WO2022230547A1 - 積層体とその製造方法 - Google Patents

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WO2022230547A1
WO2022230547A1 PCT/JP2022/015281 JP2022015281W WO2022230547A1 WO 2022230547 A1 WO2022230547 A1 WO 2022230547A1 JP 2022015281 W JP2022015281 W JP 2022015281W WO 2022230547 A1 WO2022230547 A1 WO 2022230547A1
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WO
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resin
layer
laminate
acrylic
resin composition
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PCT/JP2022/015281
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English (en)
French (fr)
Inventor
侑史 大澤
正晴 山野
Original Assignee
株式会社クラレ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers

Definitions

  • the present invention relates to a laminate including a base layer containing an acrylic resin and a surface layer containing a polyurethane resin, and a method for producing the same.
  • Films and sheets made of acrylic resins are excellent in properties such as transparency and weather resistance. Films are used, for example, as optical parts for electrical appliances, interior and exterior parts for automobiles, signboards, building materials, and surface protection films for various molded products for indoor or outdoor use. It is used for the front panel of the machine.
  • acrylic resins are excellent in surface hardness such as pencil hardness, but are not so excellent in scratch resistance and chemical resistance, which are equivalent to other resins such as polycarbonate resins. Therefore, conventionally, in applications where scratch resistance or chemical resistance is required (for example, applications such as automobile interior and exterior parts and building materials), hard coating agents or It is common to apply a self-healing coating agent and cure it to form a cured film.
  • Patent Literature 1 discloses a laminated film including an acrylic resin layer and a polyurethane resin layer having self-healing properties and scratch resistance (claim 4).
  • Patent Document 2 discloses a laminated film in which acrylic resin layers are laminated on both sides of a thermoplastic polyurethane resin layer (core layer) (claim 1). Since this laminated film includes an intermediate layer made of a thermoplastic polyurethane resin, it can improve tear resistance (Table 2).
  • a co-extrusion molding method is mentioned as a method for producing a laminated film (paragraph 0023).
  • the polyurethane-based resin is a thermosetting polyurethane-based resin.
  • the method for producing a laminated film described in this document includes steps of forming an acrylic resin film, coating a curable composition containing a thermosetting polyurethane resin on the acrylic resin film, and applying a coating film. requires a step of curing, the number of steps is large, and the cost is high.
  • thermosetting polyurethane resins have poor stretchability, there are restrictions on shape design when thermoforming the resulting laminated film.
  • a thermoplastic polyurethane-based resin is used in the intermediate layer, and therefore the effects of improving scratch resistance and chemical resistance cannot be obtained.
  • thermoplastic polyurethane resins tend to have a low viscosity due to thermal decomposition of urethane bonds in a high temperature range, while their melt fluidity tends to decrease in a low temperature range due to the formation of physical cross-linking points. Therefore, in general, when a thermoplastic polyurethane resin is extrusion-molded, the melt viscosity fluctuates greatly with temperature changes, and there is a risk that the resin will sag or deform immediately after it comes out of the extruder.
  • the thickness ratio of the two resin layers in the width direction may become uneven.
  • the interface between the two resin layers may be roughened, and the interfacial adhesion between the two resin layers may be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and includes an acrylic resin-containing layer and a thermoplastic polyurethane resin-containing layer, and the thermoplastic polyurethane resin-containing layer has good thickness uniformity and contains an acrylic resin.
  • An object of the present invention is to provide a laminate in which roughening of the interface between a layer and a thermoplastic polyurethane resin-containing layer is suppressed and which is excellent in scratch resistance and chemical resistance.
  • the present invention provides the following laminates [1] to [11] and methods for producing the same.
  • a substrate layer made of a resin composition (A) containing an acrylic resin, and a resin composition (B) containing a thermoplastic polyurethane resin (b1) having a structural unit derived from a polyol and an aliphatic diisocyanate including a laminated structure with a surface layer of
  • a resin composition (A) containing an acrylic resin and a resin composition (B) containing a thermoplastic polyurethane resin (b1) having a structural unit derived from a polyol and an aliphatic diisocyanate including a laminated structure with a surface layer of
  • [6] The laminate according to any one of [1] to [5], wherein the resin composition (A) contains a methacrylic resin (a1) and an acrylic elastomer (a2).
  • the acrylic elastomer (a2) contains acrylic rubber particles (arx) with a number average particle size of 180 to 300 nm and acrylic rubber particles (ary) with a number average particle size of 50 to 170 nm, [6] laminate.
  • the acrylic resin-containing layer and the thermoplastic polyurethane resin-containing layer are included, the thickness uniformity of the thermoplastic polyurethane resin-containing layer is good, and the acrylic resin-containing layer and the thermoplastic polyurethane resin-containing layer are provided. It is possible to provide a laminate that suppresses interface roughness between layers and has excellent scratch resistance and chemical resistance.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a laminate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the laminate of the present invention comprises a substrate layer made of a resin composition (A) containing one or more acrylic resins, and a resin composition (B) containing one or more thermoplastic polyurethane resins (b1). It includes a laminated structure with a surface layer of The laminate of the present invention can have a surface layer on at least one surface of the substrate layer.
  • the substrate layer is an acrylic resin-containing layer
  • the surface layer is a thermoplastic polyurethane resin-containing layer.
  • FIG. 1 and 2 are schematic cross-sectional views of laminates of first and second embodiments according to the present invention.
  • reference numerals 1 and 2 indicate laminates
  • reference numeral 21 indicates a substrate layer
  • reference numeral 22 indicates a surface layer.
  • the laminate 1 of the first embodiment is a laminate having a two-layer structure in which a surface layer 22 is laminated on one side of a base material layer 21 .
  • the laminate 2 of the second embodiment is a laminate having a three-layer structure in which surface layers 22 are laminated on both sides of a base material layer 21 .
  • the laminates 1 and 2 may have resin layers other than the substrate layer and the surface layer.
  • the acrylic resin-containing layer is excellent in transparency, weather resistance, surface hardness, etc., but is not so excellent in scratch resistance and chemical resistance.
  • a thermoplastic polyurethane resin-containing layer having excellent scratch resistance and chemical resistance is provided on at least one surface of the acrylic resin-containing layer.
  • at least one outermost layer of the laminate of the present invention is preferably a surface layer containing a thermoplastic polyurethane resin (b1).
  • the form of the laminate of the present invention is not particularly limited, and includes films, sheets, plates, and arbitrary three-dimensional shapes.
  • the terms "film”, “sheet”, or “plate” are used for thin film moldings depending on the thickness, but there is no clear definition for these, and there is no clear definition between them. no distinction.
  • Preferred forms of the laminate of the present invention are films and sheets.
  • the total thickness of the film is not particularly limited, and is, for example, 0.03 mm or more and less than 0.50 mm, preferably 0.05 mm or more and less than 0.40 mm, more preferably 0.07 mm or more and less than 0.2 mm.
  • the total thickness of the sheet is not particularly limited, and is, for example, 0.50 mm or more and 8.00 mm or less, preferably 1.00 mm or more and 5.00 mm or less, more preferably 1.5 mm or more and 3.5 mm or less.
  • the laminate of the present invention is in the form of a film or a sheet, but the laminate of the present invention is not limited thereto.
  • the method for producing the laminate of the present invention is not particularly limited, and a co-extrusion method is preferred. Since the laminate of the present invention can be produced by a co-extrusion molding method, unlike the case of forming a polyurethane-based resin-containing layer using a hard coating agent or a self-healing coating agent containing a thermosetting polyurethane-based resin, there are fewer steps. Can be manufactured in small numbers at low cost.
  • a thermoplastic polyurethane resin having excellent stretchability is used instead of a thermosetting polyurethane resin as a material for the surface layer, so the degree of freedom in shape design when thermoforming the laminate of the present invention is increased. high and desirable.
  • melt viscosity is melt viscosity measured using a capillograph under conditions of a temperature of 220° C. and a shear rate of 50 s ⁇ 1 according to JIS K7199. Generally, the shear rate applied to the resin during film or sheet extrusion is from 10 to 100 s ⁇ 1 . In the present invention, the melt viscosity is defined using 50 s ⁇ 1 as a representative value of the shear rate applied to the resin during extrusion molding of a film or sheet. In general, the extrusion temperature of a film or sheet containing acrylic resin is 200-240°C. In the present invention, the melt viscosity is defined using 220° C. as a representative extrusion molding temperature for films or sheets.
  • Formula (1) defines the ratio ( ⁇ B / ⁇ A ) between the melt viscosity ⁇ B of the resin composition (B) and the melt viscosity ⁇ A of the resin composition (A).
  • the lower limit of ⁇ B / ⁇ A is 0.03, preferably 0.05, more preferably 0.10, particularly preferably 0.15, most preferably 0.30.
  • the upper limit of ⁇ B / ⁇ A is 2.00, preferably 1.00, more preferably 0.50.
  • the compositions of the resin composition (A) and the resin composition (B) are designed so as to satisfy the formula (1). Thereby, the uniformity of the thickness ratio between the base layer and the surface layer can be improved, the uniformity of the thickness of the surface layer can be improved, and the roughening of the interface between the base layer and the surface layer can be suppressed.
  • the width direction during co-extrusion is a direction perpendicular to the extrusion direction (flow direction) of the resin.
  • the substrate layer is an acrylic resin-containing layer made of a resin composition (A) containing one or more acrylic resins.
  • the substrate layer may be a laminate of two or more acrylic resin-containing layers. Since the base material layer is made of an acrylic resin composition, it can have properties inherent to acrylic resins, such as transparency, weather resistance, and surface hardness.
  • the thickness of the base material layer is not particularly limited. When the laminate of the present invention is a film, the thickness of the substrate layer is preferably 0.03 mm or more and less than 0.5 mm, more preferably 0.05 mm or more and less than 0.3 mm, and particularly preferably 0.05 mm or more and less than 0.5 mm. less than 2 mm.
  • the thickness of the substrate layer is preferably 0.5 mm or more and less than 8 mm, more preferably 1 mm or more and less than 4 mm, and particularly preferably 2 mm or more and less than 3.5 mm.
  • Acrylic resins are homopolymers or copolymers containing one or more (meth)acrylic acid ester units, and known ones can be used.
  • (meth)acryl is a generic term for acrylic and methacrylic
  • (meth)acrylonitrile is a generic term for acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • the acrylic resin contained in the resin composition (A) preferably contains the methacrylic resin (a1), and more preferably contains the methacrylic resin (a1) and the acrylic elastomer (a2).
  • the methacrylic resin (a1) is a homopolymer or copolymer containing one or more methacrylic acid ester units, and known ones can be used. From the viewpoint of transparency, the content of the methacrylic acid ester unit in the methacrylic resin (a1) is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. %.
  • the methacrylic acid ester is not particularly limited, and includes methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, butyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate; monocyclic methacrylate.
  • the content of MMA units in the methacrylic resin (a1) is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.
  • the methacrylic resin (a1) may contain one or more monomeric units other than the methacrylic acid ester unit.
  • Other monomers include methyl acrylate (MA), ethyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and 2-hydroxyethyl acrylate.
  • Acrylic acid esters such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene, and 1-octene; conjugated dienes such as butadiene, isoprene, and myrcene; styrene (St), 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4- Aromatic vinyl compounds such as methylstyrene, 4-ethylstyrene, 4-t-butylstyrene, ⁇ -methylstyrene, and 4-methyl- ⁇ -methylstyrene; (meth)acrylamide, (meth)acrylonitrile; (meth)acryl acids, (anhydrous) unsaturated carboxylic acids such as maleic acid and itaconic acid; maleimides such as phenylmaleimide and cyclohexylmaleimide; vinyl acetate, vinylpyridine, vinyl ketone, vinyl chloride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride; etc.
  • MA is preferable from the viewpoint of transparency.
  • a copolymer of MMA and MA is preferred because of its excellent transparency.
  • the content of MMA in this copolymer is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more.
  • the methacrylic resin (a1) is preferably obtained by polymerizing one or more methacrylic acid esters containing MMA, and optionally other monomers. When multiple types of monomers are used, usually, the multiple types of monomers are mixed to prepare a monomer mixture, and then the mixture is polymerized.
  • the polymerization method is not particularly limited, and radical polymerization methods such as bulk polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, and emulsion polymerization are preferred from the viewpoint of productivity.
  • Examples of the methacrylic resin (a1) include polymethyl methacrylate (PMMA), copolymers of methyl methacrylate (MMA) and one or more (meth)acrylic acid esters, and methacrylic acid ester-styrene copolymers (MS resin) and the like are preferable.
  • Examples of commercially available products of the methacrylic resin (a1) include the following products.
  • PMMA "Parapet” manufactured by Kuraray, "Acrypet” manufactured by Mitsubishi Chemical, “Sumipex” manufactured by Sumitomo Chemical, “Delpet” manufactured by Asahi Kasei
  • MS resin “Toyo MS” manufactured by Toyo Styrene.
  • the acrylic elastomer (a2) is an elastomer having one or more acrylic acid alkyl ester units, and known elastomers can be used.
  • the resin composition (A) contains the acrylic elastomer (a2)
  • the impact resistance, flex resistance, bending resistance, etc. of the laminate of the present invention can be improved.
  • the acrylic elastomer (a2) includes acrylic rubber particles (ar) having an acrylic acid alkyl ester copolymer layer, acrylic block copolymers (ab) having an acrylic acid alkyl ester polymer block, and combinations thereof. etc.
  • ⁇ Acrylic rubber particles (ar)> As the acrylic rubber particles (ar), multi-layered rubber particles having a core-shell structure comprising an interior containing one or more rubber component layers and an exterior containing one or more thermoplastic resin component layers are preferred.
  • the acrylic rubber particle core is considered a "layer".
  • the interior of the acrylic rubber particles (ar) consists of a core and optionally one or more intermediate layers.
  • the number of layers of the acrylic rubber particles (ar) is 2 or more, and may be 3 or 4 or more. The upper limit of the number of layers is, for example, five layers.
  • the acrylic rubber particles (ar) are composed of, from the center, a first thermoplastic resin component layer (core), a rubber component layer (intermediate layer), and a second thermoplastic resin component layer (core).
  • a multi-layer structure polymer particle having a three-layer structure with a resin component layer (outside) is preferred.
  • the mass ratio of the total amount of the rubber component layer to the total amount of the thermoplastic resin component layer is preferably 30/70 to 90/10. If the proportion of the rubber component layer is at least the above lower limit, the effect of improving the impact resistance, flex resistance, bending resistance, etc. of the laminate of the present invention can be effectively obtained. If the ratio of the rubber component layer exceeds the above upper limit, it becomes difficult to form a particle structure, and the melt fluidity may decrease, making kneading with other components and molding of the resin composition (A) difficult. .
  • the rubber component layer contains 50 to 98.99% by mass of acrylic acid ester units, 44.99 to 1% by mass of other monofunctional monomer units, and 0.01 to 10% by mass of multifunctional monomer units. It is preferable to include a copolymer containing Raw material monomers for the rubber component layer will be described below.
  • the acrylic acid ester is not particularly limited, and includes n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, and 2-acrylate. Examples include ethylhexyl and cyclohexyl acrylate. One or more of these can be used.
  • styrene (St) is preferable.
  • methacrylates such as methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, phenyl methacrylate, and benzyl methacrylate
  • styrene (St) ⁇ -methylstyrene
  • Aromatics such as 1-vinylnaphthalene, 3-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene, 4-(phenylbutyl)styrene, and halogenated styrenes vinyl-based monomers
  • vinyl cyanide-based monomers such as (meth)acrylonitrile
  • styrene (St) is preferable.
  • a polyfunctional monomer is a monomer having two or more carbon-carbon double bonds in the molecule.
  • Polyfunctional monomers are not particularly limited, and include allyl (meth)acrylate, methallyl (meth)acrylate, allyl cinnamate, methallyl cinnamate, diallyl maleate, diallyl phthalate, diallyl terephthalate, and diallyl isophthalate. , divinylbenzene, ethylene glycol di(meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, and hexanediol di(meth)acrylate. One or more of these can be used. Among them, allyl methacrylate (ALMA) is preferred.
  • the thermoplastic resin component layer preferably contains a copolymer composed of 40 to 100% by mass of methacrylate ester units and 60 to 0% by mass of other monomer units.
  • Raw material monomers for the thermoplastic resin component layer will be described below.
  • the methacrylic acid ester is not particularly limited, and examples thereof include methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, phenyl methacrylate, and benzyl methacrylate. One or more of these can be used. Among them, MMA is preferred.
  • Other monomers are not particularly limited, and include methyl acrylate (MA), ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate (BA); cyclohexyl acrylate, etc. Esters of acrylic acid and C5 or C6 alicyclic alcohols; Aromatic vinyl monomers such as styrene (St) and ⁇ -methylstyrene; Vinyl cyanide monomers such as (meth)acrylonitrile; Rubber components Examples include the polyfunctional monomers exemplified for the layer. One or more of these can be used. Among them, alkyl acrylates such as methyl acrylate (MA), ethyl acrylate and n-butyl acrylate (BA) are preferred.
  • the number average particle size of the acrylic rubber particles (ar) is not particularly limited, preferably 50 to 300 nm. If the number average particle size is at least the above lower limit, stress concentration on the acrylic rubber particles (ar) will effectively occur, and the impact resistance, bending resistance, bending resistance, etc. of the laminate of the present invention will be improved. can be effectively obtained. If the number-average particle size exceeds the above upper limit, voids may occur in the acrylic rubber particles (ar) due to stress during bending, and whitening (also referred to as stress whitening) may occur.
  • Acrylic rubber particles (arx ) is preferably included.
  • the number average A plurality of types of acrylic rubber particles (ar) having different particle sizes can be used in combination.
  • the acrylic rubber particles (ar) may contain acrylic rubber particles (arx) with a number average particle size of 180 to 300 nm and acrylic rubber particles (ary) with a number average particle size of 50 to 170 nm.
  • the "number average particle size of the acrylic rubber particles” refers to the portion of the acrylic rubber particles excluding the outside composed of one or more thermoplastic resin component layers, i.e., one or more is the number average particle size of the inside including the rubber component layer.
  • the number average particle size of acrylic rubber particles can be measured, for example, by electron microscope observation. A film or sheet containing acrylic rubber particles is electron-stained with phosphotungstic acid, ruthenium tetroxide, or the like, and observed with a transmission electron microscope. The particle diameters of a plurality of dyed particles are measured, and the average value thereof is determined as the number average particle diameter of the acrylic rubber particles. When the dyed particles are non-spherical, the particle size is the average of the major axis diameter and the minor axis diameter. For specific examples of evaluation methods, see the section [Examples] below.
  • the acrylic block copolymer (ab) has one or more acrylic acid alkyl ester polymer blocks, preferably one or more methacrylic polymer blocks and one or more acrylic polymer blocks. have. From the viewpoint of compatibility, a block copolymer containing 10 to 80% by mass of a methacrylic polymer block mainly having methacrylic acid ester units and 90 to 20% by mass of an acrylic polymer block mainly having acrylic acid ester units is used. preferable. However, the total amount of the methacrylic polymer block and the acrylic polymer block is 100% by mass.
  • the content of methacrylic acid ester units in the methacrylic polymer block is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and most preferably 98% by mass or more. % by mass may be used.
  • the raw methacrylate ester is not particularly limited, and includes methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, Examples include glycidyl methacrylate and allyl methacrylate (ALMA). One or more of these can be used. Among them, MMA is preferable from the viewpoint of transparency and heat resistance.
  • the content of acrylic acid ester units in the acrylic polymer block is preferably 45% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the raw material acrylate is not particularly limited, and may be methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate (BA), i-butyl acrylate, s-acrylate. -butyl, t-butyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, and allyl acrylate. One or more of these can be used.
  • the form of bonding between the methacrylic polymer block and the acrylic polymer block in the acrylic block copolymer (ab) is not particularly limited.
  • diblock copolymers or triblock copolymers in which methacrylic polymer blocks are bonded to one end or both ends of an acrylic polymer block are preferred.
  • the content of the acrylic elastomer (a2) such as the acrylic rubber particles (ar) and the acrylic block copolymer (ab) is not particularly limited, It is designed according to the form of the laminate.
  • the laminate of the present invention is a film
  • the content of the acrylic elastomer (a2) in the resin composition (A) is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass, particularly preferably 40 to 50% by mass.
  • the content of the acrylic elastomer (a2) in the resin composition (A) can be made relatively low to ensure the rigidity required as a sheet.
  • the content of the acrylic elastomer (a2) in the resin composition (A) is preferably 2 to 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, particularly preferably It is 15 to 25% by mass.
  • the acrylic elastomer (a2) can contain acrylic rubber particles (ar).
  • the preferred content of the acrylic rubber particles (ar) in the resin composition (A) is as follows.
  • the content of acrylic rubber particles (ar) in the resin composition (A) is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass, and particularly preferably is 40 to 50% by mass.
  • the content of the acrylic rubber particles (ar) in the resin composition (A) is preferably 2 to 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, especially It is preferably 15 to 25% by mass.
  • acrylic rubber particles (arx) having a number average particle size of 180 to 300 nm, acrylic rubber particles (ary) having a number average particle size of 50 to 170 nm, and an acrylic block copolymer (ab ) are used in combination, their preferred contents in the resin composition (A) are as follows.
  • the content of the acrylic rubber particles (arx) in the resin composition (A) is preferably 0.1-7.5% by mass, more preferably 0.5-7.0% by mass.
  • the content of the acrylic block copolymer (ab) in the resin composition (A) is preferably 0.1% by mass or more and less than 5% by mass, more preferably 0.5 to 4.5% by mass. If the content of the acrylic block copolymer (ab) is less than 0.1% by mass, the effect of addition is not effectively exhibited, and if it is 5% by mass or more, the dispersed particle size of the acrylic block copolymer (ab) is large.
  • the content of the acrylic rubber particles (ary) in the resin composition (A) can be designed so that the total amount of the acrylic elastomer (a2) in the resin composition (A) falls within the above preferred range.
  • the acrylic block copolymer (ab) may be used alone as the acrylic elastomer (a2).
  • the content of the acrylic block copolymer (ab) in the resin composition (A) is preferably 2% by mass or more and less than 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass.
  • the resin composition (A) may optionally contain one or more polymers other than the acrylic resin.
  • the types of other polymers are not particularly limited, and include polycarbonate resins, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides, polyphenylene sulfides, polyetheretherketones, polyesters, polysulfones, polyphenylene oxides, polyimides, polyetherimides, and polyacetals. other thermoplastic resins; thermosetting resins such as phenolic resins, melamine resins, silicone resins, and epoxy resins.
  • the content of the acrylic resin in the resin composition (A) is preferably as high as possible, preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 98% by mass or more.
  • the content of the other polymer in the resin composition (A) is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.
  • the resin composition (A) can contain various additives as needed.
  • Additives include colorants, antioxidants, heat deterioration inhibitors, ultraviolet absorbers, light stabilizers, lubricants, release agents, polymer processing aids, antistatic agents, flame retardants, light diffusing agents, and matting agents. agents, phosphors, and the like.
  • the content of the additive can be appropriately set within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the content of the antioxidant is 0.01 to 1 part by mass
  • the content of the ultraviolet absorber is 0.01 to 3 parts by mass
  • the photostable The content of the agent is preferably 0.01 to 3 parts by mass
  • the content of the lubricant is preferably 0.01 to 3 parts by mass.
  • the surface layer is a thermoplastic polyurethane resin-containing layer made of a resin composition (B) containing one or more thermoplastic polyurethane resins (b1).
  • the surface layer is a layer having scratch resistance and chemical resistance.
  • the surface layer may be a laminate of two or more thermoplastic polyurethane resin-containing layers.
  • the thickness of the surface layer is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 0.30 mm, more preferably 0.02 to 0.20 mm, particularly preferably 0.02 to 0.10 mm. When the thickness of the surface layer is at least the above lower limit, the scratch resistance and chemical resistance are effectively exhibited, and the thickness in the width direction tends to be uniform during coextrusion with the substrate layer.
  • the laminate of the present invention may have reduced rigidity.
  • the thickness of the surface layer is designed to be as thin as possible within the range in which good scratch resistance and chemical resistance can be obtained. is preferred. If the thickness of the surface layer is equal to or less than the above upper limit, an increase in cost due to material costs can be suppressed.
  • a polyurethane-based resin is a resin having a urethane bond in its main chain.
  • one or more thermoplastic polyurethane resins (b1) having structural units derived from polyol and aliphatic diisocyanate are used as the polyurethane resin contained in the surface layer.
  • the laminate of the present invention using a thermoplastic polyurethane-based resin (b1) It can be manufactured by an extrusion molding method, and can be manufactured at low cost with a small number of steps.
  • the thermoplastic polyurethane-based resin (b1) unlike the thermosetting polyurethane-based resin, is excellent in stretchability, and is therefore preferable because of its high degree of freedom in designing the shape when thermoforming the laminate of the present invention.
  • Polyurethane-based resins are generally obtained by reacting one or more active hydrogen group-containing compounds having two or more active hydrogen groups with one or more polyisocyanates.
  • a polyol having two or more hydroxyl groups is used as the active hydrogen group-containing compound because a thermoplastic polyurethane resin (b1) having good transparency can be obtained.
  • an aliphatic diisocyanate is used as the polyisocyanate having two or more isocyanate groups, since a thermoplastic polyurethane resin (b1) having good transparency and weather resistance can be obtained.
  • thermoplastic polyurethane resin (b1) obtained by using a polyol and an aliphatic diisocyanate as raw materials has good transparency and weather resistance, and suppresses yellowing in a weather resistance test.
  • thermoplastic polyurethane resin (b1) having a structural unit derived from a polyol and an aliphatic diisocyanate as a material for the surface layer excellent scratch resistance and chemical resistance, transparency and weather resistance can form a good surface layer.
  • thermoplastic polyurethane resin (b1) can be produced by a known method, by reacting one or more polyols, one or more aliphatic diisocyanates, and optionally one or more chain extenders, can be manufactured.
  • a known method by reacting one or more polyols, one or more aliphatic diisocyanates, and optionally one or more chain extenders, can be manufactured.
  • chain extenders for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-217678.
  • polyols can be used, such as adipate polyol, polycaprolactone polyol (PCL), polycarbonate polyol (PCD), polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), and polytetramethylene glycol (PTMG).
  • PCL polycaprolactone polyol
  • PCD polycarbonate polyol
  • PEG polyethylene glycol
  • PPG polypropylene glycol
  • PTMG polytetramethylene glycol
  • Adipate polyols, PCL, PCD, and the like are preferred for applications requiring heat or oil resistance. Among them, PCD is more preferable from the viewpoint of hydrolysis resistance.
  • Aliphatic diisocyanates may be cycloaliphatic or non-cycloaliphatic.
  • non-alicyclic aliphatic diisocyanates include hexamethylene diisocyanate (HDI).
  • Alicyclic aliphatic diisocyanates also referred to as alicyclic diisocyanates
  • H 12 MDI 4,4-diphenylmethane diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • Alicyclic, aliphatic diisocyanates are preferred.
  • Chain extenders include aliphatic glycols, aromatic glycols, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and low molecular weight diols such as bis(hydroxyethyl)hydroquinone.
  • the hardness (Shore A) of the thermoplastic polyurethane resin (b1) is not particularly limited, preferably 85A or higher, more preferably 87A or higher. If the hardness is 85 A or more, the tackiness of the surface of the laminate of the present invention can be suppressed, and the laminate can be wound without a protective film during coextrusion molding, which is preferable.
  • the hardness of the thermoplastic polyurethane resin (b1) can be measured according to the hardness test of JIS-K7311-1995.
  • the weight-average molecular weight (Mw) of the thermoplastic polyurethane resin (b1) is not particularly limited, and is preferably 5.0 ⁇ 10 4 or more, more preferably 7.0 ⁇ 10 4 or more, particularly preferably 7.0 ⁇ 10 4 or more, from the viewpoint of heat resistance. is 1.0 ⁇ 10 5 or more. From the viewpoint of moldability, it is preferably 1.0 ⁇ 10 6 or less, more preferably 9.0 ⁇ 10 5 or less, and particularly preferably 7.0 ⁇ 10 5 or less.
  • “weight average molecular weight (Mw)” is a value obtained by converting the chromatogram measured by GPC into the molecular weight of standard polystyrene measured by the GPC method.
  • the melt mass flow rate (MFR) of the thermoplastic polyurethane resin (b1) measured under conditions of 220° C. and a load of 2.16 kg is not particularly limited, preferably 1 to 100 g/10 min, more preferably 2 to 90 g. /10 min, particularly preferably 3 to 80 g/10 min.
  • MFR can be measured according to JIS K7210.
  • the resin composition (B) may optionally contain a thermoplastic resin (b2) other than the thermoplastic polyurethane resin and the acrylic rubber particles.
  • a thermoplastic resin (b2) can be used, such as homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters, methacrylic acid ester-styrene copolymers (MS resins), and styrene-maleic anhydride copolymers.
  • SMA resin styrene-methacrylic acid ester-maleic anhydride copolymer
  • AS resin acrylonitrile-styrene copolymer
  • polycarbonate resin polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyamide, polyphenylene sulfide, poly Ether ether ketone, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polyimide, polyetherimide, polyacetal and the like.
  • polyolefin such as polyethylene and polypropylene
  • polyester polysulfone
  • polyphenylene oxide polyimide
  • polyetherimide polyacetal and the like.
  • One or more of these can be used.
  • the thermoplastic resin (b2) preferably has a refractive index close to that of the thermoplastic polyurethane resin (b1). Specifically, when the refractive index of the thermoplastic polyurethane resin ( b1 ) is nb1 and the refractive index of the thermoplastic resin ( b2 ) is nb2, the following formula (2) is preferably satisfied.
  • is more preferably 0.003 or less, particularly preferably 0.002 or less.
  • the refractive index of the resin can be measured by the method described in the section [Examples] below.
  • the transparency of the surface layer can be improved by selecting a material having a small difference in refractive index from the thermoplastic polyurethane resin (b1).
  • Polymethyl methacrylate (PMMA), methyl methacrylate (MMA) and one or more (meth)acrylic acid esters are used as the thermoplastic resin (b2) because they have a refractive index close to that of the polyurethane resin (b1).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • MMA methyl methacrylate
  • MMA methyl methacrylate
  • methacrylic acid esters are used as the thermoplastic resin (b2) because they have a refractive index close to that of the polyurethane resin (b1).
  • copolymers and methacrylic resins such as MS resins.
  • the resin composition (B) can optionally contain acrylic rubber particles (b3) having an acrylic acid alkyl ester copolymer layer.
  • the resin composition (B) contains the acrylic rubber particles (b3), the impact resistance, flex resistance, bending resistance, etc. of the laminate of the present invention can be improved.
  • the acrylic rubber particles (b3) multi-layered rubber particles having a core-shell structure comprising an interior containing one or more rubber component layers and an exterior containing one or more thermoplastic resin component layers are preferred.
  • the interior of the acrylic rubber particles (b3) consists of a core and optionally one or more intermediate layers.
  • the number of layers of the acrylic rubber particles (b3) is 2 or more, and may be 3 or 4 or more.
  • the acrylic rubber particles (b3) are composed of, from the center, a first thermoplastic resin component layer (core), a rubber component layer (intermediate layer), and a second thermoplastic resin component layer (core).
  • a multi-layer structure polymer particle having a three-layer structure with a resin component layer is preferred.
  • the mass ratio of the total amount of the rubber component layer to the total amount of the thermoplastic resin component layer is preferably 30/70 to 90/10. If the proportion of the rubber component layer is at least the above lower limit, the effect of improving the impact resistance, flex resistance, bending resistance, etc. of the laminate of the present invention can be effectively obtained. If the ratio of the rubber component layer exceeds the above upper limit, it becomes difficult to form a particle structure, and the melt fluidity may decrease, making kneading with other components and molding of the resin composition (B) difficult. .
  • the rubber component layer contains 50 to 98.99% by mass of acrylic acid ester units, 44.99 to 1% by mass of other monofunctional monomer units, and 0.01 to 10% by mass of multifunctional monomer units. It is preferable to include a copolymer containing
  • the thermoplastic resin component layer preferably contains a copolymer composed of 40 to 100% by mass of methacrylate ester units and 60 to 0% by mass of other monomer units. Examples of raw material monomers for the rubber component layer and the thermoplastic resin component layer are the same as those for the acrylic rubber particles (ar).
  • the number average particle size of the acrylic rubber particles (b3) is not particularly limited, and is preferably 50 to 300 nm.
  • the number average particle size is at least the above lower limit, stress concentration on the acrylic rubber particles (b3) effectively occurs, and the impact resistance, flex resistance, bending resistance, etc. of the laminate of the present invention are improved. can be effectively obtained. If the number-average particle size exceeds the above upper limit, voids may occur in the acrylic rubber particles (b3) due to stress during bending or the like, resulting in whitening.
  • the number average A plurality of types of acrylic rubber particles (b3) having different particle sizes can be used in combination.
  • the acrylic rubber particles (b3) may contain acrylic rubber particles (b3x) with a number average particle size of 180 to 300 nm and acrylic rubber particles (b3y) with a number average particle size of 50 to 170 nm.
  • the acrylic rubber particles (b3) preferably have a refractive index close to that of the thermoplastic polyurethane resin (b1).
  • the refractive index of the acrylic rubber particles (b3) is n ⁇ b3
  • is more preferably 0.003 or less, particularly preferably 0.002 or less, and most preferably 0.001 or less.
  • the surface layer contains acrylic rubber particles (b3), the transparency of the surface layer can be improved by selecting a material having a small difference in refractive index from the thermoplastic polyurethane resin (b1).
  • the resin composition (B) can contain various additives as needed. Examples of types of additives and preferred amounts to be added are the same as those for additives that can be used in the resin composition (A). When the additive is added to the resin composition (B), the timing of addition may be during or after polymerization of the constituent resins of the resin composition (B), or during preparation of the resin composition (B).
  • the laminate of the present invention may have resin layers other than the substrate layer and the surface layer.
  • the laminate structure of the laminate of the present invention includes a two-layer structure of surface layer-base layer; surface layer-base layer-surface layer, other resin layer-surface layer-base layer, surface layer-base layer. - 3-layer structure of another resin layer; 4-layer structure of other resin layer - surface layer - base layer - surface layer, another resin layer - surface layer - base layer - other resin layer; other resin layer -Surface layer-Base layer-Surface layer-Other resin layer 5-layer structure and the like.
  • at least one outermost layer of the laminate of the present invention is preferably a surface layer containing a thermoplastic polyurethane resin (b1).
  • the laminate of the present invention having a laminate structure of a substrate layer and a surface layer can be molded using known methods such as extrusion molding and hot press molding. Among them, an extrusion method (also referred to as a melt extrusion method) is preferred, and a co-extrusion method is particularly preferred from the viewpoint of productivity.
  • the method for producing the laminate of the present invention by co-extrusion molding will be described below.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of an extrusion molding apparatus including a T die 11, first to third cooling rolls 12 to 14, and a pair of take-off rolls 15, as an embodiment.
  • the material (resin composition) of each layer is melt-kneaded using an extruder, and co-extruded in the form of a film or sheet from a T-die 11 having a wide discharge port in the form of a desired laminated structure.
  • the stacking method include a feed block method in which layers are stacked before flowing into the T die, and a multi-manifold method in which layers are stacked inside the T die.
  • a multi-manifold system is preferable from the viewpoint of improving interface smoothness between layers.
  • the material (resin composition) of each layer in a molten state is preferably extruded through a T-die while being filtered in order to remove nuclei and impurities that cause surface defects.
  • the filter As the filter, a screen mesh of 200 mesh or more is preferable.
  • the molten thermoplastic resin laminate co-extruded from the T-die 11 is pressurized and cooled using first to third cooling rolls 12-14.
  • a laminate (film or sheet) 16 obtained after pressing and cooling is taken off by a pair of take-off rolls 15 .
  • the number of cooling rolls can be designed appropriately. It should be noted that the configuration of the manufacturing apparatus can be appropriately modified within the scope of the present invention.
  • the temperature of the T-die 11 is not particularly limited, and is preferably 200 to 240°C. If the temperature of the T-die 11 is 200° C. or higher, both the material of the base layer and the material of the surface layer can be brought into a good molten state. If the temperature of the T-die 11 is 240° C. or less, thermal deterioration of the material of the base layer and the material of the surface layer can be suppressed.
  • the substrate layer and the surface layer are each formed into a film or sheet by an extrusion molding method using a T-die, and the film or sheet comprising the substrate layer and the film or sheet comprising the surface layer are laminated by a thermal lamination method.
  • One of the base layer and the surface layer is molded into a film or sheet by extrusion molding using a T-die, and the other layer is laminated on the obtained film or sheet by extrusion molding. and extrusion lamination method.
  • the film-like or sheet-like laminate of the present invention obtained by the above method may be thermoformed.
  • Thermoforming processes include, for example, heating a film or sheet, pressing a mold against the heated film or sheet, cooling the film or sheet within the mold, and removing the cooled film or sheet from the mold.
  • a thermoplastic polyurethane resin having excellent stretchability is used instead of a thermosetting polyurethane resin as a material for the surface layer, so the degree of freedom in shape design when thermoforming the laminate of the present invention is increased. high and desirable.
  • the laminate of the present invention also includes a laminate of any shape obtained by thermoforming the laminate of the present invention in the form of a film or a sheet.
  • the laminate of the present invention includes a base layer made of a resin composition (A) containing an acrylic resin, and a resin composition containing a thermoplastic polyurethane resin (b1) having a structural unit derived from a polyol and an aliphatic diisocyanate. It includes a laminated structure with a surface layer consisting of (B).
  • the laminate of the present invention has excellent scratch resistance and chemical resistance because the surface layer contains a thermoplastic polyurethane resin. In the laminate of the present invention, when the melt viscosities of the resin composition (A) and the resin composition (B) measured at a temperature of 220° C.
  • compositions of the resin composition (A) and the resin composition (B) are designed so as to satisfy the formula (1). Thereby, the uniformity of the thickness ratio between the base layer and the surface layer can be improved, the uniformity of the thickness of the surface layer can be improved, and the roughening of the interface between the base layer and the surface layer can be suppressed.
  • the base material layer is made of an acrylic resin composition, it can have properties inherent to acrylic resins, such as transparency, weather resistance, and surface hardness.
  • a thermoplastic polyurethane resin (b1) having a structural unit derived from a polyol and an aliphatic diisocyanate as a material for the surface layer, it has scratch resistance and chemical resistance, and has good transparency and weather resistance.
  • a surface layer can be formed.
  • the surface layer contains a thermoplastic polyurethane resin and a thermoplastic resin (b2) other than acrylic rubber particles, by selecting a resin having a small difference in refractive index from the thermoplastic polyurethane resin (b1), the surface layer Good transparency can be achieved.
  • the surface layer contains acrylic rubber particles (b3), the transparency of the surface layer can be improved by selecting a material having a small difference in refractive index from the thermoplastic polyurethane resin (b1).
  • an acrylic resin-containing layer and a thermoplastic polyurethane-based resin-containing layer are included, and the thermoplastic polyurethane-based resin-containing layer has good thickness uniformity, and the acrylic resin-containing layer and the It is possible to provide a laminate that suppresses roughening of the interface with the thermoplastic polyurethane-based resin-containing layer and has excellent scratch resistance and chemical resistance. According to the present invention, it is possible to provide a laminate having excellent transparency, weather resistance, surface hardness, etc., in accordance with the above properties.
  • the laminate of the present invention can be used for various purposes. Specific applications include signboard parts, marking films, display parts, lighting parts, interior parts, construction parts, parts related to transport equipment such as automotive interior/exterior parts, electronic equipment parts, medical equipment parts, and various equipment related parts. , optical-related parts, traffic-related parts, bathroom components, and surface materials.
  • the temperature of the column oven was set to 40° C., and 20 ⁇ l of the sample solution was injected under the conditions of an eluent flow rate of 0.35 ml/min, and the chromatogram was measured.
  • Ten points of standard polystyrene having a molecular weight in the range of 400 to 5,000,000 were subjected to GPC measurement to prepare a calibration curve showing the relationship between retention time and molecular weight. Mw was determined based on this calibration curve.
  • melt viscosity ⁇ A , ⁇ B The melt viscosity of the resin composition (A) or (B) was measured using a capillary rheometer ("Capillograph 1D" manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The resin composition (A) or (B) was extruded from a capillary having a diameter of 1 mm ⁇ and a length of 40 mm at 220° C. while varying the piston speed, and the viscosity was measured from the shear stress generated at that time. The shear rate and viscosity data were two-dimensionally plotted, and the melt viscosity at a shear rate of 50 s ⁇ 1 was obtained as ⁇ A or ⁇ B.
  • thermoplastic polyurethane resin (b1), thermoplastic resin (b2), or acrylic rubber particles (b3) was measured as follows.
  • the resin to be measured is press-molded to prepare an evaluation sheet of 12 mm ⁇ 12 mm and a thickness of 3 mm.
  • the refractive index was measured under the conditions.
  • thermoplastic polyurethane resin (b1) Hardness of thermoplastic polyurethane resin (b1)
  • the hardness (Shore A) of the thermoplastic polyurethane resin (b1) was measured according to the hardness test of JIS K7311-1995.
  • a powder of acrylic rubber particles was hot-pressed at 230° C. to obtain a film with a thickness of 100 ⁇ m.
  • an ultramicrotome (“Leica EM UC7rt” manufactured by JEOL Ltd.)
  • ultrathin sections with a thickness of 80 nm were prepared.
  • the prepared ultrathin section is stained with a 10% phosphotungstic acid aqueous solution, and a scanning transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., main body: JSM-7600F, detector: SM-74240RTED) is used to detect one or more rubbers.
  • the morphology of the dyed particles containing the constituent layers was observed.
  • the particle diameters of 30 dyed particles were measured, and the average value was determined as the number average particle diameter of the acrylic rubber particles.
  • the thickness distribution of the surface layer of the cross-section of the laminate in the width direction was measured using a "universal projector (V-12B)" manufactured by Nikon Instech.
  • the thickness of the surface layer at the central portion (150 mm from one end) and the end (30 mm from one end) was measured in a cross section (width 300 mm) of the laminate in the width direction.
  • the thickness ratio between the central portion and the edge portion was calculated. The closer the thickness ratio is to 1.0, the higher the thickness uniformity in the width direction of the surface layer, which is favorable.
  • interface roughness The interface between the substrate layer and the surface layer was visually observed from the surface layer side of the laminate, and the roughness of the interface between the substrate layer and the surface layer was evaluated according to the following criteria. A (Good): No interface roughness, good appearance. C (Poor): The interface is rough and the appearance is poor.
  • the laminate was cut to obtain a 60 mm x 60 mm test piece.
  • 0.2 mL of a 10% aqueous lactic acid solution or 2.5 g of a sunscreen ("Coppetone SPORT LOTION SPF30" manufactured by Bayer) was dropped as a chemical on the surface layer of this test piece.
  • the specimen was placed in an oven and heated at 80° C. for 24 hours. The specimen was removed from the oven.
  • sunscreen was used as the chemical, the sunscreen remaining on the surface of the test piece was wiped off with gauze containing deionized water. After these operations, the appearance of the laminate was visually observed and evaluated according to the following criteria.
  • Evaluation criteria for lactic acid aqueous solution
  • a (Good) No trace of the chemical was observed on the surface of the test piece, and no peeling was observed between the base material layer and the surface layer.
  • B (acceptable) Traces of chemicals were observed on the surface of the test piece, but no peeling was observed between the base layer and the surface layer.
  • Evaluation criteria (for sunscreen) A (Good): The sunscreen could be wiped off with gauze, and no whitening was observed on the surface of the test piece.
  • B (acceptable) The sunscreen could be wiped off with gauze, but whitening was observed on the surface of the test piece.
  • ary-1 An innermost layer, an intermediate layer and an outermost layer were sequentially formed from a copolymer having the following composition to produce acrylic rubber particles (ary-1) having a three-layer structure. The number average particle size was 110 nm.
  • Outermost layer: methyl methacrylate (MMA) units/methyl acrylate (MA) units (mass ratio) 37.61/2.39.
  • TPU-2 polycaprolactone polyol
  • H 12 MDI hydrogenated 4,4-diphenylmethane diisocyanate
  • (b2-2) Methyl methacrylate (MMA)-styrene copolymer, "Toyo MS600” manufactured by Toyo Styrene Co., Ltd., MFR (measured under conditions of a temperature of 200°C and a load of 49 N) 1.0 g/10 minutes.
  • ⁇ Acrylic rubber particles (b3)> An innermost layer, an intermediate layer and an outermost layer were sequentially formed from a copolymer having the following composition to produce acrylic rubber particles (b3-1) having a three-layer structure.
  • the number average particle size was 100 nm.
  • Examples 1 to 17, Comparative Examples 2 and 3 Using a 50 mm ⁇ single-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), the resin for the base material layer (resin composition (A)) was melt extruded. A 30 mm ⁇ single-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) was used to melt-extrude the resin for the surface layer (resin composition (B)). These molten resins were laminated through a multi-manifold die, and a thermoplastic resin laminate having a two-layer structure was co-extruded from a T-die (width: 400 mm).
  • a melted two-layer structure resin is extruded from a T-die, sandwiched between a first cooling roll and a second cooling roll adjacent to each other, wound around the second cooling roll, and wound on the second cooling roll and the third cooling roll. It was cooled by winding it around a third cooling roll, and was taken up by a pair of take-up rolls.
  • a film or sheet laminate, width: 300 mm
  • Tables 3 and 4 show main production conditions and evaluation results for each example. In the examples shown in Table 3, conditions not listed in the table were common conditions.
  • the total thickness is a measured value
  • the thickness of each layer is a value calculated from the measured total thickness and the extrusion ratio of each resin.
  • compositions of resin composition (A) and resin composition (B) were designed such that ⁇ B / ⁇ A was 0.03 to 2.00.
  • the thickness uniformity of the surface layer was good, the roughening of the interface between the substrate layer and the surface layer was suppressed, and films or sheets with excellent scratch resistance and chemical resistance could be obtained.
  • Example 1 in which the surface layer consisted of the thermoplastic polyurethane resin (b1) alone, highly transparent films or sheets were obtained.
  • Example 2 in which the surface layer is composed of a thermoplastic polyurethane resin (b1) and a thermoplastic resin (b2), and the thermoplastic resin (b2) having a small difference in refractive index from the thermoplastic polyurethane resin (b1) is used; In 5, 8, 11 and 15, highly transparent films or sheets were obtained.
  • Example in which the surface layer is composed of a thermoplastic polyurethane resin (b1) and acrylic rubber particles (b3), and the acrylic rubber particles (b3) having a small difference in refractive index from the thermoplastic polyurethane resin (b1) are used. In 3, 6, 9, 12 and 16, highly transparent films or sheets were obtained.
  • the PMMA used has a high glass transition temperature (Tg) of 110° C., and its chemical resistance when used alone with an aqueous lactic acid solution is excellent (A rating), so the polymer alloy results are also excellent (A rating ).
  • the PMMA single layer sheet obtained in Comparative Example 1 had poor scratch resistance and poor chemical resistance when sunscreen was used as a chemical.
  • Comparative Examples 2 and 3 since ⁇ B / ⁇ A was less than 0.03, there was a large difference in melt viscosity between the material of the base layer and the material of the surface layer, and the obtained film or sheet had a surface layer The thickness uniformity of the substrate was low, and interface roughness between the substrate layer and the surface layer was observed.

Abstract

本発明は、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層とを含み、熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層の厚み均一性が良好で、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層との間の界面荒れが抑制され、耐擦傷性及び耐薬品性に優れる積層体を提供する。本発明の積層体(1)は、アクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層(21)と、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる表面層(22)との積層構造を含み、樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の温度220℃、せん断速度50s-1の条件で測定される溶融粘度をそれぞれηA、ηBとしたとき、式(1)を満たすものである。0.03≦ηB/ηA≦2.00・・・式(1)

Description

積層体とその製造方法
 本発明は、アクリル系樹脂を含む基材層とポリウレタン系樹脂を含む表面層とを含む積層体と、その製造方法に関する。
 アクリル系樹脂からなるフィルム及びシートは、透明性及び耐候性等の特性に優れる。フィルムは例えば、電気製品の光学部品、自動車の内外装部品、看板、建材、及び、屋内又は屋外用途の各種成形品の表面保護フィルム等として用いられ、シートは例えば、什器、看板、及び自動販売機の前面板等に用いられる。
 一般的に、アクリル系樹脂は、鉛筆硬度等の表面硬度は優れるが、耐擦傷性及び耐薬品性はそれ程優れず、ポリカーボネート系樹脂等の他の樹脂と同等である。そのため、従来、耐擦傷性又は耐薬品性が求められる用途(例えば、自動車の内外装部品及び建材等の用途)では、それらの物性を担保するために、アクリル系樹脂の表面にハードコーティング剤又は自己修復コーティング剤を塗工し、硬化させて、硬化被膜を形成することが一般的である。
 耐擦傷性及び耐薬品性に優れる樹脂として、ポリウレタン系樹脂が知られている。
 特許文献1には、アクリル系樹脂層と、自己修復性及び耐擦傷性を有するポリウレタン系樹脂層とを含む積層フィルムが開示されている(請求項4)。
 特許文献2には、熱可塑性ポリウレタン系樹脂層(コア層)の両面にアクリル系樹脂層が積層された積層フィルムが開示されている(請求項1)。この積層フィルムは、熱可塑性ポリウレタン系樹脂からなる中間層を含むため、引き裂き抵抗を向上できる(表2)。積層フィルムの製造方法として、共押出成形法が挙げられている(段落0023)。
特開平10-219006号公報 特開2009-154529号公報
 特許文献1において、ポリウレタン系樹脂は、熱硬化性ポリウレタン系樹脂である。この文献に記載の積層フィルムの製造方法は、アクリル系樹脂フィルムを製膜する工程、アクリル系樹脂フィルム上に熱硬化性ポリウレタン系樹脂を含む硬化性組成物を塗工する工程、及び塗工膜を硬化する工程を必要とし、工程数が多く、高コストである。また、熱硬化性ポリウレタン系樹脂は延伸性が良くないため、得られた積層フィルムを熱成形する場合の形状設計に制限がある。
 特許文献2に記載の積層フィルムでは、熱可塑性ポリウレタン系樹脂が中間層に用いられているため、耐擦傷性及び耐薬品性の改善効果は得られない。
 従来一般的に、以下の理由から、アクリル系樹脂と熱可塑性ポリウレタン系樹脂とを共押出成形することは難しく、非常に狭い温度範囲内で成形を行う必要があるとされている。
 一般的に、熱可塑性ポリウレタン系樹脂は、高温領域ではウレタン結合の熱分解により低粘度化する一方、低温領域では物理架橋点形成により溶融流動性が低下する傾向がある。
 そのため、一般的に、熱可塑性ポリウレタン系樹脂を押出成形する場合、温度変化に対する溶融粘度の変動が大きく、押出機から樹脂が出た直後に樹脂の垂れ及び変形等が発生する恐れがある。
 また、熱可塑性ポリウレタン系樹脂と他樹脂とを共押出成形する場合、これら樹脂の溶融粘度の関係によっては、幅方向での上記2つの樹脂の層の厚み比が不均一になる恐れがあると共に、上記2つの樹脂の層の界面に荒れが生じて、上記2つの樹脂の層の界面接着性が低下する恐れがある。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層とを含み、熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層の厚み均一性が良好で、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層との間の界面荒れが抑制され、耐擦傷性及び耐薬品性に優れる積層体を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の[1]~[11]の積層体とその製造方法を提供する。
[1] アクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層と、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる表面層との積層構造を含み、
 樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の温度220℃、せん断速度50s-1の条件で測定される溶融粘度をそれぞれη、ηとしたとき、下記式(1)を満たす、積層体。
0.03≦η/η≦2.00・・・式(1)
[2] 樹脂組成物(B)がさらに、熱可塑性ポリウレタン系樹脂及びアクリル系ゴム粒子以外の熱可塑性樹脂(b2)を含む、[1]の積層体。
[3] 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の屈折率をnb1とし、熱可塑性樹脂(b2)の屈折率をnb2としたとき、下記式(2)を満たす、[2]の積層体。
|nb1-nb2|≦0.005・・・式(2)
[4] 樹脂組成物(B)がさらにアクリル系ゴム粒子(b3)を含む、[1]~[3]のいずれかの積層体。
[5] 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の屈折率をnb1とし、アクリル系ゴム粒子(b3)の屈折率をnb3としたとき、下記式(3)を満たす、[4]の積層体。
|nb1-nb3|≦0.005・・・式(3)
[6] 樹脂組成物(A)が、メタクリル系樹脂(a1)及びアクリル系エラストマー(a2)を含む、[1]~[5]のいずれかの積層体。
[7] アクリル系エラストマー(a2)が、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(arx)と、数平均粒子径50~170nmのアクリル系ゴム粒子(ary)とを含む、[6]の積層体。
[8] アクリル系エラストマー(a2)が、アクリル系ブロック共重合体(ab)を含む、[6]または[7]の積層体。
[9] 総厚みが0.03mm以上0.50mm未満である、[1]~[8]のいずれかの積層体。
[10] 総厚みが0.50mm以上8.00mm以下である、[1]~[8]のいずれかの積層体。
[11] 共押出成形法により、[1]~[10]のいずれかの積層体を製造する、積層体の製造方法。
 本発明によれば、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層とを含み、熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層の厚み均一性が良好で、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層との間の界面荒れが抑制され、耐擦傷性及び耐薬品性に優れる積層体を提供することができる。
本発明に係る第1実施形態の積層体の模式断面図である。 本発明に係る第2実施形態の積層体の模式断面図である。 本発明に係る一実施形態の積層体の製造装置の模式図である。
[積層体]
 本発明の積層体は、1種以上のアクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層と、1種以上の熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる表面層との積層構造を含む。
 本発明の積層体は、基材層の少なくとも一方の面上に、表面層を有することができる。
 本発明の積層体において、基材層はアクリル系樹脂含有層であり、表面層は熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層である。
 図1、図2は、本発明に係る第1、第2実施形態の積層体の模式断面図である。図中、符号1、2は積層体、符号21は基材層、符号22は表面層を示す。
 第1実施形態の積層体1は、基材層21の片面に表面層22が積層された2層構造の積層体である。
 第2実施形態の積層体2は、基材層21の両面に表面層22が積層された3層構造の積層体である。
 積層体1、2は、基材層及び表面層以外の他の樹脂層を有していてもよい。
 アクリル系樹脂含有層は、透明性、耐候性、及び表面硬度等に優れるが、耐擦傷性及び耐薬品性はそれ程優れない。このアクリル系樹脂含有層の少なくとも一方の面上に、耐擦傷性及び耐薬品性に優れる熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層を積層することで、耐擦傷性及び耐薬品性に優れた積層体を提供できる。
 耐擦傷性及び耐薬品性の観点から、本発明の積層体の少なくとも一方の最表層が、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む表面層であることが好ましい。
 本発明の積層体の形態は特に制限されず、フィルム、シート、板、及び任意の3次元形状が挙げられる。一般的に、薄膜成形体に対しては、厚みに応じて、「フィルム」、「シート」、又は「板」の用語が使用されるが、これらの明確な定義はなく、これらの間に明確な区別はない。本発明の積層体の好ましい形態は、フィルム及びシートである。
 フィルムの総厚みは特に制限されず、例えば0.03mm以上0.50mm未満、好ましくは0.05mm以上0.40mm未満、より好ましくは0.07mm以上0.2mm未満である。
 シートの総厚みは特に制限されず、例えば0.50mm以上8.00mm以下、好ましくは1.00mm以上5.00mm以下、より好ましくは1.5mm以上3.5mm以下である。
 以下、本発明の積層体の形態がフィルム又はシートである場合について説明するが、本発明の積層体の形態は、これらに限定されない。
 本発明の積層体の製造方法は特に制限されず、共押出成形法が好ましい。
 本発明の積層体は、共押出成形法により製造できるので、熱硬化性ポリウレタン系樹脂を含む、ハードコーティング剤又は自己修復コーティング剤を用いてポリウレタン系樹脂含有層を形成する場合と異なり、少ない工程数で低コストに製造できる。
 本発明の積層体では、表面層の材料として熱硬化性ポリウレタン系樹脂ではなく延伸性に優れる熱可塑性ポリウレタン系樹脂を用いるため、本発明の積層体を熱成形する場合の形状設計の自由度が高く、好ましい。
 [発明が解決しようとする課題]の項で説明したように、一般的に、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層とを含む積層体を、共押出成形法で製造することは難しい。
 本発明の積層体は、樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の温度220℃、せん断速度50s-1の条件で測定される溶融粘度をそれぞれη、ηとしたとき、下記式(1)を満たす。
0.03≦η/η≦2.00・・・式(1)
 本明細書において、特に明記しない限り、「溶融粘度」は、JIS K7199に準拠して、キャピログラフを用い、温度220℃、せん断速度50s-1の条件で測定される溶融粘度である。
 一般的に、フィルム又はシートの押出成形時に樹脂にかかるせん断速度は10~100s-1である。本発明では、フィルム又はシートの押出成形時に樹脂にかかるせん断速度の代表値として50s-1を用いて、溶融粘度を規定してある。
 一般的に、アクリル系樹脂を含むフィルム又はシートの押出成形温度は、200~240℃である。本発明では、フィルム又はシートの押出成形温度の代表値として220℃を用いて、溶融粘度を規定してある。
 式(1)は、樹脂組成物(B)の溶融粘度ηと樹脂組成物(A)の溶融粘度ηとの比(η/η)を規定している。η/ηの下限値は0.03であり、好ましくは0.05、より好ましくは0.10、特に好ましくは0.15、最も好ましくは0.30である。η/ηの上限値は2.00であり、好ましくは1.00、より好ましくは0.50である。
 η/ηが上記範囲内であれば、共押出時に基材層と表面層との厚み比が幅方向で均一になりやすく、表面層の幅方向の厚みが均一になりやすい。また、溶融粘度差に起因する基材層と表面層との間の界面荒れも抑制できる。
 本発明では、式(1)を満たすように、樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の組成を設計する。これによって、基材層と表面層との厚み比の均一性を高め、表面層の厚みの均一性を高め、基材層と表面層との間の界面荒れを抑制できる。
 本明細書において、共押出時の幅方向は、樹脂の押出方向(流れ方向)に対して、垂直方向である。
(基材層)
 基材層は、1種以上のアクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなるアクリル系樹脂含有層である。基材層は、2層以上のアクリル系樹脂含有層の積層でもよい。
 基材層は、アクリル系樹脂組成物からなるので、透明性、耐候性、及び表面硬度等のアクリル系樹脂が本来有する特性を有することができる。
 基材層の厚みは特に制限されない。本発明の積層体がフィルムである場合、基材層の厚みは、好ましくは0.03mm以上0.5mm未満、より好ましくは0.05mm以上0.3mm未満、特に好ましくは0.05mm以上0.2mm未満である。本発明の積層体がシートである場合、基材層の厚みは、好ましくは0.5mm以上8mm未満、より好ましくは1mm以上4mm未満、特に好ましくは2mm以上3.5mm未満である。
 アクリル系樹脂は、1種以上の(メタ)アクリル酸エステル単位を含む単独重合体又は共重合体であり、公知のものを用いることができる。
 本明細書において、(メタ)アクリルは、アクリル及びメタクリルの総称であり、(メタ)アクリロニトリルは、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルの総称である。
 樹脂組成物(A)に含まれるアクリル系樹脂は、メタクリル系樹脂(a1)を含むことが好ましく、メタクリル系樹脂(a1)及びアクリル系エラストマー(a2)を含むことがより好ましい。
<メタクリル系樹脂(a1)>
 メタクリル系樹脂(a1)は、1種以上のメタクリル酸エステル単位を含む単独重合体又は共重合体であり、公知のものを用いることができる。透明性の観点から、メタクリル系樹脂(a1)中のメタクリル酸エステル単位の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
 メタクリル酸エステルとしては特に制限されず、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、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2-エチルヘキシル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル;メタクリル酸単環脂肪族炭化水素エステル;メタクリル酸多環脂肪族炭化水素エステル等が挙げられる。透明性の観点から、メタクリル系樹脂(a1)はMMA単位を含むことが好ましい。メタクリル系樹脂(a1)中のMMA単位の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
 メタクリル系樹脂(a1)は、メタクリル酸エステル単位以外の1種以上の他の単量体単位を含んでいてもよい。他の単量体としては、アクリル酸メチル(MA)、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2-エチルヘキシル、及びアクリル酸2-ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル;エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブチレン、及び1-オクテン等のオレフィン;ブタジエン、イソプレン、及びミルセン等の共役ジエン;スチレン(St)、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-エチルスチレン、4-t-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、及び4-メチル-α-メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル;(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、及びイタコン酸等の(無水)不飽和カルボン酸;フェニルマレイミド及びシクロヘキシルマレイミド等のマレイミド類;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、及びフッ化ビニリデン;等が挙げられる。
 中でも、透明性の観点から、MAが好ましい。例えば、MMAとMAとの共重合体は、透明性に優れ、好ましい。この共重合体中のMMAの含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。
 メタクリル系樹脂(a1)は、好ましくはMMAを含む1種以上のメタクリル酸エステル、及び必要に応じて他の単量体を重合することで得られる。複数種の単量体を用いる場合は、通常、複数種の単量体を混合して単量体混合物を調製した後、重合を行う。重合方法としては特に制限されず、生産性の観点から、塊状重合法、懸濁重合法、溶液重合法、及び乳化重合法等のラジカル重合法が好ましい。
 メタクリル系樹脂(a1)としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、メタクリル酸メチル(MMA)と1種以上の(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、及びメタクリル酸エステル-スチレン共重合体(MS樹脂)等が好ましい。
 メタクリル系樹脂(a1)の市販品として、例えば、以下の製品が挙げられる。
PMMA:クラレ社製「パラペット」、三菱ケミカル社製「アクリペット」、住友化学社製「スミペックス」、旭化成社製「デルペット」、
MS樹脂:東洋スチレン製「トーヨーMS」。
<アクリル系エラストマー(a2)>
 アクリル系エラストマー(a2)は、1種以上のアクリル酸アルキルエステル単位を有するエラストマーであり、公知のものを用いることができる。樹脂組成物(A)がアクリル系エラストマー(a2)を含む場合、本発明の積層体の耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等を向上できる。
 アクリル系エラストマー(a2)としては、アクリル酸アルキルエステル共重合体層を有するアクリル系ゴム粒子(ar)、アクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを有するアクリル系ブロック共重合体(ab)、及びこれらの組合せ等が挙げられる。
<アクリル系ゴム粒子(ar)>
 アクリル系ゴム粒子(ar)としては、1つ以上のゴム成分層を含む内部と、1つ以上の熱可塑性樹脂成分層からなる外部とからなるコア-シェル構造の多層構造ゴム粒子が好ましい。アクリル系ゴム粒子のコアは「層」とみなす。
 アクリル系ゴム粒子(ar)の内部は、コア、及び必要に応じて1つ以上の中間層からなる。アクリル系ゴム粒子(ar)の層数は2層以上であり、3層又は4層以上でもよい。層数の上限は、例えば、5層である。
 アクリル系ゴム粒子(ar)としては、物性及び製造容易性等の観点から、中心から、第1の熱可塑性樹脂成分層(コア)と、ゴム成分層(中間層)と、第2の熱可塑性樹脂成分層(外部)との3層構造の多層構造重合体粒子が好ましい。
 ゴム成分層の総量と熱可塑性樹脂成分層の総量との質量比(ゴム成分層/熱可塑性樹脂成分層)は、好ましくは30/70~90/10である。ゴム成分層の割合が上記下限値以上であれば、本発明の積層体の耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果が効果的に得られる。ゴム成分層の割合が上記上限値超では、粒子構造の形成が困難となり、また溶融流動性が低下して他の成分との混練及び樹脂組成物(A)の成形が困難となる恐れがある。
 ゴム成分層は、アクリル酸エステル単位50~98.99質量%、他の単官能性単量体単位44.99~1質量%、及び多官能性単量体単位0.01~10質量%を含む共重合体を含むことが好ましい。以下、ゴム成分層の原料単量体について、説明する。
 アクリル酸エステルとしては特に制限されず、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、及びアクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。
 他の単官能性単量体としては特に制限されず、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸フェニル、及びメタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸エステル;スチレン(St)、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、及びハロゲン化スチレン等の芳香族ビニル系単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。中でも、スチレン(St)が好ましい。
 多官能性単量体は、分子内に炭素-炭素二重結合を2個以上有する単量体である。多官能性単量体としては特に制限されず、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸メタリル、桂皮酸アリル、桂皮酸メタリル、マレイン酸ジアリル、フタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、及びヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。中でも、メタクリル酸アリル(ALMA)が好ましい。
 熱可塑性樹脂成分層は、メタクリル酸エステル単位40~100質量%及び他の単量体単位60~0質量%からなる共重合体を含むことが好ましい。以下、熱可塑性樹脂成分層の原料単量体について、説明する。
 メタクリル酸エステルとしては特に制限されず、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸フェニル、及びメタクリル酸ベンジル等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。中でも、MMAが好ましい。
 他の単量体としては特に制限されず、アクリル酸メチル(MA)、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル(BA);アクリル酸シクロヘキシル等の、アクリル酸とC5又はC6の脂環式アルコールとのエステル;スチレン(St)及びα-メチルスチレン等の芳香族ビニル系単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体;ゴム成分層で例示した多官能性単量体等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。中でも、アクリル酸メチル(MA)、アクリル酸エチル、及びアクリル酸n-ブチル(BA)等のアクリル酸アルキルエステルが好ましい。
 アクリル系ゴム粒子(ar)の数平均粒子径は特に制限されず、好ましくは50~300nmである。数平均粒子径が上記下限値以上であれば、アクリル系ゴム粒子(ar)への応力集中が効果的に起こり、本発明の積層体の耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果が効果的に得られる。数平均粒子径が上記上限値超では、折曲時等に、応力によりアクリル系ゴム粒子(ar)内にボイドが発生し、白化(応力白化とも言う。)が生じる恐れがある。
 粒子への応力集中による耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果の観点から、アクリル系ゴム粒子(ar)は、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(arx)を含むことが好ましい。
 粒子への応力集中による耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果と、応力による粒子内のボイド形成及びそれによる白化の抑制とを効果的に両立するために、数平均粒子径の異なる複数種のアクリル系ゴム粒子(ar)を併用することができる。例えば、アクリル系ゴム粒子(ar)は、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(arx)と、数平均粒子径50~170nmのアクリル系ゴム粒子(ary)とを含むことができる。
 本明細書において、「アクリル系ゴム粒子の数平均粒子径」は、特に明記しない限り、アクリル系ゴム粒子の1つ以上の熱可塑性樹脂成分層からなる外部を除いた部分、すなわち、1つ以上のゴム成分層を含む内部の数平均粒子径である。
 アクリル系ゴム粒子の数平均粒子径は例えば、電子顕微鏡観察により測定できる。アクリル系ゴム粒子を含むフィルム又はシート等をリンタングステン酸又は四酸化ルテニウム等で電子染色し、透過型電子顕微鏡で観察する。複数の染色された粒子の粒子径を測定し、それらの平均値を求め、アクリル系ゴム粒子の数平均粒子径とする。染色された粒子が非球状である場合、その粒子径は、長軸直径と短軸直径との平均値とする。
 具体的な評価方法の例については、後記[実施例]の項を参照されたい。
<アクリル系ブロック共重合体(ab)>
 アクリル系ブロック共重合体(ab)は、1つ以上のアクリル酸アルキルエステル重合体ブロックを有し、好ましくは、1つ以上のメタクリル系重合体ブロックと1つ以上のアクリル系重合体ブロックとを有する。
 相溶性の観点から、主としてメタクリル酸エステル単位を有するメタクリル系重合体ブロック10~80質量%と、主としてアクリル酸エステル単位を有するアクリル系重合体ブロック90~20質量%とを含むブロック共重合体が好ましい。但し、メタクリル系重合体ブロックとアクリル系重合体ブロックとの合計量を100質量%とする。
 メタクリル系重合体ブロック中のメタクリル酸エステル単位の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上、最も好ましくは98質量%以上であり、100質量%でもよい。
 原料のメタクリル酸エステルとしては特に制限されず、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル、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、及びメタクリル酸アリル(ALMA)等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。中でも、透明性及び耐熱性の観点から、MMAが好ましい。
 アクリル系重合体ブロック中のアクリル酸エステル単位の含有量は、好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上、特に好ましくは60質量%以上、最も好ましくは90質量%以上である。
 原料のアクリル酸エステルとしては特に制限されず、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i-プロピル、アクリル酸n-ブチル(BA)、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸s-ブチル、アクリル酸t-ブチル、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、アクリル酸グリシジル、及びアクリル酸アリル等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。
 アクリル系ブロック共重合体(ab)におけるメタクリル系重合体ブロックとアクリル系重合体ブロックとの結合形態は、特に限定されない。例えば、アクリル系重合体ブロックの片末端又は両末端にメタクリル系重合体ブロックが結合した、ジブロック共重合体又はトリブロック共重合体等が好ましい。
 樹脂組成物(A)において、アクリル系ゴム粒子(ar)及びアクリル系ブロック共重合体(ab)等のアクリル系エラストマー(a2)の含有量(複数種の場合は総量)は特に制限されず、積層体の形態等に応じて設計される。
 本発明の積層体がフィルムである場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系エラストマー(a2)の含有量を比較的高くすることで、フィルタとして必要な耐屈曲性、耐折曲性、及び柔軟性を確保することができる。
 本発明の積層体がフィルムである場合、粒子への応力集中による耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果と、折曲時等における応力による粒子内のボイド形成及びそれによる白化の抑制とを効果的に両立するために、数平均粒子径の異なる複数種のアクリル系ゴム粒子を併用してもよい。例えば、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(arx)と、数平均粒子径50~170nmのアクリル系ゴム粒子(ary)とを併用することができる。
 本発明の積層体がフィルムである場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系エラストマー(a2)の含有量は、好ましくは10~60質量%、より好ましくは30~50質量%、特に好ましくは40~50質量%である。
 本発明の積層体がシートである場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系エラストマー(a2)の含有量を比較的低くし、シートとして必要な剛性を確保することができる。
 本発明の積層体がシートである場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系エラストマー(a2)の含有量は、好ましくは2~40質量%、より好ましくは10~30質量%、特に好ましくは15~25質量%である。
 アクリル系エラストマー(a2)は、アクリル系ゴム粒子(ar)を含むことができる。
 アクリル系エラストマー(a2)としてアクリル系ゴム粒子(ar)を単独で使用する場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系ゴム粒子(ar)の好ましい含有量は、以下の通りである。
 本発明の積層体がフィルムである場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系ゴム粒子(ar)の含有量は、好ましくは10~60質量%、より好ましくは30~50質量%、特に好ましくは40~50質量%である。
 本発明の積層体がシートである場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系ゴム粒子(ar))の含有量は、好ましくは2~40質量%、より好ましくは10~30質量%、特に好ましくは15~25質量%である。
 アクリル系エラストマー(a2)として、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(arx)と、数平均粒子径50~170nmのアクリル系ゴム粒子(ary)と、アクリル系ブロック共重合体(ab)とを併用する場合、樹脂組成物(A)中のこれらの好ましい含有量は、以下の通りである。
 樹脂組成物(A)中のアクリル系ゴム粒子(arx)の含有量は、好ましくは0.1~7.5質量%、より好ましくは0.5~7.0質量%である。アクリル系ゴム粒子(arx)の含有量が0.1質量%未満では添加効果が効果的に発現せず、7.5質量%超ではアクリル系ゴム粒子(ar)周辺への応力集中によって微小なクラックが発生し、これにより応力白化が生じる恐れがある。
 樹脂組成物(A)中のアクリル系ブロック共重合体(ab)の含有量は、好ましくは0.1質量%以上5質量%未満、より好ましくは0.5~4.5質量%である。アクリル系ブロック共重合体(ab)の含有量が0.1質量%未満では添加効果が効果的に発現せず、5質量%以上ではアクリル系ブロック共重合体(ab)の分散粒子径が大きくなり、ヘイズの上昇及び折曲時等における応力白化が生じる恐れがある。
 樹脂組成物(A)中のアクリル系ゴム粒子(ary)の含有量は、樹脂組成物(A)中のアクリル系エラストマー(a2)の総量が上記好ましい範囲となるよう、設計することができる。
 アクリル系エラストマー(a2)としてアクリル系ブロック共重合体(ab)を単独で使用してもよい。この場合、樹脂組成物(A)中のアクリル系ブロック共重合体(ab)の含有量は、好ましくは2質量%以上40質量%未満、より好ましくは10~30質量%である。
 樹脂組成物(A)は必要に応じて、アクリル系樹脂以外の1種以上の他の重合体を含むことができる。他の重合体の種類としては特に制限されず、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、及びポリアセタール等の他の熱可塑性樹脂;フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、及びエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
 樹脂組成物(A)中のアクリル系樹脂の含有量は多い方が好ましく、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上である。樹脂組成物(A)中の他の重合体の含有量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。
 樹脂組成物(A)は必要に応じて、各種添加剤を含むことができる。添加剤としては、着色剤、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、離型剤、高分子加工助剤、帯電防止剤、難燃剤、光拡散剤、艶消し剤、及び蛍光体等が挙げられる。添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設定できる。樹脂組成物(A)の構成樹脂100質量部に対して、例えば、酸化防止剤の含有量は0.01~1質量部、紫外線吸収剤の含有量は0.01~3質量部、光安定剤の含有量は0.01~3質量部、滑剤の含有量は0.01~3質量部が好ましい。
 樹脂組成物(A)に他の重合体及び/又は添加剤を添加させる場合、添加タイミングは、樹脂組成物(A)の構成樹脂の重合時又は重合後でもよいし、樹脂組成物(A)の調製時でもよい。
(表面層)
 表面層は、1種以上の熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層である。表面層は、耐擦傷性及び耐薬品性を有する層である。表面層は、2層以上の熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層の積層でもよい。
 表面層の厚みは特に制限されず、好ましくは0.01~0.30mm、より好ましくは0.02~0.20mm、特に好ましくは0.02~0.10mmである。表面層の厚みは上記下限値以上であれば、耐擦傷性及び耐薬品性が効果的に発現し、基材層との共押出時に幅方向の厚みが均一になりやすい。表面層の厚みが上記上限値超では、本発明の積層体の剛性が低下する恐れがある。また、表面層の材料は基材層の材料よりもコストが高いので、コスト低減の観点から、耐擦傷性及び耐薬品性が良好に得られる範囲内で、表面層の厚みはなるべく薄く設計することが好ましい。表面層の厚みが上記上限値以下であれば、材料費によるコスト増加を抑えられる。
<熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)>
 ポリウレタン系樹脂は、主鎖にウレタン結合を有する樹脂である。本発明では、表面層に含まれるポリウレタン系樹脂として、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する1種以上の熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を用いる。
 熱硬化性ポリウレタン系樹脂を含む、ハードコーティング剤又は自己修復コーティング剤を用いてポリウレタン系樹脂含有層を形成する場合と異なり、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を用いる本発明の積層体は、共押出成形法により製造でき、少ない工程数で低コストに製造できる。
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)は、熱硬化性ポリウレタン系樹脂と異なり、延伸性に優れるため、本発明の積層体を熱成形する場合の形状設計の自由度が高く、好ましい。
 一般的に、ポリウレタン系樹脂は、2つ以上の活性水素基を有する1種以上の活性水素基含有化合物と1種以上のポリイソシアネートとを反応させることで、得られる。本発明では、透明性が良好な熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)が得られることから、活性水素基含有化合物として、2つ以上の水酸基を有するポリオールを用いる。本発明では、透明性及び耐候性が良好な熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)が得られることから、2つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとして、脂肪族ジイソシアネートを用いる。
 原料としてポリオール及び脂肪族ジイソシアネートを用いて得られる熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)は、透明性及び耐候性が良好であり、耐候性試験において黄変が抑制される。
 本発明では、表面層の材料として、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を用いることで、耐擦傷性及び耐薬品性に優れ、透明性及び耐候性が良好な表面層を形成することができる。
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)は公知方法にて製造することができ、1種以上のポリオール、1種以上の脂肪族ジイソシアネート、及び必要に応じて1種以上の鎖延長剤を反応させて、製造することができる。例えば、特開2007-217678号公報を参照されたい。
 ポリオールとしては公知のものを用いることができ、アジペートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール(PCL)、ポリカーボネートポリオール(PCD)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、及びポリテトラメチレングリコール(PTMG)等のポリマーポリオールが好ましい。耐熱性又は耐油性が必要な用途では、アジペートポリオール、PCL、及びPCD等が好ましい。中でも、耐加水分解性の観点から、PCDがより好ましい。
 脂肪族ジイソシアネートとしては、公知のものを用いることができる。脂肪族ジイソシアネートは、脂環式でも非脂環式でもよい。非脂環式の脂肪族ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等が挙げられる。脂環式の脂肪族ジイソシアネート(脂環族ジイソシアネートとも言う。)としては、水素添加4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、及び1,4‐ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4HXDI)等が挙げられる。脂環式の脂肪族ジイソシアネートが好ましい。
 鎖延長剤としては、脂肪族グリコール、芳香族グリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、及びビス(ヒドロキシエチル)ヒドロキノン等の低分子量ジオール等が挙げられる。
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の硬度(ShoreA)は特に制限されず、好ましくは85A以上、より好ましくは87A以上である。硬度が85A以上であれば、本発明の積層体の表面のタックを抑え、共押出成形時に保護フィルムなしで積層体を巻き取ることができ、好ましい。熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の硬度は、JIS-K7311-1995の硬さ試験に準拠して、測定することができる。
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の重量平均分子量(Mw)は特に制限されず、耐熱性の観点から、好ましくは5.0×10以上、より好ましくは7.0×10以上、特に好ましくは1.0×10以上である。成形性の観点から、好ましくは1.0×10以下、より好ましくは9.0×10以下、特に好ましくは7.0×10以下である。
 本明細書において、特に明記しない限り、「重量平均分子量(Mw)」は、GPC法により測定され、GPCで測定したクロマトグラムを標準ポリスチレンの分子量に換算した値である。
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の、220℃、荷重2.16kgの条件で測定されるメルトマスフローレイト(MFR)は特に制限されず、好ましくは1~100g/10分、より好ましくは2~90g/10分、特に好ましくは3~80g/10分である。MFRが上記下限値以上であれば良好な成形性が得られ、上記上限値以下であればアクリル系樹脂との溶融粘度差による積層ムラが起きにくい。
 本明細書において、MFRは、JIS K7210に準拠して、測定することができる。
<熱可塑性樹脂(b2)>
 樹脂組成物(B)は必要に応じて、熱可塑性ポリウレタン系樹脂及びアクリル系ゴム粒子以外の熱可塑性樹脂(b2)を含むことができる。
 熱可塑性樹脂(b2)としては公知のものを用いることができ、メタクリル酸エステルの単独重合体又は共重合体、メタクリル酸エステル-スチレン共重合体(MS樹脂)、スチレン-無水マレイン酸共重合体(SMA樹脂)、スチレン-メタクリル酸エステル-無水マレイン酸共重合体(SMM樹脂)、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、及びポリアセタール等が挙げられる。これらは、1種以上用いることができる。
 樹脂組成物(B)及び本発明の積層体の透明性の観点から、熱可塑性樹脂(b2)は、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)と屈折率が近いことが好ましい。具体的には、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の屈折率をnb1とし、熱可塑性樹脂(b2)の屈折率nb2としたとき、下記式(2)を満たすことが好ましい。
|nb1-nb2|≦0.005・・・式(2)
 |nb1-nb2|は、より好ましくは0.003以下、特に好ましくは0.002以下である。
 樹脂の屈折率は、後記[実施例]の項に記載の方法にて測定することができる。
 表面層が熱可塑性樹脂(b2)を含む場合、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)との屈折率差が小さいものを選択することで、表面層の透明性を良好とすることができる。
 ポリウレタン系樹脂(b1)と屈折率が近いことから、熱可塑性樹脂(b2)としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、メタクリル酸メチル(MMA)と1種以上の(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、及びMS樹脂等のメタクリル系樹脂が好ましい。
<アクリル系ゴム粒子(b3)>
 樹脂組成物(B)は必要に応じて、アクリル酸アルキルエステル共重合体層を有するアクリル系ゴム粒子(b3)を含むことができる。樹脂組成物(B)がアクリル系ゴム粒子(b3)を含む場合、本発明の積層体の耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等を向上できる。
 アクリル系ゴム粒子(b3)としては、1つ以上のゴム成分層を含む内部と、1つ以上の熱可塑性樹脂成分層からなる外部とからなるコア-シェル構造の多層構造ゴム粒子が好ましい。アクリル系ゴム粒子(b3)の内部は、コア、及び必要に応じて1つ以上の中間層からなる。アクリル系ゴム粒子(b3)の層数は2層以上であり、3層、又は4層以上でもよい。層数の上限は、例えば、5層である。
 アクリル系ゴム粒子(b3)としては、物性及び製造容易性等の観点から、中心から、第1の熱可塑性樹脂成分層(コア)と、ゴム成分層(中間層)と、第2の熱可塑性樹脂成分層との3層構造の多層構造重合体粒子が好ましい。
 ゴム成分層の総量と熱可塑性樹脂成分層の総量との質量比(ゴム成分層/熱可塑性樹脂成分層)は、好ましくは30/70~90/10である。ゴム成分層の割合が上記下限値以上であれば、本発明の積層体の耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果が効果的に得られる。ゴム成分層の割合が上記上限値超では、粒子構造の形成が困難となり、また溶融流動性が低下して他の成分との混練及び樹脂組成物(B)の成形が困難となる恐れがある。
 ゴム成分層は、アクリル酸エステル単位50~98.99質量%、他の単官能性単量体単位44.99~1質量%、及び多官能性単量体単位0.01~10質量%を含む共重合体を含むことが好ましい。
 熱可塑性樹脂成分層は、メタクリル酸エステル単位40~100質量%及び他の単量体単位60~0質量%からなる共重合体を含むことが好ましい。
 ゴム成分層及び熱可塑性樹脂成分層の原料単量体の例示は、アクリル系ゴム粒子(ar)と同様である。
 アクリル系ゴム粒子(b3)の数平均粒子径は特に制限されず、好ましくは50~300nmである。数平均粒子径が上記下限値以上であれば、アクリル系ゴム粒子(b3)への応力集中が効果的に起こり、本発明の積層体の耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果が効果的に得られる。数平均粒子径が上記上限値超では、折曲時等に、応力によりアクリル系ゴム粒子(b3)内にボイドが発生し、白化が生じる恐れがある。
 粒子への応力集中による耐衝撃性、耐屈曲性、及び耐折曲性等の向上効果と、応力による粒子内のボイド形成及びそれによる白化の抑制とを効果的に両立するために、数平均粒子径の異なる複数種のアクリル系ゴム粒子(b3)を併用することができる。例えば、アクリル系ゴム粒子(b3)は、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(b3x)と、数平均粒子径50~170nmのアクリル系ゴム粒子(b3y)とを含むことができる。
 樹脂組成物(B)及び本発明の積層体の透明性の観点から、アクリル系ゴム粒子(b3)は、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)と屈折率が近いことが好ましい。具体的には、アクリル系ゴム粒子(b3)の屈折率nb3としたとき、下記式(3)を満たすことが好ましい。
|nb1-nb3|≦0.005・・・式(3)
 |nb1-nb3|は、より好ましくは0.003以下、特に好ましくは0.002以下、最も好ましくは0.001以下である。
 表面層がアクリル系ゴム粒子(b3)を含む場合、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)との屈折率差が小さいものを選択することで、表面層の透明性を良好とすることができる。
 樹脂組成物(B)は必要に応じて、各種添加剤を含むことができる。添加剤の種類の例示と好ましい添加量は、樹脂組成物(A)に使用可能な添加剤と同様である。
 樹脂組成物(B)に添加剤を添加させる場合、添加タイミングは、樹脂組成物(B)の構成樹脂の重合時又は重合後でもよいし、樹脂組成物(B)の調製時でもよい。
(その他の樹脂層)
 本発明の積層体は、基材層及び表面層以外の他の樹脂層を有していてもよい。本発明の積層体の積層構造としては、表面層-基材層の2層構造;表面層-基材層-表面層、他の樹脂層-表面層-基材層、表面層-基材層-他の樹脂層の3層構造;他の樹脂層-表面層-基材層-表面層、他の樹脂層-表面層-基材層-他の樹脂層の4層構造;他の樹脂層-表面層-基材層-表面層-他の樹脂層の5層構造等が挙げられる。
 耐擦傷性及び耐薬品性の観点から、本発明の積層体の少なくとも一方の最表層が、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む表面層であることが好ましい。
[積層体の製造方法]
 基材層と表面層との積層構造を有する本発明の積層体は、押出成形法及び熱プレス成形法等の公知方法を用いて成形することができる。中でも、押出成形法(溶融押出法とも言う。)が好ましく、生産性の観点から共押出成形法が特に好ましい。
 以下、共押出成形法による本発明の積層体の製造方法について、説明する。
 図3に、一実施形態として、Tダイ11、第1~第3冷却ロール12~14、及び一対の引取りロール15を含む押出成形装置の模式図を示す。
 各層の材料(樹脂組成物)はそれぞれ押出機を用いて溶融混練され、所望の積層構造の形態で、幅広の吐出口を有するTダイ11からフィルム状又はシート状の形態で共押出される。
 積層方式としては、Tダイ流入前に積層するフィードブロック方式、及びTダイ内部で積層するマルチマニホールド方式等が挙げられる。層間の界面平滑性を高める観点から、マルチマニホールド方式が好ましい。
 溶融状態の各層の材料(樹脂組成物)は、表面欠陥の原因となる核及び不純物を取り除くために、フィルタ濾過しながらTダイから押出することが好ましい。フィルタとしては、200メッシュ以上のスクリーンメッシュ等が好ましい。
 Tダイ11から共押出された溶融状態の熱可塑性樹脂積層体は、第1~第3冷却ロール12~14を用いて加圧及び冷却される。加圧及び冷却後に得られた積層体(フィルム又はシート)16は、一対の引取りロール15により引き取られる。冷却ロールの数は、適宜設計することができる。なお、製造装置の構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更が可能である。
 Tダイ11の温度(押出成形温度)は特に制限されず、好ましくは200~240℃である。Tダイ11の温度が200℃以上であれば、基材層の材料と表面層の材料をいずれも良好な溶融状態にできる。Tダイ11の温度が240℃以下であれば、基材層の材料と表面層の材料の熱劣化を抑制できる。
 本発明の積層体の共押出成形法以外の好適な製造方法としては、
 基材層及び表面層をそれぞれTダイを用いた押出成形法等によりフィルム状又はシート状に成形し、基材層からなるフィルム又はシートと表面層からなるフィルム又はシートとを熱ラミネート法により積層する方法;
 基材層及び表面層のうち一方の層をTダイを用いた押出成形法等によりフィルム状又はシート状に成形し、得られたフィルム又はシートに対して、他方の層を押出成形法により積層する押出ラミネーション法等が挙げられる。
 上記方法にて得られたフィルム状又はシート状の本発明の積層体を熱成形加工してもよい。熱成形工程は例えば、フィルム又はシートを加熱する工程と、加熱したフィルム又はシートに型を押し付ける工程と、型内でフィルム又はシートを冷却する工程と、冷却したフィルム又はシートを型から取り出す工程とを有することができる。
 本発明の積層体では、表面層の材料として熱硬化性ポリウレタン系樹脂ではなく延伸性に優れる熱可塑性ポリウレタン系樹脂を用いるため、本発明の積層体を熱成形する場合の形状設計の自由度が高く、好ましい。
 なお、フィルム状又はシート状の本発明の積層体を熱成形した後に得られる任意形状の積層体も、本発明の積層体に含まれる。
 本発明の積層体は、アクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層と、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる表面層との積層構造を含む。
 本発明の積層体は、表面層が熱可塑性ポリウレタン系樹脂を含むため、耐擦傷性及び耐薬品性に優れる。
 本発明の積層体では、樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の温度220℃、せん断速度50s-1の条件で測定される溶融粘度をそれぞれη、ηとしたとき、上記式(1)を満たすように、樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の組成を設計する。これによって、基材層と表面層との厚み比の均一性を高め、表面層の厚みの均一性を高め、基材層と表面層との間の界面荒れを抑制できる。
 基材層は、アクリル系樹脂組成物からなるので、透明性、耐候性、及び表面硬度等のアクリル系樹脂が本来有する特性を有することができる。
 表面層の材料として、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を用いることで、耐擦傷性及び耐薬品性を有し、透明性及び耐候性が良好な表面層を形成することができる。
 表面層が熱可塑性ポリウレタン系樹脂及びアクリル系ゴム粒子以外の熱可塑性樹脂(b2)を含む場合、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)との屈折率差が小さいものを選択することで、表面層の透明性を良好とすることができる。
 表面層がアクリル系ゴム粒子(b3)を含む場合、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)との屈折率差が小さいものを選択することで、表面層の透明性を良好とすることができる。
 以上説明したように、本発明によれば、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層とを含み、熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層の厚み均一性が良好で、アクリル系樹脂含有層と熱可塑性ポリウレタン系樹脂含有層との間の界面荒れが抑制され、耐擦傷性及び耐薬品性に優れる積層体を提供することができる。
 本発明によれば、上記特性に合わせて、透明性、耐候性、及び表面硬度等が良好な積層体を提供することができる。
[用途]
 本発明の積層体は、各種用途に用いることができる。具体的な用途としては、看板部品、マーキングフィルム、ディスプレイ部品、照明部品、インテリア部品、建築用部品、自動車内装/外装部材等の輸送機関係部品、電子機器部品、医療機器部品、各種機器関係部品、光学関係部品、交通関係部品、浴室部材、及び表面材料等が挙げられる。
 本発明に係る実施例及び比較例について説明する。
[評価項目及び評価方法]
(重量平均分子量(Mw))
 樹脂の重量平均分子量(Mw)は、下記の手順でGPC法により求めた。GPC装置として、示差屈折率検出器(RI検出器)を備えた東ソー株式会社製のHLC-8320(品番)を使用した。溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を用いた。カラムとして東ソー株式会社製の「TSKgel SuperMultipore HZM-M」2本と「SuperHZ4000」とを直列に繋いだものを用いた。樹脂4mgをTHF5mlに溶解させて試料溶液を調製した。カラムオーブンの温度を40℃に設定し、溶離液流量0.35ml/分の条件で、試料溶液20μlを注入して、クロマトグラムを測定した。分子量が400~5,000,000の範囲内にある標準ポリスチレン10点についてGPC測定を行い、保持時間と分子量との関係を示す検量線を作成した。この検量線に基づいてMwを決定した。
(溶融粘度η、η
 樹脂組成物(A)又は(B)の溶融粘度を、キャピラリーレオメーター(東洋精機製作所社製「キャピログラフ1D」)を用いて測定した。220℃で、ピストンスピードを変化させ、直径1mmφ、長さ40mmのキャピラリーから樹脂組成物(A)又は(B)を押出し、その際に生じるせん断応力から粘度を測定した。せん断速度と粘度のデータを2次元プロットし、η又はηとして、せん断速度50s-1の条件での溶融粘度を求めた。
(屈折率nb1、nb2、nb3
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)、熱可塑性樹脂(b2)、又はアクリル系ゴム粒子(b3)の屈折率を、以下のようにして測定した。
 測定対象樹脂をプレス成形して、12mm×12mm、厚さ3mmの評価用シートを作製し、カルニュー光学工業株式会社「KPR-20」を用い、25℃、測定波長587.6nm(d線)の条件で、屈折率を測定した。
(熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の硬度)
 熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の硬度(ShoreA)を、JIS K7311-1995の硬さ試験に準拠して測定した。
(アクリル系ゴム粒子の数平均粒子径)
 アクリル系ゴム粒子のパウダーを230℃で熱プレスし、100μm厚のフィルムを得た。ウルトラミクロトーム(日本電子株式会社製「Leica EM UC7rt」)を用い、80nm厚の超薄切片を作製した。作製した超薄切片を10%リンタングステン酸水溶液により染色し、走査型透過電子顕微鏡(日本電子株式会社製、本体:JSM-7600F、検出器:SM-74240RTED)を用いて、1つ以上のゴム成分層を含む染色された粒子の形状(モルフォロジー)を観察した。染色された粒子30個の粒子径を測定し、それらの平均値を求め、アクリル系ゴム粒子の数平均粒子径とした。
(表面層の厚み均一性)
 積層体の幅方向の断面の表面層の厚み分布を、ニコンインステック社製「万能投影機(V-12B)」を用いて測定した。
 積層体の幅方向の断面(幅300mm)において、中央部(一方の末端から150mmの位置)及び端部(一方の末端から30mmの位置)の表面層の厚みを測定した。中央部と端部の厚み比(中央部の厚み/端部の厚み)を計算した。この厚み比が1.0に近い程、表面層の幅方向の厚み均一性が高く、良好である。
(界面荒れ)
 積層体の表面層側から、基材層と表面層との界面を目視観察し、基材層と表面層との界面荒れについて、以下の基準で評価した。
A(良):界面荒れがなく、外観が良好である。
C(不良):界面荒れがあり、外観が不良である。
(透明性)
 積層体のヘイズ(後記摩耗試験前の初期ヘイズ)を、ヘイズメーター(株式会社村上色彩技術研究所「HAZE METER HM-150」)を用いて測定した。
(耐擦傷性)
 JIS K7204に準拠して、表面層に対してテーバー摩耗試験を行った。摩耗輪としてCS-10Fを用い、荷重4.9N、回転数60rpm、1000回の条件で、試験を行った。試験後の積層体のヘイズを、上記と同じ方法で測定し、試験前後のヘイズ差(ΔHaze)を求めた。
(耐薬品性)
 積層体を切断し、60mm×60mmの試験片を得た。この試験片の表面層上に、薬品として、0.2mLの10%乳酸水溶液又は日焼け止め(バイエル社製「Coppetone SPORT LOTION SPF30」)2.5gを滴下した。この試験片をオーブンに入れ、80℃で24時間加熱した。オーブンから試験片を取り出した。薬品として日焼け止めを用いた場合は、試験片の表面に残った日焼け止めを、イオン交換水を含んだガーゼでふき取った。これら操作後に、積層体の外観を目視観察し、以下の基準で評価した。
評価基準(乳酸水溶液の場合)
A(良):試験片の表面に薬品の跡が見られず、基材層と表面層との剥離も見られなかった。
B(可):試験片の表面に薬品の跡が見られたが、基材層と表面層との剥離は見られなかった。
C(不良):試験片の表面に膨潤が見られ、基材層と表面層との剥離が見られた。
評価基準(日焼け止めの場合)
A(良):日焼け止めをガーゼでふき取ることでき、試験片の表面に白化が見られなかった。
B(可):日焼け止めをガーゼでふき取ることできたが、試験片の表面に白化が見られたが、た。
C(不良):積層体と日焼け止めとが一体化しており、日焼け止めをガーゼでふき取ることができなかった。
[樹脂組成物(A)の材料]
<メタクリル系樹脂(a1)>
(a1-1)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、株式会社クラレ製「パラペット(登録商標)EH」、MFR(温度230℃、荷重3.8kgの条件で測定)=1.3g/10分。
<アクリル系ゴム粒子(ar)>
(arx-1)
 以下の組成の共重合体からなる、最内層、中間層、及び最外層を順次形成して、3層構造のアクリル系ゴム粒子(arx-1)を製造した。数平均粒子径は230nmであった。
最内層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=32.91/2.09/0.07、
中間層:アクリル酸ブチル単位/スチレン単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=37.00/8.00/0.90、
最外層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位(質量比)=18.80/1.20。
(ary-1)
 以下の組成の共重合体からなる、最内層、中間層、及び最外層を順次形成して、3層構造のアクリル系ゴム粒子(ary-1)を製造した。数平均粒子径は110nmであった。
最内層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=9.39/0.61/0.02、
中間層:アクリル酸ブチル単位/スチレン単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=41.11/8.89/2.00、
最外層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位(質量比)=37.61/2.39。
<アクリル系ブロック共重合体(ab)>
(ab-1)アクリル系トリブロック共重合体、メタクリル酸メチル(MMA)重合体ブロック/アクリル酸ブチル重合体ブロック/メタクリル酸メチル(MMA)重合体ブロック(質量比)=14.3/50.0/35.7、重量平均分子量(Mw)=70,000。
[製造例11~13]樹脂組成物(A)の製造
 表1に示す配合組成で、1種以上の材料を230℃で溶融混練し、ペレット化して、樹脂組成物(A-1)~(A-3)を得た。得られた樹脂組成物の配合組成と溶融粘度ηAを、表1に示す。配合量の単位は、「質量部」である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[樹脂組成物(B)の材料]
<熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)>
(TPU-1)エフ・シー・アイ社製「XCT-1095A」、ポリカーボネートポリオール(PCD)と脂環式の脂肪族ジイソシアネートである1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,4HXDI)とを用いて得られたポリウレタン系樹脂、屈折率=1.490、硬度=95A。
(TPU-2)エフ・シー・アイ社製「NY585N11A」、アジペートポリオールと脂環式の脂肪族ジイソシアネートである水素添加4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)とを用いて得られたポリウレタン系樹脂、屈折率=1.490、硬度=86A。
(TPU-2)エフ・シー・アイ社製「NY988-10HB2」、ポリカプロラクトンポリオール(PCL)と脂環式の脂肪族ジイソシアネートである水素添加4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)とを用いて得られたポリウレタン系樹脂、屈折率=1.490、硬度=97A。
<熱可塑性樹脂(b2)>
(b2-1)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、株式会社クラレ製「パラペット(登録商標)HR-S」、MFR(温度230℃、荷重3.8kgの条件で測定)=2.4g/10分)。
(b2-2)メタクリル酸メチル(MMA)-スチレン共重合体、株式会社トーヨースチレン製「トーヨーMS600」、MFR(温度200℃、荷重49Nの条件で測定)=1.0g/10分。
<アクリル系ゴム粒子(b3)>
(b3-1)
 以下の組成の共重合体からなる、最内層、中間層、及び最外層を順次形成して、3層構造のアクリル系ゴム粒子(b3-1)を製造した。数平均粒子径は100nmであった。
最内層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸ブチル(BA)単位/スチレン単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=14.11/30.00/5.89/0.02、
中間層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸ブチル(BA)単位/スチレン単位/架橋性単量体であるメタクリル酸アリル単位(質量比)=1.03/20.00/3.97/0.1、
最外層:メタクリル酸メチル(MMA)単位/アクリル酸メチル(MA)単位(質量比)=23.75/1.25。
[製造例21~28]樹脂組成物(B)の製造
 表2に示す配合組成で、1種以上の材料を230℃で溶融混練し、ペレット化して、樹脂組成物(B-1)~(B-8)を得た。得られた樹脂組成物の配合組成と溶融粘度ηを、表2に示す。配合量の単位は、「質量部」である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[実施例1~17、比較例2、3]
 50mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、基材層用の樹脂(樹脂組成物(A))を溶融押出した。30mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、表面層用の樹脂(樹脂組成物(B))を溶融押出した。溶融状態のこれらの樹脂をマルチマニホールド型ダイスを介して積層し、Tダイ(幅:400mm)から2層構造の熱可塑性樹脂積層体を共押出した。溶融状態の2層構造の樹脂をTダイより吐出し、互いに隣接する第1冷却ロールと第2冷却ロールとの間に挟み込み、第2冷却ロールに巻き掛け、第2冷却ロールと第3冷却ロールとの間に挟み込み、第3冷却ロールに巻き掛けることにより冷却し、一対の引取りロールによって引き取った。このようにして、基材層と表面層とからなる2層構造のフィルム又はシート(積層体、幅:300mm)を得た。各例について、主な製造条件と評価結果を表3、表4に示す。表3に示す例において、表に不記載の条件は共通条件とした。なお、表3において、総厚みは実測値であり、各層の厚みは実測した総厚みと各樹脂の押出比率から計算された値である。
[比較例1]
 50mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)を用いて、基材層用の樹脂(樹脂組成物(A))を溶融押出した。溶融状態の単層構造の樹脂をTダイから吐出し、互いに隣接する第1冷却ロールと第2冷却ロールとの間に挟み込み、第2冷却ロールに巻き掛け、第2冷却ロールと第3冷却ロールとの間に挟み込み、第3冷却ロールに巻き掛けることにより冷却し、一対の引取りロールによって引き取った。このようにして、基材層のみからなる単層構造のシート(幅:300mm)を得た。主な製造条件と評価結果を表3、表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
[結果のまとめ]
 実施例1~17及び比較例2、3では、アクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層と、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる表面層とからなるフィルム又はシート(積層体)を製造した。
 比較例1では、アクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層のみからなる単層構造のシートを製造した。
 実施例1~17では、η/ηが0.03~2.00となるように、樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の組成を設計した。これら実施例では、表面層の厚み均一性が良好で、基材層と表面層との間の界面荒れが抑制され、耐擦傷性及び耐薬品性に優れるフィルム又はシートを得ることができた。
 表面層が熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)単独からなる実施例1、4、7、10、13、14では、透明性の高いフィルム又はシートが得られた。
 表面層が熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)と熱可塑性樹脂(b2)とからなり、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)との屈折率差が小さい熱可塑性樹脂(b2)を用いた実施例2、5、8、11、15では、透明性の高いフィルム又はシートが得られた。
 表面層が熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)とアクリル系ゴム粒子(b3)とからなり、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)との屈折率差が小さいアクリル系ゴム粒子(b3)を用いた実施例3、6、9、12、16では、透明性の高いフィルム又はシートが得られた。
 表面層の材料として、熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)と熱可塑性樹脂(b2)としてのPMMA(直鎖状のポリメタクリル酸メチル)とのポリマーアロイからなる樹脂組成物(B-2)又は(B-5)を用いた実施例2、5、8、11、15では、薬品として乳酸水溶液を用いたときの耐薬品性が優良(A評価)であった。用いたPMMAはガラス転移温度(Tg)が110℃と高く、それ単独で薬品として乳酸水溶液を用いたときの耐薬品性が優良(A評価)であったため、ポリマーアロイの結果も優良(A評価)となった。
 比較例1で得られたPMMA単層シートは、耐擦傷性が不良であり、薬品として日焼け止めを用いたときの耐薬品性が不良であった。
 比較例2、3では、η/ηが0.03未満であったため、基材層の材料と表面層の材料との溶融粘度の差が大きく、得られたフィルム又はシートは、表面層の厚み均一性が低く、基材層と表面層との間の界面荒れが見られた。
 本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。
 この出願は、2021年4月30日に出願された日本出願特願2021-077576号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。
1、2 積層体
21 基材層
22 表面層

Claims (11)

  1.  アクリル系樹脂を含む樹脂組成物(A)からなる基材層と、ポリオール及び脂肪族ジイソシアネートに由来する構造単位を有する熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)を含む樹脂組成物(B)からなる表面層との積層構造を含み、
     樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)の温度220℃、せん断速度50s-1の条件で測定される溶融粘度をそれぞれη、ηとしたとき、下記式(1)を満たす、積層体。
    0.03≦η/η≦2.00・・・式(1)
  2.  樹脂組成物(B)がさらに、熱可塑性ポリウレタン系樹脂及びアクリル系ゴム粒子以外の熱可塑性樹脂(b2)を含む、請求項1に記載の積層体。
  3.  熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の屈折率をnb1とし、熱可塑性樹脂(b2)の屈折率をnb2としたとき、下記式(2)を満たす、請求項2に記載の積層体。
    |nb1-nb2|≦0.005・・・式(2)
  4.  樹脂組成物(B)がさらにアクリル系ゴム粒子(b3)を含む、請求項1に記載の積層体。
  5.  熱可塑性ポリウレタン系樹脂(b1)の屈折率をnb1とし、アクリル系ゴム粒子(b3)の屈折率をnb3としたとき、下記式(3)を満たす、請求項4に記載の積層体。
    |nb1-nb3|≦0.005・・・式(3)
  6.  樹脂組成物(A)が、メタクリル系樹脂(a1)及びアクリル系エラストマー(a2)を含む、請求項1に記載の積層体。
  7.  アクリル系エラストマー(a2)が、数平均粒子径180~300nmのアクリル系ゴム粒子(arx)と、数平均粒子径50~170nmのアクリル系ゴム粒子(ary)とを含む、請求項6に記載の積層体。
  8.  アクリル系エラストマー(a2)が、アクリル系ブロック共重合体(ab)を含む、請求項6に記載の積層体。
  9.  総厚みが0.03mm以上0.50mm未満である、請求項1に記載の積層体。
  10.  総厚みが0.50mm以上8.00mm以下である、請求項1に記載の積層体。
  11.  共押出成形法により、請求項1に記載の積層体を製造する、積層体の製造方法。
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