JP2024052608A - ポリ塩化ビニルフィルム及び加飾フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】耐候性及び透明性に優れたポリ塩化ビニルフィルム、並びに、該ポリ塩化ビニルフィルムを含む加飾フィルムを提供する。【解決手段】ポリ塩化ビニルと、トリアジン系紫外線吸収剤と、ヒンダードアミン系光安定剤とを含む塩化ビニルフィルムであって、好ましくは、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子に水素基、アルキル基又はアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含む。【選択図】 図1
Description
本開示は、ポリ塩化ビニルフィルム及び加飾フィルムに関する。
従来、装飾及び保護のために、基材の表面に加飾フィルムを貼り付けることが行われている。加飾フィルムとしては、ポリ塩化ビニルフィルムを含むものが挙げられる。ポリ塩化ビニルフィルムには、光安定剤が配合されることがある。
例えば、特許文献1には、塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、(A)成分として、下記一般式(1)、xZnO・ZnPHO3・yH2O(1)で表され、xは0.1~20の数を表し、yは0または正の数である塩基性亜リン酸亜鉛を0.01~10.0質量部、(B)成分として、ヒンダードアミン系光安定剤を0.01~10.0質量部、(C)成分として、可塑剤を30~100質量部、含有することを特徴とする防水シート用塩化ビニル系樹脂組成物が開示されている。
ポリ塩化ビニルフィルムは、長期間屋外で用いると変色することがあった。特に、ポリ塩化ビニルフィルムを加飾フィルムに用いる場合には、美観を損ねないように優れた透明性が要求されることから、長期間屋外で使用しても透明性が維持できるポリ塩化ビニルフィルムが求められていた。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、耐候性及び透明性に優れたポリ塩化ビニルフィルム、並びに、該ポリ塩化ビニルフィルムを含む加飾フィルムを提供することを目的とする。
(1)本発明の一実施形態は、ポリ塩化ビニルと、トリアジン系紫外線吸収剤と、ヒンダードアミン系光安定剤とを含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(2)本発明のある実施形態は、上記(1)の構成に加え、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記式で表されるpKbが、8.0以上であるポリ塩化ビニルフィルムである。
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数)
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数)
(3)本発明のある実施形態は、上記(1)の構成に加え、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記式で表されるpKbが、9.5以上であるポリ塩化ビニルフィルムである。
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数)
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数)
(4)本発明のある実施形態は、上記(1)~(3)のいずれかの構成に加え、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子に水素基、アルキル基又はアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(5)本発明のある実施形態は、上記(1)~(3)のいずれかの構成に加え、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記化学式(1)で表される化合物を含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(6)本発明のある実施形態は、上記(1)~(5)のいずれかの構成に加え、上記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.1質量部以上、2質量部以下であるポリ塩化ビニルフィルムである。
(7)本発明のある実施形態は、上記(1)~(6)のいずれかの構成に加え、上記トリアジン系紫外線吸収剤は、2,4,6-トリフェニル-1,3,5-トリアジン骨格を有し、かつ上記骨格に水酸基が1つのみ結合した分子構造を有する化合物を含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(8)本発明のある実施形態は、上記(7)の構成に加え、上記トリアジン系紫外線吸収剤は、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、又は、2-[4,6-ビス(1,1′-ビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-[(2-エチルヘキシル)オキシ]フェノールを含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(9)本発明のある実施形態は、上記(1)~(8)のいずれかの構成に加え、上記トリアジン系紫外線吸収剤の含有量は、上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.5質量部以上、3.0質量部以下であるポリ塩化ビニルフィルムである。
(10)本発明のある実施形態は、上記(1)~(3)のいずれかの構成に加え、上記トリアジン系紫外線吸収剤は、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノールを含み、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記化学式(1)で表される化合物を含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(11)本発明のある実施形態は、上記(1)~(10)のいずれかの構成に加え、更に、脂肪族金属塩を含む熱安定剤を含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(12)本発明のある実施形態は、上記(1)~(11)のいずれかの構成に加え、更に、脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤を含むポリ塩化ビニルフィルムである。
(13)本発明の他の実施形態は、上記(1)~(12)のいずれかに記載のポリ塩化ビニルフィルムと、粘着剤層とを含むことを特徴とする加飾フィルムである。
本発明によれば、耐候性及び透明性に優れたポリ塩化ビニルフィルム、並びに、該ポリ塩化ビニルフィルムを含む加飾フィルムを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に記載された内容に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で適宜設計変更を行うことが可能である。
実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、ポリ塩化ビニルと、トリアジン系紫外線吸収剤と、ヒンダードアミン系光安定剤とを含むポリ塩化ビニルフィルムである。ポリ塩化ビニルに対して、ヒンダードアミン系光安定剤とトリアジン系紫外線吸収剤とを併用することで、効果的に耐候性を向上させることができる。その理由を以下に説明する。
ポリ塩化ビニルフィルムに光(紫外線)が当たると、ポリ塩化ビニルから水素原子が引き抜かれ、塩化水素が発生し、ラジカルが生成される。酸素が付加した含酸素ラジカルの生成を伴って連鎖的に反応が進行し、ポリ塩化ビニルの酸化劣化が起こる。ヒンダードアミン系光安定剤は、ラジカルを捕捉することで、連鎖的に酸化劣化が進行することを抑制する。ヒンダードアミン系光安定剤は、光酸化の激しいポリ塩化ビニルフィルムの表面付近で作用する。
一方で、紫外線吸収剤は、ポリ塩化ビニルフィルムの表面及び内部で紫外線を吸収し、主に無害な熱として発散することで、ポリ塩化ビニルフィルムの劣化を抑制する。ここで、紫外線吸収剤は、ポリ塩化ビニルフィルムの表面付近では紫外線吸収量が少なく、フィルムの内部に行くに従って紫外線吸収効果が高くなる。そのため、ヒンダードアミン系光安定剤と紫外線吸収剤とを併用することで、ポリ塩化ビニルフィルムの表面付近と内部の全体で酸化劣化を抑制することができる。
<ポリ塩化ビニル(PVC)>
上記ポリ塩化ビニルとしては、例えば、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビニルと共重合可能な他の単量体と塩化ビニルとの共重合体を挙げることができる。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;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル等の(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を挙げることができる。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。なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方」を表す。
上記ポリ塩化ビニルとしては、例えば、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビニルと共重合可能な他の単量体と塩化ビニルとの共重合体を挙げることができる。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;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル等の(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を挙げることができる。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。なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方」を表す。
上記共重合体における上記共重合可能な他の単量体の含有量は、通常、50質量%以下であり、好ましくは10質量%以下である。上記ポリ塩化ビニルのなかでも、寸法安定性に優れる点から、塩化ビニルの単独重合体が好ましい。
上記ポリ塩化ビニルの平均重合度は800~1300が好ましい。なお、本発明において、ポリ塩化ビニルの平均重合度は、JIS K 6721「塩化ビニル系樹脂試験方法」に準拠して測定した平均重合度を意味する。上記平均重合度が1300を超えると、ポリ塩化ビニルフィルムの伸びが不十分となるおそれがある。
<ヒンダードアミン系光安定剤>
ヒンダードアミン系光安定剤は、構造中にヒンダードアミンを含み、紫外線等の光照射によって生じたラジカルを捕捉(トラップ)することで、フィルム等の劣化を抑制する化合物である。上記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子に、水素基、アルキル基又はアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含んでもよい。更に、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子にアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含むことが好ましい。
ヒンダードアミン系光安定剤は、構造中にヒンダードアミンを含み、紫外線等の光照射によって生じたラジカルを捕捉(トラップ)することで、フィルム等の劣化を抑制する化合物である。上記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子に、水素基、アルキル基又はアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含んでもよい。更に、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子にアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含むことが好ましい。
上記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記化学式(1)~(6)のいずれかで表される化合物を含んでもよい。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。
上記化学式(1)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、ADEKA社製の「アデカスタブ(登録商標)LA-81」(pKb=11.6、重量平均分子量=681)等が挙げられる。
上記化学式(2)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、ADEKA社製の「アデカスタブ LA-77Y」(pKb=5.0、重量平均分子量=481)等が挙げられる。
上記化学式(3)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、ADEKA社製の「アデカスタブ LA-63P」(pKb=5.5、重量平均分子量=約2000)等が挙げられる。
上記化学式(4)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、ADEKA社製の「アデカスタブ LA-72」等が挙げられる。
上記化学式(5)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、BASFジャパン社製の「Tinuvin(チヌビン)123」(pKb=9.6、重量平均分子量=737)等が挙げられる。
上記化学式(6)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、BASFジャパン社製の「Tinuvin152」(pKb=7.0、9.4、重量平均分子量=756.6)等が挙げられる。
上記ヒンダードアミン系光安定剤としては、BASFジャパン社製の「Tinuvin249」(pKb=8.0)が挙げられる。
上記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記式で表されるpKbが、8.0以上であることが好ましく、9.5以上であることがより好ましく、11.0以上が更に好ましい。pKbの値が小さいほど塩基性が高く、pKbの値が大きいほど塩基性が低いことを意味する。上記pKbは、PHメーターで測定した値から算出できる。上記pKbの上限は例えば15.0である。
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数)
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数)
上述のように、ポリ塩化ビニルフィルムに光(紫外線)が当たると、ポリ塩化ビニルから水素原子が引き抜かれ、塩化水素が発生し、ラジカルが生成されて酸化劣化が進行するが、塩基性が高い環境下であると、塩化水素がHALSと反応しやすく、酸化劣化が進行しやすい。そのため、塩基性の低いHALSを用いることで、塩化水素との反応を抑制して、酸化劣化の進行を抑制することができる。
ポリ塩化ビニルフィルムを長期間屋外で用いると変色する他の理由として、例えば、フェノール系酸化防止剤等に含まれるフェニル基を含む化合物がキノン化合物となり、キノン化合物が、環境中の水分と反応することでキノンメチドが生成されることが考えられる。なお、フェノール系酸化防止剤は、添加物として常用されるものであることから、ポリ塩化ビニルフィルムの酸化防止剤として意図的に添加しない場合でも、他の成分の添加物として含まれている場合がある。ヒンダードアミン系光安定剤を用いることで、ラジカルを捕捉してキノン化合物からキノンメチドが生成されることを抑制し、ポリ塩化ビニルフィルムの変色を抑制することができる。塩基性が高い環境下であると、上記キノンメチドが生成しやすいことから、低塩基性のヒンダードアミン系光安定剤を用いることで、より効果的にキノンメチドの生成を抑制し、ポリ塩化ビニルフィルムの変色を抑制することができる。また、ポリ塩化ビニルフィルムを屋外で使用すると、自動車等の排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)に晒されることがある。NOx存在下では、上記フェニル基を含む化合物からキノンメチドが生成されやすく、変色の一因となる。塩基性が高い環境下であると、NOxに起因するキノンメチドの生成も進行しやすいことから、低塩基性のヒンダードアミン系光安定剤を用いることで、効果的にポリ塩化ビニルフィルムの変色を抑制することができる。
低塩基性のヒンダードアミン系光安定剤としては、ピペリジン環の窒素原子にアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含むものが好ましい。
上記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、例えば、上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.1質量部以上、2質量部以下である。上記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量を上記範囲とすることで、耐候性を向上させることができる。上記含有量が2質量部を超えると、ブリードアウトするおそれがある。上記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量のより好ましい下限は0.2質量部であり、より好ましい上限は1質量部である。
<トリアジン系紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤は、ポリ塩化ビニルフィルム表面に当たる紫外線を吸収することで主にポリ塩化ビニル樹光劣化を抑制する作用を有する。紫外線吸収剤として、トリアジン系紫外線吸収剤を用いることで、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いた場合よりも耐候性を向上することができる。
紫外線吸収剤は、ポリ塩化ビニルフィルム表面に当たる紫外線を吸収することで主にポリ塩化ビニル樹光劣化を抑制する作用を有する。紫外線吸収剤として、トリアジン系紫外線吸収剤を用いることで、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いた場合よりも耐候性を向上することができる。
上記トリアジン系紫外線吸収剤は、2,4,6-トリフェニル-1,3,5-トリアジン骨格を有し、かつ上記骨格に水酸基が1つのみ結合した分子構造を有する化合物を含むことが好ましい。2,4,6-トリフェニル-1,3,5-トリアジン骨格を含むことにより、広波長域で強い光吸収性能を有することから、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いた場合よりもより耐候性を向上することができる。また、上記骨格に結合した水酸基が1つのみであることにより、立体障害が少なく、ポリ塩化ビニルに対する高い相溶性を確保することができる。ポリ塩化ビニルに対する相溶性が充分でないと、フィルムの透明性が低下したり、フィルム表面へのブリードアウト(析出)が発生し粘着特性やラミネート性の低下を引き起こしたりすることがある。
上記トリアジン系紫外線吸収剤は、20℃で固体の化合物であることが好ましい。紫外線吸収剤として液体のものを用いると、ブリードアウトが発生することがあるので、固体の化合物が好ましい。上記紫外線吸収剤の融点は、ポリ塩化ビニルフィルムの原料を溶融混練する際の温度よりも低いことが好ましく、具体的には、100~130℃であることが好ましい。また、上記紫外線吸収剤は、20℃で粉体状であることが好ましい。
上記トリアジン系紫外線吸収剤は、下記化学式(A-1)で表される2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、又は、下記化学式(A-2)で表される2-[4,6-ビス(1,1′-ビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-[(2-エチルヘキシル)オキシ]フェノールを含むことが好ましい。
上記化学式(A-1)で表される化合物を含む紫外線吸収剤の具体例としては、ADEKA社製の「アデカスタブ LA‐46」等が挙げられる。上記化学式(A-2)で表される化合物を含む紫外線吸収剤の具体例としては、「BASFジャパン社製のTinuvin1600」等が挙げられる。
上記トリアジン系紫外線吸収剤の含有量は、例えば、上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.5質量部以上、3.0質量部以下である。上記トリアジン系紫外線吸収剤の含有量を上記範囲とすることで、耐候性を向上させることができる。上記含有量が3質量部を超えると、紫外線吸収剤がポリ塩化ビニルフィルムの表面に移行し、ブリードアウトするおそれがある。ブリードアウトが生じると、ポリ塩化ビニルフィルムの透明性、及び、粘着特性が低下することがある。上記紫外線吸収剤の含有量は、1質量部以上であることがより好ましく、1.5質量部以上であることがより好ましい。
特に、長期間に渡って透明性を維持できる観点からは、トリアジン系紫外線吸収剤の含有量を上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して1.5質量部以上とし、かつ、pKbが11.0以上のヒンダードアミン系光安定剤を用いることが好ましい。
紫外線吸収剤として、トリアジン系紫外線吸収剤の他に、ポリ塩化ビニルフィルムの分野で用いられる紫外線吸収剤を用いてもよいが、耐候性をより向上させる観点から、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等を含まないことが好ましい。
以下に、好ましい上記トリアジン系紫外線吸収剤とヒンダードアミン系光安定剤の組み合わせを例示する。上記トリアジン系紫外線吸収剤は、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノールを含み、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、上記化学式(1)~(6)のいずれかで表される化合物を含むことが好ましい。なかでも、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノールを含むトリアジン系紫外線吸収剤と、上記化学式(1)で表される化合物を含むヒンダードアミン系光安定剤とを併用することで、優れた耐候性効果を得ることができる。
<可塑剤>
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、更に、可塑剤を含んでもよい。可塑剤は、ポリ塩化ビニルフィルムに柔軟性を付与する添加物である。上記可塑剤としては、脂肪族エステル化合物、脂環式エステル化合物等のポリエステル系可塑剤;フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジブチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル(DINP)、テレフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DOTP)等のフタル酸系可塑剤等が挙げられる。
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、更に、可塑剤を含んでもよい。可塑剤は、ポリ塩化ビニルフィルムに柔軟性を付与する添加物である。上記可塑剤としては、脂肪族エステル化合物、脂環式エステル化合物等のポリエステル系可塑剤;フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジブチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル(DINP)、テレフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DOTP)等のフタル酸系可塑剤等が挙げられる。
ポリ塩化ビニルとの相溶性が良好であることから、上記可塑剤は、脂肪族エステル化合物又は脂環式エステル化合物を含むことが好ましい。脂肪族エステル化合物又は脂環式エステル化合物を含む可塑剤を用いることにより、耐候性を確保しつつ、伸びがよく破断し難い柔軟なフィルムとすることができる。
ポリ塩化ビニルフィルムは、脂肪族エステル化合物又は脂環式エステル化合物の他に、他の可塑剤を含んでもよいが、耐候性を向上させる観点からは、フタル酸系可塑剤を含まないことが好ましい。フタル酸系可塑剤のような芳香族基を有する可塑剤を用いると、ベンゼン環の共役二重結合の影響で光吸収が大きく、耐候性に影響を及ぼす場合がある。
上記脂肪族エステル化合物(非環式の脂肪族エステル)としては、アジピン酸エステル、アジピン酸とポリアルコールが結合したポリエステルが好適に用いられる。脂肪族エステル化合物の具体例としては、ADEKA社製のアデカサイザー(登録商標) PN-7535、アデカサイザー PN-7160、PN-9302、新日本理化株式会社製のグリーンサイザー BZ-100等が挙げられる。
上記脂環式エステル化合物としては、例えば、シクロヘキサン系カルボン酸エステルが好適に用いられる。脂環式エステル化合物の具体例としては、BASF社製のHEXAMOLL(登録商標)DINCH(ヘキサモールディンチ)、等が挙げられる。上記HEXAMOLL DINCHは、ジ-イソノニル-シクロヘキサン-ジカルボキシレートを含む可塑剤である。
上記可塑剤の数平均分子量は、420以上であることが好ましい。数平均分子量が420未満では、可塑剤がフィルム表面にブリードアウトするおそれがある。上記可塑剤の数平均分子量の上限は、例えば3000であってもよい。上記可塑剤の数平均分子量が3000を超えると、ポリ塩化ビニルフィルムが硬くなり、屋外でのフィルムの施工性が低下するおそれがある。上記可塑剤の数平均分子量のより好ましい上限は、2000である。
上記可塑剤の数平均分子量Mnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)により測定する。なお、測定条件は以下の通りである。
装置名:HLC‐8120(東ソー社製)
カラム:G7000HXL 7.8mmID×30cm 1本 GMHXL 7.8mmID×30cm 2本 G2500HXL 7.8mmID×30cm 1本(東ソー社製)
サンプル濃度:1.5mg/mlになるようにテトラヒドロフランで希釈
移動相溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1.0ml/min
カラム温度:40℃
装置名:HLC‐8120(東ソー社製)
カラム:G7000HXL 7.8mmID×30cm 1本 GMHXL 7.8mmID×30cm 2本 G2500HXL 7.8mmID×30cm 1本(東ソー社製)
サンプル濃度:1.5mg/mlになるようにテトラヒドロフランで希釈
移動相溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1.0ml/min
カラム温度:40℃
上記可塑剤の含有量は、上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して5質量部以上、80質量部以下であってもよい。上記含有量が5質量部未満であると、ポリ塩化ビニルフィルムが硬くなり過ぎるおそれがあり、上記含有量が80質量部を超えると、可塑剤がフィルム表面にブリードアウトする(浮き出る)おそれがある。上記含有量のより好ましい下限は10質量部であり、より好ましい上限は50質量部であり、更に好ましい上限は30質量部である。
上記ポリ塩化ビニル100質量部に対する、上記脂肪族又は脂環式エステル化合物の含有量は、5質量部以上、50質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましい。可塑剤として脂肪族エステル化合物と脂環式エステル化合物とが併用される場合は、上記脂肪族又は脂環式エステル化合物の含有量は、脂肪族エステル化合物の含有量と脂環式エステル化合物の含有量の合計量を意味する。また、脂肪族又は脂環式エステル化合物以外の可塑剤を併用する場合、可塑剤全体に対する上記脂肪族エステル化合物の含有量は、80質量%以上、100質量%以下であってもよい。
<熱安定剤>
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、更に、熱安定剤を含んでもよい。ポリ塩化ビニルのような含ハロゲン樹脂は、溶融混練やフィルム成形の際に脱ハロゲン化水素に起因する熱分解を起こし易いため、熱安定剤を添加し、加工工程における劣化を抑制することがある。樹脂組成物の混錬時やフィルムの形成時の劣化、分解を抑制する添加物を安定剤ともいい、特に熱分解を抑制する添加剤を熱安定剤ともいう。
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、更に、熱安定剤を含んでもよい。ポリ塩化ビニルのような含ハロゲン樹脂は、溶融混練やフィルム成形の際に脱ハロゲン化水素に起因する熱分解を起こし易いため、熱安定剤を添加し、加工工程における劣化を抑制することがある。樹脂組成物の混錬時やフィルムの形成時の劣化、分解を抑制する添加物を安定剤ともいい、特に熱分解を抑制する添加剤を熱安定剤ともいう。
上記熱安定剤は、脂肪族金属塩を含む熱安定剤であることが好ましい。脂肪族金属塩を含む熱安定剤を用いることで、フィルム加工時の耐熱性に加え、フィルム使用時の耐吸水白化性を向上させることができる。脂肪族金属塩を含む熱安定剤は、分子中に少なくとも金属イオンを含む脂肪族有機化合物を含む。上記脂肪族有機化合物は、例えば脂肪酸誘導体である。脂肪族金属塩を含む熱安定剤は、分子中に芳香族基を有さないことが好ましい。
上記脂肪族金属塩を含む熱安定剤は、熱安定効果が高いことから、脂肪族亜鉛系安定剤が好ましい。一方で、脂肪族亜鉛系安定剤を用いた場合、本発明者の検討によると、ポリ塩化ビニルフィルムを水に浸漬すると、溶融混練やフィルム成形などのフィルム加工時に、発生した塩化亜鉛が溶け出すことで、ポリ塩化ビニルにボイド(穴)が発生し、この穴が光を拡散することでヘイズが高くなり、白化として視認されると考えられる。吸水により生じた白化は、ポリ塩化ビニルフィルムを乾燥させても白く痕が残る不可逆的な現象である。脂肪族亜鉛系熱安定剤は、芳香族系の熱安定剤と比較して、塩化亜鉛が発生し難いと考えられ、フィルム加工時の耐熱性と、フィルム使用時の耐吸水白化性とを両立することができる。
上記脂肪族金属塩を含む熱安定剤の含有量は、上記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、1質量部以上、10質量部以下であることが好ましく、3質量部以上、7質量部以下であることがより好ましい。
上記脂肪族亜鉛系安定剤中の亜鉛の含有量は、脂肪族亜鉛系安定剤全体に対して0.5質量%以上、2.5質量%以下であることが好ましい。亜鉛の含有量を0.5質量%以上、2.5質量%以下と低含有量にすることで、金属塩(塩化亜鉛)の生成が抑えられ、長期にわたってフィルムの吸水白化を抑制することができる。脂肪族亜鉛系安定剤全体に対する亜鉛の含有量は、0.75質量%以上、2.25質量%以下であることがより好ましい。
上記脂肪族亜鉛系安定剤中に滑剤を含んでもよい。滑剤は、ポリ塩化ビニルを含むポリ塩化ビニル系樹脂組成物の溶融混練時に、材料間の摩擦やポリ塩化ビニル系樹脂組成物と混練機等の金属面との摩擦により生じる摩擦熱の発生を抑制したり、フィルム成形機に対する金属剥離性等を向上させる目的で添加される添加物である。
上記滑剤としては特に限定されないが、例えば、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪酸アミド、脂肪族炭化水素、脂肪酸エステル、金属石鹸等が挙げられる。
上記滑剤は、脂肪族亜鉛系安定剤全体に対して10質量%以上、22質量%以下であってもよい。滑剤の含有量を上記範囲とすることで、滑性が良化し加工中の発熱を抑えることで樹脂の熱分解を抑制でき、塩化亜鉛の生成を抑制できる。脂肪族亜鉛系安定剤全体に対する滑剤の含有量は、12~20質量%であることがより好ましく、13~15質量%であることが更に好ましい。
上記脂肪族亜鉛系安定剤は、脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤であってもよい。上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤は、分子中にバリウムと亜鉛とを含む脂肪族有機化合物を含む。上記脂肪族亜鉛系安定剤の具体例としては、ADEKA社製の「アデカスタブ AC-724」、「QL-1135」等が挙げられる。
<エポキシ化合物>
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、更に、エポキシ化合物を含んでもよい。ポリ塩化ビニルにエポキシ化合物を配合することにより、ポリ塩化ビニルフィルムの加工性を向上することができる。上記エポキシ化合物としては、エポキシ基含有アクリル樹脂等が挙げられる。
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは、更に、エポキシ化合物を含んでもよい。ポリ塩化ビニルにエポキシ化合物を配合することにより、ポリ塩化ビニルフィルムの加工性を向上することができる。上記エポキシ化合物としては、エポキシ基含有アクリル樹脂等が挙げられる。
エポキシ基含有アクリル樹脂の具体例としては、三菱ケミカル社製のメタブレン(登録商標)P-1901、日油社製のマープルーフ(登録商標)G-0150M等が挙げられる。ポリ塩化ビニルフィルムから溶出し難いことから、上記エポキシ基含有アクリル樹脂は、20℃で固体(粉体)のものが好ましい。
上記エポキシ化合物の含有量は、ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.5質量部以上、6質量部以下であることが好ましく、1質量部以上、4質量部以下であることがより好ましい。なお、ポリ塩化ビニルフィルムの耐候性や、ポリ塩化ビニルフィルムに対して粘着剤を塗工した後の加飾フィルムの粘着特性が低下するおそれがあることから、エポキシ基含有大豆油(エポキシ化大豆油)を含有する場合には、ポリ塩化ビニル100質量部に対して、1質量部以下であることが好ましく、エポキシ基含有大豆油を含有しないことがより好ましい。
ポリ塩化ビニルフィルムは、必要に応じて、着色剤(顔料)、改質剤、充填剤等の他の添加剤を含有してもよい。これらの添加剤としては、ポリ塩化ビニルに一般的に配合されるものを使用することができる。
本実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムの厚さは、例えば、50μm以上、300μm以下である。上記厚さが50μm未満であると、フィルム自体の強度が不足し、充分な耐久性及び耐候性が得られないことがある。上記厚さが300μmを超えると、フィルムのコシが強くなり、基材への貼付けが困難になるおそれがある。上記厚さの好ましい下限は60μmであり、好ましい上限は250μmである。
実施形態に係る塩化ビニルフィルムは、高湿環境(湿度95%)及び紫外線照射を含む促進耐候性試験を400時間行った後の変色度ΔE*が1.5以下であることが好ましく、500時間行った後の変色度が1.5以下であることがより好ましい。
上記促進耐候性試験は、例えば、スガ試験機社製のメタリングウェザーメーターを用いて、JIS K7350に準拠した方法で行う。詳細な試験条件を以下に示す。上記変色度は、L*a*b*表色系におけるΔE*を表す。測定装置としては、色差計(日本電色工業社製、SE6000)を用いることができる。
<測定条件>
・光源:メタルハイドロランプ(波長:300nm~400nm)
・照度計:RAM34
・照射状態(20時間)
照度:1.2kW/m2
ブラックパネル温度:53℃
槽内湿度:40%
降雨:15分に1回、10秒間
・暗黒状態(4時間)
照度:照射なし
槽内温度:53%
槽内湿度:95%
降雨:なし
<測定条件>
・光源:メタルハイドロランプ(波長:300nm~400nm)
・照度計:RAM34
・照射状態(20時間)
照度:1.2kW/m2
ブラックパネル温度:53℃
槽内湿度:40%
降雨:15分に1回、10秒間
・暗黒状態(4時間)
照度:照射なし
槽内温度:53%
槽内湿度:95%
降雨:なし
実施形態に係る塩化ビニルフィルムは、浸漬前のHAZEと、40℃に保たれた水に96時間浸漬させた後のHAZEとの差が3%未満であることが好ましい。上記HAZE差が3%未満であると、充分な耐吸水白化性を有するといえる。上記HAZEは、HAZEメーター(日本電色工業社製、NDH5000)を用いて、JIS K7136に準拠した方法で測定することができる。なお、上記浸漬後のHAZEは、水から取り出して24時間乾燥させた後に測定する。
ポリ塩化ビニルフィルムの製造方法としては、例えば、バンバリーミキサー等を用いて、上述のポリ塩化ビニルと他の材料を加熱しながら混合(溶融混練)し、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を得た後、該ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成膜する方法が挙げられる。上記成膜方法としては、カレンダー成形、押出成形、射出成形等の従来公知の成形法を用いることができるが、厚さの薄いフィルムであっても優れた厚み精度で作製できることから、カレンダー成形が好適である。
[加飾フィルム]
本発明の他の一実施形態は、上記実施形態にかかるポリ塩化ビニルフィルムと、粘着剤層とを含むことを特徴とする加飾フィルムである。
本発明の他の一実施形態は、上記実施形態にかかるポリ塩化ビニルフィルムと、粘着剤層とを含むことを特徴とする加飾フィルムである。
上記粘着剤層は、粘着機能(感圧接着性)を有するものであれば特に限定されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等の粘着剤を含有するものが挙げられる。なかでも、粘着性、加工性、耐熱老化性、耐湿老化性、耐候性に優れるとともに、比較的安価である点から、アクリル系粘着剤が好適に用いられる。粘着剤層の厚さは特に限定されないが、10~60μmであることが好ましく、20~50μmであることがより好ましい。
上記加飾フィルムは、更に、印刷層、プライマー層等の他の層を有していてもよい。印刷層は、例えば、インクジェット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、ロータリースクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、静電印刷等により行うことができる。
上記ポリ塩化ビニルフィルムは、加飾フィルムのベースフィルムとして用いられてもよいし、トップフィルムとして用いられてもよいし、ベースフィルム及びトップフィルムとして用いられてもよい。耐候性、耐吸水白化性に優れることから、トップフィルムとして好適に用いることができる。
図1は、実施形態に係る加飾フィルムの一例を模式的に示した断面図である。図1に示したように、ポリ塩化ビニルフィルム1をベースフィルムとして用いる場合、上記印刷層は、例えば、ポリ塩化ビニルフィルム1の粘着剤層2と反対側の表面に配置されてもよい。実施形態に係るポリ塩化ビニルフィルムは透明性が高いことから、上記印刷層は、ポリ塩化ビニルフィルム1の粘着剤層2側(背面側)の表面に配置されてもよい。
図2は、実施形態に係る加飾フィルムの他の一例を模式的に示した断面図である。図2に示したように、ポリ塩化ビニルフィルム1をトップフィルムとして用いる場合、ポリ塩化ビニルフィルム1は加飾フィルム10の最表面に配置されてもよい。ポリ塩化ビニルフィルム1は加飾フィルム10の最表面に配置することで、屋外で使用しても変色、白化が起こり難い加飾フィルム10を得ることができる。ポリ塩化ビニルフィルムをトップフィルムとして用いる場合、上記印刷層は、ポリ塩化ビニルフィルムの粘着剤層2側の表面に配置される。
ポリ塩化ビニルフィルム1がトップフィルムとして用いられる場合、加飾フィルム10は、ポリ塩化ビニルフィルム1と、樹脂フィルム4(ベースフィルム)と、粘着剤層2とをこの順に備えもよい。ポリ塩化ビニルフィルム1と樹脂フィルム4としては、他の粘着剤層を介さずに熱ラミネート等で積層してもよい。樹脂フィルム4のポリ塩化ビニルフィルム1と接する面に上記印刷層が設けられてもよい。
樹脂フィルム4としては、特に限定されないが、ポリ塩化ビニルを含有するものであることが好ましい。樹脂フィルム4中のポリ塩化ビニルは、組成及び平均分子量等の点で、ポリ塩化ビニルフィルム1中のポリ塩化ビニルと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
樹脂フィルム4は、可塑剤を含有してもよい。樹脂フィルム4中の可塑剤は、組成、含有量及び数平均分子量等の点で、ポリ塩化ビニルフィルム1中の可塑剤と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、ポリ塩化ビニルフィルム1及び樹脂フィルム4は、積層されることから、基本的には同じ硬さであることが好ましため、ポリ塩化ビニルフィルム1及び樹脂フィルム4は、可塑剤の含有量も同じであることが好ましい。
樹脂フィルム4は、必要に応じて、ポリ塩化ビニルフィルム1で例示した熱安定剤、着色剤(顔料)、改質剤、充填剤等の他の添加剤を含有してもよい。これらの添加剤としては、ポリ塩化ビニルに一般的に配合されるものを使用することができ、ポリ塩化ビニルフィルム1中の添加剤と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、樹脂フィルム4は、ポリ塩化ビニルフィルム1とは異なり、紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤を含んでいなくてもよい。
加飾フィルム10の粘着剤層2側にセパレーター3が配置されてもよい。セパレーター3は、粘着剤層2の表面を保護し、使用時に剥離できるものであれば、特に限定されず、加飾フィルム10の分野で通常使用される離型フィルムや離型紙を用いることができる。
加飾フィルム10は、粘着剤層2を介して基材に貼り付けて用いることができる。上記基材の材質は、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂等の樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂);鉄、銅、アルミニウム等の金属;合金等が挙げられる。
上記加飾フィルムの用途としては特に限定されないが、例えば、基材の表面の加飾、保護、広告等に用いることができる。また、上記加飾フィルムの表面に文字、図柄等を転写し、上記基材に貼り付けて、広告として用いることができる。耐候性に優れることから、広告、窓サッシ等の屋外用途に用いることができる。また、基材としては、化粧板(壁装材)、室内ドア、クローゼットやキッチンの扉、家具、フローリング等の内装材が挙げられる。耐吸水白化性にも優れることから、浴室、台所、洗面所、トイレ、窓サッシ等の水気が多い壁装用途にも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更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。
下記実施例及び比較例で用いた紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤は以下の通りである。
<紫外線吸収剤>
トリアジン系紫外線吸収剤:ADEKA社製の「アデカスタブ LA‐46」(上記化学式(A-1)の化合物を含む、融点106~108℃)
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤:ADEKA社製の「アデカスタブ 1413」
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤:ADEKA社製の「アデカスタブ LA‐29」
<紫外線吸収剤>
トリアジン系紫外線吸収剤:ADEKA社製の「アデカスタブ LA‐46」(上記化学式(A-1)の化合物を含む、融点106~108℃)
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤:ADEKA社製の「アデカスタブ 1413」
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤:ADEKA社製の「アデカスタブ LA‐29」
<ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)>
HALS-1:ADEKA社製の「アデカスタブ LA-63P」(上記化学式(3)の化合物を含む。pKb=5.5、重量平均分子量=約2000)
HALS-2:ADEKA社製の「アデカスタブ LA-77Y」(上記化学式(2)の化合物を含む。pKb=5.0、重量平均分子量=481)
HALS-3:ADEKA社製の「アデカスタブ LA-81」(上記化学式(1)の化合物を含む。pKb=11.6、重量平均分子量=681)
HALS-4:BASFジャパン社製の「チヌビン 123」(上記化学式(5)の化合物を含む。pKb=9.6、重量平均分子量=737)
HALS-5:BASFジャパン社製の「チヌビン 249」(pKb=8.0)
HALS-1:ADEKA社製の「アデカスタブ LA-63P」(上記化学式(3)の化合物を含む。pKb=5.5、重量平均分子量=約2000)
HALS-2:ADEKA社製の「アデカスタブ LA-77Y」(上記化学式(2)の化合物を含む。pKb=5.0、重量平均分子量=481)
HALS-3:ADEKA社製の「アデカスタブ LA-81」(上記化学式(1)の化合物を含む。pKb=11.6、重量平均分子量=681)
HALS-4:BASFジャパン社製の「チヌビン 123」(上記化学式(5)の化合物を含む。pKb=9.6、重量平均分子量=737)
HALS-5:BASFジャパン社製の「チヌビン 249」(pKb=8.0)
<可塑剤>
ポリエステル系可塑剤:ADEKA社製の「アデカサイザー PN-7160」(脂肪族直鎖低分子量ポリエステル)
ポリエステル系可塑剤:ADEKA社製の「アデカサイザー PN-7160」(脂肪族直鎖低分子量ポリエステル)
<熱安定剤>
脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤:ADEKA社製の「アデカスタブ AC-724」
上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤全体に対する、亜鉛の含有量は0.75~2.25質量%であり、滑剤の含有量は13-15質量%である。また、上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤は、脂肪族有機化合物を含み、芳香族基を有さない。
脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤:ADEKA社製の「アデカスタブ AC-724」
上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤全体に対する、亜鉛の含有量は0.75~2.25質量%であり、滑剤の含有量は13-15質量%である。また、上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤は、脂肪族有機化合物を含み、芳香族基を有さない。
<エポキシ化合物>
エポキシ化合物:三菱ケミカル社製の「メタブレン P-1901」(エポキシ基含有アクリル樹脂、粉体)
エポキシ化合物:三菱ケミカル社製の「メタブレン P-1901」(エポキシ基含有アクリル樹脂、粉体)
(実施例1)
平均重合度1000のポリ塩化ビニル100質量部に対して、トリアジン系紫外線吸収剤を1.5質量部、ヒンダードアミン系光安定剤として上記HALS-3を0.2質量部、可塑剤を20質量部、バリウム-亜鉛系安定剤を4質量部、エポキシ化合物を3質量部添加し、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を得た。得られたポリ塩化ビニル系樹脂組成物を2軸ロールで180℃で10分間、溶融混練した後、カレンダー成形を行って厚さ80μmのシート状に成形し、実施例1のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
平均重合度1000のポリ塩化ビニル100質量部に対して、トリアジン系紫外線吸収剤を1.5質量部、ヒンダードアミン系光安定剤として上記HALS-3を0.2質量部、可塑剤を20質量部、バリウム-亜鉛系安定剤を4質量部、エポキシ化合物を3質量部添加し、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を得た。得られたポリ塩化ビニル系樹脂組成物を2軸ロールで180℃で10分間、溶融混練した後、カレンダー成形を行って厚さ80μmのシート状に成形し、実施例1のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
(実施例2、3、8及び9)
表1に示したように、ヒンダードアミン系光安定剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2、3、8及び9のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
表1に示したように、ヒンダードアミン系光安定剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2、3、8及び9のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
(実施例4~7)
表1に示したように、トリアジン系紫外線吸収剤の含有量及び/又はヒンダードアミン系光安定剤の含有量を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例4~7のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
表1に示したように、トリアジン系紫外線吸収剤の含有量及び/又はヒンダードアミン系光安定剤の含有量を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例4~7のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
(比較例1~3)
ヒンダードアミン系光安定剤を添加せずに、表2に示したように、紫外線吸収剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1~3のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
ヒンダードアミン系光安定剤を添加せずに、表2に示したように、紫外線吸収剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1~3のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
(比較例4、5)
表2に示したように、紫外線吸収剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例4及び5のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
表2に示したように、紫外線吸収剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例4及び5のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
(比較例6~8)
紫外線吸収剤を添加せず、かつ、表2に示したようにヒンダードアミン系光安定剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例6~8のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
紫外線吸収剤を添加せず、かつ、表2に示したようにヒンダードアミン系光安定剤の種類を変えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例6~8のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
下記表1に実施例1~9に係るポリ塩化ビニルフィルムのポリ塩化ビニル100質量部に対する紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤の配合を示し、下記表2に比較例1~8に係るポリ塩化ビニルフィルムのポリ塩化ビニル100質量部に対する紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤の配合を示した。
<耐候性の評価>
実施例1~9及び比較例1~8で作製したポリ塩化ビニルフィルムについて、促進耐候性試験を行い、耐候性の評価を行った。上記実施例及び比較例のポリ塩化ビニルフィルムについて、縦3cm、横3cmの試験片を切り出し、各試験片に対して以下の方法で促進耐候性試験を行った。試験装置としては、スガ試験機社製のメタリングウェザーメーターを用いた。JIS K7350に準拠した方法で、下記条件で試験を行った。下記照射状態を20時間と暗黒状態を4時間の合計24時間を1サイクルとして、最大で648時間の促進耐候性試験を行った。
<測定条件>
・光源:メタルハイドロランプ(波長:300nm~400nm)
・照度計:RAM34
・照射状態(20時間)
照度:1.2kW/m2
ブラックパネル温度:53℃
槽内湿度:40%
降雨:15分に1回、10秒間
・暗黒状態(4時間)
照度:照射なし
槽内温度:53%
槽内湿度:95%
降雨:なし
実施例1~9及び比較例1~8で作製したポリ塩化ビニルフィルムについて、促進耐候性試験を行い、耐候性の評価を行った。上記実施例及び比較例のポリ塩化ビニルフィルムについて、縦3cm、横3cmの試験片を切り出し、各試験片に対して以下の方法で促進耐候性試験を行った。試験装置としては、スガ試験機社製のメタリングウェザーメーターを用いた。JIS K7350に準拠した方法で、下記条件で試験を行った。下記照射状態を20時間と暗黒状態を4時間の合計24時間を1サイクルとして、最大で648時間の促進耐候性試験を行った。
<測定条件>
・光源:メタルハイドロランプ(波長:300nm~400nm)
・照度計:RAM34
・照射状態(20時間)
照度:1.2kW/m2
ブラックパネル温度:53℃
槽内湿度:40%
降雨:15分に1回、10秒間
・暗黒状態(4時間)
照度:照射なし
槽内温度:53%
槽内湿度:95%
降雨:なし
促進耐候性試験前の各試験片の変色度を0(基準)として、促進耐候性試験開始から144時間後、240時間後、336時間後、408時間後、456時間後、504時間後、576時間後、648時間後の変色度(L*a*b*表色系におけるΔE*)を測定した。測定装置としては、色差計(日本電色工業社製、SE6000)を用いて、各試験片の中央の変色度を測定した。なお、各試験片について、目視で変色が確認され始めてから、2~3日後まで促進耐候性試験を行った。
促進耐候性試験の変色度の結果を実施例1~9については表3に示し、比較例1~8については表4に示した。図3は、促進耐候性試験における、上記実施例及び比較例の変色度の経時変化を示したグラフである。変色度(ΔE*)は、1.5以下であると、変色が抑制されたと判断できる。なお、目視で変色が始まったと視認できるのは、ΔE*が2前後である。
図4は、促進耐候性試験の終了時における、比較例1~8の写真図と変色度をまとめた表である。図4中、比較例1の写真図は、504時間経過後の写真図であり、比較例2~8の写真図は、408時間経過後の写真図である。
表3、表4及び図3に示したように、HALSを添加せず、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤を用いた比較例2、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を用いた比較例3は、試験開始から336時間後に変色度が1.5を超えた。図4に示したように、比較例2及び3は、408時間後には顕著に変色していることが目視でも確認された。トリアジン系の紫外線吸収剤を用いた比較例1は、比較例2及び3よりも変色が抑制でき、試験開始から336時間後には変色度は1.5を超えておらず、408時間後に変色度が1.5を超えるものの、目視では顕著な変色は確認されなかった。比較例1~3の結果から、ベンゾフェノン系及びベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤よりも、トリアジン系の紫外線吸収剤を用いることで、より優れた変色抑制効果が得られることが確認された。
表4及び図3に示した比較例4、5の結果から、ベンゾフェノン系及びベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を用いた場合は、HALSと併用しても336時間後に変色度が1.5を超えており、充分な耐候性が得られなかった。紫外線吸収剤を添加せず、HALSの種類を変えた比較例6~8は、比較例7については336時間後に変色度が1.5を超え、比較例6及び8については408時間後に変色度が1.5を超えた。
一方で、トリアジン系紫外線吸収剤とHALSとを併用した実施例1~9は、試験開始から408時間後でも変色度が1.5以下であり、上記比較例よりも優れた変色抑制効果が得られることが確認された。更に、低塩基性のHALSを用いた実施例1は、より変色を抑制する効果が高く、504時間後でも変色度は1.5以下とすることができた。図3に示したように、特に実施例1、5、7、8は変色抑制効果が高く、長期間に渡って透明性を維持できることが分かった。
以上の結果から、紫外線吸収剤のみ、HALSのみでは変色抑制効果が得られず、紫外線吸収剤とHALSとを併用した場合でも、ベンゾフェノン系及びベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤では充分な変色抑制効果が得られないことが確認された。トリアジン系紫外線吸収剤とHALSとを併用することで、優れた変色抑制効果を得ることができ、なかでも低塩基性のHALSとトリアジン系紫外線吸収剤とを併用することで顕著な変色抑制効果が得られることが確認された。特に実施例1、5、7、8の結果から、トリアジン系紫外線吸収剤をポリ塩化ビニル100質量部に対して1.5質量部以上とし、かつ、pKbが11.0以上のヒンダードアミン系光安定剤を用いることで、長期間に渡って透明性を維持できることが確認された。
<耐吸水白化性の検討>
更に、熱安静剤の種類を変えた実施例10を作製し、耐吸水白化性の検討を行った。
更に、熱安静剤の種類を変えた実施例10を作製し、耐吸水白化性の検討を行った。
(実施例10)
安定剤の種類を芳香族バリウム-亜鉛系安定剤に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例10のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。実施例10では、以下の芳香族バリウム-亜鉛系安定剤をポリ塩化ビニル100質量部に対して4質量部添加した。
安定剤の種類を芳香族バリウム-亜鉛系安定剤に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例10のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。実施例10では、以下の芳香族バリウム-亜鉛系安定剤をポリ塩化ビニル100質量部に対して4質量部添加した。
芳香族バリウム-亜鉛系:ADEKA社製の「アデカスタブ AC-258」
上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤全体に対する、亜鉛の含有量は2~4質量%であり、滑剤は含まない。また、脂肪族有機化合物を含まない。
上記脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤全体に対する、亜鉛の含有量は2~4質量%であり、滑剤は含まない。また、脂肪族有機化合物を含まない。
実施例1及び実施例10のポリ塩化ビニルフィルムを40℃に保たれた水に96時間浸漬し、取り出して24時間放置した。各ポリ塩化ビニルフィルムのHAZE(%)を、HAZEメーター(日本電色工業社製、NDH5000)を用いて、JIS K7136に準拠した方法で測定した。浸漬前のHAZEと、96時間浸漬して乾燥させた後のHAZEを測定し、そのHAZE差を求めた。上記HAZE差が3%未満であると吸水白化が充分に抑制されているといえる。
実施例1のHAZE差は3%未満であったのに対し、実施例10のHAZE差は3%以上であった。なお、実施例10についても、促進耐候性試において、実施例1と同等の変色抑制効果が確認されている。以上のことから、安定剤として脂肪族金属塩を用いることで、耐候性に加え、耐吸水白化性も向上できることが確認できた。
<ブリード、ブルームの検討>
実施例11及び12を作製し、ブリードアウトの評価として、ブリード、ブルームの発生を検討した。なお、ブリードは液体の析出をいい、ブルームは粉体(個体)の析出をいい、ブリード又はブルームが発生するとブリードアウトがあったものと評価した。
実施例11及び12を作製し、ブリードアウトの評価として、ブリード、ブルームの発生を検討した。なお、ブリードは液体の析出をいい、ブルームは粉体(個体)の析出をいい、ブリード又はブルームが発生するとブリードアウトがあったものと評価した。
(実施例11)
表5に示したように、ヒンダードアミン系光安定剤の含有量を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例11のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
表5に示したように、ヒンダードアミン系光安定剤の含有量を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例11のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
(実施例12)
表5に示したように、トリアジン系紫外線吸収剤の含有量を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例12のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
表5に示したように、トリアジン系紫外線吸収剤の含有量を変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例12のポリ塩化ビニルフィルムを作製した。
ブリード・ブルームの評価は、以下の方法で行った。
1.実施例1、5、11及び12のポリ塩化ビニルフィルムをB5サイズ(182mm×257mm)にカットし、各ポリ塩化ビニルフィルムの長手方向に沿って、直径18mm、長さ180mmの試験管を巻きつけ、温度50℃、湿度95%の環境下で放置し、7日後に取り出した。
2.取り出した各ポリ塩化ビニルフィルムを広げ、表面にビニル系樹脂インクを0.3mmのワイヤーバーコーターで塗工し、5時間以上乾燥させた。
3.各ポリ塩化ビニルフィルムの上記インクの塗工面に、長さ約15cmのセロハンテープを3つずつ貼り付け、ハンドローラーでエアーを抜いて上記インクの塗工面にセロハンテープを密着させた。上記セロハンテープとしては、JISZ1522に規定される幅18mmで粘着力が2.94N/10mm以上のものを用いた。
4.その後、各セロハンテープを角度90度で一気に剥し、セロハンテープにインクが転写しているかを目視で確認した。以下の評価基準で評価し、結果を下記表5にまとめた。
〇:3つのセロハンテープの全てにインクが転写していなかった。
×:1つ以上のセロハンテープにインクが転写していた。
1.実施例1、5、11及び12のポリ塩化ビニルフィルムをB5サイズ(182mm×257mm)にカットし、各ポリ塩化ビニルフィルムの長手方向に沿って、直径18mm、長さ180mmの試験管を巻きつけ、温度50℃、湿度95%の環境下で放置し、7日後に取り出した。
2.取り出した各ポリ塩化ビニルフィルムを広げ、表面にビニル系樹脂インクを0.3mmのワイヤーバーコーターで塗工し、5時間以上乾燥させた。
3.各ポリ塩化ビニルフィルムの上記インクの塗工面に、長さ約15cmのセロハンテープを3つずつ貼り付け、ハンドローラーでエアーを抜いて上記インクの塗工面にセロハンテープを密着させた。上記セロハンテープとしては、JISZ1522に規定される幅18mmで粘着力が2.94N/10mm以上のものを用いた。
4.その後、各セロハンテープを角度90度で一気に剥し、セロハンテープにインクが転写しているかを目視で確認した。以下の評価基準で評価し、結果を下記表5にまとめた。
〇:3つのセロハンテープの全てにインクが転写していなかった。
×:1つ以上のセロハンテープにインクが転写していた。
表5の結果から、ブリードアウトを抑制する観点からは、ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、ポリ塩化ビニル100質量部に対して2.5質量部未満が好ましく、2.0質量部以下がより好ましいことが分かった。また、トリアジン系紫外線吸収剤の含有量はポリ塩化ビニル100質量部に対して3.5質量部未満が好ましく、3.0質量部以下がより好ましいことが分かった。なお、実施例11及び12は、実施例1と同等以上の耐候性、変色抑制効果が得られることが確認されている。
1:ポリ塩化ビニルフィルム
2:粘着剤層
3:セパレーター
4:樹脂フィルム
10:加飾フィルム
2:粘着剤層
3:セパレーター
4:樹脂フィルム
10:加飾フィルム
Claims (13)
- ポリ塩化ビニルと、トリアジン系紫外線吸収剤と、ヒンダードアミン系光安定剤とを含むことを特徴とするポリ塩化ビニルフィルム。
- 前記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記式で表されるpKbが、8.0以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数) - 前記ヒンダードアミン系光安定剤は、下記式で表されるpKbが、9.5以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
pKb=-logKb (Kbは、塩基解離定数) - 前記ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン環の窒素原子に水素基、アルキル基又はアルコキシル基が結合した構造を有する化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 前記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、前記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.1質量部以上、2質量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 前記トリアジン系紫外線吸収剤は、2,4,6-トリフェニル-1,3,5-トリアジン骨格を有し、かつ前記骨格に水酸基が1つのみ結合した分子構造を有する化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 前記トリアジン系紫外線吸収剤は、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、又は、2-[4,6-ビス(1,1′-ビフェニル-4-イル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-[(2-エチルヘキシル)オキシ]フェノールを含むことを特徴とする請求項7に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 前記トリアジン系紫外線吸収剤の含有量は、前記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.5質量部以上、3.0質量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 更に、脂肪族金属塩を含む熱安定剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 更に、脂肪族バリウム-亜鉛系安定剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビニルフィルム。
- 請求項1~12のいずれかに記載のポリ塩化ビニルフィルムと、粘着剤層とを含むことを特徴とする加飾フィルム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022158442 | 2022-09-30 | ||
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JP2023168512A Pending JP2024052608A (ja) | 2022-09-30 | 2023-09-28 | ポリ塩化ビニルフィルム及び加飾フィルム |
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2023
- 2023-09-28 JP JP2023168512A patent/JP2024052608A/ja active Pending
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