JP2674877B2 - 熱成形可能な支持層を有する表面フィルム - Google Patents
熱成形可能な支持層を有する表面フィルムInfo
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Description
ムに関し、さらに特に、熱成形して高度に輪郭をつけた
物品を製造するのに適する表面フィルムに関する。
がりの品質がある。これは、自動車製造業者は、特に今
日の自動車の高品質な外装の仕上がりの生産に特に関連
しているためである。
えばアルミニウムおよびプラスチック製であるが、これ
ら自体は所望の仕上がりを有さないかまたは風雨にさら
された際に仕上がりが急速に失われる。種々の方法が、
高品質自動車塗料状仕上がりを軽量材料、例えば成形プ
ラスチック製品に設けるために用いられた。顕著に注目
された1つの方法では予備成形された塗料状フィルムを
用い、このフィルムは予備成形した部品に接着するかま
たはプラスチック部品を成形する際に該部品に設けるこ
とができる。
589号明細書に記載されている塗料トランスファー物品
(paint transfer article)である。さらに、「Johnso
n,B.,“Development of an Automotive“Paint Film"Co
ncept",SAE Technical Paper Series,890532,1899」参
照。前記の文献に記載されている塗料トランスファー物
品は塗料組成物に標準的な車体塗料を用いて、車体部品
の表面フィルムに装飾特性を与える。引用された支持体
の特性により保護支持体としての用途が制限される。
24号および同第4,943,680号並びに欧州特許第266,107号
明細書には、液体流延した分子配向していない重合体フ
ィルムから形成した表面フィルムが記載されている。分
子配合していない重合体フィルムは、輪郭をつけた物品
例えば車体部品上に高品質、高光沢塗料上仕上げを形成
する。また、欧州特許第348,310号明細書には、担体に
用いられる液体流延重合体フィルムが記載されている。
料状層を流延用ベース上に噴霧、流延または塗布するこ
とにより形成する。流延用ベースは均一な組織または光
沢を有さなければならないが、これはこの組織および光
沢が着色した表面フィルム層の表面上にトランスファー
されるためである。
に選択される。一般に、高い引張強さが必要であり、流
延用ベースおよび従って塗料状層は塗布機械を介して流
延用ベースを進めるのに必要な張力を加えることにより
変形しない。塗料状塗料組成物を塗布した後に、塗布し
た流延用ベースを代表的に加熱室を介して進めて溶媒を
除去するかまたは塗料状塗料の重合体成分を溶融または
硬化/架橋させるため、流延用ベースは高温で低い伸長
性を有さなければならない。
を変形させるかまたは損傷させるため、ベースは実質的
に耐溶剤性でなければならない。従って、前記の文献に
記載されている目的に適するフィルムは、高温で剛固、
硬質であり、耐変形性であり、苛性溶媒により変化をう
けないフィルムである。
を製造した後に表面フィルム上に定位置に放置して、こ
れが輸送および管理の間並びに次のフィルムを基材上に
塗布する間の保護支持体となるようにする。このような
応用において、支持層は十分に可撓性かつ伸長性であ
り、従って基材の輪郭に十分に適応しなければならな
い。このような適応は熱を加える、すなわち支持層を熱
成形することにより増強することができる。
る。これはフィルムを良好な流延用ベースとする物理的
性質(例えば高温における低い伸長性)が、フィルムを
後に支持層とする場合に熱成形性を制限する作用を有す
る性質であるためである。従って前記の文献の支持層は
必然的に熱成形性が制限された。制限された熱成形性を
有する支持層は、引張りまたは延伸の量が制限される用
途に適切に用いることができるが、これらは熱成形によ
り高度の延伸または引張りを受けた際に欠陥例えば亀
裂、しわ、クレージングおよびかぶりを生じ、このよう
なフィルムは、成形表面を写し取るのに適さない。支持
層と塗料状層とが緊密に接しているため、これらの欠陥
は塗料状層にトランスファーし、物品の装飾特性として
の値に悪影響を与える。
る支持層に剥離可能に接着した分子配向していない重合
体の液体流延による形成した装飾層を有する。従って支
持層は容易に熱成形することができる。このような表面
フィルムにより、これらが苛酷な二次成形を受けた際に
表面欠陥を生じる傾向が低いため、改善された装飾特性
を有する高度に輪郭をつけられた物品を生産することが
可能である。
性を有する流延用ベース上に塗布することにより形成さ
れる。次に塗布した流延用ベースを加熱して、重合体成
分を溶融または硬化/架橋させる。このように成形され
た塗料の露出面を次に熱成形可能な支持層上に剥離可能
に接着するかあるいはまた、流延用ベースを除去して流
延用ベースを交換する側の成形可能な支持体と交換す
る。支持層は透明またはわずかに色を帯びており、支持
体と塗料状表面との間の可剥性接着を崩壊させずに成形
前および後に塗料表面を検査することができるようにす
る。これらの表面フィルムは、不所望な表面不整を発生
せずに苛酷に二次成形することができる。
り、これは比較のために、物品の外部表面の一部に塗布
したにすぎない表面フィルムを示し、最も上の支持層を
表面フィルムから部分的に剥離して組織化した表面が現
われている。
を示すライン2−2で切断した断面図である。
断面図である。
定の基材の重合体の接着を改良できる少なくとも約40デ
ニール/cmの湿潤張力を生じる表面フィルムの断面図で
ある。
の断面図である。
含む表面フィルムの断面図である。
れる方法の概要を示す図である。
可塑性射出成形法で支持層の反対側の表面フィルムの側
に直接結合して同時に部品を形成するのに使用する例を
示す図である。
る例を示す図である。
フィルムを除去し、フィルムに形成された窪みに液状基
材を注ぎ、さらに基材を固める方法を示す図である。
を本発明の表面フィルムと一体化して示す。これらおよ
び他の高度に輪郭を描いた部品はフィルムが苛酷に二次
形成され、亀裂、クレージング、しわ、もしくはかぶり
を伴わず型または部分表面を写し取ることができるため
本発明の表面フィルムのための典型的な用途である。フ
ィルムはこれらのフィルムの下にある層を装飾表面組織
または下にある層の仕上がりに有害な影響を与えること
なく厳密な二次形成を通じて保護する熱形成可能な支持
層22を一体化する。
に結合することを示す。支持層22はフィルムを基材に塗
布した後部品20からいつでも除去することができるが二
次形成後に行うのが好ましい。支持層を表面フィルムの
外面から剥離すると、均一な高品質の表面組織または仕
上がりを有する二次形成部品が現れる。
断面図を示す。この図では装飾層23を支持層が結合した
反対側で基材24に直接結合させる。部分的に除去した支
持層22を装飾層にかぶせ剥離可能に結合して表面フィル
ムの最も外側の層を形成する。
示する表面フィルムを示す。本発明の支持層は可撓性、
伸展性のある重合体フィルムである。さらに特に、支持
層は熱形成性フィルム、すなわち、高い温度で低い引っ
張り強さを有するフィルムでありその結果フィルムは高
い温度で最小抵抗を示して変形する。変形に対する減少
した抵抗を示すフィルムは型または部分的な表面に容易
に適合し亀裂、クレージング、しわ、もしくはかぶりの
ような問題が起こる傾向をほとんど有しない。
0.5ポンド(pli)より低い引っ張り強さを有し可撓性で
伸展性がある。このように本発明の目的から、熱形成性
支持層は300゜F(148℃)で約0.5pli(89.29g/cm)り低
い引っ張り強さを有する重合体フィルムである。
性フィルム物質は250゜F(121℃)で幅1インチ当たり
約3.0ポンド(535g/cm)より小さい、好ましくは250゜F
(121℃)で幅1インチ当たり約1.5ポンドより小さい5
%の伸びの最大負荷を有するものとして定義される場合
がある。
si(89.298kg/cm)の負荷に曝される際50%より大きな
伸びを有するものと定義される場合がある。支持層はこ
れらの条件下で100%より大きな伸びを有するのが好ま
しい。
ポリエステルならびにこれらの共重合体、アロイおよび
ブレンドから形成されたものを含むのが好ましい。支持
層として最も好ましい物質は約0.001〜約0.003インチ
(約0.0025〜約0.0076cm)の厚さのゲージ範囲の分子配
向ポリプロピレン共重合体である。市場で入手し得る配
向したポリプロピレン共重合体の例はエクソン社(Exxo
n)から入手できるエクストレル23 (Extrel 23 );
およびモービル社(Mobil)から入手できるビコール
(Bicor )BSR−1である。一般に、エチレンおよびプ
ロピレンのホモ重合体ならびに共重合体はこれらの表面
フィルムの支持層として十分に機能する。
の)形態のポリエステル、例えばポリエチレンテフタレ
ート(PET)、ポリエチレンテフタレート−変性したエ
チレングリコール(PETG)、ポリブチレンテフタレー
ト、ならびに無定形共重合体、アロイおよびこれらのブ
レンドのフィルムを含む。さらに特に、約0.002〜約0.0
10インチ(約0.005〜約0.025cm)のゲージ範囲の平坦ダ
イ押し出ししたPETGは本発明の支持層にとって他の特に
好ましい物質である。市場で入手し得る無定形PETGの例
はパクール社(Pacur,Inc.)のPacur PETGである。
めに有用な他の物質にはポリスチレンおよび塩化ポリビ
ニルが含まれる。可撓性で、伸展性のある支持層は所望
の表面特性を有し熱形成性物質に対する上述の任意の定
義に合った任意の重合体物質から形成することができ
る。
した装飾層23から成る熱形成性表面フィルムを示し、前
記装飾層は300゜F(148℃)で1インチ直線当たり約0.5
ポンド(89.29g/cm)より低い引っ張り強さ有する重合
体フィルムで形成した熱形成性支持層に剥離可能に結合
した。
した苛酷な作用に抵抗性があるほとんど分子配向してい
ない重合体フィルムである。装飾層は透明かまたは着色
したもので任意に金属性の外観のために均一に分散した
反射フレークを有する場合がある。装飾層は1層以上の
重合体フィルム、例えば、参考としてここに記載する米
国特許第4,810,540、第4,931,324、および第4,943,680
号に開示された下塗り/透明塗料仕上げの外観に似た装
飾層から成る場合がある。かかる液体流延した重合体フ
ィルムの例はウレタン重合体、アクリル酸重合体、ビニ
ル重合体、フッ化重合体およびこれらのブレンドから形
成したものである。フッ化重合体が特に好ましい。さら
に特に好ましいフッ化重合体はフルオレックス (FLUO
REX )であり、レグザムコーポレーション(Rexham Co
rporation)により製造されたアクリル重合体およびフ
ッ化ポリビニリデンのアロイである。
材と表面フィルムの間の結合を高めた図3で示した表面
フィルムの好適例である。得られた表面湿潤張力は少な
くとも約40デニール/cmである。
の間の結合を高めた図3の表面フィルムの好適例であ
る。接着層26は支持層22に結合した表面の反対側の装飾
層の主表面と基材24の間にはさむ。例えば、支持層に結
合した表面の反対側の装飾層の主表面をウレタン接着
剤、または熱反応性アクリル接着剤、もしくは感圧アク
リル接着剤のような接着剤を用いて、基材と装飾層を互
いに不可逆的に結合することにより、被覆する。
の使用により本発明の物品に含まれる場合がある。かか
る好適例において、ラミネートフィルムまたはシート層
は熱形成性であり基材と表面層の間の結合を形成する物
質から成る。かかる接着するラミネート層で適当に用い
られる物質の例には:エクソン社のExtrel 23のような
ポリプロピレン;ポリプロピレンの共重合体および重合
体ブレンド;パクール社のPacur PETGTM6763のような変
性ポリエチレンテレフタレート−エチレングリコール;
ジー.イー.(G.E.)から入手し得るサイコラック
(Cycolac )のようなアクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン樹脂(ABS);ジー.イー.がら入手し得
るレックザン (Lexan )のようなポリカーボネー
ト;ポリカーボネートの共重合体および重合体ブレン
ド;ポリエステルの共重合体および重合体ブレンド;パ
クール社のPacur A−150のような無定形ポリエチレンテ
レフタレート;およびジェネラルタイヤのジオン (Ge
on )のような塩化ポリビニル(PVC)が含まれる。
示す。流延用ベースは耐熱および耐溶媒性の頑強な物質
で形成される。これは比較的曲がらない伸びない物質で
ある必要がある。これは液体流延した装飾層が処理中に
変形または損傷しないように高い引っ張り強さを有する
必要がある。一般に、1インチ直線当たり0.5ポンド(8
9.29g/cm)の最小引っ張り強さが本発明の流延用ベース
に必要とされる。
℃)のポンド/インチ幅で5%の伸びのその最大負荷に
より定義することができる。適当な流延用ベースは250
゜F(121℃)の3ポンド/インチ(535g/cm)幅以上で
5%の伸びの最大負荷を有する。
(89.289kg/cm)の負荷に曝される際10%より小さい伸
びを有するものと定義される場合がある。
結果流延用溶液に含まれる溶媒を塗布する際構造上の完
全性が低下しない。
29g/cm)の引っ張り強さを有する流延用ベースは本発明
の目的に適した流延用ベースである。これらの特性を有
する流延用ベースを製造するために用いることができる
物質は分子配向した、ヒートセットポリエステルであ
る。かかる流延用ベースの好ましい例は二軸配向したヒ
ートセットポリエチレンテレフタレートのフィルムから
形成されたものである。市場で入手し得るこれらの物質
の例はヘキストセラネース社(Hoechst Celanese)から
入手し得るホストファン (Hostophan );デュポン
社(DuPont)から入手し得るミラー (Mylar );ア
イシーアイ(ICI)から入手し得るメラネックス (Mel
anex );スリーエムから入手し得るスコッチパー
(Scotchpar )である。これらの物質のフィルムは3
00゜F(148℃)で約90〜300ゲージ(約0.228cm〜約0.76
2cm)の厚さの厚さで所望の引っ張り強度を有する。
に用いられる流延用ベースは、さらに本発明の目的に適
している。
概要を示している。装飾層を形成するフィルムは適当な
流延用ベース27に液体28としてまず展延する。流延用ベ
ース/流延液体を加熱領域29を介して進め溶媒を除去し
熱可塑性成分を融合するか、または反応性構成物を硬化
/架橋する。本発明の装飾層を融合または硬化/架橋す
るために、加熱領域を約200゜F(93℃)より高くする必
要がある。フッ化ポリビニリデンフィルム、例えば、FL
UOREX は熱可塑性成分を融合するために約350゜F(177
℃)より高い温度を必要とする。従って、適切な流延用
ベースは熱形成性ではない、すなわち、高い温度で高い
引っ張り強度を保有する必要があり、その結果これは装
飾フィルムを変形させず構造上の連続性を傷つけない。
よび重合体に塗布され、特に表面フィルムまたは仕上げ
た物品を苛酷に二次形成するのに有効である。
れるように表面フィルムを射出鋳型30に配置し、液状重
合体基材を鋳型キャビティーに入口を介して射出した液
状基材物質が表面フィルムに鋳型キャビティーを写し取
らせ表面フィルムと基材を互いに結合させると同時に形
成させる概略図を示す。
基材34上に表面フィルムを直接二次成形することにより
製造する方法を例示する。
35に表面フィルムを二次形成し、型からフィルム36を除
去し、さらにフィルムに形成された空間37を液状重合体
基材38で充填し、これを固めて仕上げた物品39を形成す
ることが含まれる。支持層22は所望により除去する。
り高度に輪郭を描いた物品の製造を可能にすることが期
待できる。
含む物品において、支持層が装飾層に剥離可能に接着さ
れており、装飾層が基材に不可逆的に接着されていこと
を特徴とする物品を提供する。
を結合する物品を製造する方法を提供する。本発明の表
面フィルムを製造する方法は300゜F(148℃)で少なく
とも1インチ直線当たり約0.5ポンド(89.29g/cm)の引
っ張り強さを有するフィルムで形成した適当な流延用ベ
ース上に分子配向していないフッ化重合体フィルムで形
成した装飾層を液体流延し、300゜F(148℃)で少なく
も1インチ直線当たり約0.5ポンド(89.29g/cm)より小
さい引っ張り強さを有する重合体フィルムで形成した熱
形成性支持層を流延用ベースに結合した表面と反対側の
流延したフッ化重合体層の主表面に剥離可能に結合する
ことから成る。
℃)で少なくとも1インチ直線当たり約0.5ポンド(89.
29g/cm)の引っ張り強さを有する適当な流延用ベース上
に分子配向していないフッ化重合体で形成した装飾層を
展延し;300゜F(148℃)で1インチ直線当たり約0.5ポ
ンド(89.29g/cm)より小さい引っ張り強さを有する重
合体フィルムで形成した熱形成性支持層を装飾層の反対
表面に剥離可能に結合し;流延用ベースを除去し;支持
層に結合した表面の反対側の装飾層の表面を基材に不可
逆的に結合し;さらに部品を二次形成することから成
る。
ポリエステルのフィルムで形成した流延用ベース上に分
子配向していないフッ化重合体フィルムで形成した液体
流延した装飾層を成形し、熱形成性重合体フィルムで形
成した可撓性の、伸展性のある支持層に装飾層をトラン
スファーすることから成る表面フィルムを製造する方法
を提供する。
めに基材を結合する前に流延用ベース27を表面フィルム
から除去することである。
提供し、かかる部品は基材24、分子配向していないフッ
化重合体フィルムで形成した装飾層23、および300゜F
(148℃)で1インチ直線当たり約0.5ポンド(89.29g/c
m)より小さい引っ張り強さを有する重合体フィルムで
形成した熱形成性支持層22から成り、前記支持層を前記
装飾層に剥離可能に結合し、さらに前記装飾層21を前記
基材23に不可逆的に結合する。
23の間にはさんだ中間接着層26を含む。
基材の表面を形成するラミネート層が、それ自体、表面
フィルムと特に強く、不可逆的な結合を形成する物質か
ら製造する。
び請求の範囲の対象である。
チ(1.27cm)に切断し、一端に500PSI(35.15kg/cm2)
の力を発生させるのに十分な重量を加えた。試料を225
゜F(107℃)に設定した急速回収空気循環オーブン内に
懸架した。扉を開いて試料を導入した際にオーブン温度
は約200゜F(93℃)まで降下した。試料を1分間熱に暴
露し、この間に温度は約223゜F(106℃)に上昇した。
極めて十分な伸長性を示した。これらの材料製のフィル
ムは支持層として好ましい。
タファン (Hostaphan ))は高温で最小の伸長性を
示した。これらの材料製のフィルムは熱成形可能でな
く、従って支持層に適さない。代わりに、これらの材料
製のフィルムは流延用ベースとして好適に用いられる。
た: A.デュポン−マイラー A0.001″二軸配向したヒートセ
ットのポリエチレンテレフタレート(PET)。
ピレン共重合体(PP)。
変性無定形ポリエチレンテレフタレート−エチレングリ
コール(PETG)。
リフッ化ビニリデンポリマーアロイ(フルオレックス
A)のフィルムとして可剥性接着を形成した。積層した
試料を真空二次成形機(ゼッド・インダストリーズ・バ
キューム・フォーマー・モーデル(Zed Industries Vac
uum Former Model)L−2)中に支持層を上方にして配
置し、試料の以下のサイクルに暴露した: ヒートセット温度 575゜F(302℃) 加熱時間 10秒 成形時間 9秒 冷却時間 15秒 長円形アルミニウム型を成形に用いた。型の寸法は底
面が であり、高さが であった。この型は、 の寸法を有する平坦な頂部を有していた。
層試料は成形されなかった。シートはわずかに変形した
が、本質的に平坦なシートのままであった。従って、こ
れらの非熱成形性試料は本発明において支持層として用
いる目的には適さない。
ポリプロピレン)試料は容易に成形されて型表面を写し
取った。これらは本発明の支持層に適する材料の好適例
である。
Claims (4)
- 【請求項1】熱成形可能な表面フィルムであって、 300゜F(148℃)において0.5ポンド/直線インチ(89.2
9g/cm)を超えない引張強さを有する重合体フィルムか
ら形成された熱成形可能な支持層に剥離可能に接着され
た分子配向していない重合体フィルムの流延により形成
した装飾層を有することを特徴とする熱成形可能な表面
フィルム。 - 【請求項2】熱成形可能な表面フィルムであって、 300゜F(148℃)において少なくとも0.5ポンド/直線イ
ンチ(89.29g/cm)の引張強さを有する重合体フィルム
から形成された非熱成形可能な流延用ベースを有し、上
記流延用ベースが分子配向していない重合体の流延によ
り形成された装飾層に剥離可能に接着されており、上記
装飾層が300゜F(148℃)において0.5ポンド/直線イン
チ(89.29g/cm)より低い引張強さを有する重合体フィ
ルムから形成された熱成形可能な支持層に剥離可能に接
着されていることを特徴とする熱成形可能な表面フィル
ム。 - 【請求項3】請求の範囲2記載の熱成形可能な表面フィ
ルムから流延用ベースを除去した基材を含む物品におい
て、 上記支持層が上記装飾層に剥離可能に接着されており、
上記装飾層が上記基材に不可逆的に接着されていること
を特徴とする物品。 - 【請求項4】表面フィルムを製造するにあたり: 分子配向していないフルオロポリマーフィルムから形成
された装飾層を、300度F(148℃)において少なくとも
0.5ポンド/直線インチ(89.29g/cm)の引張強さを有す
るフィルムから形成された適切な流延用ベース上に液体
流延し、300゜F(148℃)において0.5ポンド/直線イン
チ(89.29g/cm)より低い引張強さを有する重合体フィ
ルムから形成された熱成形可能な支持層を、流延したフ
ルオロポリマー層の過半の表面に剥離可能に接着するこ
とを特徴とする表面フィルムの製造方法。
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