JP7127233B1 - 積層体及び積層体成形品の成形方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、60℃以下まで冷却されるのを待つことなく、脱型でき、次の成形サイクルに入ることができる成形サイクルタイムに優れた積層体及び積層体成形品の成形方法を提供することを課題とし、当該課題は、熱可塑性樹脂製の線条体からなる複数の布状体を積層してなり、該複数の布状体の少なくとも一方の面に、前記線条体と同一成分からなる厚さ0.02mm以上1.0mm以下の熱可塑性樹脂の被覆層を積層してなり、該被覆層の150℃における貯蔵弾性率が3.00×106Pa以上1.00×108Pa以下である積層体、及び、該積層体を雄雌型のプレス機でプレス成形し、次いで、前記成形により得られた成形品の成形品温度が70℃以上120℃以下の範囲で脱型し、次いで、成形品温度を60℃以下まで冷却することを特徴とする積層体成形品の成形方法により解決される。

Description

本発明は、積層体及び積層体成形品の成形方法に関し、詳しくは、成形サイクルタイムに優れた積層体及び積層体成形品の成形方法に関する。
特許文献1には、織布の両面に被覆層(ラミネートシート)を形成した被覆層付きの織布を複数セット用意し、その被覆層付きの織布を、織布が隣接しないように、熱可塑性ポリマーの融点以上かつ織布の融点未満の温度で熱圧着して板状シートを製造する技術が開示されている。
これにより隣接するラミネートシートの被覆層を互いに融着させるので、成形品の強度を向上させることができる。こうして得られた成形品は、耐衝撃性及び引張強度に優れ適度な剛性を有する、スーツケースなどのケースとして好適なものとなる。
特開2014-218074号公報
しかしながら、特許文献1記載の技術では、150℃~170℃の温度でクロス積層体をプレス成形し、70℃~120℃の温度で型開きし、脱型しようとすると、脱型時に被覆層浮きが発生する問題があった。
脱型時に被覆層浮きを防止するためには、60℃以下まで冷却して脱型する必要があった。
しかし、この冷却を行なわなければならないと、60℃以下まで冷却するまで次の成形サイクルに入ることができず、成形サイクルの時間がかかりすぎる欠点があった。
本発明の課題は、60℃以下まで冷却されるのを待つことなく、脱型でき、次の成形サイクルに入ることができる成形サイクルタイムに優れた積層体及び積層体成形品の成形方法を提供することにある。
さらに本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
上記課題は以下の各発明によって解決される。
(請求項1)
熱可塑性樹脂製の線条体からなる複数の布状体を積層してなり、該複数の布状体の少なくとも一方の面に、前記線条体と同一成分からなる厚さ0.02mm以上1.0mm以下の熱可塑性樹脂の被覆層を積層してなり、
該被覆層の150℃における貯蔵弾性率が3.00×10Pa以上1.00×10Pa以下であることを特徴とする積層体。
(請求項2)
前記布状体が同一成分からなる接着層を介して積層してなることを特徴とする請求項1記載の積層体。
(請求項3)
0.02mm以上0.1mm以下の熱可塑性樹脂からなるトップ層が、前記一方の被覆層の上面に積層してなることを特徴とする請求項1又は2記載の積層体。
(請求項4)
0.02mm以上0.1mm以下の熱可塑性樹脂からなるトップ層が、接着剤層を介して前記一方の被覆層の上面に積層してなることを特徴とする請求項1又は2記載の積層体。
(請求項5)
請求項1~4の何れかに記載の積層体を雄雌型のプレス機でプレス成形し、
次いで、前記成形により得られた成形品の成形品温度が70℃以上120℃以下の範囲で脱型し、
次いで、成形品温度を60℃以下まで冷却することを特徴とする積層体成形品の成形方法。
(請求項6)
成形品温度を60℃以下まで冷却する際に、矯正型に沿わせて形状を保持した状態で冷却することを特徴とする請求項5記載の積層体成形品の成形方法。
(請求項7)
成形品温度を60℃以下まで冷却する際に、前記雄雌型のプレス機の雄型に着けたまま冷却することを特徴とする請求項5記載の積層体成形品の成形方法。
本発明によれば、60℃以下まで冷却されるのを待つことなく、脱型でき、次の成形サイクルに入ることができる成形サイクルタイムに優れた積層体及び積層体成形品の成形方法を提供することができる。
本発明に係る積層体の例を示す概略断面図 本発明に係る積層体の他の例を示す概略断面図 線条体の構造の一例を示す図 本発明に係る積層体のさらに他の例を示す概略断面図 本発明に係る積層体のさらに他の例を示す概略断面図 本発明に係る積層体のさらに他の例を示す概略断面図 本発明に係る積層体のさらに他の例を示す概略断面図 本発明に係る積層体のさらに他の例を示す概略断面図 本発明に係る積層体成形品の成形方法の一例を示す図 本発明の実施例の脱型時写真を示す図
以下、本発明について好ましい実施の形態について説明する。
1.積層体
図1は、積層された複数の布状体2の一方の面に被覆層3を積層した積層体の例を示す概略断面図であり、図2は、積層された複数の布状体2の両方の面に被覆層3、3を積層した図1の改良の一例を示す概略断面図である。
本発明において、熱可塑性樹脂製の線条体1からなる複数の布状体2を積層し、複数の布状体の少なくとも一方の面に、被覆層3を積層し、熱圧着され一体化されることによって本発明の積層体が得られる。
(線条体)
線条体1は、熱圧着の温度よりも融点の高い高融点樹脂成分を主体として構成されるが、熱圧着の温度よりも融点の低い低融点樹脂成分を含むことができる。
線条体の構造は、図3に示すような態様が例示できる。図3(a)は、線条体1が基層100のみの単層とした例である。この例の場合、線条体を構成する樹脂は、高融点樹脂成分で構成されるが、本発明の効果を損なわない範囲で、低融点樹脂成分を含むことができる。図3(b)、(c)は、線条体1が基層100の片面又は両面に、基層100よりも融点の低い熱可塑性樹脂からなる表面層101が積層された積層構造の例を示している。図3(d)は、基層100よりも融点の低い熱可塑性樹脂からなる表面層101が、基層100の周囲を覆う芯鞘構造とした例である。図3(e)は、海島構造の例であり、102は低融点部位である。
線条体を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどを好ましく挙げることができる。中でも、ポリプロピレンが特に好適である。
線条体1として積層構造のものが使用される場合、その成形材料となる積層フィルムを成形する手段としては、
(1)予め基層100となるフィルムと表面層101となるフィルムを形成してドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段、
(2)基層100となるフィルムの表面に表面層101となる熱可塑性樹脂をコーティングする手段、
(3)予め形成した基層100となるフィルムに表面層101を押出ラミネートする手段、あるいは
(4)多層共押出法によって積層フィルムとして押出成形する手段等から適宜選択して用いることができる。
基層100となるフィルムを、例えば一軸方向に延伸した後、表面層101となる熱可塑性樹脂を積層し、これをテープ状にスリットして延伸された線条体1を得ることができる。
あるいは、基層100と表面層101とが積層された積層フィルムをスリットした後、一軸方向に延伸することによって線条体1を得ることもできる。
延伸方法は特に限定されるものではなく、熱ロール、熱板、熱風炉、温水、熱油、蒸気、赤外線照射等を用い、一段もしくは多段延伸によって行うことができる。
線条体の太さは、目的に応じて任意に選定することができるが、一般的には、積層構造の場合は、50~10000デシテックス(dt)の範囲が望ましく、図3(d)で示されるような芯鞘構造(被覆構造)の場合は、1~10000デシテックス(dt)の範囲が望ましい。
延伸された線条体は、半結晶性熱可塑性ポリマーの延伸糸であれば特に限定されるものではなく、マルチフィラメント、モノフィラメント、扁平モノフィラメント、フラットヤーン、スリットヤーンなどが挙げられる。マルチフィラメント、モノフィラメント及び扁平モノフィラメントは、成形品の表面平滑性が劣る欠点があるため、フラットヤーン、スリットヤーンが好適に用いられる。
(布状体)
本発明に用いられる布状体2は、線条体1を用いて織製した織布(例えば平織、綾織、朱子織、絡み織や変化組織など)が好ましいが、多数の熱可塑性樹脂からなる線条体1を直交するように並設することによって面状としてその交点を接合した交差結合布(ソフ)であってもよいし、その他上記の熱可塑性樹脂からなる線条体1で形成された編物でもよい。
織布の目付は、30~500g/mのものが好ましく、より好ましくは50~400g/mである。
織布の織密度は、経糸及び緯糸がそれぞれ5本/インチ以上であることが、成形品の強度を保持するうえで望ましい。織密度の上限は糸の種類によって異なり、特に限定されるものではないが、好ましくは5本~30本/インチである。
(被覆層)
図1において、被覆層3は、積層された複数の布状体2の一方の面に設けられている。また図2においては、被覆層3は、積層された複数の布状体2の両方の面に設けられている。
本発明の被覆層は、150℃における貯蔵弾性率が3.00×10Pa以上1.00×10Pa以下である特性を有する。
被覆層の貯蔵弾性率は、例えば、測定装置(EPLEXOR500N(ネッチガボ社製):動的粘弾性 温度分散測定)を用いて測定することができる。
被覆層3は、布状体と同一素材のフィルムが好ましく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミドなどのフィルムを好ましく用いることができ、中でも、ポリオレフィンが好ましく、より好ましくはポリプロピレンである。
被覆層3の貯蔵弾性率が本発明の範囲であれば、60℃以下まで冷却されるのを待つことなく、脱型でき、次の成形サイクルに入ることができる成形サイクルタイムに優れる効果を発揮する。
被覆層3は、公知の押出ラミネート法、熱ラミネート法、カレンダー法、コーティング法、浸漬法等により、布状体2(織布)の両面もしくは片面に形成できる。
被覆層3の厚さは、0.02mm以上 1.0mm以下である。厚みが0.02mm未満であると、製造困難である欠点があり、一方、厚みが大きくなり過ぎると、軽量性を損なう。
本発明において、線条体1と被覆層3を構成する樹脂成分は同一成分であることが好ましく、かかる同一成分というのは、ポリプロピレン樹脂成分を共通して含むことである。
(接着層)
図4及び図5に示すように、布状体2と隣接する布状体2の間には、布状体2と同一成分からなる接着層4を介して積層されていることが好ましい。布状体2と接着層4に含まれる同一成分は、ポリプロピレン樹脂成分を共通して含むことが好ましい。
接着層4は、布状体2と布状体2との間に配置されて、これら布状体2と布状体2との間を接着する。この接着層4の存在により、得られる積層体の剛性を向上する機能を有する。
接着層4は、熱可塑性樹脂により構成されるフィルムが好ましい。この熱可塑性樹脂として、低融点樹脂成分に、高融点樹脂成分を含有させたものを用いることできる。低融点樹脂成分に高融点樹脂成分を含有させると、接着層を剛性向上層として機能させることができる。
本明細書において、「融点」というのは、DSC測定(示差走査熱量測定;Differential scanning calorimetry)により融解ピーク温度として測定される温度のことである。
言い換えれば、高融点樹脂成分は、低融点樹脂成分よりも融解ピーク温度が高い関係にある。接着層4は、これら樹脂に由来する2つの融解ピーク温度を示し得る。
接着層4に用いられる低融点樹脂成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどを好ましく挙げることができる。中でも、ポリオレフィンが好ましく、より好ましくはポリプロピレンである。
接着層4に用いられる高融点樹脂成分としては、低融点樹脂成分よりも融点が高いものであればよいが、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどを好ましく挙げることができる。中でも、ポリプロピレンが特に好適である。
接着層4に用いられる低融点樹脂成分及び高融点樹脂成分が、それぞれポリプロピレンから選択される場合は、例えば、低融点樹脂成分としてランダムポリプロピレンを用い、高融点樹脂成分としてホモポリプロピレンを用いることができる。また接着層4に用いられる低融点樹脂成分及び高融点樹脂成分が、それぞれポリプロピレンから選択される場合の他の態様としては、低融点樹脂成分として比較的低融点のランダムポリプロピレンを用い、高融点樹脂成分として比較的高融点のランダムポリプロピレンを用いることもできる。
ランダムポリプロピレンは、モノマー成分としてのプロピレンと、α-オレフィン(例えば、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-オクテン等のプロピレン以外のα-オレフィン)とが、ランダムに共重合したものである。
α-オレフィンは、例えば、全モノマー成分に対して、好ましくは20重量%以下、より好ましくは10重量%以下の割合で用いることができる。所望の融点を示すように、α-オレフィンの割合を調整することができる。
ランダムポリプロピレンの融点は、上述したように、例えば、α-オレフィンの割合を調整すること等により設定することができる。具体的には、例えば、低融点樹脂成分として用いるランダムポリプロピレンよりもα-オレフィンの割合が小さいものを高融点樹脂成分として用いることができる。
接着層4としては、低融点樹脂成分のペレットと高融点樹脂成分のペレットとを、両樹脂成分の融点以上の温度で混練し、インフレーション成形等により形成されたフィルムを用いることができる。
接着層4において、高融点樹脂成分の含有量は、例えば、5重量%~50重量%の範囲であることが好ましく、10重量%~30重量%の範囲であることが更に好ましい。
また、接着層4における低融点樹脂成分と高融点樹脂成分の重量比率は、5:95~50:50の範囲であることが好ましく、10:90~30:70の範囲であることが更に好ましい。
接着層4の厚さは、例えば、布状体の厚さや、布状体を構成する線条体の太さ等に応じて適宜設定可能であるので限定的ではないが、10μm~500μmの範囲であることが好ましく、20μm~300μmの範囲であることが更に好ましい。
図4の例では、3枚の布状体2を積層しており、表面に被覆層3を有している。具体的には、被覆層3/布状体2/接着層4/布状体2/接着層4/布状体2からなる積層体の例である。
クロス積層体の熱圧着時、布状体に用いる線条体の表面層を構成する低融点樹脂成分が融解し、複数の布状体同士が熱圧着されて一体化される。その際、残った高融点樹脂成分からなる線条体成分が布状体の繊維成分として残存するので、成形品の強度を増強する作用を呈するので好ましい。
図5の例は、被覆層3/布状体2/接着層4/布状体2/接着層4/布状体2/被覆層3からなる積層体の例である。図4の態様との差異は、図5では最下層に被覆層3を有している点である。
布状体(織布)と接着フィルムを交互に重ね合せると、重ね合せが容易である。
織布の枚数は、好ましくは2~20枚、さらに好ましくは2~10枚であり、枚数は成形品の目的や用途に合わせて適宜選択することができ、重ね合せる方向も任意である。成形品に適度な強度(堅さ)や耐衝撃性を付与する観点からは、織布は少なくとも2枚以上用いることが好ましい。
本実施形態の積層体は、熱圧着により、被覆層を構成するポリマーが軟化もしくは一部が溶融する温度まで加熱され、ラミネートシートの被覆層を互いに融着或いは被覆層を軟化させて織布の間に侵入もしくは織布に融着させて一体化されると共に、布状体と接着フィルムを重ね合せたものが、フィルムの融点以上かつ織布の融点未満の温度、即ち、接着フィルムを構成するポリマーが軟化もしくは一部が溶融する温度まで加熱され、布状体と接着フィルムが、一体化することで、被覆層と布状体、布状体と隣接する布状体の層間が強固に接着される。
積層体を形成する熱圧着手法は格別限定されず、公知の押出ラミネート成形法、熱ラミネート法、カレンダー成形法、プレス成形法等を採用することができる。
所定形状の成形品を成形する前に、熱圧着により積層体シートを作製することは好ましい。この場合、熱圧着温度は、延伸線条体を構成するポリマーの結晶化を低下させないために、ポリマーの融点未満とすることが望ましい。例えば、被覆層を構成するポリマーがポリエチレンの場合、熱圧着温度は115~125℃程度が好ましい。また、被覆層を構成するポリマーがポリプロピレンの場合、熱圧着温度は115~165℃程度が好ましい。
上記の図1、図2及び図4及び図5に示す積層体の改良例を図6、図7及び図8に基づいて説明する。
この改良例は、0.02mm以上0.1mm以下の熱可塑性樹脂からなるトップ層が、前記一方の被覆層の上面に積層してなる態様が挙げられる。
トップ層5としては、布状体及び被覆層と同一素材のものが好ましく、例えば無延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、無延伸ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルムが挙げられ、中でも、無延伸ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレンが好ましく、より好ましくは二軸延伸ポリプロピレンである。
本実施形態において、トップ層5は、着色されていてもよい。トップ層5の着色方法としては、トップ層5自体が顔料、塗料で着色してもよいし、トップ層5の被覆層3側に着色した印刷層を設けてもよい。
この改良例において、図7に示すように、0.02mm以上0.1mm以下の熱可塑性樹脂からなるトップ層5が、接着剤層6を介して一方の被覆層3の上面に積層してなることが好ましい。
接着剤層6は、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系接着剤、シリコーン系接着剤から選ばれる少なくとも1種の接着剤を用いて形成された接着剤層であることが好ましい。
接着剤層6を設ける方法は、格別限定されないが、スプレー、浸漬塗布、刷毛塗り等を例示することができる。
また図8に示すように、被覆層3とトップ層5が、極性基含有熱可塑性樹脂層7を介して順に積層してなることも好ましい。図8に示す態様の特徴は、被覆層3とトップ層5が極性基含有熱可塑性樹脂層7を介して順に積層されている点である。
極性基含有熱可塑性樹脂層7は、トップ層5との層間接着をより強固にしたいときに有用である。更に、接着剤を用いて接着剤層6を形成する場合には、一度積層体前駆体を形成した後に、接着剤層6を形成してトップ層5を積層するのに対して、極性基含有熱可塑性樹脂層7を用いる場合には、積層体前駆体を形成せずに、まとめて形成できるという点で有用である。
極性基含有熱可塑性樹脂層7は、変性ポリオレフィンを用いて形成されて樹脂層であることが好ましく、変性ポリオレフィンは、ポリオレフィンに、カルボキシル基を有する有機酸を用いて酸変性されたものであることが好ましい。
また、極性基含有熱可塑性樹脂層7は、変性ポリオレフィンを用いて形成されて樹脂層(以下、必要により変性ポリオレフィン層7と称する。)である場合には、酸変性された変性ポリプロピレン、又は酸変性された変性ポリエチレンから選ばれる少なくとも一種を用いることもできる。
ポリオレフィンとしては、単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。そのモノマーとしては、エチレン、プロピレンなどを例示でき、これらを単独又は2種以上混合して用いることができ、共重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。本態様では、これらを単独で又は2種以上を混合して用いることができる。中でも、ポリオレフィンとしてポリプロピレン、ポリエチレンを用いることは特に好ましい。
ポリオレフィンの変性方法としては、酸変性する手法が挙げられる。酸変性する手法としては、ポリオレフィンに、カルボキシル基を有する有機酸をグラフト重合する方法等を用いることができる。
かかるグラフト重合により、ポリオレフィンに有機酸成分がグラフトされた酸変性ポリオレフィンが得られる。重合手法は、グラフト重合に限定されず、任意の方法を適宜選択して用いることができる。
有機酸の種類は格別限定されないが、カルボキシル基を少なくとも1以上有する、飽和又は不飽和のカルボン酸又は無水カルボン酸であることが好ましい。
有機酸として、例えば、
(1)マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アコニット酸、クロトン酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、チオマリン酸、酒石酸、アジピン酸、クエン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アクリル酸、テトラヒドロフタル酸、イソクロトン酸、エンドシス-ビシクロ(2.2.1)ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸及びセバシン酸等のカルボン酸;
(2)無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水コハク酸等の無水カルボン酸
が挙げられる。
有機酸は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
変性ポリオレフィンは、酸変性される場合、通常、有機酸をポリオレフィンに対して0.01~10重量%含むように変性することができる。
有機酸の含有量が0.01重量%未満となる場合、変性ポリオレフィン層7が、布状体2と共重合ポリアミド層との間に積層される場合には、層間接着性に劣るため好ましくない。また、10重量%を超える場合、分子架橋型のモノマーを主成分とするポリオレフィンに対して変性すると、ポリオレフィンの架橋が著しいために溶融粘度が増大し、分子切断型のモノマーを主成分とするポリオレフィンに対して変性すると、主鎖切断が著しくなるため溶融粘度が減少する。この結果、変性ポリオレフィン層7が、布状体と共重合ポリアミド層との間に積層される際、層間接着性に劣る。
変性ポリオレフィンで形成される樹脂層は、上述した変性ポリオレフィンの他に、無変性ポリオレフィン等の他の樹脂を本発明の効果を阻害しない範囲で含んでもよい。
変性ポリオレフィンで形成される樹脂層の形態は格別限定されず、例えば、フィルム状やシート状のものや、押出ラミネート等に供するために溶融された状態とすることができる。汎用性の観点から、フィルム状やシート状のものが好ましい。
2.積層体成形品の成形方法。
次に、図9に基づいて、本発明に係る積層体成形品の成形方法について説明する。
図9(A)は、プレス工程を示している。
プレス機8としては、雌型81と雄型82からなる雄雌型のプレス機が用いられる。
図示の例は、雌型81と雄型82の間に、前述の積層体83を装着し、プレス機8で、成形品温度が150~170℃になるようにプレス成形している。
所定時間経過後、プレス成形を終了し、図9(B)に示すような、型開きを行い、成形により得られた成形品の成形品温度が70℃以上120℃以下の範囲で脱型する。
この脱型時に、被覆層の貯蔵弾性率が、本発明の範囲より低いと、脱型時に、被覆層浮きが発生する。このため従来では、60℃以下まで冷却するのを待って脱型する必要があった。つまり、60℃以下まで冷却するまでは、脱型できないので、次のプレス作業ができないので、成形サイクルが大きくロスする問題がある。
しかしながら、本発明では、被覆層の貯蔵弾性率が、本発明の範囲にあるために、脱型時の被覆層の浮きは発生しない。
このため本発明では、図9(C)に示すように、成形品温度を60℃以下まで冷却することができる。
本発明において、成形品温度を60℃以下まで冷却する際に、矯正型84に沿わせて形状を保持した状態で冷却することができる。
また別の態様として、成形品温度を60℃以下まで冷却する際に、前記雄雌型のプレス機の雄型82に着けたまま冷却することができる。
脱型時の被覆層の浮きが発生しないために、脱型して成形品温度を60℃以下まで冷却する際に障害がないので、成形サイクルを順調に進めることができ、図9(D)に示すように、積層体成形品を完成させることができる。
また、被覆層の上にトップ層が形成されていた場合であっても、トップ層を含む積層体による成型品を脱型時に、トップ層と被覆層とが強固に接着しており、トップ層が浮くようなことは発生しないため、脱型して成形品温度を60℃以下まで冷却する際に障害がないので、成形サイクルを順調に進めることができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されない。
(実施例1)
積層体の作製
(1)布状体の作製
<2種3層ポリプロピレンフィルムの製造>
高融点ポリプロピレン(MFR=0.4g/10分、重量平均分子量Mw=630,000、融点164℃)と、低融点ポリプロピレン(プロピレン-エチレンランダム共重合体、MFR=7.0g/10分、重量平均分子量Mw=220,000、融点125℃)とを用い、インフレーション成形法によって、低融点ポリプロピレンを表層とし高融点ポリプロピレンを内層とした2種3層ポリプロピレンフィルムを製造した。
<フラットヤーンの製造>
得られたフィルムを、レザー(razor)でスリットした。次いで、温度110~120℃の熱板上で7倍に延伸した後、温度145℃の熱風循環式オーブン内で10%の弛緩熱処理を行い、糸巾4.5mm、繊度1700デシテックス(dt)のフラットヤーンを得た。
<布状体の製造>
得られたフラットヤーンを、スルーザー織機を用いて、経糸15本/25.4mm、緯糸15本/25.4mmの綾織に織成することによって布状体を得た。
(2)接着層
接着層としては、融点125℃の低融点ポリプロピレンに、融点161℃の高融点ポリプロピレンを含有させた、0.6mmのポリプロピレンフィルムを用いた。
(3)被覆層
被覆層は、ポリプロピレン(PP A)(プロピレン-エチレンランダム共重合体、MFR=2.0g/10分、密度=0.90g/ml)55重量%と、ポリプロピレン(PP C)(ホモポリプロピレン、MFR=0.5g/10分、密度=0.90g/ml)45重量%とをブレンドし、溶融してフィルム成形して、厚さ110μmのポリプロピレンフィルムを製造した。
製造されたポリプロピレンフィルムと同様のものを用意し、試験片を作り、150℃における貯蔵弾性率を、以下に示す測定装置(動的粘弾性 温度分散測定)を用いて計測した。この結果を表1に示す。
<測定装置>
装置名:EPLEXOR500N(ネッチガボ社製)
測定モード:引張モード
周波数:1Hz
環境:N
温度範囲:-20℃~180℃
昇温速度:2℃/min
(4)積層体の製造
得られた布状体3枚と、得られた接着層2枚を、布状体/接着層/布状体/接着層/布状体となるように交互に積層し、その布状体の上面に、得られた被覆層を設けた。
層構成は、被覆層/布状体/接着層/布状体/接着層/布状体となるようにした。
この層構成となったものを、油圧式プレス機でプレス温度145℃に設定し、圧力1MPaで2分間加熱プレスした後、油圧式プレス機でプレス温度20℃、圧力5MPaで2分間冷却プレスして一体化されたシート状の実施例1の積層体を得た。
(実施例2)
実施例1において、被覆層のポリプロピレンフィルム(PP C)を、ポリプロピレン(PP D)(エチレン-プロピレンブロック共重合体、MFR=2.1g/10分、密度=0.90g/ml)に代える以外は実施例1と同様にして、実施例2の積層体を得た。
(比較例1)
実施例1において、ポリプロピレン(PP A)の含有量を、70重量%に代え、実施例1で用いた被覆層のポリプロピレン(PP C)を、ポリプロピレン(PP B)(ホモポリプロピレン、MFR=2.0g/10分、密度=0.90g/ml)に代え、含有量を30重量%に代える以外は実施例1と同様にして、比較例1の積層体を得た。
(比較例2)
実施例1において、ポリプロピレン(PP C)を、ポリプロピレン(PP B)に代え、含有量を45重量%とする以外は実施例1と同様にして、比較例2の積層体を得た。
<成型品の製造試験>
上記のようにして得られた実施例1、実施例2、比較例1及び比較例2の積層体の外周を把持した状態で、赤外線ヒーターで、積層体表面が160℃になるまで加熱した後に、80℃に加熱された金型でプレス成形し、2分間閉型した後に、型開きし、脱型して成形品を得た。
〔脱型時の温度〕
脱型時の成形品の温度を測定し、表1に示す。
〔脱型後外観の評価〕
脱型時の成形品について、以下の基準で評価した。その結果を表1に示す。
〇:被覆層浮きは発生せずに表面の外観が優れた成型品を得ることができた
×:被覆層浮きが発生し、外観が歪んだ成型品になってしまっている
Figure 0007127233000001
〔評価〕
表1に示す実施例及び比較例の積層体を成形して得られた成形品の脱型後の写真を図10に示す。
図10において、図10(A)は比較例1の積層体を成形して得られた成形品の脱型後写真であり、図10(B)は比較例2の積層体を成形して得られた成形品の脱型後写真であり、図10(C)は実施例1の積層体を成形して得られた成形品の脱型後写真であり、図10(D)は実施例2の積層体を成形して得られた成形品の脱型後写真である。
表1及び図10の脱型後の写真を見ると、厚み110μmの被覆層の150℃における貯蔵弾性率が3.00×10Pa未満の場合には、脱型時温度120℃で脱型すると、被覆層浮きが発生し、外観が歪んだ成型品になってしまっていることが確認できる(図10(A)、図10(B)参照。)。
これに対して厚み110μmの被覆層の150℃における貯蔵弾性率が3.00×10Pa以上1.00×10Pa以下の場合には、脱型時温度120℃で脱型しても、被覆層浮きは発生せずに、表面の外観が優れた成型品を得ることができた(図10(C)、図10(D)参照。)。
このため、高い脱型時温度でも、表面の外観が優れた成型品を得ることができる結果、成形サイクルタイムを短縮することができることが確認できた。
実施例3、実施例4、比較例3及び比較例4
実施例1、実施例2、比較例1及び比較例2の積層体から成型品を製造する成型品の製造試験において、以下の様に成型条件を変更し(変更点は以下に記した)、それ以外は同様にして、実施例3、実施例4、比較例3及び比較例4の実験を行った。
(実施例3)
実施例1で使用した積層体を用い、積層体の外周を把持した状態で、恒温炉で、積層体表面が170℃になるまで加熱した後に、100℃に加熱された金型でプレス成形し、1.5分間閉型した後に、型開きし、脱型して成形品を得た。
(実施例4)
実施例2で使用した積層体を用い、実施例3と同様に試験した。
(比較例3)
比較例1で使用した積層体を用い、実施例3と同様に試験した。
(比較例4)
比較例2で使用した積層体を用い、実施例3と同様に試験した。
(評価)
比較例3及び4の場合には、比較例1及び2の場合と同様に、被覆層浮きが発生し、外観が歪んだ成型品になった。
これに対して、実施例3及び4の場合では、実施例1及び2の場合と同様に、被覆層浮きは発生せずに、表面の外観が優れた成型品を得ることができた。
このため、高い脱型時温度でも、表面の外観が優れた成型品を得ることができる結果、成形サイクルタイムを短縮することができることが確認できた。
1 線条体
100 基層
101 表面層
102 低融点部位
2 布状体
3 被覆層
4 接着層
5 トップ層
6 接着剤層
7 極性基含有熱可塑性樹脂層
8 プレス機
81 雄型
82 雌型
83 積層体
84 矯正型

Claims (7)

  1. 熱可塑性樹脂製の線条体からなる複数の布状体を積層してなり、該複数の布状体の少なくとも一方の面に、前記線条体と同一成分からなる厚さ0.02mm以上1.0mm以下の熱可塑性樹脂の被覆層を積層してなり、
    該被覆層の150℃における貯蔵弾性率が3.00×10Pa以上1.00×10Pa以下であることを特徴とする積層体。
  2. 前記布状体が同一成分からなる接着層を介して積層してなることを特徴とする請求項1記載の積層体。
  3. 0.02mm以上0.1mm以下の熱可塑性樹脂からなるトップ層が、前記一方の被覆層の上面に積層してなることを特徴とする請求項1又は2記載の積層体。
  4. 0.02mm以上0.1mm以下の熱可塑性樹脂からなるトップ層が、接着剤層を介して前記一方の被覆層の上面に積層してなることを特徴とする請求項1又は2記載の積層体。
  5. 請求項1~4の何れかに記載の積層体を雄雌型のプレス機でプレス成形し、
    次いで、前記成形により得られた成形品の成形品温度が70℃以上120℃以下の範囲で脱型し、
    次いで、成形品温度を60℃以下まで冷却することを特徴とする積層体成形品の成形方法。
  6. 成形品温度を60℃以下まで冷却する際に、矯正型に沿わせて形状を保持した状態で冷却することを特徴とする請求項5記載の積層体成形品の成形方法。
  7. 成形品温度を60℃以下まで冷却する際に、前記雄雌型のプレス機の雄型に着けたまま冷却することを特徴とする請求項5記載の積層体成形品の成形方法。
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