JPH11147237A - 射出成形同時貼合用アクリルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形同時貼合等に適したフィルムおよび
それを用いた表面硬度を保ち、かつ深みのある透明感を
有する成形品を提供する。 【解決手段】 メタクリル酸メチルを主成分としガラ
ス転移温度が４０〜１０５℃のアクリル系樹脂９５〜５
０重量％に、最内層がメタクリル酸メチルを主成分とす
る硬質の重合体、中間層がアルキル基の炭素数が４〜８
のアクリル酸アルキルエステルと多官能単量体の共重合
体からなる軟質のゴム弾性体、最外層がメタクリル酸メ
チルを主成分とする硬質の重合体からなる３層構造アク
リル系重合体５〜５０重量％を分散した樹脂組成物から
なる射出成形同時貼合用アクリルフィルムまたはシー
ト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は射出成形同時貼合等
に適したアクリルフィルムまたはシート（以下、合わせ
てフィルムと称する）、およびそれを用いた成形体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形同時貼合方法とは、特公昭６３
−６３３９号公報、特公平４−９６４７号公報、特開平
７−９４８４号公報に開示される様に、射出成形の際に
雌雄金型間に挿入したフィルムをキャビティ内に射出さ
れる溶融樹脂と一体化させ、成形体表面を加飾あるいは
絵付けする方法であり、使用されるフィルムの種類の違
いにより、ラミネート法または転写印刷法と呼ばれてい
る成形方法である。

【０００３】すなわち、ラミネート法においては、基材
フィルムおよび絵柄層からなる絵付けフィルムの全層が
成形体の表面に接着一体化されて化粧層となる貼合用絵
付けフィルム（ラミネートフィルム）が使用される。転
写印刷法においては、転写フィルムを使用し、成形体表
面に一体化した絵付けフィルムのうち基材フィルムのみ
を剥離し、絵柄層等の転写層を成形体側に残留させ化粧
印刷層とする。

【０００４】従来この様な方法では、例えば絵柄を印刷
した塩化ビニルフィルム、ポリエステルフィルムまたは
ポリスチレンフィルム等をアクリルニトリル・ブタジェ
ン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂またはポリスチレン樹脂の
表面上にラミネート法や転写印刷法により貼合し、成形
品を得ている。また自動車内装用途に用いられる木目調
等の柄を印刷した成形品は、ＡＢＳ樹脂成形品表面に水
圧転写法（カールフィット法）などにより成形品に柄を
印刷し、その表面をウレタン等の透明樹脂で被覆し深み
を与えて製造される。

【０００５】この様に樹脂表面を被覆する目的は、基材
の保護、表面機能付与、透過遮蔽性の付与等の機能付
与、または表面の艶を調整、立体感（深み）を与える、
絵柄を付けると言った意匠性の向上、さらには構造力学
的な強度を付与すると言ったことが主である。

【０００６】そして被覆樹脂は、そのコスト、機能性、
外観、後加工性によって、熱可塑性または熱硬化性樹脂
の中から選択される。熱可塑性樹脂フィルムとしては、
ポリ塩化ビニルフィルム（塩ビフィルム）、ポリオレフ
ィン系フィルム、ポリエステル系フィルム、アクリル系
樹脂フィルム、フッ素系樹脂フィルム等がある。アクリ
ル系樹脂フィルムは、塩ビフィルムとの熱融着が可能
で、塩ビフィルムの表面を被覆することでその耐候性、
紫外線遮蔽性能によって下地の塩ビフィルムを保護する
ことができる特徴があり、外装建材用途に用いられる。

【０００７】この様なアクリル系樹脂フィルムとして、
特公昭５６−２７３７８号公報は、メタクリル酸アルキ
ルエステルを主成分とする樹脂組成物及び紫外線吸収剤
等からなるフィルムを開示している。

【０００８】更に特開昭５１−１２９４４９号公報は、
多層構造重合体組成物として、その多層構造が中心から
外層に向かってアルキルメタクリレートが単調増加した
透明性、耐ストレス白化性に優れたアクリル系樹脂のフ
ィルムが開示している。また市販されているアクリル系
樹脂のフィルムとしては、商品名がアクリプレンあるい
はサンジュレンといったアクリルフィルムがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に用いられる塩ビ
フィルムについては前述の様に耐候性が低く、加えてそ
れが廃棄物として焼却された場合に環境を汚染するとい
う問題を有する。また建材分野で用いられている市販の
アクリル系樹脂フィルムは、一般的に軟質であり、その
表面硬度が低い。さらに前述した木目調の柄をあらかじ
め印刷した樹脂成形品の表面を透明の樹脂でクリア塗装
する方法は、クリア層の塗布が重ね塗りとなるため、不
良の発生率が高い、コストが高い、あるいは工場内で溶
剤を使用するため環境汚染発生などの問題点を有する。

【００１０】本発明者はかかる事情に鑑み、表面硬度を
保ち、加飾された成形品について鋭意検討した結果、特
定のアクリル系樹脂にゴム弾性層を含む多層構造アクリ
ル系重合体を分散した樹脂組成物からなるフィルムが、
射出成形同時貼合用のフィルムとして優れており、表面
硬度を保ち、加飾された成形品を安価に容易に製造でき
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は次のと
おりである。 （１） メタクリル酸メチルを主成分としガラス転移温
度が４０〜１０５℃のアクリル系樹脂９５〜５０重量％
に、最内層がメタクリル酸メチルを主成分とする硬質の
重合体、中間層がアルキル基の炭素数が４〜８のアクリ
ル酸アルキルエステルと多官能単量体の共重合体からな
る軟質のゴム弾性体、最外層がメタクリル酸メチルを主
成分とする硬質の重合体からなる３層構造アクリル系重
合体５〜５０重量％を分散した樹脂組成物からなる射出
成形同時貼合用アクリルフィルムまたはシート。 （２）片面に絵柄が印刷されている前記（１）記載のア
クリルフィルムまたはシート。 （３）前記（１）または（２）記載のアクリルフィルム
またはシートが熱可塑性樹脂成形品の表層に接着一体化
されてなる成形体。 （４）前記（１）または（２）記載のアクリルフィルム
またはシートを雌雄金型間に挿入し、金型内で熱可塑性
樹脂を射出成形して得られる成形体表面に該アクリルフ
ィルムまたはシートを同時貼合することを特徴とする前
記（３）記載の成形体の製造方法。以下、本発明を詳細
に説明する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で用いるメタクリル酸メチ
ルを主成分とするガラス転移温度が４０〜１０５℃のア
クリル系樹脂は、メタクリル酸メチルを少なくとも５０
重量％、それと共重合可能な１種以上のビニル系単量体
を５０重量％未満とからなる共重合体である。アクリル
系樹脂のガラス転移温度を４０〜１０５℃とするには、
これら共重合される単量体の種類と量を調整する。つま
り、共重合に用いる単量体の単独重合体のガラス転移温
度が低ければ、その単量体を用いた共重合体のガラス転
移温度は低下する。

【００１３】ここで、メタクリル酸メチルと共重合され
るビニル系単量体は、例えば、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタ
クリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル
酸２ーエチルヘキシル、メタクリル酸２ーヒドロキシエ
チルなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベン
ジル、アクリル酸２ーエチルヘキシル、アクリル酸２ー
ヘドロキシエチルなどのアクリル酸エステル類、アクリ
ル酸、メタクリル酸などの不飽和脂肪酸、スチレン、α
ーメチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニト
リル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘ
キシルマレイミド等である。この中でもアクリル酸エス
テル類が好適に用いられる。アクリル酸エステルの中で
は特にアクリル酸アルキルエステルが好適であり、その
アルキルエステル部分の炭素数が多いもの程少量の共重
合でガラス転移温度を下げることができる。

【００１４】本発明のアクリル樹脂として、メタクリル
酸メチル５０〜９９重量％とアクリル酸アルキルエステ
ル５０〜１重量％を共重合してなるアクリル系樹脂が好
適であり、この共重合体を単独で、または複数の共重合
体の混合物として用いる。その混合物は、ガラス転移温
度が４０〜１０５℃の範囲のものであれば差し支えな
い。アクリル系樹脂のガラス転移温度が１０５℃を越え
ると、本発明のフィルムを金型内貼合して形状を賦形す
る際に、該フィルムを賦形可能な温度域に保つことが困
難となるため好ましくない。また４０℃未満では本発明
のフィルムの耐熱性が低くなるため実用上好ましくな
い。なお、通常は射出成形貼合時にフィルム表面に発生
する成形時凹凸現象を著しく改善できる点で、ガラス転
移温度は８０℃以下であることが好ましい。

【００１５】本発明におけるゴム弾性層を含む多層構造
アクリル系重合体は、少なくとも２層であり、好ましく
は３層の多層構造アクリル系重合体粉末である。２層の
多層構造アクリル系重合体としては、内層がアルキル基
の炭素数が４〜８のアクリル酸アルキルエステルと多官
能単量体の共重合体からなる軟質ゴムであり、外層がメ
タクリル酸メチルを主成分とする硬質の重合体である２
層構造を基本とするものである。３層構造のアクリル系
重合体とは、最内層がメタクリル酸メチルを主成分とす
る硬質の重合体、中間層がアルキル基の炭素数が４〜８
のアクリル酸アルキルエステルと多官能単量体の共重合
体からなる軟質のゴム弾性層、および最外層がメタクリ
ル酸メチルを主成分とする硬質の重合体からなる３層構
造を基本とするものである。なかでもゴム弾性層を２０
〜６０重量％含むものがより好ましい。これらは、例え
ば、特公昭５５−２７５７６号公報や特開平１−２５２
６５３号公報に記載のものである。

【００１６】該アクリル系樹脂９５〜５０重量％に、該
ゴム弾性層を含む多層構造アクリル系重合体を５〜５０
重量％分散させる。該ゴム弾性層を含む多層構造アクリ
ル系重合体が、５重量％未満では本発明のフィルムの衝
撃強度が低くなる上に、破断伸びが小さくなり、金型内
での成形に伴う伸びに追随できず破れを生じるため好ま
しくない。また５０重量％を越えると該フィルムの表面
硬度が低くなるため好ましくない。また、単層構造弾性
体を用いた場合には、得られるフィルムの表面硬度が著
しく低くなるため好ましくない。さらに、３層構造のア
クリル系重合体を用いた場合には、２層の多層構造アク
リル系重合体を用いた場合と比較して弾性率、表面硬
度、耐摩耗性などの向上が認められる。

【００１７】該アクリル系樹脂に、該ゴム弾性層を含む
多層構造アクリル系重合体を分散させる方法は、両者を
均一に混合する方法であれば特に制限されるものではな
く、一般的には両者を十分混合し、熱可塑性樹脂を溶融
混合できる押出機を用いて分散させる。この溶融混合の
際、周知のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系
酸化防止剤およびイオウ系酸化防止剤、紫外線吸収剤や
ヒンダードアミン系光安定剤等の耐候剤、難燃剤、着色
剤、顔料、無機系充填剤等を配合してもよい。紫外線吸
収剤としては、一般的には、ベンゾトリアゾール系、ベ
ンゾフェノン系の紫外線吸収剤を単独で、または混合し
て用いられるが、フィルムからの揮発をなくし、また印
刷絵柄の劣化を防止する観点から、高分子量のベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。具体的には、2,
2-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2
H-ベンゾトリアゾール-2- イル) フェノール] が好まし
く用いられる。なお、その添加量は少なくとも１０００
ｐｐｍとすることが望ましい。

【００１８】本発明のフィルムは、通常よく知られたチ
ルロールによる押出キャスティング法、フィルムの両面
をロール表面に接触させて成形する押出成形法、両面を
金属ベルトに接触させて成形するベルト冷却押出法、イ
ンフレーション押出成形法、溶剤キャステイング法等に
より製造できる。この中で、フィルムが良好な表面状態
で得られる、フィルムの両面をロール表面または金属ベ
ルトに接触させて成形する押出成形法またはベルト冷却
押出法により製造する方法が、得られるフィルムおよび
シートの外部ヘイズの低下および絵柄の印刷特性である
印刷抜け防止効果の観点から望ましい。

【００１９】本発明のフィルムは、一般に、絵柄等を片
面に印刷されるか、または着色した状態で射出成形同時
貼合用に用いられることが多い。また予めフィルムを真
空成形等の熱成形によって形状を付与したものを、射出
成形同時貼合用に用いることもある。さらに本発明のフ
ィルムを多層フィルムの最外層として用いても良い。つ
まり本発明のフィルムに、塩化ビニルフィルム、透明Ａ
ＢＳフィルム等の他の樹脂フィルムを裏打ちして多層フ
ィルムとすることも可能である。

【００２０】本発明のフィルムの厚みは０．１〜０．６
ｍｍであることが望ましい。本発明のフィルムは、通
常、絵柄等を片面に印刷された状態で印刷された面を射
出成形金型の後で溶融射出される樹脂側に向けて供給さ
れる。つまり最終成形品となった状態で透明（クリア
ー）層による印刷の深みを出すことを目的としているた
めである。このため、該フィルムの厚みが０．１ｍｍ未
満では、印刷柄等の深みが乏しくなるため好ましくな
い。また工業的に本発明の射出成形同時貼合を金型内で
実施しようとすれば、連続的にフィルムを金型内に供給
する方式が望ましい。このため、該フィルムの厚みが
０．６ｍｍを越えると、連続的なロール状で巻けなくな
るため好ましくない。

【００２１】本発明のフィルムの射出成形同時貼合時に
金型内で、溶融射出される樹脂は前述した様に、例え
ば、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン
樹脂またはポリオレフィン樹脂等が使用可能であるが、
出来上がる最終製品の耐衝撃性、寸法の安定性等の観点
からＡＢＳ樹脂またはポリカーボネート樹脂を選択する
ことが望ましい。さらに、工業的な生産として連続的に
フィルムを供給する場合には、巻き重量の低減および真
空成形時の賦型性の観点より、０．１〜０．２ｍｍのフ
ィルムの厚みが好ましい。また、０．２ｍｍを超えるフ
ィルム厚みの場合には、毎葉で金型内に供給することが
有利である。

【００２２】本発明のフィルムを用いた射出成形同時貼
合は、特公昭６３−６３３９号公報、特公平４−９６４
７号公報、特開平７−９４８４号公報等に記載の方法と
同様に行われる。すなわちキャビティ空間を形成する雌
型と雄型とを開き、両金型間にフィルムを挿入し、両金
型をフィルムを間に挟んで閉じ、型締めし、ゲートより
熔融樹脂をキャビティ内に射出充填し、冷却固化させる
ことにより、射出された成形体の表面にフィルムを接着
一体化させ、その後、両金型を開き、成形体を得る。射
出成形の樹脂温度、射出圧力等の条件は樹脂の種類等を
勘案して適宜設定される。

【００２３】

【発明の効果】本発明のアクリルフィルムは、射出成形
同時貼合用のフィルムとして優れており、このフィルム
を用いれば、表面硬度を保ち、かつ深みのある透明感を
持った成形品を安価に容易に製造することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限され
るものではない。なお、評価方法は以下の通りである。 （１）成形時凹凸発生試験：貼合成形体の表面状態を目
視で観察し、表面状態の良いのを○、微細凹凸が発生し
たものを×、その中間を△と判定した。 （２）ガーゼ摩耗性：（株）東洋精機製作所製の染色堅
牢度用摩擦試験機Ｄ型の測定治具にガーゼを装着し、荷
重２００ｇで５００往復の摩耗試験を行い、評価を目視
判定した。摩耗しないのを○、摩耗したのを×、その中
間を△とした。 （３）表面硬度：JIS K 5400 に従い鉛筆硬度を測定し
た。 （４）透明性：JIS K 6718 に記載の方法に準じて全光
線透過率（Ｔｔ）、ヘイズを測定した。 （５）ガラス転移温度（Ｔｇ）：示差走査熱量測定（Ｄ
ＳＣ）によりフィルムサンプルを１０℃／分の昇温速度
で加熱した時に観察される吸熱開始温度を接線法により
求めた。 （６）印刷抜け個数：フィルム片面に絵柄をグラビア印
刷し、幅が約１ｍで長さが約１０ｍのフィルムについて
目視で検査し、その印刷抜け個数を１ｍ2 当たりに換算
した。

【００２５】実施例１ バルク重合法により得られたアクリル系樹脂（メタクリ
ル酸メチル単位９７．８重量％、アクリル酸メチル単位
２．２重量％）のペレット７６重量部と、球形３層構造
のゴム弾性層アクリル系重合体（最内層がメタクリル酸
メチル架橋重合体、中間層がブチルアクリレートを主成
分とする軟質のゴム弾性体、最外層がメタクリル酸メチ
ル重合体からなるアクリル系重合体：平均粒径が約３０
０ｎｍ）（特公昭５５−２７５７６号公報実施例３参
照）２４重量部をスーパーミキサーで混合し、二軸押出
機にて溶融混練してペレットとした。次いで、このペレ
ットを東芝機械（株）製６５ｍｍφの１軸押出機を用
い、設定温度２５５℃のＴ型ダイスを介して押出し、ポ
リシングロールに両面を完全に接する様に冷却し、厚さ
０．１３ｍｍのアクリルフィルムを得た。

【００２６】得られた厚み０．１３ｍｍのアクリルフィ
ルムを、射出成形金型内に入れ、その裏面にＡＢＳ樹脂
を３ｍｍ厚さに射出し、成形体を得た。その時のアクリ
ルフィルム温度は１３０℃、金型温度は５０℃、射出成
形条件は射出圧力１１５０ｋｇ／ｃｍ²、ＡＢＳ樹脂温
度は２３０℃であった。得られたフィルムおよび成形体
の評価結果を表１に示す。

【００２７】実施例２ 懸濁重合法により得られたアクリル系樹脂（メタクリル
酸メチル単位８７重量％、アクリル酸メチル単位３重量
％、アクリル酸ブチル単位１０重量％）の粉末７５重量
部と、実施例１と同じ３層構造のゴム弾性体層アクリル
系重合体２５重合部をスーパーミキサーにて混合し、二
軸押出機にて溶融混練してペレットとした。次いで、こ
のペレットを東芝機械（株）製６５ｍｍφの１軸押出機
を用い、設定温度２５５℃のＴ型ダイスを介して押出
し、連続ステンレスベルト冷却装置に両面を完全に接す
るように冷却し、厚さ０．１３ｍｍのアクリルフィルム
を得た。このアクリルフィルムを用いて実施例１と同様
に行って成形体を得た。得られたフィルムおよび成形体
の評価結果を表１に示す。

【００２８】実施例３ 実施例２におけるフィルムの冷却を、ポリシングロール
に片面のみ接触する様にした以外は、実施例２と同様に
行った。得られたフィルムおよび成形体の評価結果を表
１に示す。

【００２９】実施例４ 実施例２におけるアクリル系樹脂の粉末の使用量を８０
重量部とし、３層構造のゴム弾性体層アクリル系重合体
の使用量を２０重量部とする以外は実施例２と同様にし
てペレットを得、次いで実施例２におけるフィルムの冷
却を、ポリシングロールに両面を完全に接触する様にし
た以外は実施例２と同様に行った。得られたフィルムお
よび成形体の評価結果を表１に示す。

【００３０】実施例５ 実施例４におけるゴム弾性体層アクリル系重合体に代え
て、２層構造のゴム弾性体層アクリル系重合体〔内層が
ブチルアクリレートを主成分とする軟質のゴム弾性体、
外層がメタクリル酸メチル重合体からなるアクリル系重
合体：平均粒径が約３００ｎｍ、特公昭５５−２７５７
６号公報の実施例３に準じて最内層を形成することなく
製造した〕を用いる以外は実施例４と同様に行った。得
られたフィルムおよび成形体の評価結果を表１に示す。

【００３１】比較例１ 一般に市販されているアクリルフィルム（商品名：アク
リプレンＨＢＸ００６、厚さ０．１ｍｍ：三菱レーヨン
（株））フィルムを用いて実施例１と同様に行って成形
体を得た。なお、このフィルムは、透過型電子顕微鏡の
観察結果により、単層構造のゴム弾性体を含むことを確
認した。フィルムおよび成形体の評価結果を表１に示
す。

【００３２】

【表１】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メタクリル酸メチルを主成分としガラス転
   移温度が４０〜１０５℃のアクリル系樹脂９５〜５０重
   量％に、最内層がメタクリル酸メチルを主成分とする硬
   質の重合体、中間層がアルキル基の炭素数が４〜８のア
   クリル酸アルキルエステルと多官能単量体の共重合体か
   らなる軟質のゴム弾性体、最外層がメタクリル酸メチル
   を主成分とする硬質の重合体からなる３層構造アクリル
   系重合体５〜５０重量％を分散した樹脂組成物からなる
   射出成形同時貼合用アクリルフィルムまたはシート。
2. 【請求項２】アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチル単
   位５０〜９９重量％とアクリル酸アルキルエステル単位
   ５０〜１重量％からなるアクリル系樹脂である請求項１
   に記載の射出成形同時貼合用アクリルフィルムまたはシ
   ート。
3. 【請求項３】厚みが０．１〜０．６ｍｍである請求項１
   に記載の射出成形同時貼合用アクリルフィルムまたはシ
   ート。
4. 【請求項４】片面に絵柄が印刷されている請求項１に記
   載の射出成形同時貼合用アクリルフィルムまたはシー
   ト。
5. 【請求項５】両面をロール表面または金属ベルト表面に
   接触させて成形されてなる請求項１に記載の射出成形同
   時貼合用アクリルフィルムまたはシート。
6. 【請求項６】請求項１または請求項５に記載の射出成形
   同時貼合用アクリルフィルムまたはシートが熱可塑性樹
   脂成形品の表層に接着一体化されてなる成形体。
7. 【請求項７】熱可塑性樹脂がアクリルニトリル・ブタジ
   ェン・スチレン樹脂またはポリカーボネート樹脂である
   請求項６に記載の成形体。
8. 【請求項８】請求項１または請求項５に記載の射出成形
   同時貼合用アクリルフィルムまたはシートを雌雄金型間
   に挿入し、金型内で熱可塑性樹脂を射出成形して得られ
   る成形体表面に該アクリルフィルムまたはシートを同時
   貼合することを特徴とする請求項６に記載の成形体の製
   造方法。