JP2024033069A - 成形加飾用積層体 - Google Patents
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- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
前記表面保護層が、少なくとも第1表面保護層と第2表面保護層とを基材側からこの順に有し、
前記第1表面保護層が、バインダー樹脂(A1)、ポリイソシアネート(B1)、及び、紫外線吸収剤(C1)を含む樹脂組成物からなり、
前記第2表面保護層が、バインダー樹脂(A2)、ポリイソシアネート(B2)、及び、紫外線吸収剤(C2)を含む樹脂組成物からなり、
前記バインダー樹脂(A2)が、シリコーン系アクリル樹脂(a2)を、バインダー樹脂(A2)の全質量中50質量%以上含有し、
前記バインダー樹脂(A2)のガラス転移温度が50℃以上であり、
前記バインダー樹脂(A1)のガラス転移温度が、バインダー樹脂(A2)のガラス転移温度よりも低い、成形加飾用積層体に関する。
明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限りこれらの内容に限定されない。
本発明の成形加飾用積層体は、基材上に少なくとも第1表面保護層と第2表面保護層をこの順に有し、第1表面保護層に含まれるバインダー樹脂(A1)のガラス転移温度が、第2表面保護層に含まれるバインダー樹脂(A2)のガラス転移温度よりも低い。このような段階的な構成にすることにより、積層体全体の延伸性が良好となり、加工性が向上する。
本発明で使用する基材は、主にフィルム又はシート状のものである。基材を構成する材料に限定はないが、樹脂製基材(プラスチック基材)が好適である。樹脂製基材を構成する樹脂の種類としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、6-ナイロン、6,6-ナイロン等のポリアミド樹脂、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース等のセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂等が挙げられ、これらの熱可塑性樹脂から1種又は2種以上から選ばれた混合物を用いて得られることが好ましい。また、コロナ処理などの表面処理が施されていてもよく、上記熱可塑性樹脂に着色剤が混練された着色基材を用いてもよい。当該着色剤は特に限定はなく、公知の有機顔料、無機顔料などを適宜使用できる。
表面保護層は、基材上に積層された層であり、最表面に位置することが好ましい。本発明において、表面保護層は、基材側の第1表面保護層と表面側の第2表面保護層を含む。
なお、表面保護層は、無色透明、有色透明、半透明等、透視可能な程度の透明性を有するものであることが好ましい。透明性を有することで、有色基材を用いた場合や、基材と表面保護層の間に印刷層(絵柄層)を設けた場合に意匠性を付与することができる。
また、第1表面保護層の膜厚は、2~15μmであることが好ましく、第2表面保護層の膜厚は、1~10μmであることが好ましい。加工性の観点から、ガラス転移温度がより低く柔軟なバインダー樹脂を含む第1表面保護層の膜厚が、第2表面保護層の膜厚よりも大きいことが好ましい。
第1表面保護層は、基材と接していることが好ましい。第1表面保護層は、バインダー樹脂(A1)、ポリイソシアネート(B1)、及び、紫外線吸収剤(C1)を含む樹脂組成物からなる。バインダー樹脂(A1)は特に限定されず、公知の表面保護層等で使用されている樹脂成分を採用することができ、例えば、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系等が挙げられる。また、必要に応じて、表面保護層の艶調整、表面の耐久性の向上等の目的で、無機系充填剤等を配合することもできる。
第1表面保護層に用いるバインダー樹脂(A1)のガラス転移温度は、後述する第2表面保護層のバインダー樹脂(A2)のガラス転移温度よりも低いことが必要であり、50~100℃であるとより好ましい。ガラス転移温度が50℃以上であると耐候性が良好であり、100℃以下であると加工性が良好である。
ポリイソシアネート(B1)は、芳香族系と脂肪族系に分けられ、さらにイソシアヌレート系ポリイソシアネート、アダクト系ポリイソシアネート、ビューレット系ポリイソシアネート、アロファネート系ポリイソシアネートなどに分けられるが、本発明においては耐候性、延伸性の観点から、脂肪族系のイソシアヌレ―ト系ポリイソシアネート、及び/又は、アダクト系ポリイソシアネートを用いることが好ましい。ポリイソシアネートは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。イソシアヌレート系ポリイソシアネートとはジイソシアネートが3量体となって環化した構造を有するポリイソシアネートをいう。アダクト系ポリイソシアネートとはエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどの水酸基を有する化合物の水酸基にジイソシアネートが付加した構造を有するポリイソシアネートをいう。
本発明において紫外線吸収剤(C1)は公知のものを用いることができる。紫外線吸収剤(C1)としては、例えばベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができ、共重合タイプのものを使用することもできる。中でも、トリアジン系の紫外線吸収剤を用いると耐候性が良好となり好ましい。
第2表面保護層は、積層体の最外層に位置することが好ましい。第2表面保護層は、バインダー樹脂(A2)、ポリイソシアネート(B2)、及び、紫外線吸収剤(C2)を含有し、前記バインダー樹脂(A2)のガラス転移温度は、50℃以上である。
バインダー樹脂(A2)は、シリコーン系アクリル樹脂(a2)を、バインダー樹脂(A2)の全質量中50質量%以上含有する。
バインダー樹脂(A2)は、後述するポリイソシアネートとの反応性の観点から、水酸基を有することが好ましい。
シリコーン系アクリル樹脂としては、例えば、メタクリル変性の反応性シリコーンオイルと、その他の重合性アクリルモノマーとを共重合したものを用いることができる。ここでいう「アクリルモノマー」とは、アクリル基またはメタクリロイル基を有するモノマーを意味する。シリコーン系アクリル樹脂の合成時に、紫外線吸収剤を共重合させることもできるが、耐候性の観点から、紫外線吸収剤は共重合させずに使用する方が好ましい。
ポリイソシアネート(B2)は、本発明の表面保護層において上記のシリコーン系アクリル樹脂と作用し、基材層との密着性や耐候性、延伸性を向上させる。ポリイソシアネート(B2)は、芳香族系と脂肪族系に分けられ、さらにイソシアヌレート系ポリイソシアネート、アダクト系ポリイソシアネート、ビューレット系ポリイソシアネート、アロファネート系ポリイソシアネートなどに分けられるが、本発明においては耐候性、延伸性の観点から、脂肪族系のイソシアヌレ―ト系ポリイソシアネート、及び/又は、アダクト系ポリイソシアネートを用いることが好ましい。ポリイソシアネートは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。イソシアヌレート系ポリイソシアネートとはジイソシアネートが3量体となって環化した構造を有するポリイソシアネートをいう。アダクト系ポリイソシアネートとはエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどの水酸基を有する化合物の水酸基にジイソシアネートが付加した構造を有するポリイソシアネートをいう。
本発明において紫外線吸収剤(C2)は公知のものを用いることができる。紫外線吸収剤(C2)としては、例えばベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができ、中でも、トリアジン系の紫外線吸収剤を用いると耐候性が良好となり好ましい。紫外線吸収剤をバインダー樹脂に共重合させたものを使用することもできるが、耐候性の観点から、紫外線吸収剤は共重合させずに使用する方が好ましい。
本発明の成形加飾用積層体は、基材に表面保護層となる樹脂組成物を印刷後、溶剤などの揮発成分を乾燥させることで製造することができる。例えば、基材に第1表面保護層を印刷、乾燥後、さらに第2表面保護層を印刷、乾燥する。この印刷及び乾燥工程を繰り返すことで、さらに多層の表面保護層を形成することができる。
なお、上記の方法により得られた成形加飾用積層体は、接着剤等を介して用途に応じてパーティクルボード、MDF(中密度繊維板)等の木質基材、アルミニウム鈑、鋼鈑等の金属基材等に貼合され、化粧材とすることができる。
本発明は基材層と表面保護層とをこの順に有していればよく、他の層を有していてもよい。他の層としては、基材と表面保護層との間に設ける絵柄層や熱可塑性樹脂層、アンカーコート層、基材裏面のプライマー層等が挙げられる。
本発明において、表面保護層を形成する樹脂組成物には、溶剤を含有させることができる。溶剤としては、以下に限定されるものではないが、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、グリコールモノアルキルエーテル系溶剤などが挙げられ、これらは1種又は2種以上の組み合わせで用いられる。
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチルなどが挙げられる。ケトン系溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。アルコール系溶剤としては、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、t-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール等が挙げられる。グリコール溶剤としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールその他のアルキレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールその他のジアルキレングリコール、トリプロピレングリコール、トリエチレングリコールその他のトリアルキレングリコールなどが挙げられる。グリコールモノアルキルエーテル溶剤としてはプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、その他のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、その他のジプロピレンモノアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、その他のトリプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、その他のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
本発明において、表面保護層を形成する樹脂組成物には、必要に応じて添加剤を含有させることができる。添加剤としては、例えば、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色剤、難燃剤、抗菌剤、防黴剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、滑剤、減摩剤及び艶調整剤等の各種添加剤が挙げられる。
表面保護層を形成する樹脂組成物は、任意の印刷方式で印刷を行うことができ、特段の制限はない。中でもグラビア印刷が好適に使用できる。樹脂組成物は、必要に応じて溶剤を用い、粘度を10~1000mPa・sに調整することが印刷作業性の点から望ましい。当該粘度は、JISZ8803:2011に記載の方法により得られた値を表し、B型粘度計での25℃における測定値である。
重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定によるポリスチレン換算の値。合成樹脂の固形分が0.2~0.3%になるようにテトラヒドロフランに溶解させ、Shodex製GPC-104(カラム番号LF-404、分子量測定範囲約300~約200万)により重量平均分子量を測定した。
シリコーン系アクリル樹脂、及び、アクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、FOX式を用いて反応性シリコーンオイル以外のアクリルモノマーの重合比から算出した。
ウレタン樹脂のガラス転移温度(Tg)は、DSC(示差走査熱量測定測定)により求めた。測定機は株式会社リガク製DSC8231を使用し、測定温度範囲-70~250℃、昇温速度10℃/分、DSC曲線におけるガラス転移に基づく吸熱開始温度と終了温度との中点をガラス転移温度とした。
反応容器にメタクリル酸メチル(以下「MMA」)77部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(以下「2-HEMA」)13部、反応性シリコーンオイル(JNC社製、サイラプレーンFM-0711)10部、メチルエチルケトン(以下「MEK」)168部、酢酸n-ブチル42部及びアゾビスイソブチロニトリル(以下「AIBN」)0.6部を加えて混合し、窒素ガス雰囲気化、75℃で8時間重合し、シリコーン系アクリル樹脂AP1を得た。得られた樹脂溶液の固形分は32%、ガラス転移温度は97℃、重量平均分子量Mwは120,000であった。
表1記載の原料を使用する以外は、合成例1と同様の方法によりシリコーン系アクリル樹脂AP2~AP5、アクリル樹脂AP6~9を得た。なお、重量平均分子量の調整にあたり適宜AIBNの添加量を調整した。
LMA:ラウリルメタクリレート
IBOMA:メタクリル酸イソボルニル
MAA:メタクリル酸
シリコーン系アクリル樹脂(AP1)を70部、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤(ADEKA社製、アデカスタブLA46)を1.8部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(ダブル・ボンド・ケミカル社製、ChisorbP、Chisorb5411)を1.8部、光安定剤(BASF社製、Tinuvin123)を0.9部、酢酸エチル/MEK=50/50の溶液25.5部(表2の配合組成)を混合し、ディスパ―で30分間攪拌し、表面保護層組成物T1とした。
表2記載の原料を使用する以外は、配合例1と同様の方法により、表面保護層組成物T2~T11を得た。
・バインダー樹脂
品名:TCOAT-BC4078(トーヨーケム社製、シリコーン系でないアクリル樹脂)
固形分40%、ガラス転移温度98℃、重量平均分子量Mw36,000
表3記載の原料を使用する以外は、配合例1と同様の方法により混合し、表面保護層組成物B1~B5、M1を得た。
・PU
品名:KU-1300NT(トーヨーケム社製ポリウレタン)
固形分30%、ガラス転移温度-15℃、重量平均分子量Mw53,000
・紫外線吸収剤
品名:アデカスタブLA46(ADEKA社製)
・光安定剤
品名:Tinuvin477(BASF社製)
<第1表面保護層の印刷>
表面保護層組成物(B1)100部に対し、下記のポリイソシアネート(硬化剤A)を10部配合後、混合溶剤(酢酸エチル/MEK=50/50)により、粘度が10秒(25℃、ザーンカップNo.4)となるように希釈混合し、基材(P2161、東洋紡績株式会社製)上に、グラビア印刷方式で乾燥後の膜厚が6μmとなるように印刷速度80m/分で印刷した。
・硬化剤Aの配合
品名:デュラネートE502-80B(旭化成株式会社製)
配合:50部
品名:BASONAT HI100(BASF社製)
配合:50部
表面保護層組成物(T1)100部に対してポリイソシアネート(硬化剤A)を10部配合後、混合溶剤(酢酸エチル/MEK=50/50)により、粘度が10秒(25℃、ザーンカップNo.4)となるように希釈混合し、第1表面保護層上に、グラビア印刷方式で乾燥後の膜厚が3μmとなるように印刷速度80m/分で印刷し、印刷物C1を得た。
(表面保護層組成物T1~T11、B1~B5を使用した印刷物]
上記で得られた表面保護層組成物T1~T11、B1~B5を用いて、表4~6記載の組成となるように、印刷物C1と同様の方法で、印刷物C2、4~C22を得た。
・硬化剤Bの配合
品名:デュラネートE502-80B(旭化成株式会社製)
配合:50部
品名:タケネートD110N(三井化学株式会社製)
配合:50部
上記で得られた表面保護層組成物T1、M1、B1を用いて、表4記載の組成となるように、印刷物C3を得た。なお、印刷物C3には、第1表面保護層と第2表面保護層との間に中間表面保護層を設けた。第1表面保護層を、印刷物C1と同様の方法で印刷した後、表面保護層組成物(M1)100部に対してポリイソシアネート(硬化剤A)を10部配合後、混合溶剤(酢酸エチル/MEK=50/50)により、粘度が10秒(25℃、ザーンカップNo.4)となるように希釈混合し、第1表面保護層上に、グラビア印刷方式で乾燥後の膜厚が3μmとなるように印刷速度80m/分で印刷し、中間表面保護層を設けた。その後、第2表面保護層を、中間表面保護層上に、印刷物C1と同様の方法で印刷し、印刷物C3を得た。
上記実施例及び比較例で得られた印刷物について下記評価を行い、表4~6に結果を示した。
なお、印刷物を40℃にて72時間保持し、硬化皮膜形成後に評価を行った。
実施例1~14及び比較例1~9で得られた印刷物について、ダイプラ・メタルウェザー試験機(番号0000、ダイプラ・ウィンテス株式会社製)による耐候性試験を行った。耐候性試験の試験条件を以下に示す。
(1)Light(照度70mW/cm2、ブラックパネル温度53℃、湿度50%RH)20時間
(2)Dew(ブラックパネル温度30℃、湿度98%RH)4時間
(前後にシャワー30秒)
上記の(1)、(2)を1サイクル(24時間)として試験実施。
評価方法:サンプル外観(クラック、黄変、白化)の目視評価とし、外観変化が起こった時間を記録。
5:1400時間以上
4:1000時間以上1400時間未満
3:800時間以上1000時間未満
2:400時間以上800時間未満
1:0時間以上400時間未満
実用上使用可能な評価は3~5である。
実施例1~14及び比較例1~9で得られた印刷物について、万能試験機(IM―21X型、株式会社インテスコ)による延伸性評価を行った。サンプル作製条件及び評価方法を以下に示す。
サンプル作製条件:試料裁断器(SDL-100、株式会社ダンベル)により印刷物をJISK6251記載のダンベル状2号型に切断する。
評価方法:室温にて万能試験機(IM―21X型、株式会社インテスコ)によりサンプル3.0cmから延伸し、サンプルにクラックが入るときの延伸率を記録。
5:延伸率35%以上
4:延伸率25%以上35%未満
3:延伸率15%以上25%未満
2:延伸率5%以上15%未満
1:延伸率0%以上5%未満
実用上使用可能な評価は3~5である。
Claims (9)
- 基材上に、表面保護層を有する成形加飾用積層体であって、
前記表面保護層が、少なくとも第1表面保護層と第2表面保護層とを基材側からこの順に有し、
前記第1表面保護層が、バインダー樹脂(A1)、ポリイソシアネート(B1)、及び、紫外線吸収剤(C1)を含む樹脂組成物からなり、
前記第2表面保護層が、バインダー樹脂(A2)、ポリイソシアネート(B2)、及び、紫外線吸収剤(C2)を含む樹脂組成物からなり、
前記バインダー樹脂(A2)が、シリコーン系アクリル樹脂(a2)を、バインダー樹脂(A2)の全質量中50質量%以上含有し、
前記バインダー樹脂(A2)のガラス転移温度が50℃以上であり、
前記バインダー樹脂(A1)のガラス転移温度が、バインダー樹脂(A2)のガラス転移温度よりも低い、成形加飾用積層体。 - 表面保護層の膜厚が、3~20μmである、請求項1に記載の成形加飾用積層体。
- 第2表面保護層中のバインダー樹脂(A2)のガラス転移温度が、160℃以下である、請求項1又は2に記載の成形加飾用積層体。
- 第2表面保護層中のシリコーン系アクリル樹脂(a2)の重量平均分子量が、50,000~200,000である、請求項1又は2に記載の成形加飾用積層体。
- 第2表面保護層中のバインダー樹脂(A2)が有するOH基と、第2表面保護層中のポリイソシアネート(B2)が有するNCO基との当量比率が、NCO/OH =1.0~3.0である、請求項1又は2に記載の成形加飾用積層体。
- ポリイソシアネート(A1)、及び/又は、ポリイソシアネート(A2)が、脂肪族系ポリイソシアネートである、請求項1又は2に記載の成形加飾用積層体。
- 紫外線吸収剤(B1)、及び/又は、紫外線吸収剤(B2)が、ヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤を含む、請求項1又は2に記載の成形加飾用積層体。
- 請求項1又は2記載の成形加飾用積層体を具備する、建材用シート。
- 請求項1又は2記載の成形加飾用積層体を具備する、自動車内外装用シート又はフィルム。
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2022
- 2022-08-30 JP JP2022136452A patent/JP2024033069A/ja active Pending
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