JPWO2018174260A1 - 樹脂組成物、フッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体 - Google Patents

樹脂組成物、フッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体 Download PDF

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Abstract

フッ素系樹脂(A)40〜99質量%、艶消し剤(B)1〜60質量%を含有し、測定温度230℃、外気温度23℃、剪断速度96(1/sec)の条件で測定されるスウェル比が0.90〜2.00となる樹脂組成物。

Description

本発明は、艶消しフィルムに好適な樹脂組成物、それを用いたフッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体に関する。
フッ化ビニリデン系樹脂に代表されるフッ素系樹脂で構成されたフッ素系フィルムは、耐候性、耐溶剤性、及び耐汚染性に優れているため、プラスチック、ガラス、スレート、ゴム、金属板、木板等の各種基材表面にラミネートされる保護フィルムとして広く使用されている。また、フッ素系フィルムで表面が保護された基材は、建築物の内装材、外装材、家具、自動車の内装材、外装材等の多くの用途で使用されている。
特に近年では、見た目の高級感が重視されるようになり、フッ素系艶消しフィルムをラミネートしたものの使用が多くなっている。
艶消しフィルムの製法としては、主として(1)表面を荒らした金属製又はゴム製のマットロールによってフィルム表面に微細な凹凸を付与し、熱成形する方法、(2)砂又は金属等の微粒子をフィルム表面に吹き付けて微細な凹凸を付与する方法(サンドブラスト法)、(3)フィルムに艶消し剤をコーティングする方法、及び(4)微細な有機又は無機の充填剤(艶消し剤)をフィルム構成用樹脂中に添加する方法が知られている。
前記方法(1)では、フッ素系樹脂に添加した紫外線吸収剤等の添加剤によりマットロールが目詰まりするという問題や、薄いフィルムでは厚さ斑がそのまま艶斑となり、均一な艶消しフィルムが得られにくいという問題がある。
前記方法(2)では、サンドブラスト時に被処理フィルムが伸びたり、破断したりする問題がある。
前記方法(3)では、艶消し剤がフッ素系樹脂に対して非粘着(非接着)性であるためフッ素系樹脂の表面に艶消し剤のコーティングを行なうことが困難である。
前記方法(4)で無機系艶消し剤を用いる場合、得られたフィルム内にボイドが発生しやすく、機械的強度が低下する場合がある。また、無機系艶消し剤の添加によりフィルムの透明性の低下が生じる場合がある。
前記方法(4)で有機系艶消し剤を用いる場合として、特許文献1には、良好な外観、艶消し性を有し、且つ耐溶剤性に優れたフッ化ビニリデン系樹脂フィルムが得られることが開示されている。
国際公開第2011/093300号
しかしながら、特許文献1で開示された方法、即ち、有機系艶消し剤を用いたフッ化ビニリデン系樹脂フィルムを、Tダイを用いた溶融押出成形法で製造した場合、Tダイの吐出口付近に樹脂が堆積して塊となる「メヤニ」と称される不具合を生じる場合がある。メヤニが生じた場合、メヤニに起因する異物状又はスジ状の欠陥をフィルムに生じることから好ましくない。
本発明の目的は、フィルムの外観欠陥となる製造時のメヤニを防止でき、且つきめの細かい艶消し性、透明性、耐薬品性、耐ストレス白化性に優れた樹脂組成物、これを用いたフッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討した結果、樹脂組成物のスウェル比を特定の範囲に制御することによって、フィルムの外観欠陥となる製造時のメヤニ(ダイのリップ部に付着する樹脂の塊)を防止でき、且つきめの細かい艶消し性、透明性、耐薬品性、耐ストレス白化性に優れた樹脂組成物、これを用いたフッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体が得られることを見出した。
即ち、本発明による以下の樹脂組成物、これを用いたフッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体が提供される。
[1]フッ素系樹脂(A)40〜99質量%、艶消し剤(B)1〜60質量%を含有し、測定温度230℃、外気温度23℃、剪断速度96(1/sec)の条件で測定されるスウェル比が0.90〜2.00となる樹脂組成物。
[2]フッ素系樹脂(A)と艶消し剤(B)の合計100質量部に対して、更に、アクリル系樹脂(C)を0.1〜40質量部含有する、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]アクリル系樹脂(C)の質量平均分子量が8万〜500万である、[2]に記載の樹脂組成物。
[4]アクリル系樹脂(C)が水酸基を含有しない重合体である、[2]又は[3]に記載の樹脂組成物。
[5]温度230℃、荷重49Nの条件で測定されるフッ素系樹脂(A)とアクリル系樹脂(C)の溶融混練物のMFR(MFRA+C)と艶消し剤(B)のMFR(MFR)が、下記式(1)を満たす、[2]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
MFRA+C−MFR≦15.0g/10min 式(1)
[6]フッ素系樹脂(A)がポリフッ化ビニリデンである、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]フッ素系樹脂(A)が、温度230℃、荷重49Nの条件で測定されるMFRが15〜30g/10minのフッ素系樹脂(A1)と、同条件で測定されるMFRが1.0〜14g/10minのフッ素系樹脂(A2)を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8]艶消し剤(B)がアクリル系艶消し剤(D)である、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9]アクリル系艶消し剤(D)が水酸基を含有する重合体である、[8]に記載の樹脂組成物。
[10][1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物からなる、フッ素系フィルム。
[11]60度表面光沢度が5〜70%である、[10]に記載のフッ素系フィルム。
[12][10]又は[11]に記載のフッ素系フィルムと、アクリル樹脂層(Y)とが積層された、フッ素系積層フィルム。
[13]ISO527−3に従い、初期チャック間距離を25mmとし、温度0℃において引張速度500mm/分で、終点のチャック間距離35mmまで10mm延伸した際の、延伸前後の試験片の白色度の差ΔWが10以下である、[12]に記載のフッ素系積層フィルム。
[14]フッ素系フィルム(X)の厚さが1〜50μmである、[12]又は[13]に記載のフッ素系積層フィルム。
[15]少なくとも片方の面に絵柄層を有する、[12]〜[14]のいずれかに記載のフッ素系積層フィルム。
[16][12]〜[15]のいずれかに記載のフッ素系積層フィルムが、更に基材に積層された、フッ素系積層成形体。
本発明により、フィルムの外観欠陥となる製造時のメヤニを防止でき、且つきめの細かい艶消し性、透明性、耐薬品性、耐ストレス白化性に優れた樹脂組成物、これを用いたフッ素系フィルム、フッ素系積層フィルム及び積層成形体を提供することが可能となる。
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、フッ素系樹脂(A)40〜99質量%と艶消し剤(B)1〜60質量%を含有する。ここで、樹脂(A)と艶消し剤(B)の合計を100質量%とする。
樹脂組成物中での樹脂(A)と艶消し剤(B)の該含有率は、樹脂(A)50〜99質量%と艶消し剤(B)1〜50質量%が好ましく、樹脂(A)60〜99質量%と艶消し剤(B)1〜40質量%がより好ましく、樹脂(A)80〜98質量%と艶消し剤(B)2〜20質量%がさらに好ましい。
フッ素系樹脂(A)の該含有率が40質量%以上であれば、得られる樹脂組成物の耐薬品性が優れ、99質量%以下であれば、艶消し外観を持つフィルムの製造が可能となる。
本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)と艶消し剤(B)の合計100質量部に対して、更に、アクリル系樹脂(C)を0.1〜40質量部含有することが好ましい。
樹脂組成物中での樹脂(C)の該含有量は1〜15質量部がより好ましく、1〜10質量部が更に好ましく、1〜8質量部が特に好ましい。
アクリル系樹脂(C)の該含有量が0.1質量部以上であれば、配合した樹脂組成物のスウェル比が大きくなりダイライン、メヤニ等のフィルム製造時の欠陥を防ぐことができる。また、該含有量が40質量部以下であれば、配合した樹脂組成物の溶融張力が大きくなりフィルムの膜厚精度が向上する。
また、本発明の樹脂組成物は、測定温度230℃、外気温度23℃、剪断速度96(1/sec)の条件で測定されるスウェル比が0.90〜2.00である。
該スウェル比は1.00〜1.80が好ましく、1.20〜1.80がより好ましい。
該スウェル比が0.90以上であれば、フィルム製膜時にメヤニが発生せず外観の良好なフィルムが得られる。また、該スウェル比が2.00以下であれば、透明性に優れたフィルムを提供できる。
本発明におけるスウェル比は、以下の測定により算出した値である。
キャピラリーレオメーター(ROSAND(株)製、オリフィス径φ1mm、L=10mm)を用いて、230℃の温度条件で溶融状態とした後、剪断速度96(1/sec)にて鉛直方向に吐出させた際に、オリフィス先端部から4.0cmの位置でのストランド径を測定して、オリフィス径との比からスウェル比を算出する。
本発明の樹脂組成物は、温度230℃、荷重49Nの条件で測定される樹脂(A)と樹脂(C)の溶融混練物のMFR(MFRA+C)と艶消し剤(B)のMFR(MFR)が、下記式(1)を満たすことが好ましい。
MFRA+C−MFR≦15.0g/10min 式(1)
このようなMFRの差を持つ樹脂組成物を用いることにより、樹脂(A)と樹脂(C)と艶消し剤(B)の相溶性が向上し、得られる艶消しフィルムの光沢安定性が向上する。
樹脂組成物は、本発明を損なわない範囲で、安定剤、滑剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、艶消し剤、熱可塑性樹脂等を配合することができる。
[フッ素系樹脂(A)]
本発明におけるフッ素系樹脂(A)としては、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)系共重合体、フッ化ビニリデン系重合体[例えば、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体、フッ化ビニリデンと(メタ)アクリル酸アルキルエステル等のアクリル系単量体の共重合体等]が挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素系樹脂(A)としては、特に、得られるフッ素系フィルムの光透過性、きめの細かい艶消し発現性、及びフッ素系樹脂(A)と後述する艶消し剤(B)との相溶性の点で、フッ化ビニリデン系重合体が好ましい。
フッ化ビニリデン系重合体は、フッ化ビニリデン単位を含む樹脂であればよく、例えば、フッ化ビニリデン単位のみからなる単独重合体(ポリフッ化ビニリデン)や、フッ化ビニリデン単位を含む共重合体が挙げられる。フッ化ビニリデン系重合体中のフッ化ビニリデン単位の含有量は50質量%以上が好ましく、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。
フッ化ビニリデンと共重合可能な他のビニル単量体としては、例えば、フッ化ビニル、四フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、六フッ化プロピレン等のフッ素化されたビニル単量体;スチレン、エチレン、ブタジエン、プロピレン等のビニル単量体が挙げられる。
フッ化ビニリデン系重合体の中では、耐薬品性の点からポリフッ化ビニリデンが好ましい。
フッ化ビニリデン系重合体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素系樹脂(A)の質量平均分子量(Mw)は、耐薬品性の点から10万以上が好ましく、製膜性の点から30万以下が好ましい。
尚、Mwはゲルパーメーションクロマトグラフ(GPC)により以下の条件で測定して得られる値を示す。
<GPC測定条件>
使用機器:東ソー(株)製HLC−8220GPCシステム
カラム(ガード):TSKgel SuperGuadH−H(東ソー(株)製)
カラム(メイン):TSKgel SuperHZM−H(東ソー(株)製)2本
溶離液 :0.01mol/L LiClを含むDMF
カラム温度:40℃
検出器 :示差屈折率(RI)
フィルム製造時の艶消し安定性の点から、フッ素系樹脂(A1)とフッ素系樹脂(A2)を併用することが好ましい。
[フッ素系樹脂(A1)、(A2)]
フッ素系樹脂(A1)は、温度230℃、荷重49Nの条件で測定されるMFRが15〜30g/10minであることが好ましく、18〜30g/10minがより好ましく、20〜30g/10minが更に好ましい。
フッ素系樹脂(A1)のMFRが15g/10min以上であれば成形加工性に優れ、30g/10min以下であれば工程安定性に優れる。
フッ素系樹脂(A2)は、温度230℃、荷重49Nの条件で測定されるMFRが1.0〜14g/10minであることが好ましく、1.0〜10g/10minがより好ましく、1.0〜8.0g/10minが更に好ましい。
フッ素系樹脂(A2)のMFRが1.0g/10min以上であれば成形加工性に優れ、14g/10min以下であれば工程安定性に優れる。
フッ素系樹脂(A1)の市販品としては、例えば(株)クレハ製のKFT#850(製品名)(Mw20万〜23万);アルケマ(株)製のKynar720(製品名)、Kynar710(製品名)が挙げられる。
フッ素系樹脂(A2)の市販品としては、例えば(株)クレハ製のKFT#1000(製品名)(Mw25万〜27万);アルケマ(株)製のKynar740(製品名);ソルベイスペシャリティポリマーズ(株)製のSolef6010(製品名)が挙げられる。
フッ素系樹脂(A1)/(A2)の配合比は、(A1)と(A2)の合計100質量%に対して95/5〜50/50質量%が好ましく、90/10〜50/50質量%がより好ましく、90/10〜60/40質量%が更に好ましい。
フッ素系樹脂(A1)が95質量%以下であれば工程安定性に優れ、50質量%以上であればフィルム表面にダイライン、ブツ等の欠陥の発生が抑えられたフィルムを提供できる。
[艶消し剤(B)]
本発明における艶消し剤(B)としては、有機系、無機系に関わらず従来公知の各種の艶消し剤が挙げられる。艶消し剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
特に、フッ素系樹脂(A)との相溶性の点で、後述するアクリル系艶消し剤(D)が好ましい。
[アクリル系艶消し剤(D)]
本発明におけるアクリル系艶消し剤(D)は、アクリル系の単量体単位を主成分とする重合体である。
アクリル系の単量体単位としては、アルキルメタクリレート単位が好ましく、アクリル系艶消し剤(D)がアルキルメタクリレート単位を50質量%以上含むことが好ましい。樹脂(A)とアクリル系艶消し剤(D)の相溶性の点から、アクリル系艶消し剤(D)中のアルキルメタクリレート単位及びアルキルアクリレート単位の合計含有率は70質量%以上がより好ましい。
アクリル系艶消し剤(D)は、アルキルメタクリレートから得られる重合体であってもよく、アルキルメタクリレートと、(メタ)アクリル酸やスチレン等の他の単量体とから得られる共重合体であってもよい。
アクリル系艶消し剤(D)は、特に、フィルムの艶消し外観を良好にする点で、水酸基含有重合体であることが好ましい。この水酸基含有重合体としては、以下に示す水酸基含有重合体(1)が挙げられる。
水酸基含有重合体(1)は、炭素数1〜8の水酸基含有アルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート5〜50質量%、炭素数1〜13のアルキル基を有するアルキルメタクリレート30〜90質量%及び炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルアクリレート0.5〜40質量%を含有する単量体成分を共重合して得られる重合体である。
炭素数1〜8の水酸基含有アルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、及び4−ヒドロキシブチルアクリレートが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
中でも、艶消し発現性の点で、2−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。
単量体成分100質量%中の、炭素数1〜8の水酸基含有アルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、得られるフィルムの艶消し性が良好となる点から5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。
また、該含有率は、樹脂組成物中での水酸基含有重合体(1)の分散性が良好となり、製膜性が良好となる点から50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。
炭素数1〜13のアルキル基を有するアルキルメタクリレートとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレート及びt−ブチルメタクリレートが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
中でも、耐候性の点で、メチルメタクリレートが好ましい。
単量体成分100質量%中の、炭素数1〜13のアルキル基を有するアルキルメタクリレートの含有率は、耐候性の点で30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
また、該含有率は、艶消し発現性の点で90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルアクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、i−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート及び2−エチルヘキシルアクリレートが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体成分100質量%中の、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルアクリレートの含有率は、樹脂組成物中での水酸基含有重合体(1)の分散性の点で0.5質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。
また、該含有率は、耐候性、耐熱性の点で40質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。
アクリル系艶消し剤(D)のガラス転移温度(Tg)は、樹脂組成物中での分散性の点で90℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましい。
尚、アクリル系艶消し剤(D)のTgは、各単量体成分の単独重合体のTgの値(ポリマーハンドブック[Polymer Handbook,J.Brandrup,Interscience,1989]に記載されているもの)を用いてFOXの式から算出される。
アクリル系艶消し剤(D)の固有粘度は、樹脂組成物中でのアクリル系艶消し剤(D)の分散性を良好とし、得られるフィルムの外観を良好とする点で0.3L/g以下が好ましく、0.12L/g以下がより好ましい。
また、該固有粘度は、得られるフィルムの艶消し性を良好とする点で0.01L/g以上が好ましい。
尚、アクリル系艶消し剤(D)の固有粘度は、サン電子工業製AVL−2C自動粘度計を使用して、溶媒にはクロロホルムを用い、25℃で測定した値である。
アクリル系艶消し剤(D)の質量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比であるMw/Mnは2.2以下が好ましい。
該Mw/Mnが小さい程、アクリル系艶消し剤(D)の分子量分布は単分散に近くなるため、高分子量成分が減少し、フィルムの外観不良の原因となる未溶融物の発生が抑制される。
尚、Mw/Mnはゲルパーメーションクロマトグラフ(GPC)により以下の条件で測定して得られる値を示す。
<GPC測定条件>
使用機器:東ソー(株)製HLC−8320GPCシステム
カラム :TGKgel SuperHZM−H(東ソー(株)製、商品名)2本
溶離液 :テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
検出器 :示差屈折率(RI)
アクリル系艶消し剤(D)のMwは3万〜20万が好ましく、5万〜20万がより好ましい。
アクリル系艶消し剤(D)のMwが3万以上であれば樹脂組成物中での分散性が良好となり、20万以下であればきめの細かい艶消し外観を発現することができる。
[アクリル系艶消し剤(D)の製造方法]
アクリル系艶消し剤(D)の製造方法としては、懸濁重合及び乳化重合が挙げられる。
懸濁重合に用いる開始剤としては、公知の有機過酸化物及びアゾ化合物が挙げられる。
懸濁安定剤としては、公知の有機コロイド性高分子物質、無機コロイド性高分子物質、無機微粒子及びこれらと界面活性剤とを組み合わせたものが挙げられる。
アクリル系艶消し剤(D)中には粒径300μm以上のカレットを含まないようにすることが好ましく、粒径100μm以上のカレットを含まないようにすることがより好ましい。カレットとは、重合中に重合体が重合槽の内壁面などラテックスと接触する部分に付着することで生じる塊状の物を指す。
無機系の懸濁安定剤を用いる場合は、得られるフィルム中のフィッシュアイの発生を抑制して印刷抜けを抑制するために、得られたアクリル系艶消し剤(D)のビーズ状物を水洗浄して、アクリル系艶消し剤(D)中の無機物の含有量を低減させることが好ましい。
篩別によりカレットを効率的に取除くために、また、水洗浄により効率的に無機物を除去するために、艶消し剤(D)の平均粒子径は300μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。
また、該平均粒子径は、重合体の取扱性の点で10μm以上が好ましい。
尚、艶消し剤(D)の平均粒子径は、HORIBA(株)製のレーザ回折散乱式粒度分布測定装置LA−910を用いて測定することができる。
[アクリル系樹脂(C)]
本発明のアクリル系樹脂(C)は、アクリル系の単量体単位を主成分とする重合体である。
アクリル系の単量体単位としては、アルキルメタクリレート単位を主成分とすることが好ましい。この重合体中のアルキルメタクリレート単位の含有率は70質量%以上が好ましい。
アルキルメタクリレート単位を形成するアルキルメタクリレートの例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂(C)は、アルキルメタクリレートと共重合可能なアルキルアクリレートの単位又は/及びアクリルメタクリレートと共重合可能なその他の単量体の単位を含むことができる。アルキルメタクリレートと共重合可能なアルキルアクリレートの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート等が挙げられる。その他の単量体としては、アクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アクリル系樹脂(C)のMwは8万〜500万が好ましく、50万〜500万がより好ましく、100万〜400万が更に好ましく、100〜350万が特に好ましい。
アクリル系樹脂(C)のMwが8万以上であれば、樹脂組成物のスウェル比が大きくなり、フィルム製膜時のダイラインが改善され外観が良好となる。Mwが500万以下であれば、得られるフィルムの透明性が良好となる。なお、アクリル系樹脂(C)のMwは、前記アクリル系艶消し剤(D)の分子量を測定するためのGPC測定条件と同じ条件でGPC測定して得られる。
アクリル系樹脂(C)は水酸基を含有しない重合体であることが好ましい。アクリル樹脂(C)が水酸基を含有しないことで、溶融混錬時の樹脂組成物のゲル化を抑制することができる。
アクリル系樹脂(C)の市販品としては、例えば三菱ケミカル(株)製のメタブレンP(製品名);(株)カネカ製のカネエースPA(製品名);ロームアンドハース(株)製のアクリロイド(製品名)が挙げられる。
[フッ素系フィルム]
本発明の樹脂組成物は、押出機中にて溶融状態とし、押出機先端に接続されたフラットダイ(Tダイ)を通してフィルム状に成形される。いわゆる「Tダイ押出法」により成形することでフッ素系フィルムとすることができる。
艶消しフィルムの性能評価において、意匠の高級感を示す指標として、60度表面光沢度が用いられる。一般に60度表面光沢度は低いことが好ましい。
フッ素系フィルムの60度表面光沢度は、5〜70%が好ましく、5〜50%がより好ましく、5〜30%が更に好ましい。
尚、フィルムの表面光沢度は、JIS Z8741に準じて測定した値である。
フッ素系フィルムの光の透過率としては、JIS K7361−1に準じて測定した全光線透過率が80%以上であることが好ましい。
全光線透過率が80%以上であれば、フィルムに印刷された加飾層を、加飾層が印刷されていない面から視認した際に美麗である。
全光線透過率は、83%以上がより好ましく、85%以上が更に好ましい。
フッ素系フィルムのヘーズとしては、全光線透過率が80%以上であれば特に制限されない。
艶消しフィルムとしての外観の美麗さの点からヘーズは90%以下が好ましく、80%以下がより好ましく、70%以下が更に好ましい。
以下では、フッ素系フィルムを「フッ素系フィルム(X)」と称し、フッ素系フィルムの層を「(X)層」と称する場合もある。
[フッ素系積層フィルム]
フッ素系積層フィルムは、フッ素系フィルム(X)と、アクリル樹脂層(Y)とが積層されたものである。
フッ素系積層フィルムの厚さは、10〜500μmが好ましく、15〜200μmがより好ましく、40〜200μmが更に好ましい。
フィルムの厚さがこれらの範囲内であれば、積層フィルムが適度な剛性を有し、ラミネート性や二次加工性が良好になる。
フッ素系フィルム(X)の厚さは、フッ素系積層フィルムの耐溶剤性、コスト、表面硬度、透明性、艶消し外観及び印刷適性の観点から、1〜50μmが好ましく、2〜40μmがより好ましく、3〜30μmが更に好ましい。
尚、各層の厚さは、フッ素系積層フィルムを断面方向に70nmの厚さに切断したサンプルを、透過型電子顕微鏡にて観察し、5箇所でそれぞれの厚さを測定し、それらを平均することで算出する。
透過型電子顕微鏡の市販品としては、例えば日本電子(株)製J100S(商品名)用いることができる。
フッ素系フィルム側から測定した、フッ素系積層フィルムの60度表面光沢度は、5〜70%が好ましく、5〜50%がより好ましく、5〜30%が更に好ましい。
フッ素系積層フィルムの光の透過率としては、JIS K7361−1に準じて測定した全光線透過率が80%以上であることが好ましい。
全光線透過率が80%以上であれば、フィルムに印刷された加飾層を、加飾層が印刷されていない面から視認した際に美麗である。
全光線透過率は、83%以上がより好ましく、85%以上が更に好ましい。
フッ素系積層フィルムのヘーズとしては、全光線透過率が80%以上であれば特に制限されない。
艶消しフィルムとしての外観の美麗さの点から90%以下が好ましく、80%以下がより好ましく、70%以下が更に好ましい。
[アクリル樹脂層(Y)]
アクリル樹脂層(Y)は、アクリル樹脂組成物(y)からなる層である。アクリル樹脂組成物(y)としては、ゴム含有重合体(2)を含むアクリル樹脂組成物が好ましい。
ゴム含有重合体(2)としては、例えば、公知のアルキルアクリレート及び/又はアルキルメタクリレートと、グラフト交叉剤とを少なくとも重合体の構成成分とするゴム含有多段重合体が挙げられる。
ゴム含有多段重合体の具体例としては、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルアクリレート及び/又は炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートと、グラフト交叉剤とを少なくとも重合体の構成成分とする弾性重合体(S)、炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを少なくとも重合体の構成成分とする硬質重合体(H)を、この順に重合して形成したものが挙げられる。
弾性重合体(S)としては、例えば、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルアクリレート及び/又は炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(S1)(以下「成分(S1)」という。)と、必要に応じて用いる他の単量体(S2)(以下「成分(S2)」という。)と、必要に応じて用いる多官能性単量体(S3)(以下「成分(S3)」という。)と、グラフト交叉剤(S4)(以下「成分(S4)」という。)を構成成分とする重合体であって、ゴム含有多段重合体を重合する際の最初に重合されるものである。
成分(S1)のうち、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルアクリレートは、直鎖状、分岐状のいずれでもよい。
その具体例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレートが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中では、Tgの低いものが好ましく、ブチルアクリレートがより好ましい。
成分(S1)のうち、炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートは、直鎖状、分岐状のいずれでもよい。
その具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレートが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
成分(S1)は、成分(S1)〜(S4)の合計100質量%に対し、60〜100質量%が好ましい。
成分(S2)としては、例えば、炭素数9以上のアルキル基を有するアルキルアクリレート、炭素数4以下のアルコキシ基を有するアルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート等のアルキルアクリレート単量体;アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、スチレン、アルキル置換スチレン、(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。
成分(S2)は、成分(S1)〜(S4)の合計100質量%に対し、0〜40質量%が好ましい。
成分(S3)としては、例えば、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジメタクリル酸1,4−ブチレングリコール、ジメタクリル酸プロピレングリコール等のジメタクリル酸アルキレングリコール;ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼンが挙げられる。
成分(S3)は、成分(S1)〜(S4)の合計100質量%に対し、0〜10質量%が好ましい。
成分(S4)としては、例えば、共重合性のα,β−不飽和カルボン酸又はジカルボン酸のアリル、メタリル又はクロチルエステル;トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートが挙げられる。
これらの中では、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸又はフマル酸のアリルエステルが好ましく、メタクリル酸アリルがより好ましい。
成分(S4)は、主としてそのエステルの共役不飽和結合がアリル基、メタリル基又はクロチル基よりはるかに早く反応し、化学的に結合する。
成分(S4)は、成分(S1)〜(S4)の合計100質量%に対し、0.1〜5質量%用いることが好ましく、0.5〜3質量%がより好ましく、0.8〜3質量%がさらに好ましい。
これら範囲の下限値は、グラフト結合の有効量の点で意義がある。また上限値は、次に重合形成される重合体との反応量を適度に抑え、ゴム弾性体の弾性低下を防止する点で意義がある。
ゴム含有多段重合体中の弾性重合体(S)の含有率は、5〜70質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましい。
弾性重合体(S)は2段以上に分けて重合してもよい。2段以上に分けて重合した場合、各段を構成する単量体成分の比を変えてもよい。
硬質重合体(H)は、ゴム含有多段重合体の成形性、機械的性質に関与する成分であり、炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート(H1)(以下「成分(H1)」という。)と、必要に応じて用いる他の単量体(H2)(以下「成分(H2)」という。)を構成成分とする重合体であって、ゴム含有多段重合体を重合する際の最後に重合されるものである。
成分(H1)及び成分(H2)の好ましい具体例は、それぞれ弾性重合体(S)の成分(S1)及び(S2)で挙げたものと同様である。
成分(H1)は、成分(H1)と(H2)の合計100質量%に対し、51〜100質量%用いることが好ましい。
硬質重合体(H)単独のTgは、60℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。
ゴム含有多段重合体中の硬質重合体(H)の含有率は、30〜95質量%が好ましく、30〜90質量%がより好ましい。
ゴム含有多段重合体は、弾性重合体(S)及び硬質重合体(H)を基本構造体とする。また、弾性重合体(S)を重合させた後、硬質重合体(H)を重合させる前に、中間重合体(M)を1層以上重合させてもよい。中間重合体(M)は弾性重合体(S)の組成と硬質重合体(H)の組成の中間のある一点の組成を有する。中間重合体(M)を設けることによって、得られるフィルムの透明性を良好にすることができる。
ゴム含有多段重合体中の中間重合体(M)の含有率は、弾性重合体(S)及び硬質重合体(H)の合計100質量部に対して0〜35質量部が好ましく、0〜25質量部がより好ましい。
ゴム含有重合体(2)の平均粒子径は、これを主成分とするアクリル樹脂層(Y)を含むフッ素系積層フィルムの機械特性、透明性の点から、0.08〜0.3μmが好ましい。
ゴム含有重合体(2)のアセトン可溶分のMwは、25000〜70000が好ましく、30000〜65000がより好ましい。このMwが25000以上であれば、得られる積層フィルムの機械強度が向上し、成形加工時のクラックを抑制できる。また、得られる積層フィルムの耐ストレス白化性が発現する。このMwが70000以下であれば、得られる積層フィルムは柔軟性が高く、加工性に優れる。積層フィルムを鋼板などの基材に貼り合せた後、曲げ加工する際に曲げ部で白化が発生せず、得られる各種部材の外観が良好となる。
ゴム含有重合体(2)のゲル含有率は、50〜70質量%が好ましく、55〜70質量%がより好ましい。ゲル含有率が50質量%以上であれば、得られる積層フィルムの機械的強度が高く、取り扱いが容易である。また、ゲル含有率が70質量%以下であれば、成形時の流動性が高く、連続成形を可能とする。
アクリル樹脂層(Y)は、必要に応じて配合剤を含有していてもよい。
配合剤としては、例えば、安定剤、滑剤、可塑剤、耐衝撃助剤、充填剤、抗菌剤、防カビ剤、発泡剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、熱可塑性樹脂が挙げられる。
積層フィルムが基材の保護を目的として基材に積層される場合、アクリル樹脂層(Y)には耐候性付与のために、紫外線吸収剤を添加することが好ましい。紫外線吸収剤の分子量は300以上が好ましく、400以上がより好ましい。分子量が300以上の紫外線吸収剤を用いると、例えばフィルムを製造する際にロールに樹脂が付着してロール汚れが発生するという不具合を抑制できる。
また、アクリル樹脂層(Y)には、光安定剤を添加することが好ましい。光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤等のラジカル捕捉剤が好ましい。
以下では、アクリル樹脂層(Y)を「(Y)層」と称する場合もある。
[フッ素系積層フィルムの製造方法]
フッ素系フィルム(X)と、アクリル樹脂層(Y)とを積層することで、フッ素系積層フィルムを提供できる。
フッ素系積層フィルムの製造方法としては、製造工程を少なくできる点から、フッ素系フィルム(X)と、アクリル樹脂層(Y)とを同時に溶融押出しながら積層する共押出法が好ましい。
複数の溶融樹脂層を積層する方法としては、(1)フィードブロック法等のダイ通過前に溶融樹脂層を積層する方法、(2)マルチマニホールド法等のダイ内で溶融樹脂層を積層する方法、(3)マルチスロット法等のダイ通過後に溶融樹脂層を積層する方法が挙げられる。
フッ素系フィルム(X)と、アクリル樹脂層(Y)とを同時に溶融押出しながら積層する場合、フッ素系フィルムの表面の艶消し性の点から、アクリル系樹脂層(Y)を冷却ロールに接するように溶融押出することが好ましい。
具体的には、以下の工程を含む製造方法により、本発明の積層フィルムを製造することができる。
2台の溶融押出機を用意し、それらのシリンダー温度及びダイ温度を200〜250℃に設定する。一方の押出機内にてフッ素系フィルム(X)の樹脂組成物を溶融可塑化する。それと同時に、他方の押出機内にてアクリル樹脂組成物(y)を溶融可塑化する。両押出機の先端のダイから押し出された溶融樹脂を、50〜100℃に設定された冷却ロール上に共押出しする。
フッ素系積層フィルムは、少なくとも片方の面に絵柄層を有してもよい。印刷適性の点から、アクリル樹脂層(Y)側に絵柄層を有することが好ましい。
加飾フィルムを構成する絵柄層は、公知の方法で形成できる。印刷柄としては、例えば、木目、石目、布目、砂目、幾何学模様、文字、全面ベタ、メタリック等からなる絵柄が挙げられる。
印刷層の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア輪転印刷法、スクリーン印刷法、フレキソグラフ印刷法等の公知の印刷法、ロールコート法、スプレーコート法等の公知のコート法が挙げられる。印刷層の厚さは、必要に応じて適宜決めればよく、通常、0.5〜30μm程度である。
[積層フィルムの耐延伸白化性]
本発明において「ストレス白化」とは、化粧シートなどを基材に貼り合せ、この基材を窓枠などの各種部材の形状にするために曲げ加工した際に、支点部分が白く変化する現象をいう。
本発明の積層フィルムは、ISO527−3に従い、厚さ0.05〜0.1mm、幅15mmに成形して得られた積層フィルムを試験片とし、温度0℃にて、引張速度500mm/分の条件で、初期チャック間距離25mmから、35mmまで10mm延伸した際の、延伸前後の試験片の白色度(W値)の差(ΔW)が10以下であることが好ましい。耐ストレス白化性の観点から、ΔWは5以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。
ここで、W値はJIS Z8722の幾何条件aに従い、C/2°光源を用いて測定した値である。
延伸前後のΔWが10以下であれば、フィルムを折曲加工した際に、折曲部分が白化しない、又は白化が目立たないため、得られる積層フィルムの外観が良好になる。
[フッ素系積層成形体]
フッ素系積層フィルムを、更に基材に積層することで、フッ素系フィルム(X)を表面に有するフッ素系積層成形体を製造することができる。ここでは、例えばアクリル樹脂層(Y)側の面が基材に接するように積層する。
基材は目的とする積層成形体に応じて適宜選択することができ、その材質としては、例えば、樹脂、木材単板、木材合板、パーティクルボード、中密度繊維板(MDF)等の木材板、木質繊維板等の木質板、鉄、アルミニウム等の金属が挙げられる。
樹脂成形品であれば、ポリ塩化ビニル樹脂、オレフィン系樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
基材が二次元形状であって、かつ熱融着可能な材質である場合は、熱ラミネーション等の方法により基材と積層フィルムとを積層できる。
熱融着が困難な金属部材等に対しては、接着剤を用いたり、積層フィルムの片面を粘着加工したりして積層すればよい。
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において、「部」は「質量部」を示し、「%」は「質量%」を示す。略号は以下のものを示す。
MMA :メチルメタクリレート
BA :n−ブチルアクリレート
BDMA :1,3−ブチレングリコールジメタクリレート
AMA :アリルメタクレート
MA :メチルアクリレート
HEMA :2−ヒドロキシエチルメタクリレート
St :スチレン
LPO :ラウリルパーオキサイド
CHP :クメンハイドロパーオキサイド
tBH :t−ブチルハイドロパーオキサイド
RS610:モノn−ドデシルオキシテトラオキシエチレンリン酸ナトリウム(フォスファノールRS−610NA(商品名)、東邦化学(株)製)
OTP :ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム(ペレックスOT−P(製品名)、花王(株)製)
nOM :n−オクチルメルカプタン
EDTA :エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
SFS :ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート
PVDF:ポリフッ化ビニリデン
[評価方法]
(1)艶消し剤(B)の平均粒子径:
HORIBA(株)製のレーザ回折散乱式粒度分布測定装置LA−910(商品名)を用いて艶消し剤(B)の質量平均粒子径を測定した。
(2)艶消し剤(B)の固有粘度:
クロロホルム溶媒中、25℃において、サン電子工業製AVL−2C自動粘度計により艶消し剤(B)の固有粘度を測定した。
(3)ゴム含有重合体(2)の平均粒子径:
大塚電子(株)製の光散乱光度計DLS−700(商品名)を用い、動的光散乱法でゴム含有重合体(2)の質量平均粒子径を測定した。
(4)ゴム含有重合体(2)のゲル含有率:
所定量(抽出前質量)のゴム含有重合体(2)の粉体をアセトン溶媒中、還流下で抽出処理し、得られた処理液を遠心分離により分別し、乾燥後、アセトン不溶分の質量(抽出後質量)を測定した。ゲル含有率は下式にて算出した。
ゲル含有率(%)=(抽出後質量(g)/抽出前質量(g))×100
(5)スウェル比:
得られた樹脂ペレットを75℃で5時間以上乾燥した後、キャピラリーレオメーター(ROSAND(株)製、型式;RH−7、オリフィス径φ1mm、L=10mm)を使用して、測定温度230℃、外気温度23℃、剪断速度96(1/sec)でのスウェル比の値を示した。
スウェル比は、オリフィスより出てきて4.0cm離れた位置のストランド径を測定し、オリフィス直径1mmで割った値を示した。
例えば、オリフィスより4.0cm離れた位置のストランド直径が1.20mmであれば、スウェル比は1.20である。
(6)MFR:
JIS K7210に準じ、メルトインデクサー((株)テクノ・セブン製)を用い、温度230℃、荷重5.0kg(49N)の条件下での樹脂組成物及び艶消し剤のMFR値を測定した。
(7)60度表面光沢度:
JIS Z8741に準じ、ポータブル光沢計(コニカミノルタセンシング(株)製、商品名:GM−268)を用い、積層フィルムのフッ素系フィルム側の60度表面光沢度を測定した。
(8)全光線透過率、ヘーズ:
全光線透過率はJIS K7361−1に準じ、ヘーズはJIS K7136に準じて、ヘーズメーター(日本電色工業(株)製)商品名:NDH4000)を用いて、光源D65、温度25℃の条件で積層フィルムの全光線透過率、ヘーズを測定した。
(9)フィルム製造時のメヤニ評価:
製膜機にフィルム原料として、フッ素系フィルム(X)の樹脂組成物を投入から1時間後のTダイ吐出口付近のメヤニの有無を目視にて評価した。
○:Tダイ吐出口付近にメヤニ無し
△:Tダイ吐出口付近に微小なメヤニが5個未満有り
×:Tダイ吐出口付近にメヤニが5個以上有り
(10)耐薬品性:
メチルエチルケトンを脱脂綿に浸み込ませ、積層フィルムのフッ素系樹脂層(X)の上で20往復した後、積層フィルムの外観の変化を以下の基準により目視で評価した。
10質量%乳酸水溶液を積層フィルムのフッ素系樹脂層(X)の上に1滴滴下し、80℃で24時間加熱した後、積層フィルムの外観の変化を以下の基準により目視で評価した。
○:外観の変化がない。
△:外観の軽微な変化(膨潤又は白濁)がある。
×:外観の著しい変化(膨潤又は白濁)がある。
(11)延伸前後のΔW:
ISO527−3に従い、積層フィルムをストログラフT(商品名)((株)東洋精機製作所製)を用いて、温度0℃、引張速度500mm/分の条件で、初期チャック間距離25mmから35mmまで、10mm延伸した。その際の、延伸前後の試験片の白色度(W値)を分光色彩計(日本電色工業(株)製、商品名:SE2000)を用いて、JIS Z8722の幾何条件aに従い、C/2°光源を用いて測定し、その差ΔWを求めた。
(製造例1)水酸基含有重合体(1−1)の製造
攪拌機、還流冷却器、窒素ガス導入口等の付いた反応容器に以下の単量体混合物(1)を仕込んだ。次いで、容器内を充分に窒素ガスで置換した後、反応容器内の単量体混合物(1)を攪拌しながら75℃まで加熱し、窒素ガス気流中で3時間反応させた。この後、反応容器内の温度を90℃に昇温して、更に45分保持して重合を完了し、目開き100μmで篩別をし、通過したビーズを脱水、乾燥して水酸基含有重合体(1−1)を得た。
得られた水酸基含有重合体(1−1)のTgは77℃、固有粘度は0.06L/g、Mw/Mnは2.1、平均粒子径は70μmであった。
<単量体混合物(1)>
MA :10部
MMA :60部
HEMA :30部
nOM :0.18部
LPO :1部
第三リン酸カルシウム:1.8部
脱イオン水:250部
(製造例2)水酸基含有重合体(1−2)の製造
単量体混合物(1)を下記の単量体混合物(2)に変更したこと以外は製造例1と同様にして、水酸基含有重合体(1−2)を得た。得られた水酸基含有重合体(1−2)のTgは93℃、固有粘度は0.079L/g、Mw/Mnは2.1、平均粒子径は75μmであった。
<単量体混合物(2)>
MA :1部
MMA :79部
HEMA :20部
nOM :0.18部
LPO :1部
第三リン酸カルシウム:1.8部
脱イオン水:250部
(製造例3)ゴム含有重合体(2−1)の製造
撹拌器、冷却管、熱電対、窒素導入管を備えた重合容器に、脱イオン水195部を入れた後、MMA0.3部、BA4.5部、AMA0.05部、BDMA0.2部、CHP0.025部、RS610 1.1部を予備混合したものを投入し、75℃に昇温した。昇温後、脱イオン水5部、SFS0.20部、硫酸第一鉄0.0001部及びEDTA0.0003部からなる混合物を重合容器へ一度に投入し、重合を開始した。温度上昇ピークを確認後、15分間保持し、第一弾性重合体(S−1−1)の重合を完結した。
続いて、MMA1.5部、BA22.5部、AMA0.25部、BDMA1.0部、CHP0.016部を90分間にわたって重合容器内に滴下した。その後60分間保持し、第二弾性重合体(S−2−1)の重合を完結した。
第一弾性重合体(S−1−1)、第二弾性重合体(S−2−1)単独のTgは、どちらも−50.2℃であった。
続いて、MMA6.0部、BA4.0部、AMA0.075部、CHP0.0125部を45分間にわたって重合容器内に滴下した。その後60分間保持し、中間重合体(M−1)の重合を完結した。中間重合体(M−1)単独のTgは19.8℃であった。
最後に、MMA55.2部、BA4.8部、tBH0.075部、nOM0.23部を140分間にわたって重合容器内に滴下した。その後60分間保持し、硬質重合体(H−1)の重合を完結した。硬質重合体(H−1)単独のTgは79.3℃であった。
得られたラテックス状のゴム含有重合体(2−1)の固形分は33%であり、平均粒子径は0.12μmであった。
ラテックス状のゴム含有重合体(2−1)100部を目開き62μmのSUS製メッシュを取り付けた振動型濾過装置で濾過した。次いで、酢酸カルシウム2.5部を含む80℃の熱水100部中に滴下して、ラテックスを凝析した。更に95℃に昇温して5分保持し、固化した。得られた凝析物を分離洗浄し、75℃で24時間乾燥して、粉体状のゴム含有重合体(2−1)を得た。ゴム含有重合体(2−1)のゲル含有率は60%、Mwは58,000であった。
なお、各重合体の形成に用いた単量体混合物の組成を表1に示す。
Figure 2018174260
(製造例4)ゴム含有重合体(2−2)の製造
表1に記載の(2−2)の添加量に従った以外は、製造例3と同様にしてゴム含有重合体(2−2)を得た。
得られたゴム含有重合体(2−2)の平均粒子径は0.11μmであった。このゴム含有重合体(2−2)のゲル含有率は70%、Mwは58,000であった。
(製造例5)ゴム含有重合体(2−3)の製造
表1に記載の(2−3)の添加量でゴム含有重合体(2−3)を得た。
還流冷却器付き重合容器内に脱イオン水244部を入れ、80℃に昇温した。次いで、この重合容器内にSFS0.6部、硫酸第一鉄0.00012部及びEDTA0.0003部の混合水溶液を添加し、窒素雰囲気下で撹拌しながら、第1段目(第一弾性重合体S−1)の単量体混合物の1/15を仕込み、15分間保持した。
次いで、残りの第1段目の単量体混合物を、水に対する増加率が8%/時間となるように滴下した後、60分間保持し、重合体のラテックスを得た。第1段目の単量体混合物から得られた重合体のTgは4℃であった。
この重合体のラテックスにSFS0.6部を加え、15分間保持した。次いで、窒素雰囲気下、80℃で撹拌しながら、第2段目(第二弾性重合体S−2)の単量体混合物を、水に対する増加率が4%/時間となるように滴下した後、120分間保持し、重合体のラテックスを得た。第2段目の単量体混合物から得られる重合体のTgは−37℃であった。
この重合体のラテックスにSFS0.4部を加え、15分間保持した。次いで、窒素雰囲気下、80℃で撹拌しながら、硬質重合体の単量体混合物を、水に対する増加率が10%/時間となるように滴下した後、60分間保持し、ゴム含有重合体(2−3)のラテックスを得た。尚、硬質重合体のTgは99℃であった。
得られたゴム含有重合体(2−3)の平均粒子径は0.28μmであった。
ラテックス状のゴム含有重合体(2−3)を、酢酸カルシウム3.5部を含む水溶液中で塩析させ、水洗して固形分を回収した後、乾燥し、粉体状のゴム含有重合体(2−3)を得た。ゴム含有重合体(2−3)のゲル含有率は90%、Mwは45,000であった。
(製造例6)ゴム含有重合体(2−4)の製造
表1に記載の(2−4)の添加量に従い、且つ中間重合体(M)を形成しなかった以外は、製造例3と同様にしてゴム含有重合体(2−4)を得た。ゴム含有重合体(2−4)のゲル含有率は66%、Mwは37,000であった。
(製造例7)ゴム含有重合体(2−5)の製造
表1に記載の(2−5)の添加量に従った以外は、製造例3と同様にしてゴム含有重合体(2−5)を得た。ゴム含有重合体(2−5)のゲル含有率は64%、Mwは46,000であった。
(製造例8)アクリル樹脂組成物(y−1)の製造
ゴム含有重合体(2−1)100部、加工助剤(三菱ケミカル(株)製、商品名:メタブレンP551A)2.0部、紫外線吸収剤((株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA−31)2.1部、光安定剤((株)ADEKA製、商品名:LA−57)0.3部、フェノール系酸化防止剤(BASFジャパン(株)製、商品名:イルガノックス1076)0.1部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
この混合物を脱気式押出機(東芝機械(株)製、商品名:TEM−35B、以下同様)を用いてシリンダー温度100〜240℃、ダイ温度240℃で溶融混練してアクリル樹脂組成物(y−1)のペレットを得た。表2に、このアクリル樹脂組成物(y−1)と後述の(y−2)〜(y−5)の配合組成を示す。
Figure 2018174260
アクリペットMD001(商品名):アクリル樹脂(Mw10万)(三菱ケミカル(株)製)
アクリペットIR377(商品名):アクリルゴム含有重合体(三菱ケミカル(株)製)
アクリペットMF001(商品名):アクリル樹脂(Mw10万)(三菱ケミカル(株)製)
(製造例9〜12)アクリル樹脂組成物(y−2)〜(y−5)の製造
表2に示す配合とした以外は、製造例8と同様にして(その他の添加剤類も同様にして)アクリル樹脂組成物(y−2)〜(y−5)のペレットを得た。
[実施例1]
40mmφ単軸押出機1と30mmφ単軸押出機2の先端部にマルチマニホールドダイを設置した。
製造例8で得たアクリル樹脂組成物(y−1)のペレットをシリンダー温度230〜240℃の単軸押出機1に供給して、溶融可塑化した。
これとは別に、フッ素系樹脂(A1)としてKFT#850を71部、フッ素系樹脂(A2)としてKFT#1000を20部、艶消し剤(B)として水酸基含有重合体(1−1)を9部、アクリル系樹脂(C)としてメタブレンP551Aを2部、酸化防止剤((株)ADEKA製、商品名:アデカスタブAO−60)を0.1部配合し、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
この混合物を、脱気式押出機を用いてシリンダー温度100〜240℃、ダイ温度240℃で溶融混練してペレット化した。このペレットをシリンダー温度200〜230℃の単軸押出機2に供給し、溶融可塑化した。
これらの溶融可塑化物を250℃に加熱したマルチマニホールドダイに供給して、(X)層の厚さが5.0μm、(Y)層の厚さが45.0μmの積層フィルムを得た。
その際、冷却ロールの温度を90℃とし、(Y)層が冷却ロールに接するようにして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの評価結果を表3に示した。
Figure 2018174260
KFT#850(商品名):PVDF((株)クレハ製)
KFT#1000(商品名):PVDF((株)クレハ製)
Kynar740(商品名):PVDF(アルケマ(株)製)
アクリペットVH001(商品名):アクリル樹脂(三菱ケミカル(株)製)
エポスターMA1004(商品名):アクリル架橋微粒子(平均粒子径4μm)((株)日本触媒製)
メタブレンP551A(商品名):加工助剤(Mw150万)(三菱ケミカル(株)製)
メタブレンP530A(商品名):加工助剤(Mw300万)(三菱ケミカル(株)製)
水酸基含有重合体(1−1)、(1−2)のMw、Mn及びゴム含有重合体(2−1)〜(2−5)のMwは、以下の条件のGPC測定により得た。
<GPC測定条件>
使用機器:東ソー(株)製HLC−8320GPCシステム
カラム :TGKgel SuperHZM−H(東ソー(株)製、商品名)2本
溶離液 :テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
検出器 :示差屈折率(RI)
[実施例2〜14]
表3に示す配合と樹脂層(X)及び(Y)の厚みとした以外は、実施例1と同様にして(その他の添加剤類も同様にして)積層フィルムを得た。但し、実施例2〜9及び14は厚さ50μm、実施例10〜13は厚さ125μmである。
得られた積層フィルムの評価結果を表3に示した。
[実施例15]
実施例1で得られたフッ素系積層フィルムのアクリル樹脂層側に絵柄層としてシルバーメタリック調柄をグラビア印刷にて設けて、加飾フィルムを得た。
更に、熱可塑性樹脂として接着層を有する厚さ0.35mmのABSシートを、接着層とシルバーメタリック調絵柄層とが接するように、熱ラミネーションによって積層し、積層シートを得た。
この積層シートを用いて成形を行なった。具体的には、この積層シートを、フッ素系フィルム側がキャビティー側になるように真空引き機能を持つ金型内に配置し、積層シートが190℃に達するまでヒーターで加熱した後、真空成形を行なった。
真空成形した積層シートの不要な部分(最終の積層体において基材と接着しない部分)を、フッ素系フィルム側からトムソン打ち抜き型を用いてトリミングした。トリミング加工後の積層シートを、キャビティー側の金型の底、且つ、中央のゲートから横方向に3cmの位置に、1cm、深さ1mmの凹みがある金型の底に、フッ素系フィルム側がキャビティー側になるように配置した。
次いで、積層シートの熱可塑性樹脂側に基材となるABS樹脂(UMG ABS(株)製、商品名:ダイヤペットABS「バルクサムTM25B」)を射出成形し、インサート成形によって積層成形体を得た。
得られた積層成形体は、良好な艶消し状のシルバーメタリック調成形品であった。
[比較例1]
表3に示す配合とした以外は、実施例1と同様にして50μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの評価結果を表3に示した。
60度光沢度が14.4と低く、意匠性は良好であったが、スウェル比が0.49と低く、製膜中にメヤニが発生した。
[比較例2]
表3に示す配合と樹脂層(X)及び(Y)の厚みとした以外は、実施例1と同様にして(X)層の厚さが12.5μm、(Y)層の厚さが112.5μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの評価結果を表3に示した。
比較例1と同様に光沢度は低く、意匠性は良好であったが、スウェル比が低く製膜時にメヤニが発生した。
[実施例16]
アクリル樹脂組成物を(y−4)とした以外は、実施例1と同様にして50μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの評価結果を表4に示した。表4には、延伸前後のΔWを示す。
[実施例17〜19]
表4に示す配合とした以外は、実施例1と同様にして50μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの評価結果を表4に示した。
Figure 2018174260
以上の実施例及び比較例により、次のことが明らかになった。
本発明の樹脂組成物は測定温度230℃、外気温度23℃、剪断速度96(1/sec)の条件にて測定されるスウェル比が0.90〜2.00であり、フッ素系フィルムの製造時にメヤニが発生せず又は発生が抑えられ、工程安定性、きめの細かい艶消し性、透明性、耐薬品性、耐ストレス白化性に優れている。
なお、表4において、実施例16〜19の積層フィルムの延伸前後のΔWは、実施例1及び2に比べて低い値となっている。これは、実施例16〜19で使われているゴム含有重合体は、実施例1及び2で使われているゴム含有重合体と比べて、グラフト交叉剤単位の含有率が高く、ゴム含有重合体中の層間の架橋がより安定となり、積層フィルムの耐ストレス白化性が好適に発現している。
以上、説明したように、本発明の樹脂組成物から製造される艶消しフィルム、積層フィルム、加飾フィルム、積層シート及び積層成形品は、特に車輌用途、建材用途に適している。具体例としては、インストルメントパネル、コンソールボックス、メーターカバー、ドアロックペゼル、ステアリングホイール、パワーウィンドウスイッチベース、センタークラスター、ダッシュボード等の自動車内装用途、ウェザーストリップ、バンパー、バンパーガード、サイドマッドガード、ボディーパネル、スポイラー、フロントグリル、ストラットマウント、ホイールキャップ、センターピラー、ドアミラー、センターオーナメント、サイドモール、ドアモール、ウインドモール等、窓、ヘッドランプカバー、テールランプカバー、風防部品等の自動車外装用途、AV機器や家具製品のフロントパネル、ボタン、エンブレム、表面化粧材等の用途、携帯電話等のハウジング、表示窓、ボタン等の用途、さらには家具用外装材用途、壁面、天井、床等の建築用内装材用途、サイディング等の外壁、塀、屋根、門扉、破風板等の建築用外装材用途、窓枠、扉、手すり、敷居、鴨居等の家具類の表面化粧材用途、各種ディスプレイ、レンズ、ミラー、ゴーグル、窓ガラス等の光学部材用途、あるいは電車、航空機、船舶等の自動車以外の各種乗り物の内外装用途、瓶、化粧品容器、小物入れ等の各種包装容器及び材料、景品や小物等の雑貨等のその他各種用途等に好適に使用することができる。

Claims (16)

  1. フッ素系樹脂(A)40〜99質量%、艶消し剤(B)1〜60質量%を含有し、
    測定温度230℃、外気温度23℃、剪断速度96(1/sec)の条件で測定されるスウェル比が0.90〜2.00となる樹脂組成物。
  2. フッ素系樹脂(A)と艶消し剤(B)の合計100質量部に対して、更に、アクリル系樹脂(C)を0.1〜40質量部含有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. アクリル系樹脂(C)の質量平均分子量が8万〜500万である、請求項2に記載の樹脂組成物。
  4. アクリル系樹脂(C)が水酸基を含有しない重合体である、請求項2に記載の樹脂組成物。
  5. 温度230℃、荷重49Nの条件で測定されるフッ素系樹脂(A)とアクリル系樹脂(C)の溶融混錬物のMFR(MFRA+C)と艶消し剤(B)のMFR(MFR)が、下記式(1)を満たす、請求項2に記載の樹脂組成物。
    MFRA+C−MFR≦15.0g/10min 式(1)
  6. フッ素系樹脂(A)がポリフッ化ビニリデンである、請求項1に記載の樹脂組成物。
  7. フッ素系樹脂(A)が、温度230℃、荷重49Nの条件で測定されるMFRが15〜30g/10minのフッ素系樹脂(A1)と、同条件で測定されるMFRが1.0〜14g/10minのフッ素系樹脂(A2)を含有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
  8. 艶消し剤(B)がアクリル系艶消し剤(D)である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  9. アクリル系艶消し剤(D)が水酸基を含有する重合体である、請求項8に記載の樹脂組成物。
  10. 請求項1に記載の樹脂組成物からなる、フッ素系フィルム。
  11. 60度表面光沢度が5〜70%である、請求項10に記載のフッ素系フィルム。
  12. 請求項10に記載のフッ素系フィルムと、アクリル樹脂層(Y)とが積層された、フッ素系積層フィルム。
  13. ISO527−3に従い、初期チャック間距離を25mmとし、温度0℃において引張速度500mm/分で、終点のチャック間距離35mmまで10mm延伸した際の、延伸前後の試験片の白色度の差ΔWが10以下である、請求項12に記載のフッ素系積層フィルム。
  14. フッ素系フィルム(X)の厚さが1〜50μmである、請求項12に記載のフッ素系積層フィルム。
  15. 少なくとも片方の面に絵柄層を有する、請求項12に記載のフッ素系積層フィルム。
  16. 請求項12に記載のフッ素系積層フィルムが、更に基材に積層された、フッ素系積層成形体。
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