JP7120744B2 - 立体成形物及び立体成形物の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、携帯電話やタッチパネルなどの携帯情報端末のパネル保護フィルム用、特にガラス製パネル用として好適で、パネルの形状に倣って接着できる保護フィルム用粘着シートが記載されている。特許文献1には、ハードコート層、透明基材フィルム、接着剤層、ポリエステル系フィルム、粘着剤層及び剥離シートが順に積層されてなる保護フィルム用粘着シートが開示されている。
特許文献2には、タッチパネルに使用されるアクリル系粘着剤として、架橋性官能基を有する主ポリマーと、水素結合性官能基を有する低分子量ポリマーと、イソシアネート系架橋剤を含有する粘着剤が記載されている。
特許文献2では、効果として、透明導電膜の電気的特性の変動が少ないと共に、耐湿熱安定性と段差追従性が良好で、白化、発泡が発生しにくいことが記載されているが、高い段差に倣って接着しにくいと予想される。
[1]凹部を有する被着体の少なくとも凹部の表面に、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で被覆した立体成形物であって、前記立体成形物はプラスチック樹脂又は炭素繊維強化プラスチックを含み、前記接着シートは、アクリル系ポリマーを含み、膜厚が20μm以上200μm以下であって、前記樹脂膜が、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂からなる群より選択される1種以上であることを特徴とする、立体成形物。
[2]前記蒸着層がアルミニウム蒸着層である[1]に記載の立体成形物。
[3]前記接着シート、前記蒸着層、前記樹脂膜が、立体成形物の側面及び上面に被覆され、下面に被覆されていない部分を有する、[1]又は[2]に記載の立体成形物。
[4]凹部を有する被着体の少なくとも凹部の表面に、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で被覆した立体成形物の製造方法であって、アクリル系ポリマーと、重合開始剤とを含む接着シートを樹脂膜の表面に積層し、前記樹脂膜と前記接着シートとが積層した樹脂積層体を製造する工程と、蒸着層を形成した樹脂膜の、蒸着層面側に前記接着シートを積層し、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で有する蒸着層含有樹脂積層体を製造する工程と、前記蒸着層含有樹脂積層体を被着体に押圧し、前記被着体の表面形状に倣って前記蒸着層含有樹脂積層体を延伸させながら前記被着体を前記蒸着層含有樹脂積層体で被覆する工程と、を備えることを特徴とする、立体成形物の製造方法。
[5]前記樹脂膜が、未延伸樹脂からなる[4]に記載の立体成形物の製造方法。
[6]前記樹脂膜が、2倍延伸条件で破断しない樹脂からなる[4]又は[5]に記載の立体成形物の製造方法。
本実施形態の立体成形物は、凹部を有する被着体の少なくとも凹部の表面に、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で被覆した立体成形物である。本実施形態において、立体成形物はプラスチック樹脂又は炭素繊維強化プラスチックを含む。
また、接着シートは、アクリル系ポリマーを含み、膜厚が20μm以上200μm以下である。
さらに、樹脂膜が、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂からなる群より選択される1種以上である。
「角度が80度以上」とは、成形体の断面において、表面に接する2つの線分がなす角度であって、成形体の外側の角度が80度以上であることを意味する。被着体が有していてもよい角度が90度以上の段差としては、例えば角度が120度、150度、170度等が挙げられる。
図7に、本実施形態の立体成形物70の一例の概略断面図を示す。立体成形物70は、符号71に示す部分に急な角度を有し、符号72に示す部分に湾曲状の凹部を有する。符号71に示す部分は、立体成形物の本体部の表面の延伸方向に対して、80度以上の急な角度を有する。図7に示す立体成形物70は一例に過ぎず、本実施形態においては凹部を有する立体成形物であれば特に限定されない。
本実施形態において、立体成形物はプラスチック樹脂又は炭素繊維強化プラスチックを含む。
本実施形態の立体成形物の製造方法は、アクリル系ポリマーと、重合開始剤とを含む接着シートを樹脂膜の表面に積層し、前記樹脂膜と前記接着シートとが積層した樹脂積層体を製造する工程と、蒸着層を形成した樹脂膜の、蒸着層面側に前記接着シートを積層し、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で有する蒸着層含有樹脂積層体を製造する樹脂積層体を製造する工程と、前記蒸着層含有樹脂積層体を被着体に押圧し、前記被着体の表面形状に倣って前記蒸着層含有樹脂積層体を延伸させながら前記被着体を前記蒸着層含有樹脂積層体で被覆する工程と、を備える。
樹脂積層体を製造する工程は、アクリル系ポリマーと、重合開始剤と、を含む接着シートを樹脂膜の表面に積層し、前記樹脂膜と前記接着シートとが積層した樹脂積層体を製造する工程である。
本工程においては、シート状の接着層を製造する。本実施形態の成形体の製造方法においては、シート状の接着層を使用することにより、被着体の表面形状に倣って樹脂膜で被覆することができる。
本実施形態においては、樹脂積層体を製造する工程の前に、アクリル系ポリマーと、重合開始剤とを混合して接着剤原料組成物を製造し、前記接着剤原料組成物をセパレーター上に塗布し、さらに他のセパレーターを重ねて挟持し、接着シート挟持体を製造する工程を有することが好ましい。
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(-CONR2,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。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。
アミド基(-CONR2,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。
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、前記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。
重合開始剤としては、熱重合開始剤が好ましく、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。ラジカル開始剤としては、接着シートの取り扱いを容易にする観点では、(有機)過酸化物系、アゾ系等が好ましい。
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の架橋剤(硬化剤)は、アクリル系ポリマーを、又はアクリルモノマー又はアクリルオリゴマーの重合により生成するポリマーを架橋させるため、好適に用いられる。この場合、必要に応じて、アクリル系ポリマー又はアクリルモノマー又はアクリルオリゴマーの少なくとも一部として、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。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。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。
架橋剤(硬化剤)による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シートを製造する段階で、エージングにより進行させてもよい。
図1に、積層体10の一例の断面図を示す。積層体10は、2枚のセパレーター12、13と、これらの間に積層された接着シート11とを有することが好ましい。接着シート11を構成する接着性樹脂組成物は、上述の通りである。接着シート11の両面11a、11bは、常温で粘着性を有する(粘着面となっている)。
図2のような樹脂積層体20を形成する際、セパレーター12、13を剥離する順序は、特に限定されない。例えば一方のセパレーターを剥離して露出される一方の粘着面に、樹脂膜を貼り合せてればよい。
接着シート11のヘイズ値が上記の範囲であると、例えば透明な樹脂膜を被覆する場合に、成形体に透明度を確保できる。
上記上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。
本実施形態においては、後述する被覆する工程における加熱により、接着シートの接着強度が向上する。
本実施形態において、意匠性や強度の向上等を目的として樹脂積層体を製造する工程の前に、樹脂膜の上に印刷層又は蒸着層を形成する工程を備える。樹脂膜に常法によりデザインを印刷することにより、被着体に樹脂膜を被覆した際に被着体に意匠性を付与できる。また、アルミニウム等の金属成分を樹脂膜に蒸着することにより、被着体に樹脂膜を被覆した際に被着体に金属光沢を付与できる。
被覆する工程は、蒸着層含有樹脂積層体を加熱し、減圧環境下において平面的に蒸着層含有樹脂積層体を被着体に重ねて押圧した後、樹脂膜に対して被着体とは反対側の環境を加圧する工程である。
本工程においては、真空成型装置を使用することが好ましい。図3に本実施形態において好適に用いることができる真空成型装置30の一例を示す。
本実施形態において好適に用いることができる真空成型装置は、上下に成型室を具備すると共に、2つの成型室間で蒸着層含有樹脂積層体の真空成型を行なうようにしている。上下の成型室には、真空回路と空気回路がそれぞれ配管されている。
図3に示すように、下成型室32内のテーブル36上に被着体33を載置セットする。蒸着層含有樹脂積層体20を下成型室32上面にクランプ35で固定セットする。この時上成型室内と下成型室内はいずれも大気圧状態である。
≪接着剤製造工程≫
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0.1重量部の割合で配合した。得られた混合物に、反応性を持つ流動性樹脂成分として、ウレタンアクリレートのUV-3310を15重量部と、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)0.1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シート(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シート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シートの上面に、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、樹脂積層体を作製した。
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、反応性を持つ流動性樹脂成分と、熱重合開始剤との3種類が存在する実施例1の樹脂積層体を形成した。
実施例2の樹脂積層体については、下記表1に記載のように組成を変更した以外は実施例1と同様の方法により樹脂積層体を製造した。
比較例1の樹脂積層体は、乾燥後における接着シートの厚みが220μmとなるように塗布した以外は実施例1と同様の方法により製造した。
表1中、「SKダイン2094」及び「SKダイン2147」は、それぞれ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%)、SKダイン(登録商標)2147(綜研化学株式会社、酸価:33)を表す。
上成形室31、下成形室32をもつ真空成形装置30(商品名NGF-0510-R型、布施真空(株)製)内に装備された上下昇降するテーブル36上に、被着体33を設置した。上記成形装置のクランプ35に、樹脂積層体20をセットした。次に、上下成形室内31、32のそれぞれの真空度が1.0kPaになるように減圧しながら、近赤外線ヒータを用いて樹脂積層体20の温度が150℃になるまで加熱したのち、成型基材を上昇させて、被着体33と樹脂積層体20とを圧着させ、その後、上成形室31にのみ150kPaの圧縮空気を導入し、30秒間保持した。保持後に上下成形室31、32を大気圧に開放し、被覆された成形体60を得た。
・接着性
接着性は下記の評価基準に従って評価した。
○:立体成形物70の端部に剥がれが見られなかった。
×:立体成形物70の端部に剥がれが見られた。
立体成形物70の凹部72のうきを観察した。
◎:樹脂積層体が立体成形品からういておらず、きれいに貼りついていた。
○:樹脂積層体が立体成形品からういていなかった。
×:樹脂積層体が立体成形品からういていた。
立体成形物70の縦の部分の浮き・発泡を観察した。
○:樹脂積層体が立体成形品からういていなかった。
×:樹脂積層体が立体成形品からういていた。
Claims (5)
- 凹部を有する被着体の少なくとも凹部の表面に、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で被覆した立体成形物であって、
前記立体成形物は、本体部の表面の延在方向に対して、80度以上の角度を有する立体成形物であり、
前記立体成形物はプラスチック樹脂又は炭素繊維強化プラスチックを含み、
前記接着シートは、アクリル系ポリマーと熱重合開始剤とを含み、膜厚が20μm以上200μm以下であって、
前記樹脂膜が、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂からなる群より選択される1種以上であることを特徴とする、立体成形物。 - 前記蒸着層がアルミニウム蒸着層である請求項1に記載の立体成形物。
- 前記接着シート、前記蒸着層、前記樹脂膜が、立体成形物の側面及び上面に被覆され、下面に被覆されていない部分を有する、請求項1又は2に記載の立体成形物。
- 凹部を有する被着体の少なくとも凹部の表面に、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で被覆した立体成形物の製造方法であって、
蒸着層を形成した樹脂膜の、蒸着層面側に接着シートを積層し、接着シート、蒸着層、樹脂膜をこの順で有する蒸着層含有樹脂積層体を製造する工程を有し、
前記接着シートは、アクリル系ポリマーと、熱重合開始剤とを含み、
前記蒸着層含有樹脂積層体を被着体に押圧し、前記被着体の表面形状に倣って前記蒸着層含有樹脂積層体を延伸させながら前記被着体を前記蒸着層含有樹脂積層体で被覆する工程と、を備えることを特徴とする、立体成形物の製造方法。 - 前記樹脂膜が、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂からなる群より選択される1種以上である、請求項4に記載の立体成形物の製造方法。
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