JP2021000737A - 化粧シート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以上の要求に対し、印刷加工適性、耐傷性、ラッピング加工時の表面均一性については、化粧シートを厚くしたり、弾性率を上昇させたりする必要があるが、これらはいずれも曲げ加工性を悪化させてしまい、トレードオフの関係にある。
また、高隠蔽性を発現させるためには無機顔料を高濃度化させる必要があり、この場合は弾性率を向上させることが困難であることから耐傷性の向上が困難となることがある。さらに、基材層表面の粉浮きや、層間密着性の低下が発生してしまうことがある。
ここで、造核剤ベシクルとは、単層膜の外膜を具備するカプセル状のベシクルに造核剤が内包された構成となっており、例えば超臨界逆相蒸発法によって調製することができる。また、造核剤とは結晶性ポリプロピレン樹脂中において結晶化の起点となる物質である。
ここで、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状及び構造等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
図1に示す実施形態の化粧シート10は、基材層1(原反層)だけの単層構造の場合の例である。
本実施形態の基材層1は、図1に示すように、スキン層1bとコア層1aとを含む着色ポリプロピレンフィルムから構成される。基材層1のコア層1aは、ポリプロピレン樹脂に着色のための無機顔料を混合してなる層である。基材層1のスキン層1bは、ポリプロピレン樹脂からなり、ナノサイズの造核剤を含有する。本実施形態では、造核剤は、外膜で包含されてベシクル化した造核剤ベシクルの状態でポリプロピレン樹脂に添加される。
スキン層1bは、マルテンス硬さが50N/mm2以上120N/mm2以下の範囲内であり、基材層1の厚さは40μm以上200μm以下の範囲内となっている。
必要に応じて、基材層1の一方の面に絵柄層2を形成(積層)して、意匠性を向上させてもよい。
また、化粧シート10は、基材層1の一方の面側に、透明樹脂層3及びトップコート層4の少なくとも一方の層が積層していてもよい。図2に例示した化粧シート10は、化粧シート10の一方の面に、絵柄層2、透明樹脂層3及びトップコート層4がこの順に積層した例である。透明樹脂層3又はトップコート層4の一方が省略されていてもよい。また、絵柄層2を省略してもよい。
ここで、透明樹脂層3及びトップコート層4の少なくとも一方の層には、意匠性の要求によっては、エンボスによる凹凸形状を付与してもよい。更に、耐傷性などの要求から、透明樹脂層3及びトップコート層4の少なくとも一方の層を複数層積層することも可能であり、その他、公知の他の層を配置する構成としてもよい。
本実施形態の化粧シート10の引張弾性率、特に基材層1単体の引張弾性率の範囲が、700MPa以上2000MPa以下の範囲内であることが好ましい。引張弾性率が700MPa未満の場合、印刷加工時の不具合を抑制することができない、もしくはラッピング加工時の表面平滑性を維持できないおそれがある。引張弾性率が2000MPaを超える場合、結晶性が高すぎるため、造核剤ベシクルを用いた場合でも、曲げ加工において白化や割れといった不具合が生じてしまうおそれがある。引張弾性率の好適な範囲は1000MPa以上1800MPa以下の範囲内である。引張弾性率をこの範囲内とすることで、印刷加工時の不具合、耐傷性、ラッピング加工時の表面平滑性、曲げ加工について、それぞれ優れた状態で両立することができる。
<基材層1>
基材層1は、コア層1aを中心として、その両面にスキン層1bを設けた3層構成の着色ポリプロピレンフィルムからなる。コア層1aはポリプロピレン樹脂を主原料とし、そのポリプロピレン樹脂に無機顔料が混合されて着色されている。また、スキン層1bはポリプロピレン樹脂からなり、無機顔料は含まれていない。
更に、基材層1のスキン層1bには、結晶性を上げるためにナノサイズの造核剤が添加されている。本実施形態では、ナノサイズの造核剤が、造核剤ベシクルの状態で添加される。
コア層1aに用いるポリプロピレン樹脂は、無機顔料の分散性を考慮し、柔軟性の高い、エチレンコンテンツを有するランダムポリプロピレン樹脂や、公知の非晶性ポリプロピレン樹脂をランダムポリプロピレン樹脂や結晶性の高いホモポリプロピレン樹脂に混合したものが好ましい。
スキン層1bに用いるポリプロピレン樹脂は、無機顔料の分散性を考慮する必要がないので、高結晶性ホモポリプロピレンを用いることが好ましいが、高結晶性ホモポリプロピレンに限定されない。曲げ加工などの加工性をより重視する用途においては、高結晶性ホモポリプロピレンに対し、例えば、所定の範囲内でエチレンコンテンツを有するランダムポリプロピレン樹脂や公知の非晶性ポリプロピレン樹脂を混合することができる。
着色ポリプロピレンフィルムからなる基材層1のスキン層1bは、マルテンス硬さが50N/mm2以上120N/mm2以下の範囲内に調整されている。
基材層1のスキン層1bのマルテンス硬さの好適な範囲は80N/mm2以上100N/mm2以下の範囲内である。スキン層1bのマルテンス硬さをこの範囲内とすることで、印刷加工時の不具合、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性、曲げ加工について、それぞれ優れた状態で両立することができる。
また、着色ポリプロピレンフィルムからなる基材層1の厚さは、40μm以上200μm以下の範囲内であることが重要である。
基材層1の厚さのより好適な範囲は、60μm以上150μm以下の範囲内である。基材層1の厚さがこの範囲内であれば、印刷加工時の不具合、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性、曲げ加工を十分な余裕を持って両立することができる。
コア層1aの厚さのより好適な範囲は、一方のスキン層1bの厚さに対し、コア層1aの厚さが10倍以上40倍以下の範囲内である。コア層1aの厚さをこの範囲内にすることで、隠蔽性、印刷加工時の不具合、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性、曲げ加工性を十分な余裕を持って両立することができる。
ポリプロピレン樹脂の結晶化温度は、一般的に100〜130℃の範囲内とされており、造核剤を添加すると110〜140℃の範囲内とされる。本実施形態の化粧シート10における着色ポリプロピレンフィルムのスキン層1bにおいては、この範囲内にある結晶化温度から硬化完了温度までの冷却時間を、公知の冷却プロセスによる制御で行うことによって、マルテンス硬さを50N/mm2以上120N/mm2以下の範囲内に調整している。また、高結晶性ホモポリプロピレン樹脂が30質量%未満の場合、結晶性が不足するため、冷却プロセスをコントロールしてもマルテンス硬さが好適な範囲より低くなってしまうことがある。
無機顔料は、隠蔽性を付与するための酸化チタンに代表される公知の無機顔料を用いることができる。着色用の無機顔料としては、例えば、鉄−亜鉛、クロム−アンチモン、鉄−アルミなどの複合酸化物、酸化鉄などが挙げられるが、これらは所望の色によって自由に配合を調整されるものである。また、無機顔料として、例えば、アルミフレークやパール顔料といった光輝材も添加することができる。また、無機顔料として、例えば、カーボンブラックのような有機顔料を併用しても構わない。
更に、分散性の向上や、押出適性を改善するために脂肪酸金属塩などの添加剤を加えても構わない。
また、基材層1のスキン層1bはナノサイズの造核剤を含んでいる。ナノサイズの造核剤は、単層膜の外膜を具備するベシクルに内包された、造核剤ベシクルの形でポリプロピレン樹脂に添加されて使用される。基材層1のスキン層1bは造核剤を含むため結晶化度を向上でき、基材層1の耐擦傷性(耐傷性)を向上することができる。なお、本実施形態において、基材層1のスキン層1bを構成する樹脂中の造核剤は、当該造核剤の一部を露出させた状態で、ベシクルに内包されていてもよい。
ナノサイズの造核剤は、平均粒径が可視光の波長領域の1/2以下であることが好ましく、具体的には、可視光の波長領域が400nm以上750nm以下の範囲内であるので、平均粒径が375nm以下であることが好ましい。
なお、造核剤ベシクルは、例えば、Bangham法、エクストルージョン法、水和法、界面活性剤透析法、逆相蒸発法、凍結融解法、超臨界逆相蒸発法などによって調製することができる。その中でも特に超臨界逆相蒸発法が好ましい。
本実施形態では、外膜がリン脂質のような生体脂質を含む物質から構成される造核剤ベシクルを、造核剤リポソームと称する。
外膜を構成するリン脂質としては、例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、カルジオピン、黄卵レシチン、水添黄卵レシチン、大豆レシチン、水添大豆レシチン等のグリセロリン脂質、スフィンゴミエリン、セラミドホスホリルエタノールアミン、セラミドホスホリルグリセロール等のスフィンゴリン脂質が挙げられる。
ここで、上記構成の造核剤ベシクルが、透明樹脂層3にも含有させていてもよい。
着色ポリプロピレンフィルム(基材層1)の表面には、化粧シート10に柄模様を付加するための絵柄層2を設けることができる。柄模様としては、例えば、木目模様、石目模様、砂目模様、タイル貼模様、煉瓦積模様、布目模様、皮絞模様、幾何学図形等を用いることができる。
更に、基材層1と絵柄層2との間には、目的とする意匠の程度に応じて下地ベタインキ層(不図示)を設けるようにしてもよい。下地ベタインキ層は、基材層1の全面を被覆するようにして設けられる。また、下地ベタインキ層は、隠蔽性等、必要に応じて2層以上の多層としてもよい。更に、絵柄層2は、求められる意匠を表現するために必要な分版の数だけ積層して形成してもよい。このように、絵柄層2と下地ベタインキ層とは、求められる意匠、つまり、表現したい意匠に応じて様々な組み合わせとなるが、特に限定されるものではない。
ここで、下地ベタインキ層及び絵柄層2は、例えば、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、静電印刷法、インクジェット印刷法等の各種印刷方法によって形成することができる。また、下地ベタインキ層は、基材層1の全面を被覆しているため、例えば、ロールコート法、ナイフコート法、マイクログラビアコート法、ダイコート法等の各種コーティング方法によっても形成することができる。これらの印刷方法、コーティング方法は、形成する層によって別々に選択してもよいが、同じ方法を選択して一括加工することが効率的である。
透明樹脂層3の主成分として用いる樹脂材料は、オレフィン系樹脂からなることが好適であり、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテンなどの他に、αオレフィン(例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4、4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、9−メチル−1−デセン、11−メチル−1−ドデセン、12−エチル−1−テトラデセンなど)を単独重合あるいは2種類以上を共重合させたものや、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、エチレン・エチルメタクリレート共重合体、エチレン・ブチルメタクリレート共重合体、エチレン・メチルアクリレート共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・ブチルアクリレート共重合体などのように、エチレン又はαオレフィンとそれ以外のモノマーとを共重合させたものが挙げられる。また、化粧シート10の表面強度の向上を図る場合には、基材層1のスキン層1bと同様に高結晶性のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。
ここで、本実施形態で主成分とは、特に特定が無い場合には、対象とする材料の90質量%以上を指す。
もっとも、透明樹脂層3の上にトップコート層4を設ける場合には、透明樹脂層3の層厚は50μm未満としてもよい。
なお、透明樹脂層3を構成する樹脂組成物には、必要に応じて熱安定剤、光安定化剤、ブロッキング防止剤、触媒捕捉剤、着色剤、光散乱剤及び艶調整剤などの各種機能性添加剤を含有させてもよい。これらの各種機能性添加剤は、周知のものから適宜選択して用いることができる。
更なる耐傷性の向上や艶の調整が必要な場合は、透明樹脂層3の表面にトップコート層4を設けることができる。
トップコート層4の主成分の樹脂材料としては、例えば、ポリウレタン系、アクリルシリコン系、フッ素系、エポキシ系、ビニル系、ポリエステル系、メラミン系、アミノアルキッド系、尿素系などの樹脂材料から適宜選択して用いることができる。樹脂材料の形態は、水性、エマルジョン、溶剤系など特に限定されるものではない。硬化法についても1液タイプ、2液タイプ、紫外線硬化法など適宜選択して行うことができる。
トップコート層4の層厚は3μm以上15μm以下の範囲内が好ましい。トップコート層4の層厚が3μm未満の場合、耐傷性の向上効果が低く、トップコート層4を設ける意義が少なくなってしまうことがある。トップコート層4の層厚が15μmを超える場合、曲げ加工時においてクラックや割れが生じてしまい、意匠上の問題や耐候性が悪化する問題が発生するおそれがある。
化粧シート10の製造例について説明する。
ベシクルに造核剤を内包させて当該造核剤をベシクル化してなる造核剤ベシクルを作製し、作製した造核剤ベシクルを、ポリプロピレン樹脂に添加してスキン層用の樹脂材料を作製する。また、ポリプロピレン樹脂に無機顔料を添加してコア層用の樹脂材料を作製する。
造核剤ベシクルは、例えば、超臨界逆相蒸発法によって単層膜を具備するベシクルに上記造核剤を内包させてベシクル化することで作製する。
上記の基材層用の樹脂材料を個別に加熱溶融し、押し出し成形などによって、厚さが40μm以上200μm以下の範囲内のシート状に成形して基材層1とする。
スキン層1bとコア層1aは別々に成形し、例えばドライラミネートを用いて貼り合わせて基材層1を作製することもできるが、押し出し成形時にTダイもしくはTダイ前のフィードブロックにて溶融樹脂を合流させ、共押し出し成形にて基材層1を作製するのが簡便であり、生産性が高い。
更に、必要に応じて、基材層1の上面に絵柄層2を印刷によって形成し、その上に透明樹脂層3及びトップコート層4の少なくとも一方の層を印刷によって形成する。
このとき、透明樹脂層3の厚さを50μm以上100μm以下の範囲内とし、トップコート層4の厚さを3μm以上15μm以下の範囲内とし、化粧シート10の総厚を100μm以上250μm以下の範囲内とすることが好ましい。
(1)本実施形態の化粧シート10は、無機顔料をポリプロピレン樹脂に混合してなるコア層1aと、コア層1aの両面にポリプロピレン樹脂からなるスキン層1bとを有する着色ポリプロピレンフィルムからなる基材層1を有し、基材層1のスキン層1bをポリプロピレン樹脂にナノサイズの造核剤を含有して形成し、その造核剤は、外膜で包含されてベシクル化した造核剤ベシクルの状態で添加され、基材層1のスキン層1bは、マルテンス硬さが50N/mm2以上120N/mm2以下の範囲内であり、基材層1の厚さが40μm以上200μm以下の範囲内である。
この構成によれば、ポリプロピレンの結晶化度を向上させる造核剤をベシクル化して造核剤ベシクルとして添加し、更にマルテンス硬さ及び膜厚を最適化することで、印刷加工適性(伸びにくさ等)、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性と曲げ加工性の両立が可能な化粧シート10を提供することができる。
この構成によれば、印刷加工適性(伸びにくさ等)、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性、高隠蔽性と曲げ加工性を、十分に余裕をもって両立させることができる。
(3)本実施形態の化粧シート10は、基材層1のスキン層1bへの造核剤ベシクルの添加量が、ポリプロピレン樹脂100質量部に対し、造核剤ベシクル中の造核剤に換算して0.05質量部以上0.5質量部以下の範囲内であることが好ましい。
この構成によれば、基材層1のスキン層1bを構成するポリプロピレン樹脂の結晶化度が十分に向上し、確実に必要な弾性率(硬度)を確保できるようになる。
この構成によれば、基材層1の主成分である樹脂材料とベシクルとの相溶性を良好なものとすることができる。
(5)本実施形態の化粧シート10は、基材層1の一方の面、例えば、基材層1のスキン層1bが形成された面に絵柄層2を積層されていることが好ましい。
この構成によれば、化粧シート10の意匠性を向上させることができる。
この構成によれば、ラッピング加工時においては木質基板の端面や積層部分への追従性が著しく悪くなり、接着力が不十分となることで、経時での剥離といった不具合を発生させることを抑制できる。
本実施形態では、図1に示すように、コア層1aの両面にスキン層1bが形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bについては、形成されていなくてもよい。基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bを備えない形態であっても、上述した効果は得られる。
また、基材層1(コア層1a)の両面に形成されたスキン層1bの厚さについては、互いに異なる厚さであってもよい。具体的には、基材層1の表面側の面に形成されたスキン層1bの厚さは、基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bの厚さよりも厚くてもよい。より好ましくは、基材層1の表面側の面に形成されたスキン層1bの厚さは、基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bの厚さの1.1倍以上3.0倍以下の範囲内である。基材層1の表面側の面に形成されたスキン層1bの厚さが上記数値範囲内にあれば、印刷加工適性(伸びにくさ等)、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性、高隠蔽性と曲げ加工性を、さらに余裕をもって両立させることができる。
また、スキン層1bは、ポリプロピレン樹脂に造核剤ベシクルを添加して形成したものであるが、このナノサイズの造核剤の添加量は、基材層1の表面側の面に形成されたスキン層1bと、基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bとで異なっていてもよい。例えば、ナノサイズの造核剤の添加量は、基材層1の表面側の面に形成されたスキン層1bの方が、基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bに比べて多くてもよい。具体的には、ナノサイズの造核剤の添加量は、基材層1の表面側の面に形成されたスキン層1bの方が、基材層1の基坂B側の面に形成されたスキン層1bに比べて、1.1倍以上3.0倍以下の範囲内であってもよい。ナノサイズの造核剤の添加量が上記数値範囲内にあれば、印刷加工適性(伸びにくさ等)、ラッピング加工時の表面平滑性、耐傷性、高隠蔽性と曲げ加工性を、さらに余裕をもって両立させることができる。
以下に、本実施形態の化粧シート10の具体的な実施例について説明する。
(造核剤ベシクルの製造方法)
まず、本実施例において用いた造核剤リポソームの製造方法を説明する。
造核剤リポソームは、前述の超臨界逆相蒸発法を用いて、メタノール100質量部、造核剤としてのリン酸エステル金属塩系造核剤(アデカスタブNA−21;ADEKA社製)70質量部、ベシクルの外膜を構成するリン脂質としてのホスファチジルコリン5質量部を60℃に保たれた高圧ステンレス容器に入れて密閉し、圧力が20MPaになるように当該容器内に二酸化炭素を注入して超臨界状態とする。その後、当該容器内を激しく攪拌するとともに、イオン交換水100質量部を注入する。温度と圧力を超臨界状態に保ちながら更に15分間攪拌混合後、二酸化炭素を容器から排出して大気圧に戻すことでリン脂質からなる単層膜の外膜を具備するベシクルに造核剤を内包する造核剤ベシクルを得た。
着色ポリプロピレンフィルムのコア層1aの原料として、エチレン成分を4%配合したメルトフローレート(MFR)が12g/10min(230℃)のランダムポリプロピレン樹脂60質量部に対し、無機顔料として酸化チタン顔料40質量部を配合したものと、スキン層1bの原料として、ペンタッド分率が97.8%、メルトフローレート(MFR)が15g/10min(230℃)、分子量分布MWD(Mw/Mn)が2.3の高結晶性ホモポリプロピレン樹脂50質量部に対し、エチレン成分を4%配合したメルトフローレート(MFR)が12g/10min(230℃)のランダムポリプロピレン樹脂50質量部、上述の造核剤ベシクルを造核剤として0.1質量部となるように添加したものとを、溶融押出機を用いて共押出成形して、コア層厚さ30μm、スキン層厚さ5μmの着色ポリプロピレンフィルムからなる基材層1を製膜した。こうして製膜した基材層1は、スキン層1b/コア層1a/スキン層1bの積層構造を備えたものである。
上述のコア層厚さを120μm、スキン層厚さを10μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ140μmの基材層1を製膜した。
(実施例3)
上述のコア層厚さを170μm、スキン層厚さを10μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ190μmの基材層1を製膜した。
(実施例4)
上述のコア層厚さを90μm、スキン層厚さを30μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ150μmの基材層1を製膜した。
上述のコア層厚さを140μm、スキン層厚さを7μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ154μmの基材層1を製膜した。
(実施例6)
上述のコア層厚さを150μm、スキン層厚さを3μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ156μmの基材層1を製膜した。
(実施例7)
上述のスキン層1bに添加する造核剤ベシクルを造核剤として0.05質量部とし、コア層厚さを140μm、スキン層厚さを10μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ160μmの基材層1を製膜した。
上述のスキン層1bに添加する造核剤ベシクルを造核剤として0.5質量部とした以外は実施例7と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ160μmの基材層1を製膜した。
(実施例9)
実施例1と同様に作成した、厚さ40μmの基材層1の両面にコロナ処理を施し、その一方に対して、2液硬化型ウレタンインキ(V180;東洋インキ製造(株)製)にて絵柄印刷を行って絵柄層2を形成した。更に、絵柄層2の表面に対して、2液硬化型ウレタントップコート(W184;DICグラフィックス社製、塗布量10g/m2)を塗布してトップコート層4を形成し化粧シート10を得た。
実施例2と同様に作成した、厚さ140μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
(実施例11)
実施例3と同様に作成した、厚さ190μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
(実施例12)
実施例4と同様に作成した、厚さ150μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
実施例5と同様に作成した、厚さ154μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
(実施例14)
実施例6と同様に作成した、厚さ156μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
実施例7と同様に作成した、厚さ160μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
(実施例16)
実施例8と同様に作成した、厚さ160μmの基材層1に対し、実施例9と同様にトップコート層4を形成し、化粧シート10を得た。
上述のコア層厚さを40μm、スキン層厚さを4μmとした以外は実施例1と同様に作成した、厚さ48μmの基材層1に対し、一方の面にコロナ処理を施して表面の濡れ張力を40dyn/cm以上とした。続いて、ペンタッド分率が97.8%、メルトフローレート(MFR)が15g/10min(230℃)、分子量分布MWD(Mw/Mn)が2.3の高結晶性ホモポリプロピレン樹脂を、溶融押出機を用いて押出成形して厚さ50μmの透明樹脂層3を作成し、その両面にコロナ処理を施して表面の濡れ張力を40dyn/cm以上とした。
続いて、基材層1のコロナ処理を施した面に対して、2液硬化型ウレタンインキ(V180;東洋インキ製造(株)製)にて絵柄印刷を行って絵柄層2を形成した。更に、絵柄層2の表面に対して、透明樹脂層3をドライラミネート用接着剤(タケラックA540;三井化学社製、塗布量2g/m2)からなる接着剤層を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、透明樹脂層3の表面に対してエンボス用の金型ロールを用いてエンボス模様を形成した後、当該エンボス模様を覆うように2液硬化型ウレタントップコート(W184;DICグラフィックス社製、塗布量3g/m2)を塗布してトップコート層4を形成し化粧シート10を得た。
上述のコア層厚さを100μm、スキン層厚さを10μmとした以外は実施例1と同様に作成した、厚さ120μmの基材層1に対し、一方の面にコロナ処理を施して表面の濡れ張力を40dyn/cm以上とした。続いて、ペンタッド分率が97.8%、メルトフローレート(MFR)が15g/10min(230℃)、分子量分布MWD(Mw/Mn)が2.3の高結晶性ホモポリプロピレン樹脂を、溶融押出機を用いて押出成形して厚さ70μmの透明樹脂層3を作成し、その両面にコロナ処理を施して表面の濡れ張力を40dyn/cm以上とした。
続いて、基材層1のコロナ処理を施した面に対して、2液硬化型ウレタンインキ(V180;東洋インキ製造(株)製)にて絵柄印刷を行って絵柄層2を形成した。更に、絵柄層2の表面に対して、透明樹脂層3をドライラミネート用接着剤(タケラックA540;三井化学社製、塗布量2g/m2)からなる接着剤層を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、透明樹脂層3の表面に対してエンボス用の金型ロールを用いてエンボス模様を形成した後、当該エンボス模様を覆うように2液硬化型ウレタントップコート(W184;DICグラフィックス社製、塗布量10g/m2)を塗布してトップコート層4を形成し化粧シート10を得た。
上述のコア層厚さを115μm、スキン層厚さを10μmとした以外は実施例1と同様に作成した、厚さ135μmの基材層1に対し、一方の面にコロナ処理を施して表面の濡れ張力を40dyn/cm以上とした。続いて、ペンタッド分率が97.8%、メルトフローレート(MFR)が15g/10min(230℃)、分子量分布MWD(Mw/Mn)が2.3の高結晶性ホモポリプロピレン樹脂を、溶融押出機を用いて押出成形して厚さ100μmの透明樹脂層3を作成し、その両面にコロナ処理を施して表面の濡れ張力を40dyn/cm以上とした。
続いて、基材層1のコロナ処理を施した面に対して、2液硬化型ウレタンインキ(V180;東洋インキ製造(株)製)にて絵柄印刷を行って絵柄層2を形成した。更に、絵柄層2の表面に対して、透明樹脂層3をドライラミネート用接着剤(タケラックA540;三井化学社製、塗布量2g/m2)からなる接着剤層を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、透明樹脂層3の表面に対してエンボス用の金型ロールを用いてエンボス模様を形成した後、当該エンボス模様を覆うように2液硬化型ウレタントップコート(W184;DICグラフィックス社製、塗布量15g/m2)を塗布してトップコート層4を形成し化粧シート10を得た。
上述のコア層厚さを75μm、スキン層厚さを30μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ135μmの基材層1を製膜した。
(実施例21)
上述のコア層厚さを165μm、スキン層厚さを3μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ171μmの基材層1を製膜した。
実施例1と同様だが、押出成形時の条件を調整し、マルテンス硬さを45N/mm2になるようにして、厚さ140μmの基材層1を製膜した。
(比較例2)
実施例1と同様だが、押出成形時の条件を調整し、マルテンス硬さを130N/mm2になるようにして、厚さ140μmの基材層1を製膜した。
(比較例3)
上述のコア層厚さを30μm、スキン層厚さを3μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ36μmの基材層1を製膜した。
上述のコア層厚さを200μm、スキン層厚さを10μmとした以外は実施例1と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ220μmの基材層1を製膜した。
(比較例5)
上述の造核剤ベシクルではなく、処理していない造核剤を用いた以外は実施例2と同様に、溶融押出機を用いて押出成形して厚さ140μmの基材層1を製膜した。
(比較例6)
上述の造核剤ベシクルを造核剤として0.02質量部となるように添加した以外は実施例2と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ140μmの基材層1を製膜した。
上述の造核剤ベシクルを造核剤として0.6質量部となるように添加した以外は実施例2と同様に、溶融押出機を用いて共押出成形して厚さ140μmの基材層1を製膜した。
(比較例8)
着色ポリプロピレンフィルムの原料として、エチレン成分を4%配合したメルトフローレート(MFR)が12g/10min(230℃)のランダムポリプロピレン樹脂60質量部に対し、無機顔料として酸化チタン顔料40質量部を配合したものを、溶融押出機を用いて押出成形して厚さ120μmの着色ポリプロピレンフィルムからなる基材層1を製膜した。
着色ポリプロピレンフィルムの原料として、エチレン成分を4%配合したメルトフローレート(MFR)が12g/10min(230℃)のランダムポリプロピレン樹脂80質量部に対し、無機顔料として酸化チタン顔料20質量部を配合したものを、溶融押出機を用いて押出成形して厚さ120μmの着色ポリプロピレンフィルムからなる基材層1を製膜した。
以上の実施例1〜21、比較例1〜9について、基材層1の状態確認、マルテンス硬さの測定、印刷加工時の不具合(印刷加工適性)、耐傷性、ラッピング加工時の平滑性(ラッピング加工時の表面均一性)、隠蔽性、及び曲げ加工適性の評価を行った。
ISO14577に準拠したマルテンス硬さ測定装置(フィッシャースコープHM2000;株式会社フィッシャー・インストルメンツ)を用いて測定を行った。サンプルは、測定時に基材層1以外の積層された樹脂層の影響を避けるために化粧シート10の断面から行った。具体的には、化粧シート10を冷間硬化タイプのエポキシ樹脂やUV硬化樹脂などの樹脂に包埋して十分に硬化させた後、化粧シート10の断面が現れるように切断して機械研磨を施すことにより測定面を得た。具体的な測定方法は、各サンプルの測定面における基材層1に対して圧子を押し込み、その押し込み深さと荷重からマルテンス硬さを算出する。測定条件は、試験力10mN、試験力負荷所要時間10秒、試験力保持時間5秒として測定を行った。算出した各サンプルのマルテンス硬さは表1に示す通りである。
絵柄層2をグラビア印刷機を用いてグラビア印刷により形成し、その際、基材層1が張力により伸びて、各色の積層時に見当がずれる不具合を印刷不具合として評価した。
全く見当調整不要な場合を「◎」、自動見当調整により簡便に調整可能な場合は「○」、見当調整に注意を要する場合は「△」、見当調整が不可能で印刷継続が不可能な場合を「×」とした。また、印刷中のフィルムが高い頻度で破断し、量産性に問題がある場合も「×」とした。なお、「△」以上の評価であれば印刷加工としては問題ない。
耐傷性については、鉛筆硬度試験を実施して評価した。鉛筆硬度試験においては、3Bの鉛筆を用い、化粧シート10に対して鉛筆の角度を45±1°に固定して、当該鉛筆に750kgの荷重を付加した状態でスライドさせて化粧シート10の表面状態を観察した(旧JIS規格 JISK5400に準拠)。試験は5回実施し、鉛筆の傷、跡について評価を行った。
全く傷や跡の見られない場合を「◎」、僅かに鉛筆の跡が見える場合を「○」、鉛筆の跡が見える場合を「△」、鉛筆の傷や着色ポリプロピレンフィルムの破れが見える場合を「×」とした。
なお、「○」以上の評価であれば、実用上の問題はない。また、「△」以上の評価であれば、例えば家具や人の触れない高い位置の垂直面などの用途に限定されるものの、問題は発生しない。「○」以上の評価であることが好ましい。
曲げ加工適性試験においては、基材層1として中質繊維板(MDF)の一方の面に対して、上記の方法により得られた実施例1〜21及び比較例1〜9の各化粧シート10をウレタン系の接着剤を用いて貼り付け、基材層1の他方の面に対して、反対側の化粧シート10にキズが付かないようにV型の溝を基材層1と化粧シート10とを貼り合わせている境界まで入れる。次に、化粧シート10の面が山折りとなるように基材層1を当該V型の溝に沿って90度まで曲げ、化粧シート10の表面の折れ曲がった部分に白化や亀裂などが生じていないかを光学顕微鏡を用いて観察し、曲げ加工性の状態について評価を行った。
白化や亀裂などが全く見られない場合を「◎」、一部に僅かに白化が見える場合を「○」、一部に白化が見える場合を「△」、全面に白化が見えるか一部に亀裂が見える場合を「×」とした。なお、「△」以上の評価であれば、実用上問題ないが、「〇」以上の評価であることが好ましい。
ラッピング加工時の表面均一性試験においては、基材層1として中質繊維板(MDF)2枚の間に板材もしくはパーティクルボードを3枚〜5枚貼り合わせた角材を用い、上記の方法により得られた実施例1〜21及び比較例1〜9の各化粧シート10をホットメルト接着剤を用いて、ラッピング加工により貼り付け、化粧板を得た。続いて、板材の端部に化粧シート10が貼り合わされた面を観察し、板材の凹凸や板材の貼り合せ部の段差などを起因とする表面凹凸があるか、目視にて観察を行った。さらに、得られた化粧板を温度80℃、湿度85%の環境下に1000時間放置し、同箇所の表面凹凸や、化粧シート10の剥がれについて確認した。
初期及び1000時間後も凹凸や段差が全く見えずに平滑な場合を「◎」、僅かに表面が荒れて見える場合を「○」、一部において凹凸や段差が見える場合を「△」、全面に凹凸や段差が見える場合を「×」、1000時間後に化粧シート10の剥がれが見られた場合を「××」とした。なお、「△」以上の評価であれば実用上問題ないが、「○」以上の評価であることが好ましい。
隠蔽性の評価においては、x−rite社の分光測色計(530JP/LP)を用い、BYK−GARDNER社製の隠蔽試験紙(byco−chart高明度2A)の白下地と黒下地で測定した色差で判断した。色差の値が小さいほど、隠蔽性が良好であると言え、隠蔽性が0.3未満の場合を「◎」、0.3以上0.5未満の場合を「〇」、0.5以上1.0未満の場合を「△」、1.0以上の場合を「×」とした。なお、「〇」以上の評価であれば、一般に用いられる基材全般について実用上問題ないが、「△」評価の場合は、一部基材には適さないものの、大多数の基材において実用上問題ない。「〇」以上の評価であることが好ましい。
基材層1の表面をウエスで往復10回擦り、ウエスに付着物があるか、基材層1の表面に変化がみられるかどうかを観察した。ウエスに付着物が無く、基材層1の表面に何も問題無い場合を「〇」、ウエスに付着物があり、基材層1の表面に光沢の変化が見られる場合を「×」とした。「×」の場合は基材層1に含まれる無機顔料が定着せずに剥がれていることを意味するため、単体で化粧シートとしても、透明樹脂層3又はトップコート層4を積層した化粧シート10としても、実使用には耐えられない。「〇」の評価である必要がある。
これらの評価結果を表1に示す。
また、比較例8では、コア層1aを単層で化粧シート10としたものである。要求される隠蔽性に合わせて無機顔料配合比を設定しているが、スキン層1bが無いことにより、基材層1の表面として不具合が生じてしまった。そこで、比較例9では、比較例8の構成で、基材層1表面としての不具合が出ないよう、無機顔料配合比を下げたものであるが、やはり、要求される隠蔽性を満足することはできなかった。
なお、本発明の化粧シートは、上記の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲において種々の変更が可能である。
1 基材層
1a コア層
1b スキン層
2 絵柄層
3 透明樹脂層
4 トップコート層
B 基板
Claims (9)
- 無機顔料とポリプロピレン樹脂とを含むコア層と、上記コア層の少なくとも一方の面に形成され、ポリプロピレン樹脂を含むスキン層とを有する基材層を備え、
上記スキン層を、単層膜の外膜を具備するベシクルにナノサイズの造核剤が内包された造核剤ベシクルを添加して形成し、
上記スキン層のマルテンス硬さが50N/mm2以上120N/mm2以下の範囲内であり、
上記基材層の厚さが40μm以上200μm以下の範囲内であることを特徴とする化粧シート。 - 上記スキン層の少なくとも一方の層厚に対し、上記コア層の層厚が3倍以上50倍以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載した化粧シート。
- 上記造核剤ベシクルの添加量が、上記ポリプロピレン樹脂100質量部に対し、上記造核剤ベシクル中の造核剤に換算して0.05質量部以上0.5質量部以下の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した化粧シート。
- 上記造核剤ベシクルが、リン脂質を含む外膜を備える造核剤リポソームであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載した化粧シート。
- 上記基材層の一方の面に絵柄層が積層されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載した化粧シート。
- 上記基材層の一方の面側に、透明樹脂層及びトップコート層の少なくとも一方の層が積層され、
化粧シートの総厚が100μm以上250μm以下の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載した化粧シート。 - 上記造核剤ベシクルは、超臨界逆相蒸発法によって単層膜を具備するベシクルに上記造核剤を内包させてベシクル化したものであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載した化粧シート。
- 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載した化粧シートの製造方法であって、
ベシクルに造核剤を内包させて当該造核剤をベシクル化してなる造核剤ベシクルを作製し、ポリプロピレン樹脂に上記作製した造核剤ベシクルを添加した樹脂材料を用いて、マルテンス硬さが50N/mm2以上120N/mm2以下の範囲内となるように、上記スキン層を上記コア層の少なくとも一方の面に形成し、厚さが40μm以上200μm以下の範囲内の上記基材層を作製することを特徴とする化粧シートの製造方法。 - 上記基材層の一方の面側に、透明樹脂層及びトップコート層の少なくとも一方の層を積層し、上記透明樹脂層及び上記トップコート層を設ける場合、上記透明樹脂層の厚さを50μm以上100μm以下の範囲内とし、上記トップコート層の厚さを3μm以上15μm以下の範囲内とし、化粧シートの総厚を100μm以上250μm以下の範囲内とすることを特徴とする請求項8に記載した化粧シートの製造方法。
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