、0.1〜5μmの厚みの艶消し層を形成する艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法で製造された艶消しアクリル樹脂フィルムの艶消し層が設けられた面とは逆の面上に絵柄層を有する艶消しアクリル樹脂フィルム。
- 請求項2に記載の艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体。
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CN113613799A (zh) * | 2019-04-25 | 2021-11-05 | 日东电工株式会社 | 层叠偏振膜的制造方法及层叠偏振膜的制造装置 |
-
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