JPH03501955A - 保護装飾被膜の形成に有用なフレキシブル伸縮性シート材料 - Google Patents

保護装飾被膜の形成に有用なフレキシブル伸縮性シート材料

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JPH03501955A JP63509367A JP50936788A JPH03501955A JP H03501955 A JPH03501955 A JP H03501955A JP 63509367 A JP63509367 A JP 63509367A JP 50936788 A JP50936788 A JP 50936788A JP H03501955 A JPH03501955 A JP H03501955A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、産業界で最も典凰的には吹付塗装法によって形成されるような 種類の保護装飾被覆の形成技術に関する。特に詳しくは、本発明は外部車体パネ ルを含めた種々な支持体(asbatrata )に結合させて望ましい保護装 飾効果を達成し、それによって製造操作への吹付塗装プロセスの使用の必要性を 減するまたは除去することのできるフレキシブル伸縮性シート材料に関する。
本発明の多くの利点の理解を容易にさせ、説明を容易にするために、以下では外 部車体パネルへの保護、装飾被覆の形成に関して、本発明を説明するが、自動車 はその製造に本発明が有利に適用される多様なタイプの製品の1つにすぎないこ とは理解すべきである。
アラン ジエイ バックハウスCAla%J、 Baakhou−8−)の「ル ートス ツウ ローホリューション グ之モール メタリック オウトモチイブ  フィニッシュズ(Rostma To Low Po1Lstios Gla 惰osr Metallic〜90頁(1982年10月)に指摘されているよ うに、産業の塗装プロセス中に発散される溶剤によって生ずる大気汚染量を減す ることはますます必要とされている。
この必要性を満たすだめの多様なアプローチが提案されている。例えば、自動車 に典型的に用いられる溶液型塗料(joJve%t−based paints ) の代りに水性塗料Cwater−based pai%cg)を用いる試み がなされている。他の試みとしては、有機溶剤の発散を比較的少な(する高固体 含量製剤(high aoHda forsxLatios)の使用を容易にす る研究がなされている。しかし、非常に高品質の表面仕上げが要求され、パンク ハウスが「高スタイリスチック効果(high atyListte affe ct)Jと呼ぶ効果を与えるメタリック仕上げCtnatalEte /fs− 4ah)が非常に一般的に用いられるために、自動車仕上塗料の塗付は非常に要 求のきびしい技術分野である。従って、自動車産業における呼付塗装に慣習的に 用いられる低粘性、低固体含量塗料製剤を代替する今までの試みはと(限られた 成功を収めているにすぎない。
この問題を解決する非常に有望なアプローチは外部車体パネル上へ必要な保護、 装飾被覆を与えるための吹付塗装操作の必要性を完全に除去することである。吹 付塗装の除去またはその使用度の実質的な減少は大気汚染を減する点で環境的に 有利であるのみでな(、塗料の半分以上が廃棄物として失われるような程度に吹 付塗装操作は塗料を浪費するので、コスト節約の見地からも非常に有利である。
このような目的を達成する手段には、予成形された熱可塑性シート材料の使用が あり、このシート材料を接着剤またはその他の方法でパネルに固定結合させて、 保護、装飾被覆を形成することができる。このような方法は周知であり、産業界 で広(用いられており、例えば、米国特許第3,551,232号(1970年 12月29日発行)に述べられているように、内部自動車パネルのような目的に 用いられている。この方法は前記特許に次のような言葉で要約されている:「表 面層またはカバ一層としての合成樹脂を結合させるための比較的硬質の支持体か ら成る構造要素を製造することは、現在通常行われている。表面層は平滑である かまたは型押しされており、好ましい装飾効果を与えるために適当に着色するこ とができる。支持体は例えばポリスチレンのような比較的硬質の合成樹脂または シート金属から形成され、この表面層と支持体を共に結合させて、ラミネートを 形成する。このような構造体は内部自・動車パネル、グローブボックス等のよ5 な多様な目的に用いられる。
このような製品を製造する便利で経済的な方法は支持体表面への適当な接着剤の 塗布と、支持体の接着剤層上への装飾カバ一層の真空成形とを含む。」米国特許 第3.551.232号の目的は真空成形プロセス中に生ずる傾向のある樹脂シ ートの泡立ち(bubb−1isg )とふ(れ(blistering)の問 題を克服するとと不活性粒状光てん剤を含む接着剤の使用によって達成される。
外部自動車パネルに米国特許第3,551,232号に述べられているようなプ ロセスを用いることは、非常に大きなチャレンジである。このようなパネルの表 面外観は非常に重要であるので、捕捉された空気によって生ずる泡立ちまたはふ くれのような問題を避けることばかりでなく、多くの点で吹付塗装表面の品質以 上の品質を有し、自動車市場でますます重要視されている「高スタイリスチック 効果」を同様に与えうるような保護、装飾被覆を形成することも必要である。さ らに、外部自動車パネルは複雑なわん曲を有する支持体に7レキシブルなシート 材料を平滑に接着させることが非常に困難であり、またパネルの全表面にわたっ て被覆によって与えられる均一な色強度を維持しながらこのようにすることがさ らに困難であるという見地から、特に問題を有する。
今までに、熱成形可能なポリマー支持体の表面に1つ以上の塗膜層を塗付するこ とによって、このような可能性を有するフレキシブルな伸縮性シー ト材料を製 造する努力がなされてきた。しかし、このような努力は、本発明の前には、シー ト材料がその営利的使用を不可能にする種々な欠点を有していたという点で成功 しなかった。
従って、例えば、多(の抜機欠陥を有し、塗膜層が熱成形プロセスの厳しい応力 にシート材料を耐えさせて、しかも外部自動車仕上げの正しい品質基準を満たす 製品を形成させる高度の均一・性を有していない製品が先行技術の努力(Cよっ て得られていた。
本発明の目的は、例えば外部自動車パネルのような三次元支持体に適応させるよ うに伸縮可能であり、均一で魅力的な外観の高品質で欠陥のない保護装飾被覆を 形成することのできる、フレキシブル伸縮性シート材料を提供することである。
本発明によると、(1)外部自動車仕上げの要求を満たすことができ、(2)外 部自動車パネルに結合させるプロセスに伴う延伸力と曲げ力に耐えることのでき るフレキシブ、ヤ伸縮性シート材料が、被覆の厚さと厚さ均一性とを正確に制御 する精密塗布技術の使用と結合した支持体の厚さと厚さ均一性の正確な制御によ って製造されることが非常に予想外に判明した。さらに、以下で述べろように、 このような塗布技術は実質的に均一で連続的な品質と外観を有する本質的に欠陥 のない被筒を形成する。
本発明のシート材料は薄いフレキシブルな支持体シートと支持体シートの表面に 接着した保護装飾層とから成る。支持体は熱軟化性と引張伸び性を有し、これら の性質が支持体を熱成形プロセスへの使用に適したものにしており、保護装飾層 は支持体の熱軟化性と引張伸び性に一致しうる熱軟化性と引張伸び性を有するの で、対称的な延伸が可能であり、シート材料は延伸力の適用によって、保護装飾 層のひび割れなくまたは支持体からの保護装飾層の剥離なく実質的な延伸を受け ることができる。
このシート材料は実質的に応力除去され弛緩した状態と弛緩した領域とを有し、 実質的な塑性状態に熱軟化可能であり、この状態ではシート材料は不規則な表面 から弛緩領域よりも少なくとも50%まで大きい伸長領域を有する伸長状態に塑 性的に膨張可能及び成形可能である。
保護装飾層はシート材料の弛緩状態と伸長状態の両方において、実質的に均一な 品質と外観を有する。シート材料は三次元支持体に適応するように延伸させ、支 持体に結合させて、均一で魅力的な外観を有する平滑で、しわのない保護装飾被 覆を形成することができる。
本発明はまた、次の工程:5すいフレキシブル支持体シートを形成する;流体の 保護装飾フィルム形成組成物を形成する;組成物の層流を形成し、層流を支持体 の表面に接触させ、実質的に均一な厚さの保護装飾層をその上に形成する;保護 装飾被覆を乾燥不粘着性の状態忙変える;から成る。シート材料の製造方法を提 供する。保護装飾フィルム形成組成物は、その上に接着促進結合層を有する支持 体上に、有利に塗布される。本発明の方法は層の厚さの高度の均一性と実質的に 均一な質と外観を有する本質的に欠陥なし被覆を提供する。本発明の非常に重要 な実施態様において保護装飾層は、フィルム形成結合剤着色剤、本発明の層流プ ロセスによって有効に配向される一般に平らな光反射粒子から成る塗膜層である 、すなわち、これらの粒子は被覆の表面に対して実質的に平行に優先的に配向さ れる。これによって、高度な幾何学的メタメリズムを特徴とする層が得られる。
本発明の′他の重要な実施態様において、シート材料は架橋ポリマーから成るト ップフート(topeoat )と支持体を含み、ペイント層とトップコート層 は熱軟化性及び引張伸び特性を、有し、これらはシート材料を熱成形法における 使用に適させ、対称的な伸び(myamm tricalago%gatio% )を可能にするために相互に両立している。
それによりシート材料は、ペイント層とトップコート層のひび割れ、表層剥離を 伴うことなしに1延伸力による実質的伸びに耐えることができる。支持体とペイ ント層とトップコート層は、シート材料が熱成形プロセスの前後で実質的に同じ 均一性の外観を示すほど充分に均一性である。
本発明の他の実施態様では、少な(ともその1面に上記フレキシブル伸縮性シー ト材料から形成した保護装飾被覆を均一なしわの無い状態で固定結合した三次元 支持体から成る構造要素を提供する。
本発明のさらに他の態様では、三次元支持体への保護装飾層の貼布方法は上記シ ート材料を支持体の少な(とも1面に順応させるように加熱し、延伸して、それ を支持体に固定結合して、平滑でしわのない保護装飾被覆を支持体上に形成する 工程を含む。
本発明のさらに他の態様では、成形体を成形し、同時にこのような成形体の少な (とも1面に上記シート材料から形成した保護装飾被覆を与える方法を提供する 。
下記で説明するように、本発明のシート材料はこのシート材料を延伸させる熟成 形プロセスでの使用に適し、特にシート材料の弛緩状態と伸長状態の両方で連続 した実質的に均一な品質と外観を有する本質的に欠陥の無い被覆を形成すること に有利である。
本発明の他の有利な特徴は好ましい実施態様の次の説明に関連して、添付図面を 参照しながら読むときに、容易に明らかになると思われる。
第1図は本発明のシート材料の製造に有用な装置の概略側面図であり: 第2図は本発明に従って製造したシート材料の拡大断面図であり; 第3図は本発明に従って製造したシート材料の所定部分の平面図であり; 第4図はシート材料を2y2倍の面積−にまで延伸した後の第3図と同様な平面 図であり; 第5図は本発明に従って、配向した光反射粒子を含む被覆の部分断面図であり; 第6図は本発明に従って配向した粒子の相対的配向を説明する金属粒子ヒストグ ラムである。
発明の実施態様 本発明によると、シート材料を延伸して三次元支持体に順応させ、それに結合さ せて、「高スタイリスチック効果」を示す平滑でしわのない保護装飾被覆を形成 する熱成形プロセスへの使用に適したフレキシブル伸縮性シート材料の製造に固 有な多くの困難な問題が本発明のシート材料によって効果的に回避されることが 、予想外に判明した。非常に意外なことには、このようなシート材料が波しわ、 しわ、キンクマーク(Ki%ktyhark )等+7) J: 5なゆがみが 無く、吹付塗装によって得られる被覆に全体的品質において少なくとも等しい外 観を有する保護装飾被覆を有する完成品を製造し5ることが判明した。
本発明は、フレキシブル伸縮性シート材料が三次元形状の物体上に、吹付塗装プ ロセスに付随する欠点の多(を回避しながら、吹付塗装によって得られる性質と 少なくとも同じである性質を有する保護装飾被覆を形成しうるという認識に少な くとも部分的に基づいている。特に好ましい実施態様では、本発明はこのような シート材料が非常に高品質の外部自動車仕上げを望む自動車産業のきびしい要求 を満たすことができるという認識に基づいている。本発明のシート材料は自動車 産業のきびしい要求を満たすことができるので、他の多くの、要求の少ない用途 への使用にも当然適しており、接着剤または例えば熱融合のような技術によって 一体的に結合させることKよって付着させることのできる、非常に多様な支持体 との使用に容易に適合し5るものである。
本発明の層流プロセスによって与えられる精密被覆の可能性は、本質的に欠陥の 無い保護装飾層の形成を可能にする。さらに、これは層厚さのきびしい制御を可 能にし、層厚さのきびしい制御は一支持体厚さの厳密な制御と共に一真空成形と 熱成形プロセスの要求と、自動車仕上げの外観と性能の産業界基準を満たすため に課せられるきびしい要求との両方を満たしうるフレキシブルシート材料の製造 を可能にする。本発明のフレキシブル伸縮性シート材料の物理的性質の厳密な制 御はその使用を成功させるキーである。このような性質は支持体と、保護被覆層 、例えば結合層、トップコート層、接着剤層のような任意層との両方に関して広 範囲な様々な材料を用いて得られる。支持体及びこれらの各層に対して特に有用 な材料についての詳細な説明は以下に記載する。
本発明のシート材料は薄いフレキシブルなサポートシートを含む。このサポート シートは本質的に平坦な自立式伸縮性熱可塑性ポリマーフィルムであることが好 まし一致させることもできる。このことは、光反射層を通して伸長する掻ききす が、支持体が同色である場合には、あまり目立たないとい5点で、しばしば有利 である。サポートは実質的に均一な厚さを有する。サポートが約0.05〜0. 40mの範囲の平均厚さTaを有することが好ましい。好ましい平均厚さは約0 616〜0.32aの範囲内である。サポート厚さは当業者に公知の標準厚さト レーシング法C5tandard tkicksama tracing ta ck −n1que )によって測定する。または、サポート厚さと厚さ偏差は シート材料の断面の顕微鏡写真から容易に測定することができる。サポート厚さ はサポートの幅を横切って、及び幅に対して垂直な方向におけるサポート幅にほ ぼ等しい長さにおいて測定する。ここではTaを両方向において測定した平均厚 さの平均値と定義する。最大支持体厚さ偏差t#はことでは上記のような厚さ測 定による、最大−]定値マイナス最小測定値として定義する。
サポートは関係t1<0.201aを満たすことが好ましい。
従って、サポートは幅と長さの両方において高度な厚さ均一性を有する。非常に 好ましいサポートは関係1.<0.10Taを満たす最大厚さ偏差を有する。サ ポートの厚さ均一性はシート材料の均一に魅力的な欠陥の無い外観に寄与する。
サポートシートの適当な材料には、熱成形プロセスへの使用にサポートシートを 適応させる熱軟化性と引張伸・び性を有する伸縮性熱可塑性ポリマーフィルムが ある。
例えばポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、AB、S(アクリロニトリル− ブタジェン−スチレン)m脂、ポリエチレン、ポリプロピレンのような、熱成形 技術及び/または真空成形技術に有用であることが知られているフィルムが好ま しい。有用な支持体材料には、米国特許第4,246,381号に述べられてい る、コポリエステルとのポリアリ−レートブレンドと;米国特許g4.287゜ 325号に述べられている、芳香族ポリエステルとグリコールポリエステルとに 基づくコポリエステルがある。
ゴム改質スチレン−無水マレイン酸とポリカーボネート及び/またはポリエステ ルとのブレンドも、ポリ(エーテル−エステル)とポリエステルのブレンドと同 様K。
有用である。特に好ましいサポート材料は、ASTMD−638に従って測定し た時に、少なくとも約40%の破断時引張伸びを有する。非常に好ましいサポー ト材料は米国特許第4,582,876号に述べられているような、ポリ(1, 4−シクロヘキシレンジメチレンチレフタレ−トルτ基づ(コポリエステルとゴ ム改質スチレ//無水マレイン散コポリマーとのブレンドである。このよ5な支 持体は(α)テレフタル酸から成る反復単位、25〜90モル%量で存在する1 、4−シクロヘキサンジメタツールから成る反復単位及び75〜lOモル%量で 存在する炭素数2〜6の第ニゲリコールから成る反復単位(クリフールの総モル %は100モル%に等しい)から成るコポリエステル70〜30重量%と、(b ) (1)ビニル芳香族モノマーのコポリマーに基づく70〜98重量%とこれ と共重合可能な不飽和ジカルボン酸成分のコポリマーに基づ(2〜30重量%と の非等モル量コポリマー60へ・93重量%と(2)成分(1)の七ツマ−の共 重合中に存在する少な(とも2種類のゴム状添加物7〜40重量%から成る熱可 塑性ゴム改質ビニル芳香族ポリマー組成物30〜70重量%とのブレンドから成 り、ゴム状添加物が少な(とも1種類の高級ビニル芳香族共役ジエンコポリマー を組成物全体の5〜20重量%含み、前記の少なくとも1種類の高級共役ジエン −ビニル芳香族コポリマーが共役ジエン約60〜約93重量%を含む。少なくと 〈)1種類の高級ビニル芳香族共役ジエンコポリマーは共役ジエンモノマーより も多量のビニル芳香族を含むブロックコポリマーであることが好ましい。サポー トは充てん剤、UV吸収剤、可塑剤、着色剤、酸化防止剤等を含むことができ、 これらはポリマーフィルムに有用であることが分っている。
本発明のシート材料はサポートの1表面上にペイント層のような保護装飾層を含 む。ごこではべ・−スニート層(bazgcoat 1ayer )とも呼ぶペ イント層はフィルム形成結合剤中に混入した着色剤を含むことが好ましい。例え ば二酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、クロム酸鉛、カーボンブラック、シリカ 、メルク、陶土、金属酸化物、シリケート、クロメート等のような無機顔料及び 例えばフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カルバゾールバイオレ ット、アントラピリミジンイエロー、フラバンスローンイエロー、イソイントリ ンイx o −、インダンスローンブルー、キンアクリトーンバイオレット、ペ リレンレッド、ジアゾレッド及び当業者に周知の他の顔料のような有機顔料を含 めた、表面被覆組成物に慣習的に用いられる着色剤を用いることができる。
フィルム形成結合剤はベースコート組成物に結合剤として用いられるフィルム形 成樹脂のいずれかを含むことができる。特に有用な樹脂状結合剤はアクリルポリ マー、アルキッドを含めたポリエステル、ポリウレタンである。
このような結合剤の例とその製造方法は米国特許第4.681,811号、第4 .403.003号、第4,220゜679号により詳しく述べられている。
アクリルポリマーは任意に1種類以上のエチレン系不飽和上ツマ−を含む、アク リル酸またはメタクリル酸の1種類以上のアルキルエステルのコポリマーでアル 。これらのポリマーは熱可塑性型または熱硬化性架橋型のいずれかである。アク リル酸またはメタクリル酸の適当なアルキルエステルにはメチルメタクリレート 、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、エチルアクリレ−)、ブチル アクリレート、2−エチルへキシルアクリレートがある。他の適当な共重合可能 なエチレン系不飽和上ツマ−には、例えばスチレン、ビニルトルエンのようなビ ニル芳香族化合物、例えばアクリロニトリル、メタクリレートリルのようなニト リル、例えば塩化ビニル、:7ノ化ビニリデンのようなど二ルハリド及びビニリ デンハリド、ならびに例えばビニルアセテートのようなビニルエステルがある。
ポリマーが架橋型である場合には、上記アクリルモノマーの他に適当な官能性上 ツマ−を用いることができ、このようなモノマーには、例えばアクリル酸、メタ クリル酸、とドロキシエチルアクリレート及びヒドロキシプロピルメタクリレー トがある。このような場合の被覆組放物は、ホルムアルデヒドと反応した尿素、 メラミンまたはベンゾグアナミンのような、アミンもしくはアミドとホルムアル デヒドの縮合物、またはアルキル基が炭素数1〜4である、このような縮合物の 低級アルキルエーテルのような架橋剤を含む。ブロック・ポリイソシアネートを 含めたポリイソシアネートのような他の架橋剤も用いることができる。また、ア クリルポリマーは自己架橋性アクリ)ポリマーを生ずるN−(アルコキシメチル )アクリルアミド及びN−(アルコキシメチル)メタクリルアミドを用いて製造 することもできる。
アクリルポリマーは例えば過酸化ベンゾイルまたはN、N’−アゾビス−(イソ ブチロニトリル)のような有機過酸化物またはアゾ化合物のような、適当な触媒 の存在下での溶液重合技術によって製造される。この重合はモノマーが可溶であ る有機溶液中で実施される。適当な溶剤は例えばキシレン、トルエンのような芳 香族溶剤、及び例えばメチルアミルケトンのようなケトン類である。
または、アクリルポリマーを水性エマルジョン重合または懸濁重合技術によって 製造することもできる。
アクリルポリマーの他に、ペイント組成物用樹脂結合剤はアルキド樹脂またはポ リエステルである。このようなポリマーは多価アルコールとポリカルボン酸の縮 合によって、公知の方法で製造することができる。適当な多価アルコールにはエ チレングリコール、フロピレンクリコール、1.6−ヘキジレングリコール、ネ オペンチルクリコール、ジエチレングリコール、グリセロール、トリメチロール プロパン、ペンタエリスリトールがある。
適当なポリカルボ/酸には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸 、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキシヒドロフタ ル酸、トリメリット酸がある。上記ポリカルボン酸の他に、存在する場合には無 水物のようなポリカルボン酸の官能性同等物またはメチルエステルのようなポリ カルボン酸の低級アルキルエステルを用いることができる。
風乾性アルキド樹脂を生成することが望ましい場合には、適当な乾性油脂肪酸を 用いることができ、このような脂肪酸には亜麻仁油、大豆油、トール油、脱水ひ まし油または桐油に基づくものがある。
ポリエステル及び好ましくは、アルキド樹脂はさらに架橋反応に利用可能な遊離 ヒドロキシル及び/またはカルボキシル基の部分を含む。適当な架橋剤は上記の ようなアミンもしくはアミド−ホルムアルデヒド縮金物またはポリイソシアネー ト硬化剤である。
ポリウレタンもペイント層の樹脂結合剤として用いることができる。使用可能な ポリウレタンには、上記のようなポリエステルポリオールまたはアクリルポリオ ールをポリイソシアネートと、生成物に遊離ヒドロキシル基が存在するようにO E/NCO当量比(gqxi九l#%Cratio)が1:lより大きいように 反応させることによって製造されるポリマーポリオールがある。
ポリウレタンポリオールの製造に用いられる有機ポリインシアネートは脂肪族ま たは芳香族ポリイソシアネートまたはこれらの混合物でありうる。ジイソシアネ ートが好ましいが、ジイソシアネートの代りにまたはジイソシアネートと併用し て、高級ポリイソシアネートを用いられる。
適当な芳香族ジインシアネートの例は4,4′−ジフェニルメタンジインシアネ ートとトルエンジイソシアネートである。適当な脂肪族ジイソシアネートの例は 例えば1.6−へキサメチレンジインシアネートのような直鎖脂肪族ジイソシア ネートである。また、脂環式ジイソシアネートも用いることができる。例には、 インホロンジイソシアネートと4.4′−メチレン−ビス−(シクロヘキシルイ ソシアネート)である。適当な高級ポリイソシアネートの例は1,2.4−ベン ゼントリイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイノシアネートである。
上述のように製造されるポリマーの大部分は有機溶液型ポリマー(organi c aolvast−based polymar)であるが、アクリルポリマ ーは水性エマルジョン重合技術によっても製造することができ、水性ベースコー ト組成物(aqsaosa−based baameoat cotnpoai Nos)として用いられる。力2−プラスークリアー組成物(c(IX0デpl ss−a1gaデcompoaitio%)としての水性ベースコートは米国特 許第4.403,003号に開示されており、これらのベースコートの製造に用 いられる樹脂組成物は本発明の実施に用いられる。例えば米国特許第4.147 ゜679号に従って製造されるような、水性ポリウレタンも本発明のペイント/ mlc樹脂結合剤として用いられる。
ペイント要用樹脂結合剤は下記の透明なトップコート組成物の製造に用いられる 樹脂結合剤でありうる。
上述のような好ましいペイントは変形可能なウレタンから成る外部自動車要素上 に用いられている。このようなペイントはウレタンが変形するときにき裂または 離層を伴うことなく伸縮し変形する。
ペイント層は約0.012〜0.0800の範囲内の平均厚さTrを有すること が好ましい。特に好ましい平均厚さは約0.020〜0.060flの範囲内で ある。ペイント層の最大厚さ偏差trは関係ty < 0.15 Trを満たす ことが好ましい。trが関係t、<0.10Tr を溝たすことが最も好ましい 。ペイント層の厚さと厚さ偏差はシート材料の断面顕微鏡写真から容易に測定す ることができる。
上記したように、サポートとペイント層の両方の厚さ均一性が均一に魅力的な外 観を有する欠陥の無い被覆を形成するために!要であると考えられる。
ペイント層の熱軟化性と引張伸び性は、対称的伸びを可能にするために、支持体 のこれらの性質と一致しなければならない。対称的伸びとは、シート材料がペイ ント層の分裂もしくはひび割れまたは支持体からのペイント層の離層な伴うこと なく、延伸力の適用によって実質的に伸長し5ることを意味する。本発明のシー ト材料はすぐれた対称的伸びを示すが、この一部は層の厚さと厚さ均一性とに帰 因する。ペイント層の平均厚さ/サポートの平均厚さの比は好ましくは1600 〜0.04の範囲内、より好ましくは0.50〜o、osoの範囲内である。特 に好ましい比は約0.2である。下記のように製造された厚さ比的0.2のシー ト材料は分裂、ひび割れまたは離層な伴うことな(実質的な対称的伸びを与える ことが判明している。
熱成形プロセスは典形的に、シート材料の縦方向の延伸のみではな(あらゆる方 向の延伸を含むことを認めるべきである。このようにして、シート材料の面積は 拡大する。熱成形の前に、シート材料は実質的に応力の無い、弛緩状態であると 云うことができる。熱成形プロセスによって、シート材料は実質的な塑性状態に 軟化し、塑性延伸されて伸長状態になる。本発明のシート材料はその弛緩面積よ りも少なくとも50%まで大きい伸長面積に延伸することができる。さらに、本 発明のシート材料は弛緩状態と伸長状態の両方において実質的に均一な品質と外 観を有することを特徴とする。本発明の好ましいシート材料はその弛緩面積より も少なくとも100%まで大きい伸長面積に延伸することができる。非常に好ま しいシート材料はその弛緩面積よりも少な(とも200%まで大きい伸長面積I C延伸することができる。
上述したように、保護装飾層はシート材料の弛緩状態と伸長状態の両方において 実質的に均一な品質と外観な有する。このことは、弛緩状態のシート材料がルー ムライト下、ライトボックスC1igkt box)上及び太陽光線内での目視 検査時に、例えばライン、えくぼ、気泡、しま、帯、飛沫(7−pollsse tas )、着色剤凝集等のような被覆欠陥を本質的に含まないことを意味する 。さらに、このことはシート材料を外部自動車パネルに貼布したときに営利的に 受容される仕上げが得られることを意味する。さらに、一定の弛緩サイズのシー ト材料は異なる部分では異なる度合に延伸しうるかまたはある部分では延伸し、 他の部分では延伸しないこともできる、そして画像の鮮明度、光沢、光学濃度及 びフロップCf1op)を含めた、あらゆる部分での外観の均一性は実質的に同 じ状態である。
本発明のシート材料はASTMテス)E−430によって測定したときに少なく とも80の画像鮮明度(distinctness of image ) ( DOI)を有することが好ましい。このよ5な測定は例えばノ・ンターラブモデ ルD47R−6ドリコングロスメーター(HUNTERLABMODEL D4 7R−6DORIGON GLO5SMETER)で実施される。本発明の好ま しいシート材料はこの技術で測定した時に少なくとも85、特に好ましくは少な (とも90のDOIを有する。非常に好ましいシート材料はこの技術で測定した 時に少なくとも95のDOIを示す。
本発明のシート材料は高度に均一な光学濃度を有することが好ましい。好ましい シート材料は少なくとも3.0の平均光学濃度を有する。これらのシート材料は シート材料の幅にわたって光学マイクロデンメトメーター(optical t nicrodmnsito meter) )レースによって測定したときに、 シート材料の平均濃度から0.3単位未満の光学濃度最大変化を示すことがより 好ましい。このような測定は例えばパーキン エルマー(P#rki%Eltp h−デ)PDSマイクロデンシトメーターのような慣習的装置を用いて、当業者 によって容易に実施される。光学濃度は〔式中りは光学密度であり、Tは光の透 過率である〕によって表される。光学濃度は写真フィルムの黒度な表すために慣 習的に用いられる、この理由は濃度単位で表現される光の差がこれらの差を目視 する方法を密接に反映するからである。従って、0.3濃度単位異なる2種類の フィルムの明るい方は暗い方よりも2倍多い光を透過させる。本発明の非常に好 ましいシート材料は平均光学濃度から0.2濃度単位未満の光学濃度最大変化を 示す。
本発明のシート材料はASTMテス)D−2457に従って測定したときに少な (とも80020°光沢度を有することが好ましい。本発明の特に好ましいシー ト材料はこの技術によって測定したときに少なくとも85、特に少な(とも90 020°光沢度を有する。
本発明のシート材料は技術上公知の慣習的な表面荒さ測定技術によって測定した ときに、0.4ミクロン未満の平均表面荒さく Ra )を有することが好まし い。例えばスキッドレス プローブ(5ktdleaa probe)と約0. 030inのカットオフを有する走査型スタイラス装置(atylss ins trument)を用いて、Raを測定することができる。このような装置の1 つはフエデラル プロダクツ ニーボレーショy (Federal Prod sctz Ctr −rporatio%)から販売されるマイクロ−トポゲラ ファー(Micro−Topographar■)である。本発明の特に好まし いシート材料は0.2ミクロン未満、特に0.1ミクロン未満の平均表面荒さを 有する。
下記でさらに詳しく述べるように、本発明の非常に好ましい実施態様では、保護 装飾層は着色剤と結合剤の他に反射性粒子を含む。ペイントに慣習的に用いられ る粒子、特に自動車仕上げペイントに用いられる粒子を用いることができる。適 当な反射性粒子には例えばアルミニウムフレーク、銅フレーク、青銅フレーク、 銅青銅フレーク、ニッケルフレーク、亜鉛フレーク、マグネシウムフレーク、銀 フレーク、金フレーク、白金フレークのような金属フレーク、例えばマイカ、ガ ラス、ステンレス鋼、被覆マイカ、被覆ガラス、アルミニウム被覆ポリエステル フイルムフラグメンドリような他の小片がある。
2種類以上の粒子の混合物も用いることができる。
本発明は上記シート材料の製造プロセスも提供する。
このプロセスはフレキシブルサポートシートの形成工程、流体の保護装飾フィル ム形成組成物の製造工程、組成物の層流を形成し、この層流をサポートの表面と 接触させてサポート上に実質的に均一な厚さの保護装飾層を形成する工程、及び 保護装飾被覆を乾燥した不粘着性状態に転換させる工程を含む。流体の保護装飾 組成物はフィルム形成結合剤と着色剤を含むことが好ましい。結合剤と着色剤の 他に、組成物は反射性粒子と任意に被覆技術分野で周知の他の物質を含みうる。
これらに界面活性剤、流動調節剤、チキソトロープ剤、充てん剤、有機溶剤、触 媒がある。
例えばと−ド塗布機構またはストレッチ−フロー塗布機構による被覆組成物の塗 布は役立つ、押出しホッパーな用いたサポートへの直接押出成形;スライドホッ パーのスライド面の移動またはカーテンコーチングプロセスでの自由落下を次に 伴う被覆組成物のスロットからの押出(カーテン塗布プロセスではオーバーフロ ーぜきの使用によって、カーテンが生ずる)、等のような多様な塗布技術が有用 である。この塗布プロセスの重要な面は、非常に高度に均一な層厚さを有する欠 陥のない被覆を形成できることである。サポートのフレキシブル性を考えると、 サポートは通常のウェブトランスポート系(、Wabgrant−part s ystam)を用いて塗布することができ、経済性の理由から、2鴇以上までの ウェブ幅及び数百講、7分のウェブ速度で典塵的に塗布されることができる。
例えば高精密押出ホッパーの使用のような、シー)・材料製造への精密塗布プロ セスの使用は本発明の非常に重要な面である。特に、本発明のシート材料の特徴 である非常に高度な厚さ均一性と被覆欠陥の無さを保証するために、塗布操作は あらゆる重要なパラメーターを厳しく制御しながら実施されなければならない。
熱成形プロセスのきびしさに耐え、同時に自動車仕上げに要求される非常に高い 品質を有する製品を生成することのできるシート材料を製造できるのは、厚さ均 一性と被覆欠陥の両方をこのように制御すること釦よってのみである。
押出ホッパーは本発明のプロセスに用いるために特に効果的な装置である。この ような装置は前記ペイント組成物に典型的なせん断減粘性特徴を有する組成物と の使用に良好に適合する。このようなホッパーでは、横断圧力勾配が最小であり 、スロットを横切る殆んど全ての圧力低下は塗面方向で生ずる。不発明がどのよ うに機能するかについて出願人は何らかの理論的説明にしばられる相性フレーク を含むペイント組成物の塗布において押出ホッパーによって得ら1するすぐれた 結果に寄与するど考えられる。
本発明の実施に有用な好ましい塗布技術と装置は写真製品の製造に用いられ、こ れらは米国特許第2,253゜060号、第2,289.798号、第2.68 1,294号、第2,815,307号、第2,898,882号、第2,90 1゜770号、第3,632,374号及び第4,051,278号に述べられ ている。
サポート上に塗布後に、保護装飾組成物を例えば25〜100℃の温度での慣習 的な技術による乾燥によって乾燥した不粘着性状態に転換する。
工業的規模での本発明のシート材料の製造方法は第1図に示したような装置で実 施することができる。サポートシートは供給ロール12から解出し、案内ロール 14の周囲を通過させ、塗布ロール16上を通る連続ウェブ10として提供され る。引取りセクションはロール38上Croll tra%sf;デ)を容易に するために設けられる。サポ・−トシートは、ここでさらに詳述するように、塗 布ロールにおいてペイント層を塗布される。塗布後に、サポートシートは乾燥室 系列20.22.24.26を通り、各室において乾燥した温風を被覆層に受け て、被覆層を乾燥される。室20.22.24.26は共に第1乾燥帯を画定す る;この帝はウェブlOの充分に長い移動路を形成するために付加的な同様な室 を含みうるので、室の系列を幾つかの個所で破断されたものとして説明する。
第1乾燥帯を通過した後に、ウェブ10は室30.32.34によって画定され る第2乾燥帯を通過する。第2乾燥帯もウェブ10の移動路を蝙伸するために付 加的な同様な室を含みうるので、室のこの系列も幾つかの個所で破断されたもの として説明する。第1乾燥帯は被覆層の乾燥の大部分を実施するように機能し、 第2乾燥帯は被覆層中に残留する少量の残留液体を除去するために役立つ。説明 したように、第1乾燥帯の乾燥室は平台設計であり、第2乾燥帝の乾燥室は長い 滞留時間を与えるためにループ設計(ft5toorb daaig%)である 。ウェブ10は第2乾燥帯を出た後に、案内ロール36の周囲を通り、引取りロ ール38上に巻取られる。
本発明のフレキシブル伸縮性シート材料の本質的要素はサポートと保護装飾層で あるが、他の任意層を含めることもでき、これらの層は特定の環境下では特に有 利である。例えば、好ましい実施態様では、結合強度を改良させ、離層の危険性 を減する接着促進結合層をその上部に有するサポート上にペイント層を塗布する 。適当な結合層は接着促進化学物質と任意の適当な溶剤とを含む組成物から形成 することができる。有用な接着促進化学物質には、アクリロニトリル、塩化ビニ リデン及びアクリル酸に基づくポリマー;メタクリレート、塩化ビニリデン及ヒ イタコン酸に基ツ(ポリマー:セルロースニトリル;及び種々な市販の接着促進 化学物質、例えばモンザント(λIonsa%to)によって販売される商品名 フオームバール(FOR)=WAR)7/95、フ、t−ムハ−A/15/95 、ブ1.バール(BUTVAR) B −98及びブトバールB−72;モベイ (Jiobay)によって販売されるモペイM−5Q;zアーブロダクツ(jf  Prodscttンによって販売されるヴイナク(VINAC)B−15,デ ュポン(DxPo%t)によって販売されるエルグアサイドCELyAczrz )、及びジェネラル エレクトリックCGg5erat Electric)に よって販売されているレキサン(LEXAN)がある。適当な溶剤にはメチルエ チルケトン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、トルエン、メチルセロソルブ 、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノール、これらの混合物等があ る。接着促進層は約0.0025111以下の厚さを有するのが好ましい。この 厚さは保護装飾層の厚さよりも実質的に薄いことが好ましい。例えば、保護装飾 層は接着促進層の厚さの少なくとも8倍の厚さを有することが好ましい。
上述したように、シート材料の特に重要な使用は外部自動車パネルへのその財布 に関し、これによって自動車製造における吹付塗装の必要性は減少または除去さ れる。
保護装飾層に接着した、実質的に透明な層(ここではトップコートとも呼ぶ)を 含むシート材料は、高品質の外部自動車仕上げの形成に特に有用である。トップ コートは本発明のシート材料の最外部層として含まれる。トップコートと保護装 飾層とは別々の層または単一層を成すことができる。トップコートは改良された 平滑性、高光沢、硬度、耐久性、耐候性、耐摩耗性、耐引っかき性、耐チッピン グ性、耐茨面損傷性、及び酸性雨または汚染によって生ずる斑点損傷(5pot  dama、(H) に対する抵抗性のような望ましい性質を与えることができ る。
ベースコート組成物と共に使用するトップコートは技術上周知である。これらは 一般に透明であり、例えばポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール及 びアクリルポリオールのような架橋性ポリオールと、ポリイソシアネート硬化剤 とを含むことができる。本発明の好ましい実施態様によると、透明層組成物をシ ート材料のペイント層上にスロットを通して押出す。これによって、慣習的な吹 付塗装技術によって塗布したトップコートに比べて、改良された平滑性、すぐれ た光沢及び画像鮮明度が得られる。次にこの透明層を例えば25〜100℃の温 度における通常の乾燥技術による乾燥によって、乾燥した不粘着性状態に質える 。
または、トップコートとベースコート組成物を1種類の被覆組成物から成る単一 層として塗布する、または公知の技術を用いて、例えば米国特許第2,791, 791号、第2,941,898号、第3,206,323号、第3,425゜ 857号、第3.508,947号、第3,645.773号及び第4.001 ,024号に述べられている技術を用いて同時に産布することができる。さらに 、次の層を敷設する前に各層を個々に乾燥する代りに、例えば多層押出成形によ って、多層シート材料の2つ以上の層を敷設してから乾燥することもできる。
本発明の特に好ましい実施態様では、サポート、ベースコート及びトップコート 層が熱軟化性と引張伸び性を有し、これらの性質はシート材料を熱成形プロセス への使用に適したものにし、対称的伸びを可能にするように相互に適合性であり 、これによってシート材料は延伸力の適用によってベースコート層とトップコー ト層のひび割れまたは離層な示すことなく実質的に延伸することができる。シー ト材料が熱成形の前後で外観の実質的に同じ均一性を示すように1サポート、ベ ースコート層とトップコート層が充分に均一な性質を有することが好ましい。
トップコートの伸び性は熱成形プロセスにおいてシート材料の伸び性と適合しな げればならない。透明層を含むシート材料は、延伸力の適用によってトップコー トの隣接層からの分裂または離層な伴うことなく、実質的に延伸することができ なければならない。さらに、トップコートは延伸力の適用時に生じうる外観すな わち光沢への不利な効果を最小にするように配合されることが好ましい。本発明 のトップコート付き保護装飾被覆の外観、光沢、耐久性及び耐候性は、吹付塗装 プロセスによって得られるこれらの性質に比べて少なくとも等しいかまたはすぐ れている。
本発明は、自動車仕上塗料として慣習的に用いられるベースコート及びトップコ ート用ペイントを、熱成形可能であり、例えばフェンダ−またはドアーのような 自動車の外部部品に永久的に結合させることのできる予成形シート材料として利 用して、保護被覆の形成に今まで用いられてきた吹付塗装の、費用がかかり、労 力を要し、廃物の多いプロセスによって得られる性質と少なくとも同様な性質を 有する保護被覆を形成できるという利点を有する。本発明は、大きな「深さ」と 高度な幾何学的メタメリズムの両方を特徴とする金属ペイント層によって得られ る「高スタイリスチック効果」を与える能力が大きいという利点をさらに有する 。本発明の他の利点は、シート材料の製造プロセス中及びシート材料の自動車部 品への貼布プロセス中の急激な変色に7レキシビリテイを与えることである。本 発明のさらに他の利点は、色が一致しなければならないときに特に望ましい色の 均一性を制御できることである。この他、本発明は任意に多色調及び/または多 色シート材料を形成することができ、このようなシート材料は制御された組織化 表面(60%を−rolled tgztvtrad asrfaeg)を有し うる〇金属粒子と着色剤を含むペイント組成物が観察者に総合美意緻的に好まし い印象を与えることは公知であり、そのためこれらは特に車体の表面に装飾被覆 を施すために有用である。このような被覆はスタイリングラインと輪郭面(co *tosrgd 5Krface) を強調し、幾何学的メタメリズムとして知 られる性質を特徴とする。ゴニオクロマチズム(go信o c五romatit ph)または「フロラフ」とも呼ばれる幾何学的メタメリズムは塗膜(pcLi stfilm)がその観察方向に依存して、色と外観に敏感な変化を示す能力で ある。この効果は塗膜中の種々な深さに混入された金属フレークによって生ずる 。塗膜を通って進んだ光はフレークによって観察者に反射される。着色剤をも含 む塗膜では、観察者が異なる色度を有する光線の組合せを知覚するように、色度 または色相は光が塗膜を通って進む距離に依存する。さらに、フレークから反射 された光線が進む距離は入射角と反射角に依存する。
フレーク面に対して垂直に進む光線は鋭角で進む光線よりも短い距離を進む。こ れらの現象を組合せると、幾何学的メタメリズムを有する塗膜は鋭角で観察され る場合よりもその表面に対して垂直に観察される場合にいっそう輝かしく、明る い色相を有するように見える。従って、塗膜表面を直接尻下す観察者は明るく輝 (色を見ることになる。塗膜の表面近(のフレークは光を反射し、光は着色剤と と(軽度に相互作用するにすぎないので、きらめ(ように見える。観察者が塗膜 をその表面に対して鋭角で観察しようと移動すると、暗く、強い色が知覚される 。相互作用度が大きいために、弱いきらめきが観察され、塗膜は一般に深く、厚 いように見える。塗膜面に近づいた角度では、金属フレーク間での多重反射が光 −着色剤の相互作用を明らか:て高め、塗膜を特に暗(、深いもOKする。
吹付塗装プロセスは、高置の幾何学的メタメリズムを有する保護被覆を形成する ように反射性粒子を配向させる手段として、慣習的に用いられている。しかし、 このプロセスは重大な欠点を有している。このプロセスは高い割合の溶剤の使用 によって得られる低粘性を有する組成物の使用を必要とする。この低粘性低固体 分組成物は乾燥操作において多量の有機溶剤を除去する必要があるため、非常に 不利である。この結果、溶剤を除去するために長い乾燥工程が必要になる。比較 的低い割合の溶剤を含み、従って迅速に乾燥されう石高粘性組成物から、高度の 幾何学的メタメリズムを示す保護被覆を形成することが非常に好ましい。しかし 、このような高粘性被覆組成物は吹伺塗装に不適である。さらに、通常吹付塗装 されるような低粘性組成物では、レベリング力と収縮力の結果として、乾燥工程 中に配向が生ずる。高粘性組成物の使用によると、これらの力の効果的な作用が 重度に阻害される。
本発明の特に有利な特徴は、本発明が低粘性低固体分組成物の使用に決して依存 することなく、高粘性高固体分組成物の使用に容易に適応することができ、固体 形に完全に転化する放射線硬化性被覆組成物の使用によって溶剤の完全な除去を も可能にすることである。さらに、あまり大きいため吹付は可能なペイント組成 物中に混入することができない反射性粒子を本発明の方法によって水性系または 混合水性/有機基を産布できること、非常に高い固体分の組成物を塗布できるこ と、固体系に完全に転化1−5る放射線硬化性組成物の使用によって溶剤放出を 完全に解消できること、及び吹付塗装操作とは対照的に、ウェブ層布操作では溶 剤放出制御が固有に非常に簡単であることによって、溶剤放出問題の制御は非常 に容易になる。
さらに、本発明は全く意外に非常に高度な幾何学的メタメリズムを有するシート 材料を提供゛することができる。
この理由は現°時点では完全には理解されていない。このすぐれた効果の少な( とも一部は慣習的な吹付塗装技術によって得られるよりもすぐれた均一性を有す る保護装飾被覆中の着色剤と光反射性粒子が高濃度であり、高度に均一に分布し ていることによると考えられる。さらに、光反射性粒子は保護装飾層の外面に実 質的に平行な配向を示す。例えば、第5図に説明するように、保護装飾層42は 例えばマイカまたは金属のような光反射性物質から成る一般的に平たい粒子44 を含むのが好ましい。この粒子は外面46に対する平行度0−12の範囲内の平 たい面を有して、好まし、く配向する。フレークの少なくとも75%、好ましく は80%はこの好ましい配向状態にあり、実質的に全ての粒子が約50°より大 きい配向は示さない。このことは第6図の金属フレークヒストグラムによって説 明される。得られた粒子配向角度の均一性も、行に関係する層の厚さを考えると 、当業者にとって全く予想外である。
本発明は自動車仕上げの分野においてさらに多くの重要な利点を提供する。例え ば、自動車の硬質金属部分とフレキシブルなプラスチック部分の両方に同じシー ト材料を用いて保護装飾被覆を形成することができる、従って、両タイプの部分 に同じ材料を用いることによって、色合せの問題を解消することができる。吹付 塗装では硬質金属部分への塗布に適したペイントが一般に、フレキシブルプラス チック部分への塗布に適していす、2種類のペイントを用いなければならないの で、このことの実施は非常に困難である。
さらに、本発明は他の多くの工業的製造操作に一非常に高い品質の保護装飾被覆 の形成が望ましく・場合には一広範囲に適用することができる。例えば、本発明 のシート材料は例えば事務機器、家庭用具、自動車バンパー、自動車インテリア 及び装備品、カメラ、及び装置ハウジングのような製品に特に有用である。
上記シート材料は種々な二次元支持体に周知の真空成形及び熱成形技術によって 結合させて、本発明による構造要素を形成することができる。このシー ト材料 は慣習的な吹付塗装技術によって得られるカ観に比べて少なくとも同じがまたは 良好な外観を有する均一な、しわの無い保護被覆を形成する。
このように、茶発明では次の工程: (1) 保護装飾被覆を貼布すべき三次元支持体を形成する工程:(2)上記の フレキシブル伸動性シート材料を形成する工程:及び(3)前記支持体の少なく とも1面に対してシート材料が順応するように、シート材料を同時に加熱延伸し 、前記支持体に固定結合させて、支持体上に平滑でしわの無い保護装飾被覆を形 成する工程から成る、三次元支持体上に保護装飾被覆を施す方法を提供する。
支持体は硬質または変形可能性のいずれでもよい。硬質支持体には金属シート、 合成樹脂等から成る支持体がある。このような支持体から成る要素は車体の要素 として特に有用である。変形可能性支持体には衝撃を受ける支持体がある。この ような用途の1つは自動車の緩衝作用バンパーである。
本発明の方法では、シート材料を加熱によって軟質、流動性にし、次に被覆すべ さ物体と順応接触させ、それ忙固定結合させる。例えばシート材料はサポートの ガラス転移温度から約25℃の範囲内の温度忙加熱することができる。このよう な結合は多様な適切な接着剤組成物のいずれかを用いて、周知の接着結合技術の 使用によって実施することができる。接着剤は保護装飾層とは反対のサポート側 に公知手段によって供給することができる。
接着剤は支持体へのシート材料の結合を促進させる。接着剤バックコートを塗布 する場合には、ウェブをコアに巻取ることができるように、ウェブに剥離シート を巻き合せることができる。適当な接着剤にはアクリル樹脂と公知の収縮包装接 着剤がある。適当な剥離シートはシリコーン剥離層を上部に有する薄いポリエス テルフィルムである。
本発明はまた、成形体を成形し、同時にこのような成形体に保護装置E5層を備 える方法であって、成形体の形状に合った型を形成する工程;型の中で上記フレ キシブル伸縮性シート材料を位置決めする工程;硬化し5る流体組成物を型の中 へ注入し、目的成形体を成形すると同時に、シート材料に結合させる工程;シー ト材料から形成された保護装飾抜機が固定結合した成形体を型から取出す工程 から成る方法も提供する。例えば、シート材料をニジストマー成形体に一体結合 させることができる。この場合には、シート材料を型キャビティに装入し、例え ばウレタンゴムのような、エラストマー成形コンパウンドを光反射層とは反対の サポート側に対して圧力下で注入し、シート材料が成形体の形状に順応し成形体 の外面に結合するよ5にシート材料を延伸させる。この方法のだめの適当な型、 硬化性流体組成物及び成形プロセスパラメーターは周知であり、本発明に関係し ない。
本発明のシート材料は、保護装飾層その他の層の性質に不利に影響しないような 温度において熱成形されうるように、充分に低い熱変形温度すなわち軟化点を有 することが好ましい。他方では、加熱によって硬化する、架橋可能な透明トップ コート層を用いる場合には、シート材料の軟化点は、シート材料の物理的性質に 不利な影響を与えずにこのような硬化を可能にするように充分に高温であるべき である。従って、ある場合には、シート材料が硬化する温度とシート材料が熱変 形される高温との間に比較的狭い操作範囲が存在するKすぎない。シート材料の 軟化点は、最終生成物が使用中に経験する温度に物理的歪みまたは@傷を伴うこ とな(耐えうるために、当然充分に高くなければならない。例えば、自動車の外 面への保護装飾核種として用いる場合に、シート材料は自動車が暑い、纜れた日 に戸外に駐車されている時に比較的高温にさらされることになる。
実施例 次の例は本発明をさらに説明するものである。
例 1゜ 米国特許第4,582,876号に述べられているブレンドからサポートシート を次のように調製した。
ポリエステル(1)とダイラーク(Dylark[F])スチレンコポリマー6 00(55:45重量%)の混合物を押出成形によって配合した。ポリエステル (1)はテレフタル識、エチレングリコール19モル%及び1,4−シクロヘキ サンジメタツール81モル%に基づくものであった。ダイラーク[F]スチレン コポリマー600はアトランチツクリッチフィールド カンパニー(Atlan tic Richfia −Ld Compasす)の子会社であるアルコ ケ ミカル カンパニー(ARCOChemical Compass)から入手可 能なゴム改質スチレン−無水マレイン駅コポリマーである。
このブレンドを260〜290℃に加熱し、2個の温度制御付きクロムメッキス テンレス鋼ローラーを含むニップヘダイを通して押出した。押出したウェブを冷 却ローラー上で冷却した。この熱可塑性サポートは平均厚さ約0.200.最大 厚さ偏差0.02Kl1未満を有した。
上記のように調製したサポートシートに接着促進物質として、アクリロニトリル と塩化ビニリデンとアクリル酸(モル比15:65:20)に基づくポリマーか ら成る結合層を備えさせた。室温のMEN中固体分1%%のポリマーかも成る被 覆組成物をQ、13mスロットから押出被覆し、40〜90℃において215■ /ML”の付着量になるまで乾燥した。
下記第1表の組成物は窒素ガス加圧容器から0.25fm幅の押出スロットを通 して、上記のように調製し処理したサポート上へ8犠/分の速度で配量した。被 覆を40〜90℃において乾燥した(乾燥付着量43 f/m”)。
塗布ロールを再循環水で冷却して、被覆のしま形成傾向を減じ、ホッパーリップ 上の沈殿形成を最小にした。塗布方法と装置は米国特許第Z681,294号に 述べられており、被覆リボンの両面の間の差圧を維持する手段を含むものであっ た。
第1表 脱イオン水 50 ウレタン樹脂 25 アルミニウムペースト 5 エチレンクリコールモノヘキシエーテル 5N−メチルピロリドン 5 シエチレンクリコールモノフチルエーテル IN、N−ジメチルエタノールアミ ン 1キ″/l 脂肪族溶剤ナフサ l イソプロピルアルコール くl このように形成した保護装飾層の上部に、下に下記第2表に指定する成分AとB から成る透明層を与えた。
第2表 成 分 近似重量% A、ウレタン樹脂 60 トルエン 30 2−ブトキシエチルアセテ−) 10 ベンゾトリアゾール 1 畳 モベイ コーポレーション(Mobay Corporation )塗料 部門からデスモデュールCDemmodsr) N −3000として入手可能 、トルエンで固体分58%まで希釈した組成物Aとア七トンで固体分85%まで 希釈した組成物Bを混合し、光反射層上に4m1分で塗布し、40〜90℃で6 分間乾燥し、厚さ0.061Elを有する透明なトップコートを形成する。
組成物Aの乾燥付着量は51り/毒2であった。組成物Bの乾燥付着量は13り /情2であった。
このように調製したシート材料は層厚さの高レベルの均一性、実質的な伸びに耐 える可能性、及び高度の屈臼き裂抵抗を示した。さらに、シート材料は均一な光 学濃度、すぐれた光沢、表面平滑性と画像鮮明度、及び異常に高度の幾何学的メ タメリズムを示した。さらに、このシート材料は加熱によって150%伸長し、 同時に、均一に魅力的な外観を有する欠陥の無い被覆を形成しながら延伸するこ とができる。
例 2〜4. 他のペイント組成物の使用例1を実質的にくり返したが、この場 合には下記第3表の組成物から保護装飾層を形成した。
第3表 成 分 近似重量% 脱イオン水 55 ウレタン樹脂 20 エチレンクリコールモノヘキシルエーテル 5N−メチルピロリドン 5 ジエチレングリコールモノブチルエーテル IN、N−ジメチルエタノールアミ ン に酸化チタン/マイカ く1 シリカ く1 カーボンブラツク く1 イソプロピルアルコール くl シート材料は受容される外部自動車仕上げである実質的に均一な品質外観を示し た。非金塊性黒色ペイント組成物(43f 7m” )と白色ペイント組成物< 64f/♂)は受容される結果を生じた。
例1〜4をくり返したが、この場合には第4表に述べろ結合層組成物を用いた。
第4表の組成物(固体分17%)を水で固体分5%に希釈し、0.5497m” の乾燥付着量になるまで塗布した(乾燥厚さo、o o o s〜0.0010 n)。この結合層を有する例5〜8の外観はそれぞれ、例1〜4に類似した。
第4表 成 分 近似重量% 脱イオン水 75 アクリル樹脂 10 ウレタン樹脂 1O N−メチルピロリドン l ジエチレングリコールモノブチルエーテル 1エチレンクリコールモノヘキシル エーテル くIN、N−ジメチルエタノールアミン くIFC170界面活性剤 (3MC0,から販売) 〜0.05産業上の利用可能性と利益 上記の詳細な説明と実施例から、ここに開示1−た新規なシート材料の物理的パ ラメータによって、三次元成形支持体上に高品質の保護装飾抜機を施すことに固 有な多くの問題が大量低コス)Q業的生産操作に容易に適合されるような能率的 かつ効果的な方法で解決されることが理解されるであろう。
o O♀ 8 兄 9゜ ω 1 手続補正書(斌) 1、事件の表示 PCT/US88103707 2、発明の名称 電話3270−6641〜6646 タイプ印書により浄書した明細書及び請求の範囲の翻訳文7、補正の内容 別紙の通り(尚、M面θ内容には変更なし)国際調査報告 l−ll1llI11−^−崗ll11内胸・ PロノυS ε8103707 SA 25357

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.薄いフレキシブルサポートシートと、前記サポートシートの1面に付着した 保護装飾層とを含む支持体被覆用の保護装飾シート材料であつて、 実質的に応力の無い弛緩状態と弛緩面積とを有し;実質的な塑性状態に熱軟化可 能であり、塑性状態において、不規則な表面から前記弛緩面積よりも少なくとも 50%まで大きい伸長面積を有する伸長状態に塑性的に延伸可能かつ成形可能で あり、かつ 前記保護装飾層が前記サポートシートに強度に接着し、前記シート材料の前記弛 緩状態と伸長状態の両方において実質的に均一な品質と外観を有するシート材料 。 2.前記保護装飾層が外面を有し、かつ前記外面に対して平行度12の範囲内で 好ましく配向した一般的に平たい光反射性粒子を含み、前記粒子の少なくとも7 5%が前記の好ましい配向状態にある請求項1記載のシート材料。 3.前記サポートシートと前記保護装飾層との間に接着促進層を含む請求項1記 載のシート材料。 4.前記保護装飾層が前記接着促進層の少なくとも8倍の厚さである請求項3記 載のシート材料。 5.前記接着促進層が約0.0025mm以下の厚さを有する請求項3記載のシ ート材料。 6.前記サポートシートのほぼガラス転移温度まで加熱した時に、前記弛緩面積 よりも少なくとも100%まで大きい伸長面積に伸長可能である請求項1記載の シート材料。 7.前記保護装飾層に接着した、実質的に透明な層を含む請求項1記載のシート 材料。 8.前記透明層が前記保護装飾層よりも実質的に大きい厚さを有する請求項7記 載のシート材料。 9.前記保護装飾層が前記弛緩状態と伸長状態の両方において少なくとも80の 画像鮮明度を与える請求項1記載のシート材料。 10.前記保護装飾層が前記弛緩状態と伸長状態の両方において少なくとも80 の20°光沢度を有する請求項1記載のシート材料。 11.前記保護装飾層が光反射性粒子を含む請求項1記載のシート材料。 12.前記保護装飾層が熱硬化性の、実質的に吹付け不能な、高粘性液状物質で あり、層の全厚さが前記サポートシートに同時的に塗布される請求項1記載のシ ート材料。 13.前記サポートシートがガラス転移温度を有するプラスチツク材料であり、 前記保護装飾層がサポートシート上で前記ガラス転移温度から約25℃の範囲内 で熱硬化する請求項12記載のシート材料。 14.前記保護装飾層が前記サポートシート上に塗布した時にせん断減粘性する 請求項12記載のシート材料。 15.前記保護装飾層がウレタン樹脂含有液状物質からの前記サポートシート上 で熱硬化する請求項1記載のシート材料。 16.前記サポートシートの前記保護装飾層とは反対側に感圧接着剤層を含む請 求項1記載のシート材料。 17.前記サポートシートが実質的に均一な厚さの薄い、本質的に平らな伸縮性 熱可塑性ポリマーフイルムである請求項1記載のシート材料。 18.前記保護装飾層がフイルム形成結合剤中に混入された着色剤を含む、実質 的に均一な厚さの薄いペイント層である請求項1記載のシート材料。 19.前記ペイント層中に混入されたアルミニウムフレークを含む請求項18記 載のシート材料。 20.シート材料を延伸させて三次元支持体に順応させ、それに結合させて、平 滑でしわの無い保護装飾被覆を支持体上に形成する熱成形プロセスヘの使用に適 したフレキシブル伸縮性シート材料であつて、 次の要素: (1)実質的に均一な厚さを有する薄い、本質的に平らな、伸縮性熱可塑性ポリ マーサポート;及び(2)前記ポリマーサポートの片面上の実質的に均一な厚さ を有する、薄いペイント層 から成り; 前記ペイント層がフイルム形成結合剤中に混入された着色剤を含み、前記熱可塑 性ポリマーサポートが前記熱成形プロセスヘの使用に適したものにする熱硬化性 と引張伸び性を有し、対称的伸びが可能になるように、前記ペイント層が前記熱 可塑性ポリマーサポートの熱軟化性と引張伸び性に適合する熱軟化性と引張伸び 性を有するため、延伸力の適用による実質的な伸びに前記ペイント層のひび割れ または前記熱可塑性ポリマーサポートからの前記ペイント層の離層を伴うことな く耐えることができ、かつASTMテストE−430によつて測定したときに少 なくとも80の画像鮮明度を有するシート材料。 21.少なくとも85の画像鮮明度を有する請求項20記載のシート材料。 22.少なくとも90の画像鮮明度を有する請求項20記載のシート材料。 23.少なくとも95の面像鮮明度を有する請求項20記載のシート材料。 24.前記サポートが0.05〜0.40mmの範囲内の平均厚さを有する請求 項20記載のシート材料。 25.前記サポートが0.16〜0.32mmの範囲内の平均厚さを有する請求 項20記載のシート材料。 26.前記ペイント層が0.012〜0.080mmの平均厚さを有する請求項 20記載のシート材料。 27.前記ペイント層/前記サポートの厚さの比が1.00〜0.04の範囲内 である請求項20記載のシート材料。 28.前記サポートの最大厚さ偏差が前記サポートの平均厚さの20%未満であ る請求項20記載のシート材料。 29,前記ペイント層の最大厚さ偏差が前記ペイント層の平均厚さの15%未満 である請求項20記載のシート材料。 30.少なくとも30の光学濃度を有する請求項20記載のシート材料。 31.平均光学濃度から0.3単位未満の最大光学濃度偏差を有する請求項20 記載のシート材料。 32.平均光学濃度から0.2単位未満の最大光学濃度偏差を有する請求項20 記載のシート材料。 33.前記サポートと前記ペイント層との間に接着促進結合層を含む請求項20 記載の方法。 34.前記ペイント層が前記結合層の少なくとも8倍の厚さである請求項33記 載のシート材料。 35.前記結合層が約0.0025mm以下の厚さを有する請求項33記載のシ ート材料。 36.前記ペイント層に接着した実質的に透明なトツプコート層を有する請求項 20記載のシート材料。 37.前記トツプコート層が前記ペイント層よりも実質的に大きい厚さを有する 請求項20記載のシート材料。 38.少なくとも80の20°光沢度を有する請求項20記載のシート材料。 39.少なくとも85の20°光沢度を有する請求項20記載のシート材料。 40.前記サポートのガラス転移温度にほぼ等しい温度に加熱された時に、弛緩 面積よりも少なくとも100%大41.前記サポートのガラス転移温度にほぼ等 しい温度に加熱された時に、弛緩面積よりも少なくとも200%大きい伸長面積 を有する請求項20記載のシート材料。 42.0.4ミクロン未満の平均表面荒さを有する請求項21記載のシート材料 。 43.0.2ミクロン未満の平均表面荒さを有する請求項20記載のシート材料 。 44.前記サポートがポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレー ト)に基づくコポリエステルとスチレン/無水マレイン酸コポリマーとのブレン ドから成る請求項1記載のシート材料。 45.シート材料を延伸させて三次元支持体に順応させ、それに結合させて、高 度な幾何学的メタメリズムを有する平滑で、しわの無い保護装飾被覆を支持体止 に形成する熱成形プロセスヘの使用に適したフレキシブル伸縮性シート材料であ つて、 次の要素: (1)実質的に均一な厚さを有する薄い、本質的に平らな伸縮性熱可塑性ポリマ ーサポート;及び(2)前記ポリマーサポートの片面上の実質的に均一な厚さを 有する薄いペイント層 から成り、前記ペイント層がフイルム形成結合剤中に混入された着色剤と反射性 フレークとを含み;前記熱可塑性ポリマーサポートが前記熱成形プロセスヘの使 用に適したものにする熱軟化性と引張伸び性を有し、対称的伸びが可能になるよ うに、前記ペイント層が前記熱可塑性ポリマーサポートの熱軟化性と引張伸び性 に適合する熱軟化性と引張伸び性を有するために、延伸力の適用による実質的な 伸びに前記ペイント層のひび割れまたは前記熱可塑性ポリマーサポートからの前 記ペイント層の離層を伴うことなく耐えることができ、かつASTMテストE− 430によつて測定したときに少なくとも80の画像鮮明度を有するシート材料 。 46.シート材料を延伸させて三次元支持体に順応させ、それに結合させて、平 滑でしわの無い保護装飾被覆を支持体上に形成する熱成形プロセスヘの使用に適 したフレキシブル伸縮性シート材料であつて、 次の要素; (1)実質的に均一な厚さを有する、薄い本質的に平らな伸縮性熱可塑性ポリマ ーサポート; (2)フイルム形成結合剤中に混入された着色剤を含む、前記サポートの片面上 の薄いベースコート層;及び (3)架橋ポリマーを含む、前記ベースコート層上に設けられた薄いトップゴー ト層 から成り; 前記サポート、ベースコート層及びトツプコート層がシート材料を熱成形プロセ スに適したものにさせ、対称的伸びを可能にするように相互に適合性である熱軟 化性と引張伸び性とを有することによつて、延伸力の適用による実質的な伸びに 、前記ベースコート層とトツプコート層とのひび割れまたは離層を伴うことなく 耐えることができ; 前記サポート、ベースコート層及びトツプコート層が充分に均一な性質を有する ため、 前記熱成形プロセスの前後で実質的に同じ均一性の外観を示すシート材料。 47.シート材料を延伸させて、三次元支持体は順応させ、それに結合させて、 平滑でしわの無い保護被覆を支持体上に形成する熱成形プロセスヘの使用に適し たフレキシブル伸縮性シート材料であつて、 次の工程: (1)実質的に均一な厚さを有する、薄い、本質的に平らな伸縮性熱可塑性ポリ マーサポートを形成する工程; (2)フイルム形成結合剤と着色剤とを含む流体ペイント組成物を形成する工程 ; (3)前記ペイント組成物の層流を形成し、この層流を前記熱可塑性ポリマーサ ポートの表面と接触させて表面上に実質的に均一な厚さの薄いペイント層を形成 する工程;及び (4)前記ペイント層を乾燥した不粘着性状態に変える工程 から成るプロセスによつて形成され、 前記熱可塑性ポリマーサポートがそれ自体を前記熱成形プロセスヘの使用に適し たものにする熱軟化性と引張伸び性を有し、前記ペイント層が対称的伸びを可能 にするように前記熱可塑性ポリマーサポートの前記性質と適合しうる熱軟化性と 引張伸び性を有するため、延伸力の適用による実質的な伸びに前記ペイント層の ひび割れまたは前記ペイント層の前記熱可塑性ポリマーサポートからの離層を伴 うことなく耐えることができるシート材料。 48.シート材料を延伸させ、三次元支持体に順応させて、それに結合させ、平 滑でしわの無い保護装飾被覆を支持体上に形成する熱成形プロセスヘの使用に適 したフレキシブル伸縮性シート材料の製造方法であつて、次の工程; (1)実質的に均一な厚さを有する薄い、本質的に平らな伸縮性熱可塑性ポリマ ーサポートを形成する;(2)フイルム形成結合剤と着色剤とを含む流体ペイン ト組成物を形成する工程; (3)前記ペイント組成物の層流を形成し、この層流を前記熱可塑性ポリマーサ ポートの表面と接触させて表面上に実質的に均一な厚さの薄いペイント層を形成 する工程;及び (4)前記ペイント層を乾燥した不粘着性状態に変える工程 から成る方法。 49.前記組成物をスロツトから押出すことによつて前記層流を形成する請求項 48記載の方法。 50.その少なくとも片面に平滑でしわの無い状態で、フレキシブル伸縮性シー ト材料から形成された保護装飾被覆を固定結合させた支持体から成る構造要素で あつて、前記シート材料が次の要素: (1)実質的に均一な厚さを有する、薄い本質的に平らな伸縮性熱可塑性ポリマ ーサポート;及び(2)フイルム形成結合剤中に混入された着色剤を含む、前記 熱可塑性ポリマーサポートの片面上の実質的に均一な厚さの薄いペイント層 から成り; 前記熱可塑性ポリマーサポートがそれ自体を前記熱成形プロセスヘの使用に適し たものにする熱軟化性と引張伸び性とを有し、前記ペイント層が対称的伸びを可 能にするように前記熱可塑性ポリマーサポートの前記性質に適合しうる熱軟化性 と引張伸び性を有することによつて、前記シート材料が延伸力の適用による実質 的な伸びは前記ペイント層のひび割れまたは前記ペイント層の前記熱可塑性ポリ マーサポートからの離層を伴うことなく耐えることができ、かつ 前記シート材料がASTMテストE−430によつて測定した時に少なくとも8 0の面像鮮明度を有するものである構造要素。 51.実質的に応力の無い弛緩状態と弛緩面積を有する、支持体を被覆するため のフレキシブルな保護装飾シート材料であつて; 実質的な塑性状態に熱軟化可能であり、塑性状態において不規則な表面から、前 記弛緩面積よりも少なくとも50%まで大きい伸長面積に塑性的に伸長かつ成形 可能であり、 前記弛緩状態と伸長状態の両方において実質的に均一な品質と外観とを有するシ ート材料。 52.次の要素: 薄いフレキシブルサポートシート; 前記サポートシートの片面上の同シートを支持体に接着させるための接着剤層; 前記サポートシートの前記接着剤層とは反対側に付着した接着促進層;及び 前記接着促進層に付着した保護装飾層 から成る、支持体を被覆するための保護装飾シート材料。 53.次の要素: 薄いフレキシブルサポートシート; 前記サポートシートの片面に付着した、外面を有する保護装飾層;及び 前記保護装飾層中に分布した、実質的に平たい面を有する複数の光反射性フレー ク から成り、前記フレークの少なくとも75%が前記保護装飾層の前記外面に対し て約12°の平行度の範囲内にそれらの前記平たい面を有する、 支持体を被覆するための保護装飾シート材料。 54.次の要素: 薄いフレキシブルなサポートシート;及び前記サポートシートに接着した、所定 の厚さを有する保護装飾層 から成り、 前記層が少なくとも80の画像鮮明度と、少なくとも80の20°光沢度とを有 し、 前記厚さ、前記画像鮮明度及び前記光沢度がシート材料の全面積を通して約10 %より大きい差を示さないような均一性を有する保護装飾シート材料。
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