JPWO2017200014A1 - 積層体 - Google Patents

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Abstract

本発明は基材層(10)と、基材層(10)に接する粘接着層(11)とを備える積層体(20)である。基材層(10)が(メタ)アクリル系樹脂(M)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなる。粘接着層(11)は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)を含有するブロック共重合体(A)を含有する。基材層(10)と粘接着層(11)の界面(12)に沿って、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)が膜構造の相(17)を形成している。

Description

本発明は、基材層と粘接着層からなる積層体であって、基材層と粘接着層との界面に芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)が膜構造の相を形成することで、基材層と粘接着層とが密着することを特徴とする積層体に関する。
建材、航空機、自動車部材、家電製品、モバイル機器等の様々な用途で耐久性、耐熱性、機械強度に優れた部材が幅広く使用されている。係る部材の材料としてセラミックス、金属、合成樹脂、繊維強化樹脂等が選択される。これらの材料からなる部材は家電製品の外装及び自動車の内装等の用途において用いられる場合がある。
例えば、モバイル機器の外装、自動車の外装や内装などの用途において、被着体である部材の表面に粘接着層付きのフィルムが接着されることが多い。その目的として、木目調等の絵柄による加飾、メタリック調及びピアノブラック調等の光沢面による意匠性の付与が挙げられる。また耐傷付き性、耐候性及び耐薬品性等の機能性の付与が挙げられる。
したがって、上述した粘接着層付きのフィルムとして機能する積層体のうち、基材層には、又は積層体の最表面には、合成樹脂が多用される。係る合成樹脂は耐傷付き性や耐候性、耐薬品性などの機能を満足することが求められる。また、粘接着層には、合成樹脂からなる基材と、被着体との両方への粘接着性が求められる。さらに、基材と被着体の極性が異なる場合も多く、粘接着層には極性材料及び非極性材料の両方への粘接着性が求められる。
三次元形状を有する被着体に加飾フィルムを接着する方法として、例えばフィルムインサート成形法が用いられる。係る方法では加飾フィルムを金型内に設置して射出成形する。この方法では金型形状に合うよう加飾フィルムを事前に賦形する必要がある。また係る方法は、金属や熱硬化性樹脂等からなる被着体への適用が困難である。これらの問題を解決する他の加飾方法として、例えば三次元表面加飾成形等の真空成形が挙げられる。しかしながら、この方法では粘接着剤を塗布する必要があり、生産性に課題があった。
上記課題を解決する為、例えば特許文献1では特別なフィルムをインサート成形に用いる成形体の製造方法が提案されている。係るフィルムは熱可塑性重合体組成物からなる。しかしながら、係るフィルムは真空成形において三次元形状の被着体への追従性が非常に悪い。このため、フィルムの破断や皺等を生じる問題があった。
そこで、例えば特許文献2では複層フィルムが提案されている。複層フィルムはメタクリル系樹脂組成物からなるフィルムならびにアクリル系ブロック共重合体からなるフィルムを有する。ここでメタクリル系樹脂組成物はブロック共重合体及びメタクリル系樹脂を含有する。アクリル系ブロック共重合体からなるフィルムは靭性が高く、メタクリル系樹脂組成物からなるフィルムに対する接着性が高い。しかしながら、係る複層フィルムは非極性樹脂に対する接着性が低い。
非極性樹脂を有する複層フィルムとして、例えば特許文献3には、(i)ポリカーボネート層と、(ii)ポリプロピレン層と、(iii)粘接着層とを含む多層物品が開示されている。ここで粘接着層には1種以上のアルケニル芳香族化合物及び1種以上の共役ジエンに由来する構造単位を含む共重合体を含む。同様に、粘接着層に加えて、ポリカーボネート層及びポリプロピレン層のいずれかを含むプリアセンブリも開示されている。
特許文献4及び5には、エチレン系共重合体、粘着付与剤及びブロック共重合体からなる粘接着層と樹脂層とを共押出ラミネート法により被着体上に積層する方法が開示されている。粘接着層は主として粘着付与剤の作用により樹脂層及び被着体に対する接着性に優れると考えられる。
特開2014−168940号公報 特開2012−213911号公報 特表2007−507374号公報 特開平11−131037号公報 特開平11−286871号公報
本発明は、基材層及び粘接着層を有する積層体を提供するにあたり、基材層と粘接着層との間に強い粘接着性を確保し、極性材料及び非極性材料の両方に対する粘接着性に優れる積層体を提供することを目的とする。
[1] 基材層と、前記基材層に接する粘接着層とを備える積層体であって、
前記基材層が(メタ)アクリル系樹脂(M)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなり、
前記粘接着層は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)を含有するブロック共重合体(A)を含有し、
前記基材層と前記粘接着層の界面に沿って、前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)が膜構造の相を形成している、積層体。
[2] 前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)がさらに円断面構造の相を形成し、
前記粘接着層が、前記膜構造の相に沿って前記円断面構造の相の乏しい領域を有する、
[1]の積層体。
[3] 前記粘接着層が前記ブロック共重合体(A)を50質量%超含有する、[1]又は[2]の積層体。
[4] 前記ブロック共重合体(A)における共役ジエン化合物重合体ブロック(D)のビニル化度が40モル%以上である、[1]〜[3]のいずれかの積層体。
[5] 前記ブロック共重合体(A)が前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)5〜40質量%及び前記共役ジエン化合物重合体ブロック(D)60〜95質量%を含有する、[1]〜[4]のいずれかの積層体。
[6] 前記粘接着層がさらに接着付与成分(B)を含有する、[1]〜[5]のいずれかの積層体。
[7] 前記粘接着層における粘着付与剤(aD)の含有量がブロック共重合体(A)100質量部に対して1質量部未満である、[1]〜[6]のいずれかの積層体。
[8] 前記共役ジエン化合物重合体ブロック(D)が極性基を有しない、[1]〜[7]のいずれかの積層体。
[9] 前記共役ジエン化合物重合体ブロック(D)が、イソプレン及びブタジエンの少なくともいずれか一方に由来する構造単位を含有する、[1]〜[8]のいずれかの積層体。
[10] 前記基材層が(メタ)アクリル系樹脂(M)からなる、[1]〜[9]のいずれかの積層体。
[11] 前記(メタ)アクリル系樹脂(M)がメタクリル系樹脂(F)10〜99質量%及び弾性体成分(R)1〜90質量%を含有し、
前記メタクリル系樹脂(F)がメタクリル酸メチルに由来する構造単位80質量%以上を含有し、
前記弾性体成分(R)が、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)10〜80質量%及びアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)20〜90質量%からなるブロック共重合体(G)を含有する、
[10]の積層体。
[12] 前記(メタ)アクリル系樹脂(M)が、メタクリル系樹脂(F)10〜99質量%及び弾性体成分(R)1〜90質量%を含有し、
前記メタクリル系樹脂(F)がメタクリル酸メチルに由来する構造単位80質量%以上を含有し、
前記弾性体成分(R)が外層(e1)及び内層(e2)を有する多層構造体(E)を形成しており、
前記外層(e1)がメタクリル酸メチルに由来する構造単位80質量%以上を含有し、
前記内層(e2)が、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位70〜99.8質量%及び架橋性単量体に由来する構造単位0.2〜30質量%を含有する、
[10]の積層体。
[13] 前記粘接着層が前記基材層の反対側に接着面を有し、
前記接着面をポリプロピレン樹脂に密着させた時の剥離強度が20N/25mm以上である、[1]〜[12]のいずれかの積層体。
[14] プレス成形又は共押出成形により、基材層と前記基材層に接する粘接着層とを備える積層体を製造する方法であって、
前記基材層が(メタ)アクリル系樹脂(M)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなり、
前記粘接着層は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)を含有するブロック共重合体(A)を含有し、
前記基材層と前記粘接着層の界面に沿って、前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の膜構造の相を形成させる、積層体の製造方法。
本発明の積層体は、基材層と粘接着層とを有し、これらの界面の近傍に粘接着層由来の芳香族ブロックからなる膜構造を形成している。このため基材層と粘接着層との間の親和性(密着性、濡れ性)を高めることができる。また本発明の積層体は、建材、航空機、自動車部材、家電製品、モバイル機器などの部材の表面に張り付けるための、粘接着層付きのフィルムとして好適に使用できる。
本発明の積層体の一実施形態を表す斜視図である。 実施例1Aの積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例1Bの積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例2の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例3Aの積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例3Bの積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例4の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例6の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例8でTOM成形された後の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例10の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 実施例11の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 参考例1の積層体の断面をTEMで撮影した像である。 参考例3の積層体の断面をTEMで撮影した像である。
[積層体の概要]
図1に示すように本発明の積層体(積層体20)は、極性を有する基材層10と、ブロック共重合体(A)を含有する粘接着層11とを備える。図は、本発明の積層体の備える各立体構造を理解するための例示であり、本発明を限定するものではない。
本発明の積層体は、基材層10と粘接着層11との界面に、極性を有する基材層10に沿って、ブロック共重合体(A)に由来する芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)からなる膜構造17の相が形成されているという特徴を有する。
本発明に係る膜構造17の相が極性を有する基材層11に沿って形成されると、基材層10と粘接着層11との間の親和性を高められことにより、粘接着性を向上できるので好ましい。
(膜構造の相の規定)
本発明に係る膜構造17の相の厚みは、ブロック共重合体(A)のミクロ相分離構造に由来する芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の円断面構造18の直径のサイズよりも小さいことが好ましい。
本発明に係る円断面構造18とは、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の球状相またはシリンダー状相をさす。これらの相は、ブロック共重合体(A)のミクロ相分離構造に由来する。
上記以外、円断面構造18の直径は、特に限定されない。円断面構造18の直径は、ブロック共重合体(A)が含有する芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の分子量、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって求めたポリスチレン換算の重量平均分子量に依存する。
本発明に係る膜構造17の相の厚みは、下記のとおり、膜構造17の相の形成のための材料選択および材料への熱の付与により制御できる。ブロック共重合体(A)のミクロ相分離構造に由来して、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)は、極性を有する基材層11との界面に拡がる。このため、適切な材料選択および材料への熱の付与に伴い、必然的に、膜構造17の相の厚みは、円断面構造18の直径のサイズより小さくなる。
本発明に係るブロック共重合体(A)からなる芳香族相14が、膜構造17の相に隣接する相15を有する事は、基材層10と粘接着層11との粘接着性の向上に役立つので更に好ましい。ここで相15は、ブロック共重合体(A)に由来する芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の円断面構造18に乏しい。
[積層体の詳細]
図1に示す積層体20は、極性樹脂からなる基材層10と、ブロック共重合体(A)を含有する粘接着層11とを備える。
図1に示す粘接着層11は基材層10の表面に接する。粘接着層11はブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーからなる。ブロック共重合体(A)は芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)を含有する。ブロック共重合体(A)は水素添加物又は水素非添加物である。
図1に示す芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。膜構造17は界面12の近傍に芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)が凝集したものである。膜構造17は界面12に沿って形成している。膜構造17は芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)が成すミクロ相分離構造のうち、膜状の相を指す。膜構造17を有することで、粘接着層11は界面12において基材層10との親和性が向上し、粘接着層11と基材層10の粘接着性が向上する。
[膜構造の確認方法]
図1に示す膜構造17は、目視による観察や露出させた界面12に対する検査によりその存在を確認することができ、その方法は特に限定されない。係る確認方法として、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)による観察や二次イオン質量分析法(SIMS)による分析等が挙げられる。SIMSはダイナミックSIMSでもスタティックSIMSでもよい。中でも、TEMによる観察が好ましい。
TEMによる観察では、積層体20の断面を酸化ルテニウム等で染色し、該断面をTEMを用いて目視で観察する。
SIMSによる分析では、基材層10と粘接着層11とを界面12で分離させた後、粘接着層11において、界面12を形成していた側を分析する。このとき、界面12を形成していた表面のみを分析してもよいし、該表面から粘接着層11の内部方向に向けてスパッタイオン銃で掘りながら分析してもよい。界面12を形成していた表面のみをSIMSで分析する場合は、粘接着層11を形成する組成物と同じ組成物からなるフィルムの表面を分析したときの芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の濃度に対して、界面12を分析したときの芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の濃度が高いことから膜構造17の存在を確認できる。また、粘接着層11の内部方向に向けてスパッタイオン銃で掘りながらSIMSで分析する場合は、その深さプロファイルにおいて、粘接着層11の内部における芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の濃度に対して界面12の芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の濃度が高いことから膜構造17の存在を確認できる。
図1に示す粘接着層11中では、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)がミクロ相分離を生じ、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)からなる相14(以下、「芳香族相14」と称する)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)からなる相15(以下、「ジエン相15」と称する)が存在してもよい。言い換えれば、粘接着層11中では、各ブロック共重合体(A)分子が芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)との間で結合を保ったまま、ブロック共重合体(A)分子の間で芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)同士及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)同士が集まり、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)からなる相と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)からなる相との間で少なくとも部分的に相分離している。係るミクロ相分離構造が形成される条件は後述する。
図1に示す円断面構造18は芳香族相14のうち、柱状又は球状の相を指す。なおここで柱状又は球状の相とは、図2Aに示す積層体20の断面像から解される構造である。図2Aは積層体20の断面をTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した像である。円断面構造18の長手方向の長さは限定されない。したがって、その長さが短いことで、むしろ球状に近いと判断される形状の構造も円断面構造18に含まれる。円断面構造18の断面の形状は真円に限定されない。
図1に示すジエン相15は特定の構造をとらない。円断面構造18はジエン相15中に分散していてもよいし、偏在していてもよい。また、粘接着層11はジエン相15中に円断面構造18の乏しい領域19を有してもよい。領域19ではジエン相15が芳香族相14に対して支配的となっている。領域19は膜構造17近傍に位置する。領域19は円断面構造18の豊富な領域と膜構造17との間に位置する。
図1に示す積層体20は、粘接着層11を介して被着体に接着する。係る積層体20は三次元曲面の表面を有する被着体に対して被覆成形性がよい。言い換えれば係る積層体20は真空成形や圧空成形等の二次成形が行いやすい。
[粘接着層の組成]
図1に示す粘接着層11はブロック共重合体(A)を50質量%超含有することが好ましい。ブロック共重合体(A)の含有量は、51、56、61、66、71、76、81、85、90、95、99、及び100質量%のいずれかでもよい。
[ブロック共重合体(A)の組成]
ブロック共重合体(A)は熱可塑性エラストマーの構成要素である。
[芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の組成]
芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)は芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を主に含有する重合体である。係る芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン及びこれらの組み合わせが挙げられる。係る芳香族ビニル化合物としてスチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン及びこれらの組み合わせのいずれかが好ましい。これらの構造単位は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の流動性を好適なものとすることができる。
芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)中の芳香族ビニル化合物に由来する構造単位の組成比は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。構造単位の組成比は81、82、83、84、85、86,87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99及び100質量%のいずれかとすることができる。
芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)は、他の共重合性化合物に由来する構造単位を有していてもよい。係る他の構造単位としては、例えば1−ブテン、ペンテン、ヘキセン、ブタジエン、イソプレン、メチルビニルエーテル等が挙げられる。
芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)中の他の共重合性化合物に由来する構造単位の組成比は20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。係る組成比は19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量%のいずれかとしてもよい。
[共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の組成]
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)は共役ジエン化合物に由来する構造単位を主に含有する。共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の構成単位としては、例えばブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン及びこれらの組み合わせが挙げられる。係る構造単位としてイソプレン及びブタジエンの少なくともいずれか一方が好ましい。係る構造単位としてイソプレン及びブタジエンの組み合わせがより好ましい。また、粘接着層におけるブツや異物を抑制する観点から、共役ジエン化合物重合体ブロック(D)は極性基を有しないことがさらに好ましい。
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)中の、共役ジエン化合物に由来する構造単位の組成比は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。上記組成比は、原料の仕込み量から換算された値である。係る構造単位の組成比は81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99及び100質量%のいずれかでもよい。
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)は他の共重合性化合物に由来する構造単位を有していてもよい。係る他の構造単位としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン等が挙げられる。なお、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)とは、各重合体ブロック中において芳香族ビニル化合物に由来する構造単位が支配的であるか、共役ジエン化合物に由来する構造単位が支配的であるかによって、これらを区別することができる。
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)中の他の構造単位の組成比は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。係る組成比は、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量%のいずれかとしてもよい。
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)中での構造単位の結合形態は特に制限されない。共役ジエン化合物がブタジエンである場合には、1,2−結合及び1,4−結合を利用できる。共役ジエン化合物がイソプレンである場合には、1,2−結合、3,4−結合及び1,4−結合を利用できる。
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)において、1,2−結合、3,4−結合及び1,4−結合の量の和に対する、1,2−結合及び3,4−結合の量の和の割合、すなわちビニル化度の範囲は好ましくは1〜99モル%であり、より好ましくは10〜80モル%であり、さらに好ましくは30〜70モル%であり、特に好ましくは40〜60モル%である。上記割合は、10、20、30、40、50、60、70、80及び90モル%のいずれかとすることができる。
上記1,2−結合及び3,4−結合並びに1,4−結合の量の比は、H−NMRスペクトルから求められる。H−NMRスペクトルにおいて、1,2−結合及び3,4−結合に由来するピークは4.2〜5.0ppmの範囲に存在する。また1,4−結合に由来するピークは5.0〜5.45ppmの範囲に存在する。これらのピークの積分値の比から上述の結合の量の比(ビニル化度)が求められる。
[重合体ブロック間の結合形態]
ブロック共重合体(A)において芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)とは結合している。これらの結合形態は特に制限されない。すなわち結合形態は直鎖状、分岐状、放射状及びこれらの任意の組み合わせとすることができる。直鎖状の結合形態が支配的であることでブロック共重合体(A)の製造を容易にすることができる。
ブロック共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)とを組み合わせた、より大きなブロック構成単位に基づき、次の様に分類される。ブロック共重合体(A)は、例えばジブロック共重合体、トリブロック共重合体、テトラブロック共重合体及びペンタブロック共重合体のいずれかとすることができる。
ジブロック共重合体はS−Dで表される。Sは芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)を、Dは共役ジエン化合物重合体ブロック(D)をそれぞれ表す。同様にトリブロック共重合体はS−D−S又はD−S−Dで表される。テトラブロック共重合体はS−D−S−D等で表される。ペンタブロック共重合体はS−D−S−D−S及びD−S−D−S−D等で表される。中でも、トリブロック共重合体を含有するブロック共重合体(A)は、延伸性、接着性に優れる上に製造が容易である。さらに、取扱性及び製膜性の観点から、S−D−Sで表されるものがより好ましい。
ブロック共重合体(A)は、さらに(S−D)X型共重合体とすることができる。ここでXはカップリング残基を表し、nは2以上の整数を表す。また、ブロック共重合体(A)は、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体、テトラブロック共重合体及びペンタブロック共重合体、(S−D)X型共重合体及びこれらの混合物とすることもできる。
[ブロック共重合体(A)への水素の添加]
ブロック共重合体(A)は水素非添加物又は水素添加物である。ブロック共重合体(A)では、共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の一部又は全部に対して水素が添加されていることが好ましい。以下、これを単に水添(hydrogenation又はhydrogenated)という場合がある。
共役ジエン化合物重合体ブロック(D)における水添率(水素添加率)は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。水添率とは、水素添加反応後の共役ジエン化合物重合体ブロック(D)のヨウ素価を、水素添加反応前の共役ジエン化合物重合体ブロック(D)のヨウ素価で除した値である。係る水添率は81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99及び100%のいずれかでもよい。
[ブロック共重合体(A)中の重合体ブロックの構成比]
ブロック共重合体(A)中の芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の含有量(組成比)の範囲は、好ましくは5〜75質量%であり、より好ましくは5〜60質量%であり、さらに好ましくは5〜40質量%であり、特に好ましくは10〜40質量%である。係る範囲により、粘接着層の柔軟性、延伸性及び接着性を良好なものとすることができる。上記含有量は、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65及び70質量%のいずれかでもよい。
ブロック共重合体(A)中の共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の含有量(組成比)の範囲は、好ましくは60〜95質量%である。共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の含有量は、65、70、75、80、85及び90質量%のいずれかでもよい。
[ブロック共重合体(A)の重量平均分子量]
また、ブロック共重合体(A)の重量平均分子量の範囲は、好ましくは30,000〜500,000であり、より好ましくは60,000〜200,000であり、さらに好ましくは80,000〜180,000である。係る範囲により、粘接着層の延伸性、接着性、成形加工性を良好なものとすることができる。
上記重量平均分子量は、40×10、50×10、60×10、70×10、80×10、90×10、100×10、110×10、120×10、130×10、140×10、150×10、160×10、170×10、180×10、190×10、200×10、300×10及び400×10のいずれかとすることができる。係る重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって求めたポリスチレン換算の重量平均分子量である。
ブロック共重合体(A)は重量平均分子量の分布のピークが一つでもよい。また、重量平均分子量の分布が異なるブロック共重合体(A)を、2種以上組み合わせて用いてもよい。特に、重量平均分子量50,000〜150,000のブロック共重合体(A)(以下、中分子量品という。)と、重量平均分子量150,000〜300,000のブロック共重合体(A)(以下、高分子量品という。)と、を組み合わせることが好ましい。係る組合せにより、粘接着層の延伸性、接着性及び成形加工性のバランスを取ることができる。
上記組合せにおける質量比(中分子量品/高分子量品)の範囲は、好ましくは10/90〜90/10の範囲であり、より好ましくは20/80〜75/25の範囲であり、さらに好ましくは20/80〜55/45の範囲である。係る質量比は15/85、20/80、25/75、30/70、35/65、40/60、45/55、50/50、55/45、60/40、65/35、70/30、75/25、80/20及び85/15のいずれかとしてもよい。
[ブロック共重合体(A)の製造方法]
ブロック共重合体(A)の製造方法は特に限定されない。ブロック共重合体(A)は例えば次の(i)〜(iii)のようなアニオン重合法により製造することができる。(i)アルキルリチウム化合物を開始剤として用い、芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物を逐次重合させる方法;(ii)(i)の重合に次いで、カップリング剤を加えて重合物をさらにカップリングする方法;(iii)ジリチウム化合物を開始剤として用いて共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物を逐次重合させる方法。
上記方法(i)及び(ii)の方法におけるアルキルリチウム化合物としては、例えばメチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ペンチルリチウム等が挙げられる。上記方法(ii)におけるカップリング剤としては、例えばジクロロメタン、ジブロモメタン、ジクロロエタン、ジブロモエタン、ジブロモベンゼン等が挙げられる。また、上記(iii)におけるジリチウム化合物としては、例えばナフタレンジリチウム、ジリチオヘキシルベンゼン等が挙げられる。
これらのアルキルリチウム化合物、ジリチウム化合物等の開始剤やカップリング剤の使用量は目標とするブロック共重合体(A)の重量平均分子量により決定してもよい。芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物の合計100質量部に対して、開始剤を0.01〜0.2質量部用いてもよい。また、カップリング剤は0.001〜0.8質量部用いてもよい。
上記のアニオン重合反応は溶媒の存在下で行うことが好ましい。係る溶媒の種類は、該溶媒が開始剤に対して不活性であるとともに、重合反応に悪影響を及ぼさないものであることが好ましい。溶媒は、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の飽和脂肪族炭化水素;トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素等でもよい。重合反応は0〜80℃の温度範囲で0.5〜50時間行うことが好ましい。
上記アニオン重合の際、アニオン重合反応の反応液に有機ルイス塩基を添加してもよい。有機ルイス塩基はブロック共重合体(A)における共役ジエン化合物重合体ブロック(D)の1,2−結合及び3,4−結合の割合、すなわちビニル化度を高めることができる。有機ルイス塩基の添加量によってブロック共重合体(A)における1,2−結合及び3,4−結合の割合を制御することができる。
有機ルイス塩基としては、例えば酢酸エチル等のエステル;トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N−メチルモルホリン等のアミン;ピリジン等の含窒素複素環式芳香族化合物;ジメチルアセトアミド等のアミド;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン等が挙げられる。
上記方法により重合を行なった後、反応液をブロック共重合体のメタノール等の貧溶媒に注ぐことで反応液に含まれるブロック共重合体を凝固させてもよい。あるいは反応液をスチームと共に熱水に注ぐことで、溶媒を共沸により除去してもよい(スチームストリッピング)。溶媒を除去した後にブロック共重合体を乾燥させることが好ましい。乾燥により、非水添型のブロック共重合体(A)を単離することが出来る。水素添加反応は、水素圧力0.1〜20MPa、反応温度20〜250℃、反応時間0.1〜100時間の条件で行ってもよい。
さらに、非水添型のブロック共重合体(A)に対して水素添加反応を施すことで、水添型のブロック共重合体(A)を得られる。水素添加反応は、例えば係る反応及び水素添加触媒に対して不活性な溶媒、及び非水添型のブロック共重合体(A)を含む溶液中で、水素添加触媒の存在下で水素と非水添型のブロック共重合体(A)とを反応させて行う方法が挙げられる。また、反応液から単離されておらず、水添もされていないブロック共重合体(A)と水素とを反応させてもよい。
水素添加触媒としては、例えばラネーニッケル並びにPt、Pd、Ru、Rh及びNi等の金属をカーボン、アルミナ、珪藻土等の担体に担持させた不均一系触媒;遷移金属化合物とアルキルアルミニウム化合物、アルキルリチウム化合物等の組み合わせからなるチーグラー系触媒;メタロセン系触媒等が挙げられる。
[接着付与成分]
図1に示す粘接着層11を構成する熱可塑性エラストマーには、ブロック共重合体(A)以外の接着付与成分(B)が含まれていてもよいが、接着付与成分(B)の含有量は、ブロック共重合体(A)100質量部に対して25質量部より小さいことが好ましい。係る含有量はブロック共重合体(A)100質量部に対して、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量部とすることができる。接着付与成分(B)の含有量をこのような範囲とすることで、粘接着層の表面平滑性を向上できる。
接着付与成分(B)は、例えば極性基含有ポリプロピレン系樹脂(B2)が挙げられる。極性基含有ポリプロピレン系樹脂(B2)は、プロピレンに由来する構造単位と極性基を有する単量体に由来する構造単位との共重合体でもよいし、ポリプロピレンの側鎖に極性基を有するものであってもよい。極性基含有ポリプロピレン系樹脂の例はカルボン酸変性ポリプロピレン系樹脂である。係る樹脂は極性基としてカルボキシ基を含有するポリプロピレンである。他の例としてマレイン酸変性ポリプロピレン系樹脂、及び無水マレイン酸変性ポリプロピレン系樹脂がある。極性基含有ポリプロピレン系樹脂(B2)が有する極性基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基;水酸基;アミド基;塩素原子等のハロゲン原子;カルボキシ基;酸無水物等が挙げられる。
極性基含有ポリプロピレン系樹脂(B2)を製造する方法は特に限定されず、極性基を含有する共重合性の単量体をプロピレンと共重合して得てもよいし、極性基を含有しないポリプロピレン樹脂に極性基を導入してもよい。極性基を含有する共重合性の単量体としては、例えば酢酸ビニル、塩化ビニル、酸化エチレン、酸化プロピレン、アクリルアミド、不飽和カルボン酸又はそれらのエステル若しくはそれらの無水物が挙げられる。不飽和カルボン酸又はそのエステル若しくはその無水物としては、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、ハイミック酸、無水ハイミック酸等が挙げられる。極性基含有ポリプロピレン系樹脂(B2)が有する全構造単位における極性基を含有する構造単位の割合の範囲の例は0〜10質量%、0〜5質量%及び0〜1質量%である。図1に示す粘接着層11を構成する組成物に極性基含有ポリプロピレン系樹脂(B2)は含まれなくともよい。
[粘着付与剤]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物が粘着付与剤(aD)をさらに含有する場合、粘着付与剤(aD)の含有量は、ブロック共重合体(A)100質量部に対して1質量部より小さいことが好ましく、0.5質量部より小さいことがより好ましく、0質量部であることがさらに好ましい。粘着付与剤(aD)の含有量を係る範囲とすることで、粘接着層11の表面平滑性粘接着層を向上させることができる。
粘着付与剤(aD)としては、例えば脂肪族不飽和炭化水素樹脂、脂肪族飽和炭化水素樹脂、脂環式不飽和炭化水素樹脂、脂環式飽和炭化水素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、水添芳香族炭化水素樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、テルペンフェノール樹脂、水添テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、クマロン・インデン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂及びこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも脂肪族飽和炭化水素樹脂、脂環式飽和炭化水素樹脂、水添芳香族炭化水素樹脂、及び水添テルペン樹脂の少なくともいずれかが好ましい。水添芳香族炭化水素樹脂及び水添テルペン樹脂の少なくともいずれかがより好ましい。
粘着付与剤(aD)の軟化点の範囲は好ましくは50〜200℃、より好ましくは65〜180℃、さらに好ましくは80〜160℃である。ここで、軟化点はASTM28−67に準拠して測定した値である。
軟化点を50℃以上とすることで、図1に示す粘接着層11の基材層10及び被着体に対する接着性を維持することを助ける。この場合、積層体20が使用される温度は常温(5〜35℃)が想定される。積層体20が使用される温度に合わせて粘着付与剤(aD)の軟化点を適宜選択できる。
軟化点を200℃以下とすることで、接着時の加熱処理温度において柔軟性を確保できるので、加熱処理後の接着性を維持できる。接着時の加熱処理温度は例えば200℃以上とすることができる。
[軟化剤]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物は軟化剤(Sf)をさらに含有してもよい。係る軟化剤(Sf)としては、一般にゴム、プラスチックスに用いられる軟化剤が挙げられ、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系のプロセスオイル;ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸誘導体;ホワイトオイル、ミネラルオイル、エチレンとα−オレフィンのオリゴマー、パラフィンワックス、流動パラフィン、ポリブテン、低分子量ポリブタジエン、低分子量ポリイソプレン等が挙げられる。これらの中でもプロセスオイルが好ましく、パラフィン系プロセスオイルがより好ましい。
また、軟化剤(Sf)として、ポリビニルアセタール樹脂と併用される公知の軟化剤も使用できる。係る軟化剤としては、例えば一塩基性有機酸エステル、多塩基性有機酸エステル等の有機酸エステル系可塑剤;有機リン酸エステル、有機亜リン酸エステル等のリン酸系可塑剤等がある。
有機酸エステル系可塑剤としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の多塩基性有機酸とアルコールとのエステル;トリエチレングリコール−ジ−カプロン酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチル酪酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−n−オクチル酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキシル酸エステル等に代表されるトリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコールと、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2−エチル酪酸、ヘプチル酸、n−オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸(n−ノニル酸)、デシル酸等の一塩基性有機酸との反応によって得られるグリコール系エステルが挙げられる。
多塩基酸有機エステルとしては、例えばセバシン酸ジブチルエステル、アゼライン酸ジオクチルエステル、アジピン酸ジブチルカルビトールエステル等が挙げられる。有機リン酸エステルとしては、例えばトリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。軟化剤(Sf)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。
軟化剤(Sf)の含有量は、ブロック共重合体(A)100質量部に対して25質量部より小さいことが好ましい。係る含有量はブロック共重合体(A)100質量部に対して、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量部とすることができる。
[他の熱可塑性重合体]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物は、ブロック共重合体(A)以外の他の熱可塑性重合体を含有してもよい。他の熱可塑性重合体を含有することで、粘接着層の機械強度を高め、剥離強度を向上させることができる。他の熱可塑性重合体の例は、オレフィン系重合体、スチレン系重合体、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエチレングリコール等である。オレフィン系重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、プロピレンとエチレンや1−ブテン等の他のα−オレフィンとのブロック共重合体やランダム共重合体等が挙げられる。メタクリル酸メチル−スチレン系ブロック共重合体を相溶化剤として用いてもよい。また本明細書に記載の任意の(メタ)アクリル系樹脂を添加してもよい。
他の熱可塑性重合体の含有量は、ブロック共重合体(A)100質量部に対して25質量部より小さいことが好ましい。係る含有量はブロック共重合体(A)100質量部に対して、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量部とすることができる。
[無機充填材]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物は、無機充填材を含有してもよい。無機充填材は粘接着層11の耐熱性、耐候性及び硬度を適切なものに調整することができる。無機充填材としては、例えば炭酸カルシウム、タルク、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、マイカ、クレー、天然ケイ酸、合成ケイ酸、酸化チタン、カーボンブラック、硫酸バリウム、ガラスバルーン、ガラス繊維等が挙げられる。これらのうち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。
無機充填材を含有させる場合、その含有量は図1に示す粘接着層11を構成する組成物の柔軟性が損なわれない範囲であることが好ましい。無機充填材の含有量は、ブロック共重合体(A)100質量部に対して25質量部より小さいことが好ましい。係る含有量はブロック共重合体(A)100質量部に対して、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量部とすることができる。
[添加剤]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物は酸化防止剤、滑剤、光安定剤、加工助剤、顔料や色素等の着色剤、難燃剤、帯電防止剤、艶消し剤、シリコンオイル、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、発泡剤、抗菌剤、防カビ剤、香料等を含有してもよい。酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系、リン系、ラクトン系、ヒドロキシ系の酸化防止剤等が挙げられる。これらの中でもヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。
上記添加剤の含有量は、組成物に対して意図しない着色を与えない範囲であることが好ましい。添加剤の含有量は、ブロック共重合体(A)100質量部に対して25質量部より小さい。係る含有量はブロック共重合体(A)100質量部に対して、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0質量部とすることができる。
[粘接着層の調製方法]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物の調製方法は、含有成分を均一に混合できる方法であれば特に限定されない。溶融混練法を用いてもよい。溶融混練法は、例えば単軸押出機、2軸押出機、ニーダー、バッチミキサー、ローラー、バンバリーミキサー等の溶融混練装置を用いて行うことができる。溶融混練の温度は170〜270℃とすることができる。
[粘接着層の硬度]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物の硬度の範囲は、JIS K 6253のJIS−A法により測定したとき、好ましくは0〜90であり、より好ましくは30〜90であり、さらに好ましくは35〜85である。係る硬度が90以下であることで、粘接着層11の柔軟性及び弾性率を好適なものとすることができる。
[粘接着層の流動性]
図1に示す粘接着層11を構成する組成物の流動性はMFR(メルトフローレート)で表すことができる。MFRは、JIS K 7210に準じた方法で測定できる。230℃、荷重2.16kg(21.18N)で測定した時にMFRの範囲は、好ましくは1〜50g/10分、より好ましくは1〜40g/10分、さらに好ましくは2〜30g/10分である。係る流動性により、粘接着層11の成形加工性が良好になる。このため粘接着層である粘接着層11の形成が容易となる。
[粘接着層の厚さ]
図1に示す粘接着層11の厚さの範囲は好ましくは10〜500μm、より好ましくは30〜190μm、さらに好ましくは50〜150μmである。粘接着層11の厚さが10μm以上であることで、積層体20と被着体との接着性を高めることができる。粘接着層11の厚さを500μm以下とすることで、積層体20の取扱性、表面硬度及び賦形性を良好なものとすることができる。積層体20の表面硬度とは、例えば基材層10の粘接着層11と反対側の表面16上で測定される表面の硬度である。
図1に示す基材層10は極性樹脂からなる。本実施形態に係る極性樹脂の代表的な例は(メタ)アクリル系樹脂(M)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、又はポリエステル系樹脂である。極性樹脂は(メタ)アクリル系樹脂(M)が好ましい。(メタ)アクリル系樹脂(M)からなる基材層10は透明性、表面硬度、表面平滑性、延伸性に優れかつ加熱による白化が小さい。
[(メタ)アクリル系樹脂(M)の組成]
図1に示す基材層10が(メタ)アクリル系樹脂(M)からなる場合、(メタ)アクリル系樹脂(M)は、メタクリル系樹脂(F)を10質量%以上含有する。メタクリル系樹脂(F)の組成比は20、30、40、50、60、70、80、90及び100質量%のいずれかでもよい。メタクリル系樹脂(F)の含有量を10質量部以上とすることで、表面16の表面硬度を高めることができる。
[メタクリル系樹脂(F)の組成]
メタクリル系樹脂(F)はメタクリル酸メチルに由来する構造単位を80質量%以上、好ましくは90質量%以上含有する。メタクリル酸メチルに由来する構造単位の組成比は81、82、83、84、85、86,87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、及び100質量%のいずれかでもよい。メタクリル系樹脂(F)は、他の構造単位を好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下含有する。
上記他の構造単位としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−へキシル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸ペンタデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−エトキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸アリル、アクリル酸シクロへキシル、アクリル酸ノルボルニル、アクリル酸イソボルニル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸n−へキシル、メタクリル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ペンタデシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−エトキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ノルボルニル、メタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸;エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−オクテン等のオレフィン;ブタジエン、イソプレン、ミルセン等の共役ジエン;スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニルピリジン、ビニルケトン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等が挙げられる。
メタクリル系樹脂(F)の立体規則性は特に制限されない。立体規則性は例えばイソタクチック、ヘテロタクチック、シンジオタクチック等でもよい。
メタクリル系樹脂(F)の重量平均分子量Mw(F)の範囲は好ましくは30,000〜180,000、より好ましくは40,000〜150,000、さらに好ましくは50,000〜130,000である。Mw(F)が30,000以上であることで、図1に示す基材層10の耐衝撃性や靭性が向上する。Mw(F)が18,000以下であることで、メタクリル系樹脂(F)の流動性が十分に確保できることから、(メタ)アクリル系樹脂(M)の成形加工性が高まる。
[メタクリル系樹脂(F)の製造方法]
メタクリル系樹脂(F)の製造方法は特に限定されず、メタクリル酸メチル単量体をメタクリル酸メチル以外の単量体と共重合してもよい。
メタクリル系樹脂(F)は市販品でもよい。係る市販品としては、例えば「パラペットH1000B」(MFR:22g/10分(230℃、37.3N))、「パラペットGF」(MFR:15g/10分(230℃、37.3N))、「パラペットEH」(MFR:1.3g/10分(230℃、37.3N))、「パラペットHRL」(MFR:2.0g/10分(230℃、37.3N))、「パラペットHRS」(MFR:2.4g/10分(230℃、37.3N))及び「パラペットG」(MFR:8.0g/10分(230℃、37.3N))[いずれも商品名、株式会社クラレ製]等が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂(M)は、耐衝撃性、靭性、延伸性、成形加工性の観点から、さらに弾性体成分(R)1〜90質量%を含有することが好ましい。弾性体成分(R)の組成比は1、10、20、30、40、50、60、70、80及び90質量%のいずれかでもよい。
(メタ)アクリル系樹脂(M)100質量部中、メタクリル系樹脂(F)55〜90質量部に対して弾性体成分(R)45〜10質量部であることが好ましい。またメタクリル系樹脂(F)70〜90質量部に対して弾性体成分(R)30〜10質量部であることがより好ましい。
[弾性体成分(R)の構成]
弾性体成分(R)としてはブタジエン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ブロック共重合体、多層構造体等が挙げられる。これらを単独で又は組み合わせて用いてもよい。これらの中でも(メタ)アクリル系樹脂からなるブロック共重合体(G)又は多層構造体(E)は透明性、耐衝撃性、及び分散性に優れ好ましい。
一態様において弾性体成分(R)は、ブロック共重合体(G)を含有する。ブロック共重合体(G)はメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)及びアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の少なくともいずれか一方を有する。
一態様において弾性体成分(R)は、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)10〜80質量%を含有する。メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の組成比は10、20、30、40、50、60、70及び80質量%のいずれかでもよい。
[メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)]
メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)はメタクリル酸エステルに由来する構造単位を支配的な構成単位とするものである。メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)におけるメタクリル酸エステルに由来する構造単位の割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上である。係る割合により、基材層10の表面硬度及び耐熱性を高めることができる。
メタクリル酸エステルとしては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ペンタデシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−メトキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸アリル等が挙げられる。これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて重合できる。上記の中でも、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸アルキルエステルは基材層10の透明性及び耐熱性を高めることができる。中でもメタクリル酸メチルが好ましい。
メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)はメタクリル酸エステル以外の単量体に由来する構造単位を含んでもよい。その割合は好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。係る割合により、基材層10の表面硬度及び耐熱性を高めることができる。
メタクリル酸エステル以外の単量体としては、例えばアクリル酸エステル、不飽和カルボン酸、芳香族ビニル化合物、オレフィン、共役ジエン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルピリジン、ビニルケトン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等が挙げられる。これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量の範囲は好ましくは5,000〜150,000、より好ましくは8,000〜120,000、さらに好ましくは12,000〜100,000である。メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量を5,000以上とすることで基材層10の弾性率を高められる。したがって基材層10を高温で延伸成形する場合に皺が生じにくくなる。重量平均分子量を150,000以下とすることで、積層体20の三次元での被覆成形性を高めることができる。また基材層10の延伸成形時に破断しにくくなる。
ブロック共重合体(G)はメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)を複数種類有してもよい。このとき、それぞれのメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)を構成する構造単位の組成比や分子量は相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ブロック共重合体(G)一分子におけるメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量の総和Mw(g1−total)の範囲は、好ましくは12,000〜150,000、より好ましくは15,000〜120,000、さらに好ましくは20,000〜100,000である。なお、ブロック共重合体(G)が一分子中にメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)を1つのみ有する場合、該メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量がMw(g1−total)と等しくなる。また、ブロック共重合体(G)が一分子中にメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)を複数有する場合、各メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量の合計がMw(g1−total)となる。
また、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量が異なる複数のブロック共重合体(G)を混合して用いてもよい。この場合、各々のブロック共重合体(G)の混合比率を各々が有するメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量に乗じて、これらを合計することでMw(g1−total)を求められる。
Mw(F)/Mw(g1−total)の範囲は、好ましくは0.3〜4.0、より好ましくは1.0〜3.5、さらに好ましくは1.5〜3.0である。Mw(F)/Mw(g1−total)を0.3以上とすることで基材層10の耐衝撃性及びその表面(界面12及び表面16)の平滑性が向上する。係る比を4.0以下とすることで基材層10の表面平滑性を向上でき、ヘーズの温度依存性を低減できる。
ブロック共重合体(G)におけるメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の割合の範囲は、好ましくは10〜70質量%、より好ましくは25〜60質量%である。係る割合により、基材層10の透明性、柔軟性、成形加工性及び表面平滑性を高めることができる。ブロック共重合体(G)に複数種類のメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)が含まれる場合、係る割合はすべてのメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の合計質量に基づいて算出する。
[アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)]
一態様において、ブロック共重合体(G)はさらに、アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)20〜90質量%を含有する。アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)はアクリル酸エステルに由来する構造単位を支配的な構成単位とするものである。アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)におけるアクリル酸エステルに由来する構造単位の割合は、三次元被覆成形性及び延伸性の観点から好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、特に好ましくは90質量%である。
アクリル酸エステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ペンタデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸アリル等が挙げられる。これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて重合できる。
アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)は、アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸芳香族エステルからなることが好ましい。係るアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)により、図1に示す基材層10の延伸性及び透明性を高めることができる。
アクリル酸アルキルエステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル等が挙げられる。これらのうち、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。
(メタ)アクリル酸芳香族エステルは、アクリル酸芳香族エステル又はメタクリル酸芳香族エステルを意味する。係る(メタ)アクリル酸芳香族エステルは芳香環を含む化合物が(メタ)アクリル酸にエステル結合してなる。係る(メタ)アクリル酸芳香族エステルとしては、例えばアクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸スチリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸スチリル等が挙げられる。中でもメタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸ベンジルにより、図1に示す基材層10の透明性を高めることができる。
アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)は、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位50〜90質量%及び(メタ)アクリル酸芳香族エステルに由来する構造単位10〜50質量%を含むことが好ましい。アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)は、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位60〜80質量%及び(メタ)アクリル酸芳香族エステルに由来する構造単位20〜40質量%を含むことがより好ましい。係るアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)は図1に示す基材層10の透明性を高めることができる。
アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)はアクリル酸エステル以外の単量体に由来する構造単位を含んでもよい。その含有量はアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)中好ましくは55質量%以下であり、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以下であり、特に好ましくは10質量%以下である。
アクリル酸エステル以外の単量体としては、例えばメタクリル酸エステル、不飽和カルボン酸、芳香族ビニル化合物、オレフィン、共役ジエン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、ビニルピリジン、ビニルケトン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等が挙げられる。これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量の範囲は、好ましくは5,000〜120,000、より好ましくは15,000〜110,000、さらに好ましくは30,000〜100,000である。係る範囲により、図1に示す積層体20による三次元における被覆の成形性、及び基材層10の延伸性を高めることができる。
ブロック共重合体(G)はアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)を複数種類有してもよい。係る場合、アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)を構成するそれぞれの構造単位の組成比や分子量は相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ブロック共重合体(G)の一分子における、アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量の総和Mw(g2−total)の範囲は、好ましくは30,000〜140,000、より好ましくは40,000〜110,000、さらに好ましくは50,000〜100,000である。Mw(g2−total)が30,000以上であることで、図1に示す基材層10の耐衝撃性が向上する。Mw(g2−total)が140,000以下であることで、表面16の平滑性が向上する。
ブロック共重合体(G)が一分子中にアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)を1つのみ有してもよい。係る場合、該アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量がMw(g2−total)と等しくなる。また、ブロック共重合体(G)がアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)を一分子中に複数有してもよい。係る場合、各アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量の合計がMw(g2−total)となる。
メタクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量が異なる、複数種類のブロック共重合体(G)を混合して用いてもよい。係る場合は、各々のブロック共重合体(G)の混合比率に、各々が有するメタクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量を乗じた上で、これらを合計することでMw(g2−total)を求められる。
なお、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量及びアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量は、ブロック共重合体(G)を製造する過程での測定に基づいて算出される値である。これらの重量平均分子量は、重合中及び重合後にサンプリングを行なって測定した中間生成物と、最終生成物すなわちブロック共重合体(G)との重量平均分子量から算出される。各重量平均分子量はGPCで測定した標準ポリスチレン換算値である。
ブロック共重合体(G)におけるアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の割合の範囲は、好ましくは30〜90質量%、より好ましくは40〜75質量%である。係る範囲により、基材層10の透明性、柔軟性、成形加工性及び表面平滑性を向上させることができる。ブロック共重合体(G)にアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)が複数種類含まれる場合、係る割合はすべてのアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の合計質量に基づいて算出できる。
[ブロック共重合体(G)の結合形態]
ブロック共重合体(G)におけるメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)とアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の結合形態は特に限定されない。例えば、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)及びアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)が直列に繋がった構造が挙げられる。係る構造として、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の一末端にアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の一末端が繋がった構造((g1)−(g2)構造);メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の両末端にアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の一末端が繋がった構造((g2)−(g1)−(g2)構造);アクリル酸エステル重合体ブロック(b2)の両末端にメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の一末端が繋がった構造((g1)−(g2)−(g1)構造)等が挙げられる。
また、複数の(g1)−(g2)構造のブロック共重合体の一末端が繋がった放射状構造([(g1)−(g2)−]nX構造及び[(g2)−(g1)−]nX構造);複数の(g1)−(g2)−(g1)構造のブロック共重合体の一末端が繋がった放射状構造([(g1)−(g2)−(g1)−]nX構造);複数の(g2)−(g1)−(g2)構造のブロック共重合体の一末端が繋がった放射状構造([(g2)−(g1)−(g2)−]nX構造)等を有する星型ブロック共重合体や、分岐構造を有するブロック共重合体等が挙げられる。なお、ここでXはカップリング剤残基を表す。
これらのうち、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体、星型ブロック共重合体は基材層10の表面平滑性及び耐衝撃性を高めることができる。中でも(g1)−(g2)構造のジブロック共重合体、(g1)−(g2)−(g1)構造のトリブロック共重合体、[(g1)−(g2)−]nX構造の星形ブロック共重合体、[(g1)−(g2)−(g1)−]nX構造の星形ブロック共重合体がより好ましい。中でも(g1)−(g2)−(g1)構造のトリブロック共重合体がさらに好ましい。
[他の重合体ブロック(g3)]
ブロック共重合体(G)は、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)及びアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)以外の他の重合体ブロック(g3)を有してもよい。他の重合体ブロック(g3)を構成する、主たる構造単位はメタクリル酸エステル及びアクリル酸エステル以外の単量体に由来する構造単位である。係る単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−オクテン等のオレフィン;ブタジエン、イソプレン、ミルセン等の共役ジエン;スチレン、α−メチルスチレン、p-メチルスチレン、m−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;酢酸ビニル、ビニルピリジン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニルケトン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、ε−カプロラクトン、バレロラクトン等が挙げられる。
メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)、アクリル酸エステル重合体ブロック(g2)及び重合体ブロック(g3)の結合形態は特に限定されない。(g1)−(g2)−(g1)−(g3)構造や(g3)−(g1)−(g2)−(g1)−(g3)構造のブロック共重合体等が挙げられる。ブロック共重合体(G)が重合体ブロック(g3)を複数有してもよい。係る場合、それぞれの重合体ブロック(g3)を構成する構造単位の組成比や分子量は相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
[ブロック共重合体(G)の特性]
ブロック共重合体(G)は、分子鎖中又は分子鎖末端に水酸基、カルボキシル基、酸無水物、アミノ基等の官能基を有してもよい。
ブロック共重合体(G)の重量平均分子量Mw(G)の範囲は、好ましくは60,000〜400,000、より好ましくは100,000〜200,000である。ブロック共重合体(G)の重量平均分子量が60,000以上であることで、基材層10の溶融押出成形において十分な溶融張力を保持できる。また基材層10を良好な板状成形体とすることができる。また板状成形体として得られた基材層10の破断強度等の力学物性を向上させることができる。係る重量平均分子量を400,000以下とすることで溶融樹脂の粘度を低くすることができる。このため溶融押出成形において良好な板状成形体として基材層10を得られる。良好な板状成形体には、その表面に微細なシボ調の凹凸や、高分子量体の未溶融物に起因するブツが生じていないものが含まれる。
ブロック共重合体(G)の分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)の範囲は好ましくは1.0〜2.0、より好ましくは1.0〜1.6である。このような範囲内に分子量分布があることで、基材層10においてブツの発生原因となる未溶融物の含有量を低減できる。また、基材層の耐衝撃性を高めることができる。なお、重量平均分子量及び数平均分子量はGPCで測定した標準ポリスチレン換算の分子量である。
[ブロック共重合体(G)の製造方法]
ブロック共重合体(G)の製造方法は特に限定されず、公知の手法に準じた方法で製造できる。例えば各重合体ブロックを構成する単量体をリビング重合する方法を使用してもよい。リビング重合の手法としては、例えば有機アルカリ金属化合物を重合開始剤として用いアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩等の鉱酸塩の存在下でアニオン重合する方法がある。
他に、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤として用い有機アルミニウム化合物の存在下でアニオン重合する方法がある。係る方法ではブロック共重合体(G)を高純度で得られる。また分子量や組成比の制御が容易である。係る方法はまた経済的である。
他に有機希土類金属錯体を重合開始剤として用い重合する方法がある。他にα−ハロゲン化エステル化合物を開始剤として用い銅化合物の存在下でラジカル重合する方法等がある。
また、多価ラジカル重合開始剤や多価ラジカル連鎖移動剤を用いて各ブロックを構成するモノマーを重合させる方法がある。係る方法では、ブロック共重合体(G)を含有する混合物を製造する。
[多層構造体(E)]
一態様において弾性体成分(R)は、外層(e1)及び内層(e2)を有する多層構造体(E)を形成している。内層(e2)及び外層(e1)が中心層から最外層方向へこの順に配されている。多層構造体(E)は内層(e2)の内側又は外層(e1)の外側にさらに架橋性樹脂層(e3)を有してもよい。
[内層(e2)の組成]
内層(e2)は、アクリル酸アルキルエステル及び架橋性単量体を有する単量体混合物を共重合してなる架橋弾性体から構成される層である。内層(e2)は、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位70〜99.8質量%を含有する。内層(e2)はさらに、架橋性単量体に由来する構造単位0.2〜30質量%を含有する。
アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が2〜8の範囲であるアクリル酸アルキルエステルが好ましく用いられる。係るエステルとしては、例えばブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。架橋弾性体を形成させるために使用される全単量体混合物中の、アクリル酸アルキルエステルの割合の範囲は、好ましくは70〜99.8質量%、より好ましくは80〜90質量%である。係る範囲により、図1に示す基材層10の耐衝撃性を高めることができる。
架橋性単量体は一分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個有する。架橋性単量体として、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレート等グリコール類の不飽和カルボン酸ジエステル、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、ケイ皮酸アリル等不飽和カルボン酸のアルケニルエステル、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等多塩基酸のポリアルケニルエステル、トリメチロールプロパントリアクリレート等多価アルコールの不飽和カルボン酸エステル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。中でも不飽和カルボン酸のアルケニルエステルや多塩基酸のポリアルケニルエステルが好ましい。
全単量体混合物中の、架橋性単量体の量の範囲は、0.2〜30質量%が好ましく、0.2〜10質量%がより好ましい。係る範囲により図1に示す基材層10の耐衝撃性、耐熱性及び表面硬度を向上させることができる。
単量体混合物には他の単官能性単量体をさらに混合してもよい。他の単官能性単量体は、例えばメタクリル酸メチル、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、ミリスチルメタクリレート、パルミチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;フェニルメタクリレート等のメタクリル酸とフェノール類のエステル、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸と芳香族アルコールとのエステル等のメタクリル酸エステル;スチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、3−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン、ハロゲン化スチレン等の芳香族ビニル系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン系単量体等である。
全単量体混合物中の、他の単官能性単量体の量の範囲は、好ましくは24.5質量%以下であり、より好ましくは20質量%以下である。係る範囲により、図1に示す基材層10の耐衝撃性を向上させることができる。
[外層(e1)の組成]
外層(e1)は、硬質熱可塑性樹脂から構成される。硬質熱可塑性樹脂は、メタクリル酸メチルに由来する構造単位を80質量%以上、好ましくは90質量%以上含有する。硬質熱可塑性樹脂は、係るメタクリル酸メチルを含有する単量体混合物を重合して作製する。
硬質熱可塑性樹脂は他の単官能性単量体を20質量%以下、好ましくは10質量%以下含む。他の単官能性単量体としては、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸;メタクリル酸等が挙げられる。
[多層構造体(E)の製造]
多層構造体(E)における内層(e2)の割合は、多層構造体(E)の質量を基準として40〜80質量%が好ましい。同様に外層(e1)の割合は、20〜60質量%が好ましい。係る外層(e1)及び内層(e2)の組み合わせにより、図1に示す基材層10の耐衝撃性、耐熱性、表面硬度及び取扱性が向上する。また弾性体成分(R)とメタクリル系樹脂(F)との溶融混練が容易になる。
多層構造体(E)を製造するための方法は特に限定されない。乳化重合により多層構造体(E)を製造することで多層構造体(E)の層構造を制御することができる。
[(メタ)アクリル系樹脂(M)以外に好適に用いられる極性樹脂]
基材層10を構成する極性樹脂としては、(メタ)アクリル系樹脂(M)以外の樹脂を用いてもよい。例えばポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、アクリロニトリル−スチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリウレタン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、シリコーン変性樹脂などが挙げられる。中でも接着性、透明性、耐候性、表面光沢性、耐擦傷性の観点から、PET樹脂、PBT樹脂、AS樹脂、ABS樹脂が好ましい。
[極性樹脂に対する添加剤]
(メタ)アクリル系樹脂(M)に限らず、基材層10を構成する極性樹脂には添加剤を加えてもよい。添加剤は、例えば酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、滑剤、加工助剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤、耐衝撃助剤、充填材、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、発泡剤、蛍光増白剤、分散剤、溶剤等である。
[極性樹脂に添加する酸化防止剤]
酸化防止剤は、酸素存在下においてそれ単体で樹脂の酸化劣化防止に効果を有するものである。酸化剤としては、例えばリン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等が挙げられる。これらの酸化防止剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。中でもリン系酸化防止剤やヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。これらの酸化防止剤は、図1に示す基材層10において、意図しない着色による光学特性の低下が少なく好ましい。さらに、リン系酸化防止剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤の併用がより好ましい。係る場合、それらの混合割合は特に制限されない。リン系酸化防止剤/ヒンダードフェノール系酸化防止剤の質量比の範囲は好ましくは1/5〜2/1、より好ましくは1/2〜1/1である。
リン系酸化防止剤としては、例えば2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト(旭電化社製;商品名アデカスタブHP−10)、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名IRUGAFOS168)等が挙げられる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名IRGANOX1010)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名IRGANOX1076)、3,9−ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン(ADEKA社製;商品名アデカスタブPEP−36)等が挙げられる。
[極性樹脂に添加する他の剤]
熱劣化防止剤はポリマーラジカルを捕捉することで樹脂の熱劣化を低減できるものである。ポリマーラジカルは、例えば極性樹脂が実質上無酸素の状態で高温になったときに生じる。熱劣化防止剤としては、例えば2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学社製;商品名スミライザーGM)、2,4−ジ−tert−アミル−6−(3’,5’−ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシ−α−メチルベンジル)フェニルアクリレート(住友化学社製;商品名スミライザーGS)等が挙げられる。
紫外線吸収剤は紫外線を吸収する能力を有する化合物である。紫外線吸収剤としては、例えばベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾエート類、サリシレート類、シアノアクリレート類、蓚酸アニリド類、マロン酸エステル類、ホルムアミジン類等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中でも、ベンゾトリアゾール類、アニリド類は、極性樹脂における紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制でき好ましい。
ベンゾトリアゾール類は紫外線による樹脂劣化の抑制効果が高い。ベンゾトリアゾール類としては、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−イル)フェノール](旭電化工業社製;商品名アデカスタブLA−31)、2−(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)フェノール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名TINUVIN329)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名TINUVIN234)等が挙げられる。アニリド類としては、2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド(クラリアントジャパン社製;商品名サンデュボアVSU)等が挙げられる。
光安定剤は、主に光による酸化で生じるラジカルを捕捉する機能を有する。光安定剤としては、例えば2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン骨格を持つ化合物等のヒンダードアミン類が挙げられる。
加工助剤は、極性樹脂を成形する際の厚さ精度の向上及び薄膜化に貢献する化合物である。加工助剤は、0.05〜0.5μmの粒子径を有する重合体粒子でもよい。係る重合体粒子は乳化重合法によって製造されてもよい。
係る重合体粒子は、単層粒子であってもよい。単層粒子とは、単一の組成比及び単一の極限粘度を有する重合体からなっている粒子である。また係る重合体粒子は、多層粒子であってもよい。多層粒子とは、組成比又は極限粘度の異なる2種以上の重合体からなる粒子である。これらの中でも、2層構造を有する多層粒子が好ましい。係る多層粒子は内層として極限粘度が低い重合体層を有する。また外層として極限粘度が5dl/g以上である重合体層を有する。
加工助剤の極限粘度は3〜6dl/gの範囲であることが好ましい。極限粘度が3dl/g以上であることで、極性樹脂の成形性の改善効果が高い。極限粘度が6dl/g以下であることで極性樹脂の溶融流動性が好適に保たれる。
[極性樹脂と混合される他の重合体]
極性樹脂は他の重合体と混合して使用できる。係る他の重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン(PP)、ポリブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリノルボルネン等のポリオレフィン樹脂;エチレン系アイオノマー;ポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ハイインパクトポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン(AES)樹脂、アクリロニトリル−アクリル酸エステル−スチレン(AAS)樹脂、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン(ACS)樹脂、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン(MBS)樹脂等のスチレン系樹脂;メタクリル酸メチル−スチレン樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ポリアミドエラストマー等のポリアミド;ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレンービニルアルコール共重合体、ポリアセタール、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、シリコーン変性樹脂;アクリルゴム、シリコーンゴム;スチレン−エチレン/プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−エチレン/ブタジエン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)等のスチレン系熱可塑性エラストマー;イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンゴム(EPR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)等のオレフィン系ゴム等が挙げられる。
[極性樹脂の調製]
基材層を構成する極性樹脂のマスターバッチを調製する方法は特に制限されない。例えば溶融混練して混合する方法をとることで、極性樹脂を構成する各成分の分散性を高めることができる。混合操作では既知の混合又は混練装置を使用できる。例えばニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー等である。二軸押出機を使用することで、混練性、相溶性を向上させることができる。混合・混練時の温度は使用する極性樹脂の溶融温度等に応じて適宜調節すればよい。例えば110〜300℃の範囲である。二軸押出機を使用し溶融混練する場合、ベントを使用するとともに、減圧下、窒素雰囲気下で溶融混練することで極性樹脂に対する意図しない着色を抑制できる。減圧及び窒素雰囲気はいずか一方のみでもよい。極性樹脂はペレット又は粉末等の任意の形態で得てもよい。ペレット又は粉末等の形態の極性樹脂は成形材料として使用するのに好適である。
基材層はTダイ法、インフレーション法、溶融流延法、カレンダー法などの公知の方法で製造できる。良好な表面平滑性、低ヘーズの基材層が得られるという観点から、前記溶融混練物をTダイから溶融状態で押し出し、その両面を鏡面ロール表面または鏡面ベルト表面に接触させて成形する工程を含む方法が好ましく、両面を鏡面ロールまたは鏡面ベルトで加圧し挟んで成形する工程を含む方法がより好ましい。また、この際に用いるロールまたはベルトはいずれも金属製であることが好ましい。鏡面ロールまたは鏡面ベルトによる挟み込み圧力は、表面平滑性の観点から、線圧として好ましくは10N/mm以上であり、より好ましくは30N/mm以上である。
基材層をTダイ法で製造する場合、例えば単軸あるいは二軸押出スクリューを有するエクストルーダ型溶融押出装置などを使用できる。基材層を製造するための成形温度は、成形加工性および品質の観点から、好ましくは200〜300℃の範囲であり、より好ましくは220〜270℃の範囲である。また、溶融押出装置を使用する場合、着色抑制の観点から、ベントを使用し、減圧下または窒素雰囲気下で溶融押出しすることが好ましい。
溶融状態の極性樹脂の両面を鏡面ロール表面または鏡面ベルト表面で加圧し挟んで成形する工程において、極性樹脂を挟み込む鏡面ロールまたは鏡面ベルトの少なくとも一方の表面温度を60℃以上とし、且つ両方の表面温度を130℃以下とすることが好ましい。極性樹脂を挟み込む鏡面ロールまたは鏡面ベルトの両方の表面温度が60℃未満の場合、基材層の表面平滑性およびヘーズが低下する傾向となり、少なくとも一方の表面温度が130℃を超える場合、得られる基材層の表面平滑性が低下したり、ヘーズが高くなる傾向となる。
基材層は着色されていてもよい。着色法は特に限定されず、極性樹脂に着色剤を含有させる方法や、着色剤が分散した液中に基材層を浸漬する方法などが挙げられる。
基材層の粗度は好ましくは1.5nm以下であり、より好ましくは0.1〜1.0nmの範囲である。この範囲にすることで本発明の積層体が表面平滑性、表面光沢、印刷の鮮明さに優れる。また、光学用途に用いられる場合は光線透過率などの光学特性や表面賦形を行う際の賦形精度に優れる。
基材層のヘーズは好ましくは0.3%以下、より好ましくは0.2%以下である。これにより、意匠性を要求される用途に用いられる場合は印刷の鮮明さに優れ、液晶保護フィルムや導光フィルムなどの光学用途に用いられる場合は光源の利用効率が高まるため好ましい。
基材層の厚さは好ましくは10〜500μmの範囲であり、より好ましくは40〜300μmの範囲であり、さらに好ましくは50〜200μmの範囲である。基材層の厚さが10μm未満だと積層体の強度が小さく、延伸成形および接着時にたわみやすくなり、500μmより厚くなるとラミネート性、ハンドリング性、切断性、打抜き加工性などが低下し、フィルムとしての使用が困難になるとともに、真空成形時に破断しやすくなる傾向となる。
基材層は延伸処理が施されたものであってもよい。延伸処理によって、機械的強度が高まり、ひび割れし難い基材層を得ることができる。延伸方法は特に限定されず、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、チュブラー延伸法、圧延法などが挙げられる。延伸時の温度は、均一に延伸でき高い強度の基材層が得られるという観点から、極性樹脂のガラス転移温度(以下、「Tg」と称する)に対して好ましくは(Tg+10)〜(Tg+40)℃である。延伸温度が(Tg+10)℃未満だと延伸中に成形体が破断しやすくなり、(Tg+40)℃よりも高いと延伸処理の効果が十分に発揮されず基材層の強度が高くなりにくい。延伸速度は通常100〜5,000%/分である。延伸速度が小さいと強度が高くなりにくく、また生産性も低下する。また延伸速度が大きいと基材層が破断したり、均一な延伸が困難になる。延伸の後、熱固定を行うことが好ましい。熱固定によって熱収縮の少ない基材層を得ることができる。延伸して得られる基材層の厚さは10〜500μmの範囲であることが好ましい。なお、極性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により求められる。
[積層体20の製造]
図1に示す膜構造17を形成するため、積層体20の製造時に基材層10に対して粘接着層11を密着させながら積層する。
積層体20を製造する方法は特に限定されないが、例えばプレス成形や共押出成形により製造できる。プレス成形の一種である熱プレス法では、基材層10と粘接着層11を熱圧着する。熱圧着とは熱及び圧力を伴って基材層10に粘接着層11を積層することである。共押出成形では基材層10となる樹脂及び粘接着層11となる熱可塑性エラストマーをTダイで共押出しする。
また、基材層10に、粘接着層11となる熱可塑性エラストマーを含む溶液を塗布してもよい。また、基材層10に粘接着層11となるフィルムを積層してもよい。係るフィルムは粘接着剤からなることが好ましい。係るフィルムは基材層10と同様の方法で得られる。係る粘接着剤は、溶融させたフィルム状の粘接着剤でもよい。また粘接着層11に、樹脂よりなるフィルムを積層することで基材層10を形成してもよい。係るフィルムは溶融させたフィルム状の基材層材料でもよい。
上記粘接着層11中では、各ブロック共重合体(A)分子が芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)との間で結合を保ったまま、ブロック共重合体(A)分子の間で芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)同士及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)同士が凝集し、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)からなる相と共役ジエン化合物重合体ブロック(D)からなる相との間で少なくとも部分的に相分離する。
[膜構造の形成条件:材料選択と熱の複合]
図1に示す膜構造17を形成するためには、基材層10を構成する樹脂と、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)との間の親和性を高めることが好ましく、さらに、ブロック共重合体(A)を、少なくとも一部相分離させるために十分な熱を加えることが好ましい。
[材料選択と親和性]
基材層10を構成する樹脂と芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)との組み合わせの選択により、両者の間の親和性(密着性、濡れ性)を高めることができる。各層の親和性は、公知の方法を用いて試算することができる。例えば、各層を構成する少なくとも2つの分子A、Bの親和性は、Hansenの溶解度パラメーターにより試算することができ、その親和性δは、溶解度パラメーターであるモル体積あたりの分散力項(δd)、双極子間力項(δp)、および水素結合力項(δh)を用いて、以下の式から求めることができる。
δ={(δdA−δdB)2+(δpA−δpB)2+(δhA−δhB)2}1/2
係るδが小さいほど親和性は高く、δが大きいほど親和性は低い。
本発明では基材層10が極性樹脂からなるため、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と極性樹脂とのδは、共役ジエン化合物重合体ブロック(D)と極性樹脂とのδより小さく、芳香族相14とジエン相15の相分離後に、界面12の近傍では芳香族相14が膜構造17を形成することができる。一方、基材層10にあたる層が仮に非極性樹脂からなる場合には、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)と非極性樹脂とのδは、共役ジエン化合物重合体ブロック(D)と非極性樹脂とのδより大きく、係る膜構造17は形成されない。
本発明に係る基材層10は極性を有する材料で形成すればよく、例えば金属、金属酸化物、又はセラミックスで形成してもよい。
[膜構造の形成条件:熱]
図1に示す膜構造17を形成するために、積層体20に十分な熱を与えることが好ましい。積層体20に与える熱量の指標としては、積層体20の加熱温度及び加熱時間が挙げられる。
加熱温度を選択するにあたり、ブロック共重合体(A)及びブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーのいずれかの粘弾性を考慮する。まず、係る粘弾性の測定を行うことで、ブロック共重合体(A)及び熱可塑性エラストマーのいずれかの損失正接(tanδ)を得る。損失正接(tanδ)は温度の関数として得られる。ここで、最も高温側における損失正接(tanδ)のピーク値(tanδmax)に着目する。さらに係るピーク値の立ち上がり開始温度に着目する。上述の加熱温度は係る立ち上がり開始温度よりも高いことが好ましい。
ブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーが接着付与成分(B)を含有しない場合、加熱温度は好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは120℃以上である。加熱温度を160℃以上としてもよい。
ブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーが接着付与成分(B)を含有する場合、加熱温度は好ましくは130℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは160℃以上、より更に好ましくは180℃以上である。加熱温度を200℃以上としてもよい。
加熱時間は、図1に示す芳香族相14の成すミクロ相分離構造が形成されるのに十分な時間とすることが望ましい。また加熱時間は、ブロック共重合体(A)及びブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーのいずれかの粘度が低下するのに十分な時間とすることが望ましい。
ブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーが接着付与成分(B)を含まない場合、加熱時間は、1秒以上が好ましく、より好ましくは10秒以上、更に好ましくは100秒以上である。
ブロック共重合体(A)を含有する熱可塑性エラストマーが接着付与成分(B)を含む場合、加熱時間は、1分以上が好ましく、より好ましくは2分以上、更に好ましくは3分以上である。
[界面における粘接着性]
図1に示す基材層10と粘接着層11との間の粘接着性は、例えば、剥離強度、せん断接着強さ、引張接着強さ、曲げ接着強さ、等で測定できる。この粘接着性の強弱は、下記、粘接着層11の材料強度(凝集力)にも影響を受ける。粘接着性を強くする上では、上記の膜構造17の形成によって得られる、基材層10と粘接着層11との間の高い親和性が必要である。
[界面における剥離強度]
図1に示す基材層10と粘接着層11との間の粘接着性は、例えば、剥離強度で表される。
係る剥離強度は好ましくは5N/25mm超であり、より好ましくは15N/25mm超であり、さらに好ましくは30N/25mm超である。ここで、剥離強度はJIS K 6854−2に準じて測定した値である。実際の測定方法は実施例に後述する。
剥離強度は、上記の親和性に加えて、粘接着層11の材料強度(凝集力)にも影響を受ける。
材料強度は公知の方法で測定でき、例えば、JIS K7113、7161、7162、7127に記載の引張試験で好適に評価できる。
引張試験時の引張り応力は、一軸方向に変形させたときの引張りひずみが1000%以下の条件において、20MPa以下であると粘接着層が十分に柔らかく剥離試験を正確に測定できるため好ましく、15MPa以下であると高い剥離強度を示すためより好ましい。また、係る引張り応力は、一軸方向に変形させたときの引張りひずみが1000%以下の条件において、0.1MPa以上であると粘接着層が十分に硬く剥離試験を正確に測定できるため好ましく、1MPa以上であると高い剥離強度を示すためより好ましい。
[積層体20の特徴]
図1に示す粘接着層11は、基材層10又は界面12の反対側に接着面13を有する。接着面13は図示していない被着体に密着することができ、積層体20はいわゆる粘接着層付きフィルムとして好適に使用できる。
図1に示す積層体20は、界面12において膜構造17を形成している。膜構造17は界面12における粘接着層11及び基材層10の間の親和性を高めると考えられ、積層体20を被着体に貼り合わせた際に基材層と被着体との間に高い接着力を確保することができる。このため被着体から基材層10が剥がれにくい。
ブロック共重合体(A)を含有する粘接着層11は、極性樹脂だけでなく非極性樹脂に対しても接着性に優れる。このため、例えば被着体の被着面がポリプロピレン系樹脂からなる場合、基材層10の剥離強度が20N/25mm以上となる。このため被着体に貼り合わせるまでは、接着面13には剥離可能な保護フィルムを貼付することが好ましい。係る剥離強度は、より好ましくは30N/25mm以上、さらに好ましくは60N/25mm以上である。ここで、剥離強度はJIS K 6854−2に準じて測定した値である。
図1に示す積層体20の破断伸度は好ましくは160%以上であり、より好ましくは200%以上であり、さらに好ましくは250%以上である。ここで破断伸度は基材層を形成する極性樹脂のガラス転移温度(Tg)より5℃低い温度で測定した時の値とする。破断伸度が160%以上であることから、積層体20は三次元的な被覆時の成形性が高く、また三次元的な被覆時に破断や皺が生じにくい。
積層体20の厚さの範囲は好ましくは20〜1,000μm、より好ましくは50〜500μm、さらに好ましくは100〜250μmである。厚さが20μm以上であと、積層体20は容易に製造でき、耐衝撃性に優れ、加熱した時に反りにくい。また、積層体20内に着色を施した時には、被着体の色や表面凹凸を隠蔽することができる。積層体20の厚さが1,000μm以下であることで、三次元形状を有する被着体の表面に追従するように成形及び賦形することが容易になる。
図1に示す粘接着層11の厚さに対する、基材層10の厚さの比の範囲は、好ましくは0.2〜5、より好ましくは0.5〜4、さらに好ましくは0.8〜3である。係る比の値を0.2以上とすることで、表面16の表面硬度を高めることができる。係る比の値を5以下とすることで積層体20の破断を抑制することができる。また係る比の値を4以下とすることで積層体20の延伸性を高めることができる。また係る比の値を3以下とすることで積層体20の延伸性を一段と高めることができる。
表面16は、鉛筆硬度でHB又はそれよりも硬いことが好ましく、H又はそれよりも硬いことがより好ましい。HBよりも硬い鉛筆硬度により、被着体に対して耐擦傷性を付与することができる。また積層体20により被着体に耐候性を付与してもよい。
[積層体20の使用]
図1に示す積層体20を被着体に貼り付けることで、加飾された被覆物品を製造することができる。被着体の被着面の材質の例としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、木質又は非木質繊維基材、炭素繊維、セラミックス、金属、ガラス等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ABS樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。非木質繊維基材としては、例えばケナフ基材等が挙げられる。
被着面の材質は熱可塑性樹脂が好ましく、ポリプロピレン系樹脂が特に好ましい。被覆物品の製造においては、被着体の有する被着面に図1に示す接着面13を密着させる。表面が積層体20からなる被覆物品は、表面平滑性、表面硬度、表面光沢等に優れる。
被覆物品の製法は特に制限されず、インサート成形法、真空成形法、圧空成形法、圧縮成形法、三次元表面加飾成形(Three dimension Overlay Method:TOM成形)等が挙げられる。真空成形法又はTOM成形の採用により、多様な被着体に対して積層体20を精度よく賦形して被着体に接着できる。中でも予備成形が不要な点でTOM成形がより好ましい。
積層体20をTOM成形するための真空成形装置は、例えば特開2002−067137号公報に記載の真空成形装置又は特開2005−262502号公報に記載の被覆装置を好適に用いることができる。該真空成形装置及び該被覆装置はチャンバーボックスを備える。
TOM成形により成形体を製造するには、積層体20及び被着体をチャンバーボックスに収容し、チャンバーボックス内を減圧し;積層体20でチャンバーボックス内の空間を二分し、ここで接着面13側の空間に被着体が来るようにし;チャンバーボックス内の被着体を有しない側の空間内の圧力を、被着体を有する側の空間の圧力よりも高くし;係る圧力差を用いて積層体20を被着体に圧着することで被着体を積層体20で被覆する。なお、積層体20及び被着体をチャンバーボックスに収容する時に、積層体20でチャンバーボックス内の空間を二分してもよい。
チャンバーボックス内を減圧する時、チャンバーボックス内の圧力の範囲は0.1〜20kPaであることが好ましく、0.1〜10kPaであることがより好ましい。圧力が20kPa以下であることで、被着体を積層体20で被覆する時に、正確に積層体20を賦形することができる。また圧力が0.1kPa以上であることで賦形及び被覆に要する時間を減らすことができる。このため生産性を高めることができる。
TOM成形では、予め積層体20を加熱して軟化させることが好ましい。加熱した際の積層体20の温度の範囲は110〜160℃が好ましく、110〜140℃がより好ましい。積層体20の温度を110℃以上とすることで、十分に積層体20が軟化する。このため良好に積層体20に対して賦形することができる。また積層体20と被着体との間の接着力が高められる。積層体20の温度を160℃以下とすることで、積層体20の過剰軟化や変質を予防できる。このため、成形体の品質を高めることができる。なお、チャンバーボックス内を減圧する時に、積層体20の加熱を同時に実施してもよい。
チャンバーボックス内に圧力差を設ける際、被着体を有しない側の空間内の圧力の範囲は50〜500kPaが好ましく、100〜400kPaがさらに好ましい。係る圧力を50kPa以上とすることで、積層体20を正確に賦形することができる。また係る圧力を500kPa以下とすることで、被覆物品をチャンバーボックス内から取り出す際に、チャンバーボックス内の圧力を、装置外と同じ圧力、すなわち大気圧(約100kPa)とするための時間が短くなる。このため、生産性を高めることができる。
チャンバーボックス内に圧力差を設ける方法としては、例えば被着体を有しない側の空間を開放して大気圧に戻す方法がある。また、被着体を有しない側の空間内に圧縮空気を供給する方法が挙げられる。圧縮空気を供給することにより、積層体20を被着体により密着させることができる。このため、被着体の表面形状をさらに正確に積層体20へ転写することができる。
[好適な用途]
図1に示す積層体20は加飾材料として、良好な三次元被覆成形性、表面硬度、延伸性、成形加工性、接着性及び隠蔽性を有する。このため、積層体20は、意匠性が要求される物品又は構造物に対して好適に使用できる。係る物品又は構造物としては、例えば広告塔、スタンド看板、袖看板、欄間看板、屋上看板等の看板部品;ショーケース、仕切板、店舗ディスプレイ等のディスプレイ部品;蛍光灯カバー、ムード照明カバー、ランプシェード、光天井、光壁、シャンデリア等の照明部品;家具、ペンダント、ミラー等のインテリア部品;ドア、ドーム、安全窓ガラス、間仕切り、階段腰板、バルコニー腰板、レジャー用建築物の屋根等の建築用部品、自動車内外装部材、バンパー等の自動車外装部材等の輸送機関係部品;音響映像用銘板、ステレオカバー、自動販売機、携帯電話、パソコン等の電子機器部品;保育器、定規、文字盤、温室、大型水槽、箱水槽、浴室部材、時計パネル、バスタブ、サニタリー、デスクマット、遊技部品、玩具、楽器、壁紙;マーキングフィルム、各種家電製品がある。
[加飾方法]
積層体20を被着体に貼り合わせる際には、図1に示す基材層10の粘接着層11と反対側の表面16を露出させて被着体を加飾する。
図1に示す基材層10及び粘接着層11の少なくともいずれかに木目、絵柄、文字、図形等の模様又は色彩を印刷してもよい。これらにメタリック調及びピアノブラック調等の光沢面を付してもよい。模様は有彩色のものであっても無彩色のものであってもよい。印刷の方法としては、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、転写印刷、インキジェット印刷等公知の印刷法が挙げられる。印刷においては、ポリビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、セルロース樹脂等の樹脂をバインダーとして使用してもよい。また顔料又は染料を着色剤としてもよい。これらを含有する樹脂組成物を使用してもよい。
図1に示す表面16には金属又は金属酸化物が成膜されてもよい。成膜方法としては、蒸着やスパッタ等の真空成膜法や、電解メッキ、無電解メッキ等が挙げられる。金属又は金属酸化物は上記成膜方法に適する限り特に制限がない。例えば金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、クロム、インジウムやこれらの酸化物等が挙げられる。また、これらの金属又は金属酸化物は単独で使用してもよく、2種以上の混合物として使用してもよい。
本発明は以下の実施例に限定されない。実施例及び比較例の積層体の有する各物性の評価は以下の方法で行った。
[TOF−SIMSによる分析]
TOF−SIMS(飛行時間型二次イオン質量分析法)による膜構造17の確認は次の通り行った。TOF-SIMS測定では、まず粘接着層11の原材料として用いられる熱可塑性エラストマーのペレットを切断し、その断面を、TOF−SIMSで分析した。分析の結果に基づき、C イオンのシグナル強度に対するC イオンのシグナル強度の比Rを求めた。
装置:TOF.SIMS 5(ION−TOF社製)
試料導入前の測定真空度:4×10−7Pa(4×10−9mbar)以下
1次イオン種:Bi3+(30 keV)
1次イオン加速電圧:25kV
パルス幅:4.3ns
バンチング:あり(高質量分解能測定)
帯電中和:あり
後段加速:10kV
ラスターサイズ:300μm角
質量範囲(m/z):0〜1,500
スキャン数:32スキャン
一辺のピクセル数:256pixel
2次イオンの極性:正、陽イオンC 及びC の観測
分析:GCIB-TOF-SIMSによる深さ方向分析
次に、図1に示す界面12を境にして基材層10から粘接着層11を剥離した。係る粘接着層11において、基材層10に接して界面12を形成していた面に対して、上記と同じ方法でTOF−SIMSによる分析を行った。分析の結果に基づきC イオンのシグナル強度に対するC イオンのシグナル強度の比Rを求めた。Rに対するRの比、R/Rを算出した。
[TEMによる観察]
図1に示す膜構造17及び領域19は、以下のように積層体20の断面を有する切片において芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)を染色することで観察した。切片の作製は、クライオウルトラミクロトーム(ライカ社製;ULTRACUT S/FC−S)にて、−100℃で、積層体20を切削することで行った。このとき、積層体20の断面となるべき面と平行に、かつ界面12に対して垂直に切削した。切削により厚さ100nm未満の切片を得た。この切片を銅メッシュの台座に固定して撮像した。撮像の条件は以下の通りである。
染色:0.5質量%RuO溶液(JEOL社)
撮像装置:透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製;HT7700)
撮像モード:ハイコントラストモード
加速電圧:100kV
倍率:2×10〜100×10
観察像に基づく評価基準は以下の通りである。
A:粘接着層中に、図1に示す芳香族相14の形成する膜構造17が観察された。
B:粘接着層中に、図1に示す芳香族相14の形成する膜構造17が観察し難かった。
C:粘接着層中に、図1に示す芳香族相14の形成する膜構造17が観察されなかった。
[破断伸度]
図1及び2に示す積層体20に対して、JIS K 7161に準拠した方法で、破断伸度の値を測定した。測定は引張試験機(インストロン社製万能試験機5566型)を用いて行った。測定温度は極性樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも5℃低い温度であった。
[剥離強度]
まず後述する方法で被着体に図1に示す積層体20を積層した。次に被覆物品の表面に露出した積層体20を130℃まで加熱した。次に表面16をステンレス鋼材(SUS)板に対して固定した。固定は強粘着テープ(日東電工社製;商品名ハイパージョイントH9004)を表面16とステンレス鋼材に貼付することで行った。測定は卓上精密万能試験機(島津製作所社製;AGS−X)を使用し、JIS K 6854−2に準じて行った。剥離角度は180°、引張速度は300mm/分、環境温度は23℃であった。基材層10と被着体との間の剥離強度を測定した。剥離強度に基づき、基材層10と被着体との間の接着強度を以下の基準に沿って評価した。
A:剥離強度が25N/25mm超
B:剥離強度が5N/25mm超、25N/25mm以下
C:剥離強度が5N/25mm以下
実施例及び比較例の積層体を製造するための材料は以下の方法で作製した。
<合成例1>メタクリル系樹脂(F)
メタクリル酸メチル95質量部およびアクリル酸メチル5質量部からなる単量体混合物に重合開始剤0.1質量部及び連鎖移動剤0.28質量部を加えて、これらを溶解させることで原料液を得た。重合開始剤は2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(水素引抜能:1%、1時間半減期温度:83℃)であった。連鎖移動剤はn−オクチルメルカプタンであった。
また、別の容器において、イオン交換水100質量部、硫酸ナトリウム0.03質量部及び懸濁分散剤0.45質量部を混ぜ合わせることで、混合液を得た。耐圧重合槽に混合液420質量部と原料液210質量部とを仕込んだ。窒素雰囲気下で撹拌しながら温度を70℃とすることで重合反応を開始した。重合反応開始後3時間経過時に温度を90℃に上げた。撹拌を引き続き1時間行った。以上によりビーズ状の共重合体が液中に分散している分散液を得た。得られた分散液を適量のイオン交換水で洗浄した。バケット式遠心分離機によりビーズ状の共重合体を取り出した。取り出した共重合体を80℃の熱風乾燥機で12時間乾燥させた。以上により、重量平均分子量Mwが30,000、ガラス転移温度(Tg)が128℃である、ビーズ状のメタクリル系樹脂(F)を得た。
<合成例2>ブロック共重合体(G)
反応器に室温にてトルエン溶液39.4kg、sec−ブチルリチウム1.17mol、メタクリル酸メチル35.0kgをこの順で加えた。反応器の内部は予め、脱気した上で窒素置換した。トルエン溶液は、乾燥トルエン735kg、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン0.4kg及びイソブチルビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウム20molからなる混合物の一部を使用した。反応器中で、これらの化合物を室温で1時間反応させた。反応液の一部をサンプリングすることで、反応液中に含まれる重合体の重量平均分子量を測定した。測定値は40,000であった。係る値は、メタクリル酸メチルからなる1つ目のメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量Mwに相当する。
次いで反応液を−25℃まで冷却した。アクリル酸n−ブチル24.5kg及びアクリル酸ベンジル10.5kgの混合液を0.5時間かけて反応液中に滴下した。反応液の一部をサンプリングすると、反応液に含まれる重合体の重量平均分子量は80,000だったので、アクリル酸n−ブチル及びアクリル酸ベンジルの共重合体からなるアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)の重量平均分子量Mwを40,000と決定した。
次いで反応液にメタクリル酸メチル35.0kgを加えた。さらに反応液を室温に戻した上で、8時間攪拌した。これにより、メタクリル酸メチルからなる2つ目のメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)を合成した。その後、反応液にメタノール4kgを加えて重合を停止させた。その後、反応液に対してさらに大量のメタノールに注いで濾過した。濾物を80℃かつ1torr(約133Pa)の環境下で12時間乾燥させた。以上によりブロック共重合体(G)を単離した。
得られたブロック共重合体(G)の重量平均分子量Mwが120,000だったことに基づき、2つ目のメタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)の重量平均分子量Mwを40,000と決定した。1つ目及び2つ目のメタクリル酸メチル重合体ブロックの重量平均分子量Mwが共に40,000なので、総合的なメタクリル酸メチル重合体ブロックの重量平均分子量Mw(total)は80,000であった。
<合成例3>多層構造体(E)
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管及び還流冷却器を備えた反応器を用いた。係る反応器に、イオン交換水1,050質量部、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム0.5質量部及び炭酸ナトリウム0.7質量部を仕込んだ。反応器内を窒素ガスで十分に置換した後、反応器の内温を80℃に設定した。反応器内の水溶液に過硫酸カリウム0.25質量部を投入して5分間攪拌した。
予め、メタクリル酸メチル:アクリル酸メチル:メタクリル酸アリル=94:5.8:0.2(質量比)からなる単量体混合物を調製した。係る単量体混合物245質量部を反応器内の水溶液に50分かけて連続的に滴下した。滴下終了後、さらに30分間重合反応を行った。
次いで反応器内の水溶液にペルオキソ二硫酸カリウム0.32質量部を投入し、5分間攪拌した。予めアクリル酸ブチル80.6質量%、スチレン17.4質量%及びメタクリル酸アリル2質量%からなる単量体混合物を調製し、該単量体混合物315質量部を反応器内の水溶液に60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、さらに30分間重合反応を行った。
続いて反応器内の水溶液にペルオキソ二硫酸カリウム0.14質量部を投入した。さらに反応器内の水溶液を5分間攪拌した。予め、メタクリル酸メチル:アクリル酸メチル=94:6(質量比)からなる単量体混合物を調製し、該単量体混合物140質量部を反応器内の水溶液に30分間かけて連続的に滴下供給した。滴下終了後、さらに60分間重合反応を行った。以上により、多層構造体(E)を得た。
ブロック共重合体(A)の合成例として以下のブロック共重合体(A−1)〜(A−4)を合成した。
<合成例4>ブロック共重合体(A−1)
予め耐圧容器を窒素置換することで、耐圧容器を乾燥させた。係る耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec−ブチルリチウムの10.5質量%シクロヘキサン溶液94.1g(sec−ブチルリチウム9.9g当量)、及びルイス塩基としてテトラヒドロフラン300gを仕込んだ。係る溶液を50℃に昇温した。係る溶液に、スチレン(1)1.25kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。引き続いて係る溶液に、イソプレン10.00kgを加えた後に、2時間の重合反応を行った。更に係る溶液に、スチレン(2)1.25kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。以上により、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。
この反応液に、水素添加触媒としてパラジウムカーボンを、ブロック共重合体100質量%あたり5質量%添加した。なおパラジウムカーボン100質量%あたりのパラジウムの担持量は5質量%である。水素圧力2MPa、150℃の環境下で10時間の反応を行った。反応液を放冷し、かつ放圧した。その後、濾過により反応液からパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、該濃縮液を真空乾燥してスチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体の水素添加物であるブロック共重合体(A−1)を得た。
<合成例5>ブロック共重合体(A−2)
予め耐圧容器を窒素置換することで、耐圧容器を乾燥させた。係る耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec−ブチルリチウムの10.5質量%シクロヘキサン溶液137.1g(sec−ブチルリチウム14.4g当量)を仕込んだ。係る溶液を50℃に昇温した。係る溶液にスチレン(1)2.59kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。引き続いて係る溶液にイソプレン9.91kgを加えた後に、2時間の重合反応を行った。以上により、スチレン−イソプレンジブロック共重合体であるブロック共重合体(A−2a)を含む反応液を得た。
係る反応液にトリエトキシシラン(TEOS)を11.7g添加した。その後、5時間のカップリング反応を行った。以上によりブロック共重合体(A−2a)に加えて、星型ブロック共重合体であるブロック共重合体(A−2b)を含む反応液を得た。星型ブロック共重合体(A−2b)ではTEOSによりブロック共重合体(A−2a)が互いに連結されている。
係る反応液を放冷し、かつ放圧した。その後、反応液を真空乾燥することで、ブロック共重合体(A−2a)及び(A−2b)の混合物であるブロック共重合体(A−2)を得た。GPC測定により確認したブロック共重合体(A−2)におけるブロック共重合体(A−2a)及び(A−2b)の組成比(A−2a)/(A−2b)は30/70であった。
<合成例6>ブロック共重合体(A−3)
予め耐圧容器を窒素置換することで、耐圧容器を乾燥させた。係る耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec−ブチルリチウム10.5質量%シクロヘキサン溶液145.6g(sec−ブチルリチウム15.3g当量)、ルイス塩基としてテトラヒドロフラン76gを仕込んだ。係る溶液を50℃に昇温した。係る溶液にスチレン(1)1.87kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。引き続いて係る溶液にブタジエン8.75kgを加えた後に、2時間の重合反応を行った。更にスチレン(2)1.87kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。以上により、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。
この反応液に、水素添加触媒としてパラジウムカーボンを、ブロック共重合体100質量%あたり5質量%添加した。なおパラジウムカーボン100質量%あたりのパラジウムの担持量は5質量%である。水素圧力2MPa、150℃の環境下で10時間の反応を行った。反応液を放冷し、かつ放圧した。その後、濾過により反応液からパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、濃縮液を真空乾燥してスチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体の水素添加物であるブロック共重合体(A−3)を得た。
合成例4〜6のブロック共重合体(A−1)〜(A−3)の組成及び物性を表1に示す。
Figure 2017200014
表1中、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)/共役ジエン化合物重合体ブロック(D)はこれらの重合体ブロックの構成比(質量)を表す。スチレンブロック、ブロック共重合体及び水添ブロック共重合体のピークトップ分子量(Mp)とは、GPC測定によって得られた、分子量に応じて変化する分子の存在量のシグナル変化のピークにおける分子量である。分子量分布とは、ブロック共重合体(A−1)〜(A−3)の重量平均分子量及び数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)ある。
<合成例7>接着付与成分(B)
接着付与成分(B)として極性基含有ポリプロピレン系樹脂を合成した。合成は特許第5809150号公報の段落0075の記述に従った。ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製;商品名プライムポリプロF327)42g、無水マレイン酸160mg、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン42mgを溶融混練した。溶融混練はバッチミキサーを用いて、温度180℃、スクリュー回転数40rpmで行った。
得られた混練物中の無水マレイン酸濃度は0.3%であった。なお、該無水マレイン酸濃度は、得られた混練物に対して、水酸化カリウム/メタノール溶液を用いて滴定を行って得られた値である。
<製造例1>メタクリル系樹脂(F)のペレットの製造
合成例1で得たビーズ状のメタクリル系樹脂(F)100質量部を、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練しながら、ストランド状に押出した。押し出された樹脂を切断することで、メタクリル系樹脂(F)のペレットを得た。
<製造例2>(メタ)アクリル系樹脂(M−1)の製造
製造例1で得たメタクリル系樹脂(F)のペレット80質量部及び合成例2で得たブロック共重合体(G)20質量部を、二軸押出機を用いて230℃で互いに溶融混練しながら、ストランド状に押出した。押し出された樹脂を切断することで、(メタ)アクリル系樹脂(M−1)のペレットを得た。
<製造例3>(メタ)アクリル系樹脂(M−2)の製造
製造例1で得たメタクリル系樹脂(F)のペレット70質量部及び合成例3で得た多層積層体(E)30質量部を、二軸押出機を用いて230℃で互いに溶融混練した後、ストランド状に押出した。押し出された樹脂を切断することで、(メタ)アクリル系樹脂(M−2)のペレットを得た。
実施例及び比較例に記載の積層体は以下の方法で作製した。
[熱プレス法]
以下の実施例及び比較例の一部において、基材層と粘接着層とを熱及び圧力で結着させることで積層体を得た。まず粘接着層となる樹脂10gを、2枚のステンレス(SUS)板の間に設置した厚さ0.5mmの型枠内に充填した。ステンレス(SUS)板の大きさは20cm角の正方形であり、型枠の枠内の空間の形状は約15cm角の正方形であった。係るステンレス板及び型枠を熱プレス機(神藤金属工業社製;AYS.10、以下の製造例及び実施例において同様である)にセットした。200℃において1分間、樹脂に圧力をかけずに樹脂を加熱した。その後20秒間35kgfの力で樹脂を熱プレスした。その後、直ちにステンレス板及び型枠を23℃の冷却プレス機にセットした。冷却プレス機で樹脂を冷却しながら、樹脂に圧力を加えた。型枠内の樹脂を切り出すことで、15cm×15cm、厚さ0.5mmの粘接着層材料を得た。
次に、基材層となる樹脂10gを、2枚のステンレス(SUS)板の間に設置した厚さ0.2mmの型枠内に充填した。ステンレス(SUS)板の大きさは20cm角の正方形であり、型枠の枠内の空間の形状は約15cm角の正方形であった。係るステンレス板及び型枠を熱プレス機にセットした。240℃で1分間、樹脂に圧力をかけずに樹脂を加熱した。その後20秒間、35kgfの力で樹脂を熱プレスした。その後、直ちにステンレス板及び型枠を23℃の冷却プレス機にセットした。冷却プレス機で樹脂を冷却しながら、樹脂に圧力を加えた。型枠内の樹脂を切り出すことで、15cm×15cm、厚さ0.2mmの基材層材料を得た。
次に、基材層材料及び粘接着層材料を熱圧着した。圧力をかけずに基材層材料に対して粘接着層材料を積層してプレス前積層体を得た。積層は約23℃で行った。2枚のステンレス(SUS)板の間に設置した厚さ0.7mmの型枠内に、係るプレス前積層体を設置した。ステンレス(SUS)板の大きさは20cm角の正方形であり、型枠の枠内の空間の形状は約15cm角の正方形であった。そして各実施例及び比較例の項に記述した各温度でプレス前積層体を1分間加熱した。その後、20秒間、35kgfの力で樹脂を熱プレスした後、直ちにステンレス板及び型枠を23℃の冷却プレス機にセットした。冷却プレス機で樹脂を冷却しながら、樹脂に圧力を加えた。以上のようにして積層体を得た。
[共押出し法]
実施例及び比較例の一部において、基材層となる樹脂及び粘接着層となる樹脂とをTダイで共押出しした。まず、製造例により得た粘接着層となる樹脂ペレットと、合成例により得た基材層となる樹脂ペレットとを、25mmΦベント式単軸押出機(G.M.ENGINEERJNG社製;VGM25−28EX)が有する別のホッパーにそれぞれ投入した。Tダイとしてマルチマニホールドダイを用いた。マルチマニホールドダイより押出温度240℃で上記の2つの樹脂を共押出しした。押し出された樹脂を、表面温度40℃のシリコンゴムロールと表面温度90℃の金属剛体ロールとの間に挟み込み、挟み込まれた樹脂を1m/分で引き出した。これにより、幅30cm、厚さ250μmの積層体を得た。基材層及び粘接着層の厚さは樹脂の押出流量により制御し、粘接着層の厚さを100μm、基材層の厚さを150μmとした。
<実施例1A>
製造例1に記載のメタクリル系樹脂(F)と、粘接着層となる合成例4に記載のブロック共重合体(A−1)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図2AにTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した係る積層体の断面を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例1B>
粘接着層となる合成例4に記載のブロック共重合体(A−1)をトルエンに溶かすことで30質量パーセントの溶液を得た。この溶液を製造例1に記載のメタクリル系樹脂(F)からなるシート上に25℃で塗工した後、25℃でシートを乾燥することで、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図2BにTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した係る積層体の断面(2箇所)を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例2>
実施例2において、粘接着層となる合成例4に記載のブロック共重合体(A−1)を合成例5に記載のブロック共重合体(A−2)に変更した以外は実施例1Aと同様にして、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図3AにTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した実施例2の積層体の断面を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。また、図3Aに示す粘接着層において、ブロック共重合体(A−2)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例3A>
実施例3Aにおいて、粘接着層となる合成例4に記載のブロック共重合体(A−1)を合成例6に記載のブロック共重合体(A−3)に変更した以外は実施例1Aと同様にして、積層体を作製した。ただし、熱プレスの温度は220℃で実施した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図3BにTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した実施例3Aの積層体の断面を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。また、図3Bに示す粘接着層において、ブロック共重合体(A−3)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例3B>
実施例3Bにおいて、熱プレスの温度を200℃とした以外は実施例3Aと同様にして、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図3CにTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した実施例3Bの積層体の断面を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。しかし、図3Cに示す粘接着層において、ブロック共重合体(A−3)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相中に、膜構造及び円断面構造を形成している事は確認し難い。以上よりTEMの評価はBとした。
<実施例4>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)80質量部と、合成例7で得た接着付与成分(B)20質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。実施例4において、粘接着層となる合成例4に記載のブロック共重合体(A−1)を係るペレットに変更した以外は実施例1Aと同様にして、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図4にTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した積層体の断面を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。粘接着層の一部に接着付与成分(B)の塊22が存在している。
<実施例5>
実施例5において、粘接着層材料と基材層材料の積層時の温度を200℃から240℃に変更した以外は実施例4と同様にして、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<実施例6>
実施例6において、粘接着層材料と基材層材料の積層時の温度を200℃から150℃に変更した以外は実施例4と同様にして、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図5にTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した積層体の断面を示す。メタクリル系樹脂(F)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)からなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成しているが、領域19は形成途中であり、一部に円断面構造18が存在している。
<実施例7>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)80質量部と、合成例7で得た接着付与成分(B)20質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断した。以上により、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、製造例2に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−1)とを、上述の共押出によって成形することで積層体を得た。さらにこの積層体を上述のTOM成形によって130℃で熱延伸成形しながら被着体に貼り合わせた。
<実施例8>
実施例8において、メタクリル系樹脂(F)を製造例3に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−2)に変更した以外は実施例7と同様にして、積層体を得た。得られた積層体の評価結果を表2に示す。さらにこの積層体を上述のTOM成形によって130℃で熱延伸成形しながら被着体に貼り合わせた。
TOM成形により被着体に貼り合わせられた後の積層体の断面について、TEM(透過電子顕微鏡)で撮影した像を図6に示す。(メタ)アクリル系樹脂(M−2)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)からなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例9A>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)70質量部と、合成例7で得た接着付与成分(B)30質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、製造例2に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−1)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<実施例9B>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)50質量部と、合成例7で得た接着付与成分(B)50質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、製造例2に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−1)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<実施例10>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)70質量部、相溶化剤(日油社製;商品名モディパーMS10B、[他の熱可塑性重合体])5質量部、(メタ)アクリル系樹脂(クラレ社製;商品名パラペットHRS、[他の熱可塑性重合体])2.5質量部と、ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製;商品名プライムポリプロJ229E、[他の熱可塑性重合体])22.5質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、製造例2に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−1)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図7にTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した積層体の断面を示す。(メタ)アクリル系樹脂(M−1)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例11>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)72.5質量部、(メタ)アクリル系樹脂(クラレ社製;商品名パラペットHRS、[他の熱可塑性重合体])7.5質量部と、ポリプロピレン系樹脂(日本ポリプロ社製;商品名ウィンテックWFX4TA、[他の熱可塑性重合体])20質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、製造例3に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−2)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図8にTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した積層体の断面を示す。(メタ)アクリル系樹脂(M−2)からなる基材層10が観察される。また、粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、膜構造17及び円断面構造18を形成している。
<実施例12>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)と、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂(旭化成社製;商品名スタイラック220S27)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<実施例13>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)と、ポリエチレンテレフタレート系樹脂(クラレ社製;商品名クラペットKS710B−8S)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<実施例14>
合成例6で得たブロック共重合体(A−3)と、ポリエチレンテレフタレート系樹脂(クラレ社製;商品名クラペットKS710B−8S)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<比較例1>
比較例1において、粘接着層材料と基材層材料の積層時の温度を200℃から140℃に変更した以外は実施例4と同様にして、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。なお、係る積層体の断面を、TEMを用いて観察しようと試みたところ、粘接着層と基材層の剥離強度が小さく、切片作製時に粘接着層と基材層が剥離してしまい、切片を作製できず、観察できなかった。
<比較例2>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)30質量部と、合成例7で得た接着付与成分(B)70質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、製造例2に記載の(メタ)アクリル系樹脂(M−1)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。なお、係る積層体の断面を、TEMを用いて観察しようと試みたところ、粘接着層と基材層の剥離強度が小さく、切片作製時に粘接着層と基材層が剥離してしまい、切片を作製できず、観察できなかった。
<参考例1>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)と、シクロオレフィンポリマー系樹脂(ZEON社製;商品名ゼオノア1020R)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図9にTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した積層体の断面を示す。シクロオレフィンポリマー系樹脂からなる基材層10が観察される。粘接着層中において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相は、円断面構造18を形成しているが、膜構造は見られなかった。実施例1との比較から、基材層が非極性樹脂からなることがこの原因であると考えられる。したがって、粘接着層の組成と基材層の組成の適切な組み合わせが膜構造の形成に重要であることが分かった。
一方で、ジエン相15の一部がシクロオレフィンポリマー系樹脂と相溶するため、TEMの評価はCだが剥離強度は大きかった。すなわち、本発明の積層体が有する粘接着層は、極性樹脂だけでなく、非極性樹脂に対しても高い粘接着性を有することが分かった。
<参考例2>
合成例6で得たブロック共重合体(A−3)と、シクロオレフィンポリマー系樹脂(ZEON社製;商品名ゼオノア1020R)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
<参考例3>
合成例4で得たブロック共重合体(A−1)80質量部と、合成例7で得た接着付与成分(B)20質量部とを、二軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ストランド状に押出して切断し、粘接着層となる樹脂ペレットを得た。係るペレットと、ポリプロピレン系樹脂(日本ポリプロ社製;商品名MA3)とを、上述の熱プレス法によって200℃で熱プレスし、積層体を作製した。得られた積層体の評価結果を表2に示す。
図10にTEM(透過電子顕微鏡)で撮影した積層体の断面を示す。ポリプロピレン系樹脂からなる基材層10が観察される。粘接着層において、ブロック共重合体(A−1)のスチレン重合体ブロックからなる芳香族相14は、円断面構造18を形成している。しかしながら、芳香族相の膜構造17は見られなかった。実施例4との比較から、基材層が非極性樹脂からなることがこの原因であると考えられる。したがって、粘接着層の組成と基材層の組成の適切な組み合わせが膜構造の形成に重要であることが分かった。
一方で、ジエン相15の一部がポリプロピレン系樹脂と相溶するため、TEMの評価はCだが剥離強度は大きかった。すなわち、本発明の積層体が有する粘接着層は、極性樹脂だけでなく、非極性樹脂に対しても高い粘接着性を有することが分かった。
Figure 2017200014
表2中、「基材層」の行は、基材層に用いた樹脂を表す。「F」は製造例1のメタクリル系樹脂(F)である。「M−1」は製造例2の(メタ)アクリル系樹脂(M−1)である。「M−2」は製造例3の(メタ)アクリル系樹脂(M−2)である。「ABS」はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂である。「PET」はポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂である。「COP」はシクロオレフィンポリマー(COP)樹脂である。「PP」はポリプロピレン(PP)樹脂である。
「A−1」〜「A−3」は合成例4〜6で得たブロック共重合体(A−1)〜(A−3)である。「B」は粘接着層に用いた接着付与成分(B)である。「MS10B」は粘接着層に用いた日油社製のモディパーMS10Bである。「HRS」は粘接着層に用いたクラレ社製のパラペットHRSである。「J229E」は粘接着層に用いたプライムポリマー社製のプライムポリプロJ229Eである。「WFX4TA」は粘接着層に用いた日本ポリプロ社製のウィンテックWFX4TAである。
積層方法の行における「HP」は熱プレス法である。「CE」は共押出し法である。「SC」は溶剤塗工法である。「R/R」はTOF−SIMSによる分析により得られたRに対するRの比である。「TEM」はTEMによる観察により得られた評価結果である。
この出願は、2016年5月18日に出願された日本出願特願2016−099236を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10 基材層、11 粘接着層、12 界面、13 接着面、14 芳香族相、15 ジエン相、16 表面、17 膜構造、18 円断面構造、19 領域、20 積層体、22 接着付与剤(B)の塊

Claims (14)

  1. 基材層と、前記基材層に接する粘接着層とを備える積層体であって、
    前記基材層が(メタ)アクリル系樹脂(M)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなり、
    前記粘接着層は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)を含有するブロック共重合体(A)を含有し、
    前記基材層と前記粘接着層の界面に沿って、前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)が膜構造の相を形成している、積層体。
  2. 前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)がさらに円断面構造の相を形成し、
    前記粘接着層が、前記膜構造の相に沿って前記円断面構造の相の乏しい領域を有する、
    請求項1に記載の積層体。
  3. 前記粘接着層が前記ブロック共重合体(A)を50質量%超含有する、請求項1又は2に記載の積層体。
  4. 前記ブロック共重合体(A)における共役ジエン化合物重合体ブロック(D)のビニル化度が40モル%以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
  5. 前記ブロック共重合体(A)が前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)5〜40質量%及び前記共役ジエン化合物重合体ブロック(D)60〜95質量%を含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の積層体。
  6. 前記粘接着層がさらに接着付与成分(B)を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の積層体。
  7. 前記粘接着層における粘着付与剤(aD)の含有量がブロック共重合体(A)100質量部に対して1質量部未満である、請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。
  8. 前記共役ジエン化合物重合体ブロック(D)が極性基を有しない、請求項1〜7のいずれかに記載の積層体。
  9. 前記共役ジエン化合物重合体ブロック(D)が、イソプレン及びブタジエンの少なくともいずれか一方に由来する構造単位を含有する、請求項1〜8のいずれかに記載の積層体。
  10. 前記基材層が(メタ)アクリル系樹脂(M)からなる、請求項1〜9のいずれかに記載の積層体。
  11. 前記(メタ)アクリル系樹脂(M)がメタクリル系樹脂(F)10〜99質量%及び弾性体成分(R)1〜90質量%を含有し、
    前記メタクリル系樹脂(F)がメタクリル酸メチルに由来する構造単位80質量%以上を含有し、
    前記弾性体成分(R)が、メタクリル酸エステル重合体ブロック(g1)10〜80質量%及びアクリル酸エステル重合体ブロック(g2)20〜90質量%からなるブロック共重合体(G)を含有する、
    請求項10に記載の積層体。
  12. 前記(メタ)アクリル系樹脂(M)が、メタクリル系樹脂(F)10〜99質量%及び弾性体成分(R)1〜90質量%を含有し、
    前記メタクリル系樹脂(F)がメタクリル酸メチルに由来する構造単位80質量%以上を含有し、
    前記弾性体成分(R)が外層(e1)及び内層(e2)を有する多層構造体(E)を形成しており、
    前記外層(e1)がメタクリル酸メチルに由来する構造単位80質量%以上を含有し、
    前記内層(e2)が、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位70〜99.8質量%及び架橋性単量体に由来する構造単位0.2〜30質量%を含有する、
    請求項10に記載の積層体。
  13. 前記粘接着層が前記基材層の反対側に接着面を有し、
    前記接着面をポリプロピレン樹脂に密着させた時の剥離強度が20N/25mm以上である、
    請求項1〜12のいずれかに記載の積層体。
  14. プレス成形又は共押出成形により、基材層と前記基材層に接する粘接着層とを備える積層体を製造する方法であって、
    前記基材層が(メタ)アクリル系樹脂(M)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなり、
    前記粘接着層は、芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)及び共役ジエン化合物重合体ブロック(D)を含有するブロック共重合体(A)を含有し、
    前記基材層と前記粘接着層の界面に沿って、前記芳香族ビニル化合物重合体ブロック(S)の膜構造の相を形成させる、積層体の製造方法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111971355B (zh) * 2018-04-13 2022-07-12 株式会社可乐丽 多层膜和具备该多层膜的成形体
JP7293199B2 (ja) * 2018-04-13 2023-06-19 株式会社クラレ 多層フィルムおよびそれを備える成形体
WO2020179923A1 (ja) 2019-03-07 2020-09-10 株式会社クラレ エラストマー樹脂組成物、粘接着フィルム及びその製造方法、フィルム、並びに成形体
JP7364671B2 (ja) * 2019-05-22 2023-10-18 株式会社クラレ 積層体
KR102324559B1 (ko) * 2020-02-28 2021-11-10 (주)이녹스첨단소재 접착 필름, 이를 포함하는 접착 필름 부착 적층체 및 이를 포함하는 금속박 적층체
WO2022102415A1 (ja) * 2020-11-10 2022-05-19 Dic株式会社 ヒートシール剤、積層体、包装材
KR102370666B1 (ko) * 2021-03-25 2022-03-07 의림환경에너텍(주) 폐전선 피복을 재활용한 플라스틱 블록의 제조방법
WO2023238519A1 (ja) * 2022-06-07 2023-12-14 旭化成株式会社 積層体、及び積層体の製造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61215682A (ja) * 1985-03-22 1986-09-25 Bando Chem Ind Ltd 粘着シ−ト
JPH01223185A (ja) * 1988-03-03 1989-09-06 Bando Chem Ind Ltd 粘着シート
JP2011016860A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Sekisui Chem Co Ltd シート状粘着組成物、及びそれを有する粘着シート
JP2012236901A (ja) * 2011-05-11 2012-12-06 Asahi Kasei Chemicals Corp 粘着剤用ブロック共重合体、粘着剤組成物及び表面保護フィルム
WO2013105392A1 (ja) * 2012-01-11 2013-07-18 株式会社クラレ 熱可塑性重合体組成物および成形品
WO2014087815A1 (ja) * 2012-12-07 2014-06-12 クレイトン・ポリマーズ・ユー・エス・エル・エル・シー 塗装面の保護フィルム用粘着剤組成物およびその調製方法
WO2014156651A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 株式会社クラレ 積層体、保護フィルム及び積層体の製造方法
WO2014167868A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 株式会社クラレ アクリル系樹脂フィルム
JP2015054954A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 日東電工株式会社 粘着シート
WO2016121868A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社クラレ 多層フィルム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3671625B2 (ja) 1997-10-29 2005-07-13 三菱化学株式会社 接着用樹脂組成物、積層体および延伸フィルム
JPH11286871A (ja) 1998-03-31 1999-10-19 Nisshinbo Ind Inc ストレッチ性セルロース系繊維糸の製造方法
US6387486B1 (en) * 1999-10-29 2002-05-14 Adhesives Research, Inc. Pressure sensitive adhesive tape and silicone-free release coating used therein
US20030211308A1 (en) * 2001-02-02 2003-11-13 Khandpur Ashish K Adhesive for bonding to low surface energy surfaces
JP3947105B2 (ja) * 2000-11-20 2007-07-18 株式会社クラレ 粘・接着剤およびそれに好適なブロック共重合体
US6844071B1 (en) 2003-10-06 2005-01-18 General Electric Company Multilayer articles comprising polycarbonate and polypropylene and method for their preparation
JP5615755B2 (ja) 2011-03-31 2014-10-29 株式会社クラレ 複層フィルム
DE102012212883A1 (de) * 2012-07-23 2014-05-15 Tesa Se Geschäumtes Klebeband zur Verklebung auf unpolaren Oberflächen
CN102821042B (zh) 2012-07-27 2015-05-06 华为技术有限公司 数据处理方法、装置和系统
JP6234684B2 (ja) 2013-03-05 2017-11-22 株式会社クラレ 接着体の製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61215682A (ja) * 1985-03-22 1986-09-25 Bando Chem Ind Ltd 粘着シ−ト
JPH01223185A (ja) * 1988-03-03 1989-09-06 Bando Chem Ind Ltd 粘着シート
JP2011016860A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Sekisui Chem Co Ltd シート状粘着組成物、及びそれを有する粘着シート
JP2012236901A (ja) * 2011-05-11 2012-12-06 Asahi Kasei Chemicals Corp 粘着剤用ブロック共重合体、粘着剤組成物及び表面保護フィルム
WO2013105392A1 (ja) * 2012-01-11 2013-07-18 株式会社クラレ 熱可塑性重合体組成物および成形品
WO2014087815A1 (ja) * 2012-12-07 2014-06-12 クレイトン・ポリマーズ・ユー・エス・エル・エル・シー 塗装面の保護フィルム用粘着剤組成物およびその調製方法
WO2014156651A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 株式会社クラレ 積層体、保護フィルム及び積層体の製造方法
WO2014167868A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 株式会社クラレ アクリル系樹脂フィルム
JP2015054954A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 日東電工株式会社 粘着シート
WO2016121868A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社クラレ 多層フィルム

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