JP2009196153A - 成形用樹脂シート及び成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】芳香族ポリカーボネート(A1)と他の樹脂(A2)とのポリマーアロイからなるポリカーボネート系樹脂組成物(A)を主成分とする基材層の片面に、アクリル系樹脂(B)を主成分とする被覆層を備えた積層シートであって、該ポリカーボネート系樹脂組成物(A)と該アクリル系樹脂(B)とのガラス転移温度の差の絶対値が30℃以内である成形用樹脂シートを提案する。
【選択図】なし
Description
しかも、基材層の主成分であるポリカーボネート系樹脂組成物(A)と、被覆層の主成分であるアクリル系樹脂(B)とのガラス転移温度の差(絶対値)を30℃以内に設定したことにより、熱成形した時、特に深絞り成形した時にも、白化やクラック、さらには発泡を生じないようにすることができた。
よって、本発明の成形用樹脂シートを用いて熱成形すれば、意匠性に優れた成形体は勿論、例えば意匠性に優れたインモールド成型体なども提供することができる。
本成形用樹脂シートの基材層は、芳香族ポリカーボネート(A1)と他の樹脂(A2)とのポリマーアロイからなるポリカーボネート系樹脂組成物(A)を主成分として形成することができる。
本成形用樹脂シートに用いる芳香族ポリカーボネートは、芳香環を有するポリカーボネートであれば特に限定するものではない。例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物、又は芳香族ジヒドロキシ化合物と少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲンとの界面重合法によって得られるか、或いは、前記芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとのエステル交換反応により得られる熱可塑性ポリカーボネート重合体等を挙げることができる。より具体的には、例えばビスフェノールAを主原料とする炭酸エステル重合体を挙げることができる。
なお、粘度平均分子量の異なる2種類以上の芳香族ポリカーボネートを混合してもよい。
他の樹脂(A2)は、芳香族ポリカーボネート(A1)と溶融ブレンド(;混合して加熱溶融すること)してポリマーアロイ化することができ、さらに該ポリマーアロイのガラス転移温度(Tg)を前記芳香族ポリカーボネート(A1)のガラス転移温度(Tg)よりも低下させるものであればよい。
一般的に、芳香族ポリカーボネートのガラス転移温度(Tg)は150℃付近であり、アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも50℃近く高いため、ポリカーボネート系樹脂組成物(A)とアクリル系樹脂(B)のガラス転移温度(Tg)の差(絶対値)を30℃以内にするには、芳香族ポリカーボネート(A1)と他の樹脂(A2)とをポリマーアロイ化させて、該ポリマーアロイのガラス転移温度(Tg)をより低温にすることができるものであることが重要である。
他の樹脂(A2)として用いる芳香族ポリエステルとしては、例えば、「芳香族ジカルボン酸成分」と「ジオール成分」とが縮合重合してなる樹脂を挙げることができる。
「他のジカルボン酸成分」としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ネオペンチル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、p−オキシ安息香酸などが挙げられる。これらは、一種でも二種以上の混合物であってもよく、また、置換される他のジカルボン酸の量も適宜選択することができる。
「他のジオール成分」としては、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロール、メトキシポリアルキレングリコールなどが挙げられる。これらは、一種でも二種以上の混合物であってもよく、また、置換される他のジオールの量も適宜選択することができる。
また、前記混合樹脂組成物を、歪み0.1%、周波数10Hzにて動的粘弾性測定(JISK−7198A法の動的粘弾性測定)により測定した際に、損失正接(tanδ)の極大値が1つ存在するかどうかでも判断することができる。
ポリマーブレンド(混合樹脂組成物)が完全相溶(ポリマーアロイ化)すれば、ブレンドされた成分が互いにナノメートルオーダー(分子レベル)で相溶した状態となる。
芳香族ポリカーボネート(A1)と芳香族ポリエステル(A2)との混合比率は、混合して得られるポリカーボネート系樹脂組成物(A)とアクリル系樹脂(B)とのガラス転移温度(Tg)の差(絶対値)が30℃以内になる比率であれば制限するものではないが、透明性維持の観点から、質量比率でA1:A2=20:80〜75:25であるのが好ましく、特にA1:A2=30:70〜60:40、中でも特にA1:A2=45:55〜55:45であるのが好ましい。
本熱成形用樹脂シートの被覆層は、アクリル系樹脂(B)を主成分とする樹脂組成物から形成することができる。
本熱成形用樹脂シートに用いるアクリル系樹脂は、アクリル基を有する樹脂であれば特に制限はない。例えば、メチルメタクリレートと、メチルアクリレート又はエチルアクリレートとの共重合体を挙げることができる。中でも、主成分がメチルメタクリル酸より重合されるメチルメタクリル樹脂(PMMA:ポリメチルメタ(ア)クリレートともいう)が好ましい。
また、押出成形が可能な範囲で架橋成分を含有してもよい。
また、共押出し成形時にアクリル系樹脂の熱劣化を防止するため、酸化防止剤、着色防止剤等を含有してもよい。この際、酸化防止剤の含有量はアクリル系樹脂の0.01〜3質量%であるのが好ましく、着色防止剤の含有量は0.01〜3質量%であるのが好ましい。
上記いずれの場合も、アクリル系樹脂の0.01質量%未満であると、十分な効果を得られないことが想定され、逆に5質量%を超えて含有しても、さらなる効果が期待できないばかりか、ブリードアウトを起こして白化の原因になったり、密着性や衝撃強度の低下を招いたりすることがあるため好ましくない。
本成形用樹脂シートの各層及びシート全体の厚さは、表面硬度及び成形性に問題が生じない範囲で適宜設定可能である。但し、一般的にはシート全体の厚さは0.2mm〜2.0mmであるのが好ましく、被覆層の厚さは10μm〜40μm、特に30μm〜40μmであるのが好ましい。
本成形用樹脂シートの製造方法は、特に制限されるものではないが、生産性の観点から、共押出しによって基材層と被覆層とを積層させるのが好ましい。
例えば、ポリカーボネート系樹脂組成物(A)及びアクリル系樹脂(B)を各々別々の押出機で加熱溶融し、Tダイのスリット状の吐出口からそれぞれ押出して積層し、次いで冷却ロ−ルに密着固化させるようにする製造方法を挙げることができる。
例えばフィードブロック方式の場合であれば、フィードブロックで積層した溶融樹脂をTダイなどのシート成形ダイに導き、シート状に成形した後、表面が鏡面処理された成形ロール(ポリッシングロール)に流入させてバンクを形成し、該成形ロール通過中に鏡面仕上げと冷却を行うようにすればよい。
マルチマニホールド方式の場合には、マルチマニホールドダイ内で積層した溶融樹脂を、ダイ内部でシート状に成形した後、成形ロールにて表面仕上げおよび冷却を行うようにすればよい。
いずれにしても、ダイの温度は、通常230〜290℃、中でも250〜280℃に設定し、成形ロール温度は、通常100〜190℃、中でも110〜190℃に設定するのが好ましい。
本成形用樹脂シートは、アクリル系樹脂(B)を主成分とする被覆層を備えているため、成形用樹脂シートの被覆層表面、並びに該成形用樹脂シートを成形してなる製品表面に傷が入り難いという特徴を備えている。しかも、基材層の主成分であるポリカーボネート系樹脂組成物(A)と、被覆層の主成分であるアクリル系樹脂(B)とのガラス転移温度の差の絶対値を30℃以内に設定したことにより、被覆層側が製品の表面となるように熱成形した時でさえ、特に深絞り成形した時でさえ、白化やクラック、さらには発泡を生じないようにすることができる。
よって、本成形用樹脂シートを用いて熱成形すれば、意匠性に優れた熱成形体、特に深絞り成形して得られる意匠性に優れた熱成形体を得ることができる。
なお、本発明では、成形する際の深絞り高さが3mm以上、特に5mm以上である場合を深絞りといい、本成形用樹脂シートの場合、深絞り高さが7mm以上の深絞りであっても、白化やクラック、さらには発泡を生じないようにすることができる。
また、本成形用樹脂シートは上記のような特徴を備えているため、例えば成形用樹脂シートの基材層側に印刷層を形成して熱成形する一方、前記印刷層側に溶融樹脂を射出成形して裏打ち層を形成することにより、意匠性に優れたインモールド成形体を製造することもできる。
本発明において「主成分」とは、特に記載しない限り、当該主成分の機能を妨げない範囲で他の成分を含有することを許容する意を包含する。この際、当該主成分の含有割合を特定するものではないが、主成分(2成分以上が主成分樹脂である場合には、これらの合計量)が組成物中の50質量%以上、特に70質量%以上、中でも特に90質量%以上(100%含む)を占めるのが好ましい。
また、一般的に「シート」とは、JISにおける定義上、薄く、一般にその厚さが長さと幅のわりには小さく平らな製品をいい、一般的に「フィルム」とは、長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通常、ロールの形で供給されるものをいう(日本工業規格JISK6900)。しかし、シートとフィルムの境界は定かでなく、本発明において文言上両者を区別する必要がないので、本発明においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
また、本発明において、「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」及び「好ましくはYより小さい」の意を包含する。
パーキンエルマー社製示差走査熱量計DSC−7型を用いて、窒素雰囲気下、−40℃で1分間保持後、10℃/分の昇温速度下で測定し、得られたDSC曲線の微分の極大値となる温度をガラス転移温度として求めた。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)及びアクリル系樹脂(B)を各々別々の押出機で加熱溶融し、Tダイのスリット状の吐出口から2種類の樹脂を同時に溶融押出し、2種2層に積層した。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)を押出すメイン押出機は、バレル直径65mm、スクリューのL/D=35、シリンダー温度270℃に設定した。アクリル系樹脂(B)を押出すサブ押出機は、バレル直径32mm、スクリュウのL/D=32、シリンダー温度250℃に設定した。
アクリル系樹脂(B)としては、アクリル系樹脂(三菱レイヨン(株)製、商品名アクリペットMD、組成:ポリメチルメタクリレート、Tg110℃)を用いた。
そして、メイン押出機とサブ押出機回転数は、吐出量比がメイン/サブ=470/30となるように設定して、0.5mm厚さとなるように共押出して成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ30μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表1に示した。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)の種類を変えた以外は、実施例1と同じ製造条件で成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ40μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表1に示した。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)の種類を変えた以外は、実施例1と同じ製造条件で成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ40μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表1に示した。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)の種類を変えた以外は、実施例1と同じ製造条件で成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ30μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表1に示した。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)の種類を変えた以外は、実施例1と同じ製造条件で成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ35μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表1に示した。
実施例1と同様の成形条件にて、アクリル系樹脂(B)を共押出せず、ポリカーボネート系樹脂組成物(A)の単層シート(シート全体厚さ0.5mm)を得た。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)を押出す押出機は、バレル直径65mm、スクリューのL/D=35、シリンダー温度270℃に設定した。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表2に示した。
ポリカーボネート系樹脂組成物(A)の種類を変えた以外は、実施例1と同じ製造条件で成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ35μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表2に示した。
成形温度を110℃に変えた以外は、比較例2と同じ製造条件で成形用樹脂シート(シート全体厚さ0.5mm、被覆層厚さ35μm)を得た。
得られた成形用樹脂シートの評価結果を表2に示した。
1)鉛筆硬度
JIS K5400に準拠し、1Kg荷重で、実施例及び比較例で得られた成形用樹脂シートの表面(被覆層が形成されている場合は被覆層表面)における鉛筆硬度を測定した。
そして、実用上問題ないレベルである「H」を基準とし、これ以上の「H」「2H」などを合格(「○」)と評価し、これ未満の「B」を不合格(「×」)と評価した。
実施例及び比較例で得られた成形用樹脂シートを、100mm×200mm×(厚さ)0.5mmに裁断し、得られたサンプルシートを120〜150℃に予熱し、当該温度(表1及び表2参照)で5MPaの高圧空気により、表1及び表2に示した深絞り高さに圧空成形を行なった。なお、深絞り高さは、1mm、2mm・・・5mmのように、1mmきざみで深絞り高さを変更した金型を使用して設定した。
得られた成形体の表面状態(クラック、白化、発泡、ムラ)状態を観察し、クラック、白化、発泡及びムラのいずれも観察されない場合に「外観異常無」と評価し、さらに、5mm以上深絞り高さの成型体を外観異常無の状態に成形できたものを合格(「○」)と総合評価した。
以上の結果、アクリル系樹脂(B)を主成分とする被覆層を形成することにより、成形用樹脂シート表面(被覆層表面)の硬度を十分に高めることできることを確認できた。よって、成形用樹脂シートは勿論、これを成形してなる製品表面に傷が入り難くすることができる。
また、基材層の主成分であるポリカーボネート系樹脂組成物(A)と、被覆層の主成分であるアクリル系樹脂(B)とのガラス転移温度の差の絶対値を30℃以内に設定することにより、深絞り高さ7mm以上に深絞り成形してもクラック、白化、発泡、ムラなどの外観不良を生じることなく成形品を得ることができることが判明した。
これより、本発明の成形用樹脂シートを用いれば、表面が傷つき難く、且つ成形性が優れた成形品を得ることができるばかりか、印刷インクの色やけのないインモールド成型品を製造することができると予想される。
Claims (5)
- 芳香族ポリカーボネート(A1)と他の樹脂(A2)とのポリマーアロイからなるポリカーボネート系樹脂組成物(A)を主成分とする基材層の片面に、アクリル系樹脂(B)を主成分とする被覆層を備えた積層シートであって、
該ポリカーボネート系樹脂組成物(A)と該アクリル系樹脂(B)とのガラス転移温度の差の絶対値が30℃以内であることを特徴とする成形用樹脂シート。 - 他の樹脂(A2)が、芳香族ポリエステルであることを特徴とする請求項1に記載の成形用樹脂シート。
- 上記芳香族ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレートにおけるエチレングリコールの一部をシクロヘキサンジメタノールで置換してなる共重合ポリエステル、又は、ポリブチレンテレフタレートにおけるテレフタル酸の一部をイソフタル酸で置換してなる共重合ポリエステル、又は、これらの混合物であることを特徴とする請求項2に記載の成形用樹脂シート。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の成形用樹脂シートを熱成形して得られる熱成形体であって、深絞り高さ5mm以上に熱成形してなる熱成形体。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の成形用樹脂シートの基材層側に印刷層を形成して熱成形する一方、前記印刷層側に溶融樹脂を射出成形して裏打ち層を形成してなるインモールド成形体。
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