JP3545999B2 - How to make foil crafts - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性を有する樹脂を器物とする成形品及びその製造方法に関し、より詳細には、生分解性を有する樹脂からなる成形基体、特に工芸品又は民芸品の装飾表面を形成し、腐食、剥離、傷、薬品等に対する表面強度、各層間の接着性に優れた保護皮膜を形成した又は形成しない成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に工芸品、民芸品と言われる、例えば、塗り物、箔工芸品、漆器は、現在殆どがフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂；ポリスチロール（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）などの熱可塑性樹脂；又は木製品を器物とし、これらの器物の表面の保護及び質感の改善のために、ウレタン樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、メラミンアルキッド樹脂塗料を塗ったり、漆を塗布している。さらに、これらの工芸品、民芸品の意匠性をさらに高めることを目的として、上記塗装表面上に、例えば、金属箔や金属粉などの装飾が施されている。そして、装飾面の保護を目的として、それらの表面に、溶剤系のウレタン樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、メラミンアルキッド樹脂塗料を再度塗布したり、エポキシ樹脂を厚く塗装したり、エポキシアクリレート樹脂を塗布することが一般に行われている。そして、これらの工芸品、民芸品は、様々な日用品、雑貨、アクセサリー、装飾品、建材等として使用されてる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の製品は、装飾面の腐食、剥離、傷、薬品に対する保護等も満足できるレベルであり、使用する上では問題はない。しかしながら、これらの製品を廃棄する場合、例えば、一般ゴミ（可燃ゴミ）として処理しようとすれば、器物が上記樹脂であれば、燃焼カロリーがかなり高く、そのため炉を傷めてしまったり、さらには有毒ガス発生の原因となってしまい、環境に深刻な影響を与えてしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、使用時には従来品のように優れた意匠性と従来品と同等又はそれ以上の保護強度を保ちながら、環境に悪影響を及ぼすことなく、一般ゴミとして安直に廃棄することが可能な工芸品、民芸品を製造することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のように、環境に悪影響を及ぼさずに廃棄を可能とするという目的を達成するために、先ず器物の原料として生分解性を有する樹脂を採用した。
【０００６】
「生分解性を有する樹脂（生分解性樹脂）」とは、自然界において、微生物が関与して、低分子化合物に分解される樹脂（高分子化合物及びその配合物）をいう。また、生分解性を有する樹脂は、一般に、酸素含有量が高く、燃焼カロリーが低いため、焼却時に炉を傷めることがなく、また有毒ガスの発生もない。
【０００７】
本発明者らは、生分解性を有する樹脂からなる器物（成形基体）に従来の方法で接着剤を塗布し、装飾用材料を貼り付け、さらに従来の溶剤系のコーティング材料からなる保護被膜を形成したサンプルを作製し、その品質、性能、特に、器物と装飾用材料との密着性を検討した。その結果、従来の溶剤系コーティング材料でも従来の成形品と同等の表面保護機能を与えられるものもあるが、用いる生分解性を有する樹脂の種類によっては、従来の工法を用いて保護被膜用の溶剤系コーティング材料を使用したのでは、それからなる成形基体と装飾用材料との密着性が不十分となり、装飾表面の剥がれが容易に起こる場合があることが判明した。
【０００８】
このような装飾表面の剥がれの原因を追求したところ、ある種の生分解性を有する樹脂（例えば、はポリ乳酸）からなる成形基体では、溶剤系の保護被膜用のコーティング材料を使用すると、その溶剤が装飾用材料、接着層を通して成形基体の表面を短時間のうちに浸食（ソルベントアタック）してしまい、その結果接着層から積層部分が剥がれてしまうことがわかった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、このような溶剤に浸食されやすい生分解性を有する樹脂にも使用でき、かつ良好な表面保護機能を与えることができる保護被膜用素材を鋭意探索した結果、溶剤を使用しない、すなわち、無溶剤系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂が適していることを見出し、第１の発明を完成した。
【００１０】
すなわち、第１の発明は、「生分解性を有する樹脂からなる成形基体の表面に接着剤を塗布して装飾用材料を積層して貼り付けた後、その上に、無溶媒系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂からなる保護被膜を形成することを特徴とする工芸品又は民芸品」を提供するものである。
【００１１】
さらに、従来から使用されている溶剤系のコーティング材料を使用できる方法を見出すべく、本発明者らは、従来の工法を再検討し、溶剤に浸食されやすい生分解性を有する樹脂であっても、接着剤及びコーティング材料を塗布後、溶剤を速やかに揮発させる工程を取り入れることにより、溶剤による浸食を防止することができる新規な方法を見出し、それにより、成形基体と装飾用材料との充分な接着性を確保できる第２の発明を完成した。
【００１２】
すなわち、第２の発明は、「生分解性を有する樹脂からなる成形基体の表面に接着剤を塗布して又は接着剤を塗布しないで、装飾用材料を積層して貼り付けることを含む工芸品又は民芸品の製造方法において、前記接着剤又は装飾材料中の溶剤を、圧縮空気を吹きつける（エアブロー）ことによって急速に揮発させる工程を含むことを特徴とする方法。
」を提供するものである。
【００１３】
さらに、上記第２の発明（本発明）において、装飾用材料の上に溶剤系のコーティング材料からなる保護被膜を形成する場合には、「ポリ乳酸系生分解性樹脂からなる成形基体の表面に接着剤を塗布する工程と、金属、金属箔、金属粉、塗料、染料（インク）、化学繊維、天然繊維、シール及び植物若しくはその部分からなる群から選択される装飾用材料を積層して貼り付ける工程と、該接着剤を硬化させる工程、溶剤系コーティング材料を塗布する工程と、該溶剤系コーティング材料を硬化させて保護被膜を形成する工程と、該接着剤を成形基体に塗布後であって該装飾用材料を積層する前に、該接着剤中の溶剤を、常温圧縮空気を吹きつける（エアブロー）ことによって急速に揮発させ、該接着剤中の溶剤による該成形基体表面の侵食を防止する工程と、該溶剤系コーティング材料の塗布後であって該溶剤系コーティング材料を硬化させる前に、該溶剤系コーティング材料中の溶剤を、常温圧縮空気を吹きつける（エアブロー）ことによって急速に揮発させ、該溶剤系コーティング材料中の溶剤による該成形基体表面の侵食を防止する工程を含むことを特徴とする箔工芸品の製造方法」を提供する。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明するが、まず、（１）第１及び第２の発明に共通の事項について説明し、次に、（２）第１の発明に固有の事項、（２）第２の発明に固有の事項の順に説明する。
【００１５】
（１） 第１及び第２の発明に共通の事項
本発明の「生分解性を有する樹脂」としては、前記定義のとおり、自然界において、微生物が関与して、低分子化合物に分解される樹脂（高分子化合物及びその配合物）であれば、いずれの樹脂でも使用できる。
【００１６】
現在知られている生分解性を有する樹脂としては、大別して次のようなものがある。
【００１７】
ポリ乳酸は、植物系原料であるトウモロコシなどの澱粉を乳酸発酵させて得られる乳酸を原料として、ラクチドを経由する乳酸の環状二量体であるラクチドの開環重合によって、又は乳酸を有機溶剤中で脱水反応させることによって製造される。商業的に入手可能なポリ乳酸としては、ラクティ（登録商標、株式会社島津製作所製）などがある。
【００１８】
脂肪族系ポリエステルは、石油系原料からなるものであり、グリコールとジカルボン酸の重縮合反応によって製造される。商業的に入手可能な脂肪族系ポリエステルとしては、ビオノーレ（登録商標、昭和高分子株式会社製）などがある。
【００１９】
本発明の「生分解性を有する樹脂からなる成形基体」とは、すなわち器物のことであり、その成形方法には、特に限定はなく、樹脂の特性に応じて選択すればよい。成形基体としては、射出成形により得られる種々の形状を有する成形基体又は延伸若しくは押出により得られるフィルム又はシートが好ましく、フィルムは、使用目的により種々の厚さを有する。
【００２０】
本発明で用いる「接着剤」は、当業界で従来から使用されているもの、例えば、
エポキシ系接着剤などを使用することができるが、接着剤中の溶剤が生分解性を有する樹脂を浸食しやすいので、後述するように、接着剤の塗布後、速やかに溶剤を揮発させる必要がある。
【００２１】
本発明の「装飾用材料」は、成形品（工芸品、民芸品）を装飾する目的で用いられる全ての材料を含み、例えば、金属、金属箔、金属粉、塗料、染料（インク）、化学繊維（ポリエステル、ナイロン等）、天然繊維（麻、絹等）、シール及び植物若しくはその部分などが挙げられる。装飾用材料は、廃棄時に環境に悪影響を及ぼすことがないもの、又は悪影響を及ぼすことが少ないものが好ましい。
【００２２】
特に、工芸品、民芸品に用いられる高級な装飾用材料としては、金属箔として金箔、金属粉として金粉が好ましく用いられる。
【００２３】
シールは、すでに印刷等が施された片面に粘着面を有する積層品（紙片、フィルム等）であり、植物又はその部分とは、例えば、生花や落ち葉である。
【００２４】
接着剤、又は接着剤と保護皮膜のコーティング材料の合計重量の割合は、環境への影響を考慮して、生分解性を有する樹脂からなる成形基体の５重量％以下である。
【００２５】
また、第１及び第２の発明の成形品を、複数積層してヒートシールして積層成形品とすることもでき、上記成形品が、フィルム形状を有するものであることが好ましい。ヒートシールは、従来の方法で行うことができる。
【００２６】
（２） 第１の発明に固有の事項
第１の発明の「保護被膜」は、無溶剤系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂から形成される。
【００２７】
「無溶剤系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂」とは、すなわち、溶剤を含まない１００％のシリコーン系コーティング材料又は樹脂であり、「水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂」とは、分散媒として、溶剤の代わりに水を使用したシリコーン系コーティング材料又は樹脂である。
【００２８】
ここで、「シリコーン系コーティング材料」は、シリコーン系樹脂を形成するものであり、例えば、アルコキシシラン、ポリアルキルアルコキシシロキサン、ポリアルキルシロキサン、有機官能性シラン、ジアルキル錫化合物などを主成分とするものが挙げられ、好ましくはポリアルキルアルコキシシロキサンを主成分とするものである。「無溶剤系の樹脂」としては、例えば、ＵＶ硬化性のウレタンアクリレートなどが挙げられる。
【００２９】
無溶剤系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂からなる保護被膜の形成は、それぞれシリコーン系コーティング材料又は樹脂で通常採用されているコーティング方法及び硬化条件を用いることができる。
【００３０】
このシリコーン系コーティング材料から形成される保護皮膜は、ガラス質の被膜であり、成形品の装飾表面の腐食、剥離、傷、薬品に対する強度（抵抗性）を顕著に高めるものである。また、装飾用材料の光による変色等を防止する効果も得られる。
【００３１】
次に、第１の発明の成形品の製造方法について説明する。
（Ａ）本発明の成形品の所望の形状を有する成形基体を、生分解性を有する樹脂から製造する。成形基体の製造方法は、前記のように樹脂に応じて適当な手法を用いて製造できる。
【００３２】
（Ｂ）上記で製造した成形基体の表面に、前記の接着剤を塗布する。このとき、成形基体の界面に対してソルベントクラックを発生させないため及び成形基体の樹脂表面の溶剤による浸食を防止するために、接着剤中の溶剤を可及的速やかに揮発させる必要がある。
【００３３】
接着剤中の溶剤を速やかに揮発させるための具体的な手段としては、接着剤塗布後、成形基体を構成する生分解性を有する樹脂の熱変形温度以下の温度で２０分間程度、熱風循環炉に投入する等の通常当業界で用いられる手法による。
【００３４】
なお、この工程において、熱風循環炉投入の前に、後述する第２の発明の新規な工程を追加してもよく、これにより、成形基体と装飾用材料との接着性がより高められることは明らかである。
【００３５】
（Ｃ）溶剤を揮発させた接着剤表面に、装飾用材料を積層して貼り付ける。
例えば、装飾用材料が金属箔である場合には、上記（Ｂ）の工程によって、溶剤が揮発した後の接着剤の表面状態は、タック（ねばつき）がありながら、金属箔のしわのばしに適する状態になっているので、金属箔を積層し、圧着する。
【００３６】
（Ｄ）成形基体表面上に接着剤及び装飾用材料を積層したものを、生分解性を有する樹脂のガラス転移温度（ＴＧ）又は熱変形温度（ＨＴＤ）以下の温度で、熱風循環炉中で加熱し、成形基体と装飾用材料が剥がれないように、接着剤を硬化反応させる。硬化反応の条件は、当業界で通常採用されているものを用いればよい。硬化反応時間も、使用する生分解性を有する樹脂、接着剤及び装飾用材料の種類並びに組み合わせによって、適宜設定する。
【００３７】
（Ｅ）成形基体表面上に接着剤及び装飾用材料を積層し、接着剤を硬化反応させた後の装飾用材料を貼り付けた面の上に、保護被膜用のコーティング材料を塗布し、硬化反応させる。硬化反応の条件は、成形基体の生分解性を有する樹脂の物理化学的特性を考慮しつつ、使用するコーティング材料の硬化反応に通常採用されているものを使用することができる。
【００３８】
第１の発明では、保護被膜を形成するコーティング材料又は樹脂は、無溶剤系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂であり、ソルベントクラックや溶剤による成形基体表面の浸食の心配はないので、例えば、単に無溶剤系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂を塗布し、成形基体を構成する生分解性を有する樹脂の熱変形温度以下の温度でシリコーン系コーティング材料又は樹脂を硬化させればよい。また、無溶剤系の樹脂がＵＶ硬化性樹脂である場合には、必要なＵＶ照射を行えばよい。
【００３９】
第１の発明の無溶剤系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂は、溶剤に浸食されやすい生分解性を有する樹脂を成形基体とする場合にも使用でき、良好な表面保護機能を発揮する。第１の発明は、当然ながら、溶剤による浸食が問題とならない生分解性を有する樹脂を用いる場合にも、従来品より優れた接着性及び表面硬度を付与できる。
【００４０】
（３） 第２の発明に固有の事項
第２の発明は、接着剤中の溶剤を圧縮空気を吹き付ける（エアブロー）ことによって急速に揮発させる新規な工程を含む第１の態様と、装飾用材料の上に溶剤系コーティング材料からなる保護被膜を形成する場合において、接着剤中の溶剤及び保護被膜を形成する溶剤系コーティング材料中の溶剤を、圧縮空気を吹き付ける（エアブロー）ことによって急速に揮発させる２つの新規な工程を含む第２の態様に分けられる。
【００４１】
さらに、第１の態様には、装飾用材料の上に保護被膜を形成しない場合、及び非溶剤系のコーティング材料、すなわち、第１の発明で用いる無溶剤系若しくは水系のシリコーン系コーティング材料又は樹脂によって保護被膜を形成する場合が含まれる。
【００４２】
第１の態様の保護被膜を形成しない場合としては、シルクスクリーンなどの手法による装飾用材料の積層のみで最終製品とするような場合が含まれる。
【００４３】
第２の態様では、溶媒によって成形基体を形成する生分解性を有する樹脂の塗布表面が浸食される心配はないので、特別な手法を用いることなく、保護被膜が形成できる。
【００４４】
第２の発明における接着剤は、前記第１の発明と同様に、従来から使用されているエポキシ系樹脂等が使用できる。
【００４５】
溶剤系コーティング材料としては、従来から保護被膜を形成するために使用されているものが使用できる。例えば、アクリルポリオール又はポリエステルポリオールとイソシアネートとの組み合わせを主成分とするウレタン樹脂コーティング材料、アクリル樹脂塗料、メラミンアルキッド樹脂塗料、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂塗料などが使用できる。
【００４６】
第２の発明における、塗布された接着剤及び溶剤系コーティング材料中の溶剤を迅速に揮発させて、成形基体を構成する生分解性を有する樹脂の塗布表面の浸食を防ぐには、接着剤及び溶剤系コーティング材料を塗布後、一定条件下で圧縮空気を吹き付ける。圧縮空気の吹きつけ（一般にエアブローと呼ばれる）は、溶剤を迅速に揮発させることができれば、いかなる種類の装置を用いて行ってもよい。一般には、例えば、エアーガン（スプレーガン）を用いることができる。
【００４７】
圧縮空気吹きつけ（エアブロー）の条件は、成形品の種類、成形基体を構成する生分解性を有する樹脂の種類、接着剤若しくは溶剤系コーティング材料の種類等によって異なるが、圧縮空気圧は、装飾用材料に影響のない範囲であればよく、通常５ ｋｇｆ／ｃｍ２以下、好ましくは１〜３ ｋｇｆ／ｃｍ２である。なお、空気圧は、コンプレッサーによる圧縮空気でスプレーガン手元の圧力である。接着剤中の溶剤を揮発させるための圧縮空気吹きつけの時間は、通常９０秒、好ましくは、３０〜６０秒であり、保護被膜を形成するコーティング材料中の溶剤を揮発させるための圧縮空気吹きつけの時間は、通常５ 分以下、好ましくは１〜３分である。なお、圧縮空気の吹きつけの空気圧と時間は、相互に関係しており、工程の効率等を考慮して、上記範囲内で適宜選択すればよい。
【００４８】
エアーガンを使用する場合、圧縮空気の吹き出し口から接着剤又は溶剤系コーティング材料の塗布表面までの距離は、通常１０〜２０ｃｍ程度であり、好ましくは１５ｃｍ程度である。
【００４９】
圧縮空気の温度は、成形基体を構成する生分解性を有する樹脂の熱変形温度以下であればよく、通常は常温でよい。
【００５０】
従来行われていた工法では、成形基体に接着剤塗布又は溶剤系コーティング材料塗布後、熱風循環炉中で、成形基体を構成する生分解性を有する樹脂の熱変形温度以下の温度で乾燥を行っていた。成形基体は、この乾燥工程の間に接着剤又は溶剤系コーティング材料中の溶剤によって浸食（ソルベントアタック）を受けていた。
【００５１】
そこで、乾燥工程の前に、第２の発明の圧縮空気吹きつけ（エアブロー）工程を入れることによって、溶剤による成形基体を構成する生分解性を有する樹脂表面の浸食が防止されて成形基体と装飾用材料との接着性に著しい改善が見られ、ソルベントクラック（装飾用材料のはがれ）が起こらなくなるのである。
【００５２】
【発明の効果】
前記構成を有する本発明の成形品は、従来のフェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂、木を成型基材として使用して製造された工芸品、民芸品の製品に比べ、意匠性に優れ、かつ、通常の使用に十分な表面保護強度（表面の腐食、剥離、傷、薬品などに対する抵抗性）を有し、従来の製品と遜色無く代替が可能である。
【００５３】
また、本発明の成形品は、廃棄時には特殊なゴミとしてではなく、微生物の多く存在する自然環境下（土壌中、水中、海水中など）で分解させることもできる。さらには、可燃ゴミとして燃焼処理しても燃焼カロリーが低く、炉を傷めることがなく、黒煙、有毒ガスを発生させることもないため、環境に悪影響を及ぼすことがない。
【００５４】
上記のような特性を有する本発明の成形品は、環境に対して優しい製品として、工芸品、民芸品のさらなる使用の拡大を促進するものである。
【００５５】
なお、本発明の第１の発明及び第２の発明は、成形基体が生分解性を有する樹脂である場合に限らず、従来用いられてきた熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる成形基体にも、適用でき、従来よりもさらに良好な接着性及び表面保護機能を発揮できることは明らかであろう。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例及び試験例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって何ら限定されるものではない。
【００５７】
実施例１：第１の発明の成形品の製造
本発明の成形品の一実施態様である生分解性箔工芸品（ネームプレート（名札））の製造例を示す。
【００５８】
植物が生産する澱粉を乳酸発酵して得られる乳酸を原料モノマーとして使用し、環化反応、開環重合反応によって得られる、天然資源から製造されたポリマー（ポリ乳酸：ラクティ（登録商標）、株式会社島津製作所製）を生分解性を有する樹脂として使用し、射出成形により成形基体（器物）（重量１３ ｇ）を製造した。
【００５９】
成形基体の表面に接着剤（エポキシ系接着剤）０．１ ｇを塗布し、４０℃で２０分間、熱風循環炉中で加熱して接着剤中の溶剤を揮発させた。
【００６０】
熱風循環炉での過熱が完了すると、装飾用材料である金箔を貼り付けるに際し、接着剤表面がタック（ねばつき）がありながら、箔のしわのばしに適する状態となっている。
【００６１】
金箔を上記状態になった接着剤表面に貼り付け、しわのない状態にした。
金箔を貼り付けたものを、４０℃で６０分間熱風循環炉中で加熱し、接着剤を硬化させた。
【００６２】
金箔の上に、無溶剤系のシリコーン系コーティング材料である、ＧＥ東芝シリコーン社製シリコーンワニス（成分：ポリアルキルアルコキシシロキサンを主成分とするシリコーンワニス）０．１ ｇを塗布し、常温で２４時間放置し硬化させた。
【００６３】
得られた成形品（工芸品）に使用されている接着剤及び保護被膜用コーティング材料の割合は、１．５％であった。
【００６４】
試験例１：第１の発明による成形品の生分解性試験（コンポスト化試験）
実施例１で製造した成形品（ネームプレート）について、ＩＳＯ ＤＩＳ １４８５５：プラスチックの好気性条件における完全生分解性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
表１の結果から、本発明の成形品は、完全生分解性であることがわかる。
【００６７】
試験例２：第１の発明による成形品の生分解性を有する樹脂からなる成形基体と装飾用材料、保護皮膜との接着性試験
下記のテストピースを用いて、第１の発明の成形品の一次密着性試験及び硬度試験を行った。なお、テストピースは、試験の便宜から使用するものであるが、材料及び製法等は実際の成形品と同じであり、実際に成形品を試験したものと変わらないことは言うまでもない。
【００６８】
テストピースの材料及び製造方法
成形基体を構成する生分解性を有する樹脂として、ポリ乳酸（ラクティ、株式会社島津製作所製）、接着剤としてエポキシ系接着剤（製品名：エポマラックＮＯ８００ＡＰ、大豊塗料株式会社製）、そして保護皮膜形成用のコーティング材料として、テストピースＮｏ． １（本発明）では無溶媒系シリコーン系コーティング材料（シリコーンワニス、ＧＥ東芝シリコーン社製）を、テストピースＮｏ． ２（比較例）では溶剤系ウレタン樹脂塗料（製品名：ストロン＃８００、カシュー株式会社製）を用いてテストピースを作製した。
【００６９】
それぞれのテストピースの製造方法は、成形基体に接着剤を塗布後、３０℃で１０分間、熱風循環炉中で加熱し、純金箔を貼り付けた後３０℃で４時間加熱して接着剤を硬化させた。
【００７０】
次いで、テストピースＮｏ． １（本発明）では、無溶剤系シリコーン系コーティング材料を塗布し、常温で４８時間放置して保護皮膜を形成した。テストピースＮｏ． ２（比較例）では、溶剤系ウレタン樹脂塗料を塗布し、セッティングに６０分をかけ、その後、３０℃で２時間乾燥後、常温で４８時間放置して保護被膜を形成した。
【００７１】
１．一次密着性試験
ＪＩＳ Ｋ ５４００ 塗料一般試験方法、８． 塗膜の抵抗性に関する試験方法、８．５ 付着性より応用し、８．５．１ 碁盤目法（剥離、密着テスト）で試験を行った。試験の便宜から試験サンプルとして用いたテストピースは、材料、作製方法その他は、実際の成形品と同じであり、実際に成形品を試験したものと変わらない。
【００７２】
（１）一次密着性試験方法
▲１▼上記表２及び３に記載のテストピースのそれぞれに、カッターナイフで１／１ｍｍのます目を１００ヶ作成する。
【００７３】
▲２▼ＪＩＳ Ｋ ５４００記載の碁盤目法では、▲１▼で作成したます目にセロハンテープを貼り、引っ張り試験を行って１／１ｍｍます目の塗膜のカケ、ハガレを確認することが規定されている。しかしながら、テストピースＮｏ． １で使用している保護膜形成材料であるＧＥ東芝シリコーン社製シリコーンワニスは、塗膜表面に離型性が発現するため、セロハンテープそのものが剥がれやすくなってしまい、正確な試験が実施できない。そこで、両者のテストピースについて、セロハンテープによる引っ張り試験よりもむしろさらに厳しい条件と考えられる１／１ｍｍます目を成形基体を構成する生分解性を有する樹脂からなるプレートで削ぎ落とす方法にて塗膜のカケ、ハガレの有無を確認することにした。
【００７４】
▲３▼テストピースの１／１ｍｍます目面に対して４５度の角度から、上記のプレートで１．００ ｋｇの荷重をかけながら、１００回削ぎ落とし、塗膜のカケ、ハガレの発生状態により、０〜１０の段階で評価した。塗膜のカケ、ハガレが発生していないものを評価１０とした。ここで、実用品として充分な一次密着性を有していると言えるのは評価８以上である。
【００７５】
（２）一次密着性試験結果
本発明の成形品に相当する、テストピースＮｏ． １は、一次密着性が１０と良好であり、本発明の成形品が、実用品に必要とされる充分な一次密着性を有していることがわかる。
【００７７】
比較例であるテストピースＮｏ． ２では、一次密着性が０と著しく劣っている。これは、コーティング材料中の溶剤が、接着層及び金箔層を通して成形基体表面にソルベントクラックを起こさせるためと考えられる。
【００７８】
なお、参考までに、溶剤によるソルベントクラックの影響の少ない生分解性を有する樹脂である脂肪族系ポリエステルを成形基体とし、コーティング材料が溶剤系ウレタン樹脂塗料である場合には、無溶剤系シリコーン系コーティング材料を用いた上記テストピースＮｏ． １と比べて、一次密着性はやや劣っていたが、テストピースＮｏ． １と同じ無溶剤系シリコーン系コーティング材料を使用すれば、一次密着性がさらに改善されるだろうことは、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【００７９】
２．硬度試験
上記テストピースを用いて、ＪＩＳ Ｋ ５４００ 塗膜一般試験方法、８． 塗膜の抵抗性に関する試験方法、８．４ 鉛筆引っかき値を適用し、８．４．２ 手かき法（表面硬度テスト）試験を行った。
【００８０】
（１）硬度試験方法
▲１▼三菱鉛筆ユニ（三菱社製）を使用し、テストピースの塗膜面に対して４５度の角度で、鉛筆の芯が折れない程度にできるだけ強く塗膜に押し付けながら、前方に均一な速さで約１ｃｍ押し出して塗面を引っかく。
【００８１】
▲２▼上記動作を５回繰り返し、５回のうち２回以上テストピースの塗面にすり傷が認められる鉛筆の濃度記号より１段階下位の濃度記号を、硬度試験結果とする。
【００８２】
▲３▼傷硬度がＨ以上であれば、金属箔及び成形品表面に対して傷付きの発生を充分に防ぐことができる硬度であり、良好と評価した。
【００８３】
（２）硬度試験結果
いずれのテストピースもＨ以上の硬度が測定され、金箔及び成形品表面に対して傷付きの発生を充分に防ぐことができる硬度を有しているが、保護被膜が無溶剤系シリコーン系コーティング材料からなる、第１の発明の成形品に相当するテストピースＮｏ． １の保護被膜はガラス質の極めて強固なものであることがわかった。
【００８５】
以上のように、第１の発明の成形品は、従来の溶剤系コーティング材料を用いて保護被膜を形成した成形品に比べ、顕著に優れた一次密着性と従来品と同等以上の表面硬度を有していることが明らかとなった。
【００８６】
試験例３：第２の発明の圧縮空気吹きつけ条件の検討
（１）テストピースの製造
成形基体を構成する生分解性を有する樹脂、接着剤及び溶剤系ウレタン樹脂塗料として、上記実施例１で用いたのと同じものを使用し、下記表２及び３に記載の圧縮空気吹きつけ（エアブロー）条件でテストピースを製造した。
【００８７】
テストピース製造は、次の順序の工程で行った。
▲１▼成形基体表面の脱脂及び乾燥
▲２▼接着剤塗布
▲３▼スプレーガンによる圧縮空気吹きつけ（エアブロー）（スプレーガンの空気吹き出し口とテストピースとの距離は１５ｃｍ）
▲４▼熱風循環炉中での乾燥（３０℃、１０分）
▲５▼金箔の貼り付け及び圧着
▲６▼接着剤の硬化のための加熱（４０℃、６０分）
▲７▼保護被膜用の溶剤系ウレタン樹脂塗料の塗布
▲８▼スプレーガンによる圧縮空気吹きつけ（エアブロー）（スプレーガンの空気吹き出し口とテストピースとの距離は１５ｃｍ）
▲９▼熱風循環炉中での乾燥（セッティングに６０分、その後４０℃、２時間）
【００８８】
表２は、上記の工程▲３▼の圧縮空気吹きつけ（エアブロー）条件を規定しており、表３は、工程▲３▼の条件と工程▲８▼の条件の組み合わせ並びに工程▲５▼の金箔の貼り付けの有無を示しており、表３中の例えば、「Ａ−１−１○」は、工程▲３▼の条件が「Ａ」、すなわち空気圧１ ｋｇｆ／ｃｍ２で３０秒で、さらに工程▲８▼の条件が「１−１」、すなわち空気圧１ ｋｇｆ／ｃｍ２で１分を示している。最後の「○」は工程▲５▼で金箔の貼り付けを行ったことを示し、この「○」が無い場合は、金箔の貼り付けを行わなかったことを示している。
【００８９】
【表２】
【表３】
（２）塗膜性能試験
上記で作製したテストピースについて、下記の方法で一次密着性及び硬度を評価した。
【００９２】
１．一次密着性試験方法
▲１▼上記で製造したテストピースのそれぞれに、カッターナイフで１／１ｍｍのます目を１００ヶ作成する。
【００９３】
▲２▼ＪＩＳ Ｋ ５４００記載の碁盤目法により、▲１▼で作成したます目にセロハンテープを貼り、引っ張り試験を行って１／１ｍｍます目の塗膜のカケ、ハガレを確認することによって一次密着性を評価した。
【００９４】
試験結果を下記表４に示す。表４の一次密着性試験結果欄の「１０」は、上記試験によってます目が１つもカケたり、ハガレたりすることが無かったことを示す。
【００９５】
なお、試験した全てのテストピースで、上記試験方法による一次密着性試験結果が「１０」となってしまったので、前記試験例２で採用した試験方法に従い、さらに過酷な条件で接着性を評価し、その結果を下記表４の付着性の欄の右側に記載されている「強・中・弱」によって示した。
【００９６】
表４中の付着性欄の評価「強・中・弱」は、次の基準による。保護皮膜を作製したテストピースの場合には、作製したます目の塗膜のカケ、ハガレが、２０％未満のときを「強」、２０〜７０％程度のときを「中」、７０％以上のときを「弱」とした。
【００９７】
保護皮膜を作製せず、最上層が金箔であるテストピースの場合には、作製した金箔上のます目のカケ、ハガレが、２０％未満のときを「強」、２０〜７０％程度のときを「中」、７０％以上のときを「弱」とした。
【００９８】
２．硬度試験
上記テストピースを用いて、ＪＩＳ Ｋ ５４００ 塗膜一般試験方法、８． 塗膜の抵抗性に関する試験方法、８．４ 鉛筆引っかき値を適用し、８．４．２ 手かき法（表面硬度テスト）試験を行い、結果を下記表４に示す。試験方法の詳細は、上記試験例２と同様である。
【００９９】
【表４】
表４から明らかなように、一次密着性はいずれのテストピースでも「１０」であり、良好であった。このことは、新規な圧縮空気吹きつけ（エアブロー）工程を組み込むことで、接着性が強化され、従来の保護皮膜用の溶剤系コーティング材料を用いて成形品を製造できることを示している。
【０１０１】
なお、工程▲３▼及び▲８▼の圧縮空気吹きつけでの空気圧が高くなればなるほど、また、圧縮空気を吹き付ける時間が長いほど一次密着性は高くなる傾向がみられる。このことから、一次密着性は、圧縮空気吹きつけの空気圧及び時間にほぼ比例して高くなるものと考えられる。
【０１０２】
上記の試験では、工程▲３▼では、空気圧５ ｋｇｆ／ｃｍ２、時間９０秒、工程▲８▼では、空気圧５ ｋｇｆ／ｃｍ２、時間５分までしか検討しなかったが、いずれも、さらに高い空気圧及びさらに長い時間を採用することによって良好な結果がえられるものと考えられる。従って、後述する試験例４で、工程▲３▼では５ ｋｇｆ／ｃｍ２で９０秒、及び工程▲８▼では５ ｋｇｆ／ｃｍ２で５分を採用したが、これらの条件が必ずしも最適であるということではなく、臨界的な条件でもない。
【０１０３】
硬度試験結果についても、いずれのテストピースでもＨ〜２Ｈであり、充分な実用レベルであることがわかった。
【０１０４】
試験例４：第１及び第２の発明の成形品と従来品との塗膜性能比較試験
（１）テストピースの製造
上記実施例１で使用した接着剤、金箔を使用し、下記表５に示す条件でテストピースを製造した。圧縮空気吹きつけ（エアブロー）は、スプレーガンを使用し、スプレーガンの空気吹き出し口とテストピースとの距離は、１５ｃｍであった。
【０１０５】
【表５】
表５中の＊１：成形基体の素材は、それぞれ次のものを示す。
フェノール：松下電工社製、熱硬化性樹脂
ラクティ：株式会社島津製作所製、ポリ乳酸
ビオノーレ：昭和高分子社製、脂肪族ポリエステル
【０１０７】
同様に、＊２：保護皮膜形成用コーティング材料は、それぞれ次のものを示す。
ウレタン樹脂塗料：カシュー株式会社製、製品名：ストロン＃８００
無溶剤系シリコーン系コーティング材料：ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、シリコーンワニス
【０１０８】
（２）塗膜性能試験
下記表６に上記（１）で製造したテストピース▲１▼〜▲８▼の一次密着性試験（前記碁盤目法）及び硬度試験（鉛筆引っかき値、手かき法）の結果を示す。
【０１０９】
【表６】
表６の結果から、一次密着性については、テストピース▲３▼では「０」であり、▲４▼及び▲６▼（保護皮膜なし）では「１０」であることから、溶剤系のコーティング材料を使用する場合には、第２の発明の圧縮空気吹きつけの工程を採用することによって、成形基体の溶剤による浸食が防止され、良好な密着性が得られることがわかる。
【０１１１】
硬度については、当然ながら保護皮膜の形成されていないテストピース▲２▼及び▲６▼では「３Ｂ」と硬度が低いが、本発明の成形品に相当するテストピース▲４▼〜▲８▼では、▲１▼の従来品と比べて同等以上の硬度を有していることがわかる。
【０１１２】
なお、第１の発明の無溶剤系シリコーン系コーティング材料を用いた、第２の発明の第１の態様による成形品に相当するテストピース▲５▼は良好な一次密着性及び硬度を示し、第１の発明と第２の発明を組み合わせることができることは当然に理解できることである。
【０１１３】
上記試験例２及び３の結果から、いずれの生分解性を有する樹脂を成形基体として使用した第１及び第２の発明の成形品も、従来品に比べ同等以上の一次密着性及び保護皮膜の硬度を有していることが明らかとなった。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a molded article using a biodegradable resin as a container and a method for producing the same, and more particularly, to a molded base made of a biodegradable resin, particularly to form a decorative surface of a craft or folk craft. The present invention relates to a molded article with or without a protective film having excellent surface strength against corrosion, peeling, scratches, chemicals and the like, and excellent adhesion between layers.
[0002]
[Prior art]
For example, paints, foil crafts, and lacquerware, which are generally called crafts and folk crafts, are mostly thermosetting resins such as phenolic resins; thermoplastic resins such as polystyrene (PS) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS). Or a wooden product as a container, and a urethane resin coating, an acrylic resin coating, a melamine alkyd resin coating, or lacquer is applied to protect the surface of the container and improve the texture. Further, for the purpose of further enhancing the design of these crafts and folk crafts, decorations such as metal foil and metal powder are provided on the painted surface. Then, for the purpose of protecting decorative surfaces, a solvent-based urethane resin paint, an acrylic resin paint, a melamine alkyd resin paint is applied again to those surfaces, an epoxy resin is applied thickly, or an epoxy acrylate resin is applied. This is commonly done. These crafts and folk crafts are used as various daily necessities, miscellaneous goods, accessories, decorations, building materials, and the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above conventional products have satisfactory levels of protection against corrosion, peeling, scratches, and chemicals on the decorative surface, and have no problem in use. However, when discarding these products, for example, if they are going to be treated as general garbage (combustible garbage), if the equipment is the above-mentioned resin, the calories burned are considerably high, which may damage the furnace or even cause the waste. It causes toxic gas generation and seriously affects the environment.
[0004]
Therefore, the present invention can be easily disposed of as general garbage without adversely affecting the environment while maintaining excellent design properties like conventional products and protection strength equal to or higher than conventional products. The purpose is to produce simple crafts and folk crafts.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As described above, a biodegradable resin was first used as a raw material of the container in order to achieve the purpose of enabling disposal without adversely affecting the environment.
[0006]
The “biodegradable resin (biodegradable resin)” refers to a resin (polymer compound and a compound thereof) that is decomposed into low molecular compounds by a microorganism in nature. In addition, biodegradable resins generally have a high oxygen content and a low calorie burn, so that they do not damage the furnace during incineration and do not generate toxic gas.
[0007]
The present inventors applied an adhesive to a vessel (molded base) made of a resin having biodegradability by a conventional method, stuck a decorative material, and further applied a protective coating made of a conventional solvent-based coating material. The formed sample was prepared, and its quality and performance, particularly, the adhesion between the container and the decorative material were examined. As a result, some conventional solvent-based coating materials can provide the same surface protection function as conventional molded products.However, depending on the type of biodegradable resin used, a conventional coating method can be used for protective coatings. It has been found that the use of a solvent-based coating material results in insufficient adhesion between the molding base made of the coating material and the decorative material, and the decorative surface may easily peel off.
[0008]
In pursuit of the cause of the peeling of the decorative surface, when a molded substrate made of a certain biodegradable resin (for example, polylactic acid) is used with a solvent-based protective coating material, It was found that the solvent eroded (solvent attack) the surface of the molded substrate in a short time through the decorative material and the adhesive layer, and as a result, the laminated portion was peeled off from the adhesive layer.
[0009]
Therefore, the present inventors have intensively searched for a material for a protective coating that can be used for such a biodegradable resin that is easily eroded by a solvent and that can provide a good surface protection function. They found that a non-solvent or water-based silicone-based coating material or resin was suitable, and completed the first invention.
[0010]
That is, the first invention is based on a method in which an adhesive is applied to the surface of a molded base made of a resin having biodegradability, a decorative material is laminated and attached, and then a solvent-free or water-based Forming a protective coating made of a silicone-based coating material or resinCrafts or folk crafts"Is provided.
[0011]
Further, in order to find a method that can use a solvent-based coating material that has been conventionally used, the present inventors reconsidered the conventional method, even if the resin has a biodegradable resin that is easily eroded by the solvent. By applying a process for quickly evaporating the solvent after the application of the adhesive and the coating material, a new method for preventing erosion by the solvent has been found, whereby a sufficient amount of the molded substrate and the decorative material can be obtained. The second invention capable of securing the adhesiveness has been completed.
[0012]
That is, the second invention includes “laminating and attaching decorative materials to the surface of a molded substrate made of a biodegradable resin with or without applying an adhesive.Crafts or folk craftsThe method according to claim 1, further comprising a step of rapidly volatilizing the solvent in the adhesive or the decorative material by blowing compressed air (air blow).
"Is provided.
[0013]
Further, in the second invention (the present invention), when a protective film made of a solvent-based coating material is formed on the decorative material, the "coating surface made of a polylactic acid-based biodegradable resin may be applied A step of applying an adhesive and laminating and applying a decorative material selected from the group consisting of metal, metal foil, metal powder, paint, dye (ink), synthetic fiber, natural fiber, seal, and plant or part thereof Applying the adhesive, curing the adhesive, applying a solvent-based coating material, curing the solvent-based coating material to form a protective film, and applying the adhesive to a molded substrate. Before laminating the decorative material, the solvent in the adhesive is rapidly volatilized by blowing compressed air at room temperature (air blow) to prevent the solvent in the adhesive from eroding the surface of the molded substrate. Stopping, and immediately after applying the solvent-based coating material and before curing the solvent-based coating material, blowing the solvent in the solvent-based coating material by blowing compressed air at room temperature (air blowing). Volatilization to prevent erosion of the surface of the molded substrate by a solvent in the solvent-based coating material ".
[0014]
Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, (1) matters common to the first and second inventions will be described, and then (2) matters unique to the first invention, and (2) Description will be made in the order of matters specific to the second invention.
[0015]
(1)Matters common to the first and second inventions
As the “biodegradable resin” of the present invention, as defined above, any resin that is decomposed into low molecular compounds by a microorganism in nature (high molecular compounds and blends thereof) can be used. Resin can also be used.
[0016]
Currently known biodegradable resins are roughly classified as follows.
[0017]
Polylactic acid is obtained by subjecting starch such as corn, which is a plant-based material, to lactic acid fermentation as a raw material, by ring-opening polymerization of lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid via lactide, or by using lactic acid in an organic solvent. Produced by a dehydration reaction. Examples of commercially available polylactic acid include Lacty (registered trademark, manufactured by Shimadzu Corporation).
[0018]
Aliphatic polyesters are made of petroleum-based raw materials and are produced by a polycondensation reaction of glycol and dicarboxylic acid. Commercially available aliphatic polyesters include Vionore (registered trademark, manufactured by Showa High Polymer Co., Ltd.).
[0019]
The “molded substrate made of a resin having biodegradability” in the present invention is a vessel, and the molding method is not particularly limited, and may be selected according to the characteristics of the resin. The molded substrate is preferably a molded substrate having various shapes obtained by injection molding or a film or sheet obtained by stretching or extrusion, and the film has various thicknesses depending on the purpose of use.
[0020]
"Adhesive" used in the present invention, those conventionally used in the art, for example,
Although an epoxy adhesive or the like can be used, since the solvent in the adhesive easily erodes the resin having biodegradability, it is necessary to volatilize the solvent immediately after application of the adhesive as described later. is there.
[0021]
The "decorative material" of the present invention includes all materials used for decorating molded articles (crafts and folk crafts), such as metals, metal foils, metal powders, paints, dyes (inks), and chemicals. Examples include fibers (polyester, nylon, etc.), natural fibers (hemp, silk, etc.), seals, and plants or parts thereof. The decorative material is preferably one that does not adversely affect the environment at the time of disposal, or one that has little adverse effect.
[0022]
In particular, as a high-grade decorative material used for crafts and folk crafts, gold foil is preferably used as metal foil, and gold powder is preferably used as metal powder.
[0023]
The seal is a laminate (paper piece, film, or the like) having an adhesive surface on one side on which printing or the like has already been performed, and the plant or a part thereof is, for example, a fresh flower or a fallen leaf.
[0024]
The ratio of the total weight of the adhesive or the coating material of the adhesive and the protective film is not more than 5% by weight of the molded substrate made of a biodegradable resin in consideration of the influence on the environment.
[0025]
Further, a plurality of molded articles of the first and second inventions can be laminated and heat-sealed to form a laminated molded article. It is preferable that the molded article has a film shape. Heat sealing can be performed in a conventional manner.
[0026]
(2)Matters specific to the first invention
The “protective film” of the first invention is formed from a solvent-free or water-based silicone-based coating material or resin.
[0027]
The “solvent-free silicone-based coating material or resin” is a solvent-free 100% silicone-based coating material or resin, and the “water-based silicone-based coating material or resin” is a dispersion medium. It is a silicone-based coating material or resin using water instead of a solvent.
[0028]
Here, the “silicone-based coating material” is a material that forms a silicone-based resin and includes, for example, an alkoxysilane, a polyalkylalkoxysiloxane, a polyalkylsiloxane, an organic functional silane, a dialkyltin compound, or the like as a main component. And preferably those containing polyalkylalkoxysiloxane as a main component. Examples of the “solvent-free resin” include UV-curable urethane acrylate.
[0029]
The formation of the protective coating made of a solvent-free or water-based silicone-based coating material or resin can be performed by using a coating method and a curing condition generally employed for the silicone-based coating material or resin, respectively.
[0030]
The protective film formed from this silicone-based coating material is a vitreous film, and significantly enhances the strength (resistance) of the decorative surface of the molded product against corrosion, peeling, scratches, and chemicals. Further, an effect of preventing discoloration or the like of the decorative material due to light can be obtained.
[0031]
Next, a method for manufacturing a molded article of the first invention will be described.
(A) A molded substrate having a desired shape of the molded article of the present invention is produced from a biodegradable resin. As described above, the molded substrate can be produced by using an appropriate method according to the resin.
[0032]
(B) The above-mentioned adhesive is applied to the surface of the molded substrate produced above. At this time, it is necessary to volatilize the solvent in the adhesive as quickly as possible in order to prevent solvent cracks from occurring at the interface of the molded substrate and to prevent erosion of the resin surface of the molded substrate by the solvent.
[0033]
As a specific means for quickly volatilizing the solvent in the adhesive, after applying the adhesive, a hot air circulating furnace is used for about 20 minutes at a temperature not higher than the heat deformation temperature of the biodegradable resin constituting the molded base. By a method generally used in the art, such as inputting to
[0034]
Note that, in this step, a new step of the second invention described below may be added before the hot air circulation furnace is charged, whereby the adhesiveness between the molded base and the decorative material is further improved. it is obvious.
[0035]
(C) A decorative material is laminated and attached to the surface of the adhesive from which the solvent has been volatilized.
For example, when the decorative material is a metal foil, the surface state of the adhesive after the solvent is volatilized in the above-described step (B) is such that wrinkles of the metal foil are removed while the adhesive is tacky (sticky). Since it is in a suitable state, a metal foil is laminated and pressed.
[0036]
(D) Laminating an adhesive and a decorative material on the surface of a molded substrate is performed in a hot-air circulating furnace at a temperature equal to or lower than the glass transition temperature (TG) or heat deformation temperature (HTD) of a resin having biodegradability. The adhesive is cured by heating so that the molded substrate and the decorative material do not peel off. The conditions for the curing reaction may be those usually employed in the art. The curing reaction time is also appropriately set depending on the type and combination of the biodegradable resin, adhesive and decorative material to be used.
[0037]
(E) An adhesive and a decorative material are laminated on the surface of the molded substrate, and a coating material for a protective coating is applied on the surface on which the decorative material after the curing reaction of the adhesive is applied, and cured. Let react. As the conditions for the curing reaction, those which are usually employed for the curing reaction of the coating material to be used can be used, taking into account the physicochemical properties of the resin having biodegradability of the molded substrate.
[0038]
In the first invention, the coating material or resin for forming the protective film is a solvent-free or water-based silicone-based coating material or resin, and there is no fear of solvent cracks or erosion of the surface of the molded substrate due to the solvent. It is sufficient to simply apply a solventless silicone coating material or resin and cure the silicone coating material or resin at a temperature equal to or lower than the heat deformation temperature of the biodegradable resin constituting the molded base. When the solventless resin is a UV-curable resin, necessary UV irradiation may be performed.
[0039]
The solvent-free or water-based silicone-based coating material or resin of the first invention can be used even when a biodegradable resin which is easily eroded by a solvent is used as a molding base, and exhibits a good surface protection function. The first invention, of course, can provide better adhesiveness and surface hardness than conventional products even when using a biodegradable resin that does not cause erosion by a solvent.
[0040]
(3)Items unique to the second invention
A second aspect of the present invention includes a first aspect including a novel step of rapidly volatilizing a solvent in an adhesive by blowing compressed air (air blow), and a protective coating made of a solvent-based coating material on a decorative material. A second embodiment including two novel steps of rapidly volatilizing a solvent in an adhesive and a solvent in a solvent-based coating material for forming a protective film by blowing compressed air (air blow). Divided into
[0041]
Further, the first aspect includes a case where a protective film is not formed on the decorative material, and a non-solvent-based coating material, that is, a solvent-free or water-based silicone-based coating material or resin used in the first invention. To form a protective film.
[0042]
The case where the protective film of the first aspect is not formed includes a case where the final product is obtained only by laminating decorative materials by a technique such as silk screen.
[0043]
In the second aspect, since there is no concern that the surface of the biodegradable resin that forms the molded substrate is eroded by the solvent, the protective coating can be formed without using any special technique.
[0044]
As the adhesive in the second invention, similarly to the first invention, a conventionally used epoxy resin or the like can be used.
[0045]
As the solvent-based coating material, those conventionally used for forming a protective film can be used. For example, a urethane resin coating material mainly composed of a combination of an acrylic polyol or a polyester polyol and an isocyanate, an acrylic resin paint, a melamine alkyd resin paint, an epoxy resin, an epoxy acrylate resin paint, or the like can be used.
[0046]
In the second invention, the adhesive and the solvent in the solvent-based coating material are quickly volatilized to prevent erosion of the applied surface of the biodegradable resin constituting the molded substrate. After applying the solvent-based coating material, compressed air is blown under certain conditions. Blowing of the compressed air (generally called air blow) may be performed using any type of device as long as the solvent can be volatilized quickly. Generally, for example, an air gun (spray gun) can be used.
[0047]
The conditions of compressed air blowing (air blow) vary depending on the type of molded product, the type of biodegradable resin constituting the molded substrate, the type of adhesive or solvent-based coating material, etc. Any range that does not affect the material is sufficient, and is usually 5 kgf / cm.2Or less, preferably 1 to 3 kgf / cm2It is. The air pressure is the pressure of the spray gun near the spray air compressed by the compressor. The time of blowing compressed air for volatilizing the solvent in the adhesive is usually 90 seconds, preferably 30 to 60 seconds, and the blowing time of compressed air for volatilizing the solvent in the coating material for forming the protective film is used. The dipping time is usually 5 minutes or less, preferably 1 to 3 minutes. The air pressure and the time of blowing the compressed air are interrelated, and may be appropriately selected within the above range in consideration of the efficiency of the process and the like.
[0048]
When an air gun is used, the distance from the outlet of the compressed air to the surface to which the adhesive or solvent-based coating material is applied is usually about 10 to 20 cm, and preferably about 15 cm.
[0049]
The temperature of the compressed air only needs to be equal to or lower than the heat deformation temperature of the biodegradable resin constituting the molded substrate, and usually may be room temperature.
[0050]
In the conventional method, after applying an adhesive or a solvent-based coating material to a molding substrate, the molding substrate is dried in a hot-air circulating furnace at a temperature equal to or lower than the thermal deformation temperature of the biodegradable resin constituting the molding substrate. I was The molded substrate had undergone erosion (solvent attack) by the adhesive or solvent in the solvent-based coating material during this drying step.
[0051]
Therefore, by introducing the compressed air blowing (air blowing) step of the second invention before the drying step, the erosion of the surface of the biodegradable resin constituting the molded base by the solvent is prevented, and the molded base and the decoration are formed. A remarkable improvement is observed in the adhesiveness with the decorative material, and the solvent crack (peeling of the decorative material) does not occur.
[0052]
【The invention's effect】
The molded product of the present invention having the above-mentioned configuration is excellent in designability, compared to conventional phenolic resin, ABS resin, PS resin, crafts manufactured using wood as a molding base, and folk crafts. It has sufficient surface protection strength (resistance to surface corrosion, peeling, scratches, chemicals, and the like) for normal use, and can be substituted as well as conventional products.
[0053]
Further, the molded article of the present invention can be decomposed in a natural environment where many microorganisms are present (in soil, in water, in seawater, etc.) instead of as special waste at the time of disposal. Furthermore, even if burned as combustible garbage, the calories burned are low, the furnace is not damaged, and black smoke and toxic gas are not generated.
[0054]
The molded article of the present invention having the above-mentioned properties promotes the further expansion of the use of crafts and folk crafts as environmentally friendly products.
[0055]
In addition, the first invention and the second invention of the present invention are not limited to the case where the molded base is a resin having biodegradability, but may be applied to a conventionally used molded base made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin. It will be apparent that the method can also be applied, and can exhibit an even better adhesiveness and surface protection function than before.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Test Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[0057]
Example 1: Production of the molded article of the first invention
The manufacturing example of the biodegradable foil craft (nameplate (name tag)) which is one Embodiment of the molded article of this invention is shown.
[0058]
Polymer produced from natural resources obtained by cyclization and ring-opening polymerization using lactic acid obtained by lactic acid fermentation of starch produced by a plant (polylactic acid: Lacty (registered trademark), stock (Manufactured by Shimadzu Corporation) as a biodegradable resin, and a molded substrate (ware) (weight: 13 g) was produced by injection molding.
[0059]
An adhesive (epoxy adhesive) (0.1 g) was applied to the surface of the molded substrate, and heated at 40 ° C. for 20 minutes in a circulating hot air oven to evaporate the solvent in the adhesive.
[0060]
When the overheating in the hot-air circulation furnace is completed, when the gold foil as the decorative material is attached, the adhesive surface has a tack (stickiness) and is in a state suitable for smoothing the wrinkles of the foil.
[0061]
The gold foil was stuck on the surface of the adhesive in the above-mentioned state, so that no wrinkles were formed.
The one with the gold foil attached was heated in a hot-air circulation furnace at 40 ° C. for 60 minutes to cure the adhesive.
[0062]
0.1 g of a silicone varnish (component: silicone varnish containing polyalkylalkoxysiloxane as a main component) manufactured by GE Toshiba Silicone, which is a solventless silicone coating material, is applied on the gold foil, and the coating is applied at room temperature for 24 hours. Allowed to cure.
[0063]
The ratio of the adhesive and the coating material for the protective film used in the obtained molded product (crafts) was 1.5%.
[0064]
Test example 1: Biodegradability test of the molded article according to the first invention (composting test)
The molded product (name plate) produced in Example 1 was evaluated for complete biodegradability under aerobic conditions of ISO DIS 14855: plastic. Table 1 shows the results.
[0065]
[Table 1]
The results in Table 1 show that the molded article of the present invention is completely biodegradable.
[0067]
Test example 2: Adhesion test between molded base made of resin having biodegradability of molded article according to the first invention and decorative material, protective film
A primary adhesion test and a hardness test of the molded article of the first invention were performed using the following test pieces. The test piece is used for the convenience of the test. However, it goes without saying that the material and the manufacturing method are the same as those of the actual molded product, and are not different from those of the actual molded product.
[0068]
Test piece material and manufacturing method
Polylactic acid (Lacty, manufactured by Shimadzu Corporation) as a biodegradable resin constituting the molded base, an epoxy adhesive (product name: Epomalac NO800AP, manufactured by Taiho Paint Co., Ltd.) as an adhesive, and formation of a protective film Test piece No. In the test piece No. 1 (the present invention), a solvent-free silicone-based coating material (silicone varnish, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) was used. In 2 (Comparative Example), a test piece was manufactured using a solvent-based urethane resin paint (product name: Stron # 800, manufactured by Cashew Co., Ltd.).
[0069]
The manufacturing method of each test piece is as follows. After applying the adhesive to the molded base, heating at 30 ° C. for 10 minutes in a hot air circulating furnace, attaching the pure gold foil, and then heating at 30 ° C. for 4 hours to apply the adhesive. Cured.
[0070]
Then, the test piece No. In No. 1 (the present invention), a solvent-free silicone-based coating material was applied and left at room temperature for 48 hours to form a protective film. Test piece No. In 2 (Comparative Example), a solvent-based urethane resin paint was applied, the setting was applied for 60 minutes, and then dried at 30 ° C. for 2 hours, and then left at room temperature for 48 hours to form a protective film.
[0071]
1.Primary adhesion test
7. JIS K 5400 paint general test method, The test was conducted by 8.5. 1 cross-cut method (peeling, adhesion test) by applying from the test method regarding the resistance of the coating film and 8.5 adhesion. For the convenience of the test, the test piece used as the test sample is the same as the actual molded product in the material, the manufacturing method, and the like, and is not different from the actual molded product.
[0072]
(1)Primary adhesion test method
{Circle around (1)} For each of the test pieces described in Tables 2 and 3, 100 squares of 1/1 mm are made with a cutter knife.
[0073]
(2) According to the cross-cut method described in JIS K 5400, it is stipulated that a cellophane tape should be applied to the square created in (1) and a tensile test should be performed to check for chipping and peeling of the 1/1 mm squared coating film. Have been. However, test piece No. The silicone varnish manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd., which is a protective film forming material used in 1, has a releasability on the surface of the coating film, so that the cellophane tape itself is easily peeled off, and an accurate test cannot be performed. Therefore, for both test pieces, the 1/1 mm square, which is considered to be a more severe condition than the tensile test using cellophane tape, is scraped off with a plate made of a biodegradable resin that constitutes the molded base. I decided to check for the presence of chips and peeling.
[0074]
(3) Applying a load of 1.00 kg with the above-mentioned plate from the angle of 45 ° to the 1/1 mm square of the test piece and scraping it off 100 times, depending on the state of chipping and peeling of the coating film , From 0 to 10. A coating film with no chipping or peeling was evaluated as rating 10. Here, a rating of 8 or more can be said to have sufficient primary adhesion as a practical product.
[0075]
(2)Primary adhesion test results
Test piece No. corresponding to the molded article of the present invention. As for No. 1, the primary adhesion was as good as 10, indicating that the molded article of the present invention had sufficient primary adhesion required for a practical product.
[0077]
Test piece No. as a comparative example. In No. 2, the primary adhesion was extremely poor at 0. This is presumably because the solvent in the coating material causes solvent cracks on the surface of the molded substrate through the adhesive layer and the gold foil layer.
[0078]
For reference, when the aliphatic polyester, which is a biodegradable resin with little influence of solvent cracks caused by a solvent, is used as a molding base and the coating material is a solvent-based urethane resin paint, a solvent-free silicone-based coating is used. The test piece no. Although the primary adhesion was slightly inferior to that of Test Piece No. 1, Those skilled in the art will readily understand that the use of the same solventless silicone-based coating material as in No. 1 would further improve primary adhesion.
[0079]
2.Hardness test
7. Using the above test piece, JIS K 5400 coating film general test method, Test method for resistance of coating film, 8.4 Pencil scratch value was applied, and 8.4.2 Hand scratching (surface hardness test) test was performed.
[0080]
(1)Hardness test method
(1) Using Mitsubishi Pencil Uni (manufactured by Mitsubishi), apply a 45-degree angle to the coating surface of the test piece, press the pencil as tightly as possible so that the pencil core does not break, Extrude about 1 cm at a speed to scratch the painted surface.
[0081]
{Circle over (2)} The above operation is repeated five times, and a density symbol one step lower than the density symbol of a pencil in which a scratch is recognized on the painted surface of the test piece is performed as the hardness test result two or more times.
[0082]
{Circle around (3)} When the scratch hardness is H or more, it is a hardness that can sufficiently prevent the occurrence of scratches on the metal foil and the molded product surface, and was evaluated as good.
[0083]
(2)Hardness test results
All test pieces have a hardness of H or higher, and have a hardness that can sufficiently prevent the occurrence of scratches on the gold foil and molded product surface, but the protective coating is a solventless silicone coating material. , Which corresponds to the molded article of the first invention. It was found that the protective coating of No. 1 was a glassy and extremely strong one.
[0085]
As described above, the molded article of the first invention has a remarkably superior primary adhesion and a surface hardness equal to or higher than that of the conventional product, as compared with the molded product in which the protective film is formed using the conventional solvent-based coating material. It became clear to have.
[0086]
Test Example 3:Examination of compressed air blowing condition of the second invention
(1)Manufacture of test pieces
As the biodegradable resin, adhesive and solvent-based urethane resin paint constituting the molded substrate, the same ones as used in Example 1 above were used, and compressed air spraying described in the following Tables 2 and 3 ( Test pieces were manufactured under air blow conditions.
[0087]
The test piece was manufactured in the following sequence of steps.
(1) Degreasing and drying of the surface of the molded substrate
(2) Adhesive application
(3) Blowing compressed air (air blow) with a spray gun (the distance between the air outlet of the spray gun and the test piece is 15 cm)
(4) Drying in a hot-air circulation furnace (30 ° C, 10 minutes)
(5) Pasting and crimping of gold leaf
(6) Heating for curing the adhesive (40 ° C, 60 minutes)
7) Application of solvent-based urethane resin paint for protective coating
(8) Blowing compressed air with a spray gun (air blow) (the distance between the air outlet of the spray gun and the test piece is 15 cm)
(9) Drying in a hot air circulating furnace (60 minutes for setting, then 40 ° C for 2 hours)
[0088]
Table 2 stipulates the compressed air blowing (air blow) conditions in the above step (3), and Table 3 shows a combination of the conditions in the step (3) and the step (8) and the step (5). In Table 3, for example, “A-1-1 ○” indicates that the condition of the step (3) is “A”, that is, the air pressure is 1 kgf / cm.2For 30 seconds, and the condition of step (8) is "1-1", that is, the air pressure is 1 kgf / cm.2Indicates one minute. The last “○” indicates that the gold leaf was attached in the step (5), and the absence of this “○” indicates that the gold leaf was not attached.
[0089]
[Table 2]
[Table 3]
(2)Film performance test
The test pieces produced above were evaluated for primary adhesion and hardness by the following methods.
[0092]
1.Primary adhesion test method
{Circle around (1)} For each of the test pieces produced above, 100 squares of 1/1 mm are made with a cutter knife.
[0093]
(2) A cellophane tape is applied to the squares prepared in (1) according to the cross-cut method described in JIS K 5400, and a primary test is performed by checking the chipping and peeling of the coating film of the 1/1 mm square by conducting a tensile test. The adhesion was evaluated.
[0094]
The test results are shown in Table 4 below. "10" in the primary adhesion test result column of Table 4 indicates that there was no chipping or peeling of any squares in the above test.
[0095]
In addition, since the primary adhesion test result by the above-mentioned test method was “10” in all the test pieces tested, the adhesion was evaluated under more severe conditions according to the test method adopted in Test Example 2 above. The results are shown by “strong / medium / weak” described on the right side of the adhesion column in Table 4 below.
[0096]
The evaluation “strong / medium / weak” in the adhesion column in Table 4 is based on the following criteria. In the case of a test piece in which a protective film was produced, the strength and peeling of the produced squared paint film were less than 20%, "strong", and when it was about 20 to 70%, "medium" and 70% or more. At the time of "weak".
[0097]
In the case of a test piece in which the uppermost layer is a gold leaf without forming a protective film, the case where the squares and peeling on the prepared gold leaf are less than 20% is "strong", and when the level is about 20 to 70%. Is “medium” and 70% or more is “weak”.
[0098]
2.Hardness test
7. Using the above test piece, JIS K 5400 coating film general test method, Test method for resistance of coating film, 8.4 Pencil scratch value was applied, and 8.4.2 Hand scratch method (surface hardness test) test was performed. The results are shown in Table 4 below. The details of the test method are the same as in Test Example 2 above.
[0099]
[Table 4]
As is clear from Table 4, the primary adhesion was "10" in all the test pieces, which was good. This indicates that the incorporation of a new compressed air blowing (air blowing) step enhances the adhesiveness and enables the production of a molded article using a conventional solvent-based coating material for a protective film.
[0101]
Note that the higher the air pressure in the compressed air blowing in the steps (3) and (8) and the longer the time for blowing the compressed air, the higher the primary adhesion tends to be. From this, it is considered that the primary adhesion increases almost in proportion to the air pressure and the time of blowing the compressed air.
[0102]
In the above test, in step (3), the air pressure was 5 kgf / cm2, Time 90 seconds, in process (8), air pressure 5 kgf / cm2, And up to 5 minutes, it is believed that good results can be obtained by employing higher air pressures and longer times. Therefore, in Test Example 4 described later, in step (3), 5 kgf / cm290 seconds, and 5 kgf / cm in step (8)2However, these conditions are not necessarily optimal and are not critical conditions.
[0103]
The hardness test results were H to 2H in all the test pieces, which proved to be a sufficient practical level.
[0104]
Test Example 4:Comparison test of coating performance between the molded product of the first and second inventions and the conventional product
(1) Manufacture of test pieces
Using the adhesive and gold foil used in Example 1 above, test pieces were manufactured under the conditions shown in Table 5 below. The compressed air was blown (air blow) using a spray gun, and the distance between the air outlet of the spray gun and the test piece was 15 cm.
[0105]
[Table 5]
* 1: In Table 5, the materials of the molded substrate are as follows.
Phenol: thermosetting resin manufactured by Matsushita Electric Works
Lacty: Polylactic acid, manufactured by Shimadzu Corporation
Bionore: Showa High Polymer, aliphatic polyester
[0107]
Similarly, * 2: the coating materials for forming the protective film are as follows.
Urethane resin paint: manufactured by Cashew Co., Ltd., product name: Stron # 800
Solvent-free silicone coating material: GE Toshiba Silicone Co., Ltd., silicone varnish
[0108]
(2) Coating film performance test
Table 6 below shows the results of the primary adhesion test (the cross-cut method) and the hardness test (pencil scratch value, hand drawing method) of the test pieces (1) to (8) manufactured in the above (1).
[0109]
[Table 6]
From the results in Table 6, the primary adhesion was "0" for test piece (3) and "10" for (4) and (6) (without protective film). In the case of using, it can be seen that by employing the compressed air blowing step of the second invention, erosion of the molded substrate by the solvent is prevented, and good adhesion is obtained.
[0111]
Regarding the hardness, the test pieces (2) and (6) where the protective film is not formed have a low hardness of "3B" as a matter of course, but the test pieces (4) to (8) corresponding to the molded article of the present invention have low hardness. It can be seen that it has a hardness equal to or higher than that of the conventional product of (1).
[0112]
The test piece (5) corresponding to the molded article according to the first aspect of the second invention using the solvent-free silicone-based coating material of the first invention shows good primary adhesion and hardness. It is obvious that the first invention and the second invention can be combined.
[0113]
From the results of the above Test Examples 2 and 3, the molded articles of the first and second inventions using any of the biodegradable resins as the molded base also have the same or higher primary adhesion and protective coating than the conventional articles. It became clear that it had hardness.
Claims (3)
金属、金属箔、金属粉、塗料、染料（インク）、化学繊維、天然繊維、シール及び植物若しくはその部分からなる群から選択される装飾用材料を積層して貼り付ける工程と、
該接着剤を硬化させる工程と、
溶剤系コーティング材料を塗布する工程と、
該溶剤系コーティング材料を硬化させて保護被膜を形成する工程と、
該接着剤を成形基体に塗布後であって該装飾用材料を積層する前に、該接着剤中の溶剤を、常温圧縮空気を吹きつける（エアブロー）ことによって急速に揮発させ、該接着剤中の溶剤による該成形基体表面の侵食を防止する工程と、
該溶剤系コーティング材料の塗布後であって該溶剤系コーティング材料を硬化させる前に、該溶剤系コーティング材料中の溶剤を、常温圧縮空気を吹きつける（エアブロー）ことによって急速に揮発させ、該溶剤系コーティング材料中の溶剤による該成形基体表面の侵食を防止する工程を含むことを特徴とする箔工芸品の製造方法。A step of applying an adhesive to the surface of a molded substrate made of a polylactic acid-based biodegradable resin,
A step of laminating and attaching a decorative material selected from the group consisting of metal, metal foil, metal powder, paint, dye (ink), synthetic fiber, natural fiber, seal and plant or a part thereof;
Curing the adhesive;
A step of applying a solvent-based coating material,
Curing the solvent-based coating material to form a protective film,
After applying the adhesive to a molded substrate and before laminating the decorative material, the solvent in the adhesive is rapidly volatilized by blowing compressed air at room temperature (air blow) to remove the solvent in the adhesive. Preventing erosion of the molded substrate surface by the solvent of
After applying the solvent-based coating material and before curing the solvent-based coating material, the solvent in the solvent-based coating material is rapidly volatilized by blowing compressed air at normal temperature (air blow) to remove the solvent. A method for producing a foil craft, comprising a step of preventing erosion of the surface of the molded substrate by a solvent in a coating material.
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