JP2015196787A - 塩化ビニル系樹脂フィルム - Google Patents

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紘一 田森
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Abstract

【課題】 表面が帯電しにくく、かつ、タイル加工性に優れる塩化ビニル系樹脂フィルムを提供する。【解決手段】 本発明の塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂組成物がカレンダー加工により製膜された塩化ビニル系樹脂フィルムであって、上記塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂、アジピン酸ジエステル、カチオン系帯電防止剤、及び、ノニオン系帯電防止剤を含有し、かつ、上記アジピン酸ジエステルの含有量が、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して18〜24重量部であることを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明は、塩化ビニル系樹脂フィルムに関する。
塩化ビニル系樹脂及び可塑剤を含有する塩化ビニル系樹脂組成物は、その可塑剤の配合量に応じた半硬質製品や軟質製品として、包装フィルムや容器、農業用フィルム、工業用フィルム、建材用フィルム、床材等に幅広く使用されている。
また、塩化ビニル系樹脂は一般に電気絶縁性が良好であり、この特性を活かして、例えば、電線被覆材料等としても使用されている。
しかしながら、塩化ビニル系樹脂組成物からなる製品は、その表面に摩擦により容易に静電気が発生し、発生した静電気は漏洩せずにそのまま製品の表面に帯電する。そのため、例えば、塩化ビニル系樹脂組成物からなる床材では、その表面が帯電していることにより、塵や埃が付着しやすいとの問題があった。
一方、塩化ビニル系樹脂組成物からなる製品における表面の帯電を防止するために、塩化ビニル系樹脂組成物には、帯電防止剤を配合することが一般的に行われている。しかしながら、帯電防止剤を多量に含有する塩化ビニル系樹脂組成物を加工した製品は、変色しやすかったり、熱安定性に劣ったりすることがあった。
そこで、特許文献1には、黄変がなく、熱安定性に優れる塩化ビニル系樹脂組成物からなる帯電防止性フィルムとして、(a)ポリ塩化ビニル系樹脂50〜90重量%、(b)帯電防止性可塑剤1〜50重量%、(c)4級アンモニウム塩化合物0.5〜7重量%、及び、(d)無水ハイドロタルサイト系化合物0.05〜6重量%を含有する塩化ビニル系樹脂組成物からなる帯電防止性フィルムが開示されている。
特開2005−89569号公報
しかしながら、特許文献1に記載された帯電防止性フィルムでは、塩化ビニル系樹脂組成物にハイドロタルサイト系化合物が配合されているため、カレンダー加工によりフィルムを作製した際に発泡し、得られたフィルムの表面に擦れ傷が残る原因となった。
また、特許文献1に開示された帯電防止フィルムは、比較的多量の可塑剤を含有する塩化ビニル系樹脂組成物を用いて作製されているため(例えば、特許文献1の実施例参照)、モジュラスが低く、タイル加工性に劣り、例えば、内装材の最外層に設けるトップコート層として使用するのには適していなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表面が帯電しにくく、内装材のトップコート層等に好適に使用することができる塩化ビニル系樹脂フィルムを提供することにある。
本発明者らは鋭意検討を行い、特定の塩化ビニル系樹脂組成物をカレンダー加工により製膜した塩化ビニル系樹脂組成物であれば、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
本発明の塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂組成物がカレンダー加工により製膜された塩化ビニル系樹脂フィルムであって、
上記塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂、アジピン酸ジエステル、カチオン系帯電防止剤、及び、ノニオン系帯電防止剤を含有し、かつ、上記アジピン酸ジエステルの含有量が、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して18〜24重量部であることを特徴とする。
本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムにおいて、上記塩化ビニル系樹脂組成物は、実質的にハイドロタルサイトを含有しないことが好ましい。
また、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、表面抵抗値が1.0×1011Ω以下であることが好ましい。
更に、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、内装材のトップコート層として使用されるものであることが好ましい。
本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、特定の可塑剤と2種類の帯電防止剤とを含有する塩化ビニル系樹脂組成物がカレンダー加工により製膜されたフィルムであるため、表面が帯電しにくく、かつ、タイル加工性に優れる。
本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムを用いた床材の一例を模式的に示す断面図である。
本発明の塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂組成物がカレンダー加工により製膜された塩化ビニル系樹脂フィルムであって、上記塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂、アジピン酸ジエステル、カチオン系帯電防止剤、及び、ノニオン系帯電防止剤を含有し、かつ、上記アジピン酸ジエステルの含有量が、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して18〜24重量部であることを特徴とする。
上記塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂とともに、アジピン酸ジエステル、カチオン系帯電防止剤及びノニオン系帯電防止剤を含有する。
上記アジピン酸ジエステルは、可塑剤として機能しつつ、塩化ビニル系樹脂フィルムに導電性を付与する配合物である。
上記アジピン酸ジエステルの具体例としては、例えば、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、アジピン酸ジイソデシル(DIDA)等が挙げられる。これらのなかでは、経済的な観点からDOAが好ましい。
上記アジピン酸ジエステルは、単独で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
上記塩化ビニル系樹脂組成物における上記アジピン酸ジエステルの含有量は、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して18〜24重量部である。
上記アジピン酸ジエステルの含有量が、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して24重量部を超えると、上記塩化ビニル系樹脂フィルムの表面抵抗値は低下させることができるものの100%モジュラスが小さくなる。そのため、例えば、タイル基材等の内装材に貼り付けて使用する場合にタイル加工性が低くなる。
一方、上記アジピン酸ジエステルの含有量が、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、18重量部未満では、そもそも塵や埃などが付着することを防止するという本発明の目的を達成するための導電性(表面抵抗)を確保することが困難である。
上記タイル加工性とは、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムをタイル基材に貼り付ける際の貼り付け易さや貼り付け速度をいう。
本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムの目的の一つは、フィルムの表面抵抗を下げ、塵や埃が付着することを防止することにある。ここで、表面抵抗値を低くするためだけであれば、上記アジピン酸ジエステルの配合量を多くすればその目的は達成することができる。
一方、上記塩化ビニル系樹脂フィルムをタイル基材等の内装材のトップコート層として使用する場合には、例えば、タイル基材等に上記塩化ビニル系樹脂フィルムを熱ラミネートする。このときフィルムにはフレア(タルミ)が生じるため、フィルムにテンションを掛けるべく、フィルムを引っ張る必要がある。しかしながら、上述したようにアジピン酸ジエステルの含有量が多いとモジュラスが小さくなり、モジュラスが小さいと引っ張った際にフィルムが容易に伸びてしまうため、あまり強く引っ張ることができない。そのため、アジピン酸ジエステルを多量に含有する塩化ビニル系樹脂フィルムを熱ラミネートする際には、引張力を小さくしなければならず、その結果、加工速度(貼り付け速度)を上げることができなくなり、結果的に、アジピン酸ジエステルを多量に含有した塩化ビニル系樹脂フィルムでは、タイル加工性が低くなる。
そこで、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムでは、アジピン酸ジエステルの配合量を特定の量に制限しつつ、特定の帯電防止剤を含有させて、優れた表面の帯電防止性と、優れたタイル加工性とを両立している。
上記塩化ビニル系樹脂組成物は、帯電防止剤として、カチオン系帯電防止剤及びノニオン系帯電防止剤を含有する。
上記塩化ビニル系樹脂組成物では、カチオン系帯電防止剤に加えて、ノニオン系帯電防止剤を併用して配合することも重要であり、これら2種類の帯電防止剤を含有することにより、塩化ビニル系樹脂フィルムの表面抵抗値を確実に低く抑えることができる。
カチオン系帯電防止剤が配合されていないと表面抵抗値を抑えることが難しく、また、カチオン系帯電防止剤のみが配合されており、ノニオン系帯電防止剤が配合されていないと、帯電防止剤を配合することによる表面抵抗値の低減効果がカチオン系帯電防止剤を増量しても頭打ちしてしまう。
上記カチオン系帯電防止剤としては、例えば、脂肪族アミン塩類、第四級アンモニウム塩類、アルキルピリジウム塩類等が挙げられる。
これらのカチオン系帯電防止剤は、単独で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
上記ノニオン系帯電防止剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシエチレンアリキルアミン・アミド類、ソルビタン類等が挙げられる。
これらは単独で用いても良いし、2種以上併用しても良い。
上記ノニオン系帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類が好ましい。
上記塩化ビニル系樹脂組成物における上記カチオン系帯電防止剤の含有量は、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部が好ましい。0.5重量部未満では、表面抵抗値を充分に低減させることができないことがあり、一方、5重量部を超えると、上記カチオン系帯電防止剤の配合量を増量しても表面抵抗値を低減させる効果が頭打ちになることがある。
上記塩化ビニル系樹脂組成物における上記ノニオン系帯電防止剤の含有量は、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して0.1〜5重量部が好ましい。0.1重量部未満では、表面抵抗値を充分に低減させることができないことがあり、一方、5重量部を超えても、上記ノニオン系帯電防止剤の配合する効果がほとんど増大しなくなる。
上記塩化ビニル系樹脂組成物は、実質的にアニオン系帯電防止剤を含有しないことが好ましい。アニオン系帯電防止剤を含有すると、塩化ビニル系樹脂フィルムに曇りが発生してフィルムの透明性が損なわれたり、製膜したフィルムに未溶融のアニオン系帯電防止剤による欠点や空隙が発生し、フィルムの表面性が低下したりすることがある。
本発明において、アニオン系帯電防止剤を実質的に含有しないとは、アニオン系帯電防止剤を全く含有しないか、または、その含有量が塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、0.3重量部以下であることをいう。
上記塩化ビニル系樹脂としては、例えば、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビニルとこれと共重合可能な他の単量体との共重合体等が挙げられる。
上記共重合可能な他の単量体としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、エチレン、プロピレン、スチレン等のオレフィン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジエチル等のマレイン酸ジエステル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジエチル等のフマル酸ジエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記共重合可能な他の単量体の共重合体における含有量は、通常、50重量%以下であり、好ましくは10重量%以下である。
上記塩化ビニル系樹脂の平均重合度は特に限定されないが、800〜1100であることが好ましい。
なお、本発明において、塩化ビニル系樹脂の平均重合度は、JIS K 6721「塩化ビニル樹脂試験方法」に準拠して測定した平均重合度を意味する。
上記塩化ビニル系樹脂組成物は、更に、安定剤を含有してもよい。
上記安定剤としては特に限定されず、例えば、エポキシ系安定剤、バリウム系安定剤、カルシウム系安定剤、スズ系安定剤、亜鉛系安定剤、カルシウム−亜鉛系(Ca−Zn系)やバリウム−亜鉛系(Ba−Zn系)等の複合安定剤、脂肪酸カルシウム、脂肪酸亜鉛、脂肪酸バリウム等の金属石ケン、グリシジルメタクリレートとメタクリル酸メチルの共重合体、シリカ化合物等が挙げられる。これらの安定剤は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
なお、本明細書において、上記安定剤は、熱安定剤、加工安定剤も包含する。
また、上記安定剤の含有量は、ポリ塩化ビニル樹脂100重量部に対して、0.5〜8重量部が好ましい。
0.5重量部未満では、安定剤としての効果を充分に享受することができないことがあり、8重量部を超えると、加工時にプレートアウトすることがある。
上記塩化ビニル系樹脂組成物には、必要に応じて、加工助剤、着色防止剤、着色剤、紫外線吸収材、滑剤、改質剤、充填剤、希釈剤等のポリ塩化ビニル樹脂に一般的に使用される各種添加剤を更に含有させてもよい。
一方、上記塩化ビニル系樹脂組成物は、ハイドロタルサイトを実質的に含有しないことが好ましい。ハイドロタルサイトを含有する場合、カレンダー加工により製膜する際に発泡し、得られた塩化ビニル系樹脂フィルムの表面に擦れ傷が生じ、フィルムの透明性が損なわれたり、フィルムの表面性が低下したりすることがある。
本発明において、ハイドロタルサイトを実質的に含有しないとは、ハイドロタルサイトを全く含有しないか、または、その含有量が塩化ビニル系樹脂100重量部に対して、0.05重量部以下であることをいう。
本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、上記塩化ビニル系樹脂組成物がカレンダー加工により製膜されたフィルムである。カレンダー加工によれば、厚さの薄いフィルムであっても優れた厚み精度で作製することができる。
上記カレンダー加工に用いられるカレンダー形式は特に限定されず、例えば、逆L型、Z型、直立2本型、L型、傾斜3本型等、従来公知の形式を採用することができる。
上記塩化ビニル系樹脂フィルムの厚さは、0.04〜0.4mmが好ましい。
上記厚さが0.04mm未満では、厚さの均一な塩化ビニル樹脂フィルムを作製することが困難であり、一方、0.4mmを超えると、作製された塩化ビニル樹脂フィルムを巻き上げることが困難となる。
特に、上記塩化ビニル系樹脂フィルムが内装材のトップコート層として使用される場合、上記塩化ビニル系樹脂フィルムの厚さは、0.2〜0.4mmが好ましい。内装材のトップコート層として使用した際に、摩耗が生じてもトップコート層としての機能を果たすことができるからである。
上記塩化ビニル系樹脂フィルムは、その表面抵抗値が1.0×1011Ω以下であることが好ましい。
表面抵抗値が上記範囲にあると、フィルム表面の帯電を抑制することができ、例えば、床材等の内装材のトップコート層として使用した際に、フィルム表面に塵や埃などが付着することを防止することができる。
上記表面抵抗値は、所定量のアジピン酸ジエステルと、カチオン系帯電防止剤及びノニオン系帯電防止剤とを含有する塩化ビニル系樹脂組成物を用いることで、タイル加工性等の他の要求特性を満足しつつ達成されうる。
上記塩化ビニル系樹脂フィルムは、100%モジュラスが17.9MPa以上が好ましい。
100%モジュラスが上記範囲にあると、床材等の内装材のトップコート層として使用する際のタイル加工性に優れるからである。
このような本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、例えば、下記の方法により製造することができる。
即ち、まず、上記塩化ビニル系樹脂組成物に配合される原材料を押出機やバンバリーミキサ等を用いて溶融混練し、塩化ビニル系樹脂組成物を調製する。ここで、溶融混練の温度は特に限定されず、塩化ビニル系樹脂組成物の組成に応じて適宜選択すれば良いが、通常、130〜200℃程度である。
次いで、溶融した原料混合物(塩化ビニル系樹脂組成物)をカレンダー成形機に供給、圧延することで、塩化ビニル系樹脂フィルムを作製することができる。上記カレンダー成形機については上述した通りである。
また、成形時のカレンダー温度は特に限定されず、塩化ビニル系樹脂組成物の組成に応じて適宜選択すれば良いが、通常、160〜200℃程度である。
本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、例えば、床材等の内装材のトップコート層を構成する樹脂フィルムとして好適に使用することができる。特に、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムは、その表面が帯電しにくく、塵や埃などが付着しにくいため、クリーンルームの内装材(特に床材)のトップコート層として好適である。
図1は、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムを用いた床材の一例を模式的に示す断面図である。
図1に示す床材10は、黒色のタイル地13bとその上に積層された白色のタイル地13aとからなるタイル基材13と、タイル基材13の上面に形成された印刷層12と、印刷層12上の最外層に形成された本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムからなるトップコート層11とを備えている。
このような床材10では、トップコート層11が本発明の塩化ビニル系樹脂組成物を用いて形成されており、上記塩化ビニル系樹脂フィルムは、既に説明した通り、表面が帯電しにくいため、床材の表面には塵や埃が付着しにくい。また、トップコート層11が透明性を有することにより、トップコート層を介して印刷層を鮮明に視認することができることとなる。そのため、床材10は、美観や清潔感に優れ、衛生的でもある。
床材10においては、タイル基材として黒色タイル地と白色タイル地との積層体が用いられているが、上記タイル基材は必ずしも2層の積層体である必要はなく、単層であっても良いし、3層以上の積層体であってもよい。また、その色も黒色や白色に限定されるわけではなく、任意の色のタイル基材を用いることができる。
上記タイル基材の材質は特に限定されず、従来からタイル基材に使用されているものを用いることができる。上記タイル基材としては、例えば、その材料に本発明のフィルムに含まれる塩化ビニル樹脂と同様の塩化ビニル樹脂を用いたタイル基材が挙げられる。このようなタイル基材は、被熱ラミネート性が良好で安価である。
床材10において、印刷層12は、ベタ塗り層であっても良いし、模様等のデザインが描画された層であってもよい。上記印刷層は、インクジェット印刷やスクリーン印刷等、従来公知の印刷方法を用いて形成すればよい。
なお、床材10において印刷層は必ずしも形成されていなくてもよい。
勿論、本発明の塩化ビニル系樹脂フィルムの用途は、床材等の内装材のトップコート層に限定されるわけではなく、その他、例えば、家具、電気製品、車両等の化粧フィルムのトップコート層等、種々の用途に好適に用いることができる。
以下、本発明について実施例を掲げてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(原材料)
塩化ビニル樹脂:カネカ社製、S1001N、平均重合度=1040
着色防止剤(β−ジケトン化合物):昭島化学工業社製、RH−50
熱安定剤(Ba−Zn化合物):ADEKA社製、AC−258
加工安定剤(シリカ化合物):トクヤマ社製、ファインシール B
加工助剤:メタクリル酸メチル
ハイドロタルサイト:協和化学工業社製、アルカマイザー #1
可塑剤:DOA(アジピン酸ジオクチル)
可塑剤:DOP(フタル酸ジオクチル)
カチオン系帯電防止剤:ADEKA社製、アデカサイザー LV−70
カチオン・ノニオン複合系帯電防止剤:新日本理化社製、プラスタット C−500
アニオン系帯電防止剤:クラリアント社製、ホスタスタットHS−1
ここで、カチオン・ノニオン複合系帯電防止剤である「プラスタット C−500」は、カチオン系帯電防止剤とノニオン系帯電防止剤とを含む混合物であり、両者の配合比(カチオン系帯電防止剤:ノニオン系帯電防止剤)は、40:16(重量比)である。
(実施例1、比較例1、2及び参考例1、2)
上記原材料を表1に示した配合量(表1中、配合量は重量部で示す)で配合した原料混合物を、バンバリーミキサを用いて溶融混錬し、塩化ビニル系樹脂組成物を調製した。
次に、塩化ビニル系樹脂組成物を4本逆L字ロール型24インチカレンダーに供給し、カレンダーロール設備温度180〜190℃、樹脂組成物の温度183〜187℃の条件下で、0.3mmの厚みにカレンダー成形し、幅110cmの塩化ビニル系樹脂フィルムを作製した。
実施例1、比較例1、2及び参考例1、2で作製した塩化ビニル系樹脂フィルムについて下記の方法で評価した。結果を表2に示した。
(フィルム表面性)
作製した塩化ビニル系樹脂フィルムを目視観察し、下記の基準で評価した。
良好:0.5mm以上の異物の個数が10m内で5個未満である。
不良:0.5mm以上の異物の個数が10m内で5個以上である。
(ヘイズ値)
日本電色工業社製、濁色計NDH 300Aを用いて、JIS K 7105に準拠して測定した。
(100%モジュラス)
島津製作所社製、万能引張試験機オートグラフAGS−Xを用いて、JIS K 6734に準拠して測定した。
(表面抵抗値)
塩化ビニル系樹脂フィルムの表面にプローブを当て1000Vの電圧をかけ、10sec保持によりハイレスターUP(三菱化学アナリテック社製)で表面抵抗値を測定した。
表2に示した結果から明らかなように、可塑剤としてアジピン酸ジエステル、並びに、帯電防止剤としてカチオン系帯電防止剤及びノニオン系帯電防止剤を含有し、アジピン酸ジエステルの含有量が塩化ビニル系樹脂100重量部に対し24重量部以下の塩化ビニル系樹脂組成物をカレンダー加工により製膜した塩化ビニル系樹脂フィルムは、上記評価項目の全てを良好に充足している。
これに対して、アジピン酸ジエステルの含有量が塩化ビニル系樹脂100重量部に対し24重量部を超える場合(比較例1)には、100%モジュラスが低くなるため、タイル加工性が低下することとなる。
また、アジピン酸ジエステルに代えてフタル酸ジエステルを使用した場合(比較例2)には、表面抵抗値が大きくなるため、所望の帯電防止能を確保することが困難となる。
また、ハイドロタルサイトを含有する塩化ビニル系樹脂組成物を使用した場合(参考例1)には、フィルム表面性に劣ることとなる。
また、アニオン系帯電防止剤を使用した場合(参考例2)には、塩化ビニル系樹脂フィルムのヘイズ値が大きく透明性に劣り、また、フィルム表面性にも劣ることとなる。
10 床材
11 トップコート層
12 印刷層
13 タイル基材

Claims (4)

  1. 塩化ビニル系樹脂組成物がカレンダー加工により製膜された塩化ビニル系樹脂フィルムであって、
    前記塩化ビニル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂、アジピン酸ジエステル、カチオン系帯電防止剤、及び、ノニオン系帯電防止剤を含有し、かつ、前記アジピン酸ジエステルの含有量が、塩化ビニル系樹脂100重量部に対して18〜24重量部であることを特徴とする塩化ビニル系樹脂フィルム。
  2. 前記塩化ビニル系樹脂組成物は、実質的にハイドロタルサイトを含有しない請求項1に記載の塩化ビニル系樹脂フィルム。
  3. 表面抵抗値が1.0×1011Ω以下である請求項1又は2に記載の塩化ビニル系樹脂フィルム。
  4. 内装材のトップコート層として使用される請求項1〜3のいずれかに記載の塩化ビニル系樹脂フィルム。
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