JP6914156B2 - 積層構造体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、積層構造体の製造方法に関する。
第1の樹脂層と第2の樹脂層とが一体化された積層構造体が用いられている。前記積層構造体は、例えば、第1の樹脂層に対してインサート成形によって第2の樹脂層を形成する方法によって作製することができる(例えば、特許文献1を参照)。
特開2009−073088号公報
前記製造方法においては、第1の樹脂層と第2の樹脂層との接着強度が十分でない場合があった。また、前記製造方法は、作業効率の点で改善が望まれていた。
本発明の一態様は、樹脂層同士の接着強度が高い積層構造体を製造することができ、かつ作業効率の点で優れた積層構造体の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明の一態様は、第1の樹脂層と第2の樹脂層とが接着性樹脂層を介して積層された中間積層体を作製する積層工程と、前記中間積層体を成形する第1成形工程と、前記成形が施された中間積層体の表面に、原材料樹脂を用いて射出成形により樹脂部材を形成することによって、前記接着性樹脂層の少なくとも一部が熱硬化されて接着層となった積層構造体を得る第2成形工程と、を有し、前記接着性樹脂層を構成する接着性樹脂組成物は、少なくとも(A)アクリル系ポリマーと、(B)架橋剤と、(C)熱重合開始剤とを含有する、積層構造体の製造方法を提供する。
前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち少なくともいずれか一方は、少なくとも内面が加飾されていることが好ましい。
前記接着性樹脂組成物は、アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーをさらに含むことが好ましい。
前記接着性樹脂組成物は、アクリル系モノマーをさらに含み、前記アクリルモノマーは、水酸基を含有したモノマーであることが好ましい。
前記接着性樹脂組成物は、アクリル系オリゴマーをさらに含み、前記アクリル系オリゴマーとして、硬化性ウレタンアクリレートを含有することが好ましい。
前記接着層は、ヘイズが2.0%以下であり、かつ前記第1の樹脂層または前記第2の樹脂層に対する接着強度が20N/25mm以上であることが好ましい。
前記接着層は、ヘイズが1.0%以下であり、かつ可視光の透過率が85%以上であることが好ましい。
前記接着層の厚さは、20μm以上、200μm以下であることが好ましい。
前記中間積層体の前記第1の樹脂層または前記第2の樹脂層に対する前記接着性樹脂層の接着強度は、20N/25mm未満であり、前記積層構造体の前記第1の樹脂層または前記第2の樹脂層に対する前記接着層の接着強度は、20N/25mm以上であることが好ましい。
前記積層工程において、前記中間積層体を作製するにあたって、第1および第2のセパレーターとその間に積層された前記接着性樹脂層とを有する構造体から前記第1のセパレーターを剥がして露出した前記接着性樹脂層の面を前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち一方に貼着させた後、前記第2のセパレーターを剥がし、露出した前記接着性樹脂層の面を前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち他方に貼着させることができる。
前記積層工程において、前記接着性樹脂層を前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち一方に貼着させた後、前記第2のセパレーターを剥がす前に、押圧ローラを用いて、前記第2のセパレーターを介して前記接着性樹脂層を押圧することができる。
前記第2成形工程において、前記樹脂部材を形成する際の前記原材料樹脂の溶融温度は、前記熱重合開始剤の1分間半減期温度よりも高いことが好ましい。
第1実施形態の製造方法によって作製された積層構造体の一例を示す概略図である。 図1の積層構造体の一部を示す拡大図である。 実施形態の製造方法に使用可能な接着性樹脂フィルムを示す概略図である。 第1実施形態の製造方法を示す工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 第2実施形態の製造方法によって作製された積層構造体の一例を示す概略図である。 第2実施形態の製造方法を示す工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。 前図に続く工程図である。
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
[積層構造体](第1実施形態)
図1は、第1実施形態の製造方法によって作製された積層構造体の一例である積層構造体30を示す概略図である。図2は、積層構造体30の一部を示す拡大図である。
図1および図2に示すように、積層構造体30は、底部32と、底部32の両端からそれぞれ延出する傾斜部33と、傾斜部33の外端から外方に延出するフランジ部34とを備えている。傾斜部33は、底部32の両端からそれぞれ外方に向かって上昇するように傾斜している。
積層構造体30は、第1の樹脂層21と第2の樹脂層22とが接着層23を介して積層され、第2の樹脂層22に第3の樹脂層26(樹脂部材)が積層されて構成されている。すなわち、積層構造体30は、第1の樹脂層21と、第2の樹脂層22と、接着層23と、第3の樹脂層26とを備えている。
樹脂層21,22は、接着層23により貼合される被着体である。
樹脂層21,22,26の原材料樹脂としては、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリル、ポリ塩化ビニル、セルロースエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)等の熱可塑性樹脂が好ましい。樹脂層21,22,26は、樹脂層21,22,26の面上又は内部に、異種材料(金属、無機物、有機物等)の薄膜、パターン、粒子、細線、微細構造物等を含んでもよい。樹脂層21,22,26の材質、厚み、形状等は、それぞれ同じであっても異なっても構わない。
樹脂層21,22は、内面21a,22aで接着層23と接触している。
樹脂層21,22の外面21b,22bは、それぞれ内面21a,22aと反対の面である。
第3の樹脂層26の、第2の樹脂層22側の面を内面26aといい、内面26aと反対の面を外面26bという。第3の樹脂層26の内面26aは第2の樹脂層22の外面22bに接している。
底部32、傾斜部33,およびフランジ部34は、それぞれの外面が平坦でもよいし、少なくとも一部が曲面であってもよい。
第1の樹脂層21の内面21aは、加飾されていることが好ましい。例えば、内面21aは、形状、模様、もしくは色彩、またはこれらの結合によって加飾することができる。形状による加飾は、例えば記号(文字など)、図形などをかたどった凹凸の形成によってなされる。模様による加飾は、例えば記号(文字など)、図形などをかたどった線図などの模様の形成によってなされる。色彩による加飾は、例えば記号(文字など)、図形などに即した着色によってなされる。加飾は、商品名、製造元などを表示するものであってよい。
内面21aの加飾は、被膜を形成することにより行ってもよい。被膜は、着色剤(例えば顔料、染料)を含有する樹脂組成物からなる塗料をスクリーン印刷、凹版印刷などにより内面21aに塗布・乾燥することで行うことができる。被膜形成は、模様または色彩による加飾に適している。
顔料としては、有機顔料、無機顔料がある。有機顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられる。無機顔料としては、酸化チタン、赤酸化鉄などの酸化物;カーボンブラック等の炭素;黄鉛、モリブデートオレンジ等のクロム酸塩;紺青等のフェロシアン化物などが挙げられる。染料としては、ソルベント染料、酸性染料、蛍光染料などがある。
着色剤の色は、黒色、白色、有彩色(赤色、黄色、緑色、青色、紫色など)であってもよい。着色剤は、単独で使用してもよいし、必要に応じて複数種類を併用してもよい。
前記被膜は、遮光性であってもよいし、光透過性を有していてもよい。
模様または色彩による内面21aの加飾は、被膜形成に限らず、第1の樹脂層21の材料に着色剤を含有させることによって行ってもよい。
前記加飾は、第1の樹脂層21の内面21aに限らず、外面21bに施してもよい。すなわち、内面21aと外面21bの一方または両方に施すことができる。前記加飾は、第2の樹脂層22の内面22aおよび外面22bの一方または両方に施してもよい。
第1の樹脂層21と第2の樹脂層22のうち少なくともいずれか一方は、少なくとも内面が加飾されていることが好ましい。
前記加飾は、特に第1の樹脂層21に施すことが好ましい。例えば、接着層23、第2の樹脂層22および第3の樹脂層26が透明であり、第1の樹脂層21の内面21aに加飾が施された構成(第1の構成)が可能である。また、第1の樹脂層21および接着層23が透明であり、第2の樹脂層22の内面22aに加飾が施された構成(第2の構成)も可能である。第1または第2の構成では、積層構造体の両面から、もしくは、一方の面(透明の層側の面)から加飾が視認できる。
第2の樹脂層22および第3の樹脂層26は、可視光(波長380〜750nm)の透過率が、可視光の全波長範囲において例えば85%以上であってもよい。可視光透過率は、例えば分光光度計(日本分光株式会社、分光光度計V−670)によって測定できる。
第2の樹脂層22および第3の樹脂層26のヘイズは、2.0%以下(好ましくは1.0%以下)が好適である。
第1の樹脂層21は、遮光性を有していてもよいし、可視光透過率およびヘイズが前述の範囲であってよい。
接着層23は、可視光(波長380〜750nm)の透過率が、可視光の全波長範囲において例えば85%以上であることが好ましい。可視光の透過率が、可視光の全波長範囲において85%以上であることによって、積層構造体30の光学特性を良好にすることができる。
接着層23の厚さの下限は20μm以上、好ましくは30μm以上であり、さらに好ましくは40μm以上であることが好ましい。接着層23の厚さの上限は200μm以下、好ましくは150μm以下、さらに好ましくは120μm以下であることが好ましい。接着層23の厚さが20μm以上であることによって、第1の樹脂層21と第2の樹脂層22とを強固に接着することができる。接着層23の厚さが200μm以下であることによって、接着層23を均一に形成し、積層構造体30の機械的特性を良好にすることができる。接着層23は、一定の厚さであることが好ましい。
第1の樹脂層21または第2の樹脂層22に対する接着層23の接着強度は、20N/25mm以上であることが好ましい。接着強度が20N/25mm以上、好ましくは30N/25mm以上であることによって、積層構造体30の機械的特性を良好にすることができる。
接着層23のヘイズは、2.0%以下(好ましくは1.0%以下)が好適である。接着層23のヘイズが2.0%以下であることによって、積層構造体30の光学特性を良好にすることができる。ヘイズは、JIS K7136に従って、例えばヘーズメータ(日本電色工業製 NDH7000SP)を用いて測定することができる。
図3は、実施形態の製造方法に使用可能な接着性樹脂フィルム10を示す概略図である。接着性樹脂フィルム10は、第1のセパレーター12と、第2のセパレーター13と、これらの間に積層された接着性樹脂層11とを有する構造体である。
接着性樹脂層11は、後述のように、熱硬化することによって、図1に示す接着層23となる。
セパレーター12,13は、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)など)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)等の樹脂からなるフィルムであってよい。セパレーター12,13は、接着性樹脂層11と接する側の表面12a,13aに、剥離性を有する。すなわち、表面12a,13aは剥離面となっている。セパレーター12,13の構成としては、樹脂フィルムの片面又は両面に剥離剤層を設けた構成や、樹脂フィルム中に剥離剤を含む構成が挙げられる。
セパレーター12,13としては、樹脂フィルムの代わりに、紙、合成紙、金属箔、各種シート等を用いることもできる。セパレーター12,13が透明性を有すると、セパレーター12,13が剥離されない接着性樹脂フィルム10のまま、接着性樹脂層11の光学的な検査を行うことができるため好ましい。
接着性樹脂層11を構成する接着性樹脂組成物は、少なくとも(A)アクリル系ポリマーと、(B)架橋剤と、(C)熱重合開始剤とを含有する。接着性樹脂層11の表面(第1面11aおよび第2面11b)は、常温で粘着性を有する。すなわち、第1面11aおよび第2面11bは粘着面となっている。
接着性樹脂層11は、厚さ方向の全体にわたり、接着性樹脂組成物からなる。要件を満たす接着性樹脂組成物からなるのであれば、接着性樹脂層11が、同種又は異種の接着性樹脂組成物からなる2層以上から構成されてもよい。接着性樹脂層11が単層の接着性樹脂層からなる場合、層構成を単純化してコストを低減できるため好ましい。接着性樹脂組成物は、アクリル系の接着性樹脂(ポリマー)を含む。接着性樹脂組成物がアクリル系のポリマーを含んでいると、接着性樹脂層11を透明性が高い接着層23とすることができ、積層構造体30の視認性を向上させるという効果が得られる。
(A)アクリル系ポリマーを構成するモノマーは、エステル基(−COO−)を有するアクリル系モノマー、カルボキシル基(−COOH)を有するアクリル系モノマー、アミド基(−CONR,Rは水素原子又はアルキル基等の置換基)を有するアクリル系モノマー、ニトリル基(−CN)を有するアクリル系モノマー、オレフィン類、スチレン、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、ビニルシラン等の非アクリル系モノマーが挙げられる。(A)アクリル系ポリマーは、2種以上のモノマーからなる共重合体が好ましい。光重合前における(A)アクリル系ポリマーの数平均分子量は、例えば5〜100万程度が好ましい。粘度は、例えば1000〜10000mPa・s程度が挙げられる。
エステル基(−COO−)を有するアクリル系モノマーとしては、アルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシル基(水酸基)を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基又はポリエーテル基を有する(メタ)アクリレート、アミノ基又は置換アミノ基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
カルボキシル基(−COOH)を有するアクリル系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシル基(−COOH)を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミド基(−CONR,Rは水素原子又はアルキル基等の置換基)を有するアクリル系モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられる。
ニトリル基(−CN)を有するアクリル系モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
(A)アクリル系ポリマーは、構成モノマーの50重量%以上が、アクリル系モノマーからなることが好ましい。特に、構成モノマーの50重量%以上が、一般式CH=CR−COOR(式中、Rは水素又はメチル基、Rは炭素数1〜14のアルキル基を示す。)で表わされるアルキル(メタ)アクリレートの1種又は2種以上からなることが好ましい。アルキル(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレートが挙げられる。特に、アルキル基Rの炭素数が4〜12のアルキル(メタ)アクリレートを必須として(例えば50〜100モル%)用いることが好ましい。
また、水酸基を含有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクタン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等の1種又は2種以上が挙げられる。
(B)架橋剤(硬化剤)としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート化合物等が使用できる。特にイソシアネート系架橋剤またはエポキシ系架橋剤を使用することにより、接着力の高い接着性樹脂層11が得られる。(B)架橋剤は、(A)アクリル系ポリマーを架橋させるために用いられる。必要に応じて、(A)アクリル系ポリマーの少なくとも一部として、(B)架橋剤と反応する官能基を有するポリマー又はモノマーが使用される。(B)架橋剤と反応する官能基は、例えばイソシアネート系架橋剤の場合、水酸基やカルボキシル基等である。(B)架橋剤の添加量は、ポリマーの官能基に対して例えば1.5当量以下が好ましい。
(B)架橋剤(硬化剤)による(A)アクリル系ポリマーの硬化は、被着体に貼合する前の接着性樹脂層を製造する段階で、エージングにより進行させてもよい。
(B)架橋剤の添加量は、(A)アクリル系ポリマー100重量部に対して、0.05〜1重量部、好ましくは0.1〜0.5重量部であることが好ましい。
(B)架橋剤は、(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマー(後述)の重合により生成するポリマーを架橋させることもできる。この場合、必要に応じて、(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーの少なくとも一部として、(B)架橋剤と反応する官能基を有するポリマー又はモノマーが使用される。(B)架橋剤と反応する官能基は、例えばイソシアネート系架橋剤の場合、水酸基やカルボキシル基等である。(B)架橋剤の添加量は、ポリマーの官能基に対して例えば1.5当量以下が好ましい。
(C)熱重合開始剤としては、熱により分解して、モノマーの重合(ラジカル重合)と樹脂の硬化を開始するラジカル開始剤が挙げられる。
接着性樹脂組成物が熱重合開始剤を含むことにより、積層構造体30を製造する過程における各プロセスでかかる熱エネルギーを利用して、積層体(例えば後述する中間積層体24(図8参照))や接着性樹脂層11の強度を高めることができるという利点がある。熱重合開始剤は紫外線重合開始剤とは違い、紫外線を通さない素材を用いて積層体を製造しようとしたときにも、接着性樹脂組成物を硬化させて、高強度の積層体を製造することができるという利点がある。
ラジカル開始剤としては、低温で作用するレドックス開始剤や有機金属化合物なども知られているが、接着性樹脂層の取り扱い性の点では、より高温で作用する、(有機)過酸化物系、アゾ系等が好ましい。熱重合開始剤は、接着性樹脂層の製造過程において(特に、溶媒の乾燥工程において)、反応もしくは半減しないために、熱重合開始剤の半減期が1分間となる温度(以下「1分間半減期温度」と称する場合がある。)が、接着剤原材料組成物が含有する有機溶剤の沸点よりも高いことが好ましい。
1分間半減期温度は、公知の方法により測定することができる。例えば、熱重合開始剤を有機溶剤(ベンゼン等)に溶解させて得られた溶液(例えば熱重合開始剤の濃度0.1mol/L)をガラス管に密封し、この溶液を所定温度に保持して熱重合開始剤を熱分解させる。分解PO量x、分解速度定数k、時間t、PO初期濃度a、半減期t1/2とすると、次の式(1)〜(3)が成立する。
dx/dt=k(a−x) ・・・(1)
ln a/(a−x)=kt ・・・(2)
kt1/2=ln2 ・・・(3)
そのため、熱重合開始剤を一定温度で熱分解させ、時間(t)とln a/(a−x)の関係をプロットし、得られた直線の傾きからkを求めると、式(3)により、その温度における半減期t1/2を算出できる。
熱重合開始剤としては、熱硬化時の温度で一定時間で十分に反応させるために、熱硬化設定温度(第3の樹脂層の原材料樹脂の溶融温度)より低い(好ましくは熱硬化設定温度よりも20℃以上、好ましくは50℃以上低い)1分間半減期温度を有する材料が好ましい。
(有機)過酸化物系の熱重合開始剤の具体例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化デカノイル、過酸化ラウロイル等のジアシルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド等のジアルキルペルオキシド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート等のアルキルペルオキシエステル、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド等が挙げられる。中でも、上記の1分間半減期温度が100℃以上である有機過酸化物が好ましく、1分間半減期温度が200℃以下である有機過酸化物がより好ましい。このような有機過酸化物としては、t−ヘキシルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシピバレート、ジラウロイルペルオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジスクシニックアシッドペルオキシド、t−ヘキシルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ビス(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルペルオキシマレイン酸、t−ブチルペルオキシ3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルペルオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルペルオキシラウレート、t−ヘキシルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシベンゾエート、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)バレレート、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ヘキシルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、p−メンタンヒドロペルオキシド等が挙げられる。
アゾ系の熱重合開始剤としては、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(4−シアノバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(メチルイソブチレート)、1,1′−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)等が挙げられる。また、本発明の重合開始剤は反応性の制御のために、かご状の分子を有する分子カプセルの中に封入された熱重合開始剤を用いることができる。かご状分子はアントラセン構造であることが好ましい。
(C)熱重合開始剤の添加量は、(A)アクリル系ポリマー100重量部に対して、0.001〜0.5重量部であることが好ましい。
接着性樹脂組成物は、(A)〜(C)以外の任意成分をさらに含有することができる。
例えば、接着性樹脂組成物は、(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーを含有することができる。
(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーのうち、アクリル系モノマーとしては、(A)アクリル系ポリマーを構成するモノマーと同様なモノマー、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基を含有する(メタ)アクリレート、アクリルアミド等の1種又は2種以上が挙げられる。1分子中の(メタ)アクリロイル基等の重合性官能基の数は、ひとつでも2以上でもよい。
特に、(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーの少なくとも一部として、水酸基を有する(メタ)アクリレートのモノマーを含有する場合、極性を有する水酸基が接着性樹脂層の全体に分散しやすくなる。これにより、湿度の高い(さらに高温の)環境でも、水分が凝集しにくく、接着性樹脂層の白濁が抑制されるため、好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレートにおいて、1分子中の水酸基の数は、ひとつでも2以上でもよい。
(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーの少なくとも一部としては、硬化性ウレタンアクリレートを用いることができ、好ましい。ウレタンアクリレートは、同一分子中にウレタン結合(−NH−COO−)及び(メタ)アクリロイルオキシ基(X=H又はCHとして、CH=CX−COO−)を有する化合物である。硬化性ウレタンアクリレートは、ウレタンアクリレートのうち、重合性官能基である(メタ)アクリロイルオキシ基により硬化性を有する化合物である。1分子中のウレタン結合の数は、ひとつでも2以上でもよい。また、1分子中の(メタ)アクリロイルオキシ基の数は、ひとつでも2以上でもよい。
ウレタンアクリレートとしては、例えば、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とイソシアネート化合物とを反応させて得られる化合物、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマーに、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物を反応させて得られる化合物等が挙げられる。ポリオール化合物としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。
(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーは、(C)熱重合開始剤による熱硬化によりポリマーの一部になり、かつポリマーよりも粘度が低い液体(流動体)であることが好ましい。アクリル系モノマー及びアクリル系オリゴマーを併用することも可能である。アクリル系オリゴマーとして、ウレタンアクリレートオリゴマー等のアクリレートオリゴマーが挙げられる。(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーの有する重合性官能基の数は、例えば1〜10、あるいは2〜5である。
(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーの添加量は、(A)アクリル系ポリマー100重量部に対して、5〜50重量部が好ましい。(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーの添加量が多すぎると、熱重合させたときに、接着性樹脂層の接着力が低下しすぎる場合がある。
(D)アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーを用いると、接着性樹脂層11は柔軟性が高くなるため、樹脂層21,22との間に気泡が残りにくくなる。
接着性樹脂組成物には、重合遅延剤を加えることができる。重合遅延剤の使用により、重合度の制御が容易になる。また、第1の樹脂層および第2の樹脂層の変形に対する追従性を向上させる観点から好ましい。
その他の任意成分としては、例えば、酸化防止剤、充填剤、可塑剤等が挙げられる。接着性樹脂層の製造に用いられる接着剤原材料組成物は、水や有機溶剤等の溶剤を含んでもよく、無溶剤のシロップ状組成物でもよい。樹脂層上にITO等の酸化物導電膜や卑金属等、腐食の可能性がある材料が存在し、これに接着性樹脂層が接触する場合、接着性樹脂組成物の材料としては酸等の腐食性成分を削減し、例えば酸価の低いポリマーを使用することが好ましい。
接着剤原材料組成物は、有機溶剤に溶解している方が、より厚みの精度良く塗布することが可能となるため、有機溶剤を含むことが好ましい。接着剤原材料組成物から溶剤を乾燥することで、接着性樹脂層が得られる。つまり、接着剤原材料組成物の組成は、接着性樹脂層を構成する接着性樹脂組成物の組成に、溶剤を加えたものであってもよい。接着性樹脂層は、常温では(熱硬化前)、粘着剤層として機能することができる。
接着性樹脂層の製造において、硬化する成分であるアクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーは、できるだけ硬化させることが好ましい。
アクリル系オリゴマーを用いる場合、アクリル系ポリマーもアクリル系オリゴマーも分子量が大きく、塗料としての相溶性が悪くなることがしばしば発生する。そのため相溶剤を添加することが望ましい。相溶剤としては、反応性の無い相溶剤でも構わないが、反応性の無い相溶剤は、粘着剤層で分離してしまう可能性があるため使用可能な材料が限られる可能性が高い上に、種類や添加量によっては耐久試験での発泡等の問題が発生する可能性があり汎用性が低い。そのため、熱反応時にアクリル系オリゴマーと一緒に硬化する相溶剤が好ましい。この相溶剤は、高分子化するため発泡等の抑制にもつながる。よって、反応基を保有する材料を選定することが好ましい。
相溶剤として、熱反応後に硬くなるようなアクリル系モノマーを使用すると、塗料の安定性と同時に、硬化後、粘着剤層が硬くなる効果も期待できる。アクリル系モノマーは相溶性が良いことに加え、アクリル系ポリマーやアクリル系オリゴマーと比較すると粘度が低いため、塗料の粘度が高すぎる場合に添加することで製膜時に最適な粘度へ調整することが可能となり生産性向上にも寄与する。
接着性樹脂層11は、昇温速度10℃/分の示差走査熱量測定(DSC)で、80℃以上で発熱が確認され始め、120℃〜210℃の間にピークが少なくとも1つ確認されることが好ましい。80℃未満で発熱が確認される場合、例えば常温でも熱硬化の反応が進行するおそれがあり、保存性が低下する。120℃〜210℃の間にピークが確認されることにより、これと同程度の温度で熱硬化を進行させることができる。
接着性樹脂層11の取り扱い性を向上するため、接着性樹脂層11は、100〜250℃の温度及び30秒〜10分の時間の加熱により熱硬化することが好ましい。これらの温度及び時間範囲の少なくとも一部の条件で熱硬化することが好ましく、全範囲で熱硬化可能であることがより好ましい。実使用時の熱硬化条件は、上記範囲外であってもよい。しかし、保存性の観点から、常温では実質的に熱硬化が進行しないことが好ましく、例えば100℃未満の温度では、10分間以内の加熱で熱硬化しない性質を有することが好ましい。
接着性樹脂層11が未硬化の状態(加熱前)では、温度23℃における貯蔵弾性率が1×10〜1×10Paであることが好ましい。また、接着性樹脂層11が加熱により熱硬化した後は、温度23℃における貯蔵弾性率が1×10〜1×10Paであることが好ましい。加熱前の温度23℃における貯蔵弾性率よりも、加熱により熱硬化した後の温度23℃における貯蔵弾性率の方が高くなることが好ましい。これらの貯蔵弾性率は、未硬化の状態(加熱前)の接着性樹脂層、及び、加熱により熱硬化した後の接着性樹脂層(熱硬化後の接着層)を、それぞれ温度23℃にして測定することができる。貯蔵弾性率を測定する際の振動周波数は、例えば1Hzである。熱硬化後の接着層の貯蔵弾性率を測定する場合、接着性樹脂層を樹脂層に貼合することなく、セパレーター間で接着性樹脂層を加熱し硬化させてから、セパレーターを剥離することにより、熱硬化後の接着層を単体で得ることができる。
[積層構造体の製造方法](第1実施形態)
以下、積層構造体30の製造方法について説明する。
(予備工程:接着性樹脂フィルムの作製)
図3に示す接着性樹脂フィルム10は、次の方法により作製することができる。
図3に示すように、接着剤原材料組成物を、溶媒を含んだ状態で、セパレーター12に塗布し、乾燥し、その上にセパレーター13を被せて保護することで接着性樹脂フィルム10を得る。接着剤原材料組成物は、ダイやパイプドクターを用いて塗布することが好ましい。溶媒の乾燥においては、ドライヤー等で乾燥させることが好ましい。溶媒の乾燥時間に関しては、生産性を考慮すると、10分間以下であることが好ましく、2〜5分間であることがさらに好ましい。また、溶媒を十分に乾燥することが必要なため、溶媒の沸点以上の温度で乾燥させることが好ましく、熱重合開始剤の1分間半減期温度以下で乾燥させることが好ましい。
(積層工程:中間積層体の作製)
この工程では、図4〜図8に示すように、中間積層体24を作製する。以下、積層工程を詳しく説明する。
図4および図5に示すように、接着性樹脂フィルム10から第1のセパレーター12を剥がして、接着性樹脂層11の粘着面11aを露出させる。図6に示すように、粘着面11aを第1の樹脂層21の内面21aに当接させることによって、接着性樹脂層11を第1の樹脂層21の内面21aに貼着させる。
この際、押圧ローラ31を用いて第2のセパレーター13を介して接着性樹脂層11を押圧することができる。押圧ローラ31の長さ(軸方向の寸法)は、第2のセパレーター13を介して接着性樹脂層11の全幅(Y方向寸法)をカバーできる長さであればよい。押圧ローラ31は円柱状であり、回転軸31aはY方向(紙面に垂直な方向)に沿う。
押圧ローラ31の外周面(押圧面)の素材は、例えば、ゴム、樹脂、金属等である。押圧ローラ31の具体例としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム、クロロプレンゴム等のゴム;ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)などの樹脂;ステンレス鋼等の金属などが挙げられる。
押圧ローラ31を第2のセパレーター13の外面に沿って長さ方向(X方向。矢印方向)に転動させることによって、第2のセパレーター13を介して接着性樹脂層11を第1の樹脂層21の内面21aに向けて押圧することができる。
図7に示すように、第2のセパレーター13を接着性樹脂層11から剥がす。
図8に示すように、接着性樹脂層11の第2面11bに第2の樹脂層22を貼り付ける。これによって、第1の樹脂層21と第2の樹脂層22とが接着性樹脂層11を介して積層された積層体を得る。この積層体を、中間積層体24という。
第1の樹脂層21または第2の樹脂層22に対する接着性樹脂層11の接着強度は、例えば20N/25mm未満である。
(第1成形工程:中間積層体の成形)
この工程では、図9〜図11に示すように、いわゆるプレス成形によって、中間積層体24を成形する。以下、第1成形工程を詳しく説明する。
図9に示すように、この工程では、金型40を使用する。金型40は、第1金型41と、第2金型42とを有する。以下の説明においては、第2金型42に対して第1金型41が上にあるとして、その位置関係を説明する場合がある。
第1金型41は、第1形成部43を有する。第1形成部43は、第1の樹脂層21の外面21b(図1参照)に即した形状の底面43aと、底面43aに対して傾斜した側面43bとを有する。
第2金型42は、第2形成部44を有する。第2形成部44は、第2の樹脂層22の外面22b(図1参照)に即した形状の天面44aと、天面44aに対して傾斜した側面44bとを有する。
第1形成部43と第2形成部44とは、第1金型41と第2金型42との間に、第1の樹脂層21、接着層23および第2の樹脂層22(図1参照)に即した形状の空間を形成する。
図9に示す中間積層体24は平坦である。
図10に示すように、中間積層体24を間に挟んだ状態で、第1金型41と第2金型42とを閉じる。中間積層体24は、第2形成部44の天面44aおよび側面44bに押圧されて曲げ変形する。第1の樹脂層21の外面21bの一部は、第1形成部43の底面43aに隙間なく当接する。第1の樹脂層21の側面21e(外面21bの一部)は、第1形成部43の側面43bに隙間なく当接する。第2の樹脂層22の外面22bの一部は、第2形成部44の天面44aに隙間なく当接する。第2の樹脂層22の側面22e(外面22bの一部)は、第2形成部44の側面44bに隙間なく当接する。
これによって、プレス成形により中間積層体24を成形する。成形された中間積層体24は、底部52と、底部52の両端からそれぞれ延出する傾斜部53と、傾斜部53の外端から外方に延出するフランジ部54とを備えた形状となる。
金型40によるプレス成形の際に、中間積層体24が加熱される場合には、接着性樹脂層11の少なくとも一部が硬化してもよい。例えば、接着性樹脂層11の温度は、例えば100〜250℃としてよい。例えば30秒〜10分の時間の加熱により、接着性樹脂層11の少なくとも一部は熱硬化して接着層23となる。この際、アクリル系ポリマーと架橋剤との反応(重合、架橋等)が進行し、接着性樹脂層11が硬化するとともに、樹脂層21,22の間の接着力が上昇する。
図11に示すように、成形された中間積層体24を金型40から取り出す。
(第2成形工程:第3の樹脂層の形成)
この工程では、図12〜図14に示すように、いわゆるインサート成形によって、第2の樹脂層22の外面22bに第3の樹脂層26(樹脂部材)を形成する。以下、第2成形工程を詳しく説明する。
図12に示すように、この工程では、金型140(射出成形用金型)を使用する。金型140は、第1金型141と、第2金型142とを有する。以下の説明においては、第2金型142に対して第1金型141が上にあるとして、その位置関係を説明する場合がある。
第1金型141は、第1形成部143を有する。第1形成部143は、第1形成部143は、第1の樹脂層21の外面21bに即した形状の底面143aと、底面143aに対して傾斜した側面143bとを有する。
第2金型142は、第2形成部144を有する。第2形成部144は、第3の樹脂層26の外面26b(図1参照)に即した形状の天面144aと、天面144aに対して傾斜した側面144bとを有する。
第1形成部143と第2形成部144とは、第1金型141と第2金型142との間に、積層構造体30(図1参照)に即した形状の空間を形成する。
第2金型142は、溶融した原材料樹脂25を第2形成部144に供給する流路145を有する。
第1金型141と第2金型142との間に中間積層体24を配置して、第1金型141と第2金型142とを閉じる。第1の樹脂層21の外面21bの一部は、第1形成部143の底面143aに隙間なく当接する。第1の樹脂層21の側面21e(外面21bの一部)は、第1形成部143の側面143bに隙間なく当接する。
第2金型142の第2形成部144の内面と中間積層体24との間には、第3の樹脂層26(図1参照)に即した形状の空間146が確保される。
図13に示すように、溶融した原材料樹脂25を流路145から空間146に供給(射出)する。原材料樹脂25は空間146に充てんされる。これによって、射出成形により第3の樹脂層26が形成される。第3の樹脂層26は、第2の樹脂層22の外面22bに接して形成される。
原材料樹脂25の温度(溶融温度)は、例えば100〜250℃である。溶融温度は、熱重合開始剤の1分間半減期温度よりも高いことが好ましい。これによって、熱重合開始剤の反応性を高めることができる。
原材料樹脂25の熱が第2の樹脂層22を介して接着性樹脂層11に伝わることによって、接着性樹脂層11の温度は、例えば100〜250℃となる。例えば30秒〜10分の時間の加熱により、接着性樹脂層11の少なくとも一部は熱硬化して接着層23となる。この際、アクリル系ポリマーと架橋剤との反応(重合、架橋等)が進行し、接着性樹脂層11が硬化するとともに、樹脂層21,22の間の接着力が上昇する。第1の樹脂層21または第2の樹脂層22に対する接着層23の接着強度は、例えば20N/25mm以上となる。これによって、図1に示す積層構造体30を得る。
第2成形工程では、接着性樹脂層11は完全に硬化する必要はなく、接着性樹脂層11の少なくとも一部において硬化が進行すればよい。
図14に示すように、積層構造体30を金型140から取り出す。接着層23は加熱により硬度が高められるため、金型140が高温であるうちに積層構造体30を取り出しても積層構造体30の変形は起こりにくい。そのため、金型140を過度に冷却する必要はなく、作業効率の点で有利となる。
接着性樹脂層11の硬化が不十分である場合には、さらに加熱を行う工程によって、接着性樹脂層11の硬度を高めることができる。
前記製造方法によれば、少なくとも(A)アクリル系ポリマーと、(B)架橋剤と、(C)熱重合開始剤とを含有する接着性樹脂層11を用い、第2の樹脂層22の表面に射出成形により第3の樹脂層26を形成する。そのため、原材料樹脂25の熱により接着性樹脂層11を硬化させて、形状が安定した積層構造体30を得ることができる。よって、積層構造体30の製造における作業効率を高めることができる。
前記製造方法では、前述の接着性樹脂層11を用いるため、第1の樹脂層21と第2の樹脂層22との接着強度を高めることができる。
さらに、前記製造方法では、接着性樹脂フィルム10を用いて第1の樹脂層21に接着性樹脂層11を形成するため、塗布により接着性樹脂層を形成する製法に比べて工程を簡略化し、作業効率を高めることができる。
[積層構造体](第2実施形態)
図15は、第2実施形態の製造方法によって作製された積層構造体の一例である積層構造体130を示す概略図である。なお、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図15に示すように、積層構造体130は、第2の樹脂層22と第3の樹脂層26との間に第2接着層123が設けられている点で、第1実施形態の積層構造体30(図1参照)と異なる。積層構造体130の接着層23を第1接着層23ともいう。
[積層構造体の製造方法](第2実施形態)
以下、積層構造体130の製造方法について説明する。
(予備工程:接着性樹脂フィルムの作製)
第1実施形態と同様にして、図3に示す接着性樹脂フィルム10を作製する。
(第1積層工程:中間積層体の作製)
図4〜図8に示すように、第1実施形態と同様にして、中間積層体24を作製する。この中間積層体24において、接着性樹脂層11は第1接着性樹脂層11ともいう。
(第1成形工程:中間積層体の成形)
図9〜図11に示すように、第1実施形態と同様にして、プレス成形によって中間積層体24を成形する。
(第2積層工程:第2接着性樹脂層の形成)
図16に示すように、第1積層工程に準じて、第2の樹脂層22の外面22bに第2接着性樹脂層111を形成することによって、中間積層体124を得る。第2接着性樹脂層111は、第1実施形態における接着性樹脂層11と同様の構成としてよい。
(第2成形工程:第3の樹脂層の形成)
図17および図18に示すように、第1実施形態と同様にして、いわゆるインサート成形によって、第2接着性樹脂層111の外面に、射出成形により第3の樹脂層26(樹脂部材)を形成する。
原材料樹脂25の熱が第2接着性樹脂層111に伝わり、さらに、第2の樹脂層22を介して第1接着性樹脂層11に伝わることによって、第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111の温度は、例えば100〜250℃となる。例えば30秒〜10分の時間の加熱により、第1接着性樹脂層11の少なくとも一部は熱硬化して第1接着層23となる。また、前記加熱により、第2接着性樹脂層111の少なくとも一部は熱硬化して第2接着層123となる。この際、アクリル系ポリマーと架橋剤との反応(重合、架橋等)が進行し、第1接着性樹脂層11が硬化するとともに、樹脂層21,22の間の接着力が上昇する。また、第2接着性樹脂層111が硬化するとともに、樹脂層22,26の間の接着力が上昇する。
第1の樹脂層21または第2の樹脂層22に対する第1接着層23の接着強度は、例えば20N/25mm以上となる。第2の樹脂層22または第3の樹脂層26に対する第2接着層123の接着強度は、例えば20N/25mm以上となる。これによって、図15に示す積層構造体130を得る。
第2成形工程では、第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111は完全に硬化する必要はなく、第1接着性樹脂層11の少なくとも一部、および第2接着性樹脂層111の少なくとも一部において硬化が進行すればよい。
図19に示すように、積層構造体130を金型から取り出す。接着層23,123は加熱により硬度が高められるため、金型が高温であるうちに積層構造体130を取り出しても積層構造体130の変形は起こりにくい。そのため、金型を過度に冷却する必要はなく、作業効率の点で有利となる。
第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111の硬化が不十分である場合には、さらに加熱を行う工程によって、第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111の硬度を高めることができる。
前記製造方法によれば、少なくとも(A)アクリル系ポリマーと、(B)架橋剤と、(C)熱重合開始剤とを含有する第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111を用い、第2接着性樹脂層111の表面に射出成形により第3の樹脂層26を形成する。そのため、原材料樹脂25の熱により第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111を硬化させて、形状が安定した積層構造体130を得ることができる。よって、積層構造体130の製造における作業効率を高めることができる。
前記製造方法では、前述の第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111を用いるため、第1の樹脂層21と第2の樹脂層22との接着強度、および、第2の樹脂層22と第3の樹脂層26との接着強度を高めることができる。
さらに、前記製造方法では、接着性樹脂フィルム10を用いて第1接着性樹脂層11および第2接着性樹脂層111を形成するため、塗布により接着性樹脂層を形成する製法に比べて工程を簡略化し、作業効率を高めることができる。
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
積層構造体は、4つ以上の樹脂層の間に、それぞれ接着層を有してもよい。積層構造体に含まれる2以上の接着層の1つ以上(好ましくは全部)が、本実施形態で示された接着層であることが好ましい。
前述の予備工程において、図3に示す接着性樹脂層11を製造する際には、溶媒を含んだ接着剤原材料組成物から、溶媒を加熱により除去する工程を設けることが好ましい。
第2成形工程において、接着性樹脂層の加熱温度が100〜250℃となる熱をかけるためには、金型は所望の加熱温度よりも高い温度で加熱することが必要である。金型の温度は、例えば100〜300℃が好ましい。
第2成形工程においては、生産性の観点から短時間、例えば5分間以内で接着層の反応がある程度進んでいる、もしくは、終わっていることが好ましい。
接着性樹脂組成物は、半透明や不透明でもよいが、透明性を有していることが好ましい。
第1の樹脂層の内面は、一方向曲げ形状であることが好ましい。一方向曲げ形状とは、少なくとも1つの面内方向に沿う直線において、長さ方向のいずれの位置でも、少なくとも1つの厚さ方向断面が直線状となる形状である。例えば、図1に示す第1の樹脂層21の内面21aにおいて、第1の樹脂層21の長さ方向(図1に示すX方向)に沿って一端21cから他端21dに至る基準直線(図示略)を想定する。内面21aの、幅方向(図1に示すY方向)に沿う厚さ方向断面は、基準直線の長さ方向のいずれの位置においても直線状である。
なお、基準直線は、内面21aを平坦化した場合に直線であればよい。Y方向は、内面21aの面内においてX方向と直交する方向である。
第1の樹脂層の内面の形状は、一方向曲げ形状に限らず、多方向曲げ形状(3次元形状)であってもよい。多方向曲げ形状は、例えば、図1に示す内面21aにおいて、前述の基準直線(図示略)の長さ方向のいずれかの位置で、厚さ方向断面が直線状とならない形状である。多方向曲げ形状(3次元形状)としては、例えば、球面に沿う湾曲凹形状などが挙げられる。
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
アクリル系ポリマーを含むポリマー溶液として、SKダイン(登録商標)2094(綜研化学株式会社)、架橋剤としてE−AX(綜研化学株式会社)を用い、アクリル系ポリマー100重量部に対して、架橋剤0.2重量部の割合で配合した。得られた混合物に、熱重合開始剤として、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート(日油株式会社製;製品名:パーブチル(登録商標)O)0.08重量部と、アクリル系モノマーである、4−ヒドロキシブチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社;4HBA)40重量部と、を加えて、接着剤原材料組成物を調製した。
接着剤原材料組成物は、溶媒として、酢酸エチル(沸点77℃)を含み、コーティングするための塗料として、粘度等の性状が改善されている。
この接着剤原材料組成物を、セパレーター(藤森工業株式会社製;製品名:125E−0010DG2.5AS、厚み125μm)の上面に、アプリケーターを用いて、乾燥後における接着剤樹脂層(粘着剤層)の厚みが50μmとなるように塗布した後、乾燥工程において90℃、2分間の条件で溶剤を乾燥させて接着性樹脂層が積層された積層体を作製した。
次に、得られた積層体の接着性樹脂層の上面に、セパレーター(藤森工業株式会社製;製品名;38E−0010BDAS、厚み38μm)を貼合して、接着性樹脂フィルムを作製した。
その後、1週間のエージングを行うことで、アクリル系ポリマーと架橋剤(エポキシ系)の反応を終了させて、架橋されたアクリル系ポリマーと、架橋剤と、熱重合開始剤と、アクリル系モノマーと、の4種類の成分が含まれる接着性樹脂層を得た。
接着剤原材料組成物の組成及び接着剤樹脂層厚みを表1に示す。
なお、表1において、商品が溶液として市販されている場合、重量部の数値は、そのうち接着性樹脂層を構成する各成分の重量部を示す。
(実施例2〜4)
接着剤原材料組成物の組成及び接着剤樹脂層厚みを表1に示す。
実施例2では、イソシアネート系の架橋剤(TD−75、コロネートHX)がアクリル系ポリマーの官能基のみならず、水酸基を含有するアクリル系モノマー(4HBA)の一部とも反応して、架橋されたアクリル系ポリマーを形成するが、その場合でも、実施例1と同様に、接着性樹脂層には、アクリル系ポリマーと、架橋剤と、熱重合開始剤と、アクリル系モノマーと、の4種類の成分が含まれる。
(比較例1)
接着性樹脂層が熱重合開始剤およびアクリル系モノマーを含まないこと以外は実施例1と同様にして接着性樹脂フィルムを作製した。
「SKダイン2094」は、アクリル系ポリマーの商品名、SKダイン(登録商標)2094(綜研化学株式会社、酸価:33、数平均分子量7万、固形分濃度25%)を表す。「SKダイン2147」は、アクリル系ポリマーの商品名、SKダイン(登録商標)2147(綜研化学株式会社、酸価:33)を表す。「E−AX」はエポキシ系硬化剤の商品名(綜研化学株式会社)を示す。「TD−75」はイソシアネート系硬化剤の商品名(綜研化学株式会社)を示す。「UV−3310B」は、ウレタンアクリレートの商品名(日本合成化学工業株式会社)を表す。「パーブチル(登録商標)O」は、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエートを有効成分とする熱重合開始剤(日本油脂株式会社、1分間半減期温度:134.0℃)である。
〈試験結果〉
次に、評価方法及びその結果について、説明する。
(積層工程:中間積層体の作製)
図4に示す第1の樹脂層21は、15cm×15cmに裁断した厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)シートである。
図4および図5に示すように、接着性樹脂フィルム10から第1のセパレーター12を剥がして、接着性樹脂層11の粘着面11aを露出させ、図6に示すように、接着性樹脂層11を第1の樹脂層21の内面21aに貼着させた。押圧ローラ31を第2のセパレーター13の外面に沿って長さ方向(矢印方向)に転動させることによって、第2のセパレーター13を介して接着性樹脂層11を第1の樹脂層21の内面21aに向けて押圧した。図7に示すように、第2のセパレーター13を接着性樹脂層11から剥がし、図8に示すように、接着性樹脂層11の第2面11bに第2の樹脂層22(PET)を貼り付けることによって中間積層体24を得た。
(第1成形工程:中間積層体の成形)
図9および図10に示すように、中間積層体24を間に挟んだ状態で、第1金型41と第2金型42とを閉じることによって、プレス成形により中間積層体24を成形した。図11に示すように、成形された中間積層体24を金型40から取り出した。
(第2成形工程:第3の樹脂層の形成)
図12に示すように、第1金型141と第2金型142との間に中間積層体24を配置して、第1金型141と第2金型142とを閉じた。
図13に示すように、溶融した原材料樹脂25(PET)を流路145から空間146に供給(射出)し、空間146に充てんさせることによって、第3の樹脂層26(厚み100μm)を形成した。原材料樹脂25の温度(溶融温度)は200℃とした。加熱時間(第1金型141と第2金型142とが閉じられている時間)は1分間とした。図14に示すように、積層構造体30を金型40から取り出した。
積層構造体30について、樹脂層21,22に対する接着層23の密着状態(密着度)を確認した。
○: ウキ・剥がれ無し
△: 部分的にウキ・剥がれ
×:全面ウキ・剥がれあり
Figure 0006914156
(評価結果)
実施例1〜4は、いずれも十分な接着強度(密着度)を示した。これに対し、比較例1では、接着強度(密着度)が低かった。
熱重合開始剤として、「パーブチル(登録商標)O」(1分間半減期温度:134.0℃)に代えて、1分間半減期温度が高い(約232℃)「パークミル(登録商標)P」を用いること以外は実施例1と同様にして積層構造体を作製したところ、接着強度は比較例1より高いが実施例1〜4に比べてやや低い結果となった。
以上の結果より、接着性樹脂層が(A)アクリル系ポリマーと、(B)架橋剤と、(C)熱重合開始剤とを含有することで、接着強度の点で優れた積層構造体が得られることがわかった。
10…接着性樹脂フィルム、11…接着性樹脂層(第1接着性樹脂層)、11b…第2面(表面)、12,13…セパレーター、21…第1の樹脂層、21a…内面(被形成面)、21b…外面、22…第2の樹脂層、22a…内面、23…接着層(第1接着層)、25…原材料樹脂、26…第3の樹脂層(樹脂部材)、30、130…積層構造体、31…押圧ローラ、111…第2接着性樹脂層、123…第2接着層。

Claims (12)

  1. 第1の樹脂層と第2の樹脂層とが接着性樹脂層を介して積層された中間積層体を作製する積層工程と、
    前記中間積層体を成形する第1成形工程と、
    前記成形が施された中間積層体の表面に、原材料樹脂を用いて射出成形により樹脂部材を形成することによって、前記接着性樹脂層の少なくとも一部が熱硬化されて接着層となった積層構造体を得る第2成形工程と、を有し、
    前記接着性樹脂層を構成する接着性樹脂組成物は、少なくとも(A)アクリル系ポリマーと、(B)架橋剤と、(C)熱重合開始剤とを含有する、積層構造体の製造方法。
  2. 前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち少なくともいずれか一方は、少なくとも内面が加飾されている、請求項1に記載の積層構造体の製造方法。
  3. 前記接着性樹脂組成物は、アクリル系モノマー又はアクリル系オリゴマーをさらに含む、請求項1または2に記載の積層構造体の製造方法。
  4. 前記接着性樹脂組成物は、アクリル系モノマーをさらに含み、
    前記アクリルモノマーは、水酸基を含有したモノマーである、請求項1または2に記載の積層構造体の製造方法。
  5. 前記接着性樹脂組成物は、アクリル系オリゴマーをさらに含み、
    前記アクリル系オリゴマーとして、硬化性ウレタンアクリレートを含有する、請求項1または2に記載の積層構造体の製造方法。
  6. 前記接着層は、ヘイズが2.0%以下であり、かつ前記第1の樹脂層または前記第2の樹脂層に対する接着強度が20N/25mm以上である、請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
  7. 前記接着層は、ヘイズが1.0%以下であり、かつ可視光の透過率が85%以上である、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
  8. 前記接着層の厚さは、20μm以上、200μm以下である、請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
  9. 前記中間積層体の前記第1の樹脂層または前記第2の樹脂層に対する前記接着性樹脂層の接着強度は、20N/25mm未満であり、
    前記積層構造体の前記第1の樹脂層または前記第2の樹脂層に対する前記接着層の接着強度は、20N/25mm以上である、請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
  10. 前記積層工程において、前記中間積層体を作製するにあたって、第1および第2のセパレーターとその間に積層された前記接着性樹脂層とを有する構造体から前記第1のセパレーターを剥がして露出した前記接着性樹脂層の面を前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち一方に貼着させた後、前記第2のセパレーターを剥がし、露出した前記接着性樹脂層の面を前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち他方に貼着させる、請求項1〜9のうちいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
  11. 前記積層工程において、前記接着性樹脂層を前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層のうち一方に貼着させた後、前記第2のセパレーターを剥がす前に、押圧ローラを用いて、前記第2のセパレーターを介して前記接着性樹脂層を押圧する、請求項10に記載の積層構造体の製造方法。
  12. 前記第2成形工程において、前記樹脂部材を形成する際の前記原材料樹脂の溶融温度は、前記熱重合開始剤の1分間半減期温度よりも高い、請求項1〜11のうちいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
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