JP6931054B2 - 改良された機械的特性および高い耐候性を有する押出つや消しフォイル - Google Patents

改良された機械的特性および高い耐候性を有する押出つや消しフォイル Download PDF

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Description

本発明は押出つや消しフォイルに関し、前記押出つや消しフォイルは、少なくとも1つのフッ素重合体を含むポリマーマトリックスにガラスビーズが均一に分散した少なくとも1つの層と、少なくとも1つの別の層とを含む。つや消しフォイルは、特に高い紫外線(ultraviolet:UV)耐性、高い耐候性、および優れた機械的特性を有する。したがって、本発明のフォイルは、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride:PVC)などの材料の表面保護や高圧積層物(high−pressure laminate:HPL)に使用するのに非常に適している。
ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride:PVDF)などのフッ素重合体のフォイルは、優れたUV耐性および耐湿性を有しており、化学物質、大気中の物質、機械的損傷、菌類、埃、および落書きに対する保護を提供する。一般に、そのようなフォイルは、ポリメチル(メタ)アクリレート(polymethyl(meth)acrylate:PMMA)の追加層を含み、前記追加層は、PVDF層の下方に配され、UV吸収剤とUV安定剤とを含む。そのような多層フォイルは、太陽の紫外線や風化に対する優れた保護を提供し、一般に、UV感応性基板の積層に使用される。
国際公開第2009/000566A1号は、耐候性に優れ、高いUV保護作用を有するPMMA/PVDFフォイルについて記載している。このフォイルは、PVDFとPMMAとを、1:0.01〜1:1(w/w)の比率で含み、さらに、UV安定剤とUV吸収剤から構成される混合物を含む。
米国特許出願公開第2008/0311406A1号は、同時押出多層フォイルについて記載しており、前記同時押出多層フォイルは、
PVDFと任意でPMMAとを含む表面層と、
PVDFとPMMAとを含む中間層と、
機能性PMMAを含む接着層と、
を含む。
前記米国特許出願公開は、(リグノ)セルロース材プレートの保護層として前記フォイルを使用すると記載している。
欧州特許公開第2756950A1号は、積層フォイルについて開示しており、前記積層フォイルは、PVDFとアクリル樹脂とのポリマー混合物の層と、アクリル樹脂組成物の別の層とを含む。前記特許公開は、前記積層フォイルは光沢のある外観を有すると明示している。
国際公開第2009/000566A1号 米国特許出願公開第2008/0311406A1号 欧州特許公開第2756950A1号
PVDF外層の固有の光沢により、PVDF系フォイルは、一般に、光沢のある外観を有する。そのような光沢のある外観は、多方面において美的にアピールすると考えられるが、つや消しの外観が望まれる場合には、不利となる。前記各特許公報は、高圧積層物(high−pressure laminate:HPL)、窓用形材、ドア、およびガレージのドアなどの各種建造物に適用するコーティングを含む。
PVDF系フォイルをつや消しにするための一般的な技術は、フォイルの外面の機械的構造化であり、その構造化は、製造または積層の際に、例えば、熱によるエンボス加工によって行う。しかし、そのような構造化フォイルを基板に施す、またはそのフォイルを後に長期間使用すると、フォイルの構造化面は、容易に、伸張、圧縮、または屈曲する可能性がある。これらの状況下で、表面の構造は、少なくともある程度、損失し、影響を受けた部分には光沢が現れる。
さらに、これらの構造化フォイルにおいて望ましくない程度の光沢は、加工の際の温度やロールの表面材料などの多くの要因に依存し、容易に影響を受けうる。したがって、そのようなフォイルで被覆される材料の最終外観は、再生不可能であり、実質、予測不能である。例えば、そのようなフォイルを基板の積層に使用した場合、結果として生じる積層材の最終外観は、様々なプロセス条件に大いに依存し、これは非常に望ましくない。
最終生産物の外観のばらつきを避けるために、通常、構造化表面を有するPVDF系フォイルを、全く同一の設備を用いて使用する必要があり、また、適切に定義された狭い温度範囲内で扱う必要がある。したがって、前記PVDF系フォイルを含む積層材の製造および扱いは、特にコスト面で非効率的である。
PMMAシート中に均一に分散したガラスビーズなどの粒子を使用することが、以前より知られている。例えば、米国特許第7,183,001B1号には、光散乱物質用に作られた熱可塑性組成物について記載されており、前記熱可塑性組成物は、(メタ)アクリル共重合体から形成された透明な熱可塑性物質と、空胴ガラス球状粒子、または、光散乱粒子として機能する、空胴ガラス球状粒子と鉱物および/または有機化合物の粒子との混合物と、を含む。
さらに、いくつかの特許公開(例えば、特開平8−183925A号、特開平4−11672号、英国特許公開第1205268A号など参照)は、ガラスビーズを含むフッ素重合体系懸濁液について記載している。そのような懸濁液は、金属基板に非付着コーティングを形成するのに用いることができ、例えば、フライパンをコーティングするのに用いられる。これらのコーティングは、とりわけ、懸濁液から形成されるコーティングにポリマー鎖の配向がないという点で、同時押出フォイルとは区別することができる。一方、押出フォイルは配向ポリマー鎖を含む。
しかし、ガラスビーズは、同時押出多層フォイルのフッ素重合体系ポリマーマトリックスにおいては使用されてこなかった。
特開平4−173843号は、PVDFとアクリル樹脂とガラスビーズとを含む組成物から形成された押出単層膜について記載している。前記膜を、接着剤によって金属性基板に接着することが可能であり、前記接着剤は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、またはフッ素樹脂、好ましくはその組み合わせを含む。
上記にもかかわらず、フッ素重合体は、高疎水性であり、ガラスなどの親水性面を有する無機材料に対する付着性が低いことが知られている。無機材料粒子とフッ素重合体マトリックスとの間の付着性が低いことが予想され、その結果、特に無機材料粒子が実質球状である場合は、系全体の機械的特性がどちらかと言えば中程度であると予想されてきた。
さらに、ガラスビーズの表面は、高温でフッ素重合体材料を分解するための触媒として機能することができ、これはフッ素重合体材料の熱可塑性加工に必要であると一般に考えられてきた。そのような熱分解は、有毒性および腐食性の高いフッ化水素を分解することが知られている。例えば、株式会社クレハ製PVDF(T850)、またはソルベイ社のPVDF(Hylar(登録商標)9009)など、一般的な市販のフッ素重合体の製品安全データシートには、PVDFマトリックスにガラスを混合させることは、上記の理由により、避けなくてはならないと指摘している。
シリコーン、PMMA、または架橋ポリスチレンなどの重合体の疎水性分散粒子を、同時押出多層膜のフッ素重合体のマトリックスに混合させることも、未だ行われていない。結果として生じるフッ素重合体フォイルは、未変性フッ素重合体フォイルよりも、著しく低い耐化学薬品性を有すると一般に考えられているため、PMMA粒子は使用されてこなかった。フッ素重合体マトリックスに、Tospearl(登録商標)120などのシリコーン粒子を使用することもまた避けられてきた。これは、そのような粒子とフッ素重合体との間の付着性は弱いと考えられているからである。さらに、フォイルの外層にシリコーン粒子が含まれている場合、たとえ、印刷パターンやシリコーン粒子が前記フォイルの反対側に配されたとしても、前記フォイルは、印刷への用途には適さない。
上記を考慮し、本発明の目的は、長期間にわたって均一なつや消し外観を有するフッ素重合体系フォイルを提供することであって、前記フッ素重合体系フォイルの外観は、特に高温および/または機械的圧力下で、フォイルを引き続き取り扱う際に、影響を受けない、または損なわれない。特に、加工温度、および材料または積層ロールなどの加工ツールとは関係なく、実質均一な外観を有する材料を得るために、積層プロセスに、所望のフォイルを使用することが重要である。
従来技術により機械的にテクスチャリングしたフォイルとは対照的に、前記フォイルは、そのフォイルが、屈曲、伸張、および外部からの機械的圧力を受けるような用途、または温度が変動する中で扱われるような用途においても、均一なつや消しの状態のままであるべきである。さらに、前記フォイルは、従来技術のフッ素重合体フォイルによる利点を提供し、特に、化学薬品、湿度、および紫外線に対する耐化学薬品性に優れ、機械的安定性に優れる。
本発明は、驚くべき発見、つまり、同時押出多層フォイルのフッ素重合体層にガラスビーズなどのガラス粒子を実質均一に混合することによって、機械的特性に優れ、耐候性、耐化学薬品性、および耐熱性が非常に高いフォイルを形成することができるという発見に基づいている。さらに、より重要なことに、そのようなフォイルは、特に顕著に光沢のある外観を与えることなく、特に均一な外観を有する積層物を提供する積層工程において使用することができる。特に、最終積層物の外観は、積層温度や加工機器などの要因に依存しない。
第1の態様において、本発明は、同時押出多層フォイルに関し、前記同時押出多層フォイルは、少なくともA層とB層とを含み、前記A層は、A層の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
を含み、
前記B層は、B層の全重量に対して、
0.0wt%〜100.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
0.0wt%〜95.0wt%の、1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
0.0wt%〜40.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
0.0wt%〜20.0wt%の付着促進共重合体と、
を含み、
前記付着促進共重合体は、付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
を含み、
B層中の、ポリ(メチル)メタクリレートと1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤の累積含有量は、B層の重量に対して、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、より好ましくは少なくとも70wt%、さらにより好ましくは80wt%、さらにより好ましくは90wt%、特に好ましくは少なくとも95wt%である。
当業者は容易に理解するであろうが、本明細書において使用する用語「フォイル」は、厚さ5mm未満、好ましくは厚さ1mm未満のシートを意味する。本発明のフォイルを保護コーティングとして有利に使用することができるが、本願において使用される用語「フォイル」は、用語「コーティング」とは,一般的に区別されるべきである。コーティングは、通常、多層基板の最上層であり、前記基板とは別々に扱うことができない。コーティングとは対照的に、本発明のフォイルは必ずしも多層品の層ではない、すなわち、必ずしもいずれかの基板に付与されているというわけではなく、したがって、別々に扱うことができ、様々な異なる目的に使用することができる。
つや消し効果は、フォイル表面上のガラスビーズによって付与され、好ましい実施形態においては、フォイル表面から実際に外に突き出る(突出する)ガラスビーズによって付与される。このように、ガラスビーズによって散乱光分散が付与され、その結果、光の反射を実質軽減し、それによって光沢が減少する。
本発明者らは、積層工程の際、120℃以上の温度においても、本発明のフォイルは均一につや消しの状態を保持し、積層ロールの機械的圧力によってガラスビーズがフォイル材料中に「沈み込む」ことはないことを見出した。むしろ、ガラスビーズは、結果として生じた積層品の表面に可視状態で留まり、それによって均一なつや消し外観が確実となる。さらに、表面の粗さは、実質変化しないままである。この観察結果は非常に驚くべきことであり、なぜなら、高疎水性フッ素重合体マトリックスと親水性ガラスビーズとの間の付着性が弱いことによって、機械的特性が弱い系が生じるであろうと、一般的に考えられてきたからである。
本明細書に使用される用語「均一」は、フォイル内のガラスビーズの濃度が実質一定であることを意味する。
最後に、本発明の材料は耐熱性に優れているという発見は、ガラスなどの無機材料の表面は、高温で触媒として機能してマトリックスの材料を分解するという、一般的な技術的偏見とは異なる。
本発明のフォイルは、少なくともA層とB層とを含み、前記A層は、A層の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
を含み、
前記B層は、B層の全重量に対して、
0.0wt%〜100.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
0.0wt%〜95.0wt%の、1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
0.0wt%〜40.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
0.0wt%〜20.0wt%の付着促進共重合体と、
を含み、
前記付着促進共重合体は、付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
を含み、
B層中の、ポリ(メチル)メタクリレートと1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤の累積含有量は、B層の重量に対して、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、より好ましくは少なくとも70wt%、さらにより好ましくは80wt%、さらにより好ましくは90wt%、特に好ましくは少なくとも95wt%である。
本発明のつや消しフォイルは、耐候性と機械的耐性の点で、市場で入手可能なつや消しフォイルよりも優れており、かつ、改良された長期安定性(10年超=長期安定性)を有する。本明細書に使用される用語「安定性」は、風化や機械的損傷に対する、フォイルに固有の安定性を意味するだけでなく、その保護作用の持続性も意味する。
さらに、本発明のつや消しフォイルは下記の利点を提供する。
・各種積層機器を使用して、様々な温度で各種基板を積層するのに、前記つや消しフォイルを使用することができる。結果として生じる積層品の外観は、極めて均一であり、かつ、積層温度または積層ロールの材料などの加工条件に実質依存しない。
・前記つや消しフォイルは、耐候性に優れ、かつ、例えば、市販の洗浄組成物などに対して、非常に優れた耐化学薬品性を有する。
・前記つや消しフォイルは、水蒸気に対して、実質、不透過である。すなわち、前記つや消しフォイルの水蒸気透過率は、未変性PVDFフォイルの水蒸気透過率に相当する。
・前記つや消しフォイルは、防汚性を有し、洗浄を容易にする。
・前記つや消しフォイルは、長期間、均一につや消しの状態を保持する。
・押出工場において、コスト面で効率良く、前記つや消しフォイルを製造することができる。
本発明において使用される材料は、熱安定性に優れているので、押出などの熱可塑化加工、射出成形、またはチルロール法などのフォイル成形法に非常に適している。
さらに別の態様において、本発明は、フォイルを製造する方法に関し、前記方法は、組成物から、フォイル成形法、好ましくはチルロール法で、前記フォイルを成形するステップを含み、前記組成物は、組成物の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
を含む。
さらに別の態様において、本発明は、多層品、好ましくは高圧積層物に関し、前記多層品は、フォイルによって少なくとも部分的に被覆された基板を含み、
A層は、多層品の外面を形成し、
B層は、A層と基板の間に配され、かつ、
C層が含まれる場合は、C層は、B層と基板の間に配される。
本発明のさらに別の態様は、フォイルを製造する方法に関し、前記方法は、組成物から、フォイル成形法、好ましくはチルロール法で、前記フォイルを成形するステップを含み、前記組成物は、組成物の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
を含む。
本発明のさらに別の態様は、多層品に関し、前記多層品は、本発明のフォイルによって少なくとも部分的に被覆された基板を含む。本発明のフォイルは、風化に対する安定性および機械的特性に優れ、物品にコーティングとして施すと、かき傷、化学薬品、湿気、および太陽の紫外線から前記物品を保護することができる。結果として、生じた物品は、上記の因子に曝される環境で使用する、例えば屋外使用などに非常に適している。
したがって、本発明の要点を以下のようにまとめることができる。
{1}少なくともA層とB層とを含む同時押出多層フォイルであって、前記A層は、A層の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
を含み、
前記B層は、B層の全重量に対して、
0.0wt%〜100.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
0.0wt%〜95.0wt%の、1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
0.0wt%〜40.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
0.0wt%〜20.0wt%の付着促進共重合体と、
を含み、
前記付着促進共重合体は、付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
を含み、
B層中の、ポリ(メチル)メタクリレートと1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤の累積含有量は、B層の重量に対して、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、より好ましくは少なくとも70wt%、さらにより好ましくは80wt%、さらにより好ましくは90wt%、特に好ましくは少なくとも95wt%である、
フォイル。
{2}{1}項に記載のフォイルであって、前記A層は、A層の全重量に対して、
85.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜15.0wt%のガラスビーズと、
含む、フォイル。
{3}{1}項または{2}項に記載のフォイルであって、前記フッ素重合体は、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、または、これらの混合物から選択される、フォイル。
{4}{1}項〜{3}項のいずれかに記載のフォイルであって、前記フッ素重合体は、主に非晶質または微晶質のポリフッ化ビニリデンであって、ゲル浸透クロマトグラフィー(gel permeation chromatography:GPC)によって求められる分子量Mwが好ましくは50,000g/mol〜300,000g/molであるポリフッ化ビニリデンである、フォイル。
{5}{1}項〜{4}項のいずれかに記載のフォイルであって、前記ガラスビーズは実質球状であり、前記ガラスビーズの平均径は、2.0μm〜30.0μm、好ましくは5.0μm〜20.0μmである、フォイル。
{6}{1}項〜{5}項のいずれかに記載のフォイルであって、前記ポリアルキル(メタ)アクリレートは、平均分子量Mwが80,000g/mol〜180,000g/molであるポリメチルメタクリレートであり、かつ、組成物の重合によって得ることができ、前記組成物は、重合可能な構成成分として、重合可能な前記組成物の重量に対して、
(a)50.0wt%〜99.9wt%のメチルメタクリレートと、
(b)0.1wt%〜50.0wt%の炭素原子数1〜4のアルコールのアクリル酸エステルと、
(c)モノマー(a)および(b)と共重合可能な、0.0wt%〜10.0wt%の少なくとも1つの別のモノマーと、
を含む、フォイル。
{7}{1}項〜{6}項のいずれかに記載のフォイルであって、使用する前記ガラスビーズの重量に対して、少なくとも20wt%、好ましくは少なくとも40wt%、さらにより好ましくは60wt%、さらにより好ましくは80wt%のガラスビーズの直径は、A層の平均厚より大きい、フォイル。
{8}{1}項〜{7}項のいずれかに記載のフォイルであって、前記B層は、B層の全重量に対して、
第1UV吸収剤として、0.5wt%〜4.0wt%のベンゾトリアゾールタイプの化合物と、
第2UV吸収剤として、0.5wt%〜3.0wt%のトリアジンタイプの化合物と、
UV安定剤として、0.2wt%〜2.0wt%のヒンダードアミン光安定剤(Hindered Amine Light Stabilizer:HALS)タイプの化合物と、
を含む、フォイル。
{9}{1}項〜{8}項のいずれかに記載のフォイルであって、前記フォイルは、さらに、付着促進層であるC層を含み、
B層は、A層とC層の間に配され、
C層は付着促進共重合体を含み、
付着促進共重合体は、付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)0.0wt%〜25.0wt%の、ビニル官能基以外に官能基を有さない他のビニル共重合性モノマーと、
を含む、フォイル。
{10}{1}項〜{9}項のいずれかに記載のフォイルであって、
A層の厚さは、1.0μm〜30.0μmであり、
B層の厚さは、15.0μm〜150.0μmである、
フォイル。
{11}{1}項〜{10}項のいずれかに記載のフォイルを製造する方法であって、
前記方法は、組成物から、フォイル成形法、好ましくはチルロール法で、前記フォイルを成形するステップを含み、前記組成物は、組成物の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
を含む、方法。
{12}多層品、好ましくは高圧積層物であって、前記多層品は、{1}項〜{10}項のいずれかに記載のフォイルによって少なくとも部分的に被覆された基板を含み、
A層は、多層品の外面を形成し、
B層は、A層と基板の間に配され、
C層が含まれる場合は、C層は、B層と基板の間に配される、
多層品。
{13}{12}項に記載の多層品であって、
B層はA層に隣接し、
C層が含まれる場合は、C層はB層に隣接する、
多層品。
{14}{12}項または{13}項に記載の多層品を製造する方法であって、前記方法は、同時押出、積層、または押出積層により、{1}項〜{10}項のいずれかに記載のフォイルで基板を被覆するステップを含む、方法。
{15}{14}項に記載の方法であって、前記多層品は高圧積層物であり、{1}項〜{10}項のいずれかに記載のフォイルで基板を被覆する前記ステップを、1MPa以上、好ましくは4MPa以上、より好ましくは6MPa以上の圧力、かつ120℃以上の温度で実施する、方法。
フッ素重合体系A層とPMMA系B層からなる、本発明のつや消しフォイルの概略図である。 1.フッ素重合体系A層 2.フッ素重合体マトリックス 3.ガラスビーズ 4.PMMA系B層 フッ素重合体系A層と、PMMA系B層と、付着促進層であるC層とを含むつや消しフォイルの実施形態の概略図である。 1.フッ素重合体系A層 2.フッ素重合体マトリックス 3.ガラスビーズ 4.PMMA系B層 5.付着促進C層 走査電子顕微鏡を用いて得た、本発明のつや消しフォイルの顕微鏡写真である。倍率:5000倍、10kV、SED検出器。
本発明のフォイルは、フッ素重合体系A層を含み、A層においては、ガラスビーズがポリマーマトリックスに実質均一に分散している。一実施形態において、前記ポリマーマトリックスは、PVDFなどのフッ素重合体と、PMMAなどのポリアルキル(メタ)アクリレートなどの少なくとも一つの別の重合体との組み合わせを含む。本実施形態において、A層の全重量に対して、フッ素重合体の含有量は、通常、40.0wt%〜97.0wt%であり、ポリアルキル(メタ)アクリレートの含有量は、0.0wt%〜45.0wt%である。これは、フッ素重合体とポリアルキル(メタ)アクリレートとの重量比約1:1〜約1:0に対応する。当業者は容易に理解するであろうが、A層におけるポリマーマトリックスの厳密な組成はフォイルの用途に依存して調節することができる。特に耐候性を持つフォイルは、PMMAとPVDFとの組み合わせを用いて得ることができ、この場合、PVDFとPMMAの重量比は、1.0:0.01〜1:1(w/w)、より好ましくは1.0:0.15〜1.0:0.40(w/w)であり、特に好ましくは1.0:0.15〜1.0:0.30(w/w)である。
ガラスビーズ
重合体マトリックスに分散するガラスビーズの含有量は、フォイルの所望光沢度に依存し、A層の全重量に対して、通常、3.0wt%〜30.0wt%であり、より好ましくは5.0wt%〜20.0wt%であり、特に好ましくは10.0wt%〜15.0wt%である。
ガラスビーズのアスペクト比は、少なくとも約4:1であり、より好ましくは少なくとも約2:1である。理想的には、ガラスビーズは実質球状、すなわち、アスペクト比が約1:1である。
ガラスビーズの粒度分布が狭いと有利である。粒度分布は、従来装置、例えば、Mastersizer2000などのMalvern社製粒径分析装置を用いて測定してもよい。通常、ガラスビーズは、中空ではない(つまり、空洞がない)ガラスビーズであり、いずれかの化学組成物に限定されることはなく、平滑な表面またはエッチングされた表面を有する。表面エッチングは、所望の程度に表面をエッチングするのに充分な時間をかけてガラスビーズを硝酸に接触させることによって行うと都合が良い。ガラスビーズとフッ素重合体系マトリックスとの付着を最適にするために、ガラスビーズはシロキサン層も含んでもよい。
ガラスビーズのサイズ(平均径、重量平均)は、フォイルの所望光学特性と所望の表面粗さに依存し、通常、2.0μm〜30.0μm、好ましくは5.0μm〜20.0μm、さらにより好ましくは8.0μm〜15.0μmの範囲から選択される。平均径が2.0μm未満のガラスビーズを使用した場合、生じるフォイルの表面は、通常、もはやつや消しには見えない。一方、平均径が30.0μm超のガラスビーズを使用した場合、表面粗さが比較的高くなり、これは多くの用途において望ましくない。
ガラスビーズのサイズ、いわゆるd50値(すなわち、50体積%の粒子が特定の平均粒径未満の粒径を有する)として示されるサイズは、レーザー回折計測ISO13320(2009)の標準正規分布に従って測定することができる。各々の場合(酢酸ブチル屈折率1,462での粒子分散)において、通常、ガラスビーズのサイズは、小型分散装置MS1を備えたMalvern Instruments社製Malvern Mastersizer 2000を用いて、回転数2,000rpmでのレーザー光散乱(室温23℃)およびフラウンホーファー回折を利用して求められる。本目的にさらに同様に適した機器は、Beckman Coulter社製レーザー回折粒径分析装置LS 13 320である。
本発明者らは、用いたガラスビーズの重量に対して、少なくとも20wt%、より好ましくは少なくとも40wt%、さらにより好ましくは少なくとも60wt%、場合によっては、さらに、少なくとも80wt%のガラスビーズの直径がA層の平均厚みより大きければ、本発明のフォイルは、前記フォイルを用いて積層した基板と同様、特に均一なつや消し外観を呈することを見出した。理論に縛られるのでなければ、そのような実施形態において、ガラスビーズが積層プロセス中に高温で外部の機械的圧力に抵抗する能力は特に高いようである。
フォイルの平均厚および各層の平均厚は、JEOL JSM−IT300(ドイツ、フライジング所在のJEOL GmbHにより市販されている)などの走査電子顕微鏡を使用して得た顕微鏡写真を用いて有利に求められる。測定に好適なサイズの試料片は、液体窒素中でフォイルを凍結させ、機械的に破壊することによって得られる。新たに得られた破壊面は、走査電子顕微鏡を用いて撮影される。
フォイルの良好な機械的特性を得るためには、ガラスビーズは空洞を有さない、すなわち中空でないことが好ましい。
20℃でNa−D線(589nm)で測定した、ガラスビーズの屈折率は、フッ素重合体系A層において高分子材料マトリックスの屈折率とは、0.01単位〜0.2単位異なるように選択される。
ガラスビーズの化学組成は特に限定されず、実質、市販のいかなる種類のガラスも使用することができる。例えば、特に、融解シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、ホウケイ酸ナトリウムガラス、酸化鉛ガラス、アルミノけい酸ガラス、および酸化物ガラスが挙げられ、ソーダ石灰シリカガラスを使用することが特に好ましい。
ソーダ石灰シリカガラスの屈折率は、通常、1.51〜1.52である。特に好ましい実施形態において、ガラスビーズは、以下の組成を有する。
70.0wt%〜75.0wt%のSiO
12.0wt%〜15.0wt%のNa
0.0wt%〜1.5wt%のK
7.0wt%〜12.0wt%のCaO
0.0wt%〜5.0wt%のMgO
0.1wt%〜2.5wt%のAl
0.0wt%〜0.5wt%のFe
好適なガラスビーズの例として、Potters Industries LLC社製Spheriglass(登録商標)7025およびSpheriglass(登録商標)5000などのSpheriglass(登録商標)製品、または、Sovitec Mondial社製Omicron(登録商標)NP3およびOmicron(登録商標)NP5などのOmicron(登録商標)ガラスビーズが挙げられる。
いくつかの実施形態においては、フッ素重合体系A層のポリマーマトリックスは、実質、PVDFなどの、1つまたはくつかのフッ素重合体からなる。これらの実施形態において、フッ素重合体の含有量は、フッ素重合体系A層の全重量に対して、通常、85.0wt%〜97.0wt%、より好ましくは88.0wt%〜95.0wt%、特に好ましくは90.0wt%〜92.0wt%である。したがって、フッ素重合体系A層は、フッ素重合体系A層の全重量に対して、通常、4.0wt%〜15.0wt%、好ましくは5.0wt%〜12.0wt%、特に好ましくは8.0wt%〜10.0wt%のガラスビーズを含む。
フッ素重合体
本発明のフォイルの用途にあわせて、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、または、これらの混合物からフッ素重合体を選択してもよい。
フォイルに使用するPVDF重合体は、一般に、透明かつ半晶質の熱可塑性フッ素樹脂である。PVDFの結晶融点が高いと有利である。PVDFの結晶融点が、少なくとも150℃、より好ましくは少なくとも160℃である場合、フォイルの耐熱性は特に高い。結晶融点の上限は、約175℃であることが好ましく、この温度は、PVDFの結晶の融点と等しい。さらに、PVDFの重量平均分子量Mwは、GPCによって求められ、好ましくは50,000g/mol〜300,000g/mol、より好ましくは80,000g/mol〜250,000g/mol、さらにより好ましくは150,000g/mol〜250,000g/molの範囲にある。
PVDFの基本単位は、フッ化ビニリデンであり、圧力および温度を制御した条件下で、高純度の水中において特定の触媒によって、フッ化ビニリデンを重合することで、PVDFを生成する。フッ化ビニリデンは、例えば、前駆体としてクロロジフルオロエタンを用いて、出発材料としてフッ化水素とメチルクロロホルムから得ることができる。原則として、本発明においては、例えば、Arkema社製Kynar(登録商標)グレード、Dyneon社製Dyneon(登録商標)グレード、またはSolvay社製Solef(登録商標)グレードなど、市販されているいずれのグレードのPVDFも使用に好適である。例えば、下記の市販製品を使用してもよい。ARKEMA社製Kynar(登録商標)720(フッ化ビニリデン含有量:100wt%、結晶融点:169℃)、およびKynar(登録商標)710(フッ化ビニリデン含有量:100wt%、結晶融点:169℃)、株式会社クレハ製T850(フッ化ビニリデン含有量:100wt%、結晶融点:173℃)、ならびに、Solvay Solexis社製Solef(登録商標)1006(フッ化ビニリデン含有量:100wt%、結晶融点:174℃)、およびSolef(登録商標)1008(商品名)(フッ化ビニリデン含有量:100wt%、結晶融点:174℃)。
PVDFは、モノマーの結合様式として3種の結合様式、つまり、頭−頭(head to head)結合、尾−尾(tail to tail)結合、頭−尾(head to tail)結合があり、頭−頭結合と尾−尾結合は、「ヘテロ結合」と称される。PVDFにおける「ヘテロ結合率」が10mol%以下であるとき、A層の耐化学薬品性は特に高い。ヘテロ結合率を低減する観点から、PVDFは懸濁重合により製造された樹脂であることが好ましい。
ヘテロ結合率は、欧州特許公開第2756950A1号に記載されているように、PVDFの19F−NMRスペクトルのピークから求めることができる。
フッ素重合体は、通常、架橋されないので、熱可塑性加工に好適である。
PVDFは、A層の透明度が低下しない程度につや消し剤を含んでもよい。つや消し剤として、有機つや消し剤、および無機つや消し剤を使用することができる。
一実施形態において、フッ素重合体は、主に、ヘイズ値が5未満の非晶質または微晶質のPVDFである。この目的のために、ASTM D1003に従って、23℃で厚さ30μmの純フッ素重合体(PVDF)フォイルのヘイズ値を測定する。適度に低いヘイズ値を有する特に好ましいタイプのPVDFとして、例えばSolvay社製Solef(登録商標)9009、株式会社クレハ製T850、およびArkema社製Kynar(登録商標)9000HDが挙げられる。
ポリアルキル(メタ)アクリレート
上述したように、フッ素重合体系A層は、ポリメチル(メタ)アクリレート(PMMA)など、45wt%以下のポリアルキル(メタ)アクリレートをさらに含んでもよい。PMMAは、一般に、メチルメタクリレートを含む混合物をフリーラジカル重合することによって得られる。一般に、前記混合物は、モノマーの重量に対して、少なくとも40wt%、好ましくは少なくとも60wt%、特に好ましくは少なくとも80wt%、さらにより好ましくは少なくとも90wt%のメチルメタクリレートを含む。
PMMAを製造するための前記混合物は、メチルメタクリレートと共重合可能な他の(メタ)アクリレートを含んでもよい。本明細書において使用する用語「(メタ)アクリレート」が意味するところは、メタクリレート類、アクリレート類、およびこれらの混合物を含む。(メタ)アクリレート類は、飽和アルコール類、例えばメチルアクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなどから誘導してもよいし、または、不飽和アルコール類、例えば、オレイル(メタ)アクリレート、2−プロピニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、およびビニル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート類、例えば、ベンジル(メタ)アクリレートおよびフェニル(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート類、例えば、3−ビニルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびボルニル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、例えば3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3,4−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、および2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリコールジ(メタ)アクリレート類、例えば、1,4−ブタンジオール(メタ)アクリレート、エーテルアルコールの(メタ)アクリレート類、例えば、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ビニルオキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸のアミド類およびニトリル類、例えば、N−(3−ジメチルアミノプロピル)−(メタ)アクリルアミド、N−(ジエチルホスホノ)(メタ)アクリルアミド、1−メタクリロイルアミド−2−メチル−2−プロパノール、硫黄含有メタクリレート類、例えば、エチルスルフィニルエチル(メタ)アクリレート、4−チオシアナトブチル(メタ)アクリレート、エチルスルホニルエチル(メタ)アクリレート、チオシアナトメチル(メタ)アクリレート、メチルスルフィニルメチル(メタ)アクリレート、ビス((メタ)アクリロイルオキシエチル)スルフィド、多価(メタ)アクリレート類、例えば、トリメチロイルプロパントリ(メタ)アクリレートから誘導してもよい。
重合反応は、一般に、公知のフリーラジカル開始剤を用いて開始する。好ましい開始剤には、とりわけ、当業者によく知られたアゾ開始剤、例えば、AIBN、1,1−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、およびペルオキシ化合物類、例えば、メチルエチルケトンペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド、ジラウリルペルオキシド、t−ブチル−2−エチルヘキサノエート、ケトンペルオキシド、メチルイソブチルケトンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、過酸化ジベンゾイル、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン、t−ブチル−2−エチルペルオキシヘキサノエート、t−ブチル−3,5,5−トリメチルペルオキシヘキサノエート、ジクミルペルオキシド、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、クミルヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、2つ以上の前記化合物と別の化合物との混合物、ならびに、前記化合物と、上記には挙げていないが、同様にフリーラジカルを形成することができる化合物との混合物がある。
重合する前記組成物は、上記の(メタ)アクリレート類だけでなく、メチルメタクリレートおよび前記(メタ)アクリレートと共重合可能である他の不飽和モノマーを含んでもよい。これらには、とりわけ、1−アルケン類、例えば、1−ヘキセンおよび1−ヘプテン、分岐アルケン類、例えば、ビニルシクロヘキサン、3,3−ジメチル−1−プロペン、3−メチル−1−ジイソブチレン、および4−メチル−1−ペンテン、アクリロニトリル、ビニルエステル類、例えば酢酸ビニル、スチレン、側鎖にアルキル置換基を有する置換スチレン類、例えばα−メチルスチレンおよびα−エチルスチレン、環上にアルキル置換基を有する置換スチレン類、例えば、ビニルトルエンおよびp−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン類、例えばモノクロロスチレン類、ジクロロスチレン類、トリブロモスチレン類、およびテトラブロモスチレン類、ヘテロ環状ビニル化合物類、例えば2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン、3−エチル−4−ビニルピリジン、2,3−ジメチル−5−ビニルピリジン、ビニルピリミジン、ビニルピペリジン、9−ビニルカルバゾール、3−ビニルカルバゾール、4−ビニルカルバゾール、1−ビニルイミダゾール、2−メチル−1−ビニルイミダゾール、N−ビニルピロリドン、2−ビニルピロリドン、N−ビニルピロリジン、3−ビニルピロリジン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルブチロラクタム、ビニルオキソラン、ビニルフラン、ビニルチオフェン、ビニルチオラン、ビニルチアゾール類および水素化ビニルチアゾール類、ビニルオキサゾール類および水素化ビニルオキサゾール類、ビニルエーテル類およびイソプレニルエーテル類、マレイン酸誘導体、例えば無水マレイン酸、メチルマレイン酸無水物、マレイミド、メチルマレイミド、ならびにジエン類、例えばジビニルベンゼンが挙げられる。
一般に、前記コモノマーの使用量は、モノマーの重量に対して、0.0wt%〜60.0wt%、好ましくは、0.0wt%〜40.0wt%、特に好ましくは、0.0wt%〜20.0wt%であり、前記化合物を、本明細書では、単独または混合物の形態で使用することができる。
PMMAは、
(a)50.0wt%〜99.9wt%のメチルメタクリレートと、
(b)0.1wt%〜50.0wt%の、炭素原子数1〜4のアルコールのアクリル酸エステルと、
(c)0.0wt%〜10.0wt%の、モノマー(a)および(b)と共重合可能なモノマーと、
を、重合可能な構成成分として含む組成物の重合によって得られることがより好ましい。
8.0wt%〜10.0wt%の範囲で、構成成分(c)を、好ましくは構成成分(c)としてn−ブチルアクリレートを使用すると、フォイル固有の安定性が向上する。構成成分(c)の比率が高くなるにつれて、フォイルの安定性も高くなる。しかし、限界値より高くなると、不利になる。
さらに別の実施形態において、PMMAは、100wt%の重合可能な構成成分に対して、85.0wt%〜99.5wt%のメチルメタクリレートおよび0.5wt%〜15.0wt%のメチルアクリレートから構成されることが好ましい。100wt%の重合可能な前記構成成分に対して、90.0wt%〜99.5wt%のメチルメタクリレートと、0.5wt%〜10.0wt%のメチルアクリレートとの共重合によって得ることができる共重合体が特に有利である。例えば、PMMAは、91.0wt%のメチルメタクリレートと9.0wt%のメチルアクリレートとを含んでもよいし、96.0wt%のメチルメタクリレートと4.0wt%のメチルアクリレートとを含んでもよいし、または、99.0wt%のメチルメタクリレートと1.0wt%のメチルアクリレートとを含んでもよい。前記PMMAのビカー軟化点(Vicat softening point:VSP)(ISO306−B50)は、通常、少なくとも90℃、好ましくは95℃〜112℃の範囲内にある。
PMMAポリマーの鎖長は、分子量調節剤、特に例えばこの目的のために公知であるメルカプタン類、例えばn−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、もしくは2−エチルヘキシルチオグリコラート、またはペンタエリトリトールテトラチオグリコラートの存在下で、モノマー混合物を重合することによって調節することができ、前記分子量調節剤の使用量は、一般に、モノマー混合物の重量に対して、0.05wt%〜5.0wt%、好ましくは0.1wt%〜2.0wt%、特に好ましくは0.2wt%〜1.0wt%である(H. Rauch−Puntigam, Th.Volker, 「Acryl−und Methacrylverbindungen」(アクリルおよびメタアクリル化合物)、Springer, Heidelberh, 1967年、Houben−Weyl, Methoden der organischen Chemie(有機化学の方法)、第14/1巻、66頁、Georg Thieme, Heidelberg, 1961年、または、Kirk−Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology、第1巻、296頁目以降、J. Wiley, New York、1978年を参照のこと)。
使用するPMMAの重量平均分子量Mwは、ゲル透過クロマトグラフィー(マトリックスPMMAの全てのMw測定の場合と同様、校正標準としてのPMMAに対して行われるGPC)によって測定され、通常、80,000g/mol超、好ましくは120,000g/mol以上である。本発明の目的のために、PMMAの重量平均分子量Mwが140,000g/mol超であると、さらに耐候性の良好なフォイルを得ることができる。PMMAの重量平均分子量Mwは、一般に、80,000g/mol〜300,000g/molの範囲にある。重量平均分子量Mwが80,000g/mol〜180,000g/molの範囲、好ましくは100,000g/mol〜180,000g/molの範囲、より好ましくは120,000g/mol〜180,000g/molの範囲(PMMAに対するGPCとしてそれぞれ測定される)にあるPMMAをフォイルが含んでいると、特に良好な耐候性が得られる。
前記PMMAは、通常、架橋されないので、熱可塑性加工に好適である。
本発明によれば、前記フォイルは、少なくともA層と、さらに別のB層とを含む(図1参照)。本発明によれば、A層は、B層に直接隣接している。物品を保護するために本発明のフォイルを使用する場合、フッ素重合体系A層は、前記物品の外面を形成し、これによって周囲環境に直面する。B層は、A層の下方に配置、つまり、物品の表面近くに配置される。
B層は、PVDFなど、少なくとも1つのフッ素重合体をさらに含んでもよいが、B層の組成は、通常、フッ素重合体系A層の組成とは異なる。特に、B層は、通常、ガラスビーズを実質含まず、さらにより好ましくはいずれの分散粒子も実質含まない。
B層の組成は、B層の全重量に対して、以下のとおりである。
0.0wt%〜100.0wt%、好ましくは10.0wt%〜90.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
0.0wt%〜95.0wt%、好ましくは10.0wt%〜90.0wt%の、1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
0.0wt%〜40.0wt%、好ましくは10.0wt%〜30.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは1.0wt%〜4.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは0.5wt%〜3.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
0.0wt%〜20.0wt%、好ましくは0.0wt%〜10.0wt%の付着促進共重合体であって、付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
を含む付着促進共重合体。
B層中の、ポリ(メチル)メタクリレートと1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤との累積含有量は、B層の重量に対して、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、より好ましくは少なくとも70wt%、さらにより好ましくは80wt%、さらにより好ましくは90wt%、特に好ましくは少なくとも95wt%である、
例えば、B層は、
10.0wt%〜90.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
10.0wt%〜90.0wt%の、1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは1.0wt%〜4.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは0.5wt%〜3.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
0.0wt%〜20.0wt%、好ましくは0.0wt%〜10.0wt%の付着促進共重合体と、
を含み、
前記付着促進共重合体は、前記付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
を含む。
好ましくは、B層中のポリアルキル(メタ)アクリレートは、上述したようにPMMAであり、フッ素重合体は上述したPVDFである。
耐衝撃性改良剤
本発明で使用する耐衝撃性改良剤は、それ自体、周知のものであり、様々な化学組成および様々なポリマー構造のものがある。耐衝撃性改良剤は、架橋されていてもよく、または熱可塑性であってもよい。さらに、耐衝撃性改良剤は、コア−シェル粒子、またはコア−シェル−シェル粒子のような微粒子状であってもよい。微粒子状耐衝撃性改良剤の平均粒径は、通常、20nm〜400nm、好ましくは50nm〜300nm、より好ましくは100nm〜285nm、最も好ましくは150nm〜270nmである。本文脈における「微粒子」は、一般にコア−シェルまたはコア−シェル−シェル構造を有する架橋されている耐衝撃性改良剤を意味する。
最も単純な場合、微粒子状耐衝撃性改良剤は、乳化重合によって得られた架橋粒子であり、その平均粒径は、10nm〜150nm、好ましくは20nm〜100nm、特に30nm〜90nmの範囲にある。上記微粒子は、少なくとも40.0wt%、好ましくは50.0wt%〜70.0wt%のメチルメタクリレートと、20.0wt%〜40.0wt%、好ましくは25.0wt%〜35.0wt%のブチルアクリレートと、0.1wt%〜2.0wt%、好ましくは0.5wt%〜1.0wt%の架橋性モノマーから構成され、例えば多官能性(メタ)アクリレートと、例えばアリルメタクリレートと、必要に応じて、他のモノマー、例えば、0.0wt%〜10.0wt%、好ましくは0.5wt%〜5.0wt%の、炭素原子数1〜4のアルキルメタクリレート類、例えばエチルアクリレートもしくはブチルアクリレート、好ましくはメチルアクリレート、または、他のビニル重合性モノマー類、例えばスチレンと、を含む。
耐衝撃性改良剤は、二層または三層のコア−シェル構造を有し、乳化重合によって得られるポリマー粒子であることが好ましい(例えば、欧州特許公開第0113924A号、欧州特許公開第0522351A号、欧州特許公開第0465049A号、および欧州特許公開第0683028A号参照)。本発明において、前記乳化重合体は、通常、10nm〜150nm、好ましくは20nm〜120nm、特に好ましくは50nm〜100nmの範囲にある好適な粒径を有することが必要とされる。
1つのコアと2つのシェルとを有する三層構造または三相構造は、以下のようにして形成することができる。最も内側部分の(硬質)シェルは、例えば、主要部分を占めるメチルメタクリレートと、小部分を占めるエチルアクリレートなどのコモノマーと、一部分を占めるアリルメタクリレートなどの架橋剤とから構成されてもよい。中央部分の(軟質)シェルは、例えば、ブチルアクリレートと、さらに必要に応じてスチレンとから構成されてもよく、一方、最も外側部分の(硬質)シェルは、主要部分は、マトリックスポリマーと同じであり、それによってマトリックスに対する相容性および良好な結合がもたらされる。耐衝撃性改良剤中のポリブチルアクリレートの比率は、耐衝撃性作用にとって決定的な要因であり、好ましくは20.0wt%〜40.0wt%、特に好ましくは25.0wt%〜35.0wt%の範囲にある。
特にフォイルを製造するのに、欧州特許公開第0528196A1号において基本的に知られている系、すなわち、二相の耐衝撃性改良重合体である系を使用することがより好ましいが、これに限定されない。前記重合体は、
a1)10.0wt%〜95.0wt%の、70℃超のガラス転移温度Tgを有する凝集性硬質相であって、
a11)(a1に対して)80.0wt%〜100wt%のメチルメタクリレートと、
a12)0.0wt%〜20.0wt%の1つ以上のフリーラジカル重合可能な他のエチレン系不飽和モノマーと
から構成される凝集性硬質相と、
a2)5.0wt%〜90.0wt%の、−10℃未満のガラス転移温度Tgを有し、前記硬質相に分散した靭性相であって、
a21)(a2に対して)50.0wt%〜99.5wt%の、炭素原子数1〜10のアルキルアクリレートと、
a22)フリーラジカル重合可能な、2つ以上のエチレン系不飽和ラジカルを有する、0.5wt%〜5.0wt%の架橋性モノマーと、
a23)必要に応じてフリーラジカル重合可能な他のエチレン系不飽和モノマーと、
から構成される靭性相と、
を含み、
少なくとも15.0wt%の硬質層a1)が、靭性相a2)と共有結合している。
二相の耐衝撃性改良剤は、例えば独国特許公開第3842796A号に記載されているとおり、水中での2段階の乳化重合反応によって製造することができる。第1段階において、靭性相a2)を製造し、靭性相a2)は、少なくとも50.0wt%、好ましくは80.0wt%超の低級アルキルアクリレートから構成されるので、この相のガラス転移温度Tgは−10℃未満となる。使用する架橋性モノマーa22)として、ジオールの(メタ)アクリレート類、例えばエチレングリコールジメタクリレートもしくは1,4−ブタンジオールジメタクリレート、2つのビニル基またはアリル基を有する芳香族化合物類、例えばジビニルベンゼン、または、フリーラジカル重合可能な2つのエチレン系不飽和ラジカルを有する他の架橋剤、例えばアリルメタクリレートをグラフト架橋剤として含む。フリーラジカル重合可能な3つ以上の不飽和基、例えばアリル基または(メタ)アクリル基を有する架橋剤として、例えば、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、およびトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリチルテトラアクリレート、およびペンタエリトリチルテトラ(メタ)アクリレートが挙げられる。架橋剤のさらなる例は、米国特許第4513118号に挙げられている。
a23)に挙げた、フリーラジカル重合可能なエチレン系不飽和モノマーとして、例えば、上記に挙げていない、アクリル酸、メタクリル酸、または炭素原子数1〜20の他のアルキルエステルが挙げられ、その場合、アルキルラジカルは、直鎖、分枝鎖、または環式でありうる。さらに、a23)は、フリーラジカル重合可能であり、かつ、アルキルアクリレートa21)と共重合可能な別の脂肪族コモノマーを含んでもよい。しかし、その目的は、芳香族コモノマー類、例えばスチレン、α−メチルスチレン、またはビニルトルエンが高い比率とならないようにするためであり、その理由は、芳香族コモノマー類は、特に風化に関して最終製品にとって望ましくない特性を引き起こすからである。
第1段階で靭性相を製造する際に、粒径の設定および粒径の多分散性に充分な注意を払わなければならない。このとき、靭性相の粒径は、主に、乳化剤の濃度に依存する。有利には、粒径はシードラテックスの使用によって制御することができる。水相に対して、0.15wt%〜1.0wt%の乳化剤濃度を用いることによって、平均(重量平均)粒径が130nm未満、好ましくは70nm未満であり、かつ、粒径多分散性P80が0.5未満、好ましくは0.2未満である粒子が得られる(P80は、超遠心により求められる粒径分布の累積評価から求められ、P80=[(r90−r10)/r50]−1の関係が成立し、式中、r10、r50、r90=平均累積粒子半径であり、それぞれ、粒子半径の10%、50%、90%よりも大きく、かつ粒子半径の90%、50%、10%よりも小さい値である。)これは、特に、アニオン性乳化剤、例えば、特に好ましくはアルコキシル化および硫酸化パラフィンに当てはまる。使用する重合開始剤として、例えば水相に対して0.01wt%〜0.5wt%のペルオキソ二硫酸アルカリ金属またはペルオキソ二硫酸アンモニウムが挙げられ、20℃〜100℃の温度で重合反応が開始する。レドックス系、例えば、0.01wt%〜0.05wt%の有機ヒドロペルオキシドおよび0.05wt%〜0.15wt%のヒドロキシメチルスルフィン酸ナトリウムから構成される組み合わせを、20℃〜80℃の温度で使用することが好ましい。
靭性相a2)と少なくとも15wt%が共有結合した硬質相a1)のガラス転移温度は、少なくとも70℃であり、硬質相a1)は、メチルメタクリレートのみから構成されてもよい。20wt%以下の、フリーラジカル重合可能な1つ以上の他のエチレン系不飽和モノマーが、コモノマーa12)として、硬質相中に含まれていてもよく、この場合、アルキル(メタ)アクリレート類、好ましくは炭素原子数1〜4のアルキルアクリレートを、ガラス転移温度が上記ガラス転移温度よりも低くならないような量で使用する。
硬質相a1)の重合は、第2段階において、例えば靭性相a2)の重合にも使用される従来の助剤の使用下で、エマルション中で同様に進行する。
熱可塑性の耐衝撃性改良剤は、微粒子状耐衝撃性改良剤とは異なる作用メカニズムを有する。前記耐衝撃性改良剤は、通常、マトリックス材と混合される。例えばブロック共重合体を使用する場合のように、ドメインを形成する場合、例えば電子顕微鏡検査を用いて測定することができる前記ドメインの好ましいサイズは、コア−シェル粒子の好ましいサイズと一致する。
様々な種類の熱可塑性の耐衝撃性改良剤がある。その一例として、脂肪族熱可塑性ポリウレタン(thermoplastic polyurethane:TPU)、例えば、Covestro AG社から市販されているDesmopan(登録商標)製品が挙げられる。例えば、Desmopan(登録商標)WDP85784A、WDP85092A、WDP89085A、およびWDP89051DなどのTPUは、全て1.490〜1.500の屈折率を有し、耐衝撃性改良剤として特に好適である。
耐衝撃性改良剤として本発明のフォイルに使用する別の種類の熱可塑性重合体は、メタクリレート−アクリレートブロック共重合体、特にアクリル酸TPEであり、PMMA−ポリ−n−ブチルアクリレート−PMMAトリブロック共重合体を含み、クラレ社の製品名Kurarity(登録商標)で市販されている。ポリ−n−ブチルアクリレートブロックは、10nm〜20nmのサイズのポリマーマトリックスにおいてナノドメインを形成する。
耐衝撃性改良剤が、架橋粒子、特にコア−シェルまたはコア−シェル−シェル粒子である場合、PMMA系B層は、B層の重量に対して、0.0wt%〜95.0wt%、好ましくは10wt%〜90wt%、特に好ましくは15wt%〜85wt%、例えば、25wt%〜35wt%、または80wt%〜90wt%の耐衝撃性改良剤を含有してもよい。PMMA系B層中に、25wt%〜35wt%の耐衝撃性改良剤を含むフォイルは、比較的硬質で、高圧積層物に使用するには特に有利である。PMMA系B層中に、80wt%〜90wt%の耐衝撃性改良剤を含むフォイルは、高い機械的柔軟性が望まれる用途に対して、非常に好適である。
使用する耐衝撃性改良剤が、熱可塑性材、例えば、列挙した脂肪族TPUまたはアクリル酸TPEである場合、上記の材は、B層の重量に対して、通常、3.0wt%〜90wt%、好ましくは6.0wt%〜25wt%、特に好ましくは9.0wt%〜15wt%の濃度でマトリックス材に含まれる。
B層中のPMMAと耐衝撃性改良剤(以下、「耐衝撃性改良PMMA」と称する)の累積含有量は、B層の重量に対して、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、より好ましくは少なくとも70wt%、さらにより好ましくは少なくとも80wt%、さらにより好ましくは少なくとも90wt%、特に好ましくは少なくとも95wt%である。
UV吸収材およびUV安定剤
光安定剤は周知のとおりであり、例えば、Hans Zweifel, Plastics Additives Handbook, Hanser Verlag、第5版、2001年、141頁以降に、その詳細が記載されている。光安定剤には、UV吸収剤、UV安定剤、およびフリーラジカル捕捉剤が含まれていると理解される。
UV吸収剤は、例えば、置換されたベンゾフェノン、サリチル酸エステル、ケイ皮酸エステル、オキサニリド、ベンゾキサジンオン、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、トリアジン、またはベンジリデンマロネートの群に由来するものであってもよい。UV安定剤/フリーラジカル捕捉剤の最もよく知られている代表例は、立体障害のあるアミン(ヒンダードアミン光安定剤、Hindered Amine Light Stabilizer:HALS)群である。
B層において使用されるような、UV吸収材とUV安定剤の組み合わせは、下記成分から構成されることが好ましい。
・成分A:ベンゾトリアゾールタイプのUV吸収剤
・成分B:トリアジンタイプのUV吸収剤
・成分C:UV安定剤(HALS化合物)
各成分は、単独物質または混合物の形で使用することができる。
使用できるベンゾトリアゾールタイプのUV吸収剤(成分A)として、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ジ(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ブチル−5−メチル−フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−s−ブチル−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、フェノール、および2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)]が挙げられる。
ベンゾトリアゾールタイプのUV吸収剤の使用量は、PMMA系B層の重量に対して、0.1wt%〜10.0wt%、好ましくは0.2wt%〜6.0wt%、極めて特に好ましくは0.5wt%〜4.0wtである。異なるベンゾトリアゾールタイプのUV吸収剤からなる混合物を使用することもできる。
2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノールなどのトリアジンタイプのUV吸収剤(成分B)を成分Aと組み合わせて使用することが好ましい。
トリアジンタイプのUV吸収剤の使用量は、B層の重量に対して、0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは0.2wt%〜3.0wt%、極めて特に好ましくは0.5wt%〜2.0wt%である。異なったトリアジンからなる混合物を使用することもできる。
立体障害のあるアミン類、HALS(ヒンダードアミン光安定剤)UV安定剤は、それ自体知られている。この安定剤は、塗料およびプラスチック、特にポリオレフィンプラスチック中の経年変化を防止するのに使用することができる(Kunststoffe, 74 (1984) 10、 620頁〜623頁、Farbe + Lacke、第96巻、1990年9月、689頁〜693頁)。安定化効果は、HALS化合物に含まれているテトラメチルピペリジン基に由来する。この種の化合物は、ピペリジン窒素上での置換がなくてもよく、または、ピペリジン窒素上でのアルキル基もしくはアシル基による置換があってもよい。立体障害のあるアミンは、UV範囲では吸収しない。立体障害のあるアミンは、形成されているフリーラジカルを捕捉するが、UV吸収剤はラジカルを捕捉することができない。安定化効果をもたらし、混合物の形でも使用することができるHALS化合物として、例えば、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ(4,5)−デカン−2,5−ジオン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)スクシネート、ポリ(N−β−ヒドロキシエチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシ−ピペリジン−スクシネート)、またはビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートが挙げられる。
B層中のHALS化合物の使用量は、B層の重量に対して、通常、0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは0.1wt%〜3.0wt%、極めて特に好ましくは0.2wt%〜2.0wt%である。異なるHALS化合物からなる混合物を使用することもできる。
他の補助安定剤として、上述したHALS化合物、二亜硫酸ナトリウムなどの二亜硫酸塩、ならびに、立体障害のあるフェノール類および亜リン酸塩を使用することができる。そのような補助安定剤は、B層の重量に対して、0.1wt%〜5.0wt%の濃度で含まれていてもよい。
立体障害のあるフェノール類は、本発明のフォイルに使用するのに特に適している。立体障害のあるフェノール類の好ましい例として、とりわけ、6−t−ブチル−3−メチルフェニル誘導体、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,6−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,2’−メチレンビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−ジヒドロキシジフェニルシクロヘキサン、アルキル化ビスフェノール、スチレン化フェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ステアリル−β(3,5−ジ−4−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3−5−ジ−t−ブチル−4ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンが挙げられる。市販の立体障害のあるフェノール類の例として、SUMILIZER BHT BP−76、WXR、GA−80、およびBP−101(以上、住友化学株式会社)、IRGANOX 1076、565、1035、1425WL、3114、1330、および1010(以上、BASF SE社)、MARK AO−50、−80、−30、−20、−330、および−60(以上、アデカ・アーガス化学株式会社)、TOMINOX SS、TT(以上吉富製薬株式会社)、IONOX WSP(ICI社)、SANTONOX(MONSANTO社)、ANTAGECRYSTAL(川口化学工業株式会社)、NOCLIZER NS−6(大内新興化学工業株式会社)、TOPANOL CA(ICI社)、およびCYANOX 1790(ACC社)が挙げられる。
好ましい一実施形態において、B層は、B層の全重量に対して、
第1のUV吸収材として、0.5wt%〜4.0wt%のベンゾトリアゾールタイプの化合物と、
第2のUV吸収材として、0.5wt%〜3.0wt%のトリアジンタイプの化合物と、
UV安定剤として、0.2wt%〜2.0wt%のHALSタイプの化合物と、
を含む。
付着促進共重合体
通常、B層中、および/または、C層が含まれる場合は、C層中の付着促進共重合体は、
(i)50.0wt%〜95wt%の、炭素原子数1〜6のアルコールのメタクリル酸エステルと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の付着促進モノマーと、
(iii)5.0wt%〜25.0wt%の少なくとも1つのビニル芳香族物質と、
(iv)任意に、0.0wt%〜5.0wt%の、エステル基に炭素原子1個〜6個を有するアルキルアクリレートと、
を含む。
例えば、B層中、および/または、C層が含まれる場合は、C層中の付着促進共重合体は、付着促進共重合体の重量に対して、
(i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
を含んでもよい。
モノマー(i)は、エステル基に炭素原子1個〜6個を有するアルキル(メタ)アクリレート類、例えば、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、イソペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2,2−ジメチルブチルメタクリレート、シクロペンチルメタクリレート、およびシクロヘキシルメタクリレート、特に好ましくはメチルメタクリレートからなる群から選択される。
モノマー(iii)は、ビニル芳香族物質類、例えば、α−ハロゲンスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、およびビニルナフタレン、ならびに、好ましくはα−メチルスチレンおよびスチレンからなる群から選択され、特に好ましくはスチレンである。
付着促進モノマー(ii)は、フリーラジカル重合可能なモノマーであって、被覆する材料と相互作用することができる官能基を有するモノマーである。この相互作用は、少なくとも化学結合(共有結合)を介して引き起こされる。さらに、前記相互作用は、例えば、水素結合、錯化、双極子力、または熱力学的融和性(ポリマー鎖の絡み合い)によって促進される。この相互作用には、一般に、窒素または酸素などのヘテロ原子が関係する。官能基としては、アミノ基であり、特に、ジアルキルアミノ基、(環状)アミド基、イミド基、水酸基、(エポ)オキシ基、カルボキシ基、または(イソ)シアノ基が挙げられる。上記モノマー自体が知られている。(H.Rauch Puntigam, Th. Volker, Acryl und Methacrylverbindungen, Springer−Verlag, 1967年、 Kirk−Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 第3版、第1巻、394頁〜400頁、J. Wiley, 1978年、独国特許公開第2556080A号、独国特許公開第2634003A号参照)。
したがって、付着改良性モノマーは、好ましくは6員環と並んで5員環を有する窒素含有ビニル複素環、および/または共重合可能なビニル系カルボン酸、および/または、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸、もしくはメタクリル酸の、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、エポキシ、もしくはアミノアルキル置換エステル類もしくはアミド類の種類のモノマーに属することが好ましい。特に窒素複素環モノマーとしては、ビニルイミダゾール、ビニルラクタム、ビニルカルバゾール、およびビニルピリジンの種類から選ばれるモノマーが挙げられる。前記イミダゾールモノマー化合物の例として、N−ビニルイミダゾール(ビニル−1−イミダゾールとも称される)、N−ビニルメチル−2−イミダゾール、N−ビニルエチル−2−イミダゾール、N−ビニルフェニル−2−イミダゾール、N−ビニルジメチル−2,4−イミダゾール、N−ビニルベンズイミダゾール、N−ビニルイミダゾリン(ビニル−1−イミダゾリンとも称される)、N−ビニルメチル−2−イミダゾリン、N−ビニルフェニル−2−イミダゾリン、およびビニル−2−イミダゾールが挙げられるが、これらに限定されない。
ラクタム由来のモノマーの例として、特に、N−ビニルピロリドン、N−ビニルメチル−5−ピロリドン、N−ビニルメチル−3−ピロリドン、N−ビニルエチル−5−ピロリドン、N−ビニルジメチル−5,5−ピロリドン、N−ビニルフェニル−5−ピロリドン、N−アリルピロリドン、N−ビニルチオピロリドン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルジエチル−6,6−ピペリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルメチル−7−カプロラクタム、N−ビニルエチル−7−カプロラクタム、N−ビニルジメチル−7,7−カプロラクタム、N−アリルカプロラクタム、およびN−ビニルカプリロラクタムなどの化合物が挙げられる。
カルバゾール由来のモノマーの中で、特に、N−ビニルカルバゾール、N−アリルカルバゾール、N−ブテニルカルバゾール、N−ヘキセニルカルバゾール、およびN−(メチル−1−エチレン)−カルバゾールが挙げられる。共重合可能なビニル系カルボン酸の中で、特に、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、およびこれらの好適な塩類、エステル類またはアミド類が挙げられる。さらに、下記の(メタ)アクリル酸の、エポキシ、オキシ、もしくはアルコキシ置換アルキルエステル類、すなわち、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルメタクリレート、2−(エトキシエチルオキシ)エチル(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、2−[2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ]エチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル−1−(メタ)アクリレート、2−アルコキシメチルエチル(メタ)アクリレート、および2−ヘキサオキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
下記の(メタ)アクリル酸のアミン置換アルキルエステル類、すなわち、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノ−2,2−ジメチルプロピル−1−(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノ−2,2−ジメチルプロピル−1−(メタ)アクリレート、2−モルフォリノエチル(メタ)アクリレート、2−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3−(ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリレート、および2−(ジメチルアミノエトキシエチル)(メタ)アクリレートも挙げられる。
(メタ)アクリルアミドの代表例として下記のモノマー、すなわち、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)−アクリルアミド、N−イソブチル(メタ)アクリルアミド、N−デシル(メタ)−アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)−2,2−ジメチルプロピル]メタクリルアミド、およびN−[2−ヒドロキシエチル](メタ)アクリルアミドが挙げられる。
「付着促進モノマー」(ii)を使用することは特に有利であり、前記「付着促進モノマー」(ii)は、グリシジルメタクリレート(glycidyl methacrylate:GMA)、マレイン酸、無水マレイン酸(maleic anhydride:MA)、メチルマレイン酸無水物、マレイミド、メチルマレイミド、マレアミド類(maleamides:MAs)、フェニルマレイミド、およびシクロヘキシルマレイミドなどのマレイン酸誘導体、フマル酸誘導体、メタクリル酸無水物、ならびにアクリル酸無水物からなる群から選択される。
付着促進モノマー(ii)は、無水マレイン酸であることが好ましい。
付着促進共重合体のレオロジー特性を向上させるために、アルキルアクリレート(iv)を5.0wt%以下の量で任意に含んでもよい。エステル基に1個〜6個の炭素原子を有するアルキルアクリレートは、例えば、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、プロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、またはヘキシルアクリレートであり、好ましくはブチルアクリレート、特に好ましくはメチルアクリレートである。
好ましい実施形態において、付着促進共重合体は、前記共重合体の重量に対して、
(i)50.0wt%〜95.0wt%、好ましくは60.0wt%〜90.0wt%、より好ましくは70.0wt%〜85.0wt%、さらにより好ましくは70wt%〜80wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.2wt%〜25.0wt%、好ましくは0.5wt%〜20.0wt%、より好ましくは1.0wt%〜15.0wt%、さらにより好ましくは5.0wt%〜12.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)0.0wt%〜25.0wt%、好ましくは2.0wt%〜15.0wt%の、ビニル官能基以外に官能基を有さない他のビニル共重合性モノマーと、
を含む。
特に好ましい実施形態において、付着促進共重合体は、MMA、スチレン、および無水マレイン酸の共重合体である。
保護する基板によっては、付着促進共重合体を、PMMA系B層ではなく、むしろ、別の層であるC層に配してもよい(図2参照)。本実施形態において、付着促進共重合体を含むC層は、前記共重合体の重量に対して、
(i)50.0wt%〜95.0wt%、好ましくは60.0wt%〜90.0wt%、より好ましくは70.0wt%〜85.0wt%、さらにより好ましくは70wt%〜80wt%のメチルメタクリレートと、
(ii)0.2wt%〜25.0wt%、好ましくは0.5wt%〜20.0wt%、より好ましくは1.0wt%〜15.0wt%、さらにより好ましくは5.0wt%〜12.0wt%の無水マレイン酸と、
(iii)0.0wt%〜25.0wt%、好ましくは2.0wt%〜15.0wt%の、ビニル官能基以外に官能基を有さない他のビニル共重合性モノマーと、
を含む。
C層が含まれる場合は、本発明のフォイルにおける層の順序は、通常、以下のとおりである。A−B−C。最も好ましい実施形態において、本発明のフォイルは、A層と、B層と、C層からなり、各層は互いに対してこの順に配置されている。
フォイルを施す基板によっては、B層は、付着促進共重合体を実質含まなくてもよい。
この場合、PMMA系B層は、B層の全重量に対して、
10.0wt%〜90.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
10.0wt%〜90.0wt%の、1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは1.0wt%〜4.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
0.0wt%〜5.0wt%、好ましくは0.5wt%〜3.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
を含む。
フリーラジカル重合による、それ自体公知の方法で、付着促進共重合体を得てもよい。例えば、欧州特許公開第264590A1号には、メチルメタクリレート、ビニル芳香族化合物、および無水マレイン酸から構成されるモノマー混合物から、場合によっては低級アルキルアクリレートから、共重合体を調製する方法が記載されており、前記方法では、50%の変換率に達するまで、重合不可能な有機溶剤の存在または不存在下で重合を実施し、かつ、前記重合を、有機溶剤の存在下で75℃〜150℃の温度範囲で少なくとも50%の変換率から少なくとも80%の変換率に達するまで継続し、その後、低分子量の揮発性成分を蒸発させる。
特開昭60−147417A号には、共重合体を調製する方法が記載されており、前記方法においては、メチルメタクリレート、無水マレイン酸、および少なくとも1つのビニル芳香族化合物から構成されるモノマー混合物を、100℃〜180℃の温度で、溶液重合または塊状重合に好適である重合反応容器中に供給し、前記材料を重合する。独国特許公開第4440219A号には、別の調製方法が記載されている。
欧州特許公開第264590A1号および特開昭60−147417A号に記載されている付着促進共重合体を本発明のフォイルに有利に使用してもよい。
フォイルの特性
本発明のフォイルの全厚は、想定している目的に依存し、1.0μm〜300.0μm、より好ましくは1.0μm〜200.0μm、さらにより好ましくは5.0μm〜100.0μmである。
本発明のフォイルの厚さ、および前記フォイルの各層の厚さは、ISO4593−1993に従って、機械的走査によって求めることができる。さらに、本発明のフォイルの厚さ、および前記フォイルの各層の厚さは、上述したように、走査電子顕微鏡を使用して求めることができる。この目的のため、フォイル試料を液体窒素中で凍結させ、機械的に破壊し、新たに得られた表面を分析する。
フッ素重合体系A層の厚さは、通常、1.0μm〜30.0μm、好ましくは5.0μm〜20.0μmである。
B層の厚さは、通常、10.0μm〜200.0μm、好ましくは15.0μm〜150.0μmである。
付着促進性C層が含まれる場合、C層の厚さは、通常、1.0μm〜30.0μm、好ましくは5.0μm〜20.0μmである。
本発明のフォイルのA層の外面の粗度Rzは、DIN4768に対して、通常、少なくとも0.7μm、好ましくは1.0μm〜2.0μmである。粗度測定は、Rank Taylor Hobson GmbH社製Form Talysurf50などの市販機器を用いて実施することができる。
DIN67530(01/1982)に対するA層の外面の光沢(R60°)は、通常、40以下、好ましくは30以下、特に15〜30である。光沢測定は、Fa. Dr. Hach−Langeの反射率計などのRLラボ用反射率計を使用して行なうことができる。
フォイルの製造方法
用途にあわせて、本発明のフォイルを所望の厚さに製造することができる。ここで、驚くべきことは、例えば積層工程中に、高温かつ機械的圧力下でさえ、非常に優れた耐候性および機械的安定性、ならびに基板に付与される非常に高い風化保護および機械的保護を一定程度両立して保持する性能である。しかし、本発明の目的にとっては、10.0μm〜200.0μm、好ましくは40.0μm〜120.0μm、特に好ましくは50.0μm〜90.0μmの厚さを有することを特徴とする比較的薄いプラスチック成形体、つまり膜またはフォイルが好ましい。
A層、B層、およびC層の各成分の混合物は、成分の乾式混合によって調製することができ、前記成分は、粉末、粒子、または好ましくは顆粒の形態を有する。このような混合物を、各成分を溶融し、溶融状態の各成分を混合する、または各成分の乾燥前混合物を溶融することによって、加工して、すぐに使用可能な成形組成物を生成してもよい。これは、例えば、一軸または二軸スクリュー押出機で行ってもよい。結果として生じる押出成形物を、その後、顆粒にしてもよい。従来の添加剤、助剤、および/または充填剤を、直接混入するか、または、後で、最終使用者によって必要に応じて添加してもよい。
その後、本発明の多層フォイルを、それ自体公知の方法、例えば同時押出、積層、または押出積層によって、製造することができる。
製造法の特定の変形例は、組成物から、フォイル成形法、好ましくはチルロール法で、本発明のフォイルを成形するステップを含む方法であって、前記組成物は、組成物の全重量に対して、
40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
3.0wt%〜25.0wt%のガラスビーズと、
を含む。
前記組成は、結果として生じるフォイルのA層を形成する。
B層と、C層が含まれる場合はC層の組成は、上述のとおりである。
フォイルの基板への適用
本発明のフォイルには広範囲の用途がある。フォイルの好ましい使用の一つは、プラスチック成形物を被覆することである。ここで、PVCを含む、またはPVCから構成されるプラスチック成形物を被覆することは特に有利である。保護される基板は、例えば、アルミニウム、木材、プラスチック、または複合材から構成される窓用形材であると有利であり、前記基板は装飾フォイル、好ましくはPVCから構成される装飾フォイルを含んでもよい。この物品は、本発明のフォイルを使用することで、その後、風化から保護される。本発明のフォイルの別の好ましい使用は、基板材料のための高仕様で耐久性のある表面仕上げをすることである。
当業者は容易に理解するであろうが、A層が被覆基板の外面を形成するように、本発明のフォイルを基板に施す。言い換えれば、本発明のフォイルが、実質、A層およびB層からなる場合、B層は、A層と基板との間に配される。本発明のフォイルがさらにC層を含む実施形態において、C層は、B層と被覆基板の表面との間に配される。
したがって、本発明のさらなる態様は、前記基板の表面上にフォイルを施すステップを含む、被覆物を製造する方法である。
基板に本発明のフォイルを施すことは、全ての場合において、比較的簡潔な方法で実施される。前記フォイルは、保護される材料に対して同時押出することで施すことが好ましい。また、保護される材料に対してフォイルを積層することでフォイルを施すことも可能である。保護される材料に対して押出積層によってフォイルを施すことを特徴とする使用も好ましい。1MPa以上、好ましくは2MPa以上、より好ましくは4MPa以上、より好ましくは6MPa以上、より好ましくは7MPa以上の機械的圧力をかけて、120℃以上の温度で押出積層を実施することが好ましい。
本発明の一実施形態において、物品自体がフォイルまたはシートであってもよく、この場合、ロールの形で保存し、かつ/または扱うことができて便利である。
特に好ましい実施形態において、本発明のフォイルを用いて得ることができる多層材料は、EN438−6による装飾高圧積層物(HPL)であり、前記積層物は、硬化性樹脂が含浸している繊維材料(例えば紙)の織布層から構成され、各層は、下記の高圧プロセスによって互いに接合している。片側または両側に装飾色または装飾模様を有する材料の表面層を、アミノプラスチック系樹脂(例えばメラミン樹脂)に含浸させる。そして、高圧プロセス中に装飾層に含まれるアミノ基またはメチロールアミノ基は、表面仕上げのための、ポリメタクリレート層(この場合、フォイル)との共有結合の反応相手として機能する。対応する高圧積層物については、特に、米国特許出願公開第2017/0197391A1に記載されている。
したがって、本発明の一態様は、上述したようにフォイルを使用する高圧積層物を製造する方法に関する。
高圧プロセスによって、装飾層と本発明によるポリメタクリレート層との間に長く耐久性のある結合が形成される。前記プロセス、および、それに関連する、メラミン樹脂が飽和している装飾紙とフォイルとの相互浸透中に設定される温度によって、確実に、共有結合が充分に形成され、したがって材料に対して長く耐久力のある結合が形成される。
高圧プロセスを、熱(120℃以上の温度)と高圧(5MPa以上)を同時に利用するものと定義すると、その結果、硬化性樹脂は、流動した後に、硬化し、それによって、必要な表面構造を有する、比較的高密度(少なくとも1.35g/cm)の均質な非多孔質材料が製造される。
高圧積層物の調製中、高温と高圧の利用にもかかわらず、本発明のフォイルの表面の粗度やつや消しに、実質変化がないことは注目すべきことである。結果として生じる積層物において、積層物製造中の温度が170℃程度と高い場合でも、ガラスビーズはA層の表面から突出し、可視のままである。
SEM画像
走査電子顕微鏡JEOL JSM−IT300(日本電子株式会社より市販されている)を使用して、SEM画像を得た。
測定パラメータは下記のとおりである。
タングステンフィラメント(陰極)からの電子の可変流
真空システム: 回転ポンプ/油拡散ポンプ
X−Y−Z回転傾斜: 完全電動式
作動距離(WD): 5mm〜70mm(通常:10mm)
試料回転角: 360°
試料傾斜: −5°から最大90°(WDに依存)
倍率: 10倍〜300,000倍
最大解像度: 〜3nm
検出器: 二次電子(Secondary Electrons:SE)
反射電子(Back Scattered Electrons:BSE、5セグメント)
エネルギー分散形X線分析装置(Energy dispersive X−Ray Analysis:EDS)
試料調製
フォイルの厚さを測定するために、液体窒素を用いて試料を凍結し、機械的に破壊した。この目的のために、脆性破壊を実施した。得られた破面を分析した。
導電層
標準調製品を全て金でスパッタリングし、導電面を得た。
画像測定
フォイルの平均厚および各層の平均厚を、SEM画像において測定した。既存の画像を引き続いて測定できるようにするために、関連する測定パラメータとともに全ての画像をSEM画像データベースに保存した。
実施例
実施例1(比較フォイル)
直径35mmの一軸押出機および直径25mmの一軸同時押出機を使用し、押出速度7.3m/分、240℃〜250℃(溶融温度)で同時押出することによって、ガラスビーズを含まない、全厚50μmのPMMA/PVDFフォイルを調製した。
同時押出されたPVDFのA層は、厚さ5μmであった。A層は、100wt%の、株式会社クレハ製PVDF T850からなった。
同時押出されたPMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと、
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
実施例2(本発明によるフォイル)
実施例1と同じ条件下で、同時押出によって、厚さ50μmのPMMA/PVDFつや消しフォイルを調製した。
同時押出されたPVDF系A層は、厚さ5μmであり、その組成は下記のとおりであった。
a)90wt%の、株式会社クレハ製PVDF T850
b)10wt%の、Sovitec Mondial SA社製ガラスビーズOmicron(登録商標)NP3P0
PMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと、
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
実施例3(本発明によるフォイル)
実施例1と同じ条件下で、同時押出によって、厚さ50μmのPMMA/PVDFつや消しフォイルを調製した。
同時押出されたPVDF系A層は、厚さ5μmであり、その組成は下記のとおりであった。
a)90wt%の、株式会社クレハ製PVDF T850
b)10wt%の、Potters Ind.LLC社製ガラスビーズSpheriglass(登録商標)5000CP−26
PMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと、
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
実施例4(本発明によるフォイル)
実施例1と同じ条件下で、同時押出によって、厚さ50μmのPMMA/PVDFつや消しフォイルを調製した。
同時押出されたPVDF系A層の厚さは、5μmであり、その組成は下記のとおりであった。
a)93.0wt%の、株式会社クレハ社製PVDF T850
b)7.0wt%の、Sovitec Mondial SA社製ガラスビーズOmicron(登録商標)NP3P0
PMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと、
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
その後、実施例1〜4のフォイルを黒色PVC装飾膜に積層した。次に、被覆されたPVC装飾膜の光沢を、Dr.Hach−Langeのポータブル反射率計REFO60を用いて、角度60°で、基準DIN67530に従って測定した。
同時押出されたPMMA/PVDFフォイルの破損部分における降伏応力および公称張力を、Zwick社のUPM Z005を用いて、ISO527−3/2/100に従って測定した。
実施例5(比較フォイル)
実施例1と同じ条件下で、同時押出によって、ガラスビーズを含まないPMMA/PVDFフォイルを調製した。
同時押出されたPVDF系A層は、厚さ5μm〜8μmであった。A層は、100wt%の、株式会社クレハ製PVDF T850からなった。
同時押出されたPMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと、
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
実施例6(本発明によるフォイル)
実施例1と同じ条件下で、同時押出によって、厚さ53μmのPMMA/PVDFつや消しフォイルを調製した。
次に、走査電子顕微鏡を用いて、上記のようにフォイルを分析した。得られた顕微鏡写真を図3に示す。
同時押出されたPVDF系A層は、厚さ5μm〜10μmであり、その組成は下記のとおりであった。
a)75wt%の、株式会社クレハ製PVDF T850
b)25wt%の、Potters Ind.LLC社製ガラスビーズ(直径10μm未満)Spheriglass(登録商標)7010CP−26
PMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと、
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
実施例7(本発明によるフォイル)
実施例1と同じ条件下で、同時押出によって、厚さ53μmのPMMA/PVDFつや消しフォイルを調製した。
同時押出されたPVDF系A層は、厚さ5μm〜10μmであり、その組成は下記のとおりであった。
a)83.33wt%の、株式会社クレハ製PVDF T850
b)16.67wt%の、Potters Ind.LLC社製ガラスビーズ(直径10μm未満)Spheriglass(登録商標)7010CP−26
PMMA系B層は、厚さ45μmであり、配合混合物から調製された。前記配合混合物は、
a)85.6wt%のアクリルコアシェルポリマー耐衝撃性改良剤であって、その組成が、
61.3wt%のメチルメタクリレートと、
38.0wt%のブチルアクリレートと、
0.7wt%のアリルメタクリレートと、
である耐衝撃性改良剤と、
b)12.3wt%の、Evonik Performance Materials GmbH社製PLEXIGLAS(登録商標)7Hと
c)1.0wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)360と、
d)0.4wt%の、Sabo S.p.A.社製Sabostab(登録商標)UV119と、
d)0.7wt%の、BASF SE社製Tinuvin(登録商標)1600と、
からなる。
表1に測定結果をまとめる。
Figure 0006931054
実施例2〜4のつや消しフォイルは、均一なつや消し外観を有しており、一方、実施例1のフォイルは、未変性PVDF層に固有の光沢により、光沢を有していた。
重要なことに、実施例2〜4のつや消しフォイルは、優れた機械的特性を有し、かつ、破壊伸張試験の結果、応力白化または悪化はなかった。降伏応力の測定値は、実施例1の未変性フォイルの値よりわずかに低かった。これは、PVDF層のPVDFマトリックスとPVDF層に埋め込まれたガラスビーズとの間の付着度は驚くほど高かったことを示している。
実施例8〜10熱安定性調査
下記の試験において、PVDFとガラスビーズとからなる成形化合物の熱安定性を調査した。
実施例8:基準品として、未変性PVDFである、株式会社クレハ製T850を使用した。
実施例9:20wt%のガラスビーズOmicron(登録商標)NP3P0を含み、株式会社クレハ製PVDFであるT850からなる組成物
実施例10:20wt%のSpheriglass(登録商標)Potters5000CP−26を含み、株式会社クレハ製PVDFであるT850からなる組成物。
実施例8〜10の試料を熱重量分析(thermogravimetric analysis:TGA)にかけた。各試料に対して、条件付けは行わなかった。TA Instruments社のQ5000を使用し、窒素雰囲気下で、60分間、240℃で測定を実施した。240℃、40分後に、全ての試料における残留物減損は約0.1%であった。
上記の条件下において、3つの試料は全て、実質、同一の挙動を示した。
その後、試料の可溶部分の分子量分布を分析した。System ACから入手可能な標準溶離剤(溶剤としてDMA系)に、50℃で試料を溶解させた。同じ溶離剤系を測定にも使用した。試料(ガラスビーズ)のうち、溶解しなかった残留物を、遠心分離によって、分析前に分離した。
GPC測定条件:
カラム:8mm×50mmのプレカラム1本+8mm×300mmのGRAMカラム3本(マインツ所在PSS社)
GRAMプレカラム、10μm、8mm×50mm
GRAMカラム1、30Å、10μm、8mm×300mm
GRAMカラム2、10000Å、10μm、8mm×300mm
GRAMカラム3、10000Å、10μm、8mm×300mm
機器:Agilent1100シリーズポンプG1310A
PSS SECcurityインラインデガッサ
Agilent1100シリーズオートサンプラーG1313A
Agilent1100シリーズカラムオーブンG1316A、60℃
Agilent1100シリーズRI検出器G1362A、40℃
Agilent1100シリーズコントロールモジュールG1323B
溶離剤:N,N−ジメチルアセトアミド(HPLCグレード)+0.3%(3g/l)LiBr+0.1mol(6g/l)CHCOOH+1%H
流量:1ml/分
注入量:100μl
検出:RI:温度40℃
濃度試料液:2g/l
標準品:PMMA(例えば、マインツ所在PSS社)
標準溶液の濃度:1g/l(Mw>106に対しては、0.5g/l)(狭分布)
内標準:1,2−ジクロロベンゼン、0.5μl/100μl(オートサンプラーの注入プログラム)
業界基準は、ISO16014−1「Plastics−Determination of average molecular mass and molecular mass distribution of polymers using size exclusion chromatography」(プラスチック−サイズ排除クロマトグラフィーによる高分子の平均分子量および分子量分布の求め方)、DIN55672−2「Gelpermeationschromatographie (GPC) − Teil 2: N,N−Dimethylacetamid (DMAC) als Elutionsmittel」(ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)パート2:溶離剤としてN,N−ジメチルアセトアミド(DMAC))、変更:温度(80℃の代わりに60℃)、溶離剤組成(酸と水を添加)。
表2に、測定した試料の分子量分布をまとめたものを示す。
Figure 0006931054
表2中のデータは、試料間に顕著な違いが検知されなかったことを示す。3つの試料は全て、実質、同一の挙動を示した。
これらの結果は、一般的な技術的偏見とは逆に、ガラスビーズ表面上のPVDFの検知可能な触媒分解は、240℃では発生しなかったことを示す。したがって、本発明のフォイルの熱安定性は、対応する未変性フォイルの熱安定性に実質一致する。
実施例11
積層プロセスの条件をシミュレートするために、研磨した鋼板またはつや消しゴム板を用いて、150℃および180℃で、実施例5〜7のフォイルを黒色PMMA板に押し付けた。続いて、60°での光沢値を測定した。
下記の表3に、得られた結果をまとめたものを示す。
Figure 0006931054
実施例6および実施例7のフォイルは、積層中、PVDF(170℃)の溶融温度範囲より高温においても低温においても、光沢度を実質保持する。前記両フォイルとも、プロセス中の温度や使用したツールの表面構造とは実質無関係に、均一なつや消しの外観を有する。特に、望ましくない高光沢を有する領域または端部は観察されなかった。
上記は、比較実施例5のフォイルの場合には当てはまらない。ここで、光沢度は、温度などのプロセスパラメータおよび使用した表面に強く依存する。この依存性により、比較的狭い温度範囲および特定のツールを使用する必要が生じるため、積層プロセスは、より困難かつコスト高となる。

Claims (14)

  1. 同時押出多層フォイルであって、少なくともA層とB層とを含み、前記A層は、前記A層の全重量に対して、
    40.0wt%〜97.0wt%のフッ素重合体と、
    0.0wt%〜45.0wt%のポリアルキル(メタ)アクリレートと、
    3.0wt%〜30.0wt%のガラスビーズと、
    を含み、
    前記B層は、前記B層の全重量に対して、
    0.0wt%〜0.0wt%のポリ(メチル)メタクリレートと、
    0.0wt%〜9.0wt%の、微粒子状耐衝撃性改良剤、コア−シェル粒子、およびコア−シェル−シェル粒子から選択される1つまたはいくつかの耐衝撃性改良剤と、
    0.0wt%〜40.0wt%のフッ素重合体と、
    0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV吸収剤と、
    0.0wt%〜5.0wt%の、1つまたはいくつかのUV安定剤と、
    0.0wt%〜20.0wt%の付着促進共重合体と、
    を含み、
    前記付着促進共重合体は、前記付着促進共重合体の重量に対して、
    (i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
    (ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
    (iii)ビニル官能基以外に官能基を有さない、0.0wt%〜25.0wt%の他のビニル共重合性モノマーと、
    を含み、
    前記フッ素重合体は、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride:PVDF)、ポリフッ化ビニル(polyvinylfluoride:PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluorethylene:PTFE)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(polyethylenetetrafluoroethylene:ETFE)、フッ化エチレンプロピレン(fluorinated ethylene−propylene:FEP)、または、これらの混合物から選択され、
    前記B層中の、前記ポリ(メチル)メタクリレートと1つまたはいくつかの前記耐衝撃性改良剤の累積含有量は、前記B層の重量に対して、少なくとも50wt%である、
    フォイル。
  2. 前記A層は、前記A層の全重量に対して、
    85.0wt%〜97.0wt%の前記フッ素重合体と、
    0.0wt%の前記ポリアルキル(メタ)アクリレートと、
    3.0wt%〜15.0wt%の前記ガラスビーズと、
    含むことを特徴とする、請求項1に記載のフォイル。
  3. 前記フッ素重合体は、晶質または微晶質のポリフッ化ビニリデンであって、ゲル浸透クロマトグラフィー(gel permeation chromatography:GPC)によって求められる分子量Mwが、0,000g/mol〜300,000g/molであることを特徴とする、請求項1または2に記載のフォイル。
  4. 前記ガラスビーズは、状であり、前記ガラスビーズの平均径は、2.0μm〜30.0μmであることを特徴とする、請求項1または2のいずれか一項に記載のフォイル。
  5. 前記ポリアルキル(メタ)アクリレートは、平均分子量Mwが80,000g/mol〜180,000g/molであるポリメチルメタクリレートであり、かつ、組成物の重合によって得ることができ、前記組成物は、重合可能な成分として、重合可能な前記組成物の重量に対して、
    (a)50.0wt%〜99.9wt%のメチルメタクリレートと、
    (b)0.1wt%〜50.0wt%の炭素原子数1〜4のアルコールのアクリル酸エステルと、
    (c)前記モノマー(a)および(b)と共重合可能な、0.0wt%〜10.0wt%の少なくとも1つの別のモノマーと、
    を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のフォイル。
  6. 使用する前記ガラスビーズの重量に対して、少なくとも20wt%の前記ガラスビーズの直径は、前記A層の平均厚より大きいことを特徴とする、請求項1または2に記載のフォイル。
  7. 前記B層は、前記B層の全重量に対して、
    第1UV吸収剤として、0.5wt%〜4.0wt%のベンゾトリアゾールタイプの化合物と、
    第2UV吸収剤として、0.5wt%〜3.0wt%のトリアジンタイプの化合物と、
    UV安定剤として、0.2wt%〜2.0wt%のヒンダードアミン光安定剤(hindered amine light stabilizer:HALS)タイプの化合物と、
    を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のフォイル。
  8. 前記フォイルは、さらに、付着促進層であるC層を含み、
    前記B層は、前記A層と前記C層の間に配され、
    前記C層は付着促進共重合体を含み、前記付着促進共重合体は、前記付着促進共重合体の重量に対して、
    (i)70.0wt%〜95.0wt%のメチルメタクリレートと、
    (ii)0.5wt%〜15.0wt%の無水マレイン酸と、
    (iii)0.0wt%〜25.0wt%の、ビニル官能基以外に官能基を有さない、他のビニル共重合性モノマーと、
    を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のフォイル。
  9. 前記A層は、厚さ1.0μm〜30.0μmであり、
    前記B層は、厚さ15.0μm〜150.0μmである
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載のフォイル。
  10. 請求項1〜のいずれか一項に記載のフォイルを製造する方法であって、前記方法は、フォイル成形法で、前記フォイルを成形するステップを含むことを特徴とする、方法。
  11. 多層品であって、前記多層品は、請求項1〜のいずれか一項に記載のフォイルによって少なくとも部分的に被覆された基板を含み、
    前記A層は、前記多層品の外面を形成し、
    前記B層は、前記A層と前記基板との間に配され、
    前記C層が含まれる場合は、前記C層は、前記B層と前記基板との間に配される、
    ことを特徴とする、多層品。
  12. 前記B層は前記A層に隣接し、
    前記C層が含まれる場合は、前記C層は前記B層に隣接する、
    ことを特徴とする、請求項1に記載の多層品。
  13. 請求項1または1に記載の多層品を製造する方法であって、前記方法は、同時押出、または層により、請求項1〜のいずれか一項に記載のフォイルで、基板を被覆するステップを含むことを特徴とする、方法。
  14. 前記多層品は高圧積層物であり、請求項1〜のいずれか一項に記載のフォイルで基板を被覆する前記ステップを、1MPa以上の圧力、および120℃以上の温度で実施することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
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