JPWO2013002065A1 - 積層フィルムおよびそれを用いた成型転写箔 - Google Patents
積層フィルムおよびそれを用いた成型転写箔Info
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Abstract
Description
成型体の成型後表面外観について十分に考慮されている設計ではなかった。
(1)A層とB層とを有する積層フィルムであり、
A層は環状オレフィン共重合樹脂(以下、COCという)を主成分とし、
B層は、環状オレフィン樹脂(以下、COPという)を主成分とすることを特徴とする積層フィルム。
(2)B層、A層、B層が、この順に直接積層された、(1)に記載の積層フィルム。
(3)B層全体100質量%におけるポリエチレン系樹脂及び/またはポリプロピレン系樹脂の含有量が、0質量%以上1質量%以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の積層フィルム。
(4)A層のガラス転移温度が90℃以上140℃以下である(1)〜(3)のいずれかに記載の積層フィルム。
(5)B層のガラス転移温度が90℃以上140℃以下であり、B層のガラス転移温度がA層のガラス転移温度以上である(1)〜(4)のいずれかに記載の積層フィルム。
(6)B層が、B層全体100質量%に対してCOCを1〜40質量%含む(1)〜(5)のいずれかに記載の積層フィルム。
(7)A層が、A層全体100質量%に対してCOPを1〜40質量%含む(1)〜(6)のいずれかに記載の積層フィルム。
(8)A層がさらにポリエチレン系樹脂及び/またはポリプロピレン系樹脂を含む(1)〜(7)のいずれかに記載の積層フィルム。
(9)130℃における破断伸度が300%以上、130℃における100%伸長時の応力が20MPa以下である(1)〜(8)のいずれかに記載の積層フィルム。
(10)成型用途に用いる(1)〜(9)のいずれかに記載の積層フィルム。
(11)(1)〜(10)のいずれかに記載の積層フィルムの少なくとも片面に、クリア層、加飾層及び接着層を順次有することを特徴とする成型転写箔。
本発明における環状オレフィン樹脂(COP)とは、「主鎖に環状オレフィンを含有した繰り返し単位」のみを重合させた態様の樹脂を意味し、本発明における環状オレフィン共重合樹脂(COC)とは、「主鎖に環状オレフィンを含有した繰り返し単位」と「主鎖に環状オレフィンを含有しないオレフィンからなる繰り返し単位」の少なくとも2種類以上の繰り返し単位を重合させた態様の樹脂を意味する(環状オレフィンを含有した繰り返し単位を環状オレフィンモノマーということがある)。
本発明の積層フィルムは、A層において、COCを主成分とすること、および、B層においてCOPを主成分とすることさえ満たしていれば、A層、B層の各層において、主成分であるCOCまたはCOPのみから構成されていても、その他のオレフィン系樹脂を含有しても、またオレフィン系樹脂以外の樹脂を含有してもよい。
本発明の積層フィルムを構成するA層は、COCを主成分とすることが必要である。本発明の積層フィルムを構成するA層は、COCを主成分とすることにより、たとえば成型用途に用いた場合に優れた成型性、成型後の成型体表面外観を得ることができる。
本発明の積層フィルムを構成するB層は、COPを主成分とすることが必要である。本発明の積層フィルムを構成するB層は、COPを主成分とすることにより、たとえば成型用途に用いた場合に優れた成型性、成型用途に用いた場合の優れた成型体表面外観を得ることができる。
本発明の積層フィルムは、B層の主成分をCOPとすることで、COCにポリエチレン系樹脂及び/又はポリプロピレン系樹脂を含有させた際のうねりを発生させず、COCにポリエチレン系樹脂及び/又はポリプロピレン系樹脂を含有したときと同様に押出工程でのせん断応力低下を発現し、さらに、COCに脂肪酸金属塩を含有させた際の各種問題を生じさせず、成型用途に用いた際の成型体の表面外観、フィルム品位を良好とすることができる。
さらに高い寸法安定性、成型性を両立させるためには、B層のガラス転移温度は100℃以上140℃以下であればより好ましく、110℃以上140℃以下であれば特に好ましい。なお、B層のガラス転移温度が複数存在する場合は、高温側のガラス転移温度を採用する。
本発明の積層フィルムは、A層、B層を有していることが必要である。A層、B層を有し、それぞれを所定の要件とすることで、成型性、成型用途に用いた場合の成型体表面外観、耐引裂性に優れた積層フィルムとすることができる。
本発明の積層フィルムは、成型性の観点から130℃における破断伸度が300%以上であることが好ましい。本発明の積層フィルムは、真空成型、圧空成型、真空圧空成型、プレス成型などといった様々な成型方法を用いて成型することができるが、成型部材の意匠性を向上させるために、コーティング、印刷、蒸着等によって加飾層を形成させることが好ましい。これらの加飾層として耐熱性の低いものでも対応できるようにするためには、成型温度としては、150℃以下が好ましく、さらに好ましくは130℃以下である。このため、本発明の積層フィルムは130℃における破断伸度が300%以上であることが好ましい。成型性と寸法安定性の観点から、130℃での破断伸度は好ましくは500%以上であり、700%以上がより好ましく、800%以上であればさらに好ましい。また、特に深絞成型性が求められる用途へ展開する場合は1000%以上であることが好ましい。成型性の観点からは、130℃の破断伸度は高い方が好ましいが、寸法安定性を考慮した場合は、好ましい破断伸度は2000%以下であり、より好ましくは1500%以下である。
本発明の積層フィルムは、塗膜との密着性の観点から、少なくとも片方の面の表面自由エネルギーが36〜60mN/mであることが好ましく、より好ましくは37〜52mN/mであり、特に好ましくは38〜45mN/mである。本発明の積層フィルムの表面自由エネルギーが36mN/m未満の場合、塗膜の密着性が不十分になる場合がある。一方、本発明の積層フィルムの表面自由エネルギーが60mN/mを超える場合、フィルムと塗膜の密着性が強くなり、成型転写箔用途で使用する場合には、成型後の剥離性が不十分になる場合がある。
(γSdγLd )1/2 + (γSp γLp)1/2 +(γSh γLh )
1/2 =γL(1+COS θ)/2
但し、γS =γSd +γSp +γSh
γL =γLd +γLp +γLh
γS 、γSd 、γSp 、γSh はそれぞれフィルム表面の表面自由エネルギー、分散力成分、極性力成分、水素結合成分を、またγL 、γLd 、γLp、γLhは用いた測定液のそれぞれ表面自由エネルギー、分散力成分、極性力成分、水素結合成分を表わすものとする。ここで、用いた各液体の表面張力は、Panzer(J.Panzer,J.Colloid Interface Sci.,44,142(1973)によって提案された値を用いている。
本発明の積層フィルムは、品位、表面外観の観点からフィルムのA層、B層とも、各層合計100質量%に対して、脂肪酸金属塩を0.01質量%以上0.5質量%以下含有することが好ましい。脂肪酸金属塩を0.01質量%以上0.5質量%以下含有することで、ポリエチレン系樹脂や、ポリプロピレン系樹脂を含有させた際と同様に、フィルムの押出時のCOCまたはCOPの滑り性が向上させることができるため、架橋による異物の発生を抑制させることが可能となる。このため、本発明の積層フィルムの表面外観が向上し、成型後の成型部材についても優れた表面外観のものを得ることができる。脂肪酸金属塩が各層合計100質量%に対して0.01質量%未満の場合、異物抑制効果が得られない場合があり、0.5質量%を超える場合、押出時に脂肪酸金属塩由来の褐色状の変性物や白煙が発生しやすくなり、フィルム内に変性物が含有されることによるフィルム品位低下や、口金に付着した変性物が溶融樹脂の流れを遮蔽することによるフィルムスジ発生、口金に付着した変性物除去や白煙による作業性低下による生産性の低下などの問題が生じる場合がある。
本発明の積層フィルムのフィルム厚みは、生産安定性、成型性、寸法安定性の観点から、20〜500μmであることが好ましい。より好ましくは50〜400μm、特に好ましくは75〜200μmである。積層フィルムのフィルム厚みが20μmより薄いと、フィルムの剛性、生産安定性が低下したり、成型時に皺などが入りやすくなったりする場合がある。また、積層フィルムのフィルム厚みが600μmを超えると取扱い性や成型性の低下が起こったり、原料コストが高くなったりする場合がある。
本発明の積層フィルムは、成型性、加工性の観点から厚み斑が10%以下であることが好ましい。厚み斑を10%以下とすることで均一に成型ができ、さらにコーティング、ラミネート、印刷、蒸着等の加工時の斑を抑制することができるため好ましい。本発明の積層フィルムの厚み斑を10%以下とする方法は特に限定されないが、例えば粘着しない程度にキャスト温度を高温化する方法、キャスト位置を前方キャストにする方法、口金のリップ間隙を狭くする方法などが挙げられる。厚み斑は8%以下であればさらに好ましく、5%以下であれば最も好ましい。
本発明の積層フィルムは、必要に応じて難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、可塑剤、粘着性付与剤、ポリシロキサンなどの消泡剤、顔料または染料などの着色剤を適量含有することができる。
本発明の積層フィルムは、A層はCOCを主成分とし、B層はCOPを主成分とし、表面外観、離型性に優れることから、成型用途に好ましく用いられ、中でも特に成型転写箔用途に好ましく用いられる。本発明の積層フィルムに加飾層を積層し、成型と同時に成型体(被転写体)へ転写させることで、本発明の積層フィルムと加飾層が容易に剥離でき、表面外観の優れた成型部材を得ることができる。成型転写箔の構成としては、特に限定されないが、本発明の積層フィルムに加飾層を積層した構成であることが好ましい。ここで、加飾層は、着色、柄模様、木目調、金属調、パール調などの装飾を付加させるための層である。転写後の成型部材の耐傷性、耐候性、意匠性の観点からは、さらにクリア層を積層することが好ましい。この場合、クリア層は成型用フィルム側に積層することが好ましい。また、転写後の成型体(被転写体)と加飾層との密着性の観点から、接着層を積層することが好ましい。この場合、接着層は、成型体(被転写体)側に積層することが好ましい。
積層フィルムの全体厚みを測定する際は、ダイヤルゲージを用いて、フィルムから切り出した試料の任意の場所5ヶ所の厚みを測定し、平均値を求めた。また、積層フィルムの各層の層厚みを測定する際は、ライカマイクロシステムズ(株)製金属顕微鏡LeicaDMLMを用いて、フィルムの断面を倍率100倍の条件で透過光を写真撮影し、積層フィルムの各層の層厚みについて、各層ごとに任意の5ヶ所を測定し、その平均値を各層の層厚みとした。
示差走査熱量計(セイコー電子工業製、RDC220)を用い、JIS K7121−1987、JIS K7122−1987に準拠して測定および、解析を行った。
フィルムを任意の一方向および、その方向に直交する方向に長さ100mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとした。引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いて、初期引張チャック間距離20mmとし、引張速度を200mm/分としてサンプルの長さ方向にそれぞれ引張試験を行った。測定は予め130℃に設定した恒温層中にフィルムサンプルをセットし、60秒間の予熱の後で引張試験を行った。サンプルが破断したときの伸度を破断伸度と、100%伸長した時点での応力を100%伸長時の応力とした。なお、測定は各サンプル、各方向に5回ずつ行い、その平均値で評価を行った。
フィルムを任意の位置で200mm×300mmの大きさに切り出してサンプルとした。200mmの方向について、端部から20mm間隔で11点、300mmの方向についても30mm間隔で11点、合計121点の厚みを測定し、最大値、最小値、平均値を求め、下記式より厚み斑を求めた。
厚み斑(%)=((最大値−最小値)/平均値)×100。
フィルムを任意の位置でA4の大きさに切り出してサンプルとした。サンプルの表面に、アプリケーターを用いて、紫外線硬化型アクリル系樹脂(BASFジャパン社製“LAROMER”(登録商標)LR8983)を塗工し、80℃で10分間乾燥を行い、塗膜厚み50μmのクリア層を形成した。また、クリア層の上にアプリケーターを用いて、アクリル/ウレタン系のシルバーインキを塗工し、80℃で10分間乾燥を行い、塗膜厚み30μmの加飾層を得た。さらに加飾層の上に、アプリケーターを用いて、日本ケミカル製892Lを塗工し、80℃で10分間乾燥を行い、塗膜厚み20μmの接着層を形成し、成型転写箔を得た。
S:絞り比1.0以上で成型できた。
A:絞り比0.9以上で成型できた。しかし絞り比1.0以上では成型できなかった。
B:絞り比0.7以上で成型できた。しかし絞り比0.9以上では成型できなかった。
C:絞り比0.5以上で成型できた。しかし絞り比0.7以上では成型できなかった。
D:追従性が低く、絞り比0.5以上では成型できなかった。
(5)と同様にして得られた成型転写箔を、以下のフィルムストレッチャー(ブルックナー社製、KARO−IV)を用いて、下記の条件で延伸を行い、延伸後のフィルム表面外観について、以下の基準にて評価を行った。
初期サンプル:100mm×100mm、予熱・延伸温度:130℃、予熱時間:20s、延伸速度:20%/s、延伸倍率:2×2
S:表面光沢が非常に高く、蛍光灯の輪郭がくっきりと映りこんでいた。
A:表面光沢が高く、蛍光灯の輪郭がほぼくっきりと映りこんでいた。
B:表面に部分的にうねり状のムラが観察されたが、それ以外はAと同様、蛍光灯の輪郭がほぼくっきりと映りこんでいた。
C:表面にうねり状のムラが観察され、蛍光灯の輪郭がややぼんやりしていたが、実用上問題ないレベルであった。
D:表面に顕著なうねり状のムラが見られ、蛍光灯の輪郭がほとんど見られなかった。
(5)と同様にして得られた成型転写箔を、絞り比0.5で真空・圧空成型、UV照射を行った後に、成型用フィルムを成型部材から手で剥離した。なお、剥離箇所は成型部材中の成型用フィルムとクリア層との間である。同様の操作を10回行い、成型用フィルムが裂けて一度でフィルムが成型部材から剥がれなかった回数で評価を行った。
S:なし
A:1回以上2回未満
B:2回以上3回未満
C:3回以上5回未満
D:5回以上。
10cm×10cmサイズにカットしたフィルムを黒い台紙の上に貼り付けた後、蛍光灯をかざしてフィルムの状態を観察し、以下の基準にて評価を行った。
A:フィルムにゲル状の異物、うねり状のムラともに目視で観察されなかった。
B:フィルムにゲル状の異物、もしくはうねり状のムラが目視で観察された。
(5)と同様にして得られた成型転写箔を、A4サイズの真空・圧空成型機のクランプにセットする際の取り扱いのし易さについて、以下の基準で評価を行った。
A:カールがほとんどなく、問題なく成型転写箔をセットできた。
B:ややカールが見られたが、テープによって事前に固定しなくても成型転写箔をセットできた。
C:A及びBに該当しない場合をCとした(例えば、カールが強くかかっており、クランプにセットする際に、成型転写箔を事前にテープで固定して行う必要がある場合などをCとした。)
続いて、以下の実施例または比較例において用いられる樹脂や添加剤などについて説明する。
ポリプラスチックス社製“TOPAS 8007F−04”(エチレン−ノルボルネン系共重合体、ノルボルネン含有割合65質量%)を用いた。
ポリプラスチックス社製“TOPAS 6013F−04” (エチレン−ノルボルネン系共重合体、ノルボルネン含有割合約76質量%)を用いた。
ポリプラスチックス社製“TOPAS 6015F−04” (エチレン−ノルボルネン系共重合体、ノルボルネン含有割合約79質量%)を用いた。
日本ゼオン社製“ZEONOR 750R” (環状オレフィンおよび/またはその誘導体を開環メタセシス重合させた後に水素化させた樹脂)を用いた。
日本ゼオン社製“ZEONOR 1020R” (環状オレフィンおよび/またはその誘導体を開環メタセシス重合させた後に水素化させた樹脂)を用いた。
日本ゼオン社製“ZEONOR 1420R” (環状オレフィンおよび/またはその誘導体を開環メタセシス重合させた後に水素化させた樹脂)を用いた。
日本ゼオン社製“ZEONOR 1600” (環状オレフィンおよび/またはその誘導体を開環メタセシス重合させた後に水素化させた樹脂)を用いた。
プライムポリマー社製“エボリュー SP2520”を用いた。
住友化学社製“ノーブレン R101”を用いた。
ナカライテスク社製のステアリン酸亜鉛を用いた。
B層/A層/B層の3層構成とした。各層の組成を表のようにし、それぞれ単軸押出機(L/D=28)に供給し、A層側、B層側とも供給部温度245℃、それ以降の温度を255℃でそれぞれ溶融し、濾過精度30μmのリーフディスクフィルターを通過させた後、ダイの上部に設置したフィードブロック内にてB層/A層/B層(積層厚み比は表参照)となるように積層した後、Tダイ(リップ間隙:0.4mm)より、40℃に温度制御した鏡面のキャストロール(表面粗さ0.2s)上にシート状に吐出した。その際、キャスト位置は、ロールの頂上から前方10°とし、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加してロールに密着させ、フィルム厚み100μmの本発明の積層フィルムを得た。
各層の組成を表の通りとした以外は、実施例1と同様にして本発明の積層フィルムを得た。
各層の組成を表の通りとし、フィルム構成をA/Bの2層とした以外は、実施例1と同様にして本発明の積層フィルムを得た。なお、評価をする際には、B層側に塗工を行った。
各層の組成を表の通りとし、A層側、B層側の押出温度を供給部温度225℃、それ以降の温度を235℃とした以外は、実施例1と同様にして本発明の積層フィルムを得た。
各層の組成を表の通りとし、B層側の押出温度を供給部温度255℃、それ以降の温度を265℃とした以外は、実施例1と同様にして本発明の積層フィルムを得た。
各層の組成を表の通りとし、B層側の押出温度を供給部温度225℃、それ以降の温度を235℃とした以外は、実施例1と同様にして本発明の積層フィルムを得た。
各層の組成を表の通りとし、A層側の押出温度を供給部温度225℃、それ以降の温度を235℃とした以外は、実施例1と同様にして本発明の積層フィルムを得た。
各層の組成およびフィルム構成を表の通りとした以外は、実施例1と同様にして積層フィルムを得た。
Claims (11)
- A層とB層とを有する積層フィルムであり、
A層は環状オレフィン共重合樹脂(以下、COCという)を主成分とし、
B層は、環状オレフィン樹脂(以下、COPという)を主成分とすることを特徴とする積層フィルム。 - B層、A層、B層が、この順に直接積層された、請求項1に記載の積層フィルム。
- B層全体100質量%におけるポリエチレン系樹脂及び/またはポリプロピレン系樹脂の含有量が、0質量%以上1質量%以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の積層フィルム。
- A層のガラス転移温度が90℃以上140℃以下である請求項1〜3のいずれかに記載の積層フィルム。
- B層のガラス転移温度が90℃以上140℃以下であり、B層のガラス転移温度がA層のガラス転移温度以上である請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
- B層が、B層全体100質量%に対してCOCを1〜40質量%含む請求項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
- A層が、A層全体100質量%に対してCOPを1〜40質量%含む請求項1〜6のいずれかに記載の積層フィルム。
- A層がさらにポリエチレン系樹脂及び/またはポリプロピレン系樹脂を含む請求項1〜7のいずれかに記載の積層フィルム。
- 130℃における破断伸度が300%以上、130℃における100%伸長時の応力が20MPa以下である請求項1〜8のいずれかに記載の積層フィルム。
- 成型用途に用いる請求項1〜9のいずれかに記載の積層フィルム。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の積層フィルムの片面に、クリア層、加飾層及び接着層を順次有することを特徴とする成型転写箔。
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