JP2009538242A - ラミネート製品 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図5
Description
エチレン性不飽和を含む不飽和ポリエステル樹脂45〜70%w/w、
スチレン30〜55%w/w、
触媒(例えば、MEKP)2%w/w未満、
イニシエーター(例えば、金属塩プロバイダー)2%w/w未満。
・アクリル材料の中のフリー不飽和物による架橋、および
・アクリル材料のフリーモノマー溶液。
エチレン性不飽和を含む不飽和ポリエステル樹脂45〜70%w/w、
スチレン30〜55%w/w、
触媒(例えば、MEKP)2%w/w未満、そして
イニシエーター(例えば、金属塩プロバイダー)2%w/w未満。
・アクリル材料の中のいずれかのフリー不飽和による架橋、および
・アクリル材料のフリーモノマー溶液。
・アクリル材料の中のいずれかのフリーの不飽和による架橋、および
・アクリル材料のフリーモノマー溶液。
エチレン性不飽和物を含む不飽和ポリエステル樹脂45〜70%w/w、
スチレン30〜55%w/w、
触媒(例えば、MEKP)2%w/w未満、および、
イニシエーター(例えば、金属塩プロバイダー)2%w/w未満、から構成され、
厚さが2mm、2mmおよび2mmの三層のラミネートであって、960×470mmの長方形パネルの短辺軸を圧搾したときに、60〜80トンの間で層間剥離を起こさず耐えうるものである。
a)第一熱可塑性樹脂層、
b)第二熱可塑性樹脂層、および、
c)第一層と第二層の間に仲介される熱架橋性樹脂層、ここで熱架橋樹脂層はどちらの層にも接着され、またここでは樹脂と熱可塑性樹脂層の間を架橋による接着には範囲がある。
・傷耐性コーティング、
・太陽光線防護添加剤(調製後または調製される樹脂状態で添加する)、
・テクスチャリング/エッチング/エンボシング/ペイント、
・写真的彫像の適用、転写または反射鏡面コーティング、
・外部表面へのアンモニウムのようなビニルまたはメタクリック材料の結合または圧着、
・アニーリング(焼きなまし)工程。
・着色剤、
・難燃剤、
・充填材。
・樹脂前駆体材料を供給する、
・触媒された熱架橋性樹脂を与えるために、樹脂前駆体材料に触媒を添加する、
・2枚の熱可塑性物質層の間に、触媒された熱架橋性樹脂の層を挿入する、
・触媒された熱架橋性樹脂(樹脂)を、2枚の熱可塑性樹脂層に結合させる、
ここで、樹脂を熱可塑性樹脂層に結合する段階は、樹脂と熱可塑性物質層とを架橋させることを含む。
・先に記載した、または上記方法によって提供されるラミネート、ここでは、前記熱架橋性樹脂は破断時伸び150%超、および雰囲温度未満のガラス転移温度をもち、
・ラミネートの形成領域で成形温度に加熱する工程、
・ラミネートを所望の湾曲に合わせる工程、
・ラミネートを冷却する工程、
ここでは、ラミネートの形成領域を加熱する前記工程は、形成領域中でラミネートの全ての層(熱架橋性樹脂および熱可塑性樹脂層を含む)を実質的に加熱することを含む。
ここで使われる用語「および/または」は、「および」または「または」を意味し、またはその両方を意味する。
本発明は、2枚またはそれ以上の熱可塑性樹脂シートの間に、挟まれた熱架橋性樹脂の層からなるラミネート製品に関する。好ましい熱可塑性樹脂シートは、アクリル、またはポリエチレンテレフタレートグリコール(PETG)である。
好ましいラミネートの外部シートは、アクリルまたはPETGシートであり得る。
当業者が知りうる技術として、2枚の熱可塑性樹脂シートと共に結合することができる数多くの熱架橋性樹脂がある。しかしながら、本発明の樹脂にふさわしい樹脂は、以下の特性を持っていなければならない。
・不飽和ポリエステル樹脂。
・ラミネートを熱形成する際に十分な破断時伸び特性、好ましくは、150%超の伸び、より好ましくは、およそ170%またはそれより大の伸び。
・低いガラス転移温度、すなわち雰囲気温度未満。
・モノマーとしてスチレンの好ましい使用。好ましいスチレン含量は、40〜45%の範囲である。多くのポリエステル樹脂は、モノマーにおいてポリエステルの溶液を含み粘着性であり、薄く色づいた液体である。50%以下量のスチレンの添加は、その粘着性を低下させることによって樹脂の制御をしやすくすることを助ける。スチレンもまた、いかなる副生成物を発生させることなく、ポリエステルの分子の「架橋」による液体の固化に由来する硬化を可能にする機能を持つ。本ラミネート発明において、スチレンは、結合工程において外部シートの補助の熱可塑性樹脂層を軟らかくする役割を果たすと考えられている。アクリルシートにおいては、スチレンは不飽和メタクリル酸メチル部位と共に架橋を可能にしていると考えられる。
・金型を用いることにより、ポリエステル樹脂はいくつかの補助的な製品を添加することによって利益を得ることができる。特に、本発明では触媒が必要とされる。この触媒は、ポリマー化の重合反応を開始させる直前に樹脂組織に添加される。触媒は化学反応に参加することはなく、この工程を促進するだけである。促進剤はまた、架橋工程をスピードアップするために用いられる。
我々が使用する好ましい樹脂は、NC007の樹脂である。これはスチレンモノマー中で、柔軟性で、低粘性で、透明な不飽和ポリエステル樹脂である。それは好ましくは前もって促進される(すなわち、触媒の導入に先んじて前もって一緒に混合され、1回分にまとめられている)。我々は中位の活性を有するMEKP触媒0.75%〜2%の間で、ゲル化または架橋されるべきであると推奨する。MEKP(メチル エチル ケトン パーオキサイド、フリーラジカルイニシエーター)はポリエステル樹脂とビニルエステル樹脂に添加される触媒である。触媒が樹脂と混合されるとき、化学反応が起こり(前記した通り)、熱が発生し、それは樹脂を架橋(固化)させる。
上記の通り、触媒は樹脂の架橋に必要とされる。触媒は、樹脂の架橋のイニシエーターとして働く。本発明に好適なタイプの一般的な触媒は、フリーラジカル阻害剤、好ましくはMEKP(メチル エチル ケトン パーオキサイド触媒)である。我々が使用した1つの触媒は、我々のF00826とコードした触媒(MEKP 40%)QCである。それはMEKP触媒で、表3に示した以下の組成である。
ゲル化時間は、触媒と樹脂が、不安定な液体状態から少なくとも半硬化の状態、または安定的な状態に架橋されたポイントを参考にする。もし架橋または接合(外側シートに対する)が早い段階で妨げられたとき、これは完全な層間剥離の結果をもたらす。しかしながら、ゲル状態の間の時間があり、完全に架橋させる前に、シートが操作され、切断され、そして完全架橋時間のために保存される。持ち上げないこと、曲げる、またはシートを歪ませる、しかしむしろシートを平面ベルトフィード台/コンベアに沿ってスライドさせかつ操作することが重要である。
前記した通り、ラミネートのようなまたは本発明が製造される3つの主要な方法がある。回分式方法(例えば、シートを適所に保持するための治具を用いること)、樹脂が製造ラインにある二枚シートの間に注入されるか挿入され、またはあるいは3つの固体シート(樹脂と2種の熱可塑性樹脂)を使用する連続的方法、または加熱により接触させ配置する方法とである。回分式方法は、実施例に例示した。典型的な回分式方法では、樹脂は相当する量の触媒と、機械的稼働させるパドルによって混合される。2分間撹拌され、2分間保持され、または空気泡を除去するために振動される。混合組成物は、ついで架台に保持されたキャビティーサンプルの中に直接注入される。この際、真鍮製の細かい目の網が嵌合された漏斗を使用すると、混合組成物に混ざり、閉じこめられた気泡の除去に役立つ。
前記の通り、樹脂の間の結合は本発明の重要な特徴である。好ましい実施態様では、樹脂はスチレン含有量30〜45%を含む。このスチレンは、好ましい結合形成に重要な役割を果たす。以下の理論に縛られるものではないが、我々はスチレンの存在により、外側熱可塑性樹脂層の表面が軟化し、樹脂のある程度の浸透が可能になると考える。さらに、我々は、結合を作るための外側熱可塑性樹脂層との架橋が可能になると考える。例えば、外側シートがアクリルの場合、樹脂のスチレンモノマーがアクリルの余剰メタクリル酸メチル部位との架橋を可能にする。
熱成形または形成工程は、好ましい一つの形成方法である。それは必要な加熱を、オーブンで熱せられた全体のシートを持つ組織よりもむしろ特定の部分に、またはその上で、集中させることにより、所望の形状に平面ラミネートを形成することを含む。したがって、シートの特定の部分は、アクリルまたはPETGが軟化し、不飽和ポリエステル樹脂が粘度を変え、パネルまたはシートを所望の形に形成される可能にするような温度で曲げられ/形成される。
i)耐損傷コーティング
光学的な耐損傷コーティングは、摩擦や化学的攻撃に対する抵抗性を高めるために用いられ得る。一方、2面をコートされたラミネート(すなわち、ラミネートの外側面上)は、最大の保護を提供し、1面のみが被覆されたシートは、シートの一面が露出しているためシートの実用段階で経済的な利点をもたらす。
ラミネートのUV耐性を強めるために、熱架橋性樹脂にUV防止剤を含ませることができる。UV耐性は、建材として(建造物の中を保護することにより)の特性を強めるのみならず、ラミネートそれ自体の耐久寿命を延長させる。
彩色または着色された熱可塑性樹脂を用いることによって、彩色/着色したラミネートを提供することができる。不透明または半透明のラミネートの両方は、シートの適切な選択により調製される。代わりに、透明な熱可塑性樹脂シートが用いられ、当業者によって理解されているように、熱架橋性樹脂を着色しまたは彩色することができる。樹脂の着色は顔料によって行われる。ふさわしい色素原料の選択は、樹脂重量の約3%で添加されるのみでも、不適切な色素を使用すると、最終ラミネートの架橋反応および分解に影響しやすいので、注意深く考慮しなければならない。
図6に示したように、難燃剤は熱架橋性樹脂60に添加され、それは外側の熱可塑性樹脂シート42の間に挟まれる。しかしながら、透明度の低下が結果として生じることがある。
次の種々の理由により、樹脂に充填材を用いることもできる。
・成形品のコスト削減、
・成形工程を促進する、
・成形品に特別な特性を与える。
その他のビニル化合物、アルミニウムのようなメタリックパネル、および難燃剤は、建築産業における要求と修飾のために樹脂シートの外部層に結合され、または圧着される。樹脂配合混合物の中に、写し絵、物品、太陽光集積パネルのような目的物を配置できるし、キャビティーの中に太陽光用窓パネルを配置できる。
本件発明に係るラミネートシートの一つの好ましい実施形態は、ガラスと比較して、1つまたはそれ以上の次のような利点を提供する。
・改良された光学的透明性、
・製作の容易さ、
・摩耗耐久性、
・軽量−ガラスの半分の重量、
・化学耐性、
・強度−ガラスに比較して改善された衝撃強さ、
・改善された音響耐性、
・加工性−カット、ドリルとルーター、
・熱耐性、
・熱形成性。
ラミネートの製造時において、くもりまたはブルーラインが生じる可能性がある。これは3つの原因の1つによる。
1)シートと原料混合物の繊維視覚効果に起因する反射効果のためである。例えば、光に曝露されたときシートの端が光を吸収し光がシートの長さを通る光に起因する(図11を参照)。架橋させる際に、外側シート表面にかなりの歪みがある場合、または光の進路に迂回路がある場合、内部反射は薄青色、煙霧状のくもりを与える結果となる。
2)誤った触媒の混合は、アクリルシートの同じ反射光に比較してくもりを引き起こし、内部反射の原因となる。
3)シート表面の内側キャビティーが、非スチレン耐性の割合によってわずかに汚れている可能性がある。
・シートの外部縁に光の侵入を妨げるようにシールする、
・治具または他の硬化装置によって、架橋する際に平面な表面になることを確実にする、
・正確な触媒混合割合を確実にする、
・正確なシート/スチレン割合を確実にする、
・透明な着色料の範囲で用いる。
実施例1−一つの好ましい原料処方
また、三菱レイヨン(日本)のシンコライトと呼称されるセルキャストアクリルで、連続的な300mm×300mmテストサンプルを用いた。変形を防ぐため治具の中に、気泡が生じないように30°の角度で注入できるように設置した。気泡を素早く除去するために、振動を加えることもできる。
樹脂NC007 500g
触媒NA1 5g
混合時間 2分間
混合温度 20℃
混合湿度 62%
設定温度 22℃
湿度 67%
これは、様々な種類の接着剤、それらはいくつかの製造業において採用されている、に由来するコンタミネーションのために保護プラスチックが使用される必要がある。単純に、接着剤は適切なクリーナーで除去される。我々はメチル化アルコール(工業用および家庭用の両方)を何種か用いたが、イソプロピルアルコールが最も好適であることを発見した。好ましいクリーナーは、各製造元で使用されている包装材の種類に依存する。
ラミネート製造に用いられる一つの好ましい樹脂は、NC007の樹脂である。それはスチレンに不飽和ポリエステル樹脂が溶解されている。
前記の通り、外側熱可塑性樹脂シートのスチレン耐性は、本件発明の重要な特徴である。好ましい発明は、固有のスチレン耐性を持つシートを使用することである。しかしながら、スチレン耐性を与えるために、ラミネートに混合するに先立って、シートをアニール(焼きなます)こともできる。
多数の異なる組み合せにつき、熱成形の能力のために試験した。試験のため、1つの好ましいラミネートの一つは、2mm樹脂原料組成の内部キャビティー障壁層を有する2枚の対抗する2mmのアクリルシートの外側層からなり、全部で6mmのサンドイッチ状またはプライ材料に形成した。他の供給者も好適なアクリルを提供することができるが、使用したアクリルシートはシンコライト(三菱レイヨン、日本)である。内部キャビティー材は、0.75w/w(重量対重量)触媒の不飽和ポリエステル樹脂からなる、例えば、前記サンドイッチ/プライ試料を形成する樹脂原料組成の7.5g/Lからなり、そして全体の厚さは6mmである。
・くもりなし
・試料シートが、形成圧力と外力のない条件下で所望の形状への形成および該形状の保持のために置かれたとき、中央および外部縁に沿って層間剥離が起こった。
Claims (41)
- 平面状の前駆体を湾曲させて得られる自己支持性の湾曲ラミネート製品であって、
前記平面状の前駆体は、熱架橋性ポリエステル組織により互いに間をおいて配置され互いに接着されている、二枚のアクリル熱可塑性樹脂シート、または、アクリル熱可塑性樹脂を含む複数のシート、である自己支持性ラミネートであり、
前記湾曲には、ラミネートまたはその構成層を実質的に劣化させることなく該湾曲を維持するに十分な加熱を伴う、
湾曲ラミネート製品。 - 前記加熱は、105℃〜120℃の温度範囲内で行われる請求項1に記載の製品。
- 前記シートの一枚または二枚が、アクリルプラスチック、または、少なくとも主にアクリルプラスチックである請求項1または2に記載の製品。
- 前記ポリエステル組織は、好ましくは、少なくとも部分的に(A)カルボキシル酸(類)若しくはジカルボキシル酸(類)と、(B)ヒドロキシル(類)および/またはジヒドロキシル(類)を提供する成分と、によって調製される。
- 前記ポリエステル組織は、共反応性モノマーを含む請求項5に記載の製品。
- 前記共反応性モノマーは、スチレンまたはスチレン誘導体若しくはその類似物である請求項6に記載の製品。
- 前記共反応性モノマーは、好ましくは、前記ポリエステル組織中に30〜55%w/w量存在するスチレンまたはスチレン誘導体である。
- 前記スチレンは、35〜45%w/w量で存在する請求項7に記載の製品。
- 架橋後の前記ポリエステル組織は、破断時伸び150%超である、請求項1〜8のいずれか1つに記載の製品。
- 前記伸びは、170%超である請求項9に記載の製品。
- 前記ポリエステル組織は、45〜70%w/wの範囲で存在するエチレン性不飽和を含むポリエステル樹脂である、請求項1〜10のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ポリエステル組織は、フリーラジカルイニシエーターにより触媒されるか、または触媒された請求項1〜11のいずれか1つに記載の製品。
- パーオキサイドフリーイニシエーターが用いられる請求項12に記載の製品。
- 前記イニシエーターは、MEKP(メチル エチル ケトン パーオキサイド)である請求項13に記載の製品。
- 金属塩プロモーターが存在する、請求項13または14に記載の製品。
- 前記イニシエーターの量が、熱架橋前の前記ポリエステル組織の約2%w/w以下である請求項12、13または14に記載の製品。
- 前記イニシエーターの量が、前記熱架橋組織の1%w/w未満である請求項16に記載の製品。
- 前記ラミネート前駆体のラミネート加工は、液状ポリエステル組織を、二枚の平面シートの間に配置し、または、一枚の平面シート上に配置して次いで二枚目のシートを配置し、その後熱架橋することを含む、請求項1〜17のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ポリエステル樹脂組織は、以下の混合物である請求項18に記載の製品。
エチレン性不飽和を含む不飽和ポリエステル樹脂45〜70%w/w、
スチレン30〜55%w/w、
触媒(例えば、MEKP)2%w/w未満、
イニシエーター(例えば、金属塩プロバイダー)2%w/w未満。 - 前記ポリエステル樹脂組織は、18〜22℃の温度範囲で混合されたものである請求項1〜19のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ポリエステル樹脂組織は、20〜24℃の温度範囲で架橋される、請求項1〜20のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ポリエステル樹脂組織は、57〜67%の湿度下で混合されたものである請求項1〜21のいずれか1つに記載の製品。
- 前記樹脂組織は、57〜75%の湿度下で熱架橋可能に構成される、請求項1〜22のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ポリエステル組織に接する前記または任意のアクリルプラスチックの表面は、清浄な面であり、剥離剤および/または取り除かれた被覆シートからの移行物を含まない、請求項1〜23のいずれか1つに記載の製品。
- 前記シートの表面は、溶媒により洗浄される、請求項24に記載の製品。
- 前記シートは、前記ポリエステル組織に対向する前記表面が、熱架橋を行う前に、イソプロピルアルコールで洗浄される請求項25に記載の製品。
- 前記「実質的に劣化させることなく」とは、各層の変形を含むが、前記各シートに結合する前記ポリエステル組織の実質的な分離を導くものではない、請求項1〜26のいずれか1つに記載の製品。
- 前記湾曲工程の間、介在する前記ポリエステル組織は、非流動性を保持し、例えばゴムその他の材料のように、液体特性を表すことなく、伸長、変形、スリップ、および/または、他の形状変化が可能である、請求項1〜27のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ラミネート製品は、透明である、請求項1〜28のいずれか1つに記載の製品。
- 前記ポリエステル組織層の厚さは、少なくとも0.5mmであり、ラミネート全体の厚さの5%〜40%である、請求項1〜29のいずれか1つに記載の製品。
- 前記厚さは、少なくとも1mmである、請求項30に記載の製品。
- ラミネートの全ての層が、いずれの層も液状に溶融しない温度に加熱されたときに、湾曲可能な自己支持性透明ラミネートであって、
該ラミネートは、透明なポリエステル組織が複数の透明な熱可塑性樹脂層(同種または異種)に挟まれているか、または、その側面に接して接着されたものであり、
前記ポリエステル組織に取り付けられた熱可塑性樹脂層は、
・アクリル材料の中のいずれかのフリーの不飽和による架橋、および
・アクリル材料のフリーモノマー溶液、
の双方により接着されたものであり、
前記熱可塑性樹脂層はそれぞれアクリル若しくはPETGである、
自己支持性透明ラミネート。 - ラミネートの全ての層が、いずれの層も液状に溶融しない温度に加熱されたときに、湾曲可能な自己支持性透明ラミネートであって、
該ラミネートは、透明なポリエステル組織が複数の透明なアクリル熱可塑性樹脂層(同種または異種)に挟まれているか、または、側面に接して接着されたものである、
自己支持性透明ラミネート。 - ラミネートの全ての層が、いずれの層も液状に溶融しない温度に加熱されたときに、湾曲可能な3mm厚超の自己支持性透明ラミネートであって、
該ラミネートは、透明なポリエステル組織が複数の透明な熱可塑性樹脂層(同種または異種)に挟まれているか、または、側面に接して接着されたものであり、
前記ポリエステル組織は、厚さが少なくとも0.5mmであり、かつ、前記熱可塑性樹脂層はそれぞれアクリルまたはPETGである、
自己支持性透明ラミネート。 - 前記ポリエステル組織は、ラミネート全体の厚さの5%〜40%を占める、請求項34に記載のラミネート。
- 前記ポリエステル組織層の厚さは、少なくとも1mmである、請求項34または35に記載のラミネート。
- ラミネートの全ての層が、いずれの層も液状に溶融しない温度に加熱されたときに、湾曲可能な自己支持性透明で平面なラミネートであって、
該ラミネートは、透明なポリエステル組織が複数の透明な熱可塑性樹脂層(同種または異種)に挟まれているか、または、側面に接して接着されたものであり、
該ラミネートは、2mm厚のコアをもつポリエステル組織の外側に2mm厚のアクリル層を有する概念的に対称な異形品に関連する特性を持ち、この概念的に対称な異形品が960×470mmの長方形である場合、その短辺の軸に40トンの負荷を課しても、破壊および/または層間剥離が生じない、
自己支持性透明で平面なラミネート。 - 前記ポリエステル樹脂組織は、エチレン性不飽和を含む不飽和ポリエステル樹脂45〜70%w/w、スチレン30〜55%w/w、触媒(例えば、MEKP)2%w/w未満、および、イニシエーター(例えば、金属塩プロバイダー)2%w/w未満、から構成され、
厚さが2mm、2mmおよび2mmの三層のラミネートであって、960×470mmの長方形パネルの短辺軸を圧搾したときに、60〜80トンの間で層間剥離を起こさず耐えうるものである、
請求項37に記載のラミネート。 - アクリルおよび/またはPETG熱可塑性プラスチックの複数の平面シート(同種または異種)による平面ラミネートであって、該平面シートの間には、熱架橋性ポリエステル樹脂を有し、該熱架橋性樹脂は、破断時伸び率が150%超であり、ガラス転移温度が雰囲気温度未満である、前記平面ラミネートを供給する工程、
前記ラミネートの形成領域を形成温度に加熱する工程、
前記ラミネートを所望の湾曲に合わせる工程、
前記ラミネートを冷却する工程、
を含む、湾曲したラミネート素材の製造方法であって、
前記ラミネートの形成領域を加熱する前記工程は、該形成領域でラミネートの全ての層(熱架橋性樹脂層および熱可塑性樹脂層を含む。)を実質的に加熱することを含んで構成される
製造方法。 - 前記形成領域を加熱する前記工程は、該形成領域において前記ラミネートの両面から加熱する、請求項39に記載の方法。
- 請求項39または40に記載の方法によって製造される、請求項1〜31のいずれか1つに記載の製品。
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