JP2010229275A - 熱硬化型樹脂組成物およびインサート成型用フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックフィルムへの密着性に優れ、優れた表面硬度を有し、熱処理によって白化することがなく、インサート成型用フィルムの装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理の下塗り剤として適した熱硬化型樹脂組成物、及びこれを塗布、硬化させたインサート成型用フィルムを提供する。
【解決手段】ポリオールとポリイソシアネートを含有する熱硬化型樹脂組成物であって、前記ポリオールの水酸基価が２０〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする熱硬化型樹脂組成物を、硬化膜厚が１００ｎｍ以下となるようプラスチックフィルム上で塗布、硬化させることにより、インサート成型用フィルムを製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は熱硬化型樹脂組成物およびインサート成型用フィルムに関する。

近年、プラスチックフィルムはその加工性、透明性等に加えて、軽量、安価といったことから、ガラスに変わり自動車業界、家電業界を始めとして種々の産業で使用されており、最近ではプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイやタッチパネル、パーソナルコンピュータなどのディスプレイ用としても広く用いられている。プラスチックフィルムはガラスと比較して柔らかく、表面に傷が付き易い等の欠点を有している。この欠点を解消するために紫外線硬化型樹脂組成物等をプラスチックフィルムに塗工したハードコートフィルムが用いられている。

ハードコートフィルムの中でも、基材樹脂と一体成型できるように柔軟性に優れた樹脂を使用したタイプのものはインサート成型用フィルムと呼ばれており、インサート成型用フィルムと樹脂を一体成型することにより、成型体に簡便にハードコート層を形成できる。インサート成型は、成型体に直接ハードコート層を形成する場合に比べて、膜厚の制御が容易となったり、成型体毎にハードコート処理を行う必要がないため生産性を向上できる等の利点がある。

また、ハードコートフィルムにおいて、ハードコート層を形成した面とは逆の面に装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理を施して意匠性を付与することも行われている。この際、プラスチックフィルム上にダイレクトに印刷層や金属層を形成することは困難なため、プライマーやアンカーコート剤と称される下塗り剤が用いられている。

印刷層や金属層を形成したインサート成型用フィルムを製造しようとした場合、印刷や金属蒸着処理、さらにはインサート成型時の熱および応力に耐えうる下塗り剤を用いる必要があったが、このような下塗り剤はプラスチックフィルムへの密着性が悪く、プラスチックフィルムにさらに易接着層を設ける必要があった。しかしながら、易接着層は表層の平滑性が劣るため、印刷や金属蒸着した際に白ボケ感があり、また熱により白化してしまうため、金属蒸着時やその後の成型時の熱によっても白ボケ感が発生するという問題があった。このように、インサート成型用フィルムの装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理に適した下塗り剤は存在しなかった。

特許文献１には、成型体の金属蒸着のアンダーコート用組成物が開示されているが、これは既に成型された基材に直接アンダーコート剤を塗布し、さらに金属蒸着を行うものであるため、インサート成型に用いることはできない。

特許文献２には、基材上にアンダーコート層を形成し、さらに金属層を形成した表示体が開示されているが、この表示体はインサート成型のように屈曲させることを前提としたものではない。
特開２００８−１７９６９３号公報 特開２００７−２４１９２３号公報

本発明の課題は、プラスチックフィルムへの密着性に優れ、優れた表面硬度を有し、熱処理によって白化することがなく、インサート成型用フィルムの装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理の下塗り剤として適した熱硬化型樹脂組成物、及びこれを塗布、硬化させたインサート成型用フィルムを提供することである。また、本発明の更なる課題は、成型後に虹ムラが発生しにくいインサート成型用フィルムを提供することである。

請求項１記載の発明は、
ポリオールとポリイソシアネートを含有する熱硬化型樹脂組成物であって、前記ポリオールの水酸基価が２０〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする熱硬化型樹脂組成物である。
請求項２記載の発明は、
前記請求項１記載の熱硬化型樹脂組成物を、プラスチックフィルム上で塗布、硬化させたことを特徴とするインサート成型用フィルムである。
請求項３記載の発明は、
前記塗布、硬化させた熱硬化型樹脂組成物の硬化膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載のインサート成型用フィルムである。
請求項４記載の発明は、
前記インサート成型用フィルム上に、装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理を施したことを特徴とする請求項２または３記載のインサート成型用フィルムである。

本発明の熱硬化型樹脂組成物は、プラスチックフィルムへの密着性に優れ、優れた表面硬度を有し、熱処理によって白化することがないため、インサート成型用フィルムの印刷および／あるいは金属蒸着処理の下塗り剤として適している。また、装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理を施した本発明のインサート成型用フィルムを用いて樹脂と一体成型することにより、成型体に簡便に意匠を付与できる。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明に用いる水酸基価（以下ＯＨ価）が２０〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、カーボネートポリオール、カプロラクトンポリオールなどが挙げられる。ポリオールのＯＨ価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇよりも低い場合、ポリイソシアネートとの反応性が悪く、硬化不良により十分な硬度が得られない。また、ＯＨ価が３５ｍｇＫＯＨ／ｇよりも高い場合、ポリイソシアネートとより密な架橋構造を形成し、硬化収縮により密着性が低下する。

ポリオールのガラス転移温度（以下Ｔｇ）は７０℃〜１２０℃であることが好ましい。この範囲であれば、フィルム巻き取り時に擦れ傷やブロッキングが発生したり、ＰＥＴフィルムとの密着性が低下する等の問題が発生しにくい。

前記条件を満たす市販品としては、ＶＵ−１９１（大日本インキ化学工業株式会社製、Ｔｇ９４℃、ＯＨ価３３ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）、Ｑ１９５−４５（三井化学株式会社製、Ｔｇ８４℃、ＯＨ価２７ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）、Ｑ６１２（三井化学株式会社製、Ｔｇ７９℃、ＯＨ価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）等が挙げられる。

本発明に用いるポリイソシアネートは特に限定されず、例えばジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類のほか、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リジンメチルエステルジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート類、水添ジフェニ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、ノルボルナンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート類の脂環式ポリイソシアネート類等を用いることができる。市販品としてはＤＮ−９８１（大日本インキ化学株式会社製、商品名）Ｄ−１２０Ｎ、Ｄー１７０Ｎ、Ｄ−１７７Ｎ（三井武田ケミカル株式会社製、商品名）、コロネートＨＸ（日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名）等が挙げられる。

ポリオールとイソシアネートの配合比は固形分重量比でポリオール１００に対し、イソシアネートを１〜１００とすることが好ましく、５〜５０がより好ましい。

本発明の熱硬化型樹脂組成物には有機溶剤を添加することもできる。有機溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系、塩化メチレン、塩化エチレンなどのハロゲン化炭化水素系、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、２−ペンタノン、イソホロンなどのケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、エチルセロソルブなどのセロソルブ系溶剤などが挙げられる。

その他、各種添加剤、例えば、硬化触媒、反応促進剤、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、無機充填剤、カップリング剤、防腐剤、可塑剤、流動調整剤、増粘剤、ｐＨ調整剤等などを配合材料としてもよい。

本発明の樹脂組成物を塗布し、ハードコートフィルムとするために用いられるプラスチックフィルムとしては、例えば、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、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッソ樹脂フィルム、ナイロンフィルム、アクリル樹脂フィルム等を挙げることができる。また、本発明の熱硬化型樹脂組成物はプラスチックフィルムに対する優れた密着性を有するため、プラスチックフィルムに易接着層を設ける必要がない。易接着層が不要となることで、印刷や金属蒸着後に白ボケが生じにくい。

本発明の熱硬化型樹脂組成物のプラスチックフィルムへの塗布方法については特に制限はなく、公知の方法、例えばグラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、スプレーコート法、ディッピング法などを用いることができる。また、熱硬化型樹脂組成物の硬化塗膜の厚みは、密着性の劣化や成型時にクラックが発生することを避けるため、１μｍ以下とすることが好ましい。さらに、硬化塗膜の厚みを１００ｎｍ以下とすることにより、成型時の熱収縮等による虹ムラ模様の光干渉を回避することができる。

本発明の熱硬化型樹脂組成物を表面に塗布、硬化させたインサート成型用フィルムに金属蒸着処理を行うことにより金属層を形成することができる。金属薄膜の例としてはアルミニウム、錫、亜鉛、金、銀、白金、ニッケル、クロムなどが挙げられる。

本発明の熱硬化型樹脂組成物を表面に塗布、硬化させたインサート成型用フィルムに印刷処理を施すことができる。印刷に使用できるインキとしては特に限定されることなく、例えば市販品としてはＩＰＸ−９７１、ＩＰＸ−１０２、ＩＰＸ−０００（帝国インキ製造株式会社製）、ＪＴ−２５（株式会社セイコーアドバンス）などが挙げられる。印刷の方法としては特に限定されることなく、スクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、ホットスタンプ印刷などが挙げられる。

以下、本発明について実施例、比較例を挙げてより詳細に説明するが、具体例を示すものであって特にこれらに限定するものではない。

実施例１
ＶＵ−１９１（大日本インキ化学工業株式会社製、固形分５５％、Ｔｇ９４℃、ＯＨ価３３ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）１００重量部、ＤＮ−９８１（大日本インキ化学株式会社製、固形分７５％、商品名）１８重量部を溶剤であるメチルエチルケトン中に溶解し、固形分が２％である熱硬化型樹脂組成物を得た。ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、商品名）の無処理面に硬化膜厚が５００ｎｍとなるようにバーコート法で塗工し、熱風乾燥機で１４０℃で９０秒乾燥、硬化させることによって実施例１のフィルムを得た。

実施例２
実施例１において硬化膜厚が８０ｎｍとなるようにした以外は同様に行い、実施例２のフィルムを得た。

実施例３
実施例１において硬化膜厚が４０ｎｍとなるようにした以外は同様に行い、実施例３のフィルムを得た。

実施例４
Ｑ１９５−４５（三井化学株式会社製、固形分４５％、Ｔｇ８４℃、ＯＨ価２７ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）１００重量部、ＤＮ−９８１（大日本インキ化学株式会社製、固形分７５％、商品名）１５重量部を溶剤であるメチルエチルケトン中に溶解し、固形分が２％である熱硬化型樹脂組成物を得た。ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、、商品名）の無処理面に硬化膜厚が８０ｎｍとなるようにバーコート法で塗工し、熱風乾燥機で１４０℃で９０秒乾燥、硬化させることによって実施例４のフィルムを得た。

実施例５
Ｑ６１２（三井化学株式会社製、固形分５０％、Ｔｇ７９℃、ＯＨ価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）１００重量部、ＤＮ−９８１（大日本インキ化学株式会社製、固形分７５％、商品名）１４重量部を溶剤であるメチルエチルケトン中に溶解し、固形分が２％である熱硬化型樹脂組成物を得た。ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、商品名）の無処理面に硬化膜厚が８０ｎｍとなるようにバーコート法で塗工し、熱風乾燥機で１４０℃で９０秒乾燥、硬化させることによって実施例５のフィルムを得た。

比較例１
ＷＸＵ−８８０（大日本インキ化学工業株式会社製、固形分５０％、Ｔｇ９０℃、ＯＨ価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）１００重量部、ＤＮ−９８１（大日本インキ化学株式会社製、固形分７５％、商品名）６重量部を溶剤であるメチルエチルケトン中に溶解し、固形分が２％である熱硬化型樹脂組成物を得た。ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、商品名）の無処理面に硬化膜厚が８０ｎｍとなるようにバーコート法で塗工し、熱風乾燥機で１４０℃で９０秒乾燥、硬化させることによって実施例５のフィルムを得た。

比較例２
Ｑ１７４（三井化学株式会社製、固形分５０％、Ｔｇ８５℃、ＯＨ価４５ｍｇＫＯＨ／ｇ、商品名）１００重量部、ＤＮ−９８１（大日本インキ化学株式会社製、固形分７５％、商品名）２５重量部の熱硬化型樹脂組成物を溶剤であるメチルエチルケトン中に溶解し、固形分が２％である熱硬化型樹脂組成物を得た。ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、商品名）の無処理面に硬化膜厚が８０ｎｍとなるようにバーコート法で塗工し、熱風乾燥機で１４０℃で９０秒乾燥、硬化させることによって実施例５のフィルムを得た。

参考例１
実施例２において塗工面をＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４１００、東洋紡績株式会社製、商品名）の易接着処理面に塗工した以外は同様に行い、比較例３のフィルムを得た。実施例、比較例記載の各フィルムについて、以下の試験方法で評価を行い、結果を表１に示した。

試験・評価方法
（１）耐傷付き性
ウェスによる表面摩擦試験（荷重５０ｇｆ、ストローク幅30mm、10往復）後に傷の有無を目視観察により評価。○：傷０本、×：傷１本以上。
（２）フィルム密着性：ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６（１９９９年版）に基づく碁盤目試験に基づき、塗工面に１０×１０にマス目を作成し、セロハンテープを貼り、上方に引っ張り剥離状況を確認。剥がれなかったマス目を数える。
（３）ブロッキング
塗膜にＰＥＴフィルムを被せ、その上に１ｋｇの重りを乗せて熱風乾燥機で８０℃、３０分の条件で放置後、ブロッキングの有無を確認。
（４）インキ密着性
塗膜上にＩＰＸ−９７１（帝国インキ製造株式会社）１００重量部と２２０硬化剤（帝国インキ製造株式会社）１５部を混合して得たインキをブレードコート法により１５μｍ塗工し、熱風乾燥機で９０℃、６０分の条件で乾燥し、（２）と同様に密着性を確認。
（５）アルミニウム蒸着密着性
塗膜上に蒸着装置によりアルミニウム薄膜を形成し、（２）と同様に密着性を確認。
（６）アルミニウム蒸着後、加熱試験
上記によりアルミニウムを蒸着した後、１８０℃×２分加熱し、虹ムラの発生を目視により確認。○：虹ムラ発生無し、×：虹ムラ発生あり
（７）白ボケ感
（５）によりアルミニウムを蒸着した後、目視にてミラー感を確認。
○：ミラー感が優れる、×：白ボケ感がありミラー感が劣る

各実施例では、樹脂層とフィルム密着性および表面硬度に優れ、金属蒸着後の白ボケもなかった。特に実施例２〜５においては、成型を想定した条件においても虹ムラの発生がなく、インサート成型用フィルムとして適する。

Claims (4)

1. ポリオールとポリイソシアネートを含有する熱硬化型樹脂組成物であって、前記ポリオールの水酸基価が２０〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする熱硬化型樹脂組成物。
2. 前記請求項１記載の熱硬化型樹脂組成物を、プラスチックフィルム上で塗布、硬化させたことを特徴とするインサート成型用フィルム。
3. 前記塗布、硬化させた熱硬化型樹脂組成物の硬化膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載のインサート成型用フィルム。
4. 前記インサート成型用フィルム上に、装飾用印刷および／あるいは金属蒸着処理を施したことを特徴とする請求項２または３記載のインサート成型用フィルム。