JP7631236B2 - 積層体、成形体及び成形体の製造方法 - Google Patents
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- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
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Description
なお、延伸(配向)されたポリプロピレンフィルムは、通常、熱成形工程に使用することはない。
本発明によれば、以下の積層体等が提供される。
1.130℃での結晶化速度が2.5min-1以下であるポリプロピレンを含む樹脂層と、易接着層と、を含む積層体であって、
前記易接着層は、カルボジイミド基、オキサゾリン基及びアジリジン基からなる群から選択される1種以上の基を有する架橋剤により樹脂を架橋してなる架橋体を含む
積層体。
2.前記架橋剤が、カルボジイミド基を有する架橋剤である、前記1に記載の積層体。
3.前記易接着層における前記樹脂が、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂を含む、前記1又は2に記載の積層体。
4.前記易接着層における前記樹脂が、ウレタン樹脂を含む、前記1~3のいずれかに記載の積層体。
5.前記架橋剤の配合量が、前記樹脂100質量部に対して2~50質量部である、前記1~4のいずれかに記載の積層体。
6.前記ポリプロピレンのアイソタクチックペンタッド分率が80モル%以上99モル%以下である、前記1~5のいずれかに記載の積層体。
7.前記樹脂層が造核剤を含まない、前記1~6のいずれかに記載の積層体。
8.前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に塗装層を含む、前記1~7のいずれかに記載の積層体。
9.前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に印刷層を含む、前記1~7のいずれかに記載の積層体。
10.前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面にコーティング層を含む、前記1~7のいずれかに記載の積層体。
11.前記1~10のいずれかに記載の積層体を用いて製造された、成形体。
12.前記1~10のいずれかに記載の積層体を成形することを含む、成形体の製造方法。
13.前記積層体を金型に装着し、成形用樹脂を供給して前記積層体と一体化して前記成形を行う、前記12に記載の成形体の製造方法。
14.前記積層体を金型に合致するよう賦形し、前記賦形した前記積層体を金型に装着し、成形用樹脂を供給して前記賦形した前記積層体と一体化して前記成形を行う、前記12に記載の成形体の製造方法。
15.チャンバーボックス内に芯材を配設し、前記芯材の上方に前記積層体を配置し、前記積層体を加熱軟化し、前記チャンバーボックス内を減圧して前記加熱軟化させた前記積層体を前記芯材に押圧して被覆させる、前記12に記載の成形体の製造方法。
16.前記12~15のいずれかに記載の成形体の製造方法によって製造された前記成形体の前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に塗装することを含む、成形体の製造方法。
17.前記12~15のいずれかに記載の成形体の製造方法によって製造された前記成形体の前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に印刷することを含む、成形体の製造方法。
また、以下に記載される本発明の個々の形態を2つ以上組み合わせた形態もまた、本発明の形態である。
本発明の一態様に係る積層体は、130℃での結晶化速度が2.5min-1以下であるポリプロピレン(以下、「ポリプロピレンX」ともいう)を含む樹脂層と、易接着層とを含む。
易接着層は、カルボジイミド基、オキサゾリン基及びアジリジン基からなる群から選択される1種以上の基を有する架橋剤(以下、「架橋剤Y」ともいう)により樹脂を架橋してなる架橋体を含む。
易接着層に含まれる樹脂は、架橋剤Yによる架橋構造によって緻密化されている。そのため、易接着層上にコーティングや塗装、印刷を行って塗工層を設けても、塗液や溶剤が易接着層中に浸透することが抑制される。その結果、塗工層における滲み、ムラ、スジ、ハジキや白化が防止され、意図した意匠が再現されやすい。即ち、意匠性の低下を抑制でき、塗工性に優れる。
また、樹脂層と、塗工層との間に易接着層が介在することで両者の密着性が高く、さらに、易接着層は、架橋剤Yによる架橋によって、耐薬品性が向上するだけでなく、架橋剤Y以外の架橋剤と比較して柔軟性も向上する。そのため、熱成形時のクラック発生や偏肉、さらには塗工層の割れや剥がれが防止され、塗工層の意匠性を維持することが可能となる。
また、架橋剤Yが比較的低温で架橋可能であることも、成形性の向上に寄与する。即ち、架橋剤Yが比較的低温で架橋可能であることによって、樹脂層上に易接着層を比較的低温で形成できる。そのため、成形時にポリプロピレンXが白化して意匠性が損なわれることを防止できる。
また、架橋剤Yは、易接着層の形成時(塗工時)に樹脂と架橋剤とを混合した後のポットライフが比較的長いため、易接着層を安定に形成できる。さらに、架橋剤Yは、毒性が低いため、安全性にも優れる。
樹脂層に含まれるポリプロピレンXは、少なくともプロピレンをモノマー単位として含む重合体である。具体的には、ホモポリプロピレン、プロピレンとオレフィンとの共重合体等が挙げられる。耐熱性及び硬度に優れることから、ホモポリプロピレンが好ましい。
プロピレンとオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体であってもランダム共重合体であってもよく、これらの混合物でもよい。オレフィンとしては、エチレン、ブチレン、シクロオレフィン等が挙げられる。
一実施形態において、上記結晶化速度は、2.0min-1以下、1.5min-1以下、1.0min-1以下、0.8min-1以下又は0.6min-1以下である。下限は格別限定されず、例えば、0.05min-1以上である。
上記結晶化速度が2.5min-1以下であることによって、成形に伴う樹脂層の白化が防止される。また、加熱軟化された樹脂層を金型等により冷却して硬化させる際に、硬化の進行度合いにムラが生じにくくなるため、延展性が向上する。その結果、成形の精度が向上し、積層体に複雑な形状や微細な凹凸を附形することが容易になる。
結晶化速度は実施例に記載の方法により測定する。
一実施形態において、ポリプロピレンXのアイソタクチックペンタッド分率は、80モル%以上、82モル%以上、85モル%以上、86モル%以上、87モル%以上、88モル%以上、89モル%以上、90モル%以上又は91モル%以上であり、また、99モル%以下又は98モル%以下である。
アイソタクチックペンタッド分率が80モル%以上であることによって、積層体を成形して得られる成形体に優れた剛性が付与される。一方、アイソタクチックペンタッド分率が99モル%以下であることによって、成形に伴う樹脂層の白化がさらに防止される。
アイソタクチックペンタッド分率とは、樹脂組成の分子鎖中のペンタッド単位(プロピレンモノマーが5個連続してアイソタクチック結合したもの)でのアイソタクチック分率である。この分率の測定法は、例えばマクロモレキュールズ(Macromolecules)第8巻(1975年)687頁に記載されており、13C-NMRにより測定できる。
アイソタクチックペンタッド分率は実施例に記載の方法により測定する。
ポリプロピレンは結晶性樹脂であり、α晶、β晶、γ晶、スメチカ晶等の結晶形をとることができる。これら結晶形のうち、スメチカ晶は、ポリプロピレンを溶融状態から80℃/秒以上の速度で冷却することで、非晶質と結晶質の中間体として生成させることができる。スメチカ晶は、結晶のような規則的構造を有する安定構造ではなく、微細な構造が寄り集まった準安定的な構造である。そのため、分子鎖間の相互作用が弱く、安定構造であるα晶等と比較して、低い熱量で樹脂層を軟化させることができ、成形性に優れる。
ポリプロピレンXは、スメチカ晶の他に、β晶、γ晶、非晶部等他の結晶形を含んでもよい。例えば、ポリプロピレンXの30質量%以上、50質量%以上、70質量%以上又は90質量%以上がスメチカ晶であってもよい。
スメチカ晶は、積層体を成形して成形体を得る際に、スメチカ晶由来の微細構造を維持したままα晶に転移し得る。この転移により、表面硬度や透明性をさらに向上できる。
小角X線散乱解析法により散乱強度分布と長周期を算出することにより、樹脂層が80℃/秒以上で冷却して得られたものか、そうでないかを判断することができる。即ち、この解析により樹脂層がスメチカ晶を含むか否か(スメチカ晶由来の微細構造を有しているか否か)を判断することが可能である。
測定は以下の条件で行う。
X線発生装置はultraX 18HF(株式会社リガク製)を用い、散乱の検出にはイメージングプレートを使用する。
・光源波長:0.154nm
・電圧/電流:50kV/250mA
・照射時間:60分
・カメラ長:1.085m
・試料厚み:1.5~2.0mmになるように積層体を重ねる。また、製膜(MD)方向がそろうように積層体を重ねる。
造核剤としては、例えば、ソルビトール系造核剤等が挙げられ、市販品としてはゲルオールMD(新日本理化学株式会社)やリケマスターFC-1(理研ビタミン株式会社)等が挙げられる。
これに対して、造核剤の含量が少ないか又は含まなくても、ポリプロピレンXの130℃での結晶化速度が2.5min-1以下であることによって、白化が防止され、意匠性(外観)に優れた成形体を得ることができる。
ポリプロピレンXが長鎖分岐構造を有することの指標として分岐指数g’が挙げられる。分岐指数g’の定義は以下の通りである。
分岐指数g’=[η]br/[η]lin
[η]br:長鎖分岐構造を有するポリマー(br)の固有粘度
[η]lin:ポリマー(br)と同一の分子量を有する線状ポリマーの固有粘度
上記から明らかなように、g’<1であるとポリプロピレンX中に長鎖分岐構造が存在すると判断され、g’の値が小さいほどより多くの長鎖分岐構造を有するといえる。ここで、固有粘度は、140℃において測定される値である。
ポリプロピレンXが長鎖分岐構造を有する場合、その分岐指数g’は、0.50以上1.00未満であり得る。
長鎖分岐構造を有するポリプロピレンの市販品としては、例えば日本ポリプロ株式会社製「ウェイマックスMFX6」等が挙げられる。
ポリプロピレンXが長鎖分岐構造を有することによって、高い溶融張力が発揮され、成形(例えば真空成形、圧空成形又は真空圧空成形)時の加熱に伴うドローダウンを抑制できる。
樹脂層におけるその他の樹脂成分の含有量は、ポリプロピレンX100質量部に対して、例えば、1質量部以上であり、また、10質量部以下である。
樹脂層における金属箔粉又はパール調顔料の含有量は、ポリプロピレンX100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上であり、また、例えば、5質量部以下である。
樹脂層における着色剤の含有量は、ポリプロピレンX100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上であり、また、例えば、30質量部以下である。
樹脂層におけるその他の添加剤の含有量は、ポリプロピレンX100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下である。なお、造核剤の含有量については上述した通りである。
一実施形態において、樹脂層は、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、99質量%以上、99.5質量%以上、99.9質量%以上又は100質量%が、
ポリプロピレンXであるか、
ポリプロピレンX及び上記の他の成分から選択される1以上の成分である。
一実施形態において、樹脂層の厚さは、10μm以上、20μm以上又は30μmであり、また、1000μm以下、800μm以下、500μm以下又は400μm以下である。
易接着層に含まれる架橋体は、架橋剤Yにより樹脂を架橋してなる。
架橋剤Yは、カルボジイミド基、オキサゾリン基及びアジリジン基からなる群から選択される1種以上の官能基を有する架橋剤である。
一実施形態において、架橋剤Yの1モル中における架橋性官能基の分子量は、50以上、100以上又は120以上である。上限は格別限定されず、例えば、1000以下である。
一実施形態において、架橋剤Yは、カルボジイミド基を有する架橋剤である。カルボジイミド基を有する架橋剤は、室温(20℃)でも架橋可能であり、本発明の効果が顕著に発揮される。
架橋剤Yによって架橋される樹脂は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましい。これらの樹脂であれば、積層体が複雑な非平面状に成形される場合であっても、易接着層が樹脂層に追従して積層構造が保持されるため、ひび割れや剥離の発生を防止できる。
一実施形態において、易接着層における架橋剤Yの配合量は、100質量部の樹脂に対して2質量部以上、4質量部以上、6質量部以上又は10質量部以上であり、また、50質量部以下、45質量部以下、40質量部以下又は35質量部以下である。
架橋剤Yの配合量が樹脂100質量部に対して2~50質量部であることにより、架橋反応が良好に進行し、本発明の効果が良好に発揮される。
測定装置は日本分光株式会社製「FT/IR-6100」を用い、全反射測定法(ATR)にて積層体における易接着層側の面をプリズムに密着させ、吸収スペクトルを得る。事前に樹脂と架橋剤の含有割合を変化させた試料を用意し、測定したスペクトルの樹脂と架橋剤由来のピークの吸光度比を用いて検量線を作成することで、樹脂と架橋剤の配合割合が求められる。
易接着層の樹脂層の反対側の面に印刷や塗装等が施されている場合は、易接着層を直接ATR法で測定することができない。この場合は、印刷や塗装等が施された積層体もしくは成形体を、ダイプラ・ウィンテス株式会社製「SAICAS」を用いて1000:1の角度で易接着層側から斜めに切削して各層を引き延ばした形で断面を出し、これを顕微赤外分光分析にて易接着層の吸収スペクトルを得ることで、易接着層の樹脂と架橋剤の配合割合を求められる。
他の成分として、例えば、未架橋の樹脂、未架橋の架橋剤、添加剤、無機粒子、有機粒子、有機-無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。
添加剤としては、例えば、帯電防止剤、ヒンダードアミン系耐候剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
一実施形態において、易接着層は、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、99質量%以上、99.5質量%以上、99.9質量%以上又は100質量%が、
架橋体であるか、
架橋体及び上記の他の成分から選択される1以上の成分である。
易接着層のガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量計(パーキンエルマージャパン株式会社製「DSC-7」)により、以下の条件で示差走査熱分析曲線を測定することで求めることができる。
測定開始温度:-90℃
測定終了温度:220℃
昇温温度:10℃/分
易接着層の引張破断伸度が150%以上であると、熱成形時の樹脂層の伸びに易接着層が問題なく追従できるため、易接着層のひび割れ、印刷層のひび割れや剥離を抑制することができる。引張破断伸度が900%以下であると耐水性が良好である。
易接着層の引張破断伸度は、例えば、ガラス基板上に、易接着層形成時に用いたものと同一組成の塗液をバーコーターにて塗布し、80℃にて1分間乾燥し、その後、得られた易接着層をガラス基板から分離して厚み150μmの試料を作成し、JIS K7311:1995に準拠した方法で測定することにより評価する。
軟化温度が50℃以上であると、易接着層は常温での強度に優れ、印刷層のひび割れや剥離を抑制することができる。軟化温度が180℃以下であると、成形時に易接着層が十分軟化するため、易接着層のひび割れ、印刷層のひび割れや剥離を抑制することができる。
易接着層の軟化温度は、例えば、ガラス基板上に、易接着層形成時に用いたものと同一組成の塗液をバーコーターにて塗布し、80℃にて1分間乾燥し、その後、得られた易接着層をガラス基板から分離して厚み150μmの試料を作成し、易接着層の軟化温度を、高化式フローテスター(島津製作所社製「定試験力押出形細管式レオメータフローテスター CFT-500EX」)による流動開始温度として測定することにより評価する。
一実施形態において、易接着層の厚さ(2層以上の場合は積層構造の厚さ)は、10nm以上、20nm以上又は30nm以上であり、また、3000nm以下、2000nm以下、1000nm以下、800nm以下、500nm以下、300nm以下又は200nm以下である。
塗布法を用いる場合は、例えば、樹脂層上に、架橋剤Yと樹脂とを含む塗液を塗布し、架橋剤Yにより樹脂を架橋させて、易接着層を形成できる。塗液は任意に溶剤を含むことができ、塗布後に溶剤を乾燥させることができる。塗液の塗布には、例えば、グラビアコーター、キスコーター、バーコーター等を用いることができる。
架橋及び乾燥のために、加熱を行ってもよいが、室温(20℃)でもよい。加熱を行う場合、温度は150℃以下、130℃以下又は100℃以下であり得、また、30℃以上、35℃以上又は40℃以上であり得る。
架橋時間(乾燥時間を兼ね得る)は格別限定されず、適宜設定することができ、例えば10秒~3日間であり得る。
架橋剤Yは比較的低温で架橋可能であるため、上記のような低温であっても、架橋を進行させることができる。
このように、架橋剤Yが比較的低温で架橋可能であることによって、樹脂層上に易接着層を比較的低温で形成できる。そのため、ポリプロピレンXによる白化防止性(成形に伴う樹脂層の白化を防止する性質)が易接着層の形成時に損なわれることを防止できる。その結果、ポリプロピレンXによる白化防止性を成形時まで良好に保持でき、成形性をさらに向上できる。
以上に説明した樹脂層と易接着層とを含む積層体には、塗工を施すことができる。塗工が施された積層体は、樹脂層と易接着層と塗工により形成された塗工層とを含む。本発明によれば、塗工層によって付与される意匠性が塗工や成形に伴って損なわれることを防止できる。
塗工の工法は格別限定されず、例えば、印刷、塗装、コーティング等が挙げられる。印刷により塗工層として印刷層を形成できる。塗装により塗工層として塗装層を形成できる。コーティングにより塗工層としてコーティング層を形成できる。以下に各層について詳しく説明する。
印刷の方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、ロールコート法、スプレーコート法等の一般的な印刷方法が利用できる。特に、インクジェット法とスクリーン印刷法はインキの膜厚を厚くできるため、複雑な形状に成形した際にインキ割れが発生しにくい。
例えば、スクリーン印刷の場合、成形時の伸びに優れたインキが好ましく、十条ケミカル株式会社製の「FM3107高濃度白」や「SIM3207高濃度白」等を例示できるが、この限りではない。
例えば、インクジェット印刷法の場合、成形時の伸びに優れたインキが好ましく、富士フイルム株式会社製の「KVIJET Black KV004」、「KVIJET cyan KV215」、「KVIJET magenta KV867」、「KVIJET yellow KV052」、「KVIJET white KV021」等を例示できるが、この限りではない。
塗装の方法としては、スプレー塗装法、電着塗装、浸漬塗装、静電塗装等の一般的な塗装方法が利用できる。特に、スプレー塗装法と静電塗装法は塗膜効率や自動化が可能なことから、成形体への塗装に適している。
例えば、スプレー塗装の場合、成形品の傷付き防止に優れた塗料が好ましく、ナトコ株式会社製の「HMK-003」等を例示できるが、この限りではない。
本発明の一態様に係る成形体は、本発明の一態様に係る積層体を用いて製造されたものである。
一実施形態において、成形体は、積層体を熱成形等の方法によって成形して製造されたものである。
一実施形態において、成形体には三次元曲面を含む形状が付与されている。
本発明の一態様に係る成形体の製造方法は、積層体を成形することを含む。成形方法としては、例えば、インモールド成形、インサート成形、被覆成形等が挙げられる。
インモールド成形として、積層体を金型に装着し、成形用樹脂を供給して一体化して行うことが好ましい。
インサート成形として、積層体を金型に合致するよう賦形し、賦形した積層体を金型に装着し、成形用樹脂を供給して一体化して行うことができる。
金型に合致するように行う賦形(予備賦形)は、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、プレス成形、プラグアシスト成形等で行うことができる。
供給は、射出で行うことが好ましく、圧力5MPa以上120MPa以下が好ましい。金型温度は20℃以上90℃以下であることが好ましい。
加熱軟化後、芯材の上面に積層体を接触させてもよい。押圧は、チャンバーボックス内において、積層体の芯材と接する側を減圧したまま、積層体の芯材の反対側を加圧して行うことができる。
まず、下成形室内のテーブル上へ芯材を載せ、セットする。被成形物である積層体を下成形室上面にクランプで固定する。この際、上・下成形室内は大気圧である。
次に上成形室を降下させ、上・下成形室を接合させ、チャンバーボックス内を閉塞状態にする。上・下成形室内の両方を大気圧状態から、真空タンクによって真空吸引状態とする。
上・下成形室内を真空吸引状態にした後、ヒーターを点けて積層体の加熱を行なう。次に上・下成形室内は真空状態のまま下成形室内のテーブルを上昇させる。
次に、上成形室内の真空を開放し大気圧を入れることによって、積層体は芯材へ押し付けられてオーバーレイ(成形)される。尚、上成形室内に圧縮空気を供給することで、より大きな力で積層体を芯材へ密着させることも可能である。
オーバーレイが完了した後、ヒーターを消灯し、下成形室内の真空も開放して大気圧状態へ戻し、上成形室を上昇させ、積層体が表皮材として被覆された製品を取り出す。
一実施形態において、積層体における易接着層上に塗工層を形成した後、前記塗工層を含む積層体を成形する。
一実施形態において、積層体を成形した後、成形された積層体(成形体)の易接着層上に塗工層を形成する。
成形された積層体(成形体)の易接着層上に塗工層を形成する場合においても、塗工層の形成方法は格別限定されず、塗装、印刷又はコーティングによって行うことができる。特に成形体の曲面に対応するために、例えば、曲面スクリーン印刷法やロボットアームに取り付けたインクジェットヘッドによる曲面インクジェット印刷等を適宜行うことができるが、これらの例に限定されない。
(1)樹脂層の製造
図1に示す装置を用いて、ポリプロピレンからなる樹脂シート(樹脂層)を製造した。
当該装置の動作を説明する。押出機のTダイ12より押し出された溶融樹脂(ポリプロピレン)を第1冷却ロール13上で金属製エンドレスベルト17と第4冷却ロール16との間に挟み込む。この状態で、溶融樹脂を第1、第4冷却ロール13、16で圧接するとともに急冷する。
樹脂シートは、続いて、第4冷却ロール16の略下半周に対応する円弧部分で金属製エンドレスベルト17と第4冷却ロール16とに挟まれて面状圧接される。第4冷却ロール16で面状圧接及び冷却された後、金属製エンドレスベルト17に密着した樹脂シートは、金属製エンドレスベルト17の回動とともに第2冷却ロール14上に移動される。樹脂シートは、前述同様、第2冷却ロール14の略上半周に対応する円弧部分で金属製エンドレスベルト17により面状圧接され、再び冷却される。第2冷却ロール14上で冷却された樹脂シート11は、その後、金属製エンドレスベルト17から剥離される。なお、第1、第2冷却ロール13、14の表面には、ニトリル-ブタジエンゴム(NBR)製の弾性材22が被覆されている。また、第3冷却ロール15は、金属製エンドレスベルト17を下部で支えて回転する機能を果たしている。
押出機の直径:150mm
Tダイ12の幅:1400mm
ポリプロピレン:商品名 プライムポリプロF-133A 株式会社プライムポリマー製(メルトフローインデックス3g/10min、ホモポリプロピレン)
厚み:200μm
樹脂シート11の引き取り速度:25m/分
第4冷却ロール16及び金属製エンドレスベルト17の表面温度:17℃
冷却速度:10,800℃/分
示差走査熱量測定器(DSC)(パーキンエルマー社製「Diamond DSC」)を用いて樹脂層の結晶化速度を測定した。具体的には、樹脂層を10℃/分にて50℃から230℃に昇温し、230℃にて5分間保持し、80℃/分で230℃から130℃に冷却し、その後130℃に保持して結晶化を行った。130℃になった時点から熱量変化について測定を開始し、DSC曲線を得た。得られたDSC曲線から、以下の手順(i)~(iv)により結晶化速度を求めた。
(i)測定開始からピークトップまでの時間の10倍の時点から、20倍の時点までの熱量変化を直線で近似したものをベースラインとした。
(ii)ピークの変曲点における傾きを有する接線とベースラインとの交点を求め、結晶化開始及び終了時間を求めた。
(iii)得られた結晶化開始時間から、ピークトップまでの時間を結晶化時間として測定した。
(iv)得られた結晶化時間の逆数から、結晶化速度を求めた。
樹脂層に用いたポリプロピレンについて13C-NMRスペクトルを評価することでアイソタクチックペンタッド分率を測定した。具体的には、エイ・ザンベリ(A.Zambelli)等により「Macromolecules,8,687(1975)」で提案されたピークの帰属に従い、下記の条件にて行った。測定の結果、ポリプロピレンのアイソタクチックペンタッド分率は98モル%であった。
(測定方法・条件)
装置:13C-NMR装置(日本電子株式会社製「JNM-EX400」型)
方法:プロトン完全デカップリング法(濃度:220mg/ml)
溶媒:1,2,4-トリクロロベンゼンと重ベンゼンの90:10(容量比)混合溶媒
温度:130℃
パルス幅:45°
パルス繰り返し時間:4秒
積算:10000回
(計算式)
アイソタクチックペンタッド分率[mmmm]=m/S×100
S:全プロピレン単位の側鎖メチル炭素原子のシグナル強度
m:メソペンタッド連鎖:21.7~22.5ppm
ウレタン樹脂(商品名「ハイドランWLS-202」、DIC株式会社製)100質量部に、架橋剤(商品名「カルボジライトV-10」、日清紡ケミカル株式会社製、カルボジイミド基を有する架橋剤)29.3質量部(固形分ベース)を混合して、易接着層形成用塗液を得た。
「(1)樹脂層の製造」で得られた樹脂層にコロナ処理を施した後、上記で得られた易接着層形成用塗液を乾燥後の膜厚が140nmとなるようにダイレクトグラビアコーターで塗布し、80℃にて1分間乾燥して易接着層を形成した。
以上のようにして、樹脂層と易接着層とが積層された積層体を得た。
得られた積層体を、真空圧空成形機(株式会社ミノス製「FM-3M/H」)を用いて真空圧空成形により予備附形した。この予備附形体を射出成形機(東芝機械株式会社製「IS-80EPN」)へ予備附形体の易接着層側が金型と接するように設置し、ポリプロピレン(株式会社プライムポリマー製「J-106G」)とインサート成形して、成形体を作製した。
この成形体の易接着層面側に、エアスプレー法により、クリアコート(ナトコ株式会社製「HMK-003」)を乾燥後の膜厚が25μmとなるように塗装し、80℃で60分間乾燥して塗装層を形成した。
得られた成形体について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(密着性)
得られた成形体の塗工層に、カッターナイフを用いて、1mm間隔で11本の切れ込みを入れた。さらに、その切れ込みと直行するように1mm間隔で11本の切れ込みを入れ、10×10のマスを作った。市販のセロハンテープ(ニチバン株式会社製「CT-24」(幅24mm))を、上記切れ込みの上に貼り、指の腹でよく密着させたのち、セロハンテープを剥離した。(残ったマスの数/全マス数(100マス))を百分率で表し、密着性を評価した。
得られた成形体について、外観を目視で観察し、下記基準で評価した。
A:滲み、ムラ、スジ、ハジキ及び白化のいずれも発生していない
B:滲み、ムラ、スジ、ハジキ及び白化のいずれか1以上が発生している
なお、滲み、ムラ、スジ、ハジキ及び白化のいずれか1以上が発生している「B」評価の成形体は意匠性が高いとは言えないため、用いた積層体は、例えば加飾シート等には不適切である。
(1)樹脂層及び易接着層
厚さを300μmに変更した他は実施例1と同様にして樹脂層を製造した。また、実施例1と同様に易接着層を形成し、樹脂層と易接着層とが積層された積層体を得た。
得られた積層体の易接着層側に、インクジェット印刷機(富士フイルム株式会社製「Acuity EY」)を用いて、インクジェットインク(富士フイルム株式会社製「KVIJET Black KV004」)を印刷し、塗工層(印刷層)を形成した。
得られた積層体について実施例1の(塗工性の評価)と同じ基準で塗工性を評価した。結果を表1に示す。
得られた積層体(塗工層を有する)を用いて、真空圧空成形機(株式会社ミノス製「FM-3M/H」)を用いて真空圧空成形により熱成形し、成形体を製造した。
得られた成形体について以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(塗工層の割れ)
得られた成形体の塗工層を目視で観察し、塗工層における割れの有無及び数を確認し、下記基準で評価した。
A:割れが生じなかった。
B:1本~10本の割れが生じた。
C:11本~20本の割れが生じた。
D:21本以上の割れが生じた。
得られた成形体の塗工層を目視で観察し、塗工層における剥がれの有無及び剥がれた部分の面積を計測し、(塗工層の剥がれの面積/成形体における積層体を設けた部分の面積)を百分率で表し、下記基準で評価した。
A:剥がれが生じなかった。
B:剥がれの面積が0%超10%未満であった。
C:剥がれの面積が10%以上25%未満であった。
D:剥がれの面積が25%以上であった。
得られた成形体を目視で観察し、成形処理に起因する樹脂層の白化の有無を観察し、下記基準で評価した。
A:樹脂層の白化が発生しなかった。
B:樹脂層の白化が発生した。
なお、樹脂層が白化した「B」評価の場合は意匠の再現性が低く、良好な成形体とは言えない。
架橋剤を商品名「エポクロスWS-500」(株式会社日本触媒製、オキサゾリン基を有する架橋剤)に変更し、架橋剤の配合量をウレタン樹脂100質量部に対して15.4質量部(固形分ベース)に変更した以外は、実施例1と同じ方法で積層体を製造し評価した。結果を表1に示す。
架橋剤の配合量をウレタン樹脂100質量部に対して14.3質量部(固形分ベース)に変更した以外は、実施例1と同様にした。実施例1と同じ方法で積層体を製造し評価した。結果を表1に示す。
架橋剤の配合量をウレタン樹脂100質量部に対して7.14質量部(固形分ベース)に変更した以外は、実施例1と同じ方法で積層体を製造し評価した。結果を表1に示す。
(1)樹脂層及び易接着層
樹脂層の厚さを200μmとした以外は実施例2と同じ方法で樹脂層と易接着層を形成し、樹脂層と易接着層とが積層された積層体を得た。
得られた積層体の易接着層側に、ワイヤーバーコーターを用いて、2液硬化形クリア塗料(中国塗料株式会社製「フォルシード No.940C-ZF1」)を乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗工し、80℃で40分乾燥し、コーティング層を形成した。
得られた積層体について実施例2と同じ方法で評価を行った。また、得られた積層体について実施例2と同じ方法で成形体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
実施例6の「(1)樹脂層及び易接着層」と同じ方法で樹脂層と易接着層とが積層された積層体を得た。得られた積層体の易接着層側に、ワイヤーバーコーターを用いて、UV硬化型ハードコート剤(トーヨーケム株式会社製「リオデュラスMOL-9000」)を、乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗工し、80℃で1分乾燥した後に、高圧水銀ランプにてUV硬化させてコーティング層を形成した。
得られた積層体について、実施例6と同じ方法で評価を行った。また、実施例6と同じ方法で成形体を製造し、評価した。結果を表1に示す。
架橋剤の配合を省略してウレタン樹脂のみからなる易接着層を形成した以外は、実施例1と同じ方法で積層体を製造し評価した。結果を表1に示す。得られた積層体には白化が発生した。
架橋剤の配合を省略してウレタン樹脂のみからなる易接着層を形成した以外は、実施例2と同じ方法で積層体及び成形体を製造し評価した。結果を表1に示す。塗工後の積層体に滲み及びムラが発生した。
易接着層を省略した以外は、実施例2と同じ方法で積層体及び成形体を製造し評価した。結果を表1に示す。塗工後の塗工層に密着性がないことを確認した。
樹脂層の総量に対して1.5質量%の造核剤(商品名「リケマスターFC-2」理研ビタミン株式会社製、ソルビトール系造核剤)を添加した以外は、実施例1と同じ方法で積層体を製造し評価した。結果を表1に示す。
得られた積層体を用いて、実施例2と同じ方法で成形体を製造し、白化の有無を評価した。成形時にポリオレフィン樹脂層が延伸される部分で白化が生じ、塗装後の成形体の意匠を損なう結果となった。
易接着層を省略した以外は、実施例6と同じ方法で積層体及び成形体を製造し評価した。結果を表1に示す。塗工後の塗工層に密着性がないことを確認した。
易接着層を省略した以外は、実施例7と同じ方法で積層体及び成形体を製造し評価した。結果を表1に示す。塗工後の塗工層に密着性がないことを確認した。
この明細書に記載の文献、及び本願のパリ条約による優先権の基礎となる出願の内容を全て援用する。
Claims (17)
- 130℃での結晶化速度が2.5min-1以下であるポリプロピレンを含む樹脂層と、易接着層と、を含む積層体であって、
前記易接着層は、カルボジイミド基、オキサゾリン基及びアジリジン基からなる群から選択される1種以上の基を有する架橋剤により樹脂を架橋してなる架橋体を含み、
前記易接着層における前記樹脂が、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂を含み、
前記樹脂層と前記易接着層との間に他の樹脂層を含まない、
積層体。 - 前記架橋剤が、カルボジイミド基を有する架橋剤である、請求項1に記載の積層体。
- 前記架橋剤が、オキサゾリン基及びアジリジン基からなる群から選択される1種以上の基を有する架橋剤である、請求項1に記載の積層体。
- 前記易接着層における前記樹脂が、ウレタン樹脂を含む、請求項1~3のいずれかに記載の積層体。
- 前記架橋剤の配合量が、前記樹脂100質量部に対して2~50質量部である、請求項1~4のいずれかに記載の積層体。
- 前記ポリプロピレンのアイソタクチックペンタッド分率が80モル%以上99モル%以下である、請求項1~5のいずれかに記載の積層体。
- 前記樹脂層が造核剤を含まない、請求項1~6のいずれかに記載の積層体。
- 前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に塗装層を含む、請求項1~7のいずれかに記載の積層体。
- 前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に印刷層を含む、請求項1~8のいずれかに記載の積層体。
- 前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面にコーティング層を含む、請求項1~8のいずれかに記載の積層体。
- 請求項1~10のいずれかに記載の積層体を用いて製造された、成形体。
- 請求項1~10のいずれかに記載の積層体を成形することを含む、成形体の製造方法。
- 前記積層体を金型に装着し、成形用樹脂を供給して前記積層体と一体化して前記成形を行う、請求項12に記載の成形体の製造方法。
- 前記積層体を金型に合致するよう賦形し、前記賦形した前記積層体を金型に装着し、成形用樹脂を供給して前記賦形した前記積層体と一体化して前記成形を行う、請求項12に記載の成形体の製造方法。
- チャンバーボックス内に芯材を配設し、前記芯材の上方に前記積層体を配置し、前記積層体を加熱軟化し、前記チャンバーボックス内を減圧して前記加熱軟化させた前記積層体を前記芯材に押圧して被覆させる、請求項12に記載の成形体の製造方法。
- 請求項12~15のいずれかに記載の成形体の製造方法によって製造された前記成形体の前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に塗装することを含む、成形体の製造方法。
- 請求項12~15のいずれかに記載の成形体の製造方法によって製造された前記成形体の前記易接着層における前記樹脂層と反対側の面の一部又は全面に印刷することを含む、成形体の製造方法。
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