JP2019166796A - 立体成型体 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、塩化ビニルシート、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体シート等の塩化ビニル系材料を用いたシートは、加工適性、印刷適性、エンボス適性等に優れ、可塑剤の添加量により硬度を容易に調節可能であり、また安価である等の利点があるため、成型用の樹脂材料として広く用いられてきた。
着色シートと成型性樹脂とを積層させて一体として成型する方法も知られている。
また、樹脂材料を用いた成型部材の作製方法としては、真空成型、インサート成型等の各種の成型方法も汎用されている。
しかしながら、塩化ビニル系材料の如き材料を用いずとも、上記のような要求を満たす樹脂組成物を使用した成型体は、未だ提供されていないのが現状である。
<2> 前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のメルトフローレートは、10g/10分〜100g/10分である、<1>に記載の立体成型体。
<3> 更に、ポリアミド(C)を含有し、前記ポリアミド(C)の含有率は、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)、前記オレフィン系重合体(B)及び前記ポリアミド(C)の合計含有率に対して0.1質量%〜25質量%である、<1>又は<2<に記載の立体成型体(但し、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の含有率、前記オレフィン系重合体(B)の含有率及び前記ポリアミド(C)の含有率の合計を100質量%とする)。
<4> 前記オレフィン系重合体(B)は、エチレンの単独重合体である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<5> 前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)における不飽和カルボン酸に由来する構成単位の含有率は、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の全構成単位に対して、6質量%〜20質量%である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<6> 前記不飽和カルボン酸は(メタ)アクリル酸である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<7> 前記中和度は75%以上である、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<8> 前記アイオノマー樹脂は、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)が金属イオンで中和されたアイオノマー樹脂であり、前記金属イオンは、亜鉛イオンである、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<9> 前記樹脂組成物(R)は、少なくとも、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)と、金属イオン源と、を混合し、前記混合下で前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を金属イオンで中和させて得られたものである、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<10> 前記基材フィルム層と前記表面樹脂層との間に意匠層を有する、<1>〜<9>のいずれか1つに記載の立体成型体。
<11> 前記表面樹脂層と前記意匠層との間、及び、前記意匠層と前記基材フィルム層との間の少なくとも一方に接着剤層を有する、<10>に記載の立体成型体。
<12> 前記基材フィルム層と前記表面樹脂層との間に意匠層を有し、前記基材フィルム層は、透明フィルム、半透明フィルム又は着色フィルムにより形成され、前記表面樹脂層と前記意匠層との間、及び、前記意匠層と前記基材フィルム層との間の少なくとも一方に接着剤層を有する、<1>〜<11>のいずれか1項に記載の立体成型体。
なお、本発明において、数値範囲における「〜」は、「〜」の前後の数値を含むことを意味する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する該複数の物質の構成単位を意味する。
本明細書において、好ましい態様の2以上の組み合わせは、より好ましい態様である。
本発明の立体成型体は、基材フィルム層と、前記基材フィルムの上に配置された表面樹脂層を有する積層シート(S)含む立体成型体であって、前記表面樹脂層が、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)25質量%〜64質量%を中和したアイオノマー樹脂と、オレフィン系重合体(B)36質量%〜75質量%と、を含有し、前記アイオノマー樹脂の中和度は52%以上である、樹脂組成物(R)(但し、樹脂組成物(R)中の中和前の樹脂成分の合計を100質量%とする)を含む立体成型体である。
本発明の立体成型体は、基材フィルム層と、基材フィルム層の上に配置され、樹脂組成物(R)を含む表面樹脂層と、を少なくとも有する積層シート(S)を含む。
積層シート(S)は、樹脂組成物(R)より形成された層(表面樹脂層)を有するので、成型加工時の展延性に優れ、得られた成型体の表面は耐傷性に優れたものとなる。
積層シート(S)は、表面樹脂層を有する。
表面樹脂層は、基材フィルム層の上に配置され、樹脂組成物(R)を含む層である。
樹脂組成物(R)は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)25質量%〜64質量%を中和したアイオノマー樹脂と、オレフィン系重合体(B)36質量%〜75質量%と、を含有する樹脂組成物であり、前記アイオノマー樹脂の中和度は52%以上である(但し、樹脂組成物(R)中の中和前の樹脂成分の合計を100質量%とする)。
ここで、「展延性」とは、フィルム状又はシート状の成型対象物を成型する際に、金型に対する追随性に優れた成型ができる性質を指す。
樹脂組成物(R)について詳細に説明する。
樹脂組成物(R)は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を中和したアイオノマー樹脂の少なくとも1種を含む。
アイオノマー樹脂に用いられるエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)は、少なくとも、エチレンと、不飽和カルボン酸と、を共重合させて得られる共重合体であり、エチレンに由来する構成単位と、不飽和カルボン酸に由来する構成単位を有している。
工業的に入手可能な観点から、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)としては、ランダム共重合体であることが好ましい。
これらの中でも、不飽和カルボン酸に由来する構成単位としては、(メタ)アクリル酸であることが好ましく、メタクリル酸であることがより好ましい。
不飽和カルボン酸に由来する構成単位の含有量が6質量%以上であると、耐傷性により優れる傾向がある。また、不飽和カルボン酸に由来する構成単位の含有量が20質量%以下であると、工業上入手しやすく、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の製造が容易となりやすい。
他の構成単位としては、例えば、不飽和カルボン酸エステル(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、マレイン酸ジメチル及びマレイン酸ジエチル)、不飽和炭化水素(例えば、プロピレン、ブテン、1,3−ブタジエン、ペンテン、1,3−ペンタジエン及び1−ヘキセン)、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビニル)、ビニル硫酸、ビニル硝酸等の酸化物、ハロゲン化合物(例えば、塩化ビニル及びフッ化ビニル)、ビニル基含有1,2級アミン化合物、一酸化炭素、二酸化硫黄等が挙げられる。
不飽和カルボン酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソオクチル等のアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル等のメタクリル酸アルキルエステル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル等のマレイン酸アルキルエステル等の、アルキルエステルのアルキル基の炭素数が1〜12である不飽和カルボン酸アルキルエステルが挙げられる。
メルトフローレート(MFR)が10g/10分〜100g/10分であると、より優れた成型性を付与することが可能となる。
なお、メルトフローレート(MFR)は、JIS K7210(1999年)に準拠した方法により190℃、荷重2160gにて測定することができる。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の含有量が、25質量%〜64質量%であると、樹脂組成物(R)は優れた耐傷性を発揮することができる。
上記観点から、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の含有量としては、35質量%〜60質量%であることが好ましく、35質量%〜55質量%であることがより好ましい。
不飽和カルボン酸に由来する構成単位に含まれる酸基の中和に用いられる金属イオンとしては、特に制限はなく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属イオン、亜鉛等の遷移金属イオン、アルミニウム等の各種金属イオンなどが挙げられる。
工業化製品を容易に入手可能な点から、金属イオンとしては、亜鉛イオン、マグネシウムイオン及びナトリウムイオンから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、亜鉛イオン及びナトリウムイオンの少なくとも一方であることがより好ましく、亜鉛イオンであることが更に好ましい。
金属イオンは、1種を単独で用いてもよく、又は、2種以上を併用してもよい。
このような金属化合物としては、前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及び各種金属の酸化物、水酸化物、重炭酸塩、酢酸塩、ギ酸塩等が挙げられる。
工業化製品を容易に入手可能な点から、金属化合物としては、酸化亜鉛又は炭酸ナトリウムであることが好ましい。
中和度が52%以上であると、樹脂組成物(R)は優れた耐傷性を発現することができる。
中和度としては、55%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましく、80%以上であることが更に好ましい。中和度が55%以上であると、耐傷性を更に向上させることが可能となる。
なお、本明細書において「中和度」とは、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)が有する酸基(特にカルボキシ基)のモル数を100%としたとき金属イオンで中和された酸基の比率(%)を示す。
但し、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の含有量と前記オレフィン系重合体(B)の含有量との合計を100質量%とする。
A、B、C及び10−4の積が、上記範囲であると、樹脂組成物(R)の耐傷性がより向上する。
樹脂組成物(R)は、オレフィン系重合体(B)を含む。樹脂組成物(R)が、オレフィン系重合体(B)を含むことで、優れた耐熱性等を発揮することができる。
なお、本明細書において「オレフィン系重合体(B)」とは、1種のオレフィンの単独重合体又は2種以上のオレフィンの共重合体を指す。
耐熱性の観点から、オレフィン系重合体(B)体としては、エチレンの単独重合体であることが好ましく、高密度ポリエチレン(HDPE)、高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)又は直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)であることがより好ましく、高密度ポリエチレン(HDPE)であることが更に好ましい。
なお、MFRは、JIS K7210(1999年)に準拠した方法により、ポリエチレン樹脂は190℃、荷重2160g、ポリプロピレン系樹脂は230℃、荷重2160gにて測定することができる。
オレフィン系重合体(B)の含有量が、36質量%〜75質量%であると、樹脂組成物(R)はより優れた耐熱性を発揮することができる。
上記観点から、オレフィン系重合体(B)の含有量としては、36質量%〜70質量%であることが好ましく、36質量%〜65質量%であることがより好ましい。
樹脂組成物(R)は、ポリアミド(C)を含んでいてもよい。樹脂組成物(R)がポリアミド(C)を含む場合、樹脂組成物(R)により形成される層に、より優れた耐傷性等を付与することが可能となる。
ポリアミド(C)は、1種を単独で用いてもよく、又は、2種以上を併用してもよい。
ポリアミド(C)としては、例えば、ナイロン4、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン6T、ナイロン11、ナイロン12、共重合体ナイロン(例えば、ナイロン6/66、ナイロン6/12、ナイロン6/610、ナイロン66/12、ナイロン6/66/610等)、ナイロンMXD6、ナイロン46などが挙げられる。
これらの中でも、耐傷性の向上及び安価に入手しやすい点から、ポリアミド(C)としては、ナイロン6及びナイロン6/12の少なくとも一方が好ましい。
ポリアミド(C)の含有量は、耐傷性の観点から、3質量%〜25質量%がより好ましく、7質量%〜25質量%であることが更に好ましい。
樹脂組成物(R)は、本発明の効果を損なわない範囲で、各種添加剤を配合してもよい。このような添加剤として、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、滑剤、ブロッキング防止剤、防黴剤、抗菌剤、難燃剤、難燃助剤、架橋剤、架橋助剤、発泡剤、発泡助剤、無機充填剤、繊維強化材などを挙げられる。
添加剤は、樹脂組成物の調製時又は調製後に配合することができ、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)、オレフィン系重合体(B)及びポリアミド(C)に予め配合しておいてもよい。
樹脂組成物(R)は、少なくとも、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)とオレフィン系重合体(B)と金属イオン源とを混合し、混合下でエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を金属イオンで中和させることにより得られたものであることが好ましい。
上記の混合は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)とオレフィン系重合体(B)と前記ポリアミド(C)と金属イオン源とを混合する態様であってもよい。
少なくとも、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)とオレフィン系重合体(B)と金属イオン源とを混合し、混合下でエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を金属イオンで中和することで、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)樹脂とオレフィン系重合体(B)とが混合された状態で金属イオンによって中和されるので、アイオノマー樹脂とオレフィン系重合体(B)とが良好に混練された状態になり、耐傷性、耐熱性等に優れた膜を形成しうる樹脂組成物が得られると推察される。
これに対して、従来のように、例えば、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を金属イオンで中和させて得られたエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を中和したアイオノマー樹脂と、オレフィン系重合体(B)と、を混合して調製した樹脂組成物では、本発明における方法に比べてアイオノマー樹脂とオレフィン樹脂(B)とが混合しにくい場合があり、所望とする良好な性能(耐傷性等)が得られにくい場合がある。
樹脂組成物(R)のモルフォロジーは、その構造又は特性について、例えば、走査型電子顕微鏡などを用いて特定することは不可能である。すなわち、樹脂組成物(R)に係るアイオノマー樹脂組成物は、その具体的な態様として微細構造(モルフォロジー)を特定するに際して、プロセス(工程)で特定せざるを得ない不可能・非実際的事情がある。
混合装置としては、例えば、混練・押出成形評価試験装置、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー等の混練装置が挙げられる。
押出機中で、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)及びオレフィン系重合体(B)を溶融混練しながら、金属イオン源等を添加して、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を中和したアイオノマー樹脂を生成させて、樹脂組成物(R)を得ることがより好ましい。
表面樹脂層は、基材フィルム層の上に配置され、上述した樹脂組成物(R)を含む層である。
表面樹脂層は、樹脂組成物(R)により形成した層のみの単層であってもよいし、前記樹脂組成物により形成した層と、樹脂組成物(R)により形成した層とは組成又は形態の異なる1層又は2層以上の層と、を含む多層であってもよい。
表面樹脂層の好適な態様の一つは、樹脂組成物(R)により形成した層と、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を中和したアイオノマー樹脂より形成された層と、を有する態様である。この態様である場合、耐熱性及び耐傷性の観点から、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を中和したアイオノマー樹脂より形成された層の厚み(b)に対する樹脂組成物(R)より形成された層の厚み(a)の比(a/b)は、0.05以上1.0未満であることが好ましい。
基材フィルム層は、積層シート(S)に適用しうるフィルムであれば特に限定されない。基材フィルム層は、単層フィルムであっても、多層フィルムであってもよい。
基材フィルム層は、透明フィルム、半透明フィルム、又は着色フィルムのいずれかであってもよい。着色フィルムは、透明フィルム又は半透明フィルムに着色剤を含有させたものであってもよい。
ここで、透明とは、可視光の透過率が95%以上であることを意味し、半透明とは、可視光の透過率が50%以上95%未満であることを意味する。可視光の透過率は、分光測定器を用いて測定することができる。
基材フィルム層を構成する樹脂材料は、特に限定されないが、成型加工時に適用される熱に対する適性の観点から、熱可塑性樹脂が好適に挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、成型性、寸法安定性、適度な剛性、及び耐熱性の観点から、ABS樹脂、ポリオレフィン、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等が挙げられ、隣接層との良接着の観点から、ABS樹脂がより好ましい。
積層シート(S)は、基材フィルム層と表面樹脂層との間に、意匠層を有することが好ましい。
積層シート(S)は、基材フィルム層と表面樹脂層との間に、意匠層を配置することで、成型加工時の展延性に優れ、かつ所望とする意匠性を得ることができる。
意匠層は、積層シート(S)に意匠性を付与する層であれば特に制限はなく、模様層であってもよく、基材フィルム層の全面に着色を施した平面ベタ層であってもよく、積層シート(S)の適用対象に応じて適宜選択することができる。
意匠性を付与する模様の例としては、木目模様、石目模様、布目模様、皮紋模様、幾何学模様、抽象模様等の種々の模様が挙げられる。
意匠層は光輝性を有するものであってもよい。
意匠層の厚み(多層である場合は合計厚み)は、意匠性及び展延性の観点から、1μm〜30μmであることが好ましく、3μm〜20μmがより好ましい。
製造性の観点から、意匠層は、インキを用いた印刷法又は塗料を用いたコーティング法により形成した層(印刷層又はコート層)として形成することが好ましい。
印刷層の形成に適用しうる印刷法としては、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、転写シートからの転写印刷、昇華転写印刷、インキジェット印刷等の公知の方法が挙げられる。
コート層の形成に適用しうるコーティング法としては、グラビアコーター、グラビアリバースコーター、フレキソコーター、ブランケットコーター、ロールコーター、ナイフコーター、エアナイフコーター、キスタッチコーター、コンマコーター等のコーティング手段を用いる方法が挙げられる。
印刷手段又はコーティング手段としては、公知の印刷装置又はコーティング装置を用いることができる。
着色剤としては、積層シート(S)が備える意匠層に適用可能であれば、特に制限されず、顔料、染料等の着色剤の少なくとも1種を用いることができる。
着色剤の例としては、チタン白、亜鉛華、弁柄、朱、群青、コバルトブルー、チタン黄、黄鉛、カーボンブラック等の無機顔料、イソインドリノンイエロー、ハンザイエローA、キナクリドンレッド、パーマネントレッド4R、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーRS、アニリンブラック等の有機顔料(或いは、染料も含む)、アルミニウム、真鍮、等の金属粉末からなる金属顔料、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の箔粉からなる真珠光沢(パール)顔料、蛍光顔料、等の着色剤が挙げられる。
ワニス用樹脂は、成型加工時に意匠層を十分に展延させる観点からは、基材フィルム層及び表面樹脂層に含まれる樹脂の軟化点より低い軟化点を有する樹脂であることが好ましい。軟化点の差は、20℃以上であることが好ましい。
高輝度インキを用いて形成した意匠層が多層である場合、高輝度インキを用いて形成した層(第1層)の基材フィルム層側に、着色剤含有インキを用いて形成した層(第2層)を積層してもよい。このような積層構造とすることで、表面樹脂層側からは、第1層を透して着色剤の金属調の意匠性を得ることができる。この場合、第2層の膜厚は0.05〜100μm程度が好ましい。この場合の第一のインキ層の膜厚は、透過性の観点から0.5μm以下程度であることが好ましい。
積層シート(S)は、表面樹脂層と意匠層との間、及び、意匠層と基材フィルム層との間の少なくとも一方に接着剤層を介在させて、それぞれの層を接着したものであってもよい。
接着剤層は、少なくとも意匠層と基材フィルム層との間に設ける態様が好ましい。
なお、各層に含有される樹脂成分が接着性を有する場合には、接着剤層を設けずに、熱ラミネート等により層間を接着してもよい。
イラミネート接着剤、ウェットラミネート接着剤、ヒートシール接着剤、ホットメルト接着剤等として公知の接着剤が好ましく用いることができる。
積層シート(S)は、必要に応じて、更に、表面樹脂層の上に配置された表面保護層を有していてもよい。
積層シート(S)が更に表面保護層を備えることにより、より優れた耐傷性をより発現することが可能となる。また、表面保護層は、更に、耐摩擦性、耐候性、耐汚染性、耐水性、耐薬品性、耐熱性等の性能を付与するものであってもよい。
表面保護層を形成するための材料としては、積層シート(S)の展延性を損なわない限り、ラッカータイプ、架橋タイプ(イソシアネート、エポキシ等)、UV架橋タイプ。EB架橋タイプ等のトップコート剤として公知の材料が好ましく用いられる。
積層シート(S)は、基材フィルム層の表面樹脂層とは反対側の面に、更に、粘着剤層(E)を設けることができる。粘着剤としては、アクリル系、ゴム系、ポリアルキルシリコン系、ウレタン系、ポリエステル系等の粘着剤が好ましく用いられる。
以上説明した積層シート(S)は、自動車関連部材(内装材、インスツルメントパネル、ドア等)、建材部材、家電品などの成型体の加工工程おいて好適に適用できる。
本発明の立体成型体は、上述した積層シート(S)を含むものであり、立体成型体の成型には、各種の成型法を用いることができる。例えば、以下の成型法が挙げられる。
表面樹脂層を成型体の表面側になるように積層シート(S)を配置し、反対面に金属板を積層して、プレスするプレス接着成型法。
表面樹脂層を成型体の表面側になるように積層シート(S)を配置し、熱成型により三次元形状を有する予備成型体とした後、得られた予備成型体を射出成型金型内にインサートし、射出樹脂と一体化するインサート射出成型法。
射出成型金型に、表面樹脂層を成型体の表面側になるように積層シート(S)を挿入し、金型内で射出樹脂と一体化するインモールド射出成型法。
積層シート(S)を加熱して軟化させ、基材フィルム層側の面を成型体の形状に模った型と圧着させ、積層シート(S)と型との間に存在する空気を型に設置された孔から真空ポンプで減圧させることによって、型の表面形状に沿った形状の成型体を得る真空成型法。
積層シート(S)を用いることにより、いずれの成型法を用いた場合であっても、優れた展延性が発揮される。
1.樹脂組成物(R)の調製
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体1(エチレン・メタクリル酸共重合体)に、酸化亜鉛を配合して、イオン化マスターバッチを調製した。
65mmφのベント付きスクリュー押出機に、表1に示す割合(質量%)で、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)と、オレフィン系重合体(B)と、上記で作製したイオン化マスターバッチを一括で供給し、樹脂温度240℃、押出量12kg/時間の条件にて押出した。ベント部では発生するガス及び水分を真空ポンプにて除去した。押出したストランドを水冷した後、カットして、樹脂組成物(R)である樹脂組成物1のペレットを得た。
上記で得られた樹脂組成物1のペレットを、キャストフィルム成形機(40mmφ)を用いて成形温度250℃の条件で押し出し、ニップロールに通して(ニップ成形)、厚み100μmのフィルム1を成形した。
なお、樹脂組成物1のペレットは、後記の積層シート(S)の作製において、表面樹脂層の形成に用いる。
(1)アルミ蒸着細粉含有インキの調製
ニトロセルロースで表面処理を施した、アルミ蒸着膜細粉30部(10%スラリー品)、ウレタン樹脂(ポリウレタン2593:荒川化学工業(株)製)18部、酢酸エチル25部、メチルエチルケトン14部、及びイソプロパノール10部を配合し、撹拌・分散し、アルミ蒸着細粉含有インキ(高輝度インキ)を得た。
主剤として、セイカダイン2710C(大日精化工業(株)製)、及び、硬化剤として、セイカダイン2710A(大日精化工業(株)製)からなる2液型接着剤を準備した。
2液型接着剤は、主剤20質量部に対して硬化剤10質量部と酢酸エチル20質量部を混合して使用した。
基材フィルム層とするフィルム2として、厚さ300μmの透明なABS樹脂フィルム(VALUETECH NSGシリーズ、テクノポリマー(株)製)を準備した。
実施例1の積層シート(S)として、フィルム1(表面樹脂層)/印刷層(意匠層)/接着剤層/フィルム2(基材フィルム層)の層構成を有する積層シートS1を作製した。
印刷層及び接着層の形成は、アルミ蒸着細粉含有インキ又は混合後の2液型接着剤を用いて、グラビアコーター(RKマルチコーター:RK Print instrument社製)を用いて行なった。
印刷層を、フィルム1(表面樹脂層)上に、グラビアコーターにて、乾燥膜厚2.0μmに1回塗工して、60℃×2分で温風乾燥して形成した。
次に、接着剤層を、印刷層上に、グラビアコーターにて、接着剤を塗布量5.0g/m2に塗工して、60℃×2分で温風乾燥して形成した。
接着剤層の形成後、グラビアコーター付属のニップロール設備で、接着剤層の表面にフィルム2(基材フィルム)を積層してシートとした。その後、積層したシートを40℃で2日間エージングして、接着剤を硬化させて積層シートS1を得た。
1.樹脂組成物(R)の調製
実施例1の「1.樹脂組成物(R)の調製」において、樹脂組成物の組成を下記表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例の樹脂組成物2〜5のペレット、及び比較例の樹脂組成物1C、4C〜6Cのペレットを得た。次いで、得られた各ペレットを用いて、実施例1と同様にしてキャストフィルム(フィルム2〜5、1C、4C〜6C)を得た。
比較例2、3については、層分離等が生じて、ペレットの作製ができなかった。このため、キャストフィルムの作製は行わなかった。
実施例1の「2.積層シート(S)の作製」で得た積層シートS1の層構成において、フィルム1(表面樹脂層)を、フィルム2〜5、フィルム1C、4C〜6Cのいずれかと同様の構成を有するフィルム(表面樹脂層)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜実施例5の積層シートS2〜S5、及び比較例1、4〜6の積層シート1C、4C〜6Cを得た。
各積層シートの厚みは、いずれも100μmであった。
比較例2、3については、キャストフィルムの作製ができなかったため、積層シート(S)の作製は行なっていない。
−耐傷性(学振式摩耗試験)−
下記条件にて、フィルム1〜5、1C、4C〜6Cのぞれぞれの表面に綿帆布を取り付け、荷重をかけた状態で綿帆布を擦った。
デジタル顕微鏡で摩擦箇所を拡大10倍に拡大し、綿帆布で擦った後の各フィルムの表面を写真として取り出した。目視判定により下記基準で評価した。
なお、比較例2及び3では、キャストフィルムの作製ができなかったため、本評価は行なっていない。
評価基準が「B」以上であれば、耐傷性に優れると判断した。評価結果を表1に示す。
・綿帆布:10号
・荷重:450g
・往復回数:100往復
AA:ほとんど傷は見られなかった。
A:少し傷がみられた。
B:やや多くの傷がみられた。
C:多くの傷がみられた。
上記で得られた樹脂組成物(R)を、キャストフィルム成形機(40mmφ)を用いて成形温度250℃の条件で、ニップ成形法により、厚み100μmのキャストフィルムの成形の可否について、以下の通りに評価した。評価結果を表1に示す。
なお、層分離等の理由により、樹脂組成物のペレットが得られない場合は、キャストフィルムの成形は行わず評価Bとした。
A:厚み100μmのフィルムが成形可能である。
B:厚み100μmのフィルムが成形できない。
−真空成型性−
得られた各積層シート(S)(積層シートS1〜S5、1C、4C〜6C)を、40℃で3日間エージングした。
エージング後の積層シートS1〜S5、1C、4C〜6Cを用いて、真空成型法にて展延加工して、実施例及び比較例の立体成型体を得た。
展延加工は、金型温度155℃の条件にて、真空成型法で行った。得られた各立体成型体は、いずれも図1に写真で示す形状を有している。図1に示す立体成型体は、縦23cm及び横14cmの立体形状で、高さ方向は1.4cmから3cmまでの凹凸を有している。
展延加工後、立体成型体の凹凸形状がある角部の色調を目視で観察し、平坦部(即ち、展延されていない部分)の色調と比較して、下記評価基準により、真空成型性(展延性)を評価した。評価結果を表1に示す。
A:加工の前後でシート表面の色調に変化がない。
B:加工の前後でシート表面の色調に若干の変化(わずかに色が薄くなっている)があるが、実用上許容できる。
C:加工の前後で追随性が不良でシートの厚み変化が大きくシート表面の色調に著しい変化があり、実用上許容できない。
なお、表中、C*1は加工後の評価部分に穴が空いたことを指し、C*2は加工後の評価部分の展延状態が不均一であることを指す
なお、表1中の「−」は、該当の成分を含まないことを示す。ランダムPPのMFRの値は、JIS K7210(1999年)に準拠し、230℃、2160g荷重にて測定したときの値を示す。
・オレフィン系重合体1;高密度ポリエチレン(HDPE)(密度961kg/m3、MFR(230℃、2160g荷重):12g/10分)
・オレフィン系重合体2;高密度ポリエチレン(HDPE)(密度958kg/m3、MFR(230℃、2160g荷重):1g/10分)
・エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体1;エチレン・メタクリル酸共重合体(メタクリル酸に由来の構成単位の含有比率:8質量%、MFR(190℃、2160g荷重):23g/10分)
・ポリアミド1;6ナイロン(商品名;UBEナイロン6、宇部興産株式会社製)
・アイオノマー樹脂1;エチレン・メタクリル酸共重合体のアイオノマー(メタクリル酸に由来の構成単位の含有比率:8質量%、金属イオン:亜鉛イオン、中和度:50%、MFR(190℃、2160g荷重):1.1g/10分)
・ランダムPP;ランダムポリプロピレン(商品名:F219DA、株式会社プライムポリマー製、中和度:0%、MFR(230℃、2160g荷重):8g/10分)
1.樹脂組成物(R)の調製
表2に示す組成の第1層用の樹脂組成物のペレット(実施例1と同様に調製)と、第2層用のアイオノマー樹脂2(エチレン:85質量%、メタクリル酸:15質量%)のペレットとを作製した。作製した各ペレットを用い、2種2層キャスト成形機(40mmφ)により、成形温度250℃の条件で共押し出しし、ニップロールに通して(ニップ成形)、合計厚み100μmの2層フィルム6〜8、7C及び8Cを調製した。
第1層用の樹脂組成物のペレットを用いて、実施例1と同様に、フィルム成形性の評価を行った。また、得られた2層フィルムを用いて、実施例1と同様に、耐傷性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例1の「2.積層シート(S)の作製」で得た積層シートS1の層構成において、フィルム1(表面樹脂層)を、2層フィルム6〜8、7Cおよび8Cのいずれかの構成と同じ構成を有する2層フィルムに変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例6〜8、比較例7および8の積層シートS6〜S8、7C、8Cを得た。各積層シートの厚みは、いずれも100μmであった。
−インサート成型性−
得られた積層シートS6〜S8、7C、8Cのそれぞれについて、上記の評価2と同様にして真空成型法により展延加工して、立体形状を付与して成型体を得た。
上記のように真空成型して形状を付与された各積層シートを、インジェクション成型の金型にセットした。次いで、ABS樹脂(テクノポリマー(株)製、ABS170)をフィルム2(基材フィルム層)に向けて、250℃、金型温度50℃で射出して成型を行い、約5mmの肉厚を持った立体成型体を得た。得られた立体成型体について、下記評価基準により、インサート成型性(展延性)を評価した。評価結果を表2に示す。
A:外観に変化なく、良好な成型体であった。
B:成型体の表面の一部にシワの発生が見られた。
また、これらの樹脂組成物(R)により形成されたキャストフィルム及び2層フィルムは、耐傷性にも優れていた。このことは、実施例1〜8で作製した立体成型体は、耐傷性に優れていることを示す。
また、実施例1〜8の樹脂組成物(R)を表面樹脂層に適用した積層シート(S)は、成形加工時の展延性に優れていた。
なお、実施例1〜8の積層シート(S)は、アルミ蒸着細粉含有インキ(高輝度インキ)を用いて形成した意匠層を備えているため金属調の外観を有している。このような金属調の外観は、積層シート(S)の展延加工の前後において、シート表面の色調が変化した場合、意匠性を顕著に損なうことになる。しかし、実施例の積層シート(S)は、展延加工の前後においても色調の変化が視認できないことから、展延加工の前後において所望とする意匠性についても、良好に保持されていることが分かる。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のアイオノマー樹脂を含まない樹脂組成物を用いた比較例4は、耐傷性が顕著に劣っていた
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のアイオノマー樹脂及びオレフィン系重合体(B)を含まず、アイオノマー樹脂1を含む樹脂組成物を用いた比較例5は、樹脂組成物を積層シート(S)の表面樹脂層に適用し成型加工に供した際において、展延性に顕著に劣っていた。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のアイオノマー樹脂及びオレフィン系重合体(B)を含まず、ポリプロピレン樹脂を含む比較例6では、耐傷性に劣っていた。また、比較例6は、樹脂組成物を積層シート(S)の表面樹脂層に適用し成型加工に供した際において、展延性に顕著に劣っていた。
2層フィルムの第1層において、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のアイオノマー樹脂及びオレフィン系重合体(B)を含まず、ポリプロピレン樹脂を含む樹脂組成物を用いた比較例7では、耐傷性に劣っていた。
また、比較例7は、樹脂組成物を積層シート(S)の表面樹脂層に適用し成型加工に供した際において、良好な展延性が得られなかった。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のアイオノマー樹脂を含まない樹脂組成物を用いた比較例8は、耐傷性が劣っていた。
Claims (12)
- 基材フィルム層と、前記基材フィルム層の上に配置された表面樹脂層を有する積層シート(S)を含む立体成型体であって、前記表面樹脂層が、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)25質量%〜64質量%を中和したアイオノマー樹脂と、オレフィン系重合体(B)36質量%〜75質量%と、を含有し、前記アイオノマー樹脂の中和度は52%以上である、樹脂組成物(R)(但し、樹脂組成物(R)中の中和前の樹脂成分の合計を100質量%とする)を含む立体成型体。
- 前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)のメルトフローレートは、10g/10分〜100g/10分である、請求項1に記載の立体成型体。
- 更に、前記樹脂組成物(R)がポリアミド(C)を含有し、前記ポリアミド(C)の含有率は、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)、前記オレフィン系重合体(B)及び前記ポリアミド(C)の合計含有率に対して0.1質量%〜25質量%である、請求項1又は請求項2に記載の立体成型体(但し、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の含有率、前記オレフィン系重合体(B)の含有率及び前記ポリアミド(C)の含有率の合計を100質量%とする)。
- 前記オレフィン系重合体(B)は、エチレンの単独重合体である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)における不飽和カルボン酸に由来する構成単位の含有率は、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)の全構成単位に対して、6質量%〜20質量%である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記不飽和カルボン酸は(メタ)アクリル酸である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記中和度は75%以上である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記アイオノマー樹脂は、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)が金属イオンで中和されたアイオノマー樹脂であり、前記金属イオンは、亜鉛イオンである、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記樹脂組成物(R)は、少なくとも、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)と、金属イオン源と、を混合し、前記混合下で前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体(A)を金属イオンで中和させて得られたものである、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記基材フィルム層と前記表面樹脂層との間に意匠層を有する、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の立体成型体。
- 前記表面樹脂層と前記意匠層との間、及び、前記意匠層と前記基材フィルム層との間の少なくとも一方に接着剤層を有する、請求項10に記載の立体成型体。
- 前記基材フィルム層と前記表面樹脂層との間に意匠層を有し、
前記基材フィルム層は、透明フィルム、半透明フィルム又は着色フィルムにより形成され、
前記表面樹脂層と前記意匠層との間、及び、前記意匠層と前記基材フィルム層との間の少なくとも一方に、接着剤層を有する、
請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の立体成型体。
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