JP4133404B2 - エンボス加工の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化粧板積層用樹脂フィルムの製造方法およびその樹脂フィルムを積層した化粧板に関する。より詳しくは、建材用途などでエンボス加工により意匠性を有する樹脂被覆金属板を製造するに好適な、エンボス加工樹脂フィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面上に凹凸を与え、表面での艶消しや意匠を付与した樹脂フィルムは、エンボス調フィルムとして広く建材内・外装、家具、家電筐体被覆用フィルムとして使用されている。従来、当該分野ではポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が用いられてきたが、地球環境や廃棄物汚染など観点から非ＰＶＣ化が進行し、同樹脂の代替材料の普及が急がれている。
【０００３】
非塩ビ樹脂材料としてポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィンが挙げられる。ＰＰフィルムはＰＶＣフィルムに近い感触や、エンボス加工が可能であり、特開平７−２９０６４２号公報等に開示されている。しかし、ＰＰフィルムは表面硬度がＰＶＣに比較し不十分であるため傷つき性、また準不燃認定を受けられない等の課題が有る。
【０００４】
ポリエステル樹脂も非塩ビ樹脂として有力な材料である。
【０００５】
一般的にポリエステルフィルムは二軸延伸して使用される場合が多い。しかし、２軸延伸したフィルムでは、表面にエンボス加工を施す柔軟性が無かったり、高温で加熱して柔軟性を付与すると収縮したりして、エンボス加工ができない。そこで、特開平９−２４５８８号公報では上層に低融点（低Ｔｍ）、下層に高Ｔｍのポリエステルを積層することにより、延伸フィルムでもエンボスを可能にすることが開示されている。適切な加熱処理により、上層のポリエステルを軟化し、下層のポリエステルにより形状を保持し、収縮を防止するものである。
【０００６】
また、ポリエステル成分を規定することにより、無延伸、延伸に関わらず、エンボス加工できることが開示されている。具体的には、特開２０００−３０１６６２号公報、特開２００１−３４１２６１号公報で、ポリエステルのグリコール成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に共重合したフィルム、特開２００１−１６４００１号公報、特開２００１−２０００７３号公報で、ＰＥＴとポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）等をアロイ化したフィルム、等を用いることでエンボス加工が達成可能との技術が開示されている。
【０００７】
さらに特開２００１−３１０９５５号公報には、ポリエーテルなどの可塑剤を添加してポリエステルフィルム表層を軟化してエンボス加工する技術や、特開２００１−２８７３２６号公報、特開２００２−１７２７３８号公報、特開２００２−２２５１８６号公報には、比較的柔軟なポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル成分を表層に積層してエンボス加工性する技術が開示されている。
【０００８】
しかし、これらの技術ではポリエステル系樹脂フィルムのエンボス加工溝をいかにして転写するかに関しては開示されているが、金属材料にフィルムをラミネートした後のエンボス形状保持する技術に関しては開示されていない。
【０００９】
金属にエンボスフィルムをラミネートする場合、金属板とフィルム間の十分な密着性確保のために、一般的に金属材料を被覆フィルムのＴｍ±５０℃および／またはガラス転移温度Ｔｇ＋（１００℃〜２００℃）の温度近傍に加熱して、この加熱板上に被覆する方法が採られる。この加熱の際に、多くの場合はエンボス溝の凹凸形状が変化（戻り）し、エンボス形状を保持できず、付与したエンボス意匠性を損ないやすい。従って、これらの開示技術によりエンボス加工したフィルムであっても、同加工条件を適正化しないと、加熱金属にラミネートする際に歪みが緩和して表面の凹凸形状が変化し、十分な意匠性を発揮できない場合が多かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、加熱金属にラミネートしても、凹凸形状を保持して十分な意匠性を発現できるような、エンボスフィルムの加工の制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、フィルム表面に転写したエンボス溝の加熱による変化は、加熱により、エンボス溝を凍結していた結晶もしくは非晶部が軟化し、歪みが緩和することにより生じること、その緩和速度はエンボス転写時に貯蔵される歪エネルギーを減少することにより遅くできることを発見し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記を提供するものである。
（１）ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム表面にエンボス加工を行う金属被覆用樹脂フィルのエンボス加工の制御方法であって、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０7Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴とするエンボス加工の制御方法。
（２）ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム表面にエンボス加工し、前記エンボス加工された樹脂フィルムを、｛樹脂の融点（Ｔｍ）−５０℃｝および／または｛樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１００℃｝以上の温度に加熱した金属材料にラミネートする工程を含むエンボス加工樹脂フィルム被覆金属材料の製造方法にあたりエンボス加工の制御方法であって、前記エンボス加工に際し、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０ 7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
（３）金属材料へ樹脂フィルムを熱圧着時および／または熱圧着後に、｛樹脂の融点（Ｔｍ）−５０℃｝および／または｛樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１００℃｝以上の温度に加熱した状態で、エンボス加工を施す金属被覆用樹脂フィルムのエンボス加工の制御方法であって、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０ 7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
（４）ポリエステル樹脂の主成分としてポリエチレンテレフタレート， ポリブチレンテレフタレート，変性ポリエチレンテレフタレート，変性ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分であるエチレングリコールを一部シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合変性ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリプロピレンテレフタレート，ポリアリレート（全芳香族ポリエステル）のうち少なくとも１種を含む上記（１）〜（３）のいずれかに記載のエンボス加工の制御方法。
（５）フィルムを構成する樹脂がポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体混合樹脂、又はポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体−ゴム状弾性体の三種混合樹脂からなる上記（１）〜（３）のいずれかに記載のエンボス加工の制御方法。
（６）製膜時および／または製膜後に、前記エンボス加工を施すことを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載のエンボス加工の制御方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’の測定は、エンボス加工する際の樹脂温度±２０℃で、公知の動的粘弾性測定装置を使用して測定する。具体的には、固体樹脂、液体振動に正弦振動を与えて力学応答を測定するバイブロン型、レオメーター型測定装置などがあげられる。加工時の樹脂温度が非常に高く、フィルムとしての自己支持性が無い場合は、フィルムを液化してレオメーター型測定装置で、十分自己支持性がある場合は、フィルム形状のまま直接バイブロン型測定装置で測定するのが好ましい。
【００１３】
本発明における貯蔵弾性率Ｅ’は、上記のエンボス加工する際の樹脂温度域で、周波数０．１から１００Hzで測定した貯蔵弾性率の最小値をＥ’とする。
【００１４】
一方、残留歪みエネルギーは１／２Ｅ’ε2 （式中、Ｅ’：（２）記載の値、ε：平均エンボス加工溝深さ／フィルム厚みである。）で定義される。
【００１５】
残留歪みエネルギーは、貯蔵弾性率Ｅ’および平均エンボス加工溝深さεに比例する。本発明者らは、フィルム表面に転写したエンボス溝の変化は、加熱によりエンボス溝を凍結していた結晶もしくは非晶部が軟化し、歪みが緩和することにより生じること、その緩和速度は、エンボス転写時に貯蔵される歪エネルギーを減少することにより遅くできることを発見した。このことより、樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’を４×１０7Pa以下、より好ましくは１０６Pa以下に制御することにより、エンボス転写時にエンボス溝に残留する歪みエネルギーを低く押さえることができる。従って、Ｔｍ近傍に加熱した金属材料に積層する場合、樹脂中の結晶やガラス状態相が融解しても歪み緩和する速度が遅い。この結果、かかる条件でフィルムを金属材料に積層しても、エンボス溝が変化する（戻る）ことなく、意匠性を保持した金属材料を得ることができる。
【００１６】
エンボス形状は皮シボ、梨地等任意である。但し、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸が好ましい。０．４を越えると、エンボス溝に残留する歪みエネルギーを低く押さえることができなくなり、熱によるエンボス形状の保持が困難となる。また、フィルム裏面にエンボス模様の凹凸が影響する場合があり、ラミネート時の密着性に悪影響を与える場合がある。フィルム厚みは、５０〜３００μｍで、好ましくは７０〜１５０μｍ。ラミ同時エンボス法、ラミ後エンボス法を用いる場合には、薄膜化可能であり経済的にも好ましい。
【００１７】
エンボス加工方法は公知の加工方法を適応可能である。以下に、主な加工方法を記す。中でも、インラインエンボス法、ラミネート同時エンボス法が、高温での加工が可能であり、低Ｅ’域での加工が可能で残留歪みエネルギーを小さく制御しやすいので、好ましい。
【００１８】
インラインエンボス法：製膜装置のＴダイス直下で可塑化された樹脂をキャスティング（製膜展延）する際、エンボス加工を施したロールと必要に応じてバックアップロールを用い、製膜と同時にフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００１９】
アフターエンボス法：一度製膜したフィルムを、再加熱し軟化させ、エンボス加工を施したロールとバックアップロールを用いフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００２０】
ラミネート同時エンボス法：一度製膜したフィルムを鋼板にラミネートする際、圧下ロールにエンボス加工を施したロールを用い、鋼板へのラミネートと同時にフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００２１】
ラミネート後エンボス法：フィルムを鋼板にラミネートした後、ラミネート鋼板を再加熱し、樹脂部分を軟化させエンボスロールを用いフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００２２】
本発明において、エンボス加工する際の樹脂表面温度は次の温度をいう。即ち、インラインエンボス法では、Ｔダイスから押し出された可塑化樹脂がエンボスロールに接触する直前の温度である。アフターエンボス法では、フィルム加熱オーブンの最高設定もしくは到達温度である。ラミネート同時エンボス法では、加熱エンボスロール温度、鋼板温度における高い方の温度である。ラミネート後エンボス法では、ラミネート金属板加熱オーブンの最高設定もしくは到達温度である。
【００２３】
本発明のエンボス加工の制御方法が好適に適用される樹脂フィルムは公知のポリエステル樹脂フィルムのいずれでもよいが、好ましい樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），変性ポリエチレンテレフタレート（例えば、ＰＥＴの酸成分であるテレフタル酸を一部イソフタル酸に置き換えた共重合変性ＰＥＴ；ＰＥＴ−Ｉ），変性ポリブチレンテレフタレート（例えば、ＰＢＴの酸成分であるテレフタル酸を一部イソフタル酸に置き換えた共重合変性ＰＢＴ；ＰＢＴ−Ｉ），ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分であるエチレングリコールを一部シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合変性ポリエチレンテレフタレート（たとえばＰＥＴ− Ｇ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ），ポリアリーレート（全芳香族ポリエステル；ＰＡｒ）であり、より好ましい樹脂フィルムはＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＴ−Ｉ、ＰＢＴ−Ｉ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＥＮであり、寸法安定性、経済性からＰＢＴが特に好ましい。
【００２４】
ポリエステル樹脂フィルムは無延伸フィルムが転写性に優れるので好ましい。特に、ポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体混合樹脂、又はポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体−ゴム状弾性体の三種混合樹脂が機械特性上望ましい。また２種混合樹脂では重合体混合樹脂がマトリックス中に粒径１．５μｍ以下で分散した構造を有する樹脂でよく、または三種混合樹脂ではビニル重合体がゴム状弾性体を包み込んだカプセル構造を有し、さらにその粒子が粒径１．５μｍ以下で分散した構造を有する樹脂であってもよい。これらの樹脂組成物は金属板被覆エンボス加工樹脂フィルムの製造用として優れた性質を有している。
【００２５】
上記ポリエステルフィルムは、必要に応じて着色顔料、体質顔料、防錆顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加物を配合してもかまわない。
【００２６】
エンボス加工した樹脂フィルムを金属材料にラミネートする方法は、熱圧着、接着剤のいずれを使用してもよいが、本発明のエンボス加工した樹脂フィルムはエンボス加工の際又はその後に加熱されてエンボス加工が変形することを防止できることを特徴とする。従って、エンボス加工した樹脂フィルムを金属材料に高温でラミネートする場合に好適である。また、上記の如くラミネートと同時にエンボス加工を施す、ラミネート後にエンボス加工を施す等、公知の方法を適応する場合にも効果がある。
【００２７】
ラミネートの温度は、密着性確保の観点から、金属材料を樹脂フィルムのＴｍ±５０℃近傍、さらには樹脂の融点Ｔｍ温度以上および／またはＴｇ＋（１００℃〜２００℃）に加熱されるのが一般的であり、鋼板温度は、例えば、ＰＶＣの場合２３０℃（接着剤あり）、ポリエステル系では２００〜２５０℃でラミネート実施される。但し、２４０℃超では、着色顔料の熱分解等による変色が生じる場合があるので、ラインスピード、冷却方法にもよるが鋼板温度は２４０℃以下が好ましい。なお、本発明において、樹脂フィルムを金属材料にラミネートする際の樹脂温度は、上記において定義したエンボス加工する際の樹脂表面温度と同様の温度をいうものとする。
【００２８】
【実施例】
（貯蔵弾性率Ｅ’の測定）
セイコーインスツルメント（株）社製ＤＭＳ６１００型粘弾性測定装置を用い、測定周波数１０Hz、測定モード：引っ張り、測定温度３０〜２５０℃、昇温速度２℃／min 、フィルムサンプル１０mm×（１０mm＋つかみ代）、を共通の条件とし、動的粘弾性の温度依存性を測定した。この測定に於いて、貯蔵弾性率Ｅ’を測定した。
（エンボス保持率）
エンボス性の評価は、エンボス加工されたフィルムの平均エンボス溝平均深さ（ｄ１）を測定し、同測定値に対して、鋼板ラミネート後のフィルムのエンボス溝平均深さ（ｄ２）を測定し、その平均深さの比を求めて下記のように３段階で評価した。
【００２９】
エンボス保持率＝（ｄ２／ｄ１）×１００（％）
○：保持率８０〜１００％、△：５０〜８０％、×：５０％以下
実施例１
ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂（ＰＥＴ−Ｇ：イーストマンケミカル社製；Ｔｇ８０℃）をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。得られた当該フィルムを、オーブンで当該樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下となるように２００℃に再加熱し革シボエンボス（平均エンボス溝深さは１５μｍ）加工を施したフィルムを得た。
【００３０】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温度が２４０℃となるように加熱乾燥し、直ちに前記フィルムのエンボス加工面の反対面が接着剤層に接するようにニップで圧着積層した。積層直後に鋼板表裏面を水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表１に示した。
比較例１，２
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。当該フィルムを、１８０℃（比較例１）、また、１２０℃（比較例２）に再加熱し革シボエンボス（平均エンボス溝深さは１５μｍ）加工を施したフィルムを得た。これらのフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
実施例１および比較例１，２は、基本的に特開２０００−３０１６６２号公報の実施例に準拠して行った。同公報の実施例ではエンボス加工温度１２０〜１８０℃でエンボス加工フィルムを得、同フィルムを鋼板温度１５０℃でラミネートしエンボス化粧鋼板を得ている。表１の実施例１に示すように、樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下である２．９×１０5 Paに制御しエンボス加工（エンボス加工温度２００℃）を行った結果、ラミネート時の鋼板温度が２４０℃と高温でもエンボス形状は保持した。同公報が開示しているエンボス加工温度域１２０〜１８０℃では、樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下に制御できない。このため、比較例１，２に示すようにエンボスフィルムは得られるものの、当該フィルムを鋼板温度２４０℃に設定しラミネートした場合エンボス形状を保持できなかった。
実施例２
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に、樹脂が当接するように押し出し、８０μｍ厚さの革シボエンボスフィルム（平均エンボス溝深さは１５μｍ）を得た。この際、エアギャップ長さを調節し、樹脂のＥ’を４×１０7 Pa以下に制御するため、当該キャスティングロール上に樹脂が当接する際の樹脂温度を２４０℃となるように設定した。
【００３３】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。加熱後、直ちにエンボス加工面の反対面が接着剤層に接するようにニップで圧着積層した。積層直後に鋼板表裏面を水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表２に示した。
実施例３
実施例２と同様に８０μｍ厚さの革シボエンボスフィルム（平均エンボス溝深さは１５μｍ）を得る際、エアギャップ長さを調節し、樹脂のＥ’を４×１０7 Pa以下に制御するため、革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に樹脂が当接する際の樹脂温度を２００℃となるように設定した。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表２に示した。
比較例３
実施例２と同様に８０μｍ厚さの革シボエンボスフィルム（平均エンボス溝深さは１５μｍ）を得る際、エアギャップ長さを調節し、革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に樹脂が当接する際の樹脂温度を１８０℃となるように設定した。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
【００３５】
エンボス加工方法を、高温でのエンボス加工が可能であるインラインエンボス法で行った。この結果、加工時の樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下の温度域である２００℃、２４０℃でのエンボス加工フィルムでは、ラミネート時の鋼板温度を２４０℃としてもエンボス形状を安定的に保持した。一方、同方法を用いても、樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以上の温度域である１８０℃でエンボス加工したフィルムは、鋼板温度２４０℃でラミネートした場合エンボス形状を保持できなかった。
実施例４
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。
【００３６】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に、２４０℃に加熱した実施例１と同様の革シボエンボスロール（フィルム側）−ゴムロール（鋼板側）を用いて圧着すると同時にエンボス加工を施し、鋼板裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合、同評価は実施例２で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表３に示した。
実施例５
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。
【００３７】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に圧着した。当該鋼板を、オーブンで当該フィルムのＥ’が４×１０7 Pa以下となるように２４０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合、同評価は実施例２で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表３に示した。
比較例４
実施例５と同様に８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得、鋼板にラミネートした。当該鋼板を、オーブンで１６０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合も、同評価は実施例２で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表３に示した。
【００３８】
【表３】
【００３９】
実施例６
ＰＢＴ樹脂（トレコン１２００Ｓ：東レ製；融点２２４℃）をブラウン色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、実施例２と同様に革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に、当該樹脂が当接するように押し出し、Ｅ’が４×１０7 Pa以下となるようにエアギャップを調節し、樹脂温度２４０℃にてエンボス加工を行い、１００μｍ厚さの革シボエンボスフィルムを得た。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表４に示した。
比較例５
実施例３の樹脂を加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、鏡面ロールにて１００μｍ厚さの平滑表面フィルムに押し出し成形した。同フィルムをオーブンで最高到達温度１８０℃となるように加熱し、実施例６と同様のロール径及びエンボス柄を有する革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、１００μｍ厚さの革シボエンボスフィルムを得た。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表４に示した。
【００４０】
【表４】
【００４１】
当該実施例６および比較例５は、特開２００１−２８７３２６に準じて行ったものであり、ＰＢＴを用いた場合、エンボス加工は可能であるが、樹脂のＥ’を制御したエンボス加工を行わないと、鋼板ラミ時にエンボス戻り現象が生ずることが解った。
実施例７
ＰＢＴ（トレコン１２００Ｓ：東レ製）８７wt％、エラストマー（ＥＢＭ２０４１Ｐ、ＪＳＲ製）１０wt％、相溶化剤（ＢＦ−７Ｌ、住友化学製）３wt％をドライブレンドし、この混合物を２軸押出機で２６０℃で溶融混練し、ペレットを得た。当ペレットを、実施例２と同様に革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に、当該樹脂が当接するように押し出し、Ｅ’が４×１０7 Pa以下となるようにエアギャップを調節し、樹脂温度２５０℃にてエンボス加工を行い、１２５μｍ厚さの革シボエンボスフィルムを得た（平均エンボス溝深さは３０μｍ）。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表５に示した。
比較例６
実施例７で得たペレットを、実施例１と同様に加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、押し出し成形にて１２５μｍ厚さの表面平滑フィルムを得た。得られた当該フィルムを、オーブンで当該樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下となるように１９０℃に再加熱し革シボエンボス加工を施したフィルムを得た（平均エンボス溝深さは３０μｍ）。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表５に示した。
実施例８
実施例７で得たペレットを、実施例１と同様に加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの表面平滑フィルムを得た。
【００４２】
実施例４と同様に、板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に、２４０℃に加熱した実施例７と同様の革シボエンボスロール（フィルム側）−ゴムロール（鋼板側）を用いて圧着すると同時にエンボス加工を施し、鋼板裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合、同評価は実施例７で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表５に示した。
実施例９
実施例７で得たペレットを、実施例１と同様に加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの表面平滑フィルムを得た。
【００４３】
実施例５と同様に、板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に圧着した。当該鋼板を、オーブンで当該フィルムのＥ’が４×１０7 Pa以下となるように２５０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合も、同評価は実施例７で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表５に示した。
比較例７
実施例９と同様に、押し出し成形にて８０μｍ厚さの表面平滑フィルムを得、フィルムを鋼板にラミネートし、ラミネート鋼板を得た。当該鋼板を、オーブンで１８０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合も、同評価は実施例７で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表５に示した。
【００４４】
【表５】
【００４５】
表５に示すように、エラストマー添加系でも樹脂のＥ’を適性域に制御してフィルム表面にエンボス加工を施すことにより、鋼板ラミ時の熱によるエンボス戻りは制御可能であることが解った。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、開示技術によりエンボス加工したフィルムであっても、同加工条件を適正化しないと、加熱金属にラミネートする際に歪みが緩和して表面の凹凸形状が変化し、十分な意匠性を発揮できないことが解った。
【００４７】
本発明は、エンボス加工時の樹脂のＥ’を４×１０7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御することを特徴とする。Ｅ’を４×１０7Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御することにより、エンボス転写時にエンボス溝に残留する歪みエネルギーを低くおさえることができる。従って、Ｔｍ近傍に加熱した金属材料に積層する際に、樹脂中の結晶やガラス状態相が融解しても、歪み緩和する速度が遅い。この結果、かかる条件下でフィルムを金属材料に積層してもエンボス溝が戻ることなく、意匠性を保持した金属材料を得ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、化粧板積層用樹脂フィルムの製造方法およびその樹脂フィルムを積層した化粧板に関する。より詳しくは、建材用途などでエンボス加工により意匠性を有する樹脂被覆金属板を製造するに好適な、エンボス加工樹脂フィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面上に凹凸を与え、表面での艶消しや意匠を付与した樹脂フィルムは、エンボス調フィルムとして広く建材内・外装、家具、家電筐体被覆用フィルムとして使用されている。従来、当該分野ではポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が用いられてきたが、地球環境や廃棄物汚染など観点から非ＰＶＣ化が進行し、同樹脂の代替材料の普及が急がれている。
【０００３】
非塩ビ樹脂材料としてポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィンが挙げられる。ＰＰフィルムはＰＶＣフィルムに近い感触や、エンボス加工が可能であり、特開平７−２９０６４２号公報等に開示されている。しかし、ＰＰフィルムは表面硬度がＰＶＣに比較し不十分であるため傷つき性、また準不燃認定を受けられない等の課題が有る。
【０００４】
ポリエステル樹脂も非塩ビ樹脂として有力な材料である。
【０００５】
一般的にポリエステルフィルムは二軸延伸して使用される場合が多い。しかし、２軸延伸したフィルムでは、表面にエンボス加工を施す柔軟性が無かったり、高温で加熱して柔軟性を付与すると収縮したりして、エンボス加工ができない。そこで、特開平９−２４５８８号公報では上層に低融点（低Ｔｍ）、下層に高Ｔｍのポリエステルを積層することにより、延伸フィルムでもエンボスを可能にすることが開示されている。適切な加熱処理により、上層のポリエステルを軟化し、下層のポリエステルにより形状を保持し、収縮を防止するものである。
【０００６】
また、ポリエステル成分を規定することにより、無延伸、延伸に関わらず、エンボス加工できることが開示されている。具体的には、特開２０００−３０１６６２号公報、特開２００１−３４１２６１号公報で、ポリエステルのグリコール成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に共重合したフィルム、特開２００１−１６４００１号公報、特開２００１−２０００７３号公報で、ＰＥＴとポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）等をアロイ化したフィルム、等を用いることでエンボス加工が達成可能との技術が開示されている。
【０００７】
さらに特開２００１−３１０９５５号公報には、ポリエーテルなどの可塑剤を添加してポリエステルフィルム表層を軟化してエンボス加工する技術や、特開２００１−２８７３２６号公報、特開２００２−１７２７３８号公報、特開２００２−２２５１８６号公報には、比較的柔軟なポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル成分を表層に積層してエンボス加工性する技術が開示されている。
【０００８】
しかし、これらの技術ではポリエステル系樹脂フィルムのエンボス加工溝をいかにして転写するかに関しては開示されているが、金属材料にフィルムをラミネートした後のエンボス形状保持する技術に関しては開示されていない。
【０００９】
金属にエンボスフィルムをラミネートする場合、金属板とフィルム間の十分な密着性確保のために、一般的に金属材料を被覆フィルムのＴｍ±５０℃および／またはガラス転移温度Ｔｇ＋（１００℃〜２００℃）の温度近傍に加熱して、この加熱板上に被覆する方法が採られる。この加熱の際に、多くの場合はエンボス溝の凹凸形状が変化（戻り）し、エンボス形状を保持できず、付与したエンボス意匠性を損ないやすい。従って、これらの開示技術によりエンボス加工したフィルムであっても、同加工条件を適正化しないと、加熱金属にラミネートする際に歪みが緩和して表面の凹凸形状が変化し、十分な意匠性を発揮できない場合が多かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、加熱金属にラミネートしても、凹凸形状を保持して十分な意匠性を発現できるような、エンボスフィルムの加工の制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、フィルム表面に転写したエンボス溝の加熱による変化は、加熱により、エンボス溝を凍結していた結晶もしくは非晶部が軟化し、歪みが緩和することにより生じること、その緩和速度はエンボス転写時に貯蔵される歪エネルギーを減少することにより遅くできることを発見し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記を提供するものである。
（１）ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム表面にエンボス加工を行う金属被覆用樹脂フィルのエンボス加工の制御方法であって、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０7Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴とするエンボス加工の制御方法。
（２）ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム表面にエンボス加工し、前記エンボス加工された樹脂フィルムを、｛樹脂の融点（Ｔｍ）−５０℃｝および／または｛樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１００℃｝以上の温度に加熱した金属材料にラミネートする工程を含むエンボス加工樹脂フィルム被覆金属材料の製造方法にあたりエンボス加工の制御方法であって、前記エンボス加工に際し、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０ 7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
（３）金属材料へ樹脂フィルムを熱圧着時および／または熱圧着後に、｛樹脂の融点（Ｔｍ）−５０℃｝および／または｛樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１００℃｝以上の温度に加熱した状態で、エンボス加工を施す金属被覆用樹脂フィルムのエンボス加工の制御方法であって、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０ 7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
（４）ポリエステル樹脂の主成分としてポリエチレンテレフタレート， ポリブチレンテレフタレート，変性ポリエチレンテレフタレート，変性ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分であるエチレングリコールを一部シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合変性ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリプロピレンテレフタレート，ポリアリレート（全芳香族ポリエステル）のうち少なくとも１種を含む上記（１）〜（３）のいずれかに記載のエンボス加工の制御方法。
（５）フィルムを構成する樹脂がポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体混合樹脂、又はポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体−ゴム状弾性体の三種混合樹脂からなる上記（１）〜（３）のいずれかに記載のエンボス加工の制御方法。
（６）製膜時および／または製膜後に、前記エンボス加工を施すことを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載のエンボス加工の制御方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’の測定は、エンボス加工する際の樹脂温度±２０℃で、公知の動的粘弾性測定装置を使用して測定する。具体的には、固体樹脂、液体振動に正弦振動を与えて力学応答を測定するバイブロン型、レオメーター型測定装置などがあげられる。加工時の樹脂温度が非常に高く、フィルムとしての自己支持性が無い場合は、フィルムを液化してレオメーター型測定装置で、十分自己支持性がある場合は、フィルム形状のまま直接バイブロン型測定装置で測定するのが好ましい。
【００１３】
本発明における貯蔵弾性率Ｅ’は、上記のエンボス加工する際の樹脂温度域で、周波数０．１から１００Hzで測定した貯蔵弾性率の最小値をＥ’とする。
【００１４】
一方、残留歪みエネルギーは１／２Ｅ’ε2 （式中、Ｅ’：（２）記載の値、ε：平均エンボス加工溝深さ／フィルム厚みである。）で定義される。
【００１５】
残留歪みエネルギーは、貯蔵弾性率Ｅ’および平均エンボス加工溝深さεに比例する。本発明者らは、フィルム表面に転写したエンボス溝の変化は、加熱によりエンボス溝を凍結していた結晶もしくは非晶部が軟化し、歪みが緩和することにより生じること、その緩和速度は、エンボス転写時に貯蔵される歪エネルギーを減少することにより遅くできることを発見した。このことより、樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’を４×１０7Pa以下、より好ましくは１０６Pa以下に制御することにより、エンボス転写時にエンボス溝に残留する歪みエネルギーを低く押さえることができる。従って、Ｔｍ近傍に加熱した金属材料に積層する場合、樹脂中の結晶やガラス状態相が融解しても歪み緩和する速度が遅い。この結果、かかる条件でフィルムを金属材料に積層しても、エンボス溝が変化する（戻る）ことなく、意匠性を保持した金属材料を得ることができる。
【００１６】
エンボス形状は皮シボ、梨地等任意である。但し、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸が好ましい。０．４を越えると、エンボス溝に残留する歪みエネルギーを低く押さえることができなくなり、熱によるエンボス形状の保持が困難となる。また、フィルム裏面にエンボス模様の凹凸が影響する場合があり、ラミネート時の密着性に悪影響を与える場合がある。フィルム厚みは、５０〜３００μｍで、好ましくは７０〜１５０μｍ。ラミ同時エンボス法、ラミ後エンボス法を用いる場合には、薄膜化可能であり経済的にも好ましい。
【００１７】
エンボス加工方法は公知の加工方法を適応可能である。以下に、主な加工方法を記す。中でも、インラインエンボス法、ラミネート同時エンボス法が、高温での加工が可能であり、低Ｅ’域での加工が可能で残留歪みエネルギーを小さく制御しやすいので、好ましい。
【００１８】
インラインエンボス法：製膜装置のＴダイス直下で可塑化された樹脂をキャスティング（製膜展延）する際、エンボス加工を施したロールと必要に応じてバックアップロールを用い、製膜と同時にフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００１９】
アフターエンボス法：一度製膜したフィルムを、再加熱し軟化させ、エンボス加工を施したロールとバックアップロールを用いフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００２０】
ラミネート同時エンボス法：一度製膜したフィルムを鋼板にラミネートする際、圧下ロールにエンボス加工を施したロールを用い、鋼板へのラミネートと同時にフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００２１】
ラミネート後エンボス法：フィルムを鋼板にラミネートした後、ラミネート鋼板を再加熱し、樹脂部分を軟化させエンボスロールを用いフィルム表面にエンボス模様を転写する方法。
【００２２】
本発明において、エンボス加工する際の樹脂表面温度は次の温度をいう。即ち、インラインエンボス法では、Ｔダイスから押し出された可塑化樹脂がエンボスロールに接触する直前の温度である。アフターエンボス法では、フィルム加熱オーブンの最高設定もしくは到達温度である。ラミネート同時エンボス法では、加熱エンボスロール温度、鋼板温度における高い方の温度である。ラミネート後エンボス法では、ラミネート金属板加熱オーブンの最高設定もしくは到達温度である。
【００２３】
本発明のエンボス加工の制御方法が好適に適用される樹脂フィルムは公知のポリエステル樹脂フィルムのいずれでもよいが、好ましい樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），変性ポリエチレンテレフタレート（例えば、ＰＥＴの酸成分であるテレフタル酸を一部イソフタル酸に置き換えた共重合変性ＰＥＴ；ＰＥＴ−Ｉ），変性ポリブチレンテレフタレート（例えば、ＰＢＴの酸成分であるテレフタル酸を一部イソフタル酸に置き換えた共重合変性ＰＢＴ；ＰＢＴ−Ｉ），ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分であるエチレングリコールを一部シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合変性ポリエチレンテレフタレート（たとえばＰＥＴ− Ｇ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ），ポリアリーレート（全芳香族ポリエステル；ＰＡｒ）であり、より好ましい樹脂フィルムはＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＴ−Ｉ、ＰＢＴ−Ｉ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＥＮであり、寸法安定性、経済性からＰＢＴが特に好ましい。
【００２４】
ポリエステル樹脂フィルムは無延伸フィルムが転写性に優れるので好ましい。特に、ポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体混合樹脂、又はポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体−ゴム状弾性体の三種混合樹脂が機械特性上望ましい。また２種混合樹脂では重合体混合樹脂がマトリックス中に粒径１．５μｍ以下で分散した構造を有する樹脂でよく、または三種混合樹脂ではビニル重合体がゴム状弾性体を包み込んだカプセル構造を有し、さらにその粒子が粒径１．５μｍ以下で分散した構造を有する樹脂であってもよい。これらの樹脂組成物は金属板被覆エンボス加工樹脂フィルムの製造用として優れた性質を有している。
【００２５】
上記ポリエステルフィルムは、必要に応じて着色顔料、体質顔料、防錆顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加物を配合してもかまわない。
【００２６】
エンボス加工した樹脂フィルムを金属材料にラミネートする方法は、熱圧着、接着剤のいずれを使用してもよいが、本発明のエンボス加工した樹脂フィルムはエンボス加工の際又はその後に加熱されてエンボス加工が変形することを防止できることを特徴とする。従って、エンボス加工した樹脂フィルムを金属材料に高温でラミネートする場合に好適である。また、上記の如くラミネートと同時にエンボス加工を施す、ラミネート後にエンボス加工を施す等、公知の方法を適応する場合にも効果がある。
【００２７】
ラミネートの温度は、密着性確保の観点から、金属材料を樹脂フィルムのＴｍ±５０℃近傍、さらには樹脂の融点Ｔｍ温度以上および／またはＴｇ＋（１００℃〜２００℃）に加熱されるのが一般的であり、鋼板温度は、例えば、ＰＶＣの場合２３０℃（接着剤あり）、ポリエステル系では２００〜２５０℃でラミネート実施される。但し、２４０℃超では、着色顔料の熱分解等による変色が生じる場合があるので、ラインスピード、冷却方法にもよるが鋼板温度は２４０℃以下が好ましい。なお、本発明において、樹脂フィルムを金属材料にラミネートする際の樹脂温度は、上記において定義したエンボス加工する際の樹脂表面温度と同様の温度をいうものとする。
【００２８】
【実施例】
（貯蔵弾性率Ｅ’の測定）
セイコーインスツルメント（株）社製ＤＭＳ６１００型粘弾性測定装置を用い、測定周波数１０Hz、測定モード：引っ張り、測定温度３０〜２５０℃、昇温速度２℃／min 、フィルムサンプル１０mm×（１０mm＋つかみ代）、を共通の条件とし、動的粘弾性の温度依存性を測定した。この測定に於いて、貯蔵弾性率Ｅ’を測定した。
（エンボス保持率）
エンボス性の評価は、エンボス加工されたフィルムの平均エンボス溝平均深さ（ｄ１）を測定し、同測定値に対して、鋼板ラミネート後のフィルムのエンボス溝平均深さ（ｄ２）を測定し、その平均深さの比を求めて下記のように３段階で評価した。
【００２９】
エンボス保持率＝（ｄ２／ｄ１）×１００（％）
○：保持率８０〜１００％、△：５０〜８０％、×：５０％以下
実施例１
ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂（ＰＥＴ−Ｇ：イーストマンケミカル社製；Ｔｇ８０℃）をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。得られた当該フィルムを、オーブンで当該樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下となるように２００℃に再加熱し革シボエンボス（平均エンボス溝深さは１５μｍ）加工を施したフィルムを得た。
【００３０】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温度が２４０℃となるように加熱乾燥し、直ちに前記フィルムのエンボス加工面の反対面が接着剤層に接するようにニップで圧着積層した。積層直後に鋼板表裏面を水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表１に示した。
比較例１，２
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。当該フィルムを、１８０℃（比較例１）、また、１２０℃（比較例２）に再加熱し革シボエンボス（平均エンボス溝深さは１５μｍ）加工を施したフィルムを得た。これらのフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
実施例１および比較例１，２は、基本的に特開２０００−３０１６６２号公報の実施例に準拠して行った。同公報の実施例ではエンボス加工温度１２０〜１８０℃でエンボス加工フィルムを得、同フィルムを鋼板温度１５０℃でラミネートしエンボス化粧鋼板を得ている。表１の実施例１に示すように、樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下である２．９×１０5 Paに制御しエンボス加工（エンボス加工温度２００℃）を行った結果、ラミネート時の鋼板温度が２４０℃と高温でもエンボス形状は保持した。同公報が開示しているエンボス加工温度域１２０〜１８０℃では、樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下に制御できない。このため、比較例１，２に示すようにエンボスフィルムは得られるものの、当該フィルムを鋼板温度２４０℃に設定しラミネートした場合エンボス形状を保持できなかった。
実施例２
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に、樹脂が当接するように押し出し、８０μｍ厚さの革シボエンボスフィルム（平均エンボス溝深さは１５μｍ）を得た。この際、エアギャップ長さを調節し、樹脂のＥ’を４×１０7 Pa以下に制御するため、当該キャスティングロール上に樹脂が当接する際の樹脂温度を２４０℃となるように設定した。
【００３３】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。加熱後、直ちにエンボス加工面の反対面が接着剤層に接するようにニップで圧着積層した。積層直後に鋼板表裏面を水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表２に示した。
実施例３
実施例２と同様に８０μｍ厚さの革シボエンボスフィルム（平均エンボス溝深さは１５μｍ）を得る際、エアギャップ長さを調節し、樹脂のＥ’を４×１０7 Pa以下に制御するため、革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に樹脂が当接する際の樹脂温度を２００℃となるように設定した。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表２に示した。
比較例３
実施例２と同様に８０μｍ厚さの革シボエンボスフィルム（平均エンボス溝深さは１５μｍ）を得る際、エアギャップ長さを調節し、革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に樹脂が当接する際の樹脂温度を１８０℃となるように設定した。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
エンボス加工方法を、高温でのエンボス加工が可能であるインラインエンボス法で行った。この結果、加工時の樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下の温度域である２００℃、２４０℃でのエンボス加工フィルムでは、ラミネート時の鋼板温度を２４０℃としてもエンボス形状を安定的に保持した。一方、同方法を用いても、樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以上の温度域である１８０℃でエンボス加工したフィルムは、鋼板温度２４０℃でラミネートした場合エンボス形状を保持できなかった。
実施例４
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。
【００３６】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に、２４０℃に加熱した実施例１と同様の革シボエンボスロール（フィルム側）−ゴムロール（鋼板側）を用いて圧着すると同時にエンボス加工を施し、鋼板裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合、同評価は実施例２で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表３に示した。
実施例５
実施例１と同様に、ＰＥＴのグリコール成分であるエチレングリコールを３０モル％シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合ＰＥＴ樹脂をアイボリー色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２５０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得た。
【００３７】
板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に圧着した。当該鋼板を、オーブンで当該フィルムのＥ’が４×１０7 Pa以下となるように２４０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合、同評価は実施例２で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表３に示した。
比較例４
実施例５と同様に８０μｍ厚さの平滑表面フィルムを得、鋼板にラミネートした。当該鋼板を、オーブンで１６０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合も、同評価は実施例２で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表３に示した。
【００３８】
【表３】
実施例６
ＰＢＴ樹脂（トレコン１２００Ｓ：東レ製；融点２２４℃）をブラウン色に調色し、加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、実施例２と同様に革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に、当該樹脂が当接するように押し出し、Ｅ’が４×１０7 Pa以下となるようにエアギャップを調節し、樹脂温度２４０℃にてエンボス加工を行い、１００μｍ厚さの革シボエンボスフィルムを得た。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表４に示した。
比較例５
実施例３の樹脂を加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、鏡面ロールにて１００μｍ厚さの平滑表面フィルムに押し出し成形した。同フィルムをオーブンで最高到達温度１８０℃となるように加熱し、実施例６と同様のロール径及びエンボス柄を有する革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、１００μｍ厚さの革シボエンボスフィルムを得た。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表４に示した。
【００４０】
【表４】
当該実施例６および比較例５は、特開２００１−２８７３２６に準じて行ったものであり、ＰＢＴを用いた場合、エンボス加工は可能であるが、樹脂のＥ’を制御したエンボス加工を行わないと、鋼板ラミ時にエンボス戻り現象が生ずることが解った。
実施例７
ＰＢＴ（トレコン１２００Ｓ：東レ製）８７wt％、エラストマー（ＥＢＭ２０４１Ｐ、ＪＳＲ製）１０wt％、相溶化剤（ＢＦ−７Ｌ、住友化学製）３wt％をドライブレンドし、この混合物を２軸押出機で２６０℃で溶融混練し、ペレットを得た。当ペレットを、実施例２と同様に革シボエンボス加工を施したキャスティングロール上に、当該樹脂が当接するように押し出し、Ｅ’が４×１０7 Pa以下となるようにエアギャップを調節し、樹脂温度２５０℃にてエンボス加工を行い、１２５μｍ厚さの革シボエンボスフィルムを得た（平均エンボス溝深さは３０μｍ）。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表５に示した。
比較例６
実施例７で得たペレットを、実施例１と同様に加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、押し出し成形にて１２５μｍ厚さの表面平滑フィルムを得た。得られた当該フィルムを、オーブンで当該樹脂のＥ’が４×１０7 Pa以下となるように１９０℃に再加熱し革シボエンボス加工を施したフィルムを得た（平均エンボス溝深さは３０μｍ）。得られたフィルムを用い、実施例１と同様に鋼板へのラミネートを行い、エンボス溝の形状保持率を評価した。結果を表５に示した。
実施例８
実施例７で得たペレットを、実施例１と同様に加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの表面平滑フィルムを得た。
【００４２】
実施例４と同様に、板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に、２４０℃に加熱した実施例７と同様の革シボエンボスロール（フィルム側）−ゴムロール（鋼板側）を用いて圧着すると同時にエンボス加工を施し、鋼板裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合、同評価は実施例７で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表５に示した。
実施例９
実施例７で得たペレットを、実施例１と同様に加熱溶融し（Ｔダイス温度２６０℃）、押し出し成形にて８０μｍ厚さの表面平滑フィルムを得た。
【００４３】
実施例５と同様に、板厚０．４５mmの溶融亜鉛メッキ鋼板表面にクロメート処理し、２液型ポリエステル樹脂接着剤を乾燥膜厚で４μｍになるように塗布した。塗布後、オーブンで最高到達板温が２４０℃となるように加熱乾燥した。前記フィルムを、同鋼板の片面に圧着した。当該鋼板を、オーブンで当該フィルムのＥ’が４×１０7 Pa以下となるように２５０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合も、同評価は実施例７で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表５に示した。
比較例７
実施例９と同様に、押し出し成形にて８０μｍ厚さの表面平滑フィルムを得、フィルムを鋼板にラミネートし、ラミネート鋼板を得た。当該鋼板を、オーブンで１８０℃に再加熱し、革シボエンボスロールにてエンボス加工を施し、鋼板表裏面を急速水冷し、鋼板温度が常温にまで低下した時点で、エンボス溝の形状保持率を評価した。この場合も、同評価は実施例７で得られたエンボスフィルムを基準とした。結果を表５に示した。
【００４４】
【表５】
表５に示すように、エラストマー添加系でも樹脂のＥ’を適性域に制御してフィルム表面にエンボス加工を施すことにより、鋼板ラミ時の熱によるエンボス戻りは制御可能であることが解った。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、開示技術によりエンボス加工したフィルムであっても、同加工条件を適正化しないと、加熱金属にラミネートする際に歪みが緩和して表面の凹凸形状が変化し、十分な意匠性を発揮できないことが解った。
【００４７】
本発明は、エンボス加工時の樹脂のＥ’を４×１０7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御することを特徴とする。Ｅ’を４×１０7Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御することにより、エンボス転写時にエンボス溝に残留する歪みエネルギーを低くおさえることができる。従って、Ｔｍ近傍に加熱した金属材料に積層する際に、樹脂中の結晶やガラス状態相が融解しても、歪み緩和する速度が遅い。この結果、かかる条件下でフィルムを金属材料に積層してもエンボス溝が戻ることなく、意匠性を保持した金属材料を得ることができる。
Claims (6)
- ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム表面にエンボス加工を行う金属被覆用樹脂フィルのエンボス加工の制御方法であって、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０7Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
- ポリエステル樹脂を主成分とするフィルム表面にエンボス加工し、前記エンボス加工された樹脂フィルムを、｛樹脂の融点（Ｔｍ）−５０℃｝および／または｛樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１００℃｝以上の温度に加熱した金属材料にラミネートする工程を含むエンボス加工樹脂フィルム被覆金属材料の製造方法にあたりエンボス加工の制御方法であって、前記エンボス加工に際し、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０ 7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
- 金属材料へ樹脂フィルムを熱圧着時および／または熱圧着後に、｛樹脂の融点（Ｔｍ）−５０℃｝および／または｛樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１００℃｝以上の温度に加熱した状態で、エンボス加工を施す金属被覆用樹脂フィルムのエンボス加工の制御方法であって、エンボス加工における前記樹脂の貯蔵弾性率Ｅ’が４×１０ 7 Ｐａ以下となるエンボス加工温度に制御して、平均エンボス溝深さ／フィルム厚み＝０．１〜０．４の凹凸を形成するエンボス加工をすることを特徴するエンボス加工の制御方法。
- ポリエステル樹脂の主成分としてポリエチレンテレフタレート， ポリブチレンテレフタレート， 変性ポリエチレンテレフタレート， 変性ポリブチレンテレフタレート， ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分であるエチレングリコールを一部シクロヘキサンジメタノールに置き換えた共重合変性ポリエチレンテレフタレート， ポリエチレンナフタレート， ポリプロピレンテレフタレート， ポリアリレート（全芳香族ポリエステル）のうち少なくとも１種を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンボス加工の制御方法。
- フィルムを構成する樹脂がポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体混合樹脂、又はポリエステル−極性ユニットを含有するビニル重合体−ゴム状弾性体の三種混合樹脂からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンボス加工の制御方法。
- 製膜時および／または製膜後に、前記エンボス加工を施すことを特徴とする、請求項１又は２に記載のエンボス加工の制御方法。
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