JP4979221B2 - 熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、その製造方法、および積層体 - Google Patents

熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、その製造方法、および積層体 Download PDF

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Description

本発明は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、その製造方法、および熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体に関する。
低コストで成形品に意匠性を付与する方法として、インサート成形法またはインモールド成形法がある。インサート成形法は、印刷等により加飾を施したポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の加飾フィルムまたはシートを、あらかじめ真空成形等によって三次元の形状に成形し、不要な部分を除去した後、射出成形金型内に移し、基材となる樹脂を射出成形することにより、加飾フィルムまたはシートと基材とを一体化させた成形品を得る方法である。一方、インモールド成形法は、加飾フィルムまたはシートを射出成形金型内に設置し、金型内にて真空成形を施した後、同じ金型内において基材となる樹脂を射出成形することにより、加飾フィルムまたはシートと基材とを一体化させた成形品を得る方法である。
インサート成形またはインモールド成形に用いることができる表面硬度、耐熱性に優れたアクリル樹脂フィルムとしては、特定の組成からなるゴム含有重合体と、特定の組成からなる熱可塑性重合体とを特定の割合で混合した樹脂組成物からなるアクリル樹脂フィルムが開示されている(例えば、特許文献1〜4参照。)。このようなアクリル樹脂フィルムは、成形品に加飾性を付与するばかりでなく、クリア塗装の代替材料としての機能を有する。
また、特定の組成からなるゴム含有重合体と特定の組成からなる熱可塑性重合体とを特定の割合で含有するアクリル樹脂フィルム、あるいは、特定の組成からなるゴム含有重合体と特定の組成からなる熱可塑性重合体と艶消し材とを特定の割合で含有するアクリル樹脂フィルムが開示されている(例えば、特許文献5、6参照。)。このようなアクリル樹脂フィルムは、成形品に加飾性を付与するばかりでなく、艶消し塗装の代替材料としての機能を有する。
また、艶消し性に優れたアクリル樹脂フィルムを与える熱可塑性樹脂組成物として、特定構造のゴム含有多段重合体と、特定の組成からなる水酸基を有する直鎖状重合体とからなる熱可塑性樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献7参照。)。
また、特定の艶消し用架橋アクリル系重合体とアクリル樹脂とを含有する熱可塑性樹脂組成物を、特定のロール温度に設定したロールで挟持して製膜して得られる艶消しアクリル樹脂フィルムが開示されている(例えば、特許文献8参照。)。
また、熱または光硬化性樹脂と無機系微粒子とからなる艶消し層と、アクリル系樹脂フィルム基体とからなる、成形後も良好な艶消し性能が維持できるマット化されたアクリル樹脂フィルムが開示されている(例えば、特許文献9参照。)。
また、透明なアクリルフィルムの一方の面に艶消し層が形成され、他方の面に少なくとも絵柄層が形成された艶消しアクリルインサートフィルムが開示されている(例えば、特許文献10参照。)。
また、成形性のよい基材フィルム上に、特定の粒子径を有するビーズ顔料と電離放射線硬化性樹脂とからなる塗膜を設けたスエード調成形用シートが開示されている(例えば、特許文献11参照。)。
近年、インサート成形法またはインモールド成形法により成形された、表層に艶消しアクリル樹脂フィルム層を有する成形品が、車輌用部材として用いられている。
特許文献5に記載のアクリル樹脂フィルムは、艶消し材と特定の平均粒子径のゴム含有重合体とを特定量含有することで、艶消し性、表面硬度、耐熱性、成形性に優れているとされている。また、特許文献6記載のアクリル樹脂フィルムは、特定のフィルム表面光沢度を有することで、印刷適正が良好で、艶消し性、表面硬度、耐熱性、成形性に優れているとされている。
しかしながら、これらのアクリル樹脂フィルムは、アクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を含有するために、使用できる艶消し材に制約がある。具体的には、アクリル樹脂以外を主成分とする架橋構造を有する有機系微粒子、または無機系微粒子を使用した場合、艶消し状態にはなるものの、艶消しアクリル樹脂フィルムのヘーズ値が増大する。したがって、艶消しアクリル樹脂フィルムの片面に絵柄層を形成し、絵柄層が基材に接するように積層して成形品を得た場合、成形品の絵柄が濁ったように見えるため工業的利用価値が低い。また、架橋構造を有する有機系微粒子または無機系微粒子を使用した場合、艶消しアクリル樹脂フィルムが脆くなるため、添加量によっては、製膜工程でのフィルムの取り扱い性が困難であったり、インモールド成形またはインサート成形時に、例えば深絞り成形などの過酷な条件で使用すると、フィルムが割れたり、破れたりすることがある。
特許文献7に記載のアクリル樹脂フィルムは、耐候性、耐溶剤性、耐ストレス白化性、耐水白化性、および艶消し性に優れるとされている。しかしながら、このアクリル樹脂フィルムは、アクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を含有するために、使用できる艶消し材に制約がある。また、特許文献7には、アクリル樹脂フィルムをインサート成形またはインモールド成形に用いること関する記載はなく、さらには、表面硬度、耐熱性に関する記載もない。また、実施例に記載されている組成のアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性は、いずれも車輌用部材に必要なレベルに達していない。
特許文献8に記載の艶消しアクリル樹脂フィルムは、耐折曲げ白化性に優れ、印刷抜けを起こさないとされている。しかしながら、艶消し材として用いられているコアシェル型のアクリル架橋重合体は、コア部分が柔らかいために、艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度を低下させる。また、実施例に記載されている艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性は、いずれも車輌用部材に必要なレベルに達していない。
特許文献9に記載のアクリル樹脂フィルムは、成形後も良好な艶消し性を維持できるとされている。しかしながら、艶消し層が熱または光硬化性樹脂からなるため、インモールド成形またはインサート成形時の真空成形の時にアクリル樹脂フィルム基体が引き伸ばされると、艶消し層が割れる場合がある。特に、実施例に記載の艶消しアクリル樹脂フィルムでは、艶消し層が割れやすいために成形条件に制約がある。熱または光硬化性樹脂を用いる場合、艶消し層の厚さ、熱または光硬化性樹脂の組成が重要となるが、特許文献9にはこれらに関する記載がない。
また、車輌内装用途に用いる場合には、耐傷付き性が要求される。そのため、特許文献9に記載の艶消しアクリル樹脂フィルムは、耐傷付き性が一定のレベルには達している。しかしながら、経時的に表面が磨耗していくため、長期間使用した場合、艶戻りしたような外観になる場合がある。特許文献9に記載の艶消しアクリル樹脂フィルムにおいては、従来知られている艶消しアクリル樹脂フィルムとは異なった手法により、耐傷付き性を改良することが必要であるが、特許文献9には改良手法に関する記載がない。
また、印刷法またはコート法により艶消し層を形成した艶消しアクリル樹脂フィルムでは、成形の際の熱により艶消し外観が変化する場合がある。また、艶消し層が熱硬化性樹脂からなるアクリル樹脂フィルムを使用してインサート成形またはインモールド成形を施した場合、フィルムの加熱条件によっては黄変することがある。しかしながら、特許文献9には、黄変の少ない艶消しアクリル樹脂フィルムを得るための具体的な方法が記載されていない。
また、アクリル樹脂フィルムと基材シートとからなる積層シートを用いてインサート成形を行う場合がある。このとき、アクリル樹脂フィルムの熱収縮率が大きいと、インサート成形の際に、アクリル樹脂フィルムが基材シートから剥離する。しかしながら、特許文献9にはアクリル樹脂フィルムの熱収縮率に関する具体的な記載がない。
また、印刷法またはコート法により艶消し層を形成する場合、基材となるアクリル樹脂フィルムの物性が溶剤アタックにより低下する。そのため、使用する塗工液の溶剤組成、フィルムに塗工する際の塗工量が重要となるが、特許文献9には最適な塗工条件に関する記載がない。
特許文献10に記載の艶消しアクリルインサートフィルムの艶消し層は、フッ素樹脂系真球微粒子の艶消し材およびバインダー樹脂からなる層である。しかしながら、特許文献10には、バインダー樹脂として硬化性樹脂を使用する場合に成形性を高めるための手段が記載されていない。また、艶消し材の最適な種類、粒子径の記載がない。また、耐傷付き性を改良するための手段について具体的な記載がない。また、フッ素樹脂系真球微粒子がワックスの役割をかねているとも考えられるが生産性に問題がある可能性がある。また、バインダー樹脂として用いられる硬化性樹脂が具体的に記載されていない。また、実施例ではバインダー樹脂として熱可塑性樹脂が使用されており、耐薬品性が劣る。
また、印刷法またはコート法により艶消し層を形成した艶消しアクリル樹脂フィルムでは、成形の際の熱により艶消し外観が変化する場合がある。また、艶消し層が熱硬化性樹脂からなるアクリル樹脂フィルムを使用してインサート成形またはインモールド成形を施した場合、フィルムの加熱条件によっては黄変することがある。しかしながら、特許文献10には、黄変の少ないアクリル樹脂フィルムを得るための具体的な方法が記載されていない。
また、特許文献10には、透明なアクリル樹脂フィルム基体に関して具体的な記載がない。例えば、特許文献1〜4に記載のアクリル樹脂フィルムをアクリル樹脂フィルム基体として用いると、インモールド成形またはインサート成形時の耐成形白化性に懸念がある。
具体的には、特許文献1〜4に記載のアクリル樹脂フィルムでは、(1)インサート成形時、真空成形後にアクリル樹脂フィルムの不要な部分を除去するため、またはインモールド成形時、基材樹脂からはみ出したアクリル樹脂フィルムを除去するために打ち抜き加工を行うと、成形品の端部で白化が生じ、成形品の意匠性が損なわれる、(2)アンダーカットデザインの成形品を金型から取り外す際に白化が生じる、(3)文字等の凸または凹のデザインを有する成形品を得るために凹みまたは凸のある金型を使用した際、真空または圧空成形後も凹みまたは凸部分ではアクリル樹脂フィルムが金型に追従せず、さらにアクリル樹脂フィルムの温度がTg以下の状態で、基材樹脂を射出成形しなければならないため、樹脂圧によりフィルムが延伸されると白化が生じ、場合によっては割れてしまう。
このように、特許文献1〜4に記載のアクリル樹脂フィルムを用いた場合、耐成形白化性の問題により、打ち抜き加工のかわりに手作業ではみ出したフィルムを取り除く必要がある、デザイン上の制約がある、場合によっては白化した部分を再加熱して白味を取り除く作業工程が必要になる等、工業的利用価値が低い。
また、アクリル樹脂フィルムと基材シートとからなる積層シートを用いてインサート成形を行う場合がある。このときアクリル樹脂フィルムの熱収縮率が大きいと、インサート成形の際に、アクリル樹脂フィルムが基材シートから剥離するが、特許文献9、10にはアクリル樹脂フィルムの熱収縮率に関して具体的な記載がない。
特許文献11に記載のスエード調成形用シートは、塗膜のバインダー樹脂として電離放射線硬化性樹脂を用いるため、電離放射線硬化性樹脂と基材フィルムとの成形性が異なる。そのため、インモールド成形またはインサート成形時に深絞り形状に成形した際、塗膜が十分に伸びないことに起因する、塗膜の割れ、破れ等の成形不良が発生する可能性がある。しかしながら、特許文献11には、これを解決するための最適な塗膜の厚さに関する記載がないため、特許文献11に記載のスエード調成形用シートは工業的利用価値が低い。成形性を改良するために熱可塑性樹脂を混合することが記載されているが、この方法では耐薬品性が低下してしまう問題がある。
また、印刷法またはコート法により塗膜を形成したスエード調成形用シートでは、成形の際の熱により艶消し外観が変化する場合がある。しかしながら、特許文献11には、この問題を解決する手段が記載されていない。また、基材フィルムに適したアクリル樹脂フィルムについての記載がない。
特開平8−323934号公報 特開平11−147237号公報 特開2002−80678号公報 特開2002−80679号公報 特開平10−237261号公報 特開2002−361712号公報 特開平7−238202号公報 特開2002−254495号公報 特開2003−211598号公報 特開平10−34703号公報 特許第2132254号公報
本発明は、従来のアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を添加した場合では実現困難な意匠性を発現し、取り扱い性が良好であり、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生せず、車輌用部材の加飾フィルムに必要とされる耐擦傷性、表面硬度、耐熱性、耐薬品性、耐熱黄変性、および艶消し性を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを提供することを目的とする。また、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得るために最適な製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体を提供することを目的とする。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、アクリル樹脂フィルム基体と、該アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に最外層として設けられた、艶消し材およびバインダー樹脂を含有する、厚さ0.1μm以上2μm未満の艶消し層とを有することを特徴とするものである。
艶消し層は、さらにポリオレフィン系ワックスを含有していてもよい。
艶消し層の表面温度を200℃になるまで加熱した後の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(YI'(200℃))と、加熱前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(YI)とが、下記式(i)の関係を満たすことが好ましい。
YI'(200℃)−YI ≦ 1.3 (i)
艶消し層表面の動摩擦係数は、0.23以下であることが好ましい。
また、艶消し層が設けられた面とは反対側のアクリル樹脂フィルム基体の面上に、さらに絵柄層を有するものであってもよい。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法は、アクリル樹脂フィルム基体と、該アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に最外層として設けられた、艶消し材およびバインダー樹脂を含有する、厚さ0.1μm以上2μm未満の艶消し層とを有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法であって、艶消し層を印刷法またはコート法により形成することを特徴とする。
この際、1インチあたり150本以上の線数の版目を有し、かつ該版目がロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型グラビアロールを用いて艶消し層を形成することが好ましい。
本発明の積層体は、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを、艶消し層とは反対側の面が接するように、基材に積層したものである。
艶消し層表面の動摩擦係数は、0.23以下であることが好ましい。
本発明の積層体は、インモールド成形法またはインサート成形法により熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層したものであることが好ましい。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、従来のアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を添加した場合では実現困難な意匠性を発現し、取り扱い性が良好であり、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生せず、車輌用部材の加飾フィルムに必要とされる耐擦傷性、表面硬度、耐熱性、耐薬品性、耐熱黄変性、および艶消し性を有する。
また、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法によれば、このような熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを安定的に製造できる。
また、本発明の積層体は、意匠性に優れ、耐擦傷性、表面硬度、耐熱性、耐薬品性、耐熱黄変性、および艶消し性を有し、かつ表面の艶消し層に割れ等の欠陥がない。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に、艶消し材およびバインダー樹脂を含む艶消し層が最外層として0.1〜5μmの厚さで設けられたものである。「熱成形」とは、フィルムまたはシートを金型等にセットし、加熱軟化させて真空圧、圧縮空気等で所定の形状に成形する成形法を指し、真空成形、圧空成形、プレス成形等が挙げられる。
<アクリル樹脂フィルム基体>
アクリル樹脂フィルム基体としては、公知のアクリル樹脂フィルムが挙げられる。アクリル樹脂フィルム基体としては、車輌用に使用可能な、耐擦り傷性、鉛筆硬度、耐熱性、耐薬品性を有する点で、例えば、特開平8−323934号公報、特開平11−147237号公報、特開2002−80678号公報、特開2002−80679号公報、特開2005−97351号公報に記載されているものが好ましい。また、インサート成形またはインモールド成形を行った場合の耐成形白化性の点で、特開2005−163003号公報、特開2005−139416号公報に記載のものが好ましい。
(加熱収縮率)
アクリル樹脂フィルム基体としては、加熱時にできるだけ収縮しないものが好ましい。熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを熱可塑性樹脂層に積層して積層フィルムまたはシートとした場合において、アクリル樹脂フィルム基体の加熱時の収縮率が大きいと、インサート成形の際に、アクリル樹脂フィルム基体が熱可塑性樹脂層から剥がれてしまう場合がある。
アクリル樹脂フィルム基体としては、130℃雰囲気下60分間加熱処理による、MD方向加熱収縮率が50%以下であり、TD方向加熱収縮率が−10〜10%であるアクリル樹脂フィルム基体が好ましい。このようなアクリル樹脂フィルム基体は、インサート成形またはインモールド成形を施し、積層体になったときの艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性が良好となり、工業的利用価値が高い。具体的には、車輌用途の積層体において、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムと積層体基材との密着性の評価を実施したときに、艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との界面で剥離しない積層体が得られる。また、加飾フィルムまたはシートとして、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを熱可塑性樹脂層に積層した積層シートを用いた場合、インサート成形またはインモールド成形時の加熱の際に、熱可塑性樹脂層とアクリル樹脂フィルム基体との界面での剥離を抑える観点からも、アクリル樹脂フィルム基体の加熱時の収縮率は小さいほうが好ましい。アクリル樹脂フィルム基体のMD方向加熱収縮率は30%以下が好ましく、15%以下がより好ましい。また、0%以上が好ましい。アクリル樹脂フィルム基体のTD方向加熱収縮率は0〜5%が好ましい。
加熱収縮率の測定は、つぎのように行う。まず、A4サイズに切り出したアクリル樹脂フィルム基体の表面に、MD方向(製膜時の流れ方向)およびTD方向(MD方向と垂直に交わる向き)に、5cm間隔に3本の平行な直線を引き、その間隔をノギスで正確に計測する。間隔の計測は2箇所で行い、計測した箇所に目印を付ける。その後、130℃雰囲気下に60分放置して、取り出した後、先に計測した箇所と同じ箇所の間隔をもう一度計測する。2箇所の間隔の平均値を用い、下記式より、加熱収縮率を計算する。
加熱収縮率(%)=((加熱前の間隔−加熱後の間隔)/加熱前の間隔)×100
MD方向およびTD方向が不明であるアクリル樹脂フィルムにおいて、MD方向およびTD方向を特定するには、例えばつぎのように行う。フィルム上に特定半径の円を描き、上記した条件の加熱処理をして、得られたフィルム上の円(異方性がある場合は楕円)の形状から、収縮率が最大となる方向を決定し、その方向をMD方向とし、その方向と垂直な方向をTD方向とする。
(鉛筆硬度)
アクリル樹脂フィルム基体の鉛筆硬度(JIS K5400に基づく測定)は、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度を高めるために、2B以上であることが好ましく、HB以上であることがより好ましく、F以上であることが特に好ましい。
(ゴム含有重合体(I’))
アクリル樹脂フィルム基体の鉛筆硬度を2B以上にするために、アクリル樹脂フィルム基体は、以下のゴム含有重合体(I’)を含むアクリル樹脂組成物(III)からなるものであることが好ましい。
ゴム含有重合体(I’)は、アクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体(i)を重合して得られた弾性重合体の存在下に、メタクリル酸アルキルエステルを主成分とする単量体(ii)をグラフト重合して硬質重合体を形成した、弾性重合体と硬質重合体とを有する重合体である。ここで、弾性重合体および硬質重合体は、それぞれの単量体を一括で重合してもよく、2段階以上に分けて重合してもよい。
単量体(i)の主成分であるアクリル酸アルキルエステルとしては、従来より知られる各種のアクリル酸アルキルエステルが挙げられる。特に、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等が好ましい。
アクリル酸アルキルエステルの使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、35〜99.9質量%が好ましく、50〜99.9質量%がさらに好ましい。アクリル酸アルキルエステルの使用量が35質量%以上であると、フィルムの成形性が良好となる。弾性重合体を得る際に単量体(i)を2段階以上に分けて重合する場合も、アクリル酸アルキルエステルの使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、35〜99.9質量%であればよい。例えば、単量体(i)を2段階以上に分けて重合した弾性重合体の場合、各重合段階でのアクリル酸アルキルエステルの使用量を合計した総使用量が35〜99.9質量%であれば、1段階目のアクリル酸アルキルエステルの使用量は任意に設定してよい。
単量体(i)として、アクリル酸アルキルエステルとともに、これと共重合可能な他のビニル単量体を使用することもできる。他のビニル単量体を使用する場合、その使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、64.9質量%以下が好ましい。他のビニル単量体としては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメタクリル酸アルキルエステル、スチレン、アクリロニトリル等が好ましい。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
単量体(i)の一部として、架橋性単量体を用いることが好ましい。架橋性単量体としては、例えば、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ブタンジオール、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン、マレイン酸ジアリル、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルシンナメート等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。架橋性単量体の使用量は、全単量体(i)(100質量%)中、0.1〜10質量%が好ましい。
グラフト重合に用いられる単量体(ii)の主成分であるメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。メタクリル酸アルキルエステルの使用量は、全単量体(ii)(100質量%)中、50質量%以上が好ましい。
単量体(ii)として、メタクリル酸アルキルエステルと共に、これと共重合可能な他のビニル単量体を使用することもできる。他のビニル単量体を使用する場合、その使用量は、全単量体(ii)(100質量%)中、50質量%以下が好ましい。他のビニル単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル等のアクリル酸アルキルエステル、スチレン、アクリロニトリル等が好ましい。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
ゴム含有重合体(I’)を製造する際の単量体(ii)の量は、単量体(i)100質量部に対して、好ましくは10〜400質量部、より好ましくは20〜200質量部である。
ゴム含有重合体(I’)の平均粒子径は、0.01〜0.5μmが好ましく、0.08〜0.3μmがより好ましい。特に、製膜性、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの取り扱い性の観点より、ゴム含有重合体(I’)の平均粒子径は、0.08μm以上が好ましい。
ゴム含有重合体(I’)の製造法、すなわち弾性重合体を形成するための重合法、および硬質重合体を形成するための重合法としては、例えば、従来より知られる乳化重合法を用いることができる。重合温度は、使用する重合開始剤の種類および量によって最適値が異なり、通常は40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、95℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。
重合開始剤としては、従来より知られる各種のものを使用できる。重合開始剤は、水相、単量体相のいずれか片方、または双方に添加すればよい。
乳化重合に使用する乳化剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤が挙げられ、特にアニオン系界面活性剤が好ましい。アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、N−ラウロイルザルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム等のカルボン酸塩系界面活性剤;ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩系界面活性剤;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸塩系界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム等のリン酸エステル塩系界面活性剤;等が挙げられる。
乳化重合によって得た重合体ラテックスは、例えば、目開きが100μm以下のフィルターで濾過し、その後、酸析凝固法、塩析凝固法、凍結乾燥法、噴霧乾燥法等、公知の方法により回収される。酸析凝固法には、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、酢酸等の有機酸を使用できる。塩析凝固法には、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム等の無機塩、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム等の有機塩を使用できる。凝固させた重合体を、さらに、洗浄、脱水、乾燥する等して、ゴム含有重合体(I’)が得られる。
(ゴム含有多段重合体(I))
ゴム含有重合体(I’)は、以下に示すゴム含有多段重合体(I)であることが、インモールド成形、インサート成形時の耐成形白化性の観点から好ましい。
ゴム含有多段重合体(I)は、表1の単量体成分を重合してなる、(1)弾性重合体(I−A)、(2)ガラス転移温度が25〜100℃であり、弾性重合体(I−A)とは異なる組成の中間重合体(I−B)、および(3)硬質重合体(I−C)がこの順に形成されたものである。ゴム含有多段重合体(I)において、弾性重合体(I−A)は、ゴム含有重合体(I’)における弾性重合体に相当し、中間重合体(I−B)および硬質重合体(I−C)は、ゴム含有重合体(I’)における硬質重合体に相当するものである。ここで「異なる組成」とは、各重合体の原料である単量体成分の少なくとも1成分の種類および/または量が異なることをいう。
Figure 0004979221
アクリル酸アルキルエステル(I−A1)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−A2)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−A3)としては、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル性単量体、スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。
多官能性単量体(I−A4)とは、同程度の共重合性の二重結合を1分子内に2個以上有する単量体と定義する。多官能性単量体(I−A4)としては、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート等のアルキレングリコールジメタクリレートが好ましい。また、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン等も使用可能である。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートが好ましい。多官能性単量体(I−A4)が全く作用しない場合でも、グラフト交叉剤(I−A5)が存在する限り、かなり安定なゴム含有多段重合体(I)を与える。多官能性単量体(I−A4)は、例えば、熱間強度等が厳しく要求されたりする場合など、目的に応じて任意に添加できる。
グラフト交叉剤(I−A5)とは、異なる共重合性の二重結合を1分子内に2個以上有する単量体と定義する。その具体例としては、共重合性のα,β−不飽和カルボン酸またはジカルボン酸のアリル、メタリル、またはクロチルエステル等が挙げられる。特に、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、またはフマル酸のアリルエステルが好ましい。これらのうち、メタクリル酸アリルエステルが優れた効果を奏し、好ましい。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。グラフト交叉剤(I−A5)は、主としてそのエステルの共役不飽和結合が、アリル基、メタリル基、またはクロチル基よりはるかに速く反応し、化学的に結合する。
弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分は、連鎖移動剤の存在下で重合してもよい。
アクリル酸アルキルエステル(I−A1)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、50〜99.9質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性の観点から、55質量%以上がより好ましく、60質量%以上が特に好ましい。また、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度、耐熱性の観点から、79.9質量%以下がより好ましく、69.9質量%以下が特に好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−A2)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜49.9質量%が好ましい。より好ましくは20質量%以上、特に好ましくは30質量%以上である。また、より好ましくは44.9質量%以下、特に好ましくは39.9質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−A3)は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは15質量%以下である。
多官能性単量体(I−A4)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜10質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性の観点から、0.1質量%以上がより好ましく、3質量%以上が特に好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与する観点から、6質量%以下が好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
グラフト交叉剤(I−A5)の含有量は、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分(100質量%)中、0.1〜10質量%であることが好ましい。グラフト交叉剤(I−A5)の含有量を0.1質量%以上とすることにより、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性が良好となり、透明性等の光学的物性を低下させずに成形することができる。より好ましくは0.5質量%以上である。また、グラフト交叉剤(I−A5)の含有量を10質量%以下とすることにより、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与することができる。より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。
弾性重合体(I−A)単独のTgは、10℃以下が好ましく、0℃以下がより好ましい。Tgが10℃以下であれば、得られるゴム含有多段重合体(I)は好ましい耐衝撃性を発現する。本発明におけるTg(ガラス転移温度)は、ポリマーハンドブック〔Polymer HandBook,J.Brandrup,Interscience,1989〕に記載されている値を用いてFOXの式から算出されるTgである。
弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分の量は、ゴム含有多段重合体(I)の原料である全単量体成分(100質量%)中、15〜50質量%が好ましい。弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分の量を15質量%以上とすることにより、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに耐成形白化性を付与することができ、製膜性と、インサート成形またはインモールド成形に必要な靭性とを両立させることができる。また、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分の量を50質量%以下とすることにより、車輌用部材の積層体に必要な表面硬度および耐熱性を兼ね備えたフィルムが得られる。より好ましくは35質量%以下である。
弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分は、一括で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよい。2段以上に分けて重合することが好ましい。2段以上に分けて重合する場合、各重合段階での単量体成分の組成は、それぞれ異なっていることが好ましい。
2段以上に分けて重合する場合、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性、耐衝撃性、耐熱性および表面硬度の観点から、1段階目の重合で得られた第1の弾性重合体(I−A−1)のTgは2段階目の重合で得られた第2の弾性重合体(I−A−2)のTgよりも低いことが好ましい。具体的には、第1の弾性重合体(I−A−1)のTgは、耐成形白化性および耐衝撃性の観点から、−30℃未満が好ましく、第2の弾性重合体(I−A−2)のTgは、表面硬度、耐熱性の観点から、−15℃〜10℃が好ましい。また、表面硬度、耐熱性の観点から、第1の弾性重合体(I−A−1)の原料である単量体成分の量は、弾性重合体(I−A)の原料である全単量体成分(100質量%)中、1〜20質量%が好ましく、第2の弾性重合体(I−A−2)の原料である単量体成分の量は、弾性重合体(I−A)の原料である全単量体成分(100質量%)中、80〜99質量%が好ましい。
アクリル酸アルキルエステル(I−B1)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、アクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−B2)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−B3)としては、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル性単量体、スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
多官能性単量体(I−B4)としては、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート等のアルキレングリコールジメタクリレートが好ましい。また、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン等も使用可能である。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらのうち、1,3−ブチレングリコールジメタクリレートが好ましい。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。多官能性単量体(I−B4)が全く作用しない場合でも、グラフト交叉剤(I−B5)が存在する限り、かなり安定なゴム含有多段重合体(I)を与える。多官能性単量体(I−B4)は、例えば、熱間強度等が厳しく要求されたりする場合など、目的に応じて任意に添加できる。
グラフト交叉剤(I−B5)としては、共重合性のα,β−不飽和カルボン酸またはジカルボン酸のアリル、メタリル、またはクロチルエステル等が挙げられる。特に、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、またはフマル酸のアリルエステルが好ましい。これらのうち、メタクリル酸アリルエステルが優れた効果を奏し、好ましい。その他、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等も有効である。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。グラフト交叉剤(I−B5)は、主としてそのエステルの共役不飽和結合が、アリル基、メタリル基、またはクロチル基よりはるかに速く反応し、化学的に結合する。
中間重合体(I−B)の原料である単量体成分は、連鎖移動剤の存在下で重合してもよい。
アクリル酸アルキルエステル(I−B1)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、9.9〜90質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性、表面硬度および耐熱性の観点から、19.9質量%以上がより好ましく、29.9質量%以上が特に好ましい。また、より好ましくは60質量%以下、特に好ましくは50質量%以下である。
メタクリル酸アルキルエステル(I−B2)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、9.9〜90質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性、表面硬度および耐熱性の観点から、39.9質量%以上がより好ましく、49.9質量%以上が特に好ましい。また、より好ましくは80質量%以下、特に好ましくは70質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−B3)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは15質量%以下である。
多官能性単量体(I−B4)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜10質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与する観点から、6質量%以下が好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
グラフト交叉剤(I−B5)の含有量は、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分(100質量%)中、0.1〜10質量%が好ましい。グラフト交叉剤(I−B5)の含有量を0.1質量%以上とすることにより、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性が良好となり、透明性等の光学的物性を低下させずに成形することができる。より好ましくは0.5質量%以上である。また、グラフト交叉剤(I−B5)の含有量を10質量%以下とすることにより、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに十分な柔軟性、強靭さを付与することができる。より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。
中間重合体(I−B)単独のTgは、25〜100℃である。Tgが25℃以上であれば、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性が、車輌用部材に必要なレベルとなる。より好ましくは40℃以上、特に好ましくは50℃以上である。また、Tgが100℃以下であれば、耐成形白化性および製膜性の良好な熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムが得られる。より好ましくは80℃以下、特に好ましくは70℃以下である。
このように、特定の組成およびTgを有する中間重合体(I−B)を設けることで、これまで実現困難であった、耐成形白化性と、表面硬度および耐熱性とが両立した熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得ることができる。
中間重合体(I−B)の原料である単量体成分の量は、ゴム含有多段重合体(I)の原料である全単量体成分(100質量%)中、5〜35質量%が好ましい。この範囲内であれば、上述の耐成形白化性と、表面硬度および耐熱性とを両立するために重要な中間重合体(I−B)の機能を発現させることができるとともに、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのその他の物性、例えば、製膜性、インサート成形またはインモールド成形に必要とされる靭性を付与することができる。より好ましくは20質量%以下である。
中間重合体(I−B)の原料である単量体成分は、一括で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよい。
メタクリル酸アルキルエステル(I−C1)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。
アクリル酸アルキルエステル(I−C2)は、アルキル基が直鎖状、分岐鎖状のもののいずれでもよい。その具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、アクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−C3)としては、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル性単量体、スチレン、アルキル置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
メタクリル酸アルキルエステル(I−C1)の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分(100質量%)中、80〜100質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度、耐熱性の観点から、90質量%以上がより好ましく、93質量%以上が特に好ましい。また、より好ましくは99質量%以下である。
アクリル酸アルキルエステル(I−C2)の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは1質量%以上である。また、より好ましくは10質量%以下、特に好ましくは7質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(I−C3)の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜20質量%が好ましい。より好ましくは15質量%以下である。
硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の重合時に連鎖移動剤を使用し、硬質重合体(I−C)の分子量を調整することができる。連鎖移動剤は、通常のラジカル重合に用いられるものの中から選択できる。具体例としては、炭素数2〜20のアルキルメルカプタン、メルカプト酸類、チオフェノール、四塩化炭素等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。連鎖移動剤の含有量は、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましい。より好ましくは0.2質量部以上、特に好ましくは0.4質量部以上である。
硬質重合体(I−C)単独のTgは、60℃以上が好ましい。Tgが60℃以上であれば、車輌用部材に適した表面硬度および耐熱性を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムが得られる。より好ましくは80℃以上、特に好ましくは90℃以上である。
硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の量は、ゴム含有多段重合体(I)の原料である全単量体成分(100質量%)中、15〜80質量%が好ましい。硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の量が15質量%以上であれば、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性が良好となる。より好ましくは45質量%以上である。硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の量が80質量%以下であれば、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに耐成形白化性、インサート成形およびインモールド成形に必要な靭性を付与することができる。
硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分は、一括で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよい。
ゴム含有多段重合体(I)のゲル含有率は、より優れた耐成形白化性を得る観点から、50%以上が好ましく、60%以上がより好ましい。耐成形白化性の観点からは、ゲル含有率は大きい程有利であるが、易成形性の観点からは、ある量以上のフリーポリマーの存在が必要であるため、ゲル含有率は80%以下が好ましい。ゲル含有率とは、所定量(抽出前質量)のゴム含有多段重合体(I)をアセトン溶媒中還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した値である。
ゲル含有率(%)=抽出後質量(g)/抽出前質量(g)×100
ゴム含有多段重合体(I)の質量平均粒子径は、0.03μm〜0.3μmが好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの機械的特性の観点から、より好ましくは0.07μm以上、特に好ましくは0.09μm以上である。また、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性および透明性の観点から、より好ましくは0.15μm以下、特に好ましくは0.13μm以下である。質量平均粒子径は、大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法で測定される。
ゴム含有多段重合体(I)の製造法としては、乳化重合法による逐次多段重合法が最も適した重合法であるが、特にこれに制限されることはなく、例えば、乳化重合後、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分の重合を懸濁重合系に転換させる乳化懸濁重合法によっても行うことができる。
ゴム含有多段重合体(I)を乳化重合により製造する場合は、ゴム含有多段重合体(I)中の弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分をあらかじめ水および界面活性剤と混合して調製した乳化液を、反応器に供給して重合した後、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分、および硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分をそれぞれ順に反応器に供給し、重合する方法が好ましい。
弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分を、あらかじめ水および界面活性剤と混合して調製した乳化液を反応器に供給し、重合させることにより、アセトン中に分散させた際に、その分散液中に存在する直径55μm以上の粒子の数がゴム含有多段重合体(I)100gあたり0〜50個であるゴム含有多段重合体(I)を容易に得ることができる。こうして得られたゴム含有多段重合体(I)を原料に用いた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、フィルム中のフィッシュアイ数が少ないという特性を有し、特に印刷抜けが発生しやすい、印圧の低い淡色の木目柄のグラビア印刷、またはメタリック調、漆黒調等のベタ刷りのグラビア印刷を施した場合でも、印刷抜けが少なく、高いレベルでの印刷性を有するため、好ましい。
乳化液を調製する際に使用される界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、およびノニオン系の界面活性剤が使用でき、特にアニオン系の界面活性剤が好ましい。アニオン系界面活性剤としては、ロジン石鹸、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、N−ラウロイルザルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム系等のカルボン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム系等のスルホン酸塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム系等のリン酸エステル塩;ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム系等のリン酸エステル塩等が挙げられる。このうち、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム系等のリン酸エステル塩が好ましい。上記界面活性剤の好ましい具体例としては、三洋化成工業(株)製のNC−718、東邦化学工業(株)製のフォスファノールLS−529、フォスファノールRS−610NA、フォスファノールRS−620NA、フォスファノールRS−630NA、フォスファノールRS−640NA、フォスファノールRS−650NA、フォスファノールRS−660NA、花王(株)製のラテムルP−0404、ラテムルP−0405、ラテムルP−0406、ラテムルP−0407(以上、商品名)等が挙げられる。
乳化液を調製する方法としては、水中に単量体成分を仕込んだ後、界面活性剤を投入する方法;水中に界面活性剤を仕込んだ後、単量体成分を投入する方法;単量体成分中に界面活性剤を仕込んだ後、水を投入する方法等が挙げられる。このうち、水中に単量体成分を仕込んだ後、界面活性剤を投入する方法、および水中に界面活性剤を仕込んだ後、単量体成分を投入する方法が好ましい。
乳化液を調製するための混合装置としては、攪拌翼を備えた攪拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー等の各種強制乳化装置、膜乳化装置等が挙げられる。
乳化液は、単量体成分の油中に水滴が分散したW/O型、水中に単量体成分の油滴が分散したO/W型のいずれの分散構造でもよく、特に水中に単量体成分の油滴が分散したO/W型で、かつ分散相の油滴の直径が100μm以下であるものが好ましい。
弾性重合体(I−A)、中間重合体(I−B)、および硬質重合体(I−C)を形成する際に使用する重合開始剤としては、公知のものを使用することができる。重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤、または酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤が挙げられ、これらのうち、レドックス系開始剤が好ましく、特に、硫酸第一鉄・エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩・ロンガリット・ヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が好ましい。重合開始剤の添加量は、重合条件等に応じて適宜決めればよい。
重合開始剤の添加方法としては、水相、単量体相(油相)のいずれか片方または双方に添加する方法が挙げられる。
ゴム含有多段重合体(I)の合成方法としては、特に、反応器に仕込んだ硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩およびロンガリットを含む水溶液を重合温度にまで昇温した後、弾性重合体(I−A)の原料である単量体成分および過酸化物等の重合開始剤を水および界面活性剤と混合して調製した乳化液を反応器に供給して重合し、ついで、中間重合体(I−B)の原料である単量体成分を過酸化物等の重合開始剤とともに反応器に供給して重合し、ついで、硬質重合体(I−C)の原料である単量体成分を過酸化物等の重合開始剤等とともに反応器に供給して重合する方法が好ましい。
重合温度は、用いる重合開始剤の種類および量によって異なり、通常、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、また、120℃以下が好ましく、95℃以下がより好ましい。
上記の方法で得られたゴム含有多段重合体(I)を含む重合体ラテックスを、必要に応じて濾材を配した濾過装置を用いて処理することが好ましい。この濾過処理は、重合中に発生するスケールをラテックスから除去したり、重合原料中または重合中に外部から混入する夾雑物を除去したりするための処理である。
濾材を配した濾過装置としては、袋状のメッシュフィルターを利用したISPフィルターズ・ピーテーイー・リミテッド社のGAFフィルターシステム;円筒型濾過室内の内側面に円筒型の濾材を配し、濾材内に攪拌翼を配した遠心分離型濾過装置;または、濾材が濾材面に対して水平の円運動および垂直の振幅運動をする振動型濾過装置が好ましい。
ゴム含有多段重合体(I)は、上記の方法で製造した重合体ラテックスからゴム含有多段重合体(I)を回収することによって製造することができる。重合体ラテックスからゴム含有多段重合体(I)を回収する方法としては、塩析または酸析凝固、噴霧乾燥、凍結乾燥等の方法が挙げられる。これらの方法によれば、ゴム含有多段重合体(I)は、粉状で回収される。
金属塩を用いた塩析凝固によってゴム含有多段重合体(I)を回収する場合、最終的に得られたゴム含有多段重合体(I)中の残存金属含有量を800ppm以下にすることが好ましい。特に、マグネシウム塩、ナトリウム塩等、水との親和性の強い金属塩を塩析剤として使用する際は、残存金属含有量を極力少なくしないと、最終的に得られるゴム含有多段重合体(I)を原料とした熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを沸騰水中に浸漬した際、白化現象を生じ、実用上大きな問題となる。なお、カルシウム塩を用いた塩析凝固または硫酸を用いた酸析凝固を行うと、比較的良好な傾向を示すが、いずれにしても優れた耐水白化性を与えるためには、残存金属量を800ppm以下にすることが必要であり、微量であるほどよい。
(熱可塑性重合体(II))
アクリル樹脂フィルム基体の原料として、ゴム含有重合体(I’)(好ましくはゴム含有多段重合体(I))を単独で用いてもよいが、ゴム含有重合体(I’)(好ましくはゴム含有多段重合体(I))と以下に示す熱可塑性重合体(II)とを含有するアクリル樹脂組成物(III)を用いることが好ましい。
熱可塑性重合体(II)としては、メタクリル酸アルキルエステル(II−A)単位を主成分とするものが好ましい。具体的には、炭素数1〜4のメタクリル酸アルキルエステル(II−A)50〜100質量%、アクリル酸アルキルエステル(II−B)0〜50質量%、共重合可能な二重結合を有する他の単量体(II−C)0〜50質量%の組成で構成される単量体成分を重合して得られるものであり、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)が0.15L/g以下である重合体が好ましい。このような熱可塑性重合体(II)を併用することで、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度、耐熱性を高めることができる。したがって、熱可塑性重合体(II)のガラス転移温度は80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。
メタクリル酸アルキルエステル(II−A)としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらのうち、メタクリル酸メチルが好ましい。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
アクリル酸アルキルエステル(II−B)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル等が挙げられる。これらのうち、アクリル酸メチルが好ましい。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(II−C)としては、公知の単量体を必要に応じて使用することができる。例えば、スチレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
メタクリル酸アルキルエステル(II−A)の含有量は、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面硬度および耐熱性の観点から、熱可塑性重合体(II)の原料である単量体成分(100質量%)中、50〜100質量%が好ましい。より好ましくは80質量%以上であり、99.9質量%以下である。
アクリル酸アルキルエステル(II−B)の含有量は、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製膜性、インサート成形またはインモールド成形に必要な靭性を付与する観点から、熱可塑性重合体(II)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜50質量%が好ましい。より好ましくは0.1質量%以上であり、20質量%以下である。
共重合可能な二重結合を有する他の単量体(II−C)の含有量は、熱可塑性重合体(II)の原料である単量体成分(100質量%)中、0〜50質量が好ましい。
熱可塑性重合体(II)の還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)は、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのインサート成形性、インモールド成形性、および製膜性の観点から、0.15L/g以下が好ましく、0.1L/g以下がより好ましい。また、製膜性の観点から、0.01L/g以上が好ましく、0.03L/g以上がより好ましい。
熱可塑性重合体(II)の製造方法としては、特に限定されず、通常の懸濁重合、乳化重合、塊状重合等の方法が挙げられる。
(アクリル樹脂組成物(III))
アクリル樹脂組成物(III)中のゴム含有重合体(I’)の含有量は、製膜性、鉛筆硬度、成形性の観点から、アクリル樹脂組成物(III)(100質量%)中、5〜30質量部が好ましい。製膜性、成形性の観点から10質量部以上がより好ましく、鉛筆硬度の観点から25質量部以下がより好ましい。
ゴム含有多段重合体(I)と熱可塑性重合体(II)とを併用したアクリル樹脂組成物(III)の場合、アクリル樹脂組成物(III)(100質量%)中、ゴム含有多段重合体(I)1〜99質量%、熱可塑性重合体(II)1〜99質量%が好ましい。得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐成形白化性の観点から、ゴム含有多段重合体(I)の含有量は、より好ましくは50質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。熱可塑性重合体(II)の含有量は、より好ましくは50質量%以下、特に好ましくは30質量%以下である。
アクリル樹脂組成物(III)のゲル含有率は、耐成形白化性および製膜性の観点から、10〜80%であることが好ましい。より好ましくは20%以上、特に好ましくは40%以上である。また、より好ましくは75%以下、特に好ましくは70%以下である。ゲル含有率とは、所定量(抽出前質量)のアクリル樹脂組成物(III)をアセトン溶媒中還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した値である。
ゲル含有率(%)=抽出後質量(g)/抽出前質量(g)×100
(熱可塑性重合体(IV))
アクリル樹脂フィルム基体の原料として、熱可塑性重合体(II)とは別に、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定)が0.15L/gを超える熱可塑性重合体(IV)を使用してもよい。
熱可塑性重合体(IV)は、具体的には、メタクリル酸メチル50〜100質量%、これと共重合可能な二重結合を有する他の単量体0〜50質量%、の組成で構成される単量体成分を重合して得られるものである。共重合可能な二重結合を有する他の単量体は、単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。
熱可塑性重合体(IV)は、フィルム製膜性をより良好とする成分である。熱可塑性重合体(IV)は、ゴム含有重合体(I’)および熱可塑性重合体(II)の合計100質量部に対して、0質量部を超えて20質量部以下の範囲で使用することが好ましい。さらに好ましくは、フィルム製膜性の観点から1〜10質量部の範囲である。
(配合剤)
アクリル樹脂フィルム基体は、必要に応じて、一般の配合剤、例えば、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、抗菌剤、防カビ剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含んでいてもよい。
アクリル樹脂フィルム基体に耐候性を付与するために、紫外線吸収剤が添加されることが好ましい。紫外線吸収剤としては、公知のものを用いることができ、共重合タイプのものを使用してもよい。紫外線吸収剤の分子量は、300以上が好ましく、400以上がより好ましい。紫外線吸収剤の分子量が300以上であれば、射出成形金型内で真空成形または圧空成形を施す際の紫外線吸収剤の揮発による金型汚れ等を防止することができる。また一般的に、紫外線吸収剤の分子量が高いほど、フィルムに加工した後のブリードアウトが長期的に起こりにくく、分子量が低いものよりも紫外線吸収性能が長期間に渡り持続される。さらに、紫外線吸収剤の分子量が300以上であると、アクリル樹脂フィルム基体がTダイから押し出され冷却ロールで冷やされるまでの間に、揮発する紫外線吸収剤の量が少ない。したがって、残留する紫外線吸収剤の量が十分になるため、良好な性能を発現する。また、揮発した紫外線吸収剤がTダイ上部にあるTダイを吊すチェーンまたは排気用のフードの上で再結晶して経時的に成長し、これがやがてフィルム上に落ちて、外観上の欠陥になるという問題も少なくなる。
紫外線吸収剤としては、分子量400以上のベンゾトリアゾール系、または分子量400以上のトリアジン系の紫外線吸収剤が特に好ましい。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例としては、チバスペシャリティケミカルズ社製の商品名:チヌビン234、旭電化工業(株)製の商品名:アデカスタブLA−31が挙げられる。トリアジン系紫外線吸収剤の具体例としては、チバスペシャリティケミカルズ社製の商品名:チヌビン1577等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、ゴム含有重合体(I’)、熱可塑性重合体(II)、および熱可塑性重合体(IV)の合計(以下、「アクリル樹脂原料」と称する)100質量部に対して、0.1〜10質量部の範囲で用いることが好ましい。耐候性改良の観点から、より好ましくは0.5質量部以上、特に好ましくは1質量部以上である。製膜時ロール汚れ、耐薬品性、透明性の観点から、より好ましくは5質量部以下、特に好ましくは3質量部以下である。
光安定剤としては、公知のものを用いることができ、ヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。
ヒンダードアミン系光安定剤は、アクリル樹脂原料100質量部に対して、0.01〜5質量部の範囲で用いることが好ましい。耐光性改良の観点から、より好ましくは0.1質量部、特に好ましくは0.2質量部以上である。製膜時ロール汚れの観点から、より好ましくは2質量部以下、特に好ましくは1質量部以下である。
配合剤の添加方法としては、アクリル樹脂フィルム基体を成形するための押出機にアクリル樹脂原料とともに供給する方法;アクリル樹脂原料にあらかじめ配合剤を添加した混合物を各種混練機にて混練混合する方法が挙げられる。後者の方法に使用する混練機としては、通常の単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール混練機等が挙げられる。
(アクリル樹脂フィルム基体の製造方法)
アクリル樹脂フィルム基体の製造方法としては、溶融流延法、Tダイ法、インフレーション法等の溶融押出法、カレンダー法等の公知の方法が挙げられる。これらのうち、経済性の点からTダイ法が好ましい。
Tダイ法によりアクリル樹脂フィルム基体を成形する場合、金属ロール、非金属ロールおよび金属ベルトから選ばれる複数のロールまたはベルトに狭持して製膜する方法を用いることが好ましい。この方法によれば、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面平滑性を向上させ、アクリル樹脂フィルム基体に艶消し層を形成する際のコーティング抜け、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに印刷処理した際の印刷抜けを抑制することができる。金属ロールとしては、金属製の鏡面タッチロール;特許第2808251号公報または国際公開第97/28950号パンフレットに記載の金属スリーブ(金属製薄膜パイプ)と成型用ロールとからなるスリーブタッチ方式で使用されるロール等が挙げられる。非金属ロールとしては、シリコンゴム製等のタッチロール等が挙げられる。金属ベルトとしては、金属製のエンドレスベルト等が挙げられる。これらの金属ロール、非金属ロールおよび金属ベルトを複数組み合わせて使用してもよい。
金属ロール、非金属ロールおよび金属ベルトから選ばれる複数のロールまたはベルトに狭持して製膜する方法においては、溶融押出後の原料を、実質的にバンク(樹脂溜まり)が無い状態で狭持し、実質的に圧延することなく面転写させて製膜することが好ましい。バンク(樹脂溜まり)を形成することなく製膜した場合は、冷却過程にある原料が圧延されることなく面転写されるため、この方法で製膜したアクリル樹脂フィルム基体の加熱収縮率を低減することができる。
また、Tダイ法等で溶融押出しをする場合は、200メッシュ以上のスクリーンメッシュで溶融状態にあるアクリル樹脂原料を濾過しながら押出しすることも好ましい。
アクリル樹脂フィルム基体の厚さは、10〜500μmが好ましい。アクリル樹脂フィルム基体の厚さを500μm以下とすることにより、インサート成形およびインモールド成形に適した剛性が得られ、より安定にフィルムを製造することができる。また、アクリル樹脂フィルム状物の厚みを10μm以上とすることにより、基材の保護性とともに、得られる積層体に深み感をより十分に付与することができる。アクリル樹脂フィルム状物の厚みは、30μm以上がより好ましく、50μm以上が特に好ましい。また、アクリル樹脂フィルム状物の厚みは、300μm以下がより好ましく、200μm以下が特に好ましい。
<艶消し層>
アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に設けられる艶消し層の厚さは、0.1〜5μmであることが必要である。艶消し層の厚さが0.1μm以上であれば、積層体となった場合の耐擦り傷性等、表面物性を発現することができる。より好ましくは0.5μm以上、最も好ましくは0.8μm以上である。艶消し層の厚さが5μm以下であれば、インサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生することを軽減できる。また、塗工の際に用いる単位面積あたりの塗料量が少なくなるため、溶剤によるアクリル樹脂フィルム基体の物性低下を小さくすることができる。また、艶消し層の厚さを5μm以下とすることで、良好な艶消し性を発現することができる。艶消し層の厚さを薄くすることで艶消し性が良好に発現するので、単位体積あたりの艶消し材量を少なくすることができ、艶消し層の物性低下を軽減できる。また、艶消し層の厚みを薄くすることでワックスの添加効果が高まるため良好な耐擦り傷性を発現する。艶消し層の厚さは、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm未満である。
艶消し層の厚さは、フィルムの断面を透過型電子顕微鏡で観察し、5箇所で厚さを測定し、それらを平均することにより求められる。なお、艶消し材の質量平均粒子径よりも艶消し層の厚さが小さい場合、艶消し材が存在しない部分、つまりバインダー樹脂のみからなる部分を観察して厚さを測定する。
(艶消し材)
艶消し材としては、0.5〜50μmの質量平均粒子径を有する有機系または無機系粒子を用いることが好ましい。艶消し性、外観の観点から質量平均粒子径は2μm以上がより好ましい。質量平均粒子径を2μm以上とすることで、艶消し性が良好となるばかりか、蛍光灯の映りこみが軽減するため、例えばメタリック調の絵柄と組み合わせた場合、アルミを削り出したような外観に近くなり、高級感にとんだ外観となる。また、艶消し層を形成する際の成形性、外観、艶消し材のバインダー樹脂からの脱落の観点から質量平均粒子径は30μm以下がより好ましく、10μm以下が特に好ましい。10μm以下とすることで、艶消し層の成形性が良くなるばかりか、蛍光灯の映りこみが僅かに見えるため、例えばメタリック調の絵柄と組み合わせた場合、アルミを削り出したような外観に近くなり、高級感にとんだ外観となり工業的利用価値が高い。また、例えばグラビア塗工、グラビアリバース塗工等により熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得る場合、ドクター筋を軽減する観点からも質量平均粒子径は30μm以下がより好ましく、10μm以下が特に好ましい。また、塗工の際の塗工抜け発生、ドクター筋発生の観点より、20μm以上の粗粒を含まないものを用いることが好ましい。
有機系粒子の材質としては公知のものが使用できる。例えばシリコーン樹脂、スチレン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。
有機系粒子としては、絵柄層を形成したときの意匠感の観点から絵柄を鮮明にしたい場合は、バインダー樹脂と屈折率ができるだけ近いものを選定することが好ましい。例えば、バインダー樹脂にアクリル系の樹脂を用いる場合は、艶消し材として架橋ポリメタクリル酸メチル(架橋PMMA)からなるビーズを選定することが好ましい。また逆に、屈折率が若干異なる艶消し材を用いることで、白み感がある艶消し層とすることができる等、絵柄の種類に応じて艶消し材を選定することができる。
無機系粒子としては、公知のものが使用できる。例えばマイカ、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化鉄等が挙げられる。また、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、界面活性剤等で表面処理されたした無機系粒子を使用することもできる。無機系粒子としては、加熱時の黄変の観点から、表面無処理の無機系粒子を使用することが好ましい。表面処理する材質は、加熱時の黄変の観点から、適宜選択する。これらのうち、得られる熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観、物性等の観点から、シリカが特に好ましい。シリカとしては、市販されている公知のものを用いることができ、例えば、水澤化学工業(株)製のミズカシル、富士シリシア化学(株)製のサイシリア等が挙げられる。
無機系粒子を艶消し材として用いると、独特の白み感を熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに付与することができるため、絵柄の種類によっては意匠性を増すことができ、工業的利用価値が高い。なお、アクリル樹脂フィルム基体に無機系粒子の艶消し材を練り込み、艶消しフィルムを得ようとすると、フィルム自体がかなり白くなるために、絵柄層を形成したときに意匠性が損なわれる。
艶消し材の添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して1〜40質量部とすることが好ましい。艶消し材の添加量は、艶消し性の観点から5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が特に好ましい。艶消し材の添加量は、インモールド成形性、インサート成形性の観点から、あるいはグラビア塗工、グラビアリバース塗工、キスリバース塗工、マイクログラビア塗工等により熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得る場合にはドクター筋を軽減する観点から、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が特に好ましい。
(バインダー樹脂)
バインダー樹脂として、公知の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂を用いることが、耐擦傷性の観点から好ましい。例えば、アクリル系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、シリコーンアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、エステル系樹脂を用いることができる。これらのうち、ウレタンアクリレート系樹脂が物性面から好ましい。
ウレタンアクリレート系樹脂としては、公知のものを用いることができ、特に、メタクリル酸アルキルエステル単位を主成分とし、水酸基価が20〜120mgKOH/gであり、ガラス転移温度が50〜110℃である水酸基含有アクリル樹脂と、ポリイソシアネートとを含有するウレタンアクリレート系熱硬化性樹脂が好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、鉛筆硬度、耐擦傷性の観点から、20mgKOH/g以上が好ましく、50mgKOH/g以上がより好ましい。水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、耐薬品性、密着性、成形時の艶消し層の割れの観点から、120mgKOH/g以下が好ましく、100mgKOH/g以下がより好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂のガラス転移温度は、耐熱性、フィルムブロッキング性、鉛筆硬度、耐擦傷性の観点から、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましい。
ポリイソシアネート(硬化剤)としては、公知のものを用いることができ、特に、加熱時の黄変が少ないヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等からなるイソシアヌレート型ポリイソシアネート;トリメチロールプロパンとのアダクト型ポリイソシアネート;ビューレット型ポリイソシアネートが好ましい。なお、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートをそのまま使用してもよい。
ポリイソシアネートは、水酸基含有アクリル樹脂中の水酸基モル量に対して、イソシアネート基のモル量として0.5〜1.5倍の範囲に相当する添加量となるように使用することが好ましい。0.5倍以上とすることで、水酸基に対して、十分なイソシアネート基量となるため、硬化が十分に進み鉛筆硬度、耐擦傷性、耐薬品性は良好となる。1.5倍以下の添加量で、十分な鉛筆硬度、耐擦傷性、耐薬品性が発現し、成形時の艶消し層割れが起こりにくくなり、余分なポリイソシアネートによるフィルムのブロッキングなどの問題が発生しにくくなる。
なお、熱可塑性樹脂をバインダー樹脂に使用した場合は、成形性が良好であるものの、耐薬品性が低下する傾向がある。車輌内装用をとして用いたときに、芳香剤の成分が付着すると、艶消し層が溶けてしまうために艶戻りが発生したような外観不良が発生することがある。
(ワックス)
ワックスとしては、カルナバワックス、木ろう、モンタンワックス、パラフィンワックス等の公知の天然ワックス;脂肪酸アミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等の公知の合成ワックス;アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等の公知のシリコーン系ワックス;シリコン系、フッ素系成分を含むブロックコポリマー等が挙げられる。ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合物等のポリオレフィン系ワックスが好ましい。
ワックスとしては、融点が高いほど成形時の熱によりワックスがブリードしにくく、インモールド成形時またはインサート成形時に金型汚れが発生しにくい点から、融点が120℃以上のワックスが好ましく、140℃以上のワックスがより好ましい。なお、シリコン系、フッ素系成分を含むブロックコポリマーに関しては、もう一つのコポリマー成分を選択することにより、融点が100℃以下でも、優れた耐ブリード性を発現させることは可能である。
融点が120℃以上のワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合体、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。融点の観点からは、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合体がより好ましく、ポリテトラフルオロエチレンが特に好ましい。擦り傷防止効果の観点からは、ポリテトラフルオロエチレンがより好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合体が特に好ましい。また、これらを組み合わせて使用することで、より優れた耐擦り傷性を発現させることが可能で、特にポリエチレンとポリテトラフルオロエチレンとの組み合わせが好ましい。
一方で、塗工時のワックス沈降性の観点からは、比重が小さいワックスが好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレンのように比重が2を超えるものは、塗工時の液の粘度にもよるが、沈降しやすい。塗工時にワックスが沈降すると、艶消し層に含まれるワックスの量が減るために耐擦り傷性が低下するばかりか、沈降したワックスを版ロールが巻き上げることにより発生する白い筋が熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム上に欠陥として転写される。
以上より、ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合物等のポリオレフィン系ワックスが好ましい。
ポリオレフィン系ワックスは、通常、乾式粉砕により得られた超微粉末状のものが多いが、本発明では、艶消し層の厚さよりも大きな質量平均粒子径を有するポリオレフィン系ワックスが好ましい。耐擦り傷防止性の観点からは、艶消し層の厚さを2倍にした値よりも大きな質量平均粒子径を有するポリオレフィン系ワックスがより好ましい。また、塗工の際の塗工抜け発生、ドクター筋発生の観点より、20μm以上の粗粒を含まないポリオレフィン系ワックスが好ましい。
ワックスの添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して1〜20質量部が好ましい。ワックスの添加量は、耐擦り傷防止性の観点から3質量部以上がより好ましく、5質量部以上が特に好ましい。ワックスの添加量は、擦り傷防止効果の点から20質量部以下が好ましい。
(艶消し層の形成方法)
艶消し層は、印刷法またはコート法により形成することが好ましい。この場合、艶消し層となる原料を溶剤に溶解または分散して塗料を調製し、これをアクリル樹脂フィルム基体の一方の面に塗布し、溶剤除去のための加熱乾燥を行うことによって、艶消し層が形成される。この方法は、艶消し層とアクリル樹脂フィルム基体との密着性が良好となるため好ましい。
印刷法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷方法が挙げられる。
コート法としては、フローコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、キスリバースコート法、マイクログラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ロッドコート法、ロールドクターコート法、エアナイフコート法、コンマロールコート法、リバースロールコート法、トランスファーロールコート法、キスロールコート法、カーテンコート法、ディッピングコート法等の公知のコート方法が挙げられる。
これらのうち、アクリル樹脂フィルム基体の巻き形状の影響を受け難いグラビアコート法、グラビアリバースコート法が好ましい。グラビアコート法、グラビアリバースコート法によれば、フィルムの巻き斑が原因で発生する塗工抜け等が発生し難い。
グラビアコート法で用いるグラビアロールとしては、公知のものを用いることができる。特に、版目の影響を軽減する観点から1インチあたり150線以上の線数の版目を有する斜線型グラビアロールを用いることが好ましい。熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに、版目が形成されると意匠性が損なわれるため工業的利用価値が低下する。また、斜線状に版目を形成した斜線型グラビアロールを用いると、格子状の版目を有する通常のグラビアロールを用いた場合と比較して版目を軽減できるため好ましい。
また、斜線型グラビアロールを用いると、インモールド成形またはインサート成形などの熱成形を行ったときの成形品の艶消し外観が、もとの艶消しフィルム外観に近くなる。具体的には、成形品での蛍光灯の映りこみが、艶消しフィルムでの蛍光灯の映りこみに近いため、絵柄層を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムまたは積層シートの段階での意匠感を損なうことなく、成形品を得ることができるため工業的利用価値が高い。例えば、格子状に版目を有するグラビアロールでも版目の間に小さな溝を切ったロールを使用すると艶消しアクリル樹脂フィルムの段階では非常に良好な外観のものが得られるが、インモールド成形またはインサート成形などの熱成形を行って得た成形品は、フィルムの段階での外観と異なる。
また、版目は、ロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻されていることが好ましい。このような斜線型グラビアロールを使用することで、塗工斑がない均一な艶消し塗工面を有するアクリル樹脂フィルムを得ることができる。
グラビアロールの材質としては、銅にハードクロムメッキを施したもの、セラミック製のものなど公知のものを用いることができ、耐久性の観点よりセラミック製のものが好ましい。
また、グラビアコート法で用いるドクターブレードとしては、鋼鉄製、ステンレス製、セラミック製などの公知のものを用いることができ、ドクター筋の観点からステンレス製のドクターブレードを用いることが好ましい。あるいは、ステンレス製のドクターブレードに、セラミックと滑材とからなる材料をコーティングし、滑り性を改良したドクターブレードを用いることも好ましい。また、プラスチック製のドクターブレードを用いてもよい。
アクリル樹脂フィルム基体上に、塗料を塗工する場合、溶剤によるアクリル樹脂フィル基体の物性低下の軽減の観点から、アクリル樹脂フィル基体1m2 あたりに塗工される塗料に含まれる溶剤量は、30g以下が好ましく、20g以下がより好ましく、10g以下が特に好ましい。また、塗工される塗料量は、乾燥後の艶消し層の厚さが0.1〜5μmとなる量であることが必要である。塗料量が、艶消し層の厚さが0.1μm以上となる量であれば、積層体となった場合の表面物性を発現することができる。好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.8μm以上である。塗料量が、艶消し層の厚さが5μm以下となる量であれば、塗工の際に用いる単位面積あたりの塗料量が少なくなるため、溶剤によるアクリル樹脂フィルム基体の物性低下を小さくすることができる。艶消し層の厚さは、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm未満である。
溶剤としては、バインダー樹脂のガラス転移温度より80℃以上高くない、好ましくは30℃以上高くない沸点を有する溶剤が、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに溶剤が残存しにくく好ましい。特に、バインダー樹脂の各成分および艶消し材を溶解または均一に分散させることが可能で、かつアクリル樹脂フィルム基体の物性(機械的強度、透明性等)に実用上甚大な悪影響を及ぼさず、さらにアクリル樹脂フィルム基体の主たる構成成分である樹脂成分のガラス転移温度より80℃以上高くない、好ましくは30℃以上高くない沸点を有している揮発性の溶剤が好ましい。
溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶剤;キシレン、トルエン、ベンゼン等の芳香族系溶剤;ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素系溶剤;フェノール、クレゾール等のフェノール系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、メトキシトルエン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン、1,1−ジメトキシメタン、1,1−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶剤;ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸系溶剤;無水酢酸等の酸無水物系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸ブチル、ギ酸ブチル等のエステル系溶剤;エチルアミン、トルイジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の窒素含有溶剤;チオフェン、ジメチルスホキシド等の硫黄含有溶剤;ジアセトンアルコール、2−メトキシエタノール(メチルセロソルブ)、2−エトキシエタノール(エチルセロソルブ)、2−ブトキシエタノール(ブチルセロソルブ)、ジエチレングリコール、2−アミノエタノール、アセトシアノヒドリン、ジエタノールアミン、モルホリン、1−アセトキシ−2−エトキシエタン、2−アセトキシ−1−メトキシプロパン等の2種以上の官能基を有する溶剤;水等、各種公知の溶剤が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
これらのうち、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンを主成分とする溶剤が、溶剤によるアクリル樹脂フィル基体の物性低下を軽減することができるため好ましい。また、艶消し層とアクリル樹脂フィル基体との密着性の観点から、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトンを併用することが好ましい。また、塗工後の艶斑の観点からも、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン等の中沸点溶剤、2−アセトキシ−1−メトキシプロパン、シクロヘキサノン等の高沸点溶剤を併用することが好ましい。
アクリル樹脂フィルム基体上に、塗料を塗工する場合、艶消し層の塗工外観の観点から、塗料の粘度は、岩田カップ粘度計(アネスト岩田製、NK−2モデル)による流下時間で10秒〜40秒の範囲にあることが好ましい。塗料の粘度が10秒以上の場合、グラビアコート法で塗工する際のグラビアロールの版目柄が顕著に目立たず、良好な艶消し層を形成することができるため好ましい。また、長時間塗工する際に、バインダー樹脂、艶消し材、擦り傷防止剤等の塗料構成成分が経時的に沈降せず、生産安定性に優れるため好ましい。一方、塗料の粘度が40秒以下の場合、塗料のアクリル樹脂フィルム基体への転写量を低下させず、また、ドクター筋も発生し難い傾向であり、良好な艶消し層を形成することができるため好ましい。
塗料を使用する前に、塗工抜けの軽減、ドクター筋発生軽減の観点から、異物、およびシリカ、ワックスの粗粒を取り除く目的で、濾過を実施することが好ましい。濾過は、塗料調製後に実施してもよいし、塗工直前または塗工しながら実施してもよい。
塗料は、公知の濾過装置で濾過することができ、例えば、チッソフィルター(株)製のCPII−10、03、01を用いることが好ましい。
塗料には、皮張り防止剤、増粘剤、沈降防止剤、タレ防止剤、消泡剤、レベリング剤等の溶液性状を改善するための公知の添加剤;光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、抗菌剤、防カビ剤、難燃剤等の塗膜性能を改善するための公知の添加剤を添加することができる。
通常、成形品に塗装によって十分な厚みの塗膜を形成するためには、十数回の重ね塗りが必要になることがあり、この場合、コストがかかり、生産性があまりよくない。それに対して、本発明の積層体は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム自体が塗膜となるため、容易に非常に厚い塗膜を形成することができ、工業的利用価値が高い。
<熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム>
(鉛筆硬度)
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、鉛筆硬度(JIS K5400に基づく測定)が2B以上であることが好ましい。
鉛筆硬度が2B以上の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムとすることで、インサート成形またはインモールド成形を施す工程中で、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム表面に傷がつきにくく、さらに積層体の耐擦傷性も良好となる。
車輌用部材等の積層体に使用される場合を考慮すると、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度は、HB以上であることが好ましい。
このような鉛筆硬度を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得るためには、アクリル樹脂フィルム基体の鉛筆硬度が重要である。アクリル樹脂フィルム基体の鉛筆硬度は2B以上であることが好ましく、HB以上であることがより好ましく、F以上であることが最も好ましい。
(耐熱黄変性)
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、空気雰囲気下において、20〜25℃/秒の昇温スピードで艶消し層の表面を200℃になるまで加熱した後の黄色度(以下、YI’(200℃)とする)と、加熱前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(以下、YIとする)とが、下記式(i)の関係を満たすことが好ましい。
YI'(200℃)−YI ≦ 1.3 (i)
YI'(200℃)−YIが1.3以下の場合、インサート成形およびインモールド成形を施した際、木目調等の一般的な絵柄において、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄変色が認められず、良好な意匠性を保持した積層体を得ることができる。YI'(200℃)−YIは、1.0以下が好ましい。1.0以下の場合、従来の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムでは黄変が目立ちやすい白色度の強い絵柄またはメタリック調の絵柄においても、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄変色が認められず、良好な意匠性を保持した積層体を得ることができる。YI'(200℃)−YIは、0.5以下がより好ましく、0.3以下が特に好ましい。
また、YI'(200℃)−YIは、インサート成形およびインモールド成形を施した際に成形前の意匠を保持する観点から、−2.0以上であることが好ましい。
さらに、空気雰囲気下において、20〜25℃/秒の昇温スピードで艶消し層の表面を250℃になるまで加熱した後の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(以下、YI’(250℃)とする)から、加熱前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(YI)を差し引いた値(YI'(250℃)−YI)は、2.0以下が好ましく、1.5以下がより好ましく、1.0以下がさらに好ましく、0.5以下が特に好ましい。また、YI'(250℃)−YIは、−2.0以上が好ましい。
また、印刷を施した際の意匠性の観点から、加熱前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(YI)は低い方が好ましい。具体的にはYIは、6.0以下が好ましい。
熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度は、フィルムを加熱した場合には、フィルムを室温まで冷却した後、該フィルムのアクリル樹脂基体側にマンセル記号がN9.5のスノウホワイト油性色紙(標準色カード230、日本色研事業製)を重ね合わせ、分光式色差計SE2000(日本電色製)を用い、標準C光、反射モードの条件にて該フィルムの艶消し層側を測定した値を用いる。
加熱前後の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度の差を上記の範囲とすることは、艶消し層を特定の成分から構成させることで達成される。具体的には、艶消し材、硬化剤等の成分は、耐熱黄変色の観点から適したものを選択することが好ましい。
(動摩擦係数)
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、試験速度100mm/分、移動距離10mm、荷重9.8Nの試験条件において、艶消し層表面とブロード60番との動摩擦係数(以下、艶消し層表面の動摩擦係数とする)が、0.23以下であるものが好ましい。艶消し層表面の動摩擦係数が0.23以下の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、インサート成形またはインモールド成形を施す工程中で、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム表面に傷が付きにくく、さらに積層体の耐擦傷性が良好となる。
従来の艶消しアクリル樹脂フィルムでは、耐擦傷性の指標として鉛筆硬度が用いられることが多かったが、アクリル樹脂フィルム基体上に艶消し層が形成された熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムにおいては、鉛筆硬度以外に、動摩擦係数も重要な指標となる。つまり、動摩擦係数が小さいほど、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐擦傷性は良好となる。例えば、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムにおいては、鉛筆硬度がHであっても動摩擦係数が0.23以下でなければ良好な耐擦傷性を示さない。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを用いた積層体は、ドアウエストガーニッシュ、フロントコントロールパネル、パワーウィンドウスイッチパネル、エアバッグカバー等、各種車輌用部材に好適に使用することができる。用途拡大の観点から工業上非常に有用である。
(ヘーズ値)
艶消し材の種類、添加量、艶消し層の厚さによって、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのヘーズ値は変化する。熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのヘーズ値は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムをとおして絵柄層を見たときの意匠性の観点から、5%以下が好ましく、3%以下がより好ましい。また、メタリック調の絵柄層を組み合わせた場合は、ヘーズ値を1〜3%の範囲に設定することが好ましい。熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのヘーズ値が1〜3%であれば、かすかな白味感のある意匠となり、アルミニウムを削り出したような外観に近くなるため、高級感にとんだ外観となり工業的利用価値が高い。ヘーズ値は、130℃に加熱した鏡面SUS板に熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを3MPaの条件で熱プレスを施し、表面を鏡面化した後のフィルムについて、JIS K7136の試験方法にて測定した値である。
<絵柄層>
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムには、各種基材に意匠性を付与するために絵柄層を形成してもよい。この場合、艶消し層が設けられた面とは反対側のアクリル樹脂フィルム基体の面上に絵柄層を形成することが好ましい。また、積層体の製造時には、絵柄層を基材との接着面に配することが加飾面の保護および高級感の付与の点から好ましい。
絵柄層は公知の方法で形成することができる。絵柄層としては、印刷法で形成された印刷層、および/または蒸着法で形成された蒸着層が好ましい。
(印刷層)
印刷層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体表面で模様または文字等となる。印刷柄としては、例えば、木目、石目、布目、砂目、幾何学模様、文字、全面ベタ等からなる絵柄が挙げられる。
印刷層のバインダーとしては、塩化ビニル/酢酸ビニル系共重合体等のポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキッド樹脂、塩素化ポリオレフィン系樹脂等の樹脂が挙げられる。ポリアクリル系樹脂としては、例えば、前述のゴム含有多段重合体(I)を含むアクリル樹脂組成物(III)を用いてもよい。
印刷層の形成には、バインダー、および適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。
顔料としては、例えば、つぎのものが挙げられる。黄色顔料としては、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン等の有機顔料;黄鉛等の無機顔料が挙げられる。赤色顔料としては、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドン等の有機顔料;弁柄等の無機顔料が挙げられる。青色顔料としては、フタロシアニンブルー等の有機顔料;コバルトブルー等の無機顔料が挙げられる。黒色顔料としては、アニリンブラック等の有機顔料が挙げられる。白色顔料としては、二酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。
染料としては、本発明の効果を損なわない範囲で、各種公知の染料を使用することができる。
印刷層の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア輪転印刷法、スクリーン印刷法等の公知の印刷法;ロールコート法、スプレーコート法等の公知のコート法;フレキソグラフ印刷法等が挙げられる。
印刷層の厚さは、必要に応じて適宜決めればよく、通常、0.5〜30μm程度である。
印刷層における印刷抜けの個数は、意匠性、加飾性の観点から、10個/m2 以下が好ましい。印刷抜けの個数を10個/m2 以下とすることにより、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを用いた積層体の外観がより良好となる。印刷層における印刷抜けの個数は、5個/m2 以下がより好ましく、1個/m2 以下が特に好ましい。
印刷層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体において所望の表面外観が得られるよう、インサートまたはインモールド成形時の伸張度合いに応じて、適宜その厚さを選択すればよい。
(蒸着層)
蒸着層は、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、インジウム、スズ、銀、チタニウム、鉛、亜鉛等からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属、またはこれらの合金、または化合物で形成される。蒸着層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等の方法が挙げられる。
蒸着層は、インサートまたはインモールド成形によって得られた積層体において所望の表面外観が得られるよう、インサートまたはインモールド成形時の伸張度合いに応じて、適宜その厚みを選択すればよい。
<他の層>
(接着層)
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムには、必要に応じて接着層を設けてもよい。接着層は、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面に形成することが好ましい。
(カバーフィルム)
また、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムには、さらにカバーフィルムを設けてもよい。このカバーフィルムは、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面の防塵に有効である。カバーフィルムは、艶消し層の表面、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面のいずれにも設けることができる。少なくとも艶消し層の表面に設けることが好ましい。
カバーフィルムを艶消し層の表面に設けた場合、カバーフィルムは、インモールド、インサート成形する前まで艶消し層に密着し、インモールド、インサート成形する際は直ちに剥離するため、艶消し層に対して適度な密着性および良好な離型性を有していることが必要である。カバーフィルムとしては、このような条件を満たしたフィルムであれば、任意のフィルムを選択して用いることができる。そのようなフィルムとしては、例えば、ポリエチレン系フィルム、ポリプロピレン系フィルム、ポリエステル系フィルム等が挙げられる。
(熱可塑性樹脂層)
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを、さらに熱可塑性樹脂層に積層して、積層フィルムまたはシートとしてもよい。熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを熱可塑性樹脂層に積層する向きとしては、艶消し層が設けられた面とは反対側の表面が熱可塑性樹脂層に接するように積層することが好ましい。
熱可塑性樹脂層は、基材との密着性を高める目的から、基材との相溶性を有する材料からなるものが好ましい。熱可塑性樹脂層は、基材と同じ材料からなるものがより好ましい。熱可塑性樹脂層としては、公知の熱可塑性樹脂フィルムまたはシート用いることができ、例えば、アクリル樹脂;ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体);AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体);塩化ビニル樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体またはその鹸化物、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のポリオレフィン系共重合体;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、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート等のポリエステル系樹脂;6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、12−ナイロン等のポリアミド系樹脂;ポリスチレン樹脂;セルロースアセテート、ニトロセルロース等の繊維素誘導体;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフロロエチレン、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体等のフッ素系樹脂等;またはこれらから選ばれる2種、または3種以上の共重合体または混合物、複合体、積層体等が挙げられる。
これらのうち、熱可塑性樹脂層としては、絵柄層の形成性(熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに形成する代わりに、熱可塑性樹脂層に形成することもできる)、積層フィルムまたはシートの二次成形性の観点から、アクリル樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン、ポリカーボネートが好ましい。
熱可塑性樹脂層には、必要に応じて、一般の配合剤、例えば、安定剤、酸化防止剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃剤、発泡剤、充填剤、抗菌剤、防カビ剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、難燃剤等を配合してもよい。
熱可塑性樹脂層の厚さは、必要に応じて適宜決めればよく、通常、20〜500μm程度とすることが好ましい。熱可塑性樹脂層は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観が完全に円滑な上面を呈する、基材の表面欠陥を吸収する、または射出成形時に絵柄層が消失しない、程度の厚さを有することが好ましい。
積層フィルムまたはシートを得る方法としては、熱ラミネーション、ドライラミネーション、ウェットラミネーション、ホットメルトラミネーション等の公知の方法が挙げられる。また、押出しラミネーションにより熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムと熱可塑性樹脂層とを積層することもできる。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを積層フィルムまたはシートとすることで、衝撃、変形等の外力に対して取り扱い上十分な強度が発現する。例えば、インサート成形等でフィルムを真空成形した後に金型から取り外したり、その真空成形品を射出成形用金型に装着したりするときに被る衝撃、変形等に対しても、割れ等が生じ難く、取り扱い性が良好となる。さらに、例えば射出成形された基材の表面欠陥が、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに伝搬されることを最少にする、または基材を射出成形する際に、絵柄層が消失しにくくなるといった利点を与える。
必要に応じて、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの片面、積層フィルムまたはシートの熱可塑性樹脂層の表面に、例えばコロナ処理、オゾン処理、プラズマ処理、電離放射線処理、重クロム酸処理、アンカー、プライマー処理等の表面処理を施してもよい。熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムと絵柄層との間、熱可塑性樹脂層と絵柄層との間、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムと熱可塑性樹脂層との間等の密着性を向上させることができる。
<積層体>
本発明の積層体は、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートを、基材に積層したものである。このとき、艶消し層が設けられた面とは反対側の面が基材に接するように、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層して積層体とすることが好ましい。
基材の材質としては、樹脂;木材単板、木材合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木材板;木質繊維板等の水質板;鉄、アルミニウム等の金属等が挙げられる。
樹脂としては、種類は問わず、公知の樹脂が使用可能である。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体)、アクリル樹脂、ウレタン系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の汎用の熱可塑性または熱硬化性樹脂;ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート等の汎用エンジニアリング樹脂;ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリエステル、ポリアリル系耐熱樹脂等のスーパーエンジニアリング樹脂等;ガラス繊維または無機フィラー(タルク、炭酸カルシウム、シリカ、マイカ等)等の補強材、ゴム成分等の改質剤を添加した複合樹脂または各種変性樹脂等が挙げられる。
これらのうち、基材の材料としては、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートと溶融接着可能なものが好ましい。例えば、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、またはこれらを主成分とする樹脂が挙げられる。接着性の点でABS樹脂、AS樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、またはこれらを主成分とする樹脂が好ましく、特にABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、またはこれらを主成分とする樹脂がより好ましい。
ポリオレフィン系樹脂等の熱融着しない樹脂であっても、接着層を設けることで、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、その積層フィルムまたはシートからなる群より選ばれる1つと基材とを成形時に接着させることは可能である。
本発明の積層体の製造方法としては、二次元形状の積層体の場合で、かつ基材が熱融着できるものの場合は、熱ラミネーション等の公知の方法を用いることができる。例えば、木材単板、木材合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木材板、木質繊維板等の水質板、鉄、アルミニウム等の金属等、熱融着しない基材に対しては、接着層を介して貼り合わせることが可能である。
三次元形状の積層体の場合は、インサート成形法、インモールド成形法等の公知の方法を用いることができ、生産性の点からインモールド成形法が好ましい。
インモールド成形法は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートを加熱した後、真空引き機能を持つ金型内で真空成形を行い、ついで、同じ金型内において基材となる樹脂を射出成形することにより、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートと基材とを一体化させた積層体を得る方法である。インモールド成形法は、フィルムの成形と射出成形を一工程で行えるため、作業性、経済性の点から好ましい。
絵柄層を有する公知のアクリル樹脂フィルムを用いてインモールド成形を行った場合、金型の形状、射出成形の条件によっては、ゲート付近の絵柄層が消失することがある。ゲートは、ゲート部で樹脂流路が狭められない非制限ゲートと、流路が狭められる制限ゲートとに大別される。後者の代表例としてピンポイントゲート、サイドゲート、サブマリンゲート等が挙げられる。制限ゲートの場合、ゲート付近の残留応力は小さくなるものの、ゲート通過樹脂の温度上昇をともなったり、ゲート付近のアクリル樹脂フィルム面にかかる単位面積あたりの射出樹脂圧力が大きくなったりするため、絵柄層が消失しやすい。一方、ゴム含有多段重合体(I)を含有する本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを用いると、従来から知られているアクリル樹脂フィルムを用いた場合と比較して、絵柄層の消失を軽減することができる。
熱可塑性樹脂層を有する積層フィルムまたはシートは、熱可塑性樹脂層が存在するために絵柄層の消失をより軽減することができる点で好ましい。
インモールド成形時の加熱温度は、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートが軟化する温度以上が好ましい。具体的には、フィルムの熱的性質または積層体の形状によって適宜設定すればよく、通常70℃以上である。また、あまり温度が高いと、表面外観が悪化したり、離型性が悪くなる傾向にある。これもフィルムの熱的性質または積層体の形状によって適宜設定すればよく、通常は170℃以下である。さらに、エネルギー効率の観点からは、真空成形時の予備加熱温度は低い方が好ましい。具体的には135℃以下が好ましい。また、予備加熱温度が低くとも成形できるフィルムは、予備加熱温度を低くする代わりに予備加熱時間を短くすることもできる。この場合は、真空成形のハイサイクル化が可能となり、工業的利用価値が高い。
真空成形によりフィルムに三次元形状を付与する場合、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートは、高温時の伸度に富んでおり、非常に有利である。
射出成形される樹脂としては、種類は問わず、射出成形可能な全ての樹脂が使用可能である。射出成形後の樹脂の収縮率を、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、またはその積層フィルムまたはシートの収縮率に近似させることが、インモールド成形、インサート成形によって得られた積層体の反り、またはフィルムまたはシートの剥がれ等の不具合を解消できるため好ましい。
本発明の積層体は、特に、車輌用部材、建材に適している。具体例としては、インストルメントパネル、コンソールボックス、メーターカバー、ドアロックペゼル、ステアリングホイール、パワーウィンドウスイッチベース、センタークラスター、ダッシュボード等の自動車内装用部材;ウェザーストリップ、バンパー、バンパーガード、サイドマッドガード、ボディーパネル、スポイラー、フロントグリル、ストラットマウント、ホイールキャップ、センターピラー、ドアミラー、センターオーナメント、サイドモール、ドアモール、ウインドモール等、窓、ヘッドランプカバー、テールランプカバー、風防部品等の自動車外装用部材;AV機器、家具製品等のフロントパネル、ボタン、エンブレム、表面化粧材等;携帯電話等のハウジング、表示窓、ボタン等;家具用外装材;壁面、天井、床等の建築用内装材;サイディング等の外壁、塀、屋根、門扉、破風板等の建築用外装材;窓枠、扉、手すり、敷居、鴨居等の家具類の表面化粧材;各種ディスプレイ、レンズ、ミラー、ゴーグル、窓ガラス等の光学部材;電車、航空機、船舶等の自動車以外の各種乗り物の内外装用部材;瓶、化粧品容器、小物入れ等の各種包装容器、包装材料;景品、小物等の雑貨等のその他各種用途等に好適に使用することができる。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、およびその積層フィルムまたはシートは、従来のアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を添加した場合では実現困難な意匠性を発現し、かつ取り扱い性が良好であり、インサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生せず、車輌用部材の加飾フィルムに必要とされる耐擦傷性、表面硬度、耐熱性、耐薬品性、耐熱黄変性、および艶消し性を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、および熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した積層体を提供することができる。また、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを安定的に製造できる。本発明によれば、従来のアクリル樹脂フィルムに比べ、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの使用用途を飛躍的に広げることが可能である。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。実施例中の「部」とあるのは「質量部」を表し、「%」は「質量%」を表す。また、実施例中の略号は表2の通りである。
Figure 0004979221
〔物性の測定、評価方法〕
ゴム含有重合体(I’)、ゴム含有多段重合体(I)、熱可塑性重合体(II)、および熱可塑性重合体(IV)の物性、作製したアクリル樹脂フィルム基体(A)〜(C)、実施例1〜32および比較例1〜3において得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、および積層体等の物性は、以下のように測定、評価した。
積層体の評価は、以下の(13)または(14)に示した成形性の評価用に作製した積層体を用いて行った。
(1)ゴム含有重合体(I’)、ゴム含有多段重合体(I)の質量平均粒子径:
乳化重合にて得られたゴム含有重合体(I’)またはゴム含有多段重合体(I)の重合体ラテックスについて、大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法で測定した。
(2)ゴム含有重合体(I’)、ゴム含有多段重合体(I)のゲル含有率:
所定量(抽出前質量)のゴム含有重合体(I’)またはゴム含有多段重合体(I)(重合後、得られた凝固粉)をアセトン溶媒中、還流下で抽出処理し、この処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量を測定し(抽出後質量)、下記式にて算出した。
ゲル含有率(%)=抽出後質量(g)/抽出前質量(g)×100
(3)ゴム含有重合体(I’)、ゴム含有多段重合体(I)、バインダー樹脂のガラス転移温度(Tg):
ポリマーハンドブック〔Polymer HandBook(J.Brandrup,Interscience,1989)〕に記載されている値を用いてFOXの式から算出した。
(4)熱可塑性重合体(II)、熱可塑性重合体(IV)の還元粘度:
重合体0.1gをクロロホルム100mLに溶解し、25℃で測定した。
(5)バインダー樹脂の水酸基価:
JIS K0070に従って測定した。
(6)バインダー樹脂の質量平均分子量:
Shimadzu LC−6Aシステム((株)島津製作所製)を用い、GPCカラムとしてKF−805L(昭和電工(株)製)を3本連結したものを用い、溶媒としてTHFを用い、ポリスチレン換算で測定した。
(7)アクリル樹脂フィルム基体の加熱収縮率:
A4サイズに切り出したアクリル樹脂フィルム基体の表面に、MD方向(製膜時の流れ方向)およびTD方向(MD方向と垂直に交わる向き)に、5cm間隔に3本の平行な直線を引いて、その間隔をノギスで正確に計測した。間隔の計測は2箇所で行い、計測した箇所に目印を付けた。その後、130℃雰囲気下に60分放置して、取り出した後、先に計測した箇所と同じ箇所の間隔をもう一度計測した。2箇所の間隔の平均値を用い、下記式より、加熱収縮率を計算した。
加熱収縮率(%)=((加熱前の間隔−加熱後の間隔)/加熱前の間隔)×100
(8)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの艶消し層の厚さ:
熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを断面方向に70nmの厚みに切断したサンプルを、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製 J100S)にて観察し、5箇所で厚さを測定し、それらを平均することにより艶消し層の厚さを求めた。艶消し層の厚さは、艶消し材が存在しない部分、つまりバインダー樹脂のみからなる部分を観察して測定した。
(9)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの鉛筆硬度:
JIS K5400に従って測定したなお、艶消し層の表面の鉛筆硬度を測定した。
(10)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面光沢:
グロスメーター((株)村上色彩技術研究所製、GM−26D型(商品名))を用い、艶消し層表面の60°での表面光沢を測定した。
(11)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのヘーズ:
厚さが約3mm、表面粗度が0.5sの2枚の鏡面SUS板にて熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを挟み、130℃、3MPaの条件下で3分保持しプレス成形した後、室温以下に冷却した。引き続き、曇価(内部ヘーズ)をJIS K7136に従って評価した。
(12)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの耐熱黄変性:
厚さ約75μmの熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを、上;350℃、下;500℃にそれぞれ設定した遠赤外線ヒーターパネルが配置された真空圧空成形機((株)浅野研究所製)のクランプ枠に固定した。なお、遠赤外線ヒーターパネルは、クランプにセットした熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの上下それぞれ100mmの場所の両面に設置した。
熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの加熱開始前の表面温度は25℃であった。ここから、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの艶消し層の表面温度が所定温度になるまで加熱した。なお、艶消し層の表面温度が250℃になるまでに要した時間は約11秒であり、昇温スピードは約20℃/秒であった。また、艶消し層の表面温度が200℃になるまでに要した時間は約7秒であり、昇温スピードは約25℃/秒であった。艶消し層の表面温度は、クランプ上方に配置されている非接触型温度計により測定した。
その後、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの表面温度が再び室温になるまで冷却した後、該フィルムのアクリル樹脂フィルム基体側にマンセル記号がN9.5のスノウホワイト油性色紙(標準色カード230、日本色研事業製)を重ね合わせ、分光式色差計SE2000(日本電色製)を用い、標準C光、反射モードの条件にて該フィルムの艶消し層側を測定面とし黄色度YI’を測定した。
一方、加熱前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムについても同様にして黄色度YIを測定し、YI’からYIを差し引いた値をもって耐熱黄変性を評価した。
(13)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのインサート成形性:
厚さ約75μmの熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに、絵柄層としてシルバーメタリック層を、グラビア印刷にてアクリル樹脂フィルム基体側に設けた。さらに、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムに、接着層を有する厚さ1mmのABSシートを、接着層とシルバーメタリック層とが接するように、熱ラミネーションによって積層し、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの積層シートを得た。この積層シートを用いて成形を行った。
具体的には、得られた積層シートを、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム側がキャビティー側になるように、真空引き機能を持つ金型内に配置し、積層シートが190℃に達するまでヒーターで加熱した後、真空成形を行った。ついで、不要部をトリミングした。キャビティー側の金型の底、かつ中央のゲートから横方向に3cmの位置に、1cm2 、深さ1mmの凹みがある金型の底に、真空成形した積層シートを、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム側がキャビティー側になるように配置した。ついで、積層シートのABSシート側に基材となるABS樹脂(UMG ABS(株)製、商品名「ダイヤペットABSバルクサムTM25」)を射出成形し、インサート成形により積層体を得た。
詳細な積層体の形状は、縦150mm×横120mm×厚さ2mm、深さ10mmの箱型であり、金型のゲート位置は、積層体中央に1箇所、中央ゲートの上下(積層体縦方向)40mmの位置に各1箇所の計3箇所であり、ゲート形状は、直径1mmのピンポイントゲートである。また、金型のキャビティー側の底面と側面を結ぶ角のコーナーRは約3である。つまり、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムがラミネートされる側の積層体エッジ部のコーナーRは約3である。コーナーRは、FUJI TOOL製 RADIUS GAGEで測定した。
射出成形は、(株)日本製鋼所製、J85ELII型射出成形機(商品名)を用い、シリンダー温度250℃、射出速度30%、射出圧力43%、金型温度60℃の条件で行った。
得られた積層体に形成された1cm2 、高さ1mmの凸部分、または積層体エッジ部のコーナー付近の状態を観察し、以下のように評価した。
(凸部の割れについて)
○:割れなし、
△:艶消し層に僅かに割れが発生、
×:艶消し層に大きな割れが発生。
(コーナー付近の割れについて)
○:割れなし、
△:艶消し層に僅かに割れが発生、
×:艶消し層に大きな割れが発生。
(凸部の白化に関して)
○:フィルム白化なし、
×:フィルム強い白化あり。
(コーナー付近の白化に関して)
○:フィルム白化なし、
×:フィルム強い白化あり。
(14)熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムのインモールド成形性:
厚さ約75μmの熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを用いてインモールド成形を行った。
具体的には、真空引き機能を有し、キャビティー側の金型の底、かつ中央のゲートから横方向に3cmの位置に、1cm2 、深さ1mmの凹みがある金型を用い、J85ELII型射出成形機((株)日本製鋼所製、商品名)およびホットパックシステム(日本写真印刷(株)製、商品名)を組み合わせたインモールド成形装置により、インモールド成形を行った。
詳細な積層体の形状は、縦150mm×横120mm×厚さ2mm、深さ10mmの箱型であり、金型のゲート位置は、積層体中央に1箇所、中央ゲートの上下(積層体縦方向)40mmの位置に各1箇所の計3箇所であり、ゲート形状は、直径1mmのピンポイントゲートである。また、金型のキャビティー側の底面と側面を結ぶ角のコーナーRは約3である。つまり、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムがラミネートされる側の積層体のコーナーRは約3である。コーナーRは、FUJI TOOL製 RADIUS GAGEで測定した。
熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの真空成形は、ヒーター温度約330℃、加熱時間12秒、ヒーターとフィルムとの距離15mmの条件で行い、艶消し層が金型と接する向きに真空成形を実施した。
また、引き続き同一金型内で実施する射出成形は、シリンダー温度250℃、射出速度30%、射出圧力43%、金型温度60℃の条件で、艶消し層の反対側から基材樹脂を射出した。基材樹脂としては、耐熱性ABS樹脂(UMG ABS(株)製、商品名「バルクサムTM25B」)を用いた。
得られた積層体に形成された1cm2 、高さ1mmの凸部分、または積層体エッジ部のコーナー付近の状態を観察し、以下のように評価した。
(凸部の割れについて)
○:割れなし、
△:艶消し層に僅かに割れが発生、
×:艶消し層に大きな割れが発生。
(コーナー付近の割れについて)
○:割れなし、
△:艶消し層に僅かに割れが発生、
×:艶消し層に大きな割れが発生。
(凸部の白化に関して)
○:フィルム白化なし、
×:フィルム強い白化あり。
(コーナー付近の白化に関して)
○:フィルム白化なし、
×:フィルム強い白化あり。
(15)積層体の動摩擦係数:
試験速度100mm/min、移動距離10mm、荷重9.8Nの試験条件において、摩擦させる相手材としてブロード60番を用いたときの、艶消しアクリル樹脂フィルムを積層した積層体の艶消し層表面の動摩擦係数を測定した。なお、サンプルは(14)で成形したものを用いて、動摩擦係数は測定点数5点の平均値を用いた。
(16)積層体の耐擦傷性:
(条件1)
1枚のブロード60番上に0.01MPaの荷重をかけながら(14)で成形した積層体を押さえ付け、該積層体を、100mmのストロークで、かつ30往復/分の速さで200往復させた。積層体の外観を以下のように評価した。
◎:外観変化なし、
○:僅かに傷つきあり、
△:弱い艶戻りあり、
×:強い艶戻りあり。
(条件2)
5枚重ねのガーゼ上に0.049MPaの荷重をかけながら(14)で成形した積層体を押さえ付け、該積層体を、100mmのストロークで、かつ30往復/分の速さで200往復させた。積層体の外観を以下のように評価した。
◎:外観変化なし、
○:僅かに傷つきあり、
△:弱い艶戻りあり、
×:強い艶戻りあり。
(17)積層体の耐薬品性(耐芳香剤性):
(14)で成形した積層体の試験片表面に内径38mm、高さ15mmのポリエチレン製円筒を置き、圧着器で試験片に強く密着させ、その開口部に自動車用芳香剤((株)ダイヤケミカル製、グレイスメイトポピー柑橘系)を5ml注入した。開口部にガラス板で蓋をした後、55℃に保持した恒温槽に入れ4時間放置した。試験後、圧着器を取り外し、試験片を水洗した後風乾し、試験部の表面の白化状態を観察した。
○:艶消し層の剥がれがない(艶戻りがない)、
△:艶消し層の剥がれが僅かにある(僅かに艶戻りがある)、
×:艶消し層の剥がれがある(艶戻りがある)。
(18)積層体の外観:
蛍光灯の光の下での積層体の絵柄層の見え方を目視により以下のように評価した。
○:蛍光灯の映りこみが僅かに確認できる、また、インサート成形品では、絵柄層の絵柄が鮮明に見え、極わずかに白味がかっているためシルバーメタリック感が良好である。
△−1:絵柄層の絵柄が鮮明に見える、蛍光灯の映りこみが大きい、シルバーメタリック感が乏しい。
△−2:絵柄層の絵柄が鮮明に見える、蛍光灯の映りこみが確認できない、シルバーメタリック感が乏しい。
×:蛍光灯の映りこみは確認できるが、積層体表面の艶消し層のうねりが成形前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの状態と比較して大きくなったため、映り込み方がぼやけている。
××:強い白味がかかったように絵柄層の絵柄が見える。
(19)積層体の外観(耐黄変性の評価):
積層体の絵柄層の見え方を目視により以下のように評価した。
○:成形前の絵柄層と変化なし。
×:成形前の絵柄層より黄色味が目立ち、意匠が異なって見える。
〔製造例1〕
(ゴム含有多段重合体(I−1)の製造)
攪拌機を備えた容器に脱イオン水10.8部を仕込んだ後、MMA 0.3部、n−BA 4.5部、1,3−BD 0.2部、AMA 0.05部およびCHP 0.025部からなる単量体成分を投入し、室温下にて攪拌混合した。ついで、攪拌しながら、乳化剤(東邦化学工業(株)製、商品名「フォスファノールRS610NA」)1.3部を上記容器内に投入し、攪拌を20分間継続して乳化液を調製した。
つぎに、冷却器付き重合容器内に脱イオン水139.2部を投入し、75℃に昇温した。さらに、イオン交換水5部にソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.20部、硫酸第一鉄0.0001部およびEDTA0.0003部を加えて調製した混合物を重合容器内に一度に投入した。ついで、窒素下で攪拌しながら、調製した乳化液を8分間にわたって重合容器に滴下した後、15分間反応を継続させ、第1の弾性重合体(I−1−A1)の形成を完結した。続いて、MMA 9.6部、n−BA 14.4部、1,3−BD 1.0部およびAMA 0.25部からなる単量体成分を、CHP 0.016部と共に、90分間にわたって重合容器に滴下した後、60分間反応を継続させ、第2の弾性重合体(I−1−A2)を含む弾性重合体(I−1−A)を得た。第1の弾性重合体(I−1−A1)単独のTgは−48℃であり、第2の弾性重合体(I−1−A2)単独のTgは−10℃であった。
続いて、MMA 6部、MA 4部およびAMA 0.075部からなる単量体成分を、CHP 0.0125部と共に、45分間にわたって重合容器に滴下した後、60分間反応を継続させ、中間重合体(I−1−B)を形成させた。中間重合体(I−1−B)単独のTgは60℃であった。
続いて、MMA 57部、MA 3部、n−OM 0.264部およびt−BH 0.075部からなる単量体成分を140分間にわたって重合容器に滴下した後、60分間反応を継続させ、硬質重合体(I−1−C)を形成して、ゴム含有多段重合体(I−1)の重合体ラテックスを得た。硬質重合体(I−1−C)単独のTgは99℃であった。また、重合後に測定したゴム含有多段重合体(I−1)の質量平均粒子径は0.11μmであった。
得られたゴム含有多段重合体(I−1)の重合体ラテックスを、濾材としてSUS製のメッシュ(平均目開き:62μm)を取り付けた振動型濾過装置を用いて濾過した後、酢酸カルシウム3.5部を含む水溶液中で塩析させ、水洗して回収した後、乾燥し、粉体状のゴム含有多段重合体(I−1)を得た。ゴム含有多段重合体(I−1)のゲル含有率は、70%であった。
また、得られたゴム含有多段重合体(I−1)214.3gを目開き25μmのナイロンメッシュで濾過したアセトン1500mlに投入し、3時間攪拌して、ゴム含有多段重合体(I−1)のアセトン分散液を調製した。ついで、この分散液を目開き32μmのナイロンメッシュで濾過した後、ナイロンメッシュごとクロロホルム中で15分間超音波洗浄することでメッシュ上の捕捉物をクロロホルム洗浄した。ついで、目開き25μmのナイロンメッシュで濾過したアセトン150mlに上記超音波洗浄後の捕捉物をナイロンメッシュごと投入し、この液を15分間超音波処理した後、ナイロンメッシュを除去して、メッシュ上の捕捉物のアセトン分散液150mlを調製した。ついで、この分散液70mlについて、リオン(株)製、自動式液中微粒子計測器(型式:KL−01)にて25℃下で測定し、直径55μm以上の粒子の数を求めたところ、10個であった。
〔製造例2〕
(ゴム含有重合体(I’−2)の製造)
窒素雰囲気下、還流冷却器付き反応容器内に脱イオン水244部を入れ、80℃に昇温した。そして、表3に示す(イ)を添加し、撹拌しながら、表3に示す第1の弾性重合体(I’−2−A1)用の原料(ロ)の1/15を仕込み、15分間保持した。ついで、残りの原料(ロ)を、水に対する単量体成分[原料(ロ)]の増加率が8%/時間となる速度で、連続的に添加した後、60分間保持し、第1の弾性重合体(I’−2−A1)のラテックスを得た。第1の弾性重合体(I’−2−A1)単独のTgは24℃であった。
続いて、このラテックスにソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.6部を加え、15分間保持した。そして、窒素雰囲気下、80℃で撹拌しながら、表3に示す第2の弾性重合体(I’−2−A2)用の原料(ハ)を、水に対する単量体成分[原料(ハ)]の増加率が4%/時間となる速度で、連続的に添加した後、120分間保持し、第2の弾性重合体(I’−2−A2)を形成し、弾性重合体(I’−2−A)のラテックスを得た。第2の弾性重合体(I’−2−A2)単独のTgは−38℃であった。
続いて、このラテックスにソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.4部を加え、15分間保持した。そして、窒素雰囲気下、80℃で撹拌しながら、表3に示す硬質重合体(I’−2−C)用の原料(ニ)を、水に対する単量体成分[原料(ニ)]の増加率が10%/時間となる速度で、連続的に添加した後、60分間保持し、硬質重合体(I’−2−C)を形成し、ゴム含有重合体(I’−2)の重合体ラテックスを得た。硬質重合体(I’−2−C)単独のTgは99℃であった。また、重合後に測定したゴム含有重合体(I’−2)の質量平均粒子径は0.28μmであった。
得られたゴム含有重合体(I’−2)の重合体ラテックスに酢酸カルシウムを添加し、凝析、凝集、固化反応を行い、ろ過、水洗後、乾燥してゴム含有重合体(I’−2)を得た。ゴム含有重合体(I’−2)のゲル含有率は、90%であった。
Figure 0004979221
〔製造例3〕
(熱可塑性重合体(IV)の製造)
反応容器に窒素置換したイオン交換水200部を仕込み、さらに乳化剤として花王(株)製、商品名「ラテムルASK」1部および過硫酸カリウム0.15部を仕込んだ。
つぎに、MMA 40部、n−BA 2部およびn−OM 0.004部を仕込み、窒素雰囲気下、65℃で3時間攪拌し、重合を完結させた。
続いて、MMA 44部およびn−BA 14部からなる単量体成分を2時間にわたって滴下した後、2時間保持し、重合を完結した。
得られた熱可塑性重合体(IV)の重合体ラテックスを0.25%硫酸水溶液に添加し、重合体を酸析させた後、脱水、水洗、乾燥し、粉体状の熱可塑性重合体(IV)を回収した。得られた熱可塑性重合体(IV)の還元粘度は、0.38L/gであった。
〔製造例4〕
(アクリル樹脂フィルム基体(A)の製造)
ゴム含有多段重合体(I−1)75部および熱可塑性重合体(II)[MMA/MA共重合体(MMA/MA=99/1(質量比)、還元粘度ηsp/c=0.06L/g)]25部に、配合剤としてチバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「チヌビン234」1.4部、旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO−50」0.1部、および旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブLA−67」0.3部を添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。この混合物[アクリル樹脂組成物(III−1)]を230℃に加熱した脱気式押出機(池貝鉄工(株)製、PCM−30(商品名))に供給し、混練して、300メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、ペレット(A)を得た。
上記の方法で製造したペレット(A)を80℃で一昼夜乾燥し、300mm巾のTダイを取り付けた40mmφのノンベントスクリュー型押出機(L/D=26)を用いて、シリンダー温度180〜240℃の条件で、500メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、Tダイ温度240℃、Tダイのスリット幅0.3mmの条件で押し出しした溶融状態のアクリル樹脂フィルムを2本の金属製冷却ロール間に通し、バンク(樹脂溜まり)のない状態で樹脂を挟持し、圧延せずに面転写した後、これを巻き取り機で紙巻に巻き取ることによって厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)を製膜した。アクリル樹脂フィルム基体(A)の鉛筆硬度は、Hであった。
〔製造例5〕
(アクリル樹脂フィルム基体(B)の製造)
ゴム含有重合体(I’−2)16部および熱可塑性重合体(II)[MMA/MA共重合体(MMA/MA=90/10(質量比)、還元粘度ηsp/c=0.06L/g)]84部に、配合剤として熱可塑性重合体(IV)1部、チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「チヌビン234」1.4部、旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO−50」0.1部、および旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブLA−67」0.3部を添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。この混合物[アクリル樹脂組成物(III−2)]を230℃に加熱した脱気式押出機(池貝鉄工(株)製、PCM−30(商品名))に供給し、混練して、300メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、ペレット(B)を得た。
上記の方法で製造したペレット(B)用いる以外は、アクリル樹脂フィルム基体(A)の製膜と同様にして、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(B)を製膜した。アクリル樹脂フィルム基体(B)の鉛筆硬度は、2Hであった。
〔製造例6〕
(アクリル樹脂フィルム基体(C)の製造)
製造例5において、熱可塑性重合体(II)として[MMA/MA共重合体(MMA/MA=99/1(質量比)、還元粘度ηsp/c=0.06L/g)]を用いる以外は同様にして、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(C)を製膜した。アクリル樹脂フィルム基体(C)の鉛筆硬度は、2Hであった。
〔製造例7〕
(アクリル樹脂フィルム基体(D)の製造)
ペレット(A)を80℃で一昼夜乾燥し、300mm巾のTダイを取り付けた40mmφのノンベントスクリュー型押出機(L/D=26)を用いて、シリンダー温度180〜240℃の条件で、500メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、Tダイ温度240℃、Tダイのスリット幅0.5mmの条件で押し出しした溶融状態のアクリル樹脂フィルムを2本の金属製冷却ロール間に通し、バンク(樹脂溜まり)が常にある状態で樹脂を挟持し、圧延しながら面転写した後、これを巻き取り機で紙巻に巻き取ることによって厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(D)を製膜した。
〔実施例1〕
MMA 85%、HEMA 12%、n−BA 3%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価80mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、質量平均分子量約8万)23部と、ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体4部と、質量平均粒子径が6μmの不定形シリカ4部とを、酢酸エチル48部、酢酸nプロピル16部、および酢酸ブチル10部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。この塗料を、岩田カップ粘度計を用いて粘度が14秒になるように酢酸エチルを用いて希釈した。
つぎに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)の片面に、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロールを用いてグラビアコーターにて希釈した塗料を塗布した後、85℃の雰囲気下で溶剤を揮発させて熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。該熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを紙管に巻き取り、40℃の雰囲気下で2日間エージングを実施し、艶消し層を硬化させた。艶消し層の厚さは1.1μmであった。
〔実施例2〕
ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体を5.6部用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.1μmであった。
〔実施例3〕
ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体を7.5部用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.1μmであった。
〔実施例4〕
MMA 68%、HEMA 9%、n−BA 9%、メタクリル酸n−ブチル14%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価60mgKOH/g、ガラス転移温度65℃、質量平均分子量約3万)32部と、ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体5.6部と、質量平均粒子径が6μmの不定形シリカ4.8部とを、酢酸エチル33部、酢酸nプロピル15部、および酢酸ブチル15部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。この塗料を、岩田カップ粘度計を用いて粘度が14秒になるように酢酸エチルを用いて希釈した。この希釈塗料を用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.3μmであった。
〔実施例5〕
MMA 44%、HEMA 21%、メタクリル酸n−ブチル35%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価110mgKOH/g、ガラス転移温度60℃、質量平均分子量約2.5万)36部と、ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体5.6部と、質量平均粒子径が6μmの不定形シリカ4.8部とを、酢酸エチル33部、酢酸nプロピル15部、および酢酸ブチル15部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。この塗料を、岩田カップ粘度計を用いて粘度が14秒になるように酢酸エチルを用いて希釈した。この希釈塗料を用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.3μmであった。
〔実施例6〕
ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体を0.1部用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.1μmであった。
〔実施例7〕
ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体を1.5部用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さ1.1μmであった。
〔実施例8〕
ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体を8部用いる以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さ1.1μmであった。
〔実施例9〕
ヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体を13部用いた以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.1μmであった。
〔実施例10〕
水酸基含有アクリル樹脂のMMAとHEMAとの比率を変更して、水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価を10mgKOH/gとした以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.3μmであった。
〔実施例11〕
水酸基含有アクリル樹脂のMMAとHEMAとの比率を変更して、水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価を140mgKOH/gとした以外は実施例1と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.3μmであった。
〔実施例12〕
水酸基含有アクリル樹脂のMMAとn−BAとの比率を変更して、水酸基含有アクリル樹脂のガラス転移温度を40℃とした以外は実施例4と同様に実施した。エージング後に、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを紙管から巻き出そうとしたが、部分的に熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムがブロッキングしたため、フィルム切れが発生した。艶消し層の厚さは1.3μmであった。
〔実施例13〕
酢酸エチル、酢酸nプロピル、酢酸ブチルのそれぞれの量を、酢酸エチル10部、酢酸nプロピル10部、酢酸ブチル43部とする以外は、実施例5と同様に実施した。艶消し層の厚さは1.3μmであった。
参考
グラビアコーターのかわりにリバースロールコーターを用いた以外は実施例2と同様に実施した。艶消し層の厚さは3μmであった。
〔実施例15〕
グラビアコーターのかわりにキスリバースコーターを用いた以外は実施例2と同様に実施した。アクリル樹脂フィルム基体の原反巻き形状の少し弛んでいる部分で、塗工抜けが部分的に発生した。艶消し層の厚さは1μmであった。
〔実施例16〕
アクリル樹脂フィルム基体(A)のかわりに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(C)を用いた以外は実施例2と同様に実施した。
〔実施例17〕
アクリル樹脂フィルム基体(A)のかわりに、アクリル樹脂フィルム基体(D)を用いた以外は実施例2と同様に実施した。インサート成形の際の加熱により、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムとABSシートとが剥がれる場合があった。
〔実施例18〕
厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)のかわりに、厚さ125μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)を用いた以外は実施例2と同様に実施した。なお、インモールド成形はヒーター設定温度260℃、加熱時間15秒に変更して実施した。
〔実施例19〕
厚さ125μmのアクリル樹脂フィルム基体(C)を用いた以外は実施例18と同様に実施した。
〔実施例20〕
質量平均粒子径が1.5μmの不定形シリカを用いた以外は実施例2と同様に実施した。
〔実施例21〕
質量平均粒子径が14μmの不定形シリカを用いる以外は実施例2と同様に実施した。なお、得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムにドクター筋があるのを確認できた。
〔実施例22〕
塗料を希釈する際の酢酸エチルの量を1.5質量倍にした以外は実施例2と同様に実施した。艶消し層の厚さは0.7μmであった。
〔比較例1〕
ゴム含有多段重合体(I−1)75部および熱可塑性重合体(II)[MMA/MA共重合体(MMA/MA=99/1(質量比)、還元粘度ηsp/c=0.06L/g)]25部に、配合剤として質量平均粒子径が6μmの不定形状のシリカ10質量部、チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名「チヌビン234」1.4部、旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO−50」0.1部、および旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブLA−67」0.3部を添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。この混合物[アクリル樹脂組成物(III−3)]を230℃に加熱した脱気式押出機(池貝鉄工(株)製、PCM−30(商品名))に供給し、混練して、100メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、ペレットを得た。
上記の方法で製造したペレットを80℃で一昼夜乾燥し、300mm巾のTダイを取り付けた40mmφのノンベントスクリュー型押出機(L/D=26)を用いて、シリンダー温度180〜240℃の条件で、100メッシュのスクリーンメッシュで異物を取り除きながら押し出し、Tダイ温度240℃、Tダイのスリット幅0.5mmの条件で押し出しした溶融状態のアクリル樹脂フィルムを金属製冷却ロールに通し、これを巻き取り機で紙巻に巻き取ることによって厚さ125μmの熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを製膜した。この熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは単層構造である。
〔比較例2〕
塗料を希釈する際の酢酸エチルの量を10質量倍にした以外は実施例2と同様に実施した。艶消し層の厚さは0.03μmであった。得られたフィルムを確認したところ、部分的に艶消し層が塗工されていない部分があった。
〔比較例3〕
リバースコーターの塗工部のロールクリアランスを、参考の設定の約3倍巾に広げた以外は、参考と同様に実施した。艶消し層の厚さは8μmであった。塗工中、アクリル樹脂フィルム基体の物性低下により、頻繁にフィルム切れが発生したため、巻きサンプルとして採取できなかった。
〔実施例23〕
MMA 85%、HEMA 12%、n−BA 3%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価80mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、質量平均分子量約8万)23部と、ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体5.6部と、質量平均粒子径が6〜7μmの不定形シリカ4部とを、酢酸エチル48部、酢酸nプロピル16部、および酢酸ブチル10部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。この塗料を酢酸エチルで希釈して、岩田カップ粘度計による流下時間が14秒になるように粘度調整した。粘度調整した後に、チッソフィルター(株)製のCPII−10を用いて塗料を濾過した。
つぎに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)の片面に、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾116μm、版目の底巾13μm、版深度33μm、セル容量16.9cm3 /m2 、直径120mm)、鋼鉄製のドクターブレードを用いてグラビアコーターにて、塗工速度20m/分で、粘度調整した塗料を塗布した後、85℃の雰囲気下で溶剤を揮発させて熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。該熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを紙管に巻き取り、40℃の雰囲気下で2日間エージングを実施し、艶消し層を硬化させた。
〔実施例24〕
MMA 68%、HEMA 9%、n−BA 9%、メタクリル酸n−ブチル14%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価60mgKOH/g、ガラス転移温度65℃、質量平均分子量約3万)32部と、ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体5.6部と、質量平均粒子径が6〜7μmの不定形シリカ4.8部とを、酢酸エチル33部、酢酸nプロピル15部、および酢酸ブチル15部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。この塗料を酢酸エチルで希釈して、岩田カップ粘度計による流下時間が14秒になるように粘度調整した。粘度調整した後に、チッソフィルター(株)製のCPII−10を用いて塗料を濾過した。
この希釈塗料をアクリル樹脂フィルム基体(B)に塗布する以外は、実施例23と同様に実施した。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。
〔実施例25〕
アクリル樹脂フィルム基体(A)のかわりに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(C)を用いた以外は、実施例23と同様に実施した。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。
〔実施例26〕
MMA 85%、HEMA 12%、n−BA 3%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価80mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、質量平均分子量約8万)27.5部と、ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体6.8部と、質量平均粒子径5〜6μmの不定形シリカ6部、沈殿防止剤として質量平均粒子径0.1μmの不定形シリカ1.5部および質量平均粒子径5μmのポリテトラフロロエチレンワックスSST−3(商品名、SHAMROCK製、融点321℃)1部とを、メチルエチルケトン22部、メチルイソブチルケトン43部および酢酸ブチル40部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。なお、この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は18秒であった。粘度調整した後に、チッソフィルター(株)製のCPII−10を用いて塗料を濾過した。
つぎに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)の片面に、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾116μm、版目の底巾13μm、版深度33μm、セル容量16.9cm3 /m2 、直径120mm)、セラミック製のドクターブレードを用いて、グラビアコーターにて、塗工速度20m/分で塗料を塗布した後、90℃の雰囲気下で溶剤を揮発させて熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。該熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを紙管に巻き取り、40℃の雰囲気下で2日間エージングをし、艶消し層を硬化させた。
塗工をアクリル樹脂フィルム基体に対して約3000m程度実施したところ、その間に、グラビアロールが沈降したワックスを巻き上げて発生する外観欠陥(流れ方向に断続的に白い筋が転写される)がときどき確認できた。また、塗工終了後、塗料を溜めてあるパンの底を確認したところ、沈殿物が確認できた。
〔実施例27〕
実施例26において、ポリテトラフロロエチレンワックスSST−3(商品名)の代わりに、質量平均粒子径5μmのポリエチレンとポリプロピレンとからなるワックスS−363(商品名、SHAMROCK製、融点142℃)を用いた以外は、実施例26と同様にして、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。なお。この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は19秒であった。得られた艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。
塗工をアクリル樹脂フィルム基体に対して約3000m程度実施したところ、その間に、グラビアロールが沈降したワックスを巻き上げて発生する外観欠陥は発生しなかった。また、塗工終了後、塗工液を溜めてあるパンの底を確認したところ、沈殿物は確認できなかった。
〔実施例28〕
ポリエチレンとポリプロピレンとからなるワックスS−363(商品名)を2部に増やした以外は、実施例27と同様にして、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。なお、この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は19秒であった。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。
〔実施例29〕
ポリエチレンワックスS−395(商品名)を使用しない以外は、実施例26と同様にして、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。なお、この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は19秒であった。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。
〔実施例30〕
MMA 85%、HEMA 12%、n−BA 3%の共重合体である水酸基含有アクリル樹脂(水酸基価80mgKOH/g、ガラス転移温度90℃、質量平均分子量約8万)27.4部と、ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート(イソシアヌレート型)の3量体6.8部と、質量平均粒子径5〜6μmの不定形シリカ7部、沈殿防止剤として質量平均粒子径0.1μmの不定形シリカ1.5部および質量平均粒子径5μmのポリエチレンとポリプロピレンとからなるワックスS−363(商品名、SHAMROCK製、融点142℃)1部とを、メチルエチルケトン22.3部、メチルイソブチルケトン49.6部および酢酸ブチル45.8部からなる溶剤に分散させて塗料を得た。なお、この塗料を塗工直前に岩田カップ粘度計で測定したところ、流下時間は15秒、液温は21℃であった。塗工直前に、チッソフィルター(株)製のCPII−10を用いて塗工液を濾過した。
つぎに、厚さ75μmのアクリル樹脂フィルム基体(A)の片面に、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾116μm、版目の底巾13μm、版深度33μm、セル容量16.9cm3 /m2 、直径120mm)、セラミック製のドクターブレードを用いて、グラビアコーターにて、塗工速度30m/分で塗料を塗布した後、80℃の雰囲気下で溶剤を揮発させて熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを得た。得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの外観は、転写量の低下によるかすれ状あるいは顕著な版目等がなく、良好な艶消し層を形成できていた。該熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを紙管に巻き取り、40℃の雰囲気下で2日間エージングをし、艶消し層を硬化させた。
艶消し層の厚さは1μmであった。また、得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、蛍光灯の映りこみがあり、版目がない良好な外観であった。
〔実施例31〕
実施例30において、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロールのかわりに、1インチあたり250線の線数の版目を有する斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約45°、版目の開口巾80μm、版目の底巾11μm、版深度35μm、セル容量15.6cm3 /m2 、直径120mm)を用い、塗工速度を40m/分とした以外は、実施例30と同様に実施した。
艶消し層の厚さは1μmであった。また、得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、蛍光灯の映りこみがあり、版目がない良好な外観であった。
〔実施例32〕
実施例30において、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロールのかわりに、1インチあたり250線の線数の版目を有するロトフロ格子型グラビアロール(版深度34μm、セル容量13.2cm3 /m2 、直径120mm)を用いた以外は、実施例30と同様に実施した。
艶消し層の厚さは0.8μmであった。また、得られた熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、蛍光灯の映りこみがあり、版目がない良好な外観であった。
〔参考例1〕
実施例30において、1インチあたり200線の線数の版目を有する斜線型グラビアロールのかわりに、1インチあたり250線の線数の版目を有する斜線型グラビアロール(ロール軸方向に対する斜線角度は約75°、版目の開口巾90μm、版目の底巾8μm、版深度32μm、セル容量15.4cm3 /m2 、直径120mm)を用いる以外は実施例30と同様に実施した。
得られた艶消しアクリル樹脂フィルムの表面光沢度は19.4%であり良好な艶消し性であったが、所々に塗工液が塗布されていない箇所があり、均一な艶消し層を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは得られなかった。
以上で得られたアクリル樹脂フィルム基体、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、および積層体の評価結果をまとめて表4〜7に示す。
Figure 0004979221
Figure 0004979221
Figure 0004979221
Figure 0004979221
実施例1〜32より、艶消し層の厚さが0.1〜5μmの熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、成形時に艶消し層の割れが発生せず、良好な成形性を示すことがわかる。
また、実施例23〜32より、硬化性のバインダー樹脂を使用することにより、良好な耐薬品性を示すことがわかる。また、200℃まで加熱したときの黄色度(YI’(200℃))と加熱前の黄色度(YI)との差が1.3以下である熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、成形時の外観変化がないことがわかる。
実施例26〜28、30〜32より、ワックスを添加した熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムは、良好な耐擦り傷性を示すことがわかる。
実施例26〜28、30〜32より、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを積層した、動摩擦係数が0.23以下である積層体は、良好な耐擦り傷性を示すことがわかる。
実施例30〜32、参考例より、1インチあたり150本以上の線数の版目を有し、かつ版目がロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型グラビアロールを使用することで、良好な外観の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムが得られ、かつ熱成形を行っても外観変化が小さい熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムが得られることがわかる。
以上のように、本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを採用することで、単にアクリル樹脂フィルム基体に艶消し材を添加した場合(比較例1)には実現困難な意匠性を発現し、かつインサート成形またはインモールド成形を施し、深絞り形状に成形した場合でも、艶消し層に割れが発生しない、かつ車輌用部材に必要とされる耐擦傷性、表面硬度、耐熱性、耐薬品性、耐熱黄変性および艶消し性を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム、およびこれらを基材に積層した積層体を提供することができる。また、本発明の製造方法を採用することで、熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを安定的に製造することが可能となる。
本発明の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを有する積層体は、特に車輌用部材、建材に適している。具体例としては、インストルメントパネル、コンソールボックス、メーターカバー、ドアロックペゼル、ステアリングホイール、パワーウィンドウスイッチベース、センタークラスター、ダッシュボード等の自動車内装用部材;ウェザーストリップ、バンパー、バンパーガード、サイドマッドガード、ボディーパネル、スポイラー、フロントグリル、ストラットマウント、ホイールキャップ、センターピラー、ドアミラー、センターオーナメント、サイドモール、ドアモール、ウインドモール等、窓、ヘッドランプカバー、テールランプカバー、風防部品等の自動車外装用部材;AV機器、家具製品等のフロントパネル、ボタン、エンブレム、表面化粧材等;携帯電話等のハウジング、表示窓、ボタン等;家具用外装材;壁面、天井、床等の建築用内装材;サイディング等の外壁、塀、屋根、門扉、破風板等の建築用外装材;窓枠、扉、手すり、敷居、鴨居等の家具類の表面化粧材;各種ディスプレイ、レンズ、ミラー、ゴーグル、窓ガラス等の光学部材;電車、航空機、船舶等の自動車以外の各種乗り物の内外装用部材;瓶、化粧品容器、小物入れ等の各種包装容器、包装材料;景品、小物等の雑貨等のその他各種用途等に好適に使用することができる。

Claims (10)

  1. アクリル樹脂フィルム基体と、
    該アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に最外層として設けられた、艶消し材およびバインダー樹脂を含有する、厚さ0.1μm以上2μm未満の艶消し層と
    を有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム。
  2. 艶消し層が、さらにポリオレフィン系ワックスを含有する、請求項1に記載の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム。
  3. 艶消し層の表面温度を200℃になるまで加熱した後の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(YI'(200℃))と、加熱前の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの黄色度(YI)とが、下記式(i)の関係を満たす、請求項1または2に記載の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム。
    YI'(200℃)−YI ≦ 1.3 (i)
  4. 艶消し層表面の動摩擦係数が、0.23以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム。
  5. 艶消し層が設けられた面とは反対側のアクリル樹脂フィルム基体の面上に、さらに絵柄層を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルム。
  6. アクリル樹脂フィルム基体と、該アクリル樹脂フィルム基体の一方の面上に最外層として設けられた、艶消し材およびバインダー樹脂を含有する、厚さ0.1μm以上2μm未満の艶消し層とを有する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法であって、
    艶消し層を印刷法またはコート法により形成する熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法。
  7. 1インチあたり150本以上の線数の版目を有し、かつ該版目がロール軸方向に対して40〜50°の角度で彫刻された斜線型グラビアロールを用いて艶消し層を形成する、請求項6に記載の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムの製造方法。
  8. 請求項1または請求項2に記載の熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを、艶消し層とは反対側の面が接するように、基材に積層した積層体。
  9. 艶消し層表面の動摩擦係数が、0.23以下である、請求項8に記載の積層体。
  10. インモールド成形法またはインサート成形法により熱成形用艶消しアクリル樹脂フィルムを基材に積層した、請求項8または9に記載の積層体。
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