JP5112646B2 - 装飾層形成フィルム、装飾物品及び装飾物品の製造方法 - Google Patents
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Description
前記ポリウレタン樹脂は、
(1)イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体もしくはアダクト体又はこれらの両者を全ポリイソシアネートに対して0.5当量以上含有するポリイソシアネート、及び
(2)カプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール又はその混合物からなり、かつ平均分子量が1000以下であるポリエステルポリオールを全ポリオールに対して0.4当量以上含有するポリオール
を含み、前記ポリイソシアネートと前記ポリオールの当量比が0.7〜2.0であるポリウレタン樹脂組成物からなることを特徴とする装飾層形成フィルムにある。本発明の装飾層形成フィルムにおいて、そのトップコート層の表面側には、キャリヤフィルムが設けられてもよい。
本発明による装飾層形成フィルムを用意することと、
前記物品及び前記装飾層形成フィルムのいずれか一方に反応硬化型又は感熱型の接着剤を塗布することと、
前記接着剤が未硬化の状態にある間に、前記物品と前記装飾層形成フィルムを積層することと、
前記積層工程において、もしくは得られた積層体において前記接着剤を硬化させて装飾物品を形成することと
を含んでなることを特徴とする装飾物品の製造方法にある。
装飾層形成フィルムの構成層をそれぞれ、下記の材料を使用して、下記の手順にしたがって形成した。
(成膜材料)
カプロラクトンジオール:プラクセル205H(平均分子量530;ダイセル化学社製;略称P205H)
カプロラクトンジオール:プラクセル205(平均分子量530;ダイセル化学社製;略称P205)
カプロラクトンジオール:プラクセル208(平均分子量850;ダイセル化学社製;略称P208)
カプロラクトンジオール:プラクセル210(平均分子量1000;ダイセル化学社製;略称P210)
カプロラクトンジオール:プラクセル212(平均分子量1250;ダイセル化学社製;略称P212とする)
カプロラクトンジオール:プラクセル220(平均分子量2000;ダイセル化学社製;略称P220)
ポリカーボネートジオール:ニッポラン983(平均分子量1000;日本ポリウレタン社製;略称N983)
アクリルポリオール:A575(住友バイエル社製;略称A575)
硬化剤:IPDIイソシアヌレート体(Z4470;住友バイエル社製;略称Z4470)
硬化剤:IPDIアダクト体(D−140N;武田薬品工業社製;略称D−140N)
硬化剤:HDIイソシアヌレート体(N3300;住友バイエル社製;略称N3300)
溶剤:酢酸ブチル(BA)
触媒:ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)
光安定剤:チヌピン(Tinuvin)292(チバ−ガイギー社製;略称T292)
紫外線吸収剤:チヌピン(Tinuvin)1130(チバ−ガイギー社製;略称T1130)
上記の材料を下記の第1表に記載の量(配合重量比)で配合して、合計13種類のトップコート溶液TCS1〜TCS13を調製した。なお、第1表には、それぞれのトップコート溶液の調製に使用したジオール類の平均分子量も併記する。
下記の第2表に記載するような特性を有する2軸延伸PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムをキャリヤフィルムとして使用した:
T60#4:PETフィルム(4μm厚;東レ社製)
T60#12:PETフィルム(12μm厚;東レ社製)
T60#25:PETフィルム(25μm厚;東レ社製)
T60#50:PETフィルム(50μm厚;東レ社製)
T60#75:PETフィルム(75μm厚;東レ社製)
T60#100:PETフィルム(100μm厚;東レ社製)
T60#125:PETフィルム(125μm厚;東レ社製)
T60#188:PETフィルム(188μm厚;東レ社製)
F865#16:易成形性PETフィルム(16μm厚;東レ社製)
FT3#25:易成形性PETフィルム(25μm厚;帝人デュポン社製)
FT3#50:易成形性PETフィルム(50μm厚;帝人デュポン社製)
FT7#50:易成形性PETフィルム(50μm厚;帝人デュポン社製)
U4#23:練り込みマットPETフィルム(23μm厚;帝人デュポン社製)
(成膜材料)
シリコーン変性ポリエステル(UD−460; 100重量部
バイエル合成シリコーン社製)
ポリイソシアネート(Z4470;住友バイエル社製) 75重量部
上記の組成物を所定の部位(反応後にOPPフィルムを剥がしたトップコート層の表面)に塗布し、乾燥により硬化させた。約2μm厚。
インジウム(In)を中間層に真空蒸着により堆積させた。約40nm厚。
(成膜材料)
ポリウレタン接着剤(ニッポラン3124;日本ポリウレタン社製) 100重量部
ポリイソシアネート(コロネートHL;日本ポリウレタン社製) 5重量部
上記の組成物を所定の部位(トップコート層、カラー層、パターンフィルム、金属蒸着膜、又は接着層の表面)に塗布し、80℃の熱風オーブン中に5分間入れて硬化させた。約15μm厚。得られた接合層に、別に用意したフィルムを積層した。
CPエ:無延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム(100μm厚;東セロ社製;略称PP#100)。接合層に積層する側の面にコロナ処理を施してある。
PSZ975:ABSフィルム(100μm厚;信越ポリマー社製;略称ABS#100)
TUX HC:PEフィルム(100μm厚;東セロ社製;略称PE#100)。接合層に積層する側の面にコロナ処理を施してある。
SR P−40:PVCフィルム(150μm厚;龍田化学社製;略称PVC#150)
(成膜材料)
ポリウレタン塗料(608HNカラー;日本油脂社製) 100重量部
ポリイソシアネート(Z4470;住友バイエル社製) 5重量部
上記の組成物を所定の部位(反応後にOPPフィルムを剥がしたトップコート層の表面)に塗布し、乾燥により硬化させた。塗色は、シルバー色(S)及びブルーメタリック色(BM)の2色とした。約30μm厚。
軟質PVCフィルム(150μm厚;龍田化学社製)にグラビア印刷で数μm厚のインクを形状印刷した。
図1〜図3に示す装飾層形成フィルムを成形樹脂と一体成形して、図6に示すような半球状装飾物品を作製した。装飾層形成フィルムの構成ならびに装飾物品の構成及び成形条件等は、下記の通りである。
フィルム構成A(図1を参照):
装飾層形成フィルム10は、下から順に、接着層8、接合層6、カラー層5、トップコート層1、そしてキャリヤフィルム(PETフィルム)2を有している。
装飾層形成フィルム10は、下から順に、接着層8、接合層6、パターンフィルム7、接合層6、トップコート層1、そしてキャリヤフィルム(PETフィルム)2を有している。
装飾層形成フィルム10は、下から順に、接着層8、接合層6、金属蒸着層4、中間層3、トップコート層1、そしてキャリヤフィルム(PETフィルム)2を有している。
装飾物品は、図6に示すように、半球状装飾物品20である。半球状装飾物品20は、半球状に成形された被装飾物品(樹脂成形品)11と、その外面を覆って一体的に成形された本発明の装飾層形成フィルム10とからなる。なお、本例では、形状及び深さを異にする半球状装飾物品においても同じような作用効果が装飾層形成フィルムにおいて得られることを確認するため、下記の2種類の半球状装飾物品を作製した。
(1)直径8cm×深さ4cm×肉厚約3〜4mm(以下、「半球」と略称する)
(2)直径9cm×深さ2.5cm×肉厚約3〜4mm(以下、「0.3球」と略称する)
被装飾物品の作製のため、次のような樹脂を成形材料として使用した。
(1)TPО樹脂
熱可塑性オレフィン樹脂(商品名「サーモラン5800B」、三菱樹脂社製;TPOと略称する)
(2)ABS樹脂
アクリロニトリルブタジェンスチレン共重合体(商品名「TECHNO ABS130」、テクノポリマー社製;ABSと略称する)
(3)PE樹脂
ポリエチレン樹脂(商品名「ノバテックHD HJ371」、日本ポリエチレン社製;PEと略称する)
(4)ポリウレタン樹脂
固形分100%の2液反応型ポリウレタン接着剤(タケライト6323A/6323B(体積比で1:1;武田薬品工業社製;PURと略称する)
下記の第3表に示すような成形条件下で、それぞれの装飾層形成フィルム(キャリヤフィルムを有するトップコート層)と成形用樹脂を射出成形機と金型を使用して一体的に射出成形した。まず、キャビティ側金型の開口部面に装飾層形成フィルムを、その装飾層形成フィルムの接着層がコア側になるように固定した。装飾層形成フィルムの固定下、コア側金型を閉じて、成形用樹脂(高温溶融TPО、ABS又はPE樹脂)を充填し、冷却した。装飾層形成フィルムと一体化した約3mm厚の樹脂成形品が得られた。
評価試験1:
得られた樹脂成形品について、成形性、キャリヤフィルムの剥離性及び耐候性の3項目に関して下記の手順で評価試験を行った。
得られた樹脂成形品において、表面に施した装飾層形成フィルムの状態を目視により観察した。「良好」は、装飾層形成フィルムに破れやクリアクラック等の不具合がなく、成形が良好に行われたことを示す。「破れ」は、フィルム破れの発生を示す。「ヒビ」は、クリアクラックの発生を示す。また、「シワ」は、フィルムが抜けてシワが発生したことを示す。
得られた樹脂成形品からキャリヤフィルムを剥離できるか否かを評価した。「良好」は、成形品からキャリヤフィルムを剥離できたことを示す。「不可」は、キャリヤフィルムを剥離できないことを示す。
得られた樹脂成形品(無作為に抽出した4種類のサンプル)からキャリヤフィルムを剥離した後、屋外2年間の暴露試験を実施した。成形品の外観を目視により観察し、クラック、光沢落ち、変色等の不具合が起きなかったものを「良好」とした。
下記の第4表に記載の各例において、上記した手法に従ってポリウレタン塗膜を調製した(出発物質として使用したトップコート溶液の組成については、第1表に記載の組成を参照されたい)。次いで、それぞれのポリウレタン塗膜について、屋外暴露1年後の光沢保持率(%)及び色差(ΔE*)ならびに20℃及び80℃における破断時伸び率(%)を下記の手順に従って測定した。
カラー層を形成するため、下記の組成のカラー溶液を調製した。
TX−6013ホワイト 100重量%
(ウレタン系塗料;日本油脂BASFコーティング社製)
デスモデュールZ4470 10重量%
(IPDI3量体;住友バイエルウレタン社製)
SKダイン1310 100.0重量%
(アクリル系粘着剤;綜研化学社製)
コロネートL45 1.5重量%
(ポリイソシアネート系硬化剤;日本ポリウレタン社製)
各例のトップコート溶液を2軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPPフィルム#80;80μm厚)上にバーコートし。80℃の熱風オーブンに入れ、3〜7分間にわたって加熱して乾燥及び反応硬化させた。50μm厚のポリウレタン塗膜が得られた。
装飾層形成フィルムをステンレス鋼板からなる基板に感熱接着剤を用いて積層した後、得られたラミネート鋼板をプレス成形して、図6に示すような半球状装飾物品を作製した。装飾層形成フィルムの構成ならびに装飾物品の構成及び成形条件等は、下記の通りである。
フィルム構成A:
図1を参照して先に説明した通りである。
装飾層形成フィルム10は、下から順に、接着層8、カラー層5、トップコート層1、そしてキャリヤフィルム(PETフィルム)2を有している。
装飾層形成フィルム10は、下から順に、カラー層5、トップコート層1、そしてキャリヤフィルム(PETフィルム)2を有している。
装飾物品は、図6に示すように、半球状装飾物品20である。半球状装飾物品20は、半球状に成形された被装飾物品(ステンレス鋼板)11と、その外面を覆って一体的に成形された本発明の装飾層形成フィルム10とからなる。被装飾物品11と装飾層形成フィルム10の間には、図示しないが、接着層を介在させる場合もある。半球状装飾物品の構成及び成形条件は、下記の通りである。
(3)直径5.5cm×深さ1.5cm×肉厚0.5mm(+0.01〜20μm、下塗りがあるとき)(以下、「小0.3球」と略称する)
被装飾物品の作製のため、次のようなステンレス鋼板を基板として使用した。
(1)SUS430BA(0.5mm厚;以下、「430」と略称する)
(2)SUS304(0.5mm厚;以下、「304」と略称する)
(3)0.5mm厚のSUS430BAに予め下塗り塗料(KBS−17;コニシ社製)を膜厚1μm以下で塗布し焼付けて下塗り塗膜を形成したもの(以下、「430+KBS」と略称する)
(4)0.5mm厚のSUS430BAに予め下塗り塗料(Y−1104B;横浜ゴム社製)を膜厚1μm以下で塗布し焼付けて下塗り塗膜を形成したもの(以下、「430+Y」と略称する)
(5)0.5mm厚のSUS430BAに予め下塗り塗料(A−1100;日本ユニカー社製)を膜厚1μm以下で塗布し焼付けて下塗り塗膜を形成したもの(以下、「430+A」と略称する)
(6)0.5mm厚のSUS430BAに予めポリウレタン樹脂(Desmocoll530;バイエル社製)を膜厚15μmで塗布焼付けて下塗り塗膜を形成したもの(以下、「430+PUR」と略称する)
装飾層形成フィルムをステンレス鋼板に積層するため、次のような感熱接着剤を使用した。
(1)感熱PUR接着剤
ポリウレタン樹脂(Desmocoll530;バイエル社製)の溶液を膜厚15μmで塗布し乾燥して接着層を形成したもの(以下、「PUR」と略称する)。
(2)感熱PE接着剤
ポリエステル樹脂(エリテール3500;ユニチカ社製)の溶液を膜厚20μmで塗布し乾燥して接着層を形成したもの(以下、「PE」と略称する)。
(3)2液PUR接着剤
100重量部のポリウレタン接着剤(ニッポラン3124;日本ポリウレタン社製)と5重量部のポリイソシアネート(コロネートHL;日本ポリウレタン社製)を装飾層形成フィルム又はステンレス鋼板に約15μm厚で塗布し、80℃の熱風オーブン中に5分間入れて硬化させた。得られた接着層に相手方(ステンレス鋼板又は装飾層形成フィルム)を積層した((以下、「2液PUR」と略称する)。
下記の第5表に記載の金属板(ステンレス鋼板)を用意した。金属板を約200℃に加熱した後、それぞれの金属板に対して下記の第5表に記載の装飾層形成フィルムを積層し、ラミネートした。なお、実施例35では、金属板に2液PUR接着剤を塗布して装飾層形成フィルムをラミネートし、一方、実施例36では、2液PUR接着剤を塗布した後の装飾層形成フィルムを金属板にラミネートした。装飾層形成フィルム付きの金属板が得られた。次いで、それぞれの金属板をプレスフォーミングして、浅絞りの成形体である小0.3球を成形した。
得られた小0.3球について、成形性及びキャリヤフィルムの剥離性を上記の手順で評価したところ、下記の第3表に記載する評価結果が得られた。
耐熱性:
小0.3球からキャリヤフィルムを剥離した後、80℃の高温で168時間にわたって保持した。小0.3球表面の装飾層形成フィルムの外観を目視により観察し、クラック、光沢落ち、変色等の不具合が起きなかったものを「良好」とした。得られた観察結果を下記の第5表に記載する。
2 キャリヤフィルム
3 中間層
4 金属蒸着膜
5 カラー層
6 接合層
7 パターンフィルム
8 接着層
10 装飾層形成フィルム
11 被装飾物品
20 装飾物品
Claims (9)
- ポリウレタン樹脂からなるトップコート層と、前記トップコート層の表面側に設けられたキャリヤフィルムとを有する装飾層形成フィルムであって、
前記ポリウレタン樹脂は、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリエステルポリオールとを、イソシアネート/ポリオール当量比を1.1で含むポリウレタン樹脂組成物からなり、
前記ポリエステルポリオールは、平均分子量が700以下であるカプロラクトンジオールとポリカーボネートジオールとを1:9〜9:1の当量比で含む混合物であり、その平均分子量が1000以下であり、
前記キャリヤフィルムは、20℃における破断伸度が147%以上で、前記トップコート層において前記ポリウレタン樹脂組成物が反応途中であり、かつ接着性を発現した状態において前記トップコート層に直接に積層されたものであることを特徴とする装飾層形成フィルム。 - 前記キャリヤフィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムであり、20℃における70%延伸時引張り強度が25〜800N/45mmであることを特徴とする請求項1に記載の装飾層形成フィルム。
- 成形材料とともに一体成形して物品の表面領域に装飾層を備えた装飾物品を製造するために使用されることを特徴とする請求項1または2に記載の装飾層形成フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の装飾層形成フィルムで物品の表面領域の少なくとも一部を被覆した状態で前記キャリヤフィルムが取り除かれ、トップコート層の表面が露出されたことを特徴とする装飾物品。
- 前記物品は反応硬化型樹脂であり、前記反応硬化型樹脂は、液状の反応硬化型樹脂を成型の間もしくは成型の後に反応硬化した状態で装飾層形成フィルムに接着させたものであることを特徴とする請求項4に記載の装飾物品。
- 前記物品は熱可塑性樹脂であり、前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂の溶融物を成型の間もしくは成形して冷却固化した状態で装飾層形成フィルムに接着させたものであることを特徴とする請求項4に記載の装飾物品。
- 前記物品は金属板であり、該金属板及び前記装飾層形成フィルムのいずれか一方に反応硬化型の接着剤を塗布した後、その接着剤が未硬化の状態で他方のものを積層したこと、もしくは、該金属板及び前記装飾層形成フィルムのいずれか一方に予め感熱型の接着剤を塗布しておいて、高温下で他方のものを積層したことを特徴とする請求項4に記載の装飾物品。
- プレスフォーミング成型、ロールフォーミング成型又は折り曲げ成型により立体形状に加工された請求項4に記載の装飾物品。
- 装飾層形成フィルムで物品の表面領域の少なくとも一部を被覆した装飾物品を製造する方法であって、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の装飾層形成フィルムを用意することと、
前記物品の表面に前記装飾層形成フィルムを積層することと、
得られた積層体から前記キャリヤフィルムを剥離することと
を含んでなることを特徴とする装飾物品の製造方法。
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