DE10238772A1

DE10238772A1 - Harzhaltiges Bahnenmaterial, thermogeformter Gegenstand und Mehrschichtstruktur

Info

Publication number: DE10238772A1
Application number: DE10238772A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Higashi; Kouichi Yanase
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2003-05-15
Also published as: US6709734B2; US20030044627A1

Abstract

Es werden ein harzhaltiges Bahnenmaterial, das eine Harzschicht aufweist, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und die einen Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 hat, und ein thermogeformter Gegenstand und eine Laminatstruktur offenbart. Das harzhaltige Bahnenmaterial wird vorzugsweise bei einem Thermoformverfahren verwendet. Eine besonders vorteilhafte Verwendung des harzhaltigen Bahnenmaterials ist ein farbloser Film, der gewöhnlich thermogeformt und dann mit einem geschmolzenen Harz laminiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein harzhaltiges Bahnenmaterial, das für die Verwendung beim Thermoformen geeignet ist, und einen thermogeformten Gegenstand und eine Mehrschichtstruktur, die aus diesem harzhaltigen Bahnenmaterial erhalten werden.
Bei der Herstellung von Formgegenständen, insbesondere durch Spritzguss hergestellten Gegenständen, aus einem thermoplastischen Harz für die Verwendung auf den Gebieten von Kraftfahrzeugen und Haushaltsgeräten schließt ein Verfahren zur Herstellung von Formgegenständen mit hervorragendem Aussehen der Oberfläche ein Verfahren ein, das das Einbringen eines harzhaltigen Bahnenmaterials, wie es in WO 88/07416 beschrieben ist (dieses kann als "farblose Folie" bezeichnet werden) in einer Form zum Formen von Harz und das anschließende Zuführen eines thermoplastischen Harzes in diese Form umfasst, wodurch das thermoplastische Harz geformt und das Harz gleichzeitig mit dem harzhaltigen Bahnenmaterial laminiert wird. Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird das harzhaltige Bahnenmaterial oft durch Thermoformen, wie Vakuumformen usw. in die gewünschte Form gebracht, bevor es in die Form eingebracht wird.
Im Hinblick auf das Herstellungsverfahren werden die für diesen Zweck verwendete harzhaltigen Bahnenmaterialien im Allgemeinen grob in jene, die durch ein Gießverfahren hergestellt werden (z. B. jene, die in WO 88/07416, JP-A-11-20789 usw. beschrieben sind) und jene unterteilt, die durch die Fertigung mit einer T-Düse hergestellt werden (z. B. jene, die in JP-A-10-279766 beschrieben sind). Aufgrund der Kosten sind jene erwünscht, die durch die Verarbeitung mit einer T-Düse hergestellt werden.
Als farblose Folien verwendete harzhaltige Bahnenmaterialien umfassen gewöhnlich eine durchsichtige Schicht, eine gestaltende Schicht und eine Verstärkungsschicht. Für die durchsichtige Schicht wird oft Poly(methylmethacrylat) verwendet, um gleichzeitig ein sehr glänzendes Aussehen und eine hohe Kratzfestigkeit zu erreichen. Seit kurzem wird auch die Verwendung von Polyolefinharzen gefordert, die kostengünstiger als Poly(methylmethacrylat) sind und sich gut wiederverwerten lassen.
Herkömmliche harzhaltige Bahnenmaterialien, die durch die Fertigung mit einer T- Düse aus Poly(methylmethacrylat), Polyolefinharzen oder dergleichen hergestellt werden, haben jedoch das Problem, dass in ihren Oberflächen nach dem Thermoformen winzige Unregelmäßigkeiten entstehen. Unter diesen Umständen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines harzhaltigen Bahnenmaterials, in dessen Oberfläche beim oder nach dem Thermoformen keine winzigen Unregelmäßigkeiten entstehen und das sich beim Thermoformen leicht handhaben lässt, und in der Bereitstellung eines thermogeformten Gegenstandes und einer Mehrschichtstruktur, die in ihren Oberflächen keine winzigen Unregelmäßigkeiten aufweisen.
Die Erfindung betrifft Folgendes

1. Ein harzhaltiges Bahnenmaterial, das eine Harzschicht umfasst, das ein thermoplastisches Harz umfasst und das einen Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 aufweist.
2. Einen thermogeformten Gegenstand, der durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials gemäß Punkt (1) erhalten wird.
3. Eine Mehrschichtstruktur, die einen thermogeformten Gegenstand und ein Substrat umfasst, das mehrschichtig mit dem thermogeformten Gegenstand verbunden ist, wobei der thermogeformte Gegenstand durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials gemäß Punkt (1) erhalten wird und das Substrat ein thermoplastisches Harz umfasst.

Eine Folie und ein Bahnenmaterial unterscheiden sich im Allgemeinen aufgrund ihrer Dicke voneinander. In der vorliegenden Erfindung werden die Folien und Bahnenmaterialien jedoch allgemein als "Bahnenmaterialien" definiert.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer in den Beispielen verwendeten Form zum Thermoformen.
Das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial ist eine harzhaltiges Bahnenmaterial, das eine Harzschicht aufweist, die ein thermoplastisches Harz umfasst, und die einen Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 aufweist. Ein solches harzhaltiges Bahnenmaterial kann geeignet zum Thermoformen verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung wird der Orientierungsgrad einer Harzschicht, die ein thermoplastisches Harz umfasst, als absoluter Wert des Unterschiedes zwischen (i) dem Brechungsindex der Harzschicht entlang einer zur Dickenrichtung der Harzschicht senkrechten Richtung, wobei der Brechungsindex der höchste der Brechungsindizes entlang einer zur Dickenrichtung senkrechten Richtungen ist, und (ii) dem Brechungsindex der Harzschicht entlang der Richtung, die sowohl zur Dickenrichtung als auch zu der Richtung senkrecht ist, entlang der der Brechungsindex (i) erfasst wird, definiert.
Das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial kann durch ein Abzugsverfahren erhalten werden, das bei Bedingungen erfolgt, die sorgfältig ausgewählt werden, jedoch in einem Verfahren zum Formen von harzhaltigem Bahnenmaterial gewöhnlich nicht verwendet werden. In einem harzhaltigen Bahnenmaterial, das eine thermoplastische Harzschicht enthält, die durch ein Abzugsverfahren erhalten wurde, wird der höchste Brechungsindex der Harzschicht selbstverständlich in der Richtung erhalten, in der das harzhaltige Bahnenmaterial abgezogen worden ist. Die Richtung, entlang der das harzhaltige Bahnenmaterial abgezogen worden ist, wird allgemein als Maschinenrichtung bezeichnet, die mit MD abgekürzt wird. Deshalb ist in einem durch ein Abzugsverfahren erhaltenen harzhaltigen Bahnenmaterial der Orientierungsgrad der absolute Wert des Unterschiedes zwischen dem Brechungsindex, n_x, in der MD und dem Brechungsindex, n_y, in einer zur MD senkrechten Richtung (diese Richtung wird als TD bezeichnet). Diese Brechungsindizes werden durch Messen des Doppelbrechungsindex des harzhaltigen Bahnenmaterials bestimmt. Der Orientierungsgrad des harzhaltigen Bahnenmaterials, das ein thermoplastisches Harz umfasst, beträgt nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020. Wenn das harzhaltige Bahnenmaterial keine Harzschicht mit einem Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 enthält und eine Harzschicht mit einem Orientierungsgrad von mehr als 0,0020 aufweist, neigt der durch Thermoformen des harzhaltigen Bahnenmaterials erhaltene Formgegenstand dazu, dass seine Oberfläche ein schlechtes Aussehen aufweist, weil in der Oberfläche des Formgegenstandes winzige Unregelmäßigkeiten erzeugt worden sind. Wenn das harzhaltige Bahnenmaterial andererseits keine Harzschicht mit einem Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 enthält und nur eine Harzschicht aufweist, die einen Orientierungsgrad von weniger als 0,0002 hat, neigt das harzhaltige Bahnenmaterial dazu, beim Thermoformen eine sichtbare Niveauabsenkung hervorzurufen und hat folglich eine schlechte Thermoformbarkeit. Der Orientierungsgrad beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,0003 und nicht mehr als 0,0020, stärker bevorzugt nicht weniger als 0,0003 und nicht mehr als 0,0018.
Das thermoplastische Harz, das die Harzschicht mit einem Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 in der erfindungsgemäßen Harzhaltiges Bahnenmaterial bildet, ist nicht besonders begrenzt. Unter den thermoplastischen Harzen sind jedoch ein Polyolefinharz und ein Acrylharz bevorzugt. Das Polyolefinharz ist ein thermoplastisches Harz, das durch Additionspolymerisation von Olefin erhalten wird und wird zum Beispiel durch Propylenpolymere, Ethylenpolymere und Polymere von 1-Buten veranschaulicht. Bevorzugt sind Propylenpolymere. Die hier genannten Propylenpolymere sind Polymere, die durch die Polymerisation von Propylen erhalten werden. Bevorzugt sind Harze aus einem Propylen-Homopolymer oder Copolymerharze aus Propylen und einem α-Olefin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, das sich von Propylen unterscheidet, in einer solchen Menge, dass die Kristallinität nicht verlorengeht, oder eine Vielzahl von Harzen, die aus diesen Polymeren und Copolymeren ausgewählt sind.
Beispiele des α-Olefins schließen Ethylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen und 1- Octen ein. Im Falle von Copolymeren beträgt der Gehalt an sich wiederholenden Einheiten, die von anderen Monomeren als Propylen abgeleitet sind, vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew.-%, wenn das α-Olefin Ethylen ist, oder nicht mehr als 30 Gew.-%, wenn das α-Olefin ein α-Olefin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen ist. Unter den Propylenpolymeren sind Propylen- Homopolymere stärker bevorzugt, und noch stärker bevorzugt sind Propylen-Homopolymere mit einem isotaktischen Pentadenanteil von nicht weniger als 0,95. Besonders bevorzugt sind Propylen-Homopolymere mit einem isotaktischem Pentadenanteil von nicht weniger als 0,97.
Das Verfahren zur Herstellung der Propylenpolymere ist nicht besonders begrenzt und kann eine Gasphasenpolymerisation, eine Lösungspolymerisation und dergleichen sein. Die Gasphasenpolymerisation ist besonders bevorzugt. Als Katalysator für die Polymerisation können verschiedene Arten von bekannten Katalysatoren verwendet werden. Bevorzugte Beispiele schließen Katalysatoren mit mehreren aktiven Stellen, die durch die Verwendung einer festen Katalysatorkomponente, die ein Titanatom, ein Magnesiumatom und ein Halogenatom enthält, erhalten werden, oder Katalysatoren mit einer einzigen aktiven Stelle ein, die durch die Verwendung eines Metallocenkomplexes oder dergleichen erhalten werden.
Die Harzschicht mit einem Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 in dem erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterial kann zum Beispiel durch ein Herstellungsverfahren erzeugt werden, das einen Schritt des Schmelzknetens eines thermoplastischen Harzes in einem Extruder, einen Schritt des Extrudierens des geschmolzenen Materials durch eine Breitschlitzdüsenlippe und einen Schritt des Abkühlens und Verfestigens des Extrudats mit einer Kühlwalze umfasst, wodurch eine Folie erzeugt wird, wobei die bei der Extrusion des geschmolzenen Materials aus der Düsenlippe angewendete Temperatur höher als die gewöhnlich verwendete ist und wobei als Kühlwalze eine Walze zum Formen einer dünnen Folie, wie sie zum Beispiel in WO 97/28950 beschrieben ist, das heißt eine sogenannte "Flex Roll" verwendet wird, die einen metallischen, elastischen, äußeren Zylinder aus einer dünnen Metallfolie, die elastisch verformt werden kann, und eine Welle umfasst, die beide Enden des metallischen, elastischen, äußeren Zylinders verschließt.
Beispiele einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterials schließen bekannte Vorrichtungen zur Fertigung von Folien mit einer T-Düse, bekannte Extrusions-Laminier-Fertigungsvorrichtungen und bekannte Vorrichtungen zur Fertigung von Bahnenmaterialien mit einer T-Düse ein. Von diesen Vorrichtungen sind Vorrichtungen zur Fertigung von Folien mit einer T-Düse bevorzugt. Die Kühlwalze kühlt das geschmolzene Harz ab, indem seine beiden Oberflächen zwischen den Oberflächen von einem Kühlwalzenpaar zusammengedrückt werden. Die vorstehend genannte "Flex Roll" ist eine Walze zum Formen einer dünnen Folie, wobei diese Walze einen metallischen, elastischen, äußeren Zylinder, der aus einem dünnen Metallfilm besteht, der elastisch deformiert werden kann, und eine Welle umfasst, die beide Enden des metallischen, elastischen, äußeren Zylinders verschließt. Die "Flex Roll" ist zum Beispiel in der Beschreibung von WO 97/28950 ausführlich beschrieben. Eine geeignete Temperatur eines geschmolzenen Materials des vorstehend genannten Harzes zum Zeitpunkt seiner Extrusion durch eine Düsenlippe hängt von der Art des verwendeten Harzes und der Dicke des zu formenden Bahnenmaterials ab, liegt jedoch gewöhnlich im Bereich von 210 bis 280°C, vorzugsweise von 220 bis 270°C.
Das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial wird aus dem vorstehend genannten thermoplastischen Harz hergestellt. Das harzhaltige Bahnenmaterial kann eine einzige Schicht aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann es ein mehrschichtiges Bahnenmaterial sein, das mindestens eine Schicht des vorstehend genannten thermoplastischen Harzes enthält. Wenn das harzhaltige Bahnenmaterial ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ist, weist es die vorstehend genannte bestimmte thermoplastische Harzschicht vorzugsweise als Außenschicht auf. In diesem Fall können beide Außenschichten des mehrschichtigen Bahnenmaterials Schichten aus dem vorstehend genannten thermoplastischen Harz sein. Wenn jedoch das Einsatzprofil des harzhaltigen Bahnenmaterials, bei dem das Bahnenmaterial nach dem Thermoformen mehrschichtig mit einem Substrat aus einem thermoplastischen Harz verbunden ist, in Betracht gezogen wird, ist es bevorzugt, dass nur eine Außenschicht eine Schicht aus dem vorstehend genannten thermoplastischen Harz ist.
Wenn das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial ein einschichtiges Bahnenmaterial, das aus der vorstehend genannten Harzschicht besteht, oder ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ist, das die vorstehend genannte Harzschicht umfasst, die die Oberfläche des Bahnenmaterials bildet, haben diese Harzschichten vorzugsweise eine gesamte Trübung von nicht mehr als 10%, stärker bevorzugt nicht mehr als 5%. Eine Schicht, die eine Oberfläche des erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterials bildet, zum Beispiel eine durchsichtige Oberflächenschicht, hat vorzugsweise eine Oberflächenrauheit von nicht mehr als 2 µm, stärker bevorzugt nicht mehr als 1 µm. Der Grund dafür ist, dass, wenn ein thermogeformter Gegenstand, der durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials mit einer solchen Oberflächenschicht erhalten wird, so dass die Oberflächenschicht des harzhaltigen Bahnenmaterials die Oberfläche des thermogeformten Gegenstandes bildet, oder ein mehrschichtiger Formgegenstand, der durch Formen eines thermoplastischen Harzes erhalten wird, wodurch ein Substrat erzeugt wird, und gleichzeitiges Laminieren des harzhaltigen Bahnenmaterials mit der Oberfläche des Substrats, so dass die Oberflächenschicht des harzhaltigen Bahnenmaterials die Oberfläche des mehrschichtigen Formgegenstandes bildet, der ein stark glänzendes Aussehen oder eine gestaltende Schicht aufweist, der Glanz oder die Gestaltung mit einem guten kräftigen Eindruck erkennbar sind. In der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächenrauheit mit dem arithmetischen Mittenrauwert (Ra) angegeben, der in JIS B0601 aufgeführt ist.
Wenn das harzhaltige Bahnenmaterial ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ist, das zusätzlich zur Harzschicht mindestens eine Schicht aufweist, wird die gesamte Trübung der Harzschicht bestimmt, indem ein einschichtiges Bahnenmaterial, das nur die Harzschicht umfasst, gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen harzhaltigen Bahnenmaterials hergestellt wird, außer dass keine anderen Schichten als die Harzschicht erzeugt werden, und die gesamte Trübung dieses einschichtigen Bahnenmaterials gemessen wird. In einer anderen Ausführungsform kann die gesamte Trübung durch Abziehen der Harzschicht von dem mehrschichtigen Bahnenmaterial und Messen der gesamten Trübung der abgezogenen Harzschicht bestimmt werden.
Wenn das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ist, schließen bevorzugte Ausführungsformen davon ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ein, das eine durchsichtige Schicht und eine gestaltende Schicht und/oder eine Verstärkungsschicht umfasst, wobei die durchsichtige Schicht eine Oberfläche des Bahnenmaterials bildet und die gestaltende Schicht, die Verstärkungsschicht oder sowohl die gestaltende Schicht als auch die Verstärkungsschicht einen Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 aufweisen. Eine solche Ausführungsform ist aufgrund der Wirkung bevorzugt, das Auftreten von winzigen Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche eines thermogeformten Gegenstandes verhindern zu können.
In dem vorstehend genannten mehrschichtigen Bahnenmaterial, das eine durchsichtige Schicht und eine gestaltende Schicht und/oder eine Verstärkungsschicht umfasst, wobei die durchsichtige Schicht eine Oberfläche des Bahnenmaterials bildet und die gestaltende Schicht, die Verstärkungsschicht oder sowohl die gestaltende Schicht als auch die Verstärkungsschicht einen Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 haben, hat die durchsichtige Schicht vorzugsweise eine Oberflächenrauheit von nicht mehr als 2 µm, stärker bevorzugt nicht mehr als 1 µm. Eine durchsichtige Schicht mit einer solchen Oberflächenrauheit kann zum Beispiel durch folgende Verfahren erzeugt werden. Für eine durchsichtige Schicht aus einem Polyoleflnharz kann die Schicht unter Verwendung einer bekannten Fertigungsvorrichtung mit einer T-Düse und einer "Flex Roll" als Kühlwalze erzeugt werden. Für eine durchsichtige Schicht aus einem Acrylharz kann sie durch Verwendung einer Fertigungsvorrichtung mit einer T-Düse, die mit zwei Kühlwalzen ausgestattet ist, erzeugt werden. Bei der Herstellung wird ein extrudiertes, bahnenförmiges Harz auf beiden Seiten zwischen zwei Kühlwalzen gepresst.
Wenn das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ist, kann das Verfahren zur Herstellung eines solchen mehrschichtigen Bahnenmaterials grob in zwei Gruppen unterteilt werden. Die erste Gruppe umfasst ein Verfahren, das einen Schritt zum Formen einer thermoplastischen Harzschicht mit einem Orientierungsgrad innerhalb des oben genannten Bereichs und einen Schritt zum Laminieren der entstandenen thermoplastischen Harzschicht mit anderen Schichten nach einem geeigneten Verfahren umfasst. Beispiele des Verfahrens zum Laminieren schließen das Schmelzlaminieren in der Schmelze, bei dem ein geschmolzenes Harz in einer Schicht auf die Schicht des thermoplastischen Harzes gegeben wird und die aufeinander angeordneten Schichten dann gepresst werden, um sie miteinander zu laminieren, und das Trockenlaminieren ein, bei dem Schichten einschließlich der thermoplastischen Harzschicht, die getrennt hergestellt wurden, mit einem Klebstoff oder durch Erwärmen miteinander laminiert werden. Die zweite Gruppe umfasst ein Verfahren, bei dem ein mehrschichtiges harzhaltiges Bahnenmaterial zum Beispiel durch Mehrschicht-Extrusion erzeugt wird, wodurch ein mehrschichtiges Bahnenmaterial entsteht, das das thermoplastische Harz mit einem Orientierungsgrad innerhalb des oben genannten Bereichs aufweist, und die extrudierte mehrschichtige Folie dann falls erforderlich abgezogen wird.
Ein thermogeformter Gegenstand wird durch Thermoformen des erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterials erhalten. Ein solcher thermogeformter Gegenstand wird geeigneterweise als dekoratives Bahnenmaterial verwendet, um ein gutes Aussehen zu erreichen, indem er auf ein Substrat aus einem thermoplastischen Harz laminiert wird. Das Laminieren des thermogeformten Gegenstandes, der aus einem harzhaltigen Bahnenmaterial hergestellt ist, das nur aus einer hochgradig durchsichtigen Schicht des vorstehend genannten thermoplastischen Harzes besteht, auf ein gefärbtes Substrat ermöglicht zum Beispiel, dass die Farbe des Substrats einen kräftigen Eindruck macht. Wenn ein thermogeformter Gegenstand hergestellt wird, indem ein harzhaltiges Bahnenmaterial, in dem eine hochgradig durchsichtige Schicht des vorstehend genannten thermoplastischen Harzes und eine gestaltete Schicht mit einem Design, wie einer Färbung oder einem Druck, thermogeformt wird und dieser thermogeformte Gegenstand anschließend mit einem Substrat laminiert wird, wird das Substrat mit einem guten Aussehen der Oberfläche versehen oder das Substrat wird dekoriert und das Design erhält ein kräftiges Aussehen.
Das erfindungsgemäße harzhaltige Bahnenmaterial weist vorzugsweise die vorstehend genannte Harzschicht und eine mit der Harzschicht laminierte gestaltete Schicht auf. Bevorzugte Beispiele eines solchen harzhaltigen Bahnenmaterials schließen ein mehrschichtiges Bahnenmaterial, das aus zwei Schichten, das heißt einer durchsichtigen Schicht und einer bedruckten Schicht oder gefärbten Schicht besteht, ein mehrschichtiges Bahnenmaterial, das eine durchsichtige Schicht, eine bedruckte Schicht und eine gefärbte Schicht umfasst, und ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ein, das eine durchsichtige Schicht, eine bedruckte Schicht und/oder eine gefärbte Schicht und eine Verstärkungsschicht umfasst. In den vorstehend genannten Ausführungsformen ist die durchsichtige Schicht die Harzschicht mit einem Orientierungsgrad, der innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt.
Die erfindungsgemäße Laminatstruktur ist die, die durch Laminieren des vorstehend genannten thermogeformten Gegenstandes und eines Substrats aus einem thermoplastischen Harz erhalten wird. Als thermoplastisches Harz für das Substrat kann irgendein bekanntes thermoplastisches Harz verwendet werden. Vorzugsweise werden jedoch thermoplastische Harze verwendet, die auf den Gebieten von Kraftfahrzeugen und Haushaltsgeräten eingesetzt werden. Kristalline Olefinpolymerharze werden stärker bevorzugt verwendet.
Die kristallinen Olefinpolymerharze sind Harze, die aus kristallinen Olefinpolymeren erhalten werden können. Beispiele davon schließen Propylenpolymere, Ethylenpolymere und Polymere von 1-Buten ein. Propylenpolymere sind bevorzugt. Die hier genannten Propylenpolymere sind Polymere, die durch Polymerisieren von Propylen erhalten werden, und schließen Propylen-Homopolymere und -Copolymere ein, die durch Copolymerisation von Propylen und anderen Comonomeren (z. B. Ethylen und 1-Buten) erhalten werden. Gewöhnlich werden statistische Copolymere oder Blockcopolymere verwendet. Als kristallines Olefinpolymerharz werden stärker bevorzugt Propylen-Homopolymere verwendet. Propylen- Homopolymere haben stärker bevorzugt einen isotaktischen Pentadenanteil von nicht weniger als 0,95, noch stärker bevorzugt nicht weniger als 0,97.
Die Harze für das Substrat sind vorzugsweise jene, die gut an dem vorstehend genannten thermogeformten Gegenstand anhaften können, und stärker bevorzugt jene, die durch Schmelzverkleben am thermogeformten Gegenstand anhaften können. Im Hinblick auf die Adhäsion zwischen einem thermogeformten Gegenstand und einem Substrat sind das Harz für das Substrat und das Harz der Oberfläche des thermogeformten Gegenstandes, der an dem Substrat anhaftet, vorzugsweise von der gleichen oder einer ähnlichen Art.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Laminatstruktur kann auf beliebige Weise erfolgen. Es kann zum Beispiel ein Verfahren angewendet werden, das die folgenden Schritte (1) bis (4) umfasst:

1. Einen Schritt zum Erwärmen des vorstehend genannten harzhaltigen Bahnenmaterials, damit es weich wird.
2. Einen Schritt zum Thermoformen des weich gewordenen harzhaltigen Bahnenmaterials mit einer Form zum Thermoformen, wodurch ein thermogeformter Gegenstand erhalten wird.
3. Einen Schritt, bei dem der thermogeformte Gegenstand in die Hohlform einer Form für die Formgebung gegeben wird.
4. Einen Schritt des Einführens eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes in die Form, die den thermogeformten Gegenstand enthält, wodurch eine Laminatstruktur erhalten wird, die aus einem aus dem zugeführten Harz geformten Substrat und dem thermogeformten Gegenstand, der mit dem Substrat laminiert ist, besteht.

Das die Schritte (1) und (2) betreffende Thermoformverfahren schließt das Vakuumformen, das Druckformen mit Luft, das Vakuum-Druck-Formen und dergleichen ein. Um einen thermogeformten Gegenstand mit hervorragender Durchsichtigkeit zu erhalten, ist es in dem Fall, in dem das harzhaltige Bahnenmaterial als Bestandteil ein Polyoleflnharz enthält, bevorzugt, die Temperatur, der das harzhaltige Bahnenmaterial beim Thermoformen ausgesetzt wird, so niedrig wie möglich einzustellen.
Die Form für die Verwendung beim Thermoformen kann aus Metall, Harz, Holz, Papier oder dergleichen sein. Metall ist bevorzugt. Die Innenfläche der Form ist vorzugsweise glatt. Die Form zum Thermoformen hat vorzugsweise eine Oberflächenrauheit (Ra) von 0,1 µm oder weniger, stärker bevorzugt 0,08 µm oder weniger und noch stärker bevorzugt 0,06 µm oder weniger, gemäß JIS B0601 gemessen.
Außerdem wird das harzhaltige Bahnenmaterial vorzugsweise nach dem Formen durch seinen Kontakt mit einer Form zum Thermoformen schnell abgekühlt. Zu diesem Zweck wird die Temperatur der Form zum Thermoformen vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 50°C, stärker bevorzugt von 20 bis 30°C, gehalten. Es ist bevorzugt, das geformte harzhaltige Bahnenmaterial schnell abzukühlen, indem es mit einem Fluid mit einer geringeren Temperatur in Kontakt gebracht wird. Die Temperatur des Fluids beträgt zum Beispiel vorzugsweise 10 bis 20°C. Bevorzugte Beispiele des Fluids schließen Luft und Wasser ein.
Das den Schritt (4) betreffende Formgebungsverfahren schließt das Spritzgießen, das Spritzprägen, das Spritzpressen und dergleichen ein. Die Temperatur des in diesem Schritt einzuspritzenden Harzes ist gewöhnlich nicht geringer als der Schmelzpunkt des Harzes und beträgt vorzugsweise 200°C oder mehr. Die Temperatur der in diesem Schritt verwendeten Form beträgt gewöhnlich 20 bis 60°C, vorzugsweise 30 bis 40°C. Die Form hat vorzugsweise eine glatte Oberfläche. Die Oberflächenrauheit (Ra) beträgt vorzugsweise 0,1 µm oder weniger, stärker bevorzugt 0,08 µm oder weniger und noch stärker bevorzugt 0,06 µm oder weniger.
Die Schritte (1) bis (4) können in einem Schritt durchgeführt werden. Es kann zum Beispiel das Thermoject-Verfahren (thermoject process) verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Laminatstruktur, insbesondere jene, die durch Laminieren eines mehrschichtigen, thermogeformten Gegenstandes, der ein dekoriertes Bahnenmaterial, wie ein gefärbtes Bahnenmaterial, ein gemasertes Bahnenmaterial, ein metallisches Bahnenmaterial oder ein Bahnenmaterial mit einem Kohlefarbton umfasst, an ein Substrat erhalten wird, kann geeignet für Kraftfahrzeugteile (Innen- oder Außenteile), wie Mittelblöcke, verwendet werden. Sie ist auch für Anwendungszwecke, zum Beispiel Teile von Haushaltsgeräten, Teile von verschiedenen Waren, Schilder usw., geeignet.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden verschiedenen Arten von thermoplastischen Harzen können je nach Erfordernis in Kombination mit verschiedenen Arten von Zusätzen verwendet werden. Beispiele solcher Zusätze schließen Antioxidantien, Stabilisatoren, Antistatika, keimbildende Mittel, Klebstoffe und Antibeschlagmittel ein.
Die Dicke des erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterials liegt gewöhnlich zwischen 5 und 800 µm, vorzugsweise zwischen 50 und 500 µm.
Die vorliegende Erfindung wird auf der Basis der nachstehenden Beispiele weiter beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele begrenzt.
In den Beispielen wurden die physikalischen Eigenschaften durch folgende Verfahren bestimmt.

1. Orientierungsgrad (n_x - n_y)

1. Der Orientierungsgrad wurde gemessen, indem der Unterschied zwischen dem Brechungsindex der Harzhaltiges Bahnenmaterial in MD, n_x, und dem Brechungsindex der Harzhaltiges Bahnenmaterial in TD, n_y, mit einem die Doppelbrechung dreidimensional messenden Gerät OPTIPHOT2-POL (von Nikon Corp. hergestellt) bestimmt wurde.

2. Trübung

1. Die Trübung wurde gemäß JIS K7105 gemessen.

3. Beurteilung des thermogeformten Gegenstandes

Das Aussehen des thermogeformten Gegenstandes wurde visuell festgestellt und wie folgt bewertet:

1. Zustand der Oberfläche: Wenn in der Oberfläche eines thermogeformten Gegenstandes winzige Unregelmäßigkeiten entstanden waren, wurde der Zustand der Oberfläche des Gegenstandes als schlecht eingeschätzt.
2. Thermoformbarkeit: Wenn es in dem harzhaltigen Bahnenmaterial zu einem Riss kam oder das harzhaltige Bahnenmaterial nicht in die Konfiguration der Form zum Thermoformen gebracht worden war, wurde die Thermoformbarkeit des harzhaltigen Bahnenmaterials als schlecht beurteilt.

4. Bleistifthärte

Die Messung der Bleistiftritzhärte erfolgte nach dem Bleistiftritztest, der in JIS K5400 angegeben ist. Bei der Auswertung wurde der Test zuerst mit einem Bleistift mit der Härte 6B durchgeführt, und danach wurde die Härte der Bleistifte nacheinander auf SB, 4B usw. erhöht. Die Bleistiftritzhärte wurde als die Härte des Bleistifts angegeben, mit dem die Oberfläche der Probe zum ersten Mal beschädigt worden war.

5. Oberflächenrauheit

Die Oberflächenrauheit eines Gegenstandes (Ra) gemäß JIS B0601 gemessen.

Beispiel 1

Ein Propylenpolymer, das aus 100 Gewichtsteilen eines Propylen-Homopolymers und 0,3 Gewichtsteilen eines Keimbildners (2.2-Methylenbis(4,6-di-tert-butylphenyl)natriumphosphat, ADEKA STAB NA-21 (Handelsbezeichnung), von Asahi Denka Co., Ltd. hergestellt) bestand, wurde unter den nachstehenden Bedingungen mit einer Fertigungsvorrichtung für Bahnenmaterial mit einer T-Düse (Düsenbreite: 600 mm) zu einem Bahnenmaterial geformt, wodurch ein harzhaltiges Bahnenmaterial mit einer Dicke von 0,1 mm, einem Orientierungsgrad, n_x - n_y, von 0,0017, einer gesamten Trübung von 5% und einer Oberflächenrauheit (Ra) von 0,03 ptm erhalten wurde.
Zylindertemperatur: 239°C
Extrusionsgeschwindigkeit: 16 kg/h
Abzugsgeschwindigkeit: 5,4 m/min
Temperatur der hochglanzpolierten Walze: 20°C
Temperatur der "Flex Roll" (von CBC Tech Co., Ltd. hergestellt): 20°C
Das Propylen-Homopolymer hatte eine MFR (Schmelzfließrate) von 8,0 g/10 min und einen isotaktischen Pentadenanteil von 0,97.
Das entstandene Bahnenmaterial wurde bei einer Oberflächentemperatur von 153°C erwärmt und weichgemacht, wobei ein Heizstrahler mit einer Strahlung im fernen IR-Bereich verwendet wurde. Die weichgemachte Folie wurde mit der Oberfläche einer Form zum Thermoformen in Kontakt gebracht, so dass sie thermogeformt wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 2

Das gleiche wie in Beispiel 1 verwendete Propylenpolymer wurde mit einer Vorrichtung zur Fertigung von Bahnenmaterialien mit einer T-Düse (Breite der T-Düse: 600 mm) unter folgenden Bedingungen zu einem Bahnenmaterial geformt, wodurch ein harzhaltiges Bahnenmaterial mit einer Dicke von 0,2 mm, einem Orientierungsgrad, n_x - n_y, von 0,00038, einer gesamten Trübung von 3,9% und einer Oberflächenrauheit (Ra) von 0,03 jim erhalten wurde.
Zylindertemperatur: 220°C
Extrusionsgeschwindigkeit: 73 kg/h
Abzugsgeschwindigkeit: 12 m/min
Temperatur der hochglanzpolierten Walze: 20°C
Temperatur der "Flex Roll" (von CBC Tech Co., Ltd. hergestellt): 22°C
Das entstandene harzhaltige Bahnenmaterial wurde thermogeformt und danach bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Das gleiche wie in Beispiel 1 verwendete Propylenpolymer wurde mit einer Vorrichtung zur Fertigung von Bahnenmaterialien mit einer T-Düse (Breite der T-Düse: 600 mm) unter folgenden Bedingungen zu einem Bahnenmaterial geformt, wodurch ein harzhaltiges Bahnenmaterial mit einer Dicke von 0,1 mm, einem Orientierungsgrad, n_x - n_y, von 0,0021, einer gesamten Trübung von 5% und einer Oberflächenrauheit (Ra) von 0,03 µm erhalten wurde.
Zylindertemperatur: 200°C
Extrusionsgeschwindigkeit: 73 kg/h
Abzugsgeschwindigkeit: 12 m/min
Temperatur der hochglanzpolierten Walze: 20°C
Temperatur der "Flex Roll" (von CBC Tech Co., Ltd. hergestellt): 22°C
Das entstandene harzhaltige Bahnenmaterial wurde thermogeformt und danach bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Das gleiche wie in Beispiel 1 verwendete Propylenpolymer wurde mit einer Vorrichtung zur Fertigung von Bahnenmaterialien mit einer T-Düse (Breite der T-Düse: 600 mm) unter folgenden Bedingungen zu einem Bahnenmaterial geformt, wodurch ein harzhaltiges Bahnenmaterial mit einer Dicke von 0,2 mm, einem Orientierungsgrad, n_x - n_y, von 0,00017, einer gesamten Trübung von 5,2% und einer Oberflächenrauheit (Ra) von 0,03 µm erhalten wurde.
Zylindertemperatur: 239°C
Extrusionsgeschwindigkeit: 13 kg/h
Abzugsgeschwindigkeit: 3 m/min
Temperatur der hochglanzpolierten Walze: 20°C
Temperatur der "Flex Roll" (von CBC Tech Co., Ltd. hergestellt): 20°C
Das entstandene harzhaltige Bahnenmaterial wurde thermogeformt und danach bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Beispiel 3

Zuerst wurde ein Acrylharz-Bahnenmaterial hergestellt, indem ein Acrylharz mit einer Vorrichtung zur Fertigung von Bahnenmaterialien mit einer T-Düse (Zylindertemperatur: 260°C) extrudiert wurde, danach wurden das Pressen und Abkühlen des Extrudats mit einem Formwalzensatz, der drei glättende Walzen (Walzentemperatur: 70°C) enthielt, in der Art und Weise durchgeführt, dass die erste und zweite Walze von beiden Seiten mit dem Extrudat in Kontakt standen. Das Acrylharz war durch Massenpolymerisation hergestellt worden und hatte eine reduzierte Viskosität von 0,08 l/g, einen Gehalt an Methylmethacrylat-Einheiten von 94 Gew.-% und einen Gehalt an Methylacrylat-Einheiten von 6 Gew.-%. Das entstandene Acrylharz-Bahnenmaterial hatte eine Dicke von 125 µm, eine gesamte Trübung von 1,5% und eine Oberflächenrauheit (Ra) von 0,005 µm.
Dann wurde ein mehrschichtiges Bahnenmaterial hergestellt, indem das vorstehend erhaltene Acrylharz-Bahnenmaterial, das als durchsichtige Oberflächenschicht diente, und ein 0,1 mm dickes Bahnenmaterial, das in Beispiel 1 hergestellt worden war, wobei dieses Bahnenmaterial die Verstärkungsschicht bildete, laminiert wurden. Beide Bahnenmaterialien wurden laminiert, indem dazwischen ein Klebstoff aufgebracht wurde. Dieser Klebstoff wurde erhalten, indem 100 Gewichtsteile Polyurethan-Klebstoff TKS3989, von Toyo Morton, Ltd. hergestellt, und 4 Gewichtsteile Isocyanat-Härter CAT-RT, von Toyo Morton, Ltd. hergestellt, vermischt wurden und das Gemisch mit Toluol verdünnt wurde, so dass eine Auftragsmenge von 7 g/m² erhalten wurde. Das erhaltene mehrschichtige Bahnenmaterial wurde erhitzt, so dass seine Oberflächentemperatur 180°C erreichte, wodurch es weich wurde. Das Thermoformen erfolgte in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, wodurch ein thermogeformter Gegenstand erhalten wurde. Bei dem entstandenen, thermogeformten Gegenstand wurde das Aussehen visuell beurteilt, und seine Thermoformbarkeit und der Zustand seiner Oberfläche wurden bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 3

Ein mehrschichtiges Bahnenmaterial wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Bahnenmaterial als Verstärkungsschicht verwendet wurde. Das Thermoformen des mehrschichtigen Bahnenmaterials erfolgte in der gleichen Weise wie in Beispiel 3, wodurch ein thermogeformter Gegenstand erhalten wurde. Die Bewertungsergebnisse des thermogeformten Gegenstandes sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2
Die vorliegende Erfindung kann ein für das Thermoformen geeignetes harzhaltiges Bahnenmaterial bereitstellen, das nach dem Thermoformen in seiner Oberfläche keine winzigen Unregelmäßigkeiten erzeugt. Die Erfindung kann auch einen thermogeformten Gegenstand und eine Laminatstruktur ohne winzige Unregelmäßigkeiten in deren Oberflächen bereitstellen. Besonders aufgrund des geringen Orientierungsgrads der thermoplastischen Harzschicht in dem erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterial verursacht das harzhaltige Bahnenmaterial kaum winzige Unregelmäßigkeiten in seiner Oberfläche, selbst wenn es beim Erwärmen Druck ausgesetzt wird, und führt kaum zu einer Niveauabsenkung, selbst wenn es erwärmt wird. Wenn diese Eigenschaften des erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterials ausgenutzt werden, kann dieses harzhaltige Bahnenmaterial geeignet beim Thermoformen verwendet werden. Eine farblose Folie, die gewöhnlich so verwendet wird, dass sie in einer Form thermogeformt und dann mit einem geschmolzenen Harz laminiert wird, stellt eine vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen harzhaltigen Bahnenmaterials dar, das eine gestaltete Schicht oder gefärbte Schicht enthält, die auf die thermoplastische Harzschicht laminiert ist.

Claims

1. Harzhaltiges Bahnenmaterial, umfassend eine Harzschicht, die ein thermoplastisches Harz umfasst und einen Orientierungsgrad von nicht weniger als 0,0002 und nicht mehr als 0,0020 hat.

2. Harzhaltiges Bahnenmaterial nach Anspruch 1, wobei das harzhaltige Bahnenmaterial ein einschichtiges Bahnenmaterial ist, das aus einer Harzschicht nach Anspruch 1 besteht, und die Harzschicht eine gesamte Trübung von nicht mehr als 10% hat.

3. Harzhaltiges Bahnenmaterial nach Anspruch 1, wobei das harzhaltige Bahnenmaterial ein mehrschichtiges Bahnenmaterial ist, das eine Harzschicht nach Anspruch 1 umfasst, und die Harzschicht eine Oberfläche des harzhaltigen Bahnenmaterials bildet.

4. Harzhaltiges Bahnenmaterial nach Anspruch 1, wobei eine gestaltete Schicht mit der Harzschicht laminiert ist.

5. Thermogeformter Gegenstand, der durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhalten wird.

6. Laminatstruktur, umfassend einen thermogeformten Gegenstand und ein Substrat, das mit dem thermogeformten Gegenstand laminiert ist, wobei der thermogeformte Gegenstand durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhalten wird und das Substrat ein thermoplastisches Harz umfasst.

7. Laminatstruktur nach Anspruch 6, wobei das thermoplastische Harz, das das Substrat bildet, ein kristallines Olefinpolymerharz ist.

8. Kraftfahrzeugteil, umfassend eine Laminatstruktur, die einen thermogeformten Gegenstand und ein Substrat umfasst, das mit dem thermogeformten Gegenstand laminiert ist, wobei der thermogeformte Gegenstand durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhalten wird und das Substrat ein thermoplastisches Harz umfasst.

9. Teil von Haushaltsgeräten, wobei das Teil eine Laminatstruktur umfasst, die einen thermogeformten Gegenstand und ein Substrat umfasst, das mit dem thermogeformten Gegenstand laminiert ist, wobei der thermogeformte Gegenstand durch Thermoformen eines harzhaltigen Bahnenmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhalten wird und das Substrat ein thermoplastisches Harz umfasst.