JP2005178062A - 多層成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱成形時の白化が抑制され、良好な熱成形性を有し、更に透明性に優れた加飾用フィルムを使用した、内部に光源を有する部品での使用において光量の低下や光量のムラのない多層成形体の提供。
【解決手段】基材フィルム上に少なくとも肉眼で視認するに十分な大きさの透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体であって、(A)該基材フィルムは、(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなり、かつ(B)該成形樹脂(b成分)は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%であることを特徴とする多層成形体。
【選択図】なし
【解決手段】基材フィルム上に少なくとも肉眼で視認するに十分な大きさの透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体であって、(A)該基材フィルムは、(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなり、かつ(B)該成形樹脂(b成分)は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%であることを特徴とする多層成形体。
【選択図】なし
Description
本発明は、自動車のインジケータパネル、家庭電器製品、音響電子機器および事務用機械のコントロールパネル、並びに携帯電話等のモバイルIT機器のキーパッドなどに代表されるその表面が透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾フィルムにより一体化された多層成形体、特に立体形状を有する多層成形体、およびかかる成形体の製造方法に関する。特に本発明は、深絞りされた凹凸形状、その透明性に由来する優れた意匠性、殊に内部に配された光源から放たれた光がかかる透光性部分を通して視認されることによる優れた意匠性および視認性を有する多層成形体、およびその製造方法に関する。
自動車のインジケータパネル、家庭電器製品、音響電子機器および事務用機械のコントロールパネル、並びに携帯電話等のモバイルIT機器のキーパッドなどに代表されるその表面が立体形状を有し、特に該表面に図柄の施された多層成形体は多くの分野において使用されている。該成形品を得る方法の1つは、基材フィルム、もしくは該基材フィルムに所望の図柄を印刷して加飾用フィルムを得た後に、該加飾用フィルムを射出成形用金型内に配置し、該フィルムに(図柄を有する場合には印刷された図柄側に)二次材料を射出成形すると同時に立体形状の成形品を得る方法である。更に該加飾用フィルムは金型内に配置される前、また好適にはその射出成形用の金型内において、真空成形または圧空成形などの熱成形法を用いて樹脂成形品の形状に予備賦形される場合が多い。ここで図柄は基材フィルムを通して認識され、印刷された図柄を直接手などで触れることがないため、図柄が使用期間中に損傷することはない。
一方で上記の多層成形体が利用される製品または部品は、従来よりしばしば、かかる製品または部品の内部に配された光源から放たれた光を利用して、製品や部品の夜間での視認性や意匠上の高級感の向上が図られている。かかる内部光源からの光を利用した製品または部品(以下単に“照光型部品”と称することとする)の構成体となる成形品は、透光性の樹脂成形品の裏面に遮光性の印刷を施すことにより、または透光性部分の成形品と遮光性部分の成形品を二色成形やインサート成形により一体化することにより製造されてきた。しかしながらこれらの方法はいずれも意匠上の制約が大きく、意匠向上において不十分であることから、上記の加飾用フィルムを用いた多層成形体が照光型部品の構成体として注目されてきている。
このような加飾成形用フィルム(“IMDフィルム”と称される場合が多い)としてはポリカーボネートフィルムが公知であり(特許文献1参照)、更にその熱成形性を改良したポリカーボネートとその他の樹脂からなる熱変形温度85〜120℃の樹脂組成物よりなるフィルムが公知である(特許文献2参照)。
また厚み4μm以上の単層で使用するインキ膜層または厚み8μm以上の二層以上で使用するインキ膜層を有するように印刷した厚み0.1〜2.0mmの合成樹脂シートをその表面または裏面に溶着接合してなる異質な表面層または裏面層を有するバックライティング可能な合成樹脂成形品や、該成形品をかかる合成樹脂シートを熱成形した後金型内に装填してインサート成形法を用いて製造する方法は公知である(特許文献3参照)。
更に、透明層、着色層および基体層からなる積層成形品であり、該透明層はポリアリレートおよび/またはポリエチレンフタレートからなり、該着色層はポリカーボートやポリアリレートからなり、該基体層はポリカーボネートと衝撃改質用重合体からなる樹脂組成物からなり、更に該積層成形品を各層を分離することなく処理して製造された樹脂組成物が特定の組成範囲を満足することを特徴とする、リサイクル性に優れた積層成形品、およびかかる処理をして製造された樹脂組成物は公知である(特許文献4参照)。
しかしながら、上記特許文献1および3に開示されているポリカーボネート樹脂からなる基材フィルムは、透明性には優れるものの耐熱性が高く、圧空成形などの手法を用いて予備賦形する工程における予熱に時間を要する問題点を有している。これを解決するために高温加熱のような手法を用いた場合、加飾用フィルムの全面を均一に加熱するように制御することは困難である。また加熱が過度であるとフィルムの自重による変形も大きくなりやすい。かような状態の加飾用フィルムは、圧空成形した場合に、部分的な伸びの違いや設置位置のずれを生じるため印刷の位置ずれなどを生じやすいとの問題を有していた。
一方、上記特許文献2に開示されているように、ポリカーボネートとポリエチレンテレフタレートなどの他樹脂からなる熱変形温度85〜120℃の樹脂組成物よりなるフィルムは、前述のような成形性の改善はある程度認められる。しかしながら、ここで開示されている技術よりなるフィルムは次の点において更に改良を求められる場合があった。第1の点は熱成形時の白化である。かかる白化は照光型部品からの光量の低下や光量のムラを生じ、改良の求められる場合があった。第2の点は熱成形性の更なる改良である。上記公報に開示されたフィルムは更に良好な賦形性を有することにより複雑な形状に対応し、その適用範囲を広げることが求められる場合があった。更に第3の点は更に高い透明性である。高い透明性はより幅広い図柄への適用を可能とする。更にこれらの改良点をクリアした上で、優れたリサイクル性を有する多層成形体が求められている。
また上記特許文献4では、その透明層における耐擦傷性をより重視すると共に、比較的厚い着色層の存在を前提とし、透光性部分の存在を十分に考慮していないことから、上記の課題に対しては未だ十分な知見を開示するものとはいえない。
以上本発明は、前述のような問題点を解消し、熱成形時の白化が抑制され、良好な熱成形性を有し、更に透明性に優れた加飾用フィルムを使用した、内部に光源を有する部品での使用において光量の低下や光量のムラのない多層成形体を提供することにある。更に好適には、該フィルムや該フィルムと一体化接着する成形樹脂を、再度成形樹脂中に混合しても尚、良好な透明性を有することが可能な、環境負荷やコストの低減された多層成形体を提供することを目的とする。本発明は、更にかかる多層成形体の製造方法の提供を目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、芳香族ポリカーボネートと特定の重合体からなる組成物を、透光性部分と遮光性部分とを有する加飾用フィルムの基材フィルムとし、更に特定の光線透過率を満足する成形樹脂と一体化することにより、上記課題が解決されることを見出し、更に鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(1)基材フィルム上に少なくとも肉眼で視認するに十分な大きさの透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体であって、
(A)該基材フィルムは、(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなり、かつ
(B)該成形樹脂(b成分)は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である、
ことを特徴とする多層成形体にかかるものである。
(A)該基材フィルムは、(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなり、かつ
(B)該成形樹脂(b成分)は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である、
ことを特徴とする多層成形体にかかるものである。
かかる構成(1)によれば、上記課題を解決した多層成形体が提供される。本発明の多層成形体において、その成形樹脂の透光性部分の厚みは好ましくは0.3〜8mmの範囲であり、より好ましくは0.5〜3mmの範囲、更に好ましくは0.7〜2.5mmの範囲である。成形樹脂からなる成形品における透光性部分の厚みは必ずしも均一である必要はないが、いずれの部分においても上記の範囲を満足するが好ましい該成形品の態様である。
また成形樹脂部分の加飾用フィルムに対する厚みの倍率は、好ましくは2〜100倍、より好ましくは3〜30倍、更に好ましくは3.5〜20倍である。加飾用フィルムにおける基体フィルムの厚みは好ましくは0.05〜0.5mm、より好ましくは0.08〜0.4mm、更に好ましくは0.1〜0.3mmである。
本発明において、b成分の成形樹脂は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である各種の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物である。かかる全光線透過率はISO 13468−1に準拠して測定される。かかる熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物は、一般に透明熱可塑性ポリマーと分類される各種の熱可塑性ポリマーおよび該熱可塑性ポリマーに各種添加剤および/または無機充填材が配合されてかかる全光線透過率の条件を満足する組成物である。かかる透明熱可塑性ポリマーは一般に非晶性のポリマーであるが、結晶化速度の遅い結晶性のポリマーも含まれる。かかる結晶性のポリマーの代表例としてポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートが例示される。b成分の成形樹脂は透光性部分の厚みにおける全光線透過率は、好ましくは50〜93%、より好ましくは60〜93%である。
透明熱可塑性ポリマーとしては、芳香族ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、スチレンポリマー、メタクリルポリマー、マレイミドポリマー、非晶性ポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、およびこれらのポリマーアロイなどが例示される。
本発明の加飾用フィルムにおける透光性部分と遮光性部分とは、肉眼でその差異が視認できる程度に光透過性が異なる部分であればよく、遮光性部分は内部の光を完全に遮光することが好ましいが、かかる条件は必須ではない。すなわち光源からの光量および透光性部分の光透過性によって、かかる条件を満足することなく十分なコントラストを奏する場合は、本発明における遮光性部分といえる。
透光性部分または遮光性部分の線幅は、印刷部分の大きさを上限として0.1mm以上であることが好ましく、0.2mm以上が更に好ましい。また透光性部分または遮光性部分が線により構成された図柄でない場合には、その面積が印刷部分の面積を上限として0.01mm2以上が好ましく、0.04mm2以上が更に好ましい。
本発明の加飾用フィルムは、良好な耐熱性を有しつつ良好な成形加工性および透明性を有する点において優れる。かかる特徴は、b成分の成形加工温度が高く、加飾用フィルムに耐熱性が求められる場合により効果的に発揮される。したがって本発明のb成分は、好適には軟質なエラストマー成分よりもより高い成形温度が必要とされる硬質ポリマー成分を主成分とする成形樹脂であり、特に好適には芳香族ポリカーボネートを主成分とする成形樹脂である。ここで主成分とは全量100重量%中70重量%以上含有されることをいう。
また、本発明において硬質ポリマー成分とはb成分を構成する硬質ポリマー分をいう。本発明において硬質ポリマーとは、非晶性ポリマーにおいては少なくともそのガラス転移温度が40℃以上であるポリマーをいう。結晶性ポリマーの場合にはその融点が40℃以上であるポリマーをいう。これらのガラス転移温度および融点はJIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求めることが可能である。
一方、硬質ポリマーに含まれないポリマーとしては、ゴム質重合体がある。ゴム質重合体とは、ガラス転移温度が10℃以下、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−30℃以下であるゴム成分からなる重合体、並びに該ゴム成分からなる重合体に他のポリマー鎖が結合してなる共重合体をいう。かかる他のポリマー鎖が結合してなる共重合体はより好適なゴム質重合体である。該ゴム成分は通常架橋構造を有するが、架橋構造を実質的に有しない熱可塑性エラストマーも含まれる。架橋構造を有するゴム成分からなるゴム質重合体は、好適には架橋構造を有するゴム成分からなる重合体に他のポリマー鎖が結合してなるゴム質重合体、特にかかるポリマー鎖がグラフト結合してなるグラフトゴム質共重合体である。
本発明の好適な態様の1つは、(2)本発明の好適な態様の1つは、(2)上記基材フィルムの厚みは0.05〜0.5mmである上記構成(1)の多層成形体である。基材フィルムの好ましい厚みは既に上述のとおりである。基材フィルムが薄すぎる場合には、該フィルムの扱いの困難さが原因で、および熱成形条件の範囲の縮小が原因で加飾用フィルムの熱成形品の製造効率が劣ったり、熱成形品の印刷ズレが生じたりするようになる。一方基材フィルムが厚すぎる場合には、加飾される成形品の外観が不十分となったり、印刷など図柄層の形成における製造効率が劣ったり、またその熱成形品の製造効率が劣るようになる。したがって、かかる構成(2)によれば、より製造効率に優れ、高品質な多層成形体が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(3)上記多層成形体は、上記加飾用フィルムが型内にセットされ該型内に成形樹脂が充填されることにより加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなるインサート射出成形体である上記構成(1)〜(2)の多層成形体である。本発明の多層成形体は、押出成形、熱成形、およびブロー成形などの方法によって製造されることもできる。しかしながら本発明の加飾用フィルムが有する良好な熱成形性は、深絞り形状や複雑な形状の成形体の提供可能とする。したがってかかる加飾用フィルムの優位性は、成形品の形状が多種多様にわたる射出成形、特にインサート射出成形において更に発揮される。かかる構成(3)によれば、上記課題を解決したインサート射出成形体である多層成形体が提供され、特に多層成形体の加飾部分が深絞り形状や複雑な形状の成形体が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(4)上記加飾用フィルムは、基材フィルム上に図柄層が形成され、かつ熱成形により立体形状が付与されている加飾用フィルムである上記構成(1)〜(3)の多層成形体である。かかる構成(4)によれば、本発明の加飾用フィルムの特性がより効果的に利用される。その結果、より多様な形状に対応した、またより精密な図柄層にも対応した多層成形体が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(5)上記基材フィルムは、更にa成分100重量部当たり、0.01〜10重量部の紫外線吸収剤を含有する上記構成(1)〜(4)の多層成形体である。本発明の多層成形体はその好適な態様において、該成形体で構成された製品や部品の内部の光源からの光に曝される。更に該製品や部品の多くは屋外において使用される。したがって、好ましくは基材フィルム中には紫外線吸収剤が含有される。その結果、基材フィルム自体、図柄層および成形樹脂の劣化が抑制される。よって、かかる構成(5)によれば、屋外で使用や光源を有する装置での使用により適切な多層成形体が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(6)上記b成分は、その100重量%中85重量%以上の硬質ポリマー成分を含み、該硬質ポリマー成分は、その100重量%中、80〜100重量%の芳香族ポリカーボネート(b−1成分)を含有する成分である上記構成(1)〜(5)の多層成形体である。既に上述のとおり、かかる構成(6)によれば、本発明の加飾用フィルムが有する特性がより効果的に発揮される。
本発明の好適な態様の1つは、(7)上記a−2成分は、ポリエステルブロック共重合体である上記構成(1)〜(6)の多層成形体である。かかる構成(7)によれば、特に熱成形性、透明性、およびリサイクル性に優れた多層成形体が提供される。ここでリサイクル性とは、例えば加飾用フィルムを打ち抜きなどして発生する切れ端材を、b成分の成形樹脂に戻しても、該成形樹脂が十分な透明性や耐衝撃性を有している特性を代表的に表す。
本発明の好適な態様の1つは、(8)上記b成分は、その100重量%中少なくとも芳香族ポリカーボネート(b−1成分)85〜99.9重量%およびポリエステルブロック共重合体0.1〜15重量%を含有する上記構成(7)の多層成形体である。また本発明の好適な態様の1つは、(8a)上記b成分は、芳香族ポリカーボネート樹脂材料、成形樹脂からなる成形体の粉砕物、および加飾用フィルムの粉砕物を溶融混練し、該成形樹脂は芳香族ポリカーボネート樹脂または上記構成(8)のb成分の組成を満足する樹脂であることを特徴とする製造方法により製造された上記構成(8)の多層成形体である。上記構成(8)および(8a)によれば、耐熱性、透明性、耐衝撃性、リサイクル性においてより優れた多層成形体が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(9)上記b成分は、その100重量%中少なくとも芳香族ポリカーボネート(b−1成分)およびポリアルキレンテレフタレート(b−2’成分)の合計量85〜99.9重量%およびポリエステルブロック共重合体0.1〜15重量%を含有し、かかるb−1成分はb−2’成分との合計100重量%中75〜99.9重量%である上記構成(7)の多層成形体である。また本発明の好適な態様の1つは、(9a)上記b成分は、芳香族ポリカーボネート樹脂材料、ポリアルキレンテレフタレート樹脂材料、成形樹脂からなる成形体の粉砕物、および加飾用フィルムの粉砕物を溶融混練し、該成形樹脂はその100重量%中芳香族ポリカーボネート75〜99.9重量%およびポリアルキレンテレフタレート25〜0.1重量%からなる樹脂または上記構成(9)のb成分の組成を満足する樹脂であることを特徴とする製造方法により製造された上記構成(9)の多層成形体である。上記構成(11)および(11a)によれば、耐熱性、成形性、透明性、耐薬品性、およびリサイクル性においてより優れた多層成形体が提供される。
本発明の好適な態様の1つは、(10)上記多層成形体は、成形樹脂側に配された光源から放たれた光が加飾用フィルムの透光性部分を通して視認される照光型部品の構成体である上記構成(1)〜(9)の多層成形体である。本発明の加飾用フィルムは耐熱性、成形性および透明性のいずれにも優れ、特に成形樹脂が芳香族ポリカーボネートを主体する場合にはリサイクル性にも優れる。したがって、かかる構成(10)によれば、従来にない高品質な照光型部品が、低コストで提供される。
光源から放たれた光が加飾用フィルムの透光性部分を通して視認される態様としては、光源からの光が直接に該透光性部分を通る態様、光源からの光が導光部(導光板や光ファイバーなどに代表される)を通過して該透光性部分を通る態様、並びに成形樹脂からなる成形体自体から形成された導光部を通過して該透光性部分を通る態様が例示され、いずれも本発明において好適な態様である。
本発明の別の態様は、(11)基材フィルム上に少なくとも肉眼で視認するに十分な大きさの透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体であって、
(1)(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなる厚み0.05〜0.5mmの基材フィルムを準備する工程(工程−I)、
(2)該基材フィルムの片面に透光性インクで印刷した後遮光性インクで印刷することにより、もしくは遮光性インクのみで印刷することにより図柄層を形成して加飾用フィルムを得る工程(工程−II)、
(3)該加飾用フィルムに、熱成形により立体形状を賦形する工程(工程−III)、
(4)該賦形後の加飾用フィルムを射出成形用の型内にセットして、該型内に成形樹脂(b成分)を充填する工程であり、該b成分は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である工程(工程−IV)、および
(5)成形樹脂の冷却後、基材フィルム上に図柄層が形成された加飾用フィルムを成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体を型内より取り出す工程(工程−V)からなることを特徴とする多層成形体の製造方法である。
(1)(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなる厚み0.05〜0.5mmの基材フィルムを準備する工程(工程−I)、
(2)該基材フィルムの片面に透光性インクで印刷した後遮光性インクで印刷することにより、もしくは遮光性インクのみで印刷することにより図柄層を形成して加飾用フィルムを得る工程(工程−II)、
(3)該加飾用フィルムに、熱成形により立体形状を賦形する工程(工程−III)、
(4)該賦形後の加飾用フィルムを射出成形用の型内にセットして、該型内に成形樹脂(b成分)を充填する工程であり、該b成分は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である工程(工程−IV)、および
(5)成形樹脂の冷却後、基材フィルム上に図柄層が形成された加飾用フィルムを成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体を型内より取り出す工程(工程−V)からなることを特徴とする多層成形体の製造方法である。
更に本発明の好適な態様の1つは、(12)上記工程−Iの基材フィルムを準備する工程は、a−1成分およびa−2成分を押出機に供給してこれらを溶融混練し、該押出機のダイスから吐出される溶融樹脂を、実質的に延伸を掛けることなく製膜して無延伸の基材フィルムを製造する工程である上記構成(11)の製造方法である。
かかる構成(11)によれば、本発明の加飾用フィルムの特徴をより生かし、製造効率に優れた多層成形体が提供され、更に構成(12)によれば、その印刷ズレの抑制された良質な多層成形体が提供される。
更に本発明の好適な態様の1つは、(12-a)上記a−2成分のポリエステルブロック共重合体は、該共重合体100重量%中、20〜70重量%のハードセグメントと80〜30重量%のソフトセグメントからなり、該ハードセグメントがポリテトラメチレンテレフタレートである上記構成(7)〜(10)の多層成形体、並びに(11)〜(12)の製造方法であり、更に好適な態様の1つは、(12-b)上記ソフトセグメントは、ジカルボン酸成分として芳香族ジカルボン酸または芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸、並びにジオール成分として炭素数5〜15のアルキレングリコール、および/またはポリ(アルキレンオキサイド)グリコールからなるポリエステル共重合体である上記構成(12-a)の多層成形体並びに製造方法であり、更に好適な態様の1つは、(12-c)上記ソフトセグメントは、ジカルボン酸成分として、ジカルボン酸成分100モル%を基準として60〜99.5モル%の芳香族ジカルボン酸および0.5〜40モル%の脂肪族ジカルボン酸、並びにジオール成分として炭素数5〜15のアルキレングリコールからなるポリエステル共重合体である上記構成(12-b)の多層成形体並びに製造方法である。かかる構成(12-a)〜(12-c)によれば、特に成形性および透明性に優れた加飾用フィルムが一体接着化された多層成形体、およびその適切な製造方法が提供される。
以下、本発明の詳細について更に説明する。
(芳香族ポリカーボネート)
本発明の芳香族ポリカーボネートは、本発明のa−1成分およびb−1成分として使用される。かかる芳香族ポリカーボネートは、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものである。反応方法の一例として界面重合法、溶融エステル交換法、カーボネートプレポリマーの固相エステル交換法、および環状カーボネート化合物の開環重合法などを挙げることができる。
(芳香族ポリカーボネート)
本発明の芳香族ポリカーボネートは、本発明のa−1成分およびb−1成分として使用される。かかる芳香族ポリカーボネートは、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものである。反応方法の一例として界面重合法、溶融エステル交換法、カーボネートプレポリマーの固相エステル交換法、および環状カーボネート化合物の開環重合法などを挙げることができる。
ここで使用される二価フェノールの代表的な例としては、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4’−ビフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)オキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エステル、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンおよび9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレンなどが挙げられる。好ましい二価フェノールは、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカンである。
なかでも、強度に優れ、適度な耐熱性を有し、かつ入手容易でコスト的にも優れる点から、上記において特に好ましい二価フェノールはビスフェノールAである。a成分として使用される、ビスフェノールAを用いて製造される芳香族ポリカーボネートは、比較的少量のa−2成分の配合により良好な熱成形性を得ていることから、かかる配合による基材フィルムの透明性や耐衝撃性の低下がより抑制される。b−1成分として使用される、ビスフェノールAを用いて製造される芳香族ポリカーボネートは、強度、耐熱性、コストおよび透明性などの点において有効である。しかしながら、本発明では、汎用のポリカーボネートであるビスフェノールA系のポリカーボネート以外にも、他の二価フェノール類を用いて製造した特殊なポリカーボネ−トをA成分として使用することが可能である。
例えば、二価フェノール成分の一部又は全部として、4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノール(以下“BPM”と略称することがある)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(以下“Bis−TMC”と略称することがある)、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン及び9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(以下“BCF”と略称することがある)を用いたポリカーボネ−ト(単独重合体又は共重合体)は、吸水による寸法変化や形態安定性の要求が特に厳しい用途に適当である。これらのBPA以外の二価フェノールは、該ポリカーボネートを構成する二価フェノール成分全体の5モル%以上、特に10モル%以上、使用するのが好ましい。
殊に、高剛性かつより良好な耐加水分解性が要求される場合には、b−1成分が次の(1)〜(3)の共重合ポリカーボネートであるのが特に好適である。
(1)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBCFが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(2)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPAが10〜95モル%(より好適には50〜90モル%、さらに好適には60〜85モル%)であり、かつBCFが5〜90モル%(より好適には10〜50モル%、さらに好適には15〜40モル%)である共重合ポリカーボネート。
(3)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBis−TMCが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(1)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBCFが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
(2)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPAが10〜95モル%(より好適には50〜90モル%、さらに好適には60〜85モル%)であり、かつBCFが5〜90モル%(より好適には10〜50モル%、さらに好適には15〜40モル%)である共重合ポリカーボネート。
(3)該ポリカーボネートを構成する2価フェノール成分100モル%中、BPMが20〜80モル%(より好適には40〜75モル%、さらに好適には45〜65モル%)であり、かつBis−TMCが20〜80モル%(より好適には25〜60モル%、さらに好適には35〜55モル%)である共重合ポリカーボネート。
これらの特殊なポリカーボネートは、単独で用いてもよく、2種以上を適宜混合して使用してもよい。また、これらを汎用されているビスフェノールA型のポリカーボネートと混合して使用することもできる。
これらの特殊なポリカーボネートの製法及び特性については、例えば、特開平6−172508号公報、特開平8−27370号公報、特開2001−55435号公報及び特開2002−117580号公報等に詳しく記載されている。
なお、上述した各種のポリカーボネートの中でも、共重合組成等を調整して、吸水率及びTg(ガラス転移温度)を下記の範囲内にしたものは、ポリマー自体の耐加水分解性が良好で、かつ成形後の低反り性においても格段に優れているため、形態安定性が要求される分野では特に好適である。
(i)吸水率が0.05〜0.15%、好ましくは0.06〜0.13%であり、かつTgが120〜180℃であるポリカーボネート、あるいは
(ii)Tgが160〜250℃、好ましくは170〜230℃であり、かつ吸水率が0.10〜0.30%、好ましくは0.13〜0.30%、より好ましくは0.14〜0.27%であるポリカーボネート。
(i)吸水率が0.05〜0.15%、好ましくは0.06〜0.13%であり、かつTgが120〜180℃であるポリカーボネート、あるいは
(ii)Tgが160〜250℃、好ましくは170〜230℃であり、かつ吸水率が0.10〜0.30%、好ましくは0.13〜0.30%、より好ましくは0.14〜0.27%であるポリカーボネート。
ここで、ポリカーボネートの吸水率は、直径45mm、厚み3.0mmの円板状試験片を用い、ISO62−1980に準拠して23℃の水中に24時間浸漬した後の水分率を測定した値である。また、Tg(ガラス転移温度)は、JIS K7121に準拠した示差走査熱量計(DSC)測定により求められる値である。
カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、炭酸ジエステルまたはハロホルメートなどが使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメートなどが挙げられる。
前記二価フェノールとカーボネート前駆体を界面重合法によって芳香族ポリカーボネートを製造するに当っては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二価フェノールが酸化するのを防止するための酸化防止剤などを使用してもよい。また本発明の芳香族ポリカーボネートは三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート、芳香族または脂肪族(脂環族を含む)の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂、二官能性アルコール(脂環族を含む)を共重合した共重合ポリカーボネート、並びにかかる二官能性カルボン酸および二官能性アルコールを共に共重合したポリエステルカーボネート樹脂を含む。また、得られた芳香族ポリカーボネートの2種以上を混合した混合物であってもよい。
分岐ポリカーボネートに使用される三官能以上の多官能性芳香族化合物としては、フロログルシン、フロログルシド、または4,6−ジメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキジフェニル)ヘプテン−2、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,6−ビス(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、4−{4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン}−α,α−ジメチルベンジルフェノール等のトリスフェノール、テトラ(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)ケトン、1,4−ビス(4,4−ジヒドロキシトリフェニルメチル)ベンゼン、またはトリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびこれらの酸クロライド等が挙げられ、中でも1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタンが好ましく、特に1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。
分岐ポリカーボネート中の多官能性化合物の量(分岐構造量)は、芳香族ポリカーボネート全量中、0.001〜1モル%、好ましくは0.005〜0.9モル%、より好ましくは0.01〜0.8モル%、特に好ましくは0.05〜0.4モル%である。また特に溶融エステル交換法の場合、副反応として分岐構造が生ずる場合があるが、かかる分岐構造量についても、芳香族ポリカーボネート全量中、前記した範囲であることが好適である。なお、かかる分岐構造量については1H−NMR測定により算出することが可能である。
脂肪族の二官能性のカルボン酸は、α,ω−ジカルボン酸が好ましい。脂肪族の二官能性のカルボン酸としては例えば、セバシン酸(デカン二酸)、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、オクタデカン二酸、イコサン二酸などの直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸、並びにシクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸が好ましく挙げられる。二官能性アルコールとしては脂環族ジオールがより好適であり、例えばシクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、およびトリシクロデカンジメタノールなどが例示される。
さらにポリオルガノシロキサン単位を共重合した、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体の使用も可能である。
界面重合法による反応は、通常二価フェノールとホスゲンとの反応であり、酸結合剤および有機溶媒の存在下に反応させる。酸結合剤としては例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、ピリジンなどが用いられる。
有機溶媒としては例えば塩化メチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素が用いられる。
また、反応促進のために例えば第三級アミンや第四級アンモニウム塩などの触媒を用いることができ、分子量調節剤として例えばフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−クミルフェノールなどの単官能フェノール類を用いるのが好ましい。さらに単官能フェノール類としては、デシルフェノール、ドデシルフェノール、テトラデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オクタデシルフェノール、エイコシルフェノール、ドコシルフェノールおよびトリアコンチルフェノールなどを挙げることができる。これらの比較的長鎖のアルキル基を有する単官能フェノール類は、流動性や耐加水分解性の向上が求められる場合に有効である。
反応温度は通常0〜40℃、反応時間は数分〜5時間、反応中のpHは通常10以上に保つのが好ましい。
溶融エステル交換法による反応は、通常二価フェノールと炭酸ジエステルとのエステル交換反応であり、不活性ガスの存在下に二価フェノールと炭酸ジエステルを混合し、減圧下通常120〜350℃で反応させる。減圧度は段階的に変化させ、最終的には133Pa以下にして生成したフェノール類を系外に除去させる。反応時間は通常1〜4時間程度である。
炭酸ジエステルとしては、例えばジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジブチルカーボネートなどが挙げられ、なかでもジフェニルカーボネートが好ましい。
重合速度を速めるために重合触媒を使用することができ、重合触媒としては、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、ホウ素やアルミニウムの水酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、第4級アンモニウム塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属のアルコキシド、アルカリ金属やアルカリ土類金属の有機酸塩、亜鉛化合物、ホウ素化合物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、有機錫化合物、鉛化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物などの通常エステル化反応やエステル交換反応に使用される触媒があげられる。触媒は単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。これらの重合触媒の使用量は、原料の二価フェノール1モルに対し、好ましくは1×10−8〜1×10−3当量、より好ましくは1×10−7〜5×10−4当量の範囲で選ばれる。
また、重合反応において、フェノール性の末端基を減少するために、重縮反応の後期あるいは終了後に、例えば2−クロロフェニルフェニルカーボネート、2−メトキシカルボニルフェニルフェニルカーボネートおよび2−エトキシカルボニルフェニルフェニルカーボネートなどの化合物を加えることができる。
さらに溶融エステル交換法では触媒の活性を中和する失活剤を用いることが好ましい。かかる失活剤の量としては、残存する触媒1モルに対して0.5〜50モルの割合で用いるのが好ましい。また重合後の芳香族ポリカーボネートに対し、0.01〜500ppmの割合、より好ましくは0.01〜300ppm、特に好ましくは0.01〜100ppmの割合で使用する。失活剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩などのホスホニウム塩、テトラエチルアンモニウムドデシルベンジルサルフェートなどのアンモニウム塩などが好ましく挙げられる。
前記以外の反応形式の詳細についても、成書および特許公報などで良く知られている。
前記以外の反応形式の詳細についても、成書および特許公報などで良く知られている。
本発明のa−1成分およびb−1成分の芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量(M)は、特に限定されないが、好ましくは10,000〜50,000であり、より好ましくは14,000〜30,000であり、さらに好ましくは14,000〜24,000である。
粘度平均分子量が10,000未満の芳香族ポリカーボネートでは、実用上期待される強度および耐衝撃性などが得られにくく、また特にa−1成分においてはフィルム製造時の加工性にも劣る。一方、粘度平均分子量が50,000を超える芳香族ポリカーボネートから得られる樹脂組成物は、成形加工性に劣る。また成形加工温度が高くなることからa成分の熱安定性や透明性の低下を招きやすい。
なお、前記芳香族ポリカーボネートは、その粘度平均分子量が前記範囲外のものを混合して得られたものであってもよい。殊に、前記範囲(50,000)を超える粘度平均分子量を有する芳香族ポリカーボネートは、その溶融時のエントロピー弾性の向上によって、フィルムの成形加工性の改良、射出成形時のジエッテイングの改良、並びに中空成形性や発泡成形性の改良などの効果を有する。
かかる粘度平均分子量を有する芳香族ポリカーボネートを混合して得られる芳香族ポリカーボネートのより好適な態様は、a−1成分およびb−1成分が粘度平均分子量70,000〜300,000の芳香族ポリカーボネート(HMPC)、および粘度平均分子量10,000〜30,000の芳香族ポリカーボネート(LMPC)からなり、その粘度平均分子量が16,000〜35,000である芳香族ポリカーボネート(以下、“高分子量成分含有芳香族ポリカーボネート”(HMCPC)と称することがある)である。
かかる高分子量成分含有芳香族ポリカーボネート(HMCPC)において、HMPCの粘度平均分子量は好ましくは70,000〜200,000、より好ましくは80,000〜200,000、さらに好ましくは100,000〜200,000、特に好ましくは100,000〜160,000である。またLMPCの粘度平均分子量は好ましくは10,000〜25,000、より好ましくは11,000〜24,000、さらに好ましくは12,000〜24,000、特に好ましくは12,000〜23,000である。
HMCPCはHMPCとLMPCを種々の割合で混合し、所定の分子量範囲を満足するよう調整して得ることができる。HMPCは、HMCPC100重量%中好ましくは2〜40重量%、より好ましくは3〜30重量%、さらに好ましくは4〜20重量%であり、特に好ましくは5〜20重量%である。
また、HMCPCの調製方法としては、(1)HMPCとLMPCとを、それぞれ独立に重合しこれらを混合する方法、(2)特開平5−306336号公報に示される方法に代表される、GPC法による分子量分布チャートにおいて複数のポリマーピークを示す芳香族ポリカーボネート樹脂を同一系内において製造する方法を用い、かかる芳香族ポリカーボネート樹脂をHMCPCの条件を満足するよう製造する方法、および(3)かかる製造方法((2)の製造法)により得られた芳香族ポリカーボネート樹脂と、別途製造されたHMPCおよび/またはLMPCとを混合する方法などを挙げることができる。尚、HMPCおよびLMPCは、通常工業的に利用される製造方法ではGPC測定により標準ポリスチレン換算による方法で算出される重量平均分子量/数平均分子量で表わされる分子量分布は、2〜2.6の範囲内である。
本発明でいう粘度平均分子量は、まず、次式にて算出される比粘度(ηSP)を20℃で塩化メチレン100mlに芳香族ポリカーボネート0.7gを溶解した溶液からオストワルド粘度計を用いて求め、
比粘度(ηSP)=(t−t0)/t0
[t0は塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
求められた比粘度(ηSP)から次の数式により粘度平均分子量Mを算出する。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4M0.83
c=0.7
比粘度(ηSP)=(t−t0)/t0
[t0は塩化メチレンの落下秒数、tは試料溶液の落下秒数]
求められた比粘度(ηSP)から次の数式により粘度平均分子量Mを算出する。
ηSP/c=[η]+0.45×[η]2c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−4M0.83
c=0.7
また前記の粘度平均分子量の算出法は、本発明の樹脂組成物や該樹脂組成物から成形された成形品の粘度平均分子量測定にも適用される。すなわち、本発明においてこれらの粘度平均分子量は、塩化メチレン100mlに成形品0.7gを溶解した溶液から20℃で求めた比粘度(ηsp)を前記式に挿入して求めたものである。
(ポリエステルブロック共重合体)
本発明の主としてa−2成分として使用され、またb成分中にも含有されることが好適なポリエステルブロック共重合体は、いわゆるハードセグメントと称される高融点ポリエステルセグメント、並びにいわゆるソフトセグメントと称される低融点重合体セグメントから構成されるブロック共重合体である。殊に好適にはかかる低融点重合体セグメントがポリエステル重合体セグメントであるブロック共重合体である。
本発明の主としてa−2成分として使用され、またb成分中にも含有されることが好適なポリエステルブロック共重合体は、いわゆるハードセグメントと称される高融点ポリエステルセグメント、並びにいわゆるソフトセグメントと称される低融点重合体セグメントから構成されるブロック共重合体である。殊に好適にはかかる低融点重合体セグメントがポリエステル重合体セグメントであるブロック共重合体である。
上記高融点ポリエステルセグメント(以下、単に“ハードセグメント”と称する場合がある。)は、該セグメントから形成された高重合体の融点が150℃以上となる構造を有するポリエステルセグメントである。かかるポリエステルセグメントは、芳香族ジカルボン酸またはその誘導体とジオール成分またはその誘導体とを重合してなるポリエステルおよびこれらの少なくともいずれか1つの成分が2種以上の成分を重合してなるコポリエステル、オキシ酸またはその誘導体を重合してなるポリエステル、並びに芳香族エーテルジカルボン酸またはその誘導体とジオール成分またはその誘導体とを重合してなるポリエステルなどが例示される。
上記の芳香族ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4−ジフェニルジカルボン酸、ビス(4−カルボキシフェニル)メタン、およびビス(4−カルボキシフェニル)スルホンなどが例示される。中でも芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸が好ましく、特にテレフタル酸が好ましい。
またジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、2,2−ジメチルトリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、p−キシリレングリコール、およびシクロヘキサンジメタノールなどが例示される。中でもジオール成分としては、炭素数2〜4のジオール成分が好適である。
上記の中でもハードセグメントとして好適な構造は、ポリテトラメチレンテレフタレートである。かかる構造は芳香族ポリカーボネートとの相溶性に優れ、また強度などにおいて良好な特性を有する。尚、かかるポリテトラメチレンテレフタレートは、本発明の効果を発揮する範囲で他の成分を共重合成分として含むことができる。共重合成分の割合は、ジカルボン酸成分およびジオール成分共に、それぞれの全成分100モル%中、40モル%以下が適切であり、30モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましい。
ポリエステルブロック共重合体における上記低融点重合体セグメント(以下、単に“ソフトセグメント”と称する場合がある。)は、該セグメントから形成された高重合体の融点が100℃以下または100℃において液状を呈する非晶性の重合体である。ソフトセグメントはより好ましくは該セグメントから形成された高重合体の融点が50℃以下または50℃において液状を呈する非晶性の重合体である。
かかるソフトセグメントとしては、ポリ(アルキレンオキサイド)グリコールが挙げられる。ポリ(アルキレンオキサイド)グリコールとしては、例えば、ポリ(エチレンオキサイド)グリコール、ポリ(プロピレンオキサイド)グリコール、およびポリ(テトラメチレンオキサイド)グリコールなどのポリアルキレンエーテルグリコール、並びにこれらのポリエーテルグリコール構成成分を共重合した共重合ポリエーテルグリコールなどが例示される。かかるポリ(アルキレンオキサイド)グリコールの数平均分子量は400〜6,000の範囲が好ましく、500〜3,000がより好ましい。
ソフトセグメントとしては、炭素数2〜12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数2〜10の脂肪族グリコールから製造されるポリエステルが挙げられる。かかるポリエステルとしては、例えばポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリネオペンチルセバケート、ポリテトラメチレンドデカネート、ポリテトラメチレンアゼレート、およびポリヘキサメチレンアゼレートなどが例示される。
ソフトセグメントとしては、ポリ−ε−カプロラクトンを代表とするポリラクトン類などが例示される。更に上記ポリエステルとポリエーテルを組み合わせたポリエステルポリエーテル共重合体なども示すことができる。
ソフトセグメントとしては、ジカルボン酸成分として芳香族ジカルボン酸または、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸からなり、ジオール成分として炭素数5〜15のアルキレングリコールおよび/またはポリ(アルキレンオキサイド)グリコールからなるポリエステルが挙げられる。かかるポリエステルの具体的な態様は、(1)芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分および炭素数5〜15のアルキレングリコール成分から構成されるポリエステル(以下“SS−1”と称する場合がある)、および(2)芳香族ジカルボン酸成分、およびポリ(アルキレンオキサイド)グリコール成分から構成されるポリエステル(以下“SS−2”と称する場合がある)である。特にSS−1は極めて良好な透明性が得られる点から好適である。
上記ソフトセグメントSS−1におけるジカルボン酸成分は、より良好な透明性を得られる点からジカルボン酸成分の合計100モル%中、芳香族ジカルボン酸60〜99モル%および脂肪族ジカルボン酸1〜40モル%から構成されることが好ましい。より好適な態様は芳香族ジカルボン酸70〜95モル%および脂肪族ジカルボン酸5〜30モル%の構成であるジカルボン酸成分であり、更に好適な態様は芳香族ジカルボン酸85〜93モル%および脂肪族ジカルボン酸7〜15モル%の構成であるジカルボン酸成分である。特に好適なジカルボン酸成分の態様は芳香族ジカルボン酸89〜92モル%および脂肪族ジカルボン酸8〜11モル%の構成である。SS−1の芳香族ジカルボン酸としては上述の各種が使用できるが、テレフタル酸およびイソフタル酸が好適であり、特に結晶性低下の点からイソフタル酸が好適である。
ソフトセグメントSS−1の脂肪族ジカルボン酸として炭素数6〜12の直鎖状脂肪族ジカルボン酸が好適であり、特にセバシン酸が好適である。
ソフトセグメントSS−1の炭素数5〜15のアルキレングリコール成分としては、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、3−メチルペンタンジオール、および2−メチルオクタメチレンジオールなどが好適に例示され、特にヘキサメチレングリコールが好ましい。
上記ソフトセグメントSS−2における好適なポリ(アルキレンオキサイド)グリコール成分は、分子式HO(CH2CH2O)iH(i=2〜5)、または分子式HO(CH2CH2CH2CH2O)iH(i=2〜3)で表わされるものであり、更に好適には分子式HO(CH2CH2O)iH(i=2〜5)で表わされるものであり、特に好ましくはトリ(エチレンオキサイド)グリコールである。SS−2の芳香族ジカルボン酸としては上述の各種が使用できるが、テレフタル酸およびイソフタル酸が好適であり、特にテレフタル酸が好適である。
上記のソフトセグメントである、ジカルボン酸成分として芳香族ジカルボン酸または、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸からなり、ジオール成分として炭素数5〜15のアルキレングリコールおよび/またはポリ(アルキレンオキサイド)グリコールからなるポリエステルには、本発明の効果を発揮する範囲において脂肪族ジカルボン酸や脂環族ジカルボン酸を共重合することができ、炭素数2〜4の直鎖状脂肪族ジオールを共重合することができる。
かかる脂肪族ジカルボン酸としては例えば炭素数4〜12の直鎖状脂肪族ジカルボン酸が挙げられ、炭素数8〜12の直鎖状脂肪族ジカルボン酸がより好ましく挙げられる。かかるジカルボン酸の具体例としてはコハク酸、アジピン酸、およびセバチン酸が例示される。かかる脂環族ジカルボン酸としては例えばシクロヘキサンジカルボン酸が例示される。また芳香族ジカルボン酸は2種以上の成分を使用することができ、例えばSS−1およびSS−2において好適に例示した芳香族ジカルボン酸とその他の芳香族ジカルボン酸を混合して使用することができる。しかしながらこれらの共重合される他の成分の割合はジカルボン酸成分の合計100モル%中40モル%以下が適切であり、30モル%以下が好ましく、20モル%以下とすることがより好ましい。
上記の好適なa−2成分のポリエステルブロック共重合体は、ハードセグメントを構成する高融点ポリエステル(より好適にはポリテトラメチレンテレフタレート)と、ソフトセグメントを構成するポリエステル(より好適にはSS−1またはSS−2)を、従来公知の方法でエステル交換反応させることにより製造されることができる。
本発明のポリエステルブロック共重合体においてハードセグメントとソフトセグメントとの割合は、共重合体100重量%中、20〜70重量%のハードセグメントおよび80〜30重量%のソフトセグメントであることが適切であり、20〜40重量%のハードセグメントおよび80〜60重量%のソフトセグメントであることが好ましい。ハートセグメントの割合が上記の範囲を超えて多くなりすぎると、加飾用フィルムの熱成形性や透明性に劣るようになる。ソフトセグメントの割合が上記の範囲を超えて多くなりすぎると加飾用フィルムの耐熱性が低下して多層成形体の耐熱性が低下し、成形樹脂の有する特性が十分に発揮されなくなる。尚、ポリエステルブロック共重合体は上記ソフトセグメントの2種以上をその構成成分として含むことができる。更に上記ハードセグメントとソフトセグメントの分子量は、500〜7,000の範囲が好ましく、800〜5,000の範囲がより好ましい。
本発明のポリエステルブロック共重合体の固有粘度(o−クロロフェノール中、35℃での測定された値)は0.6以上が好ましく、0.8から1.5の範囲がより好ましく、0.8〜1.2の範囲が更に好ましい。固有粘度が上記範囲を超えて低すぎる場合には強度が低くなり好ましくない。
(脂環族ポリエステル)
本発明の主としてa−2成分として使用され、またb成分中にも含有される脂環族ポリエステルは、ジカルボン酸成分およびジオール成分のそれぞれ100モル%中50モル%以上の脂環族ジカルボン酸および脂環族ジオールをその構成成分として含むポリエステルである。更に脂環族ジカルボン酸は、ジカルボン酸成分100モル%中80モル%以上が好適であり、90モル%以上がより好適であり、実質的に100モル%であることが更に好適である。脂環族ジオールも同様にジオール成分100モル%中80モル%以上が好適であり、90モル%以上がより好適であり、実質的に100モル%であることが更に好適である。共重合可能な他のジカルボン酸およびジオールは上述した各種が使用できる。
本発明の主としてa−2成分として使用され、またb成分中にも含有される脂環族ポリエステルは、ジカルボン酸成分およびジオール成分のそれぞれ100モル%中50モル%以上の脂環族ジカルボン酸および脂環族ジオールをその構成成分として含むポリエステルである。更に脂環族ジカルボン酸は、ジカルボン酸成分100モル%中80モル%以上が好適であり、90モル%以上がより好適であり、実質的に100モル%であることが更に好適である。脂環族ジオールも同様にジオール成分100モル%中80モル%以上が好適であり、90モル%以上がより好適であり、実質的に100モル%であることが更に好適である。共重合可能な他のジカルボン酸およびジオールは上述した各種が使用できる。
脂環族ジカルボン酸としては、シクロヘキサンジカルボン酸が例示される。脂環族ジオールとしては、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、およびトリシクロデカンジメタノールなどが例示される。より好適にはシクロヘキサンジカルボン酸およびシクロヘキサンジメタノールをその構成成分とするポリエステルである。かかる脂環族ジカルボン酸の固有粘度(o−クロロフェノール中、35℃での測定された値)は0.6以上が好ましく、0.8から1.5の範囲がより好ましく、0.8〜1.2の範囲が更に好ましい。固有粘度が上記範囲を超えて低すぎる場合には強度が低くなり好ましくない。
(芳香族ポリエステル)
本発明では、それ自体が上記構成(1)における成形樹脂の条件を満足する芳香族ポリエステル、並びに特に芳香族ポリカーボネートとのポリマーアロイにおいてかかる条件を満足する芳香族ポリエステルが使用される。芳香族ポリエステルは、ジカルボン酸成分からの構成単位とジオール成分からの構成単位から構成され、その全ジカルボン酸成分の70モル%以上、好ましくは90モル%以上、最も好ましくは99〜100モル%が芳香族ジカルボン酸であるポリエステルをいう。
本発明では、それ自体が上記構成(1)における成形樹脂の条件を満足する芳香族ポリエステル、並びに特に芳香族ポリカーボネートとのポリマーアロイにおいてかかる条件を満足する芳香族ポリエステルが使用される。芳香族ポリエステルは、ジカルボン酸成分からの構成単位とジオール成分からの構成単位から構成され、その全ジカルボン酸成分の70モル%以上、好ましくは90モル%以上、最も好ましくは99〜100モル%が芳香族ジカルボン酸であるポリエステルをいう。
上記芳香族ジカルボン酸の例として、テレフタル酸、イソフタル酸、2−クロロテレフタル酸、2,5−ジクロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、4,4−スチルベンジカルボン酸、4,4−ビフェニルジカルボン酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビス安息香酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4−ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−Naスルホイソフタル酸、エチレン−ビス−p−安息香酸等が挙げられる。これらのジカルボン酸は単独で又は2種以上混合して使用することができる。
かかる芳香族ポリエステルは、上記の芳香族ジカルボン酸以外に、30モル%未満の脂肪族ジカルボン酸成分を共重合したものであってもよい。かかる脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などが例示される。
一方、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、トランス−又はシス−2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジオール、p−キシレンジオール、ビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2−ヒドロキシエチルエーテル)等を挙げることができる。
さらに、本発明のb−2成分の芳香族ポリエステルは、基本的にジオール成分としてポリエチレングリコールを含有しないものが好ましいが、わずかな割合(例えば10モル%未満)で共重合した芳香族ポリエステル樹脂も使用できる。この場合のポリエチレングリコールの分子量としては150〜6,000の範囲が好ましい。
これらは単独でも、2種以上を混合して使用することができる。なお、2価フェノールを共重合成分として含む場合は、ジオール成分中の2価フェノールは30モル%以下であることが好ましい。
具体的な芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリへキシレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリエチレン−1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボキシレート等のホモポリエステルの他、ポリエチレンイソフタレート/テレフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のようなコポリエステルが挙げられる。
芳香族ポリエステルの末端基構造は特に限定されるものではなく、末端基における水酸基とカルボキシル基の割合がほぼ同量のもの以外に、一方の割合が多いものであってもよい。また、かかる末端基に対して反応性を有する化合物を反応させる等により、それらの末端基が封止されているものであってもよい。
芳香族ポリエステルの製造は、常法に従い、チタン、ゲルマニウム、アンチモン等を含有する重縮合触媒の存在下に、加熱しながらジカルボン酸成分と上記ジオール成分とを重合させ、副生する水又は低級アルコールを系外に排出することにより行われる。例えば、ゲルマニウム系重合触媒としては、ゲルマニウムの酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、アルコラート、フェノラート等が例示でき、さらに具体的には、酸化ゲルマニウム、水酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウム、テトラメトキシゲルマニウム等が例示できる。例えば、チタン系重合触媒である有機チタン化合物としては、好ましい具体例としてチタンテトラブトキシド、チタンイソプロポキシド、蓚酸チタン、酢酸チタン、安息香酸チタン、トリメリット酸チタン、およびテトラブチルチタネートと無水トリメリット酸との反応物等が例示される。有機チタン化合物の好ましい使用量は、そのチタン原子が芳香族ポリエステルを構成する酸成分に対し、3〜12mg原子%となる割合である。
また、従来公知の重縮合の前段階であるエステル交換反応において使用される、マンガン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム等の化合物を併せて使用でき、及びエステル交換反応終了後にリン酸又は亜リン酸の化合物等により、かかる触媒を失活させて重縮合することも可能である。かかる芳香族ポリエステルの製造は、バッチ式および連続重合式のいずれの方法によっても可能である。また、得られた芳香族ポリエステルには、各種の安定剤及び改質剤が配合されてもよい。
芳香族ポリエステルの分子量は特に制限されないが、o−クロロフェノールを溶媒として35℃で測定した固有粘度が0.4〜1.5dl/gの範囲であるのが好ましく、特に好ましくは0.45〜1.2dl/gの範囲である。
これらの芳香族ポリエステルの中でも好適なものは、ポリアルキレンテレフタレート(b−2’成分)であり、中でもポリブチレンテレフタレート(以下「PBT」と略称することがある)である。かかるポリアルキレンテレフタレートは上述の如く、ホモポリマーの他コポリマーも含まれる。本発明でいうポリブチレンテレフタレート(PBT)とは、主たる繰り返し単位がブチレンテレフタレートであり、テレフタル酸もしくはその誘導体と、1,4−ブタンジオールもしくはその誘導体とから重縮合反応により得られるポリマーであるが、上述の通り、他のジカルボン酸成分及び他のジオール成分を共重合したものを含む。PBTの末端基構造は、上記と同様、特に限定されるものではないが、より好ましいのは、末端カルボキシル基量が末端水酸基量に比較して少ないものである。
また、PBTの製造方法についても上記の各種方法をとり得るが、好ましくは次の方法である。すなわち、製造方法としては、連続重合式のものがより好ましい。これはその品質安定性が高く、またコスト的にも有利なためである。さらに、重合触媒として有機チタン化合物を用いることが好ましい。これはエステル交換反応等への影響が少ない傾向にあるからである。
上記PBTの分子量は、o−クロロフェノールを溶媒として35℃で測定された固有粘度が0.6〜1.3dl/gの範囲であることが好ましく、0.7〜1.2dl/gの範囲がより好ましい。
本発明でいうポリエチレンテレフタレート(PET)とは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであって、そのジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分を85モル%以上、ジオール成分としてエチレングリコールを85モル%以上含有してなるポリエステルである。製造時の触媒としてはチタン、ゲルマニウム及びアンチモンを含有する重縮合触媒のいずれも好適に使用できる。本発明のb−2’成分におけるPETは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸成分を90モル%以上、特に95モル%以上、含むことがより好ましく、ジオール成分としてエチレングリコールを90モル%以上、特に95モル%以上含むことが好ましい。より好適なPETは、テレフタル酸成分以外のジカルボン酸成分として、100モル%のジカルボン酸成分を基準として5モル%以下のイソフタル酸を含有し、かつエチレングリコール以外のジオール成分として、100モル%のジオール成分を基準として0.5〜5モル%(より好ましくは0.7〜4モル%)のジエチレングリコール成分を含有するポリエチレンテレフタレートである。通常、重合時の副反応生成物としてジオール成分100モル%中、約0.5モル%以上のジエチレングリコール成分が含まれている。したがって、ジエチレングリコールは製造時にその共重合成分の原料として必ずしも配合される必要はない。
上記のPETの分子量は、o−クロロフェノールを溶媒として35℃で測定された固有粘度が0.4〜1.3dl/gの範囲であることが好ましく、0.45〜1.2dl/gの範囲がより好ましい。また、その末端カルボキシル基量は特に制限されないものの、30eq/ton以下が好ましく、25eq/ton以下がさらに好ましい。末端カルボキシル基量の下限については1eq/ton以上が実用上適切である。
(スチレン系硬質ポリマー)
本発明では、それ自体が上記構成(1)における成形樹脂の条件を満足するスチレン系硬質ポリマー、並びに特に芳香族ポリカーボネートとのポリマーアロイにおいてかかる条件を満足するスチレン系硬質ポリマーが使用される。本発明のスチレン系硬質ポリマーとは、芳香族ビニル化合物の重合体または芳香族ビニル化合物と該化合物と共重合可能な他のビニル単量体化合物との共重合体であって、芳香族ビニル化合物からなる構成単位をポリマーの全構成単位100重量%中50重量%以上含有し、かつ上述の硬質ポリマーの条件を満足するものをいう。
本発明では、それ自体が上記構成(1)における成形樹脂の条件を満足するスチレン系硬質ポリマー、並びに特に芳香族ポリカーボネートとのポリマーアロイにおいてかかる条件を満足するスチレン系硬質ポリマーが使用される。本発明のスチレン系硬質ポリマーとは、芳香族ビニル化合物の重合体または芳香族ビニル化合物と該化合物と共重合可能な他のビニル単量体化合物との共重合体であって、芳香族ビニル化合物からなる構成単位をポリマーの全構成単位100重量%中50重量%以上含有し、かつ上述の硬質ポリマーの条件を満足するものをいう。
本発明において芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルキシレン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルナフタレン、メトキシスチレン、モノブロムスチレン、ジブロムスチレン、フルオロスチレン、トリブロムスチレンなどが挙げられ、特にスチレンが好ましい。
本発明において芳香族ビニル化合物と共重合可能な他のビニル単量体としては、シアン化ビニル化合物および(メタ)アクリル酸エステル化合物を好ましく挙げることができる。シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられ、特にアクリロニトリルが好ましい。
本発明において(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、具体的にはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。尚(メタ)アクリレートの表記はメタクリレートおよびアクリレートのいずれをも含むことを示し、(メタ)アクリル酸エステルの表記はメタクリル酸エステルおよびアクリル酸エステルのいずれをも含むことを示す。特に好適な(メタ)アクリル酸エステル化合物としてはメチルメタクリレートを挙げることができる。
本発明においてシアン化ビニル化合物および(メタ)アクリル酸エステル化合物以外の芳香族ビニル化合物と共重合可能な他のビニル単量体としては、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有メタクリル酸エステル、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸およびその無水物が挙げられる。
本発明の好適なスチレン系硬質ポリマーは、芳香族ビニル化合物の重合体、芳香族ビニル化合物とシアン化ビニル化合物、芳香族ビニル化合物と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、芳香族ビニル化合物とシアン化ビニル化合物と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体、および芳香族ビニル化合物と無水マレイン酸との共重合体である。
上記芳香族ビニル化合物の共重合体は、該共重合体100重量%中好ましくは85〜50重量%の芳香族ビニル化合物構成単位と15〜50重量%の他のビニル系単量体構成単位からなる。また反応で使用する開始剤、連鎖移動剤等は必要に応じて、従来公知の各種のものが使用可能である。かかる共重合体は塊状重合、溶液重合、懸濁重合、懸濁塊状重合、および乳化重合などのいずれの方法で製造されたものでもよいが、好ましくは塊状重合によるものである。かかる共重合体のGPC測定による標準ポリスチレン換算による重量平均分子量の好ましい範囲は、好ましくは30,000〜200,000の範囲であり、より好ましくは60,000〜140,000の範囲であり、更に好ましくは90,000〜120,000の範囲である。本発明の芳香族ビニル化合物の重合体、特にポリスチレンにおいても、かかる重量平均分子量を有するものが好適に使用される。芳香族ビニル化合物の重合体、特にポリスチレンの立体規則性は特に制限されず、一般的なアタクティックポリマーの他、シンジオタクティックやアイソタクティックのポリマーを使用することもできる。
(ゴム質重合体)
本発明のb成分の成形樹脂には、ゴム質重合体が含有されてもよい。代表的にはいわゆる透明ABS樹脂と称されるものは、ゴム質重合体を含有しつつ良好な透明性を有する。ゴム質重合体とは、上述のとおりガラス転移温度が10℃以下、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−30℃以下であるゴム成分からなる重合体、並びに該ゴム成分からなる重合体に他のポリマー鎖が結合してなる共重合体をいう。
本発明のb成分の成形樹脂には、ゴム質重合体が含有されてもよい。代表的にはいわゆる透明ABS樹脂と称されるものは、ゴム質重合体を含有しつつ良好な透明性を有する。ゴム質重合体とは、上述のとおりガラス転移温度が10℃以下、好ましくは−10℃以下、より好ましくは−30℃以下であるゴム成分からなる重合体、並びに該ゴム成分からなる重合体に他のポリマー鎖が結合してなる共重合体をいう。
ゴム質重合体としてより具体的には、SB(スチレン−ブタジエン)重合体、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)重合体、MBS(メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン)重合体、MABS(メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)重合体、MB(メチルメタクリレート−ブタジエン)重合体、ASA(アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム)重合体、AES(アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン)重合体、MA(メチルメタクリレート−アクリルゴム)重合体、MAS(メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン)重合体、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム共重合体、メチルメタクリレート−アクリル・ブタジエンゴム−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−(アクリル・シリコーンIPNゴム)重合体などを挙げることができる。これらのゴム質重合体は、そのゴム成分からなる重合体がいずれも架橋構造を有する、通常のゴム質重合体である。またこれらの重合体はいずれもゴム成分からなる重合体のコアに上記単量体からなるポリマー鎖が結合したコア−シェルタイプのグラフトゴム質共重合体であることが好ましい。
(紫外線吸収剤)
本発明の基材フィルム中、およびb成分中には紫外線吸収剤が含有されることができ、上述のとおり特に基材フィルム中に特定割合で含有されることが好ましい。
本発明の基材フィルム中、およびb成分中には紫外線吸収剤が含有されることができ、上述のとおり特に基材フィルム中に特定割合で含有されることが好ましい。
本発明の紫外線吸収剤としては、具体的にはベンゾフェノン系では、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシトリハイドライドレイトベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−ソジウムスルホキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンソフェノン、および2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノンなどが例示される。
紫外線吸収剤としては、具体的に、ベンゾトリアゾール系では、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)フェニルベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2,2’−メチレンビス(4−クミル−6−ベンゾトリアゾールフェニル)、2,2’−p−フェニレンビス(1,3−ベンゾオキサジン−4−オン)、および2−[2−ヒドロキシ−3−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5−メチルフェニル]ベンゾトリアゾ−ル、並びに2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体や2−(2’―ヒドロキシ−5−アクリロキシエチルフェニル)―2H―ベンゾトリアゾールと該モノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体などの2−ヒドロキシフェニル−2H−ベンゾトリアゾール骨格を有する重合体などが例示される。
紫外線吸収剤としては、具体的に、ヒドロキシフェニルトリアジン系では、例えば、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−メチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−エチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−プロピルオキシフェノール、および2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ブチルオキシフェノールなどが例示される。さらに2−(4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノールなど、上記例示化合物のフェニル基が2,4−ジメチルフェニル基となった化合物が例示される。
紫外線吸収剤としては、具体的に環状イミノエステル系では、例えば2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、および2,2’−(2,6−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)などが例示される。
また紫外線吸収剤としては、具体的にシアノアクリレート系では、例えば1,3−ビス−[(2’−シアノ−3’,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル)プロパン、および1,3−ビス−[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]ベンゼンなどが例示される。
さらに上記紫外線吸収剤は、ラジカル重合が可能な単量体化合物の構造をとることにより、かかる紫外線吸収性単量体と、アルキル(メタ)アクリレートなどの単量体とを共重合したポリマー型の紫外線吸収剤であってもよい。前記紫外線吸収性単量体としては、(メタ)アクリル酸エステルのエステル置換基中にベンゾトリアゾール骨格、ベンゾフェノン骨格、トリアジン骨格、環状イミノエステル骨格、およびシアノアクリレート骨格を含有する化合物が好適に例示される。
上記の中でも紫外線吸収能の点においてはベンゾトリアゾール系およびヒドロキシフェニルトリアジン系が好ましく、耐熱性や色相(透明性)の点では、環状イミノエステル系およびシアノアクリレート系が好ましい。上記紫外線吸収剤は単独であるいは2種以上の混合物で用いてもよい。
紫外線吸収剤の量は、100重量部のa成分に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは1〜5重量部である。
(その他の成分)
本発明の基材フィルムや成形樹脂中には、必要に応じて各種の離型剤、難燃剤、安定剤(リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤など)、ブルーイング剤、着色剤(例えばカーボンブラック、酸化チタンなどの顔料、染料)、滴下防止剤、光安定剤、強化フィラー、摺動剤(例えばPTFE粒子)、無機系蛍光体(例えばアルミン酸塩を母結晶とする蛍光体)、帯電防止剤、流動改質剤、結晶核剤、無機および有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤(例えば微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛)、赤外線吸収剤(熱線吸収剤)、およびフォトクロミック剤などの各種公知の樹脂用添加剤が含まれていてもよい。
本発明の基材フィルムや成形樹脂中には、必要に応じて各種の離型剤、難燃剤、安定剤(リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤など)、ブルーイング剤、着色剤(例えばカーボンブラック、酸化チタンなどの顔料、染料)、滴下防止剤、光安定剤、強化フィラー、摺動剤(例えばPTFE粒子)、無機系蛍光体(例えばアルミン酸塩を母結晶とする蛍光体)、帯電防止剤、流動改質剤、結晶核剤、無機および有機の抗菌剤、光触媒系防汚剤(例えば微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛)、赤外線吸収剤(熱線吸収剤)、およびフォトクロミック剤などの各種公知の樹脂用添加剤が含まれていてもよい。
(離型剤)
本発明の離型剤としては公知のものが使用できる。例えば、飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス(ポリエチレンワックス、1−アルケン重合体など。酸変性などの官能基含有化合物で変性されているものも使用できる)、シリコーン化合物、フッ素化合物(ポリフルオロアルキルエーテルに代表されるフッ素オイルなど)、パラフィンワックス、蜜蝋などを挙げることができる。かかる離型剤の量は、100重量部のa成分に対して0.005〜2重量部、100重量%のb成分中0.005〜2重量%の範囲が好ましい。
本発明の離型剤としては公知のものが使用できる。例えば、飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エステル、ポリオレフィン系ワックス(ポリエチレンワックス、1−アルケン重合体など。酸変性などの官能基含有化合物で変性されているものも使用できる)、シリコーン化合物、フッ素化合物(ポリフルオロアルキルエーテルに代表されるフッ素オイルなど)、パラフィンワックス、蜜蝋などを挙げることができる。かかる離型剤の量は、100重量部のa成分に対して0.005〜2重量部、100重量%のb成分中0.005〜2重量%の範囲が好ましい。
より好ましい離型剤は、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのエステルである脂肪酸エステルである。かかる脂肪族アルコールは1価アルコールであっても2価以上の多価アルコールであってもよい。また該アルコールの炭素数は、好ましくは3〜32、より好ましくは5〜30である。本発明の脂肪酸エステルにおいては多価アルコールがより好ましい。脂肪族カルボン酸の炭素数は、好ましくは3〜32、より好ましくは10〜22、特に14〜22である。該脂肪族カルボン酸は、飽和脂肪族カルボン酸および不飽和脂肪族カルボン酸のいずであってもよく、より好ましくは飽和脂肪族カルボン酸である。特に好適な脂肪族カルボン酸はステアリン酸およびパルミチン酸である。
ステアリン酸やパルミチン酸など上記の脂肪族カルボン酸は通常、動物性油脂(牛脂および豚脂など)や植物性油脂(パーム油など)などの天然油脂類から製造されるため、これらの脂肪族カルボン酸は、通常炭素原子数の異なる他のカルボン酸成分を含む混合物である。したがって本発明の脂肪酸エステルにおける脂肪族カルボン酸においても、天然油脂類から製造され、他のカルボン酸成分を含む混合物の形態からなる脂肪族カルボン酸、殊にステアリン酸やパルミチン酸が好ましく使用される。
本発明の脂肪酸エステルは、部分エステルおよび全エステル(フルエステル)のいずれであってもよいが、熱安定性の点からより好適にはフルエステルである。本発明の脂肪酸エステルにおいて、その酸価は好ましくは20以下(実質的に0を取り得る)であり、その水酸基価は好ましくは0.1〜30であり、そのヨウ素価は好ましくは10以下(実質的に0を取り得る)である。これらの特性はJIS K 0070に規定された方法により求めることができる。
(難燃剤)
本発明の難燃剤としては、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)、臭素化ポリアクリレート、および塩素化ポリエチレンなどのハロゲン系難燃剤、モノホスフェート化合物、ホスフェートオリゴマー化合物、ホスホネートオリゴマー化合物、ホスホニトリルオリゴマー化合物、およびホスホン酸アミド化合物などの有機リン系難燃剤、有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩、ホウ酸金属塩系難燃剤、および錫酸金属塩系難燃剤などの有機金属塩系難燃剤、並びにシリコーン系難燃剤等が好適に例示される。これらの中でも有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、ホスフェート化合物、シリコーン化合物、および臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)などがより好適な難燃剤である。
本発明の難燃剤としては、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)、臭素化ポリアクリレート、および塩素化ポリエチレンなどのハロゲン系難燃剤、モノホスフェート化合物、ホスフェートオリゴマー化合物、ホスホネートオリゴマー化合物、ホスホニトリルオリゴマー化合物、およびホスホン酸アミド化合物などの有機リン系難燃剤、有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、硫酸エステルのアルカリ(土類)金属塩、ホウ酸金属塩系難燃剤、および錫酸金属塩系難燃剤などの有機金属塩系難燃剤、並びにシリコーン系難燃剤等が好適に例示される。これらの中でも有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩、ホスフェート化合物、シリコーン化合物、および臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)などがより好適な難燃剤である。
上記有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩のアルカリ(土類)金属は、好適にはアルカリ金属であり、特に好適にはカリウムである。有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の好ましい代表例の1つは、パーフルオロアルキルスルホン酸アルカリ(土類)金属塩である。かかるパーフルオロアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8である。
有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の好ましい代表例の1つは、芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩である。かかる金属塩における芳香族スルホン酸としては、モノマー状またはポリマー状の芳香族サルファイドのスルホン酸、芳香族カルボン酸およびエステルのスルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族エーテルのスルホン酸、芳香族スルホネートのスルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホン酸、モノマー状またはポリマー状の芳香族スルホンスルホン酸、芳香族ケトンのスルホン酸、複素環式スルホン酸、芳香族スルホキサイドのスルホン酸、および芳香族スルホン酸のメチレン型結合による縮合体などが例示される。好適な芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩の具体例としては、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸カリウムおよびジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸ジカリウムが例示され、、特にこれらの混合物(前者と後者の重量比が15/85〜30/70)が好適である。
また芳香族スルホン酸アルカリ(土類)金属塩に類似する他のアルカリ(土類)金属塩としては、芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩を挙げることができ、例えばサッカリン、N−(p−トリルスルホニル)−p−トルエンスルホイミド、N−(N’−ベンジルアミノカルボニル)スルファニルイミド、およびN−(フェニルカルボキシル)スルファニルイミドのアルカリ(土類)金属塩などが挙げられる。
有機スルホン酸アルカリ(土類)金属塩および芳香族スルホンアミドのアルカリ(土類)金属塩のの量は、100重量部のa成分に対して、好ましくは0.005〜0.6重量部、より好ましくは0.005〜0.2重量部である。また該組成割合は、100重量%のb成分中、0.005〜0.6重量%、より好ましくは0.005〜0.2重量%である。
本発明の難燃剤のホスフェート化合物として、従来難燃剤として公知の各種のホスフェート化合物が使用されることができる。具体的にハロゲン原子を置換したホスフェート化合物としては、トリス(2,4,6−トリブロモフェニル)ホスフェートおよびトリス(2,4−ジブロモフェニル)ホスフェート、トリス(4−ブロモフェニル)ホスフェートなどが例示される。
具体的にハロゲン原子を置換していないホスフェート化合物としては、トリフェニルホスフェートおよびトリ(2,6−キシリル)ホスフェートなどのモノホスフェート化合物、並びにレゾルシノールビスジ(2,6−キシリル)ホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマー、4,4−ジヒドロキシジフェニルビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマー、およびビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)を主体とするホスフェートオリゴマーが好適である(ここで主体とするとは、重合度の異なる他の成分を少量含んでよいことを示し、より好適には該主体となる成分が、100重量%のオリゴマーを基準として85重量%以上、より好ましくは89重量%以上、更に好ましくは90重量%以上含有されることを示す)。
本発明の難燃剤のホスフェート化合物の量は、100重量部のa成分に対して、好ましく0.01〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部である。また該組成割合は、100重量%のb成分中、0.01〜25重量%、より好ましくは1〜20重量%である。
本発明の難燃剤のシリコーン化合物として、従来樹脂の難燃剤として提案された各種の化合物が使用されることができる。シリコーン化合物はその燃焼時にそれ自体が結合してまたは樹脂に由来する成分と結合してストラクチャーを形成することにより、または該ストラクチャー形成時の還元反応により、樹脂に難燃効果を付与するものと考えられている。したがってかかる反応における活性の高い基を含んでいることが好ましく、より具体的にはアルコキシ基およびハイドロジェン(即ちSi−H基)から選択された少なくとも1種の基を所定量含んでいることが好ましい。かかる基(アルコキシ基、Si−H基)の含有割合としては、0.1〜1.2mol/100gの範囲が好ましく、0.12〜1mol/100gの範囲がより好ましく、0.15〜0.6mol/100gの範囲が更に好ましい。かかる割合はアルカリ分解法より、シリコーン化合物の単位重量当たりに発生した水素またはアルコールの量を測定することにより求められる。尚、アルコキシ基は炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、特にメトキシ基が好適である。
一般的にシリコーン化合物の構造は、ここでM(1官能性シロキサン単位)、D(2官能性シロキサン単位)、T(3官能性シロキサン単位)、およびQ(4官能性シロキサン単位)を任意に組み合わせることによって構成される。本発明の難燃剤のシリコーン化合物の構造は、具体的には、示性式としてDn、Tp、MmDn、MmTp、MmQq、MmDnTp、MmDnQq、MmTpQq、MmDnTpQq、DnTp、DnQq、DnTpQqが挙げられる。この中で好ましいシリコーン化合物の構造は、MmDn、MmTp、MmDnTp、MmDnQqであり、さらに好ましい構造は、MmDnまたはMmDnTpである。ここで、前記示性式中の係数m、n、p、qは各シロキサン単位の重合度を表す1以上の整数であり、各示性式における係数の合計がシリコーン化合物の平均重合度となる。この平均重合度は好ましくは3〜150、より好ましくは3〜80、更に好ましくは3〜60、特に好ましくは4〜40である。
更に難燃剤のシリコーン化合物は、直鎖状であっても分岐構造を持つものであってもよい。シリコン原子に結合する有機残基は炭素数1〜30、より好ましくは1〜20の有機残基であることが好ましい。かかる有機残基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、デシル基などのアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基およびアラルキル基を挙げることがでる。アリール基の含まれる割合(芳香族基量)が好ましくは10〜70重量%(より好適には15〜60重量%)である。
本発明の難燃剤のシリコーン化合物は、Si−H基やアルコキシ基以外にも反応基を含有していてもよく、かかる反応基としては例えば、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、およびメタクリロキシ基などが例示される。
本発明の難燃剤のシリコーン化合物の量は、100重量部のa成分に対して、好ましく0.01〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部である。また該量は、100重量%のb成分中、0.01〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%である。
本発明の臭素化ポリカーボネート(オリゴマーを含む)は、二価フェノールの芳香環上の水素原子が臭素原子に置換したフェノール類、好ましくは二価フェノールの芳香環上の4つの水素原子が臭素原子に置換したフェノール類に由来する構成単位が、ポリカーボネートの全構成単位中60モル%以上であり、好ましくは80モル%以上であるポリカーボネートである。臭素化ポリカーボネートの比粘度は、好ましくは0.015〜0.1、より好ましくは0.015〜0.08である。臭素化ポリカーボネートの比粘度は、上述した芳香族ポリカーボネートの粘度平均分子量を算出するに際し使用した前記比粘度の算出式に従って算出されたものである。
本発明の難燃剤の臭素化ポリカーボネートの量は、100重量部のa成分に対して、好ましく0.5〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部である。また該量は、100重量%のb成分中、0.5〜20重量%、より好ましくは1〜15重量%である。尚、難燃剤はいずれも2種以上を併用することができる。
(安定剤)
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂ともに、各種の安定剤を含むことができ、特にリン系安定剤を含むことが好ましい。基材フィルムに配合されたリン系安定剤は、その透明性や色相を維持するのに有効であり、また成形樹脂に配合されたリン系安定剤は、その透明性や色相の他、成形安定性や各種の機械的特性を維持するのに有効である。リン系安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステルなどが例示される。
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂ともに、各種の安定剤を含むことができ、特にリン系安定剤を含むことが好ましい。基材フィルムに配合されたリン系安定剤は、その透明性や色相を維持するのに有効であり、また成形樹脂に配合されたリン系安定剤は、その透明性や色相の他、成形安定性や各種の機械的特性を維持するのに有効である。リン系安定剤としては、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびこれらのエステルなどが例示される。
具体的にはホスファイト化合物としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−iso−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。
更に他のホスファイト化合物としては二価フェノール類と反応し環状構造を有するものも使用できる。例えば、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイトなどを挙げることができる。
ホスフェート化合物としては、トリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェートなどを挙げることができ、好ましくはトリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェートである。
ホスホナイト化合物としては、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト等があげられ、テトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。かかるホスホナイト化合物は上記アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物との併用可能であり好ましい。
ホスホネイト化合物としては、ベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、およびベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
上記リン系安定剤は、1種のみならず2種以上を混合して用いることができる。上記リン系安定剤の中でも、ホスファイト化合物またはホスホナイト化合物が好ましい。殊にトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイトおよびビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましい。またこれらとホスフェート化合物との併用も好ましい態様である。
上記のリン系安定剤と同様に、ヒンダードフェノール系安定剤も基材フィルムや成形樹脂の色相の安定化に有効である。ヒンダードフェノール系安定剤の樹脂中への含有は特に樹脂の乾熱劣化の防止において効果を奏する。また樹脂の紫外線劣化においても少なからず酸化劣化を伴うことからかかる劣化の抑制にも効果的である。かかるヒンダードフェノール系安定剤としては、例えば、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシトルエン、シナピルアルコール、ビタミンE、n−オクタデシル−β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェル)プロピオネート、2−tert−ブチル−6−(3’−tert−ブチル−5’−メチル−2’−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール)、2,2’−ジメチレン−ビス(6−α−メチル−ベンジル−p−クレゾール)2,2’−エチリデン−ビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−N−ビス−3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート、1,6−へキサンジオールビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ビス[2−tert−ブチル−4−メチル6−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)フェニル]テレフタレート、3,9−ビス{2−[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1,−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4’−ジ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−トリ−チオビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2−チオジエチレンビス−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4−ビス(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、N,N’−ヘキサメチレンビス−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナミド)、N,N’−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス2[3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチルイソシアヌレート、およびテトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンなどが例示される。これらはいずれも入手容易である。上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、単独でまたは2種以上を組合せて使用することができる。
リン系安定剤およびヒンダードフェノール系安定剤の量は、100重量部のa成分に対して、好ましく0.0001〜1重量部、より好ましくは0.001〜0.1重量部、更に好ましくは0.005〜0.1重量部である。また該量は、100重量%のb成分中、好ましくは0.0001〜1重量%、より好ましくは0.001〜0.1重量%、更に好ましくは0.005〜0.1重量%である。、0.5〜20重量%、より好ましくは1〜15重量%である。
(ブルーイング剤)
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂(その100重量%中、特に芳香族ポリカーボネートを95重量%以上樹脂)は、更にブルーイング剤を含むことができ、その量は樹脂中0.05〜3.0ppm(重量割合)である。ここでブルーイング剤とは、橙色ないし黄色の光線を吸収することにより青色ないし紫色を呈する着色剤をいい、特に染料が好ましい。ブルーイング剤としては代表例として、バイエル社のマクロレックスバイオレットB及びマクロレックスブルーRRや、クラリアント社のポリシンスレンブルーRLSなどが挙げられる。
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂(その100重量%中、特に芳香族ポリカーボネートを95重量%以上樹脂)は、更にブルーイング剤を含むことができ、その量は樹脂中0.05〜3.0ppm(重量割合)である。ここでブルーイング剤とは、橙色ないし黄色の光線を吸収することにより青色ないし紫色を呈する着色剤をいい、特に染料が好ましい。ブルーイング剤としては代表例として、バイエル社のマクロレックスバイオレットB及びマクロレックスブルーRRや、クラリアント社のポリシンスレンブルーRLSなどが挙げられる。
(着色剤)
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂、並びに図柄層の着色インキには適宜着色剤が配合される。かかる着色剤は各種の有機染料および無機顔料を使用できるが、基材フィルム、成形樹脂および図柄層のいずれにおいても良好な耐熱性が求められることから、耐熱性の良好な着色剤が好ましい。例えば有機染料としては、、ペリレン系染料、クマリン系染料、チオインジゴ系染料、アンスラキノン系染料、チオキサントン系染料、紺青等のフェロシアン化物、ペリノン系染料、キノリン系染料、キナクリドン系染料、ジオキサジン系染料、イソインドリノン系染料、およびフタロシアニン系染料等が例示される。無機顔料としては、二酸化チタン、チタンイエロー、チタンブラック、酸化亜鉛、および酸化鉄等が例示される。更に有機錯体系の染料も使用できる。
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂、並びに図柄層の着色インキには適宜着色剤が配合される。かかる着色剤は各種の有機染料および無機顔料を使用できるが、基材フィルム、成形樹脂および図柄層のいずれにおいても良好な耐熱性が求められることから、耐熱性の良好な着色剤が好ましい。例えば有機染料としては、、ペリレン系染料、クマリン系染料、チオインジゴ系染料、アンスラキノン系染料、チオキサントン系染料、紺青等のフェロシアン化物、ペリノン系染料、キノリン系染料、キナクリドン系染料、ジオキサジン系染料、イソインドリノン系染料、およびフタロシアニン系染料等が例示される。無機顔料としては、二酸化チタン、チタンイエロー、チタンブラック、酸化亜鉛、および酸化鉄等が例示される。更に有機錯体系の染料も使用できる。
更に基材フィルムおよび成形樹脂、並びに図柄層の着色インキには、各種のメタリック顔料(本発明においてはパール顔料と称されるものを含む)を含んでよい。かかるメタリック顔料としては、アルミニウム等金属フレーク、金属被覆ガラスフレーク、金属酸化物被覆ガラスフレーク、および金属酸化物被覆雲母(代表的には二酸化チタン被覆雲母)等が例示される。メタリック顔料の粒径は好ましくは2〜200μm、さらに好ましくは4〜150μm、特に5〜100μmである。メタリック顔料における被覆層は、着色剤で着色されていてもよく、また干渉色を示すものであってもよい。
(蛍光染料)
本発明で使用する蛍光染料(蛍光増白剤を含む)としては、例えば、クマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、ペリレン系蛍光染料、アンスラキノン系蛍光染料、チオインジゴ系蛍光染料、キサンテン系蛍光染料、キサントン系蛍光染料、チオキサンテン系蛍光染料、チオキサントン系蛍光染料、チアジン系蛍光染料、およびジアミノスチルベン系蛍光染料などを挙げることができる。これらの中でも耐熱性が良好であるクマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、およびペリレン系蛍光染料が好適である。クマリン系蛍光染料が好ましい。クマリン系蛍光染料の具体例としては、ハッコールケミカル社製のハッコールPSRが例示される。
本発明で使用する蛍光染料(蛍光増白剤を含む)としては、例えば、クマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、ペリレン系蛍光染料、アンスラキノン系蛍光染料、チオインジゴ系蛍光染料、キサンテン系蛍光染料、キサントン系蛍光染料、チオキサンテン系蛍光染料、チオキサントン系蛍光染料、チアジン系蛍光染料、およびジアミノスチルベン系蛍光染料などを挙げることができる。これらの中でも耐熱性が良好であるクマリン系蛍光染料、ベンゾピラン系蛍光染料、およびペリレン系蛍光染料が好適である。クマリン系蛍光染料が好ましい。クマリン系蛍光染料の具体例としては、ハッコールケミカル社製のハッコールPSRが例示される。
蛍光染料(蛍光増白剤を含む)の量は、100重量部のa成分に対し0.0001〜3重量部、より好ましくは0.001〜0.1重量部である。また該量は、100重量%のb成分中、0.0001〜3重量%、より好ましくは0.001〜0.1重量%である。
(光拡散剤)
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂は光拡散剤を含むことができる。また本発明の基材フィルムは良好な透明性を有することから、光拡散剤の効果をより有効に発揮することかできる。光拡散剤としては高分子微粒子(好適には粒径数μmのアクリル架橋粒子およびシリコーン架橋粒子など)、低屈折率の無機微粒子、およびこれらの複合物等が例示される。その形状は球形(完全球である必要はなく変形しているものを含む)、柱形、および不定形などが例示され、球形が好ましい。光拡散剤の量は、100重量部のa成分に対し好ましくは0.005〜20重量部、より好ましくは0.01〜10重量部である。また該量は、100重量%のb成分中好ましくは0.005〜20重量%、より好ましくは0.01〜10重量%である。尚、光拡散剤は2種以上を併用することができる。
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂は光拡散剤を含むことができる。また本発明の基材フィルムは良好な透明性を有することから、光拡散剤の効果をより有効に発揮することかできる。光拡散剤としては高分子微粒子(好適には粒径数μmのアクリル架橋粒子およびシリコーン架橋粒子など)、低屈折率の無機微粒子、およびこれらの複合物等が例示される。その形状は球形(完全球である必要はなく変形しているものを含む)、柱形、および不定形などが例示され、球形が好ましい。光拡散剤の量は、100重量部のa成分に対し好ましくは0.005〜20重量部、より好ましくは0.01〜10重量部である。また該量は、100重量%のb成分中好ましくは0.005〜20重量%、より好ましくは0.01〜10重量%である。尚、光拡散剤は2種以上を併用することができる。
(滴下防止剤)
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂、特に成形樹脂には、難燃助剤(例えば、アンチモン酸ナトリウム、三酸化アンチモン等)や滴下防止剤(フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン等)等を配合し、難燃剤と併用することができる。
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂、特に成形樹脂には、難燃助剤(例えば、アンチモン酸ナトリウム、三酸化アンチモン等)や滴下防止剤(フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン等)等を配合し、難燃剤と併用することができる。
フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は極めて高い分子量を有し、せん断力などの外的作用によりPTFE同士を結合して繊維状になる傾向を示すものである。その分子量は、標準比重から求められる数平均分子量において100万〜1000万、より好ましく200万〜900万である。かかるPTFEは、固体形状の他、水性分散液形態のものも使用可能である。またかかるフィブリル形成能を有するPTFEは樹脂中での分散性を向上させ、更に良好な難燃性および機械的特性を得るために他の樹脂との混合形態のPTFE混合物を使用することも可能である。
かかるフィブリル形成能を有するPTFEの市販品としては例えば三井・デュポンフロロケミカル(株)のテフロン(登録商標)6J、ダイキン化学工業(株)のポリフロンMPA FA500、F−201Lなどを挙げることができる。PTFEの水性分散液の市販品としては、旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製のフルオンAD−1、AD−936、ダイキン工業(株)製のフルオンD−1、D−2、三井・デュポンフロロケミカル(株)製のテフロン(登録商標)30Jなどを代表として挙げることができる。混合形態のPTFE混合物の市販品としては、三菱レイヨン(株)の「メタブレン A3000」(商品名)、およびGEスペシャリティーケミカルズ社製 「BLENDEX B449」(商品名)などを挙げることができる。混合形態におけるPTFEの量は、PTFE混合物100重量%中、PTFEが1〜60重量%が好ましく、より好ましくは5〜55重量%である。PTFEの割合がかかる範囲にある場合は、PTFEの良好な分散性を達成することができる。滴下防止剤の量は、100重量%のb成分中好ましくは0.01〜1.5重量%、より好ましくは0.05〜0.5重量%である。
(強化フィラー)
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂、特に成形樹脂には強化フィラーを含むことができる。かかる強化フィラーとしては、公知の各種充填材を配合することができる。かかる充填材としては、例えば、タルク、ワラストナイト、マイカ、クレー、モンモンリロナイト、スメクタイト、カオリン、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ガラスミルドファイバー、ガラスフレーク、炭素繊維、炭素フレーク、カーボンビーズ、カーボンミルドファイバー、金属フレーク、金属繊維、金属コートガラス繊維、金属コート炭素繊維、金属コートガラスフレーク、シリカ、セラミック粒子、セラミック繊維、セラミックバルーン、グラファイト、並びに各種ウイスカー(チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、および塩基性硫酸マグネシウムなど)などが例示される。更にアラミド繊維、ポリアリレート繊維、およびポリベンズチアゾール繊維などの耐熱有機繊維、並びにこれらの繊維材料の粉末などが例示される。これらの強化フィラーは1種もしくは2種以上を併用して含むものであってもよい。強化フィラーの量は、100重量%のb成分中好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.5〜15重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
本発明の基材フィルムおよび成形樹脂、特に成形樹脂には強化フィラーを含むことができる。かかる強化フィラーとしては、公知の各種充填材を配合することができる。かかる充填材としては、例えば、タルク、ワラストナイト、マイカ、クレー、モンモンリロナイト、スメクタイト、カオリン、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ガラスミルドファイバー、ガラスフレーク、炭素繊維、炭素フレーク、カーボンビーズ、カーボンミルドファイバー、金属フレーク、金属繊維、金属コートガラス繊維、金属コート炭素繊維、金属コートガラスフレーク、シリカ、セラミック粒子、セラミック繊維、セラミックバルーン、グラファイト、並びに各種ウイスカー(チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、および塩基性硫酸マグネシウムなど)などが例示される。更にアラミド繊維、ポリアリレート繊維、およびポリベンズチアゾール繊維などの耐熱有機繊維、並びにこれらの繊維材料の粉末などが例示される。これらの強化フィラーは1種もしくは2種以上を併用して含むものであってもよい。強化フィラーの量は、100重量%のb成分中好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.5〜15重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
(多層成形体の製造方法について)
本発明の多層成形体の製造方法について、以下に詳細を述べる。即ち、加飾用フィルムの製造方法、成形樹脂の製造方法、および加飾用フィルムと成形樹脂との一体化接着の方法などについて述べる。上述の如く本発明では好ましい多層成形体の製造方法として、上記構成(11)を提案するが本発明の製造方法はこれに限定されるものではない。尚、上記構成(11)は次の工程からなる。即ち、工程−I:基材フィルムの準備工程、工程−II:基材フィルムの印刷工程、工程−III:加飾用フィルムの熱成形工程、工程-IV:加飾用フィルムをインサートした成形樹脂の射出充填工程、並びに工程−V:多層成形体の取り出し工程である。
本発明の多層成形体の製造方法について、以下に詳細を述べる。即ち、加飾用フィルムの製造方法、成形樹脂の製造方法、および加飾用フィルムと成形樹脂との一体化接着の方法などについて述べる。上述の如く本発明では好ましい多層成形体の製造方法として、上記構成(11)を提案するが本発明の製造方法はこれに限定されるものではない。尚、上記構成(11)は次の工程からなる。即ち、工程−I:基材フィルムの準備工程、工程−II:基材フィルムの印刷工程、工程−III:加飾用フィルムの熱成形工程、工程-IV:加飾用フィルムをインサートした成形樹脂の射出充填工程、並びに工程−V:多層成形体の取り出し工程である。
(基材フィルムの製造:基材フィルムの準備工程)
上記基材フィルムを構成する樹脂組成物を製造するには、任意の方法が採用される。例えばa−1成分およびa−2成分、並びに任意に他の成分を予備混合し、その後溶融混練し、ペレット化する方法を挙げることができる。該ペレットを基材フィルムの製造装置に供給しフィルムを製造する。
上記基材フィルムを構成する樹脂組成物を製造するには、任意の方法が採用される。例えばa−1成分およびa−2成分、並びに任意に他の成分を予備混合し、その後溶融混練し、ペレット化する方法を挙げることができる。該ペレットを基材フィルムの製造装置に供給しフィルムを製造する。
ここで予備混合の手段としては、ナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機などを挙げることができる。予備混合においては場合により押出造粒器やブリケッティングマシーンなどにより造粒を行うこともできる。予備混合後、ベント式押出機に代表される溶融混練機で溶融混練、およびペレタイザー等の機器によりペレット化する。溶融混練機としては他にバンバリーミキサー、混練ロール、恒熱撹拌容器などを挙げることができる。
更に、本発明の基材フィルムは、上記のペレット工程を経ることなく、溶融混練機から直接Tダイなどを用いてフィルムを製造することも可能である。かかる製造法は樹脂組成物に対する熱負荷が低減できることから、色相や強度がより良好な基材フィルムが得るのに好ましい方法である。
本発明の基材フィルムは上述のごとく製造されたペレットから、または好ましくは原材料の供給された溶融混練機から直接にフィルム成形を行い製造される。フィルムの製造方法としては、層を構成する樹脂組成物をフラットダイにより溶融押出する溶融押出法、カレンダー成形法、溶剤キャスティングする方法、およびインフレーション法などを挙げることができるがフラットダイによる溶融押出法が最も好適である。
更にかかる溶融押出法においてより好ましい態様は、上記構成(12)と同様に、a−1成分およびa−2成分を押出機に供給してこれらを溶融混練し、該押出機のダイスから吐出される溶融樹脂を、実質的に延伸を掛けることなく製膜して無延伸の基材フィルムを製造する方法である。即ち、基材フィルムの準備工程はかかる方法からなる工程が好ましい。更にかかる方法においてより好ましい態様は、該ダイスはフラットダイ、いわゆるTダイであり、該Tダイから押出された溶融樹脂を、狭持加圧もしくは片面タッチ方式で複数個の冷却ロール(好適には鏡面冷却ロール)で冷却して、実質的に延伸を掛けることなく製膜し無延伸の基材フィルムを製造する方法である。Tダイは、マニホールドダイ、フィッシュテールダイ、およびコートハンガーダイなどの通常シートの製造に使用される各種の構造のものが使用される。
更に、より好ましい基材フィルムの溶融押出法は、次のとおりである。即ち、かかる冷却ロールとして3本の冷却ロールを用いる。かかる冷却ロールは、Tダイ側から順に第1ロール、第2ロールおよび第3ロールとする。かかる冷却ロールは、その回転中心軸が互いに平行かつ同一平面上にあるよう配置される。かつかかる冷却ロールは互いに接近して配置される。Tダイから吐出された基材フィルムを構成する溶融樹脂は、第1ロールと第2ロールとの間に供給され、これら2本のロールで圧延されるか、または第2ロールに密着されて、その後第2ロールと第3ロールとの間隙を通過させて引取られる。ここで第2ロールに対する第3ロールの回転速度(すなわち周速)は1.001〜1.015倍とする。更に第1ロールの温度は90〜110℃、第2ロールの温度は100〜120℃、第3ロールの温度は105〜125℃に設定する。第3ロールを通過したフィルムは、一対の引取ロールによって、実質的に延伸を掛けることなく引き取られる。冷却ロールの温度調整は、通常使用される任意の手段により行われるが、好ましくは内部に熱媒体を循環させる方法である。
かくして得られる基材フィルムの厚みは、0.05〜0.5mmの範囲が好ましく、0.07〜0.5mmの範囲がより好ましく、0.08〜0.4mmの範囲が更に好ましく、0.1〜0.3mmの範囲が特に好ましい。上記の範囲を超えて基材フィルムが薄すぎる場合には、該フィルムの扱いの困難さが原因で、およびフィルムの破れやすさによる熱成形条件の範囲の縮小が原因で加飾フィルムやその熱成形品の製造効率が劣る。一方上記の範囲を超えて基材フィルムが厚すぎる場合には、加飾される成形品の外観が不十分となったり、印刷など図柄層の形成における製造効率が劣るようになる。
また基材フィルムの表面は平滑である方が汎用的であり好ましいが、非平滑であってもよい。例えば基材フィルムのいずれの表面に対しても凹凸が施されることができる。フィルム表面に凹凸を形成する方法としては、エンボス模様を有する転写ロールなどのエンボス模様を有する転写媒体を用いて該模様を転写する方法、およびダイスを異形化する方法などを挙げることができる。
本発明の加飾用フィルムにおいて図柄層は基材フィルムの片面に設けられ、かつ該加飾用フィルムにおいてその図柄の認識は基材フィルムを通してなされる。またかかる図柄の他に基材フィルムの表層に他の印刷等を施してもよい。
図柄層は通常印刷層として形成される。印刷層の材質としては、ウレタン系樹脂(硬化型)、ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセテート系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂、並びにその他熱可塑性エラストマーなどの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキが例示される。
更に成形樹脂の耐熱性が高く、その成形加工温度が高い場合には、耐熱性の高い樹脂バインダーが必要とされる。一方で本発明の基材フィルムはポリカーボネート樹脂をその主成分として有することから、密着性の点で印刷層の材質としてポリカーボネート樹脂は好適な材料の1つである。かかる点から成形樹脂の耐熱性が高い場合、耐熱性の良好なポリカーボネートをバインダーとして使用した着色インキは好適な態様である。かかるバインダーを構成するポリカーボネートとしては、全二価フェノール成分の少なくとも90モル%が1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンである二価フェノールより得られたそのガラス転移温度が155〜185℃およびその比粘度が0.24〜1.60であるポリカーボネート樹脂や、9,9−ビスヒドロキシフェニルフルオレン系化合物を構成単位として5〜95モル%含有するポリカーボネート樹脂などが例示される。
図柄層を形成するための印刷方法としては、グラビア印刷、平板印刷、フレキソ印刷、ドライオフセット印刷、パット印刷、スクリーン印刷などの公知の印刷方法を製品形状や印刷用途に応じて使用することができる。特に多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷やグラビア印刷が適している。
更に図柄層は、印刷層だけでなく金属または金属酸化物の薄膜層であってもよく、更に印刷層と金属または金属酸化物の薄膜層との組合せからなるものでもよい(かかる薄膜層は、透光性部分であっても、遮光性部分であってもよい)。金属または金属酸化物の薄膜層を形成する方法としては例えば蒸着法、溶射法、およびメッキ法が挙げられる。蒸着法としては物理蒸着法および化学蒸着法のいずれも使用できる。物理蒸着法としては真空蒸着法、スパッタリング、およびイオンプレーティングが例示される。化学蒸着(CVD)法としては、熱CVD法、プラズマCVD法、および光CVD法などが例示される。
溶射法としては大気圧プラズマ溶射法、および減圧プラズマ溶射法などが例示される。メッキ法としては、無電解メッキ(化学メッキ)法、溶融メッキおよび電気メッキ法などが挙げられ、電気メッキ法においてはレーザーメッキ法を使用することができる。上記の中でも蒸着法およびメッキ法が金属層を形成する上で好ましく、蒸着法が金属酸化物層を形成する上で好ましい。また蒸着法およびメッキ法は組み合わせて使用することができる。
また部分的に金属または金属酸化物の薄膜層を形成する場合の一例としては、該薄膜層を必要としない部分に溶剤可溶性樹脂層を形成した後、その上に全面的にかかる薄膜層を形成し、溶剤洗浄を行って溶剤可溶性樹脂層と共に不要な金属薄膜を除去する方法がある。この場合によく用いる溶剤は、水または水溶液である。また、別の一例としては、全面的にかかる薄膜を形成し、次に該薄膜を残しておきたい部分にレジスト層を形成し、酸またはアルカリでエッチングを行い、レジスト層を除去する方法である。
本発明の加飾用フィルムは接着層を有するものであってもよい。接着層は加飾用フィルムと成形樹脂との間の接着性を改良する。したがって接着層は図柄層の上に形成されることが好ましいが、基材フィルム、接着層、および図柄層の順に形成され、図柄層が形成されていない部分のみで有効な接着力を発揮するものであってもよい。接着層としては成形樹脂の材質に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。例えばアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、およびポリカーボネート系樹脂などが好ましい接着層の樹脂である。接着層の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。
また本発明の加飾用フィルムは、加飾用フィルムに腰の強さを与えその取り扱い性や熱成形性を容易にする目的でバッキングシートを有することもできる。更に本発明の加飾用フィルムは、成形樹脂の層とは反対側の表面に、ハードコート、撥水・撥油コート、紫外線吸収コート、赤外線吸収コート、並びにメタライジング(メッキ、蒸着、スパッタリングなど)などの各種の表面処理を行うことができる。尚、上述のとおり本発明の加飾用フィルムは、図柄層の有無に関わらず基材フィルム中に各種の着色剤(有機染料や無機顔料)およびメタリック顔料を含むことができる。
上記の如く得られた加飾用フィルムは、好適には射出成形用の金型内にセットされ該型内に成形樹脂が充填されることにより成形樹脂の表面に一体化接着される。ここで加飾用フィルムは真空成形法や圧空成形法などの熱成形方法を用いて予備賦形されることが、多様な成形品表面形状、殊に深絞りされた凹凸形状を有する成形品表面形状に対応可能であることから好ましい。本発明の加飾用フィルムにおける基材フィルムは、かかる熱成形性において優れ好適である。かかる予備賦形は、成形機の金型を用いて射出成形の直前に行う方法、並びに予め別の装置を用いて予備賦形したフィルムを金型内に装着する方法のいずれも選択できる。
真空成形または圧空成形の方法としては、より具体的には、それぞれストレート成形法、リバースドロー成形法、プラグアシスト成形法、プラグアシストリバースドロー成形法、ドレープ成形法、エアスリップ成形法、マッチモールド成形法、および接触加熱式圧空成形法などが例示される。また熱成形時の加飾用フィルムの加熱方法としては、電気ヒーター、赤外線ヒーター、高周波誘導、ハロゲンランプ、マイクロ波、高温熱媒体(スチームなど)、およびレーザーなどの各種方法を用いることができる。
更に熱成形された加飾用フィルムは、上記の予備賦形をした後、または予備賦形と同時に、所定の形状に打ち抜き加工される場合が多い。かかる所定の形状に打ち抜き加工する方法としては、トムソン打ち抜き法、金型によるプレス法などが例示される。また打ち抜き形状としては、所定形状の外周に沿った線や所定形状の孔などがある。
上記の如く製造された予備賦形された加飾用フィルム(金型内に装着後予備賦形されるフィルムを含む)は、射出成形用の金型内にセットされて溶融した成形樹脂が該金型内に充填され、その結果加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着された樹脂成形品が製造される。かかる金型内へのセット方法は、ロール巻物の加飾用フィルムを準じ金型内に送り込む方法、単葉の加飾用フィルムを順次金型内に送り込む方法、並びに予備賦形された加飾用フィルムを順次金型内に送り込む方法などが例示され、いずれも好適に用いられるものである。
上記の打ち抜き後の加飾用フィルムおよび成形樹脂のスプルーやランナーは、それらを粉砕して成形樹脂と共に射出成形機のホッパーに適量供給され、再利用されてもよい。かかる再利用は資源の節約および製品コストの低減などに寄与する。本発明の多層成形体の構成は、かかる再利用に十分に耐え得る点において有用である。
更に成形樹脂の金型内への充填においては、通常の射出成形法の他に適宜目的に応じて、射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、インサート成形(加飾用フィルム以外のインサート品を使用することができる)、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形、および超高速射出成形などの射出成形法を用いて成形品を得ることができる。これら各種成形法の利点は既に広く知られるところである。また成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれも選択することができる。
かくして製造された多層成形体は、図柄層によってその意匠性や情報の認識具合に優れ、各種の産業用途に広く有用な樹脂成形品を提供する。かかる樹脂成形品としては各種機器や製品のカバー、ハウジング、およびケース成形品が例示され、かかる成形品は例えば自動車のインジケータパネル、並びに家庭電器製品、音響電子機器および事務用機械のコントロールパネルなどに代表される。また樹脂成形品としては各種機器や製品のボタン、スイッチ、キー、キーパッド、ハンドル、レバー、および鍵盤などの人が手で触れる部品が例示され、かかる成形品は例えば携帯電話などのモバイルIT機器のキーパッドなどに代表される。更にサングラスやゴーグルなどの透明性と共に意匠性が要求される製品においても好適である。このように本発明の樹脂成形品は幅広い用途に有効であり、したがって本発明の加飾用フィルムにおける基材フィルム、該基材フィルムを使用した加飾用フィルム、並びに該加飾用フィルムを一体化接着した射出成形品は、各種電子・電気機器、OA機器、車両部品、機械部品、その他農業資材、漁業資材、搬送容器、包装容器、および雑貨などの各種用途に有用である。
本発明者らが現在最良と考える本発明の形態は、前記の各要件の好ましい範囲を集約したものとなるが、例えば、その代表例を下記の実施例中に記載する。もちろん本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明する。なお、評価は下記の方法によって実施した。
(I)加飾用フィルムの評価
(I−1)ヘーズ
表1記載の組成割合からなる樹脂ペレットを110℃で6時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、シリンダー温度260℃〜280℃、金型温度40℃の条件にて射出成形を行い、長さ90mm×幅50mm×厚み2mmの試験片を得た。得られた試験片を(株)村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHR−100を用いISO14782に準拠してかかる2mm厚みの成形品のヘーズを測定した。結果を表1に示す。
(I)加飾用フィルムの評価
(I−1)ヘーズ
表1記載の組成割合からなる樹脂ペレットを110℃で6時間、熱風循環式乾燥機にて乾燥した後、シリンダー温度260℃〜280℃、金型温度40℃の条件にて射出成形を行い、長さ90mm×幅50mm×厚み2mmの試験片を得た。得られた試験片を(株)村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHR−100を用いISO14782に準拠してかかる2mm厚みの成形品のヘーズを測定した。結果を表1に示す。
(I−2)熱成形性(形状トレース性、ドローダウン、および白化)
真空成形機に幅65mm×長さ70mm×深さ10mm、底部コーナーエッジ0.5mmRの凹型形状を有する雌型金型を取り付けた。ついで、表1記載の組成割合からなる厚み125μmのフィルム(基材フィルム;図柄層なし)を210mm×297mmの大きさに切断し、フィルム温度を165℃とした後、真空度13.3kPa、冷却時間15秒の条件にて真空成形した。成形は熱成形機((株)成和テクニカ製)を用いて行った。得られた真空成形品を観察しフイルム加熱時のドローダウン、形状トレース性およびフィルムの白化状態を評価した。形状トレース性の評価は、得られた真空成形品のコーナーエッジ部の半径をRゲージを用いて測定することにより行った。ドローダウンはフィルム加熱時にフィルムの成形に影響を与えるようなフィルムの垂れの有無を観察したがいずれのサンプルにおいても認められなかった。フィルムの温度は赤外線サーモグラフィー装置により観察を行った。結果を表1に示す。
真空成形機に幅65mm×長さ70mm×深さ10mm、底部コーナーエッジ0.5mmRの凹型形状を有する雌型金型を取り付けた。ついで、表1記載の組成割合からなる厚み125μmのフィルム(基材フィルム;図柄層なし)を210mm×297mmの大きさに切断し、フィルム温度を165℃とした後、真空度13.3kPa、冷却時間15秒の条件にて真空成形した。成形は熱成形機((株)成和テクニカ製)を用いて行った。得られた真空成形品を観察しフイルム加熱時のドローダウン、形状トレース性およびフィルムの白化状態を評価した。形状トレース性の評価は、得られた真空成形品のコーナーエッジ部の半径をRゲージを用いて測定することにより行った。ドローダウンはフィルム加熱時にフィルムの成形に影響を与えるようなフィルムの垂れの有無を観察したがいずれのサンプルにおいても認められなかった。フィルムの温度は赤外線サーモグラフィー装置により観察を行った。結果を表1に示す。
(II)多層成形体の評価
(II−1)図柄の状態
得られた多層成形体について、内部光の均一感および印刷された格子模様の変形の有無について目視観察した。観察は1ショットで成形されるそれぞれ10個の截頭四角錐型ボタン成形品および円盤型ボタン成形品の全てについて、ボタン内部に配置された白色LEDを点灯させて実施した。該LEDから放たれた内部光が成形樹脂および加飾用フィルムを通して観察され、格子模様がより高い鮮明度をもって観察される。評価の基準は、透過されるLEDからの内部光がボタン上面全体において均一なものを○、10ショット中(よって100個中)1つでも不均一な部分が認められるものを×とした。また図柄の変形においては、格子線の対称が保たれているものを○、一部に乱れが生じているものを×とした。
(II−1)図柄の状態
得られた多層成形体について、内部光の均一感および印刷された格子模様の変形の有無について目視観察した。観察は1ショットで成形されるそれぞれ10個の截頭四角錐型ボタン成形品および円盤型ボタン成形品の全てについて、ボタン内部に配置された白色LEDを点灯させて実施した。該LEDから放たれた内部光が成形樹脂および加飾用フィルムを通して観察され、格子模様がより高い鮮明度をもって観察される。評価の基準は、透過されるLEDからの内部光がボタン上面全体において均一なものを○、10ショット中(よって100個中)1つでも不均一な部分が認められるものを×とした。また図柄の変形においては、格子線の対称が保たれているものを○、一部に乱れが生じているものを×とした。
(II−2)フィルムの密着性
得られた多層成形体について、フィルム端をペンチでつまみ剥離が可能であるか否かを確認した。フィルムが引裂かれるものを○、フィルムが剥離するものを×とした。
得られた多層成形体について、フィルム端をペンチでつまみ剥離が可能であるか否かを確認した。フィルムが引裂かれるものを○、フィルムが剥離するものを×とした。
(II−3)リサイクル性
多層成形体を得る際に生じたフィルムの切れ端(印刷部分が全くないもの)およびスプルーやランナーの粉砕物を、成形樹脂の樹脂ペレットと混合した後、射出成形機ホッパーに供給し、射出成形により得られた試験片(長さ50mm、幅50mm、および厚み1mmの板状試験片)の全光線透過率を(株)村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHR−100を用いISO13468−1に準拠して測定した。かかる混合のない場合の全光線透過率からかかる混合のある場合の全光線透過率を差し引いた差をΔTtとして算出した。尚、混合比率は、成形樹脂の樹脂ペレット85重量部、該成形樹脂からなるスプルーやランナーの粉砕物12重量部、およびフィルム3重量部とし、いずれも100〜110℃で5時間乾燥したものを使用した。
多層成形体を得る際に生じたフィルムの切れ端(印刷部分が全くないもの)およびスプルーやランナーの粉砕物を、成形樹脂の樹脂ペレットと混合した後、射出成形機ホッパーに供給し、射出成形により得られた試験片(長さ50mm、幅50mm、および厚み1mmの板状試験片)の全光線透過率を(株)村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHR−100を用いISO13468−1に準拠して測定した。かかる混合のない場合の全光線透過率からかかる混合のある場合の全光線透過率を差し引いた差をΔTtとして算出した。尚、混合比率は、成形樹脂の樹脂ペレット85重量部、該成形樹脂からなるスプルーやランナーの粉砕物12重量部、およびフィルム3重量部とし、いずれも100〜110℃で5時間乾燥したものを使用した。
(III)加飾用フィルムの製造
(III−1)基材フィルムの製造
図1に示す装置を設けた押出機により、表1に記載の各組成割合からなる樹脂フィルムを製造した。表1記載の各原料のうちPCとTPEEまたはPBTを除く他の原料とをスーパーミキサーを用いて均一に混合した後、該混合物と残りの原料とをリボン型撹拌翼を有する混合機で再度均一に混合した。得られた混合物をフィルム製造用の押出機に供給した。PC/Aと他の原料とはリボン型撹拌翼を有する混合機のみを用いて混合した。図1中、符号1は幅1250mmのTダイス、符号2、3および4は直径300mmのそれぞれ第1、第2および第3ロールである。押出機のスクリュー径は120mmであり、Tダイスより吐出した溶融樹脂は、第2冷却ロールにフィルムを密着させ(いわゆる片面タッチ)、更に第2ロールと第3ロールとの間隙を通過させて引取った。かかる方法により幅1000mmm、並びに厚み125μmのフィルムを得た。更に詳細な製造条件は、例えば表1のFilm−1においては、押出機のバレル温度280℃、第1ロールの温度110℃、第2ロールの温度110℃、第3ロールの温度120℃であり、第2ロールに対する第3ロールの回転速度(すなわち周速)は1.013倍であり、引取り速度は12.7m/minであった。
(III−1)基材フィルムの製造
図1に示す装置を設けた押出機により、表1に記載の各組成割合からなる樹脂フィルムを製造した。表1記載の各原料のうちPCとTPEEまたはPBTを除く他の原料とをスーパーミキサーを用いて均一に混合した後、該混合物と残りの原料とをリボン型撹拌翼を有する混合機で再度均一に混合した。得られた混合物をフィルム製造用の押出機に供給した。PC/Aと他の原料とはリボン型撹拌翼を有する混合機のみを用いて混合した。図1中、符号1は幅1250mmのTダイス、符号2、3および4は直径300mmのそれぞれ第1、第2および第3ロールである。押出機のスクリュー径は120mmであり、Tダイスより吐出した溶融樹脂は、第2冷却ロールにフィルムを密着させ(いわゆる片面タッチ)、更に第2ロールと第3ロールとの間隙を通過させて引取った。かかる方法により幅1000mmm、並びに厚み125μmのフィルムを得た。更に詳細な製造条件は、例えば表1のFilm−1においては、押出機のバレル温度280℃、第1ロールの温度110℃、第2ロールの温度110℃、第3ロールの温度120℃であり、第2ロールに対する第3ロールの回転速度(すなわち周速)は1.013倍であり、引取り速度は12.7m/minであった。
(III−2)図柄層の形成
上記で得られた基材フィルムを縦500mmおよび横500mmの大きさに切り出し、片面に黒色のスクリーン印刷することにより図柄層を形成した。截頭四角錐型ボタン用の図柄は、縦12mmおよび横12mmの正方形の枠内に、線幅0.2mm、線間の距離1.3mmの平行線が、該枠も含めて縦および横共に9本ずつ引かれた格子状の図柄である。一方円盤型ボタン用の図柄は、直径12mmの円形の枠内(枠線なし)に上記格子が入った図柄である。これらの図柄はそれぞれ、熱成形後(したがってインサート射出成形後)において、図柄部分が截頭四角錐型ボタンおよび円盤型ボタンの上面部に位置するように、1つのフィルムにそれぞれ10個ずつ印刷された。かかる印刷後截頭四角錐型ボタンおよび円盤型ボタンそれぞれのフィルムを切り分けて次の熱成形を行った。
上記で得られた基材フィルムを縦500mmおよび横500mmの大きさに切り出し、片面に黒色のスクリーン印刷することにより図柄層を形成した。截頭四角錐型ボタン用の図柄は、縦12mmおよび横12mmの正方形の枠内に、線幅0.2mm、線間の距離1.3mmの平行線が、該枠も含めて縦および横共に9本ずつ引かれた格子状の図柄である。一方円盤型ボタン用の図柄は、直径12mmの円形の枠内(枠線なし)に上記格子が入った図柄である。これらの図柄はそれぞれ、熱成形後(したがってインサート射出成形後)において、図柄部分が截頭四角錐型ボタンおよび円盤型ボタンの上面部に位置するように、1つのフィルムにそれぞれ10個ずつ印刷された。かかる印刷後截頭四角錐型ボタンおよび円盤型ボタンそれぞれのフィルムを切り分けて次の熱成形を行った。
(III−3)フィルムの熱成形
上記印刷後のフィルムを熱成形機((株)成和テクニカ製)にセットし熱成形した。熱成形機には18kWのクォーツヒーターが9本ずつフィルムの上下に位置するように配置されており、該ヒーターの出力50%で30秒間加熱を行い真空成形した。截頭四角錐型ボタン用の雌型金型は図2に示すようにボタン1つ分に相当する凹部が5個ずつ2列に並んだ構造を有していた。ボタン1つ分の形状は金型底面(成形体上面)が12mm角であり、開口部が17mm角であり、深さが10mmである。またそれぞれの稜線部のコーナーエッジは0.5mmRである。円盤型ボタン用の雌型金型は図3に示すようにボタン1つ分に相当する凹部が5個ずつ2列に並んだ構造を有し、ボタン1つ分の形状は金型底面(成形体上面)および開口部が12mm径の円であり、深さが3mmである。また稜線部のコーナーエッジは0.5mmRである。
上記印刷後のフィルムを熱成形機((株)成和テクニカ製)にセットし熱成形した。熱成形機には18kWのクォーツヒーターが9本ずつフィルムの上下に位置するように配置されており、該ヒーターの出力50%で30秒間加熱を行い真空成形した。截頭四角錐型ボタン用の雌型金型は図2に示すようにボタン1つ分に相当する凹部が5個ずつ2列に並んだ構造を有していた。ボタン1つ分の形状は金型底面(成形体上面)が12mm角であり、開口部が17mm角であり、深さが10mmである。またそれぞれの稜線部のコーナーエッジは0.5mmRである。円盤型ボタン用の雌型金型は図3に示すようにボタン1つ分に相当する凹部が5個ずつ2列に並んだ構造を有し、ボタン1つ分の形状は金型底面(成形体上面)および開口部が12mm径の円であり、深さが3mmである。また稜線部のコーナーエッジは0.5mmRである。
尚、表1に記載の各原材料の符号の内容は下記のとおりである。
PC:ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1250WP、粘度平均分子量23,700)
TPEE:ポリエステルブロック共重合体(帝人化成(株)製:ヌーベランP4110AN)
PEP:ホスファイト系安定剤(旭電化(株)製:アデカスタブPEP−8)
TMP:トリメチルホスフェート(大八化学工業(株)製:TMP)
PBT:固有粘度1.07のポリブチレンテレフタレート樹脂(帝人(株)製:TRB−H)
PC/A:ポリカーボネート、並びに1,4−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる構成成分を有する脂環族ポリエステルとのポリマーアロイ(GE Plastics社製:XYLEX X−7300)
PCL:数平均分子量10,000のポリカプロラクトン(ダイセル化学(株)製:プラクセルH1P)
CEIP:環状イミノエステル系紫外線吸収剤(2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、竹本油脂(株)製:CEi−P)
PSR:クマリン系蛍光増白剤(ハッコールケミカル(株)製:ハッコールPSR)
PC:ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1250WP、粘度平均分子量23,700)
TPEE:ポリエステルブロック共重合体(帝人化成(株)製:ヌーベランP4110AN)
PEP:ホスファイト系安定剤(旭電化(株)製:アデカスタブPEP−8)
TMP:トリメチルホスフェート(大八化学工業(株)製:TMP)
PBT:固有粘度1.07のポリブチレンテレフタレート樹脂(帝人(株)製:TRB−H)
PC/A:ポリカーボネート、並びに1,4−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる構成成分を有する脂環族ポリエステルとのポリマーアロイ(GE Plastics社製:XYLEX X−7300)
PCL:数平均分子量10,000のポリカプロラクトン(ダイセル化学(株)製:プラクセルH1P)
CEIP:環状イミノエステル系紫外線吸収剤(2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、竹本油脂(株)製:CEi−P)
PSR:クマリン系蛍光増白剤(ハッコールケミカル(株)製:ハッコールPSR)
(IV)多層成形体の製造
(IV−1)成形樹脂からなるペレットの製造
表2に記載の割合の各成分を計量して、タンブラーを用いて均一に混合し、かかる混合物を押出機に投入して成形樹脂のペレットを作成した。押出機として径30mmφのベント式二軸押出機((株)神戸製鋼所KTX−30)を使用した。スクリュー構成はベント位置以前に第1段のニーディングゾーン(送りのニーディングディスク×2、送りのローター×1、戻しのローター×1および戻しニーディングディスク×1から構成される)を、ベント位置以後に第2段のニーディングゾーン(送りのローター×1、および戻しのローター×1から構成される)を設けてあった。シリンダ−温度およびダイス温度が260℃、およびベント吸引度が3kPaの条件でストランドを押出し、水浴において冷却した後ペレタイザーでストランドカットを行い、ペレット化した。
(IV−1)成形樹脂からなるペレットの製造
表2に記載の割合の各成分を計量して、タンブラーを用いて均一に混合し、かかる混合物を押出機に投入して成形樹脂のペレットを作成した。押出機として径30mmφのベント式二軸押出機((株)神戸製鋼所KTX−30)を使用した。スクリュー構成はベント位置以前に第1段のニーディングゾーン(送りのニーディングディスク×2、送りのローター×1、戻しのローター×1および戻しニーディングディスク×1から構成される)を、ベント位置以後に第2段のニーディングゾーン(送りのローター×1、および戻しのローター×1から構成される)を設けてあった。シリンダ−温度およびダイス温度が260℃、およびベント吸引度が3kPaの条件でストランドを押出し、水浴において冷却した後ペレタイザーでストランドカットを行い、ペレット化した。
(IV−2)成形樹脂の全光線透過率の測定
多層成形体上面の厚みが1mmであることから、かかる厚みにおける全光線透過率を測定した。射出成形により得られた試験片(長さ50mm、幅50mm、および厚み1mmの板状試験片)の全光線透過率を(株)村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHR−100を用いISO13468−1に準拠して測定した。結果を表2に示す。
多層成形体上面の厚みが1mmであることから、かかる厚みにおける全光線透過率を測定した。射出成形により得られた試験片(長さ50mm、幅50mm、および厚み1mmの板状試験片)の全光線透過率を(株)村上色彩技術研究所製ヘーズメーターHR−100を用いISO13468−1に準拠して測定した。結果を表2に示す。
(IV−3)インサート成形法による多層成形体の製造
(実施例1〜6および比較例1〜2)
表3に記載の加飾用フィルムと成形樹脂のペレットとの組み合わせからなる多層成形体の製造をインサート成形法により行った。成形は、上記熱成形後の加飾用フィルムを金型内にインサートし、金型を閉じた後溶融した成形樹脂を該金型内に充填する方法により行った。各ペレットは成形前に110℃で5時間熱風循環式乾燥機を用いて乾燥した。成形は、FANUC(株)製:AUTOSHOT Tシリーズ モデル150D)によりシリンダー温度260℃、金型温度70℃、成形サイクル50秒で成形した。截頭四角錐型ボタンおよび円盤型ボタンはいずれも上面部および側面部共に肉厚1mmであった。多層成形品は金型から取り出し後、打ち抜き機によってボタン周囲の不要なフィルム部分を取り除いた。評価結果を表3に示す。
(実施例1〜6および比較例1〜2)
表3に記載の加飾用フィルムと成形樹脂のペレットとの組み合わせからなる多層成形体の製造をインサート成形法により行った。成形は、上記熱成形後の加飾用フィルムを金型内にインサートし、金型を閉じた後溶融した成形樹脂を該金型内に充填する方法により行った。各ペレットは成形前に110℃で5時間熱風循環式乾燥機を用いて乾燥した。成形は、FANUC(株)製:AUTOSHOT Tシリーズ モデル150D)によりシリンダー温度260℃、金型温度70℃、成形サイクル50秒で成形した。截頭四角錐型ボタンおよび円盤型ボタンはいずれも上面部および側面部共に肉厚1mmであった。多層成形品は金型から取り出し後、打ち抜き機によってボタン周囲の不要なフィルム部分を取り除いた。評価結果を表3に示す。
尚、表2〜表3に記載の成形樹脂の製造に使用された原料、および成形樹脂自体の符号の内容は下記のとおりである(上記表1の符号と同一内容のものは省略)。
PC−1:PC−1と同様に合成された直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1225WP、粘度平均分子量22,500)
ABS:透明ABS樹脂(東レ(株)製トヨラック920)
TOS:ビーズ状架橋シリコーン粒子(東芝シリコーン(株)製:トスパール120、平均粒径:2μm)
PC−1:PC−1と同様に合成された直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂パウダー(帝人化成(株)製:パンライトL−1225WP、粘度平均分子量22,500)
ABS:透明ABS樹脂(東レ(株)製トヨラック920)
TOS:ビーズ状架橋シリコーン粒子(東芝シリコーン(株)製:トスパール120、平均粒径:2μm)
尚、上記実施例と比較例との比較においては、実施例の多層成形体は目視判断による透過光の輝度においてもより良好であると認められた。
以上から明らかなように、本発明の多層成形体は、その加飾用フィルムが良好な透明性、熱成形性および耐熱性を有しているので、成形体内部の光源から放たれる光の輝度およびその均一性に優れており、更に鮮明であり、変形がなく、また位置ズレのない図柄が、良好な密着性をもって付与されることがわかる。更に本発明の多層成形体は、その加飾用フィルムと成形樹脂との相容性に優れているので、良好なリサイクル性を有し、その結果製造時の廃棄物が低減され、低コスト性にも優れるものであることがわかる。
1 Tダイス
2 第1冷却ロール
3 第2冷却ロール
4 第3冷却ロール
5 引取りロール
6 溶融押出された基材フィルム
11 截頭四角錐型ボタン用の雌型金型本体
12 截頭四角錐型ボタン形状を付与するための凹部分(5個×2列)
13 円盤型ボタン用の雌型金型本体
14 円盤型ボタン形状を付与するための凹部分(5個×2列)
21 金型(可動側)
22 加飾用フィルム(印刷部分は図示せず)
23 成形樹脂からなる成形体
24 成形体の上面部(成形樹脂部の厚み1mm)
25 成形体の側面部(成形樹脂部の厚み1mm)
31 多層成形体本体
32 加飾用フィルム(印刷部分は図示せず)
33 成形樹脂からなる成形体
34 多層成形体固定枠、兼白色LED用反射枠
35 白色LED素子
2 第1冷却ロール
3 第2冷却ロール
4 第3冷却ロール
5 引取りロール
6 溶融押出された基材フィルム
11 截頭四角錐型ボタン用の雌型金型本体
12 截頭四角錐型ボタン形状を付与するための凹部分(5個×2列)
13 円盤型ボタン用の雌型金型本体
14 円盤型ボタン形状を付与するための凹部分(5個×2列)
21 金型(可動側)
22 加飾用フィルム(印刷部分は図示せず)
23 成形樹脂からなる成形体
24 成形体の上面部(成形樹脂部の厚み1mm)
25 成形体の側面部(成形樹脂部の厚み1mm)
31 多層成形体本体
32 加飾用フィルム(印刷部分は図示せず)
33 成形樹脂からなる成形体
34 多層成形体固定枠、兼白色LED用反射枠
35 白色LED素子
Claims (12)
- 基材フィルム上に少なくとも肉眼で視認するに十分な大きさの透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体であって、
(A)該基材フィルムは、(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなり、かつ
(B)該成形樹脂(b成分)は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である、
ことを特徴とする多層成形体。 - 上記基材フィルムの厚みは0.05〜0.5mmである請求項1に記載の多層成形体。
- 上記多層成形体は、上記加飾用フィルムが型内にセットされ該型内に成形樹脂が充填されることにより加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなるインサート射出成形体である請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の多層成形体。
- 上記加飾用フィルムは、基材フィルム上に図柄層が形成され、かつ熱成形により立体形状が付与されている加飾用フィルムである請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の多層成形体。
- 上記基材フィルムは、更にa成分100重量部当たり、0.01〜10重量部の紫外線吸収剤を含有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の多層成形体。
- 上記b成分は、その100重量%中85重量%以上の硬質ポリマー成分を含み、該硬質ポリマー成分は、その100重量%中、80〜100重量%の芳香族ポリカーボネート(b−1成分)を含有する成分である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の多層成形体。
- 上記a−2成分は、ポリエステルブロック共重合体である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の多層成形体。
- 上記b成分は、その100重量%中少なくとも芳香族ポリカーボネート(b−1成分)85〜99.9重量%およびポリエステルブロック共重合体0.1〜15重量%を含有する請求項7に記載の多層成形体。
- 上記b成分は、その100重量%中少なくとも芳香族ポリカーボネート(b−1成分)およびポリアルキレンテレフタレート(b−2’成分)の合計量85〜99.9重量%およびポリエステルブロック共重合体0.1〜15重量%を含有し、かかるb−1成分はb−2’成分との合計100重量%中75〜99.9重量%である請求項7に記載の多層成形体。
- 上記多層成形体は、成形樹脂側に配された光源から放たれた光が加飾用フィルムの透光性部分を通して視認される照光型部品の構成体である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の多層成形体。
- 基材フィルム上に少なくとも肉眼で視認するに十分な大きさの透光性部分と遮光性部分とを有する図柄層が形成された加飾用フィルムが成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体であって、
(1)(A−1)芳香族ポリカーボネート(a−1成分)50〜98重量部、並びに(A−2)ポリエステルブロック共重合体および脂環族ポリエステルから選ばれる一種以上の重合体(a−2成分)2〜50重量部の合計100重量部からなる樹脂組成物(a成分)からなる厚み0.05〜0.5mmの基材フィルムを準備する工程(工程−I)、
(2)該基材フィルムの片面に透光性インクで印刷した後遮光性インクで印刷することにより、もしくは遮光性インクのみで印刷することにより図柄層を形成して加飾用フィルムを得る工程(工程−II)、
(3)該加飾用フィルムに、熱成形により立体形状を賦形する工程(工程−III)、
(4)該賦形後の加飾用フィルムを射出成形用の型内にセットして、該型内に成形樹脂(b成分)を充填する工程であり、該b成分は透光性部分の厚みにおける全光線透過率が30〜93%である工程(工程−IV)、および
(5)成形樹脂の冷却後、基材フィルム上に図柄層が形成された加飾用フィルムを成形樹脂の表面に一体化接着されてなる多層成形体を型内より取り出す工程(工程−V)からなることを特徴とする多層成形体の製造方法。 - 上記工程−Iの基材フィルムを準備する工程は、a−1成分およびa−2成分を押出機に供給してこれらを溶融混練し、該押出機のダイスから吐出される溶融樹脂を、実質的に延伸を掛けることなく製膜して無延伸の基材フィルムを製造する工程である請求項11に記載の製造方法。
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