説明

成形同時転写用積層フィルム

【課題】成形性、寸法安定性と加工適性に優れ、成形後の外観が良好な成形同時転写用積層フィルムを提供する。
【解決手段】ポリエステル樹脂を主成分とする基材フィルムの少なくとも片面に、離型層を積層してなる積層フィルムであって、190℃における100%延伸時の長手方向および幅方向の応力がいずれも5〜50MPaであり、該フィルムに5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率がいずれも1〜5%であり、離型層の表面自由エネルギーが36〜42mN/m、光沢度が140〜200である成形同時転写用積層フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成形性、寸法安定性と加工適性に優れ、成形後の外観が良好な成形同時転写用積層フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車部材、電子機器、建材分野で、溶剤レス塗装、六価クロム代替などの環境低負荷化の要望が高まり、成形加飾フィルムを使用した成形部材のフィルム加飾方法の導入が進んでいる。その中でも、工程数が少なくコストメリットの高い、インモールド転写法と呼ばれる成形同時転写法の開発が進んでいる。インモールド転写法とは、フィルムに加飾層を積層し、樹脂を射出成形すると同時に加飾層を樹脂に転写させ、加飾する手法である。成形同時転写用フィルムとしては、衝撃強度と破断伸び率を規定した二軸配向ポリエステルフィルムに、少なくとも絵柄層を積層した転写箔(たとえば特許文献1)や、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上にクリア層、金属化粧層、接着層を形成された転写成形用フィルム(たとえば特許文献2)などが提案されており、成形同時転写箔の離型フィルム用途に適したポリエステルフィルムとして、縦方向、横方向の熱収縮率、成形応力が特定の範囲で、特定の粗さや剥離性のある表面を持つポリエステルフィルム(たとえば特許文献3、特許文献4)などが提案されている。
【0003】
また、より深い形状に対応できる成形同時転写法のニーズも高まっており、100%伸長時にも欠点の少ない離型層(たとえば特許文献5)や、基材フィルムの融点や面配向係数を特定範囲とした離型フィルム(たとえば特許文献6)などが提案されている。
【0004】
しかしながら、深い形状に対応できる十分な成形性を持ったフィルムは印刷層や離型層を加工する際に軟化してしまうため加工条件が限られる上に、転写後の外観が悪いなどの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平5−58098号公報
【特許文献2】特開2007−237714号公報
【特許文献3】特開2010−247455号公報
【特許文献4】特開2010−194905号公報
【特許文献5】特開2000−255006号公報
【特許文献6】特開2010−247423号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題を背景になされたものであり、成形性、寸法安定性と加工適性に優れ、成形後の外観が良好な成形同時転写用積層フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
すなわち、本発明は下記の特徴を有する。
(1)ポリエステルを主成分とする基材フィルムの少なくとも片面に、離型層を積層してなる積層フィルムであって、190℃における100%延伸時の長手方向および幅方向の応力がいずれも5〜50MPaであり、該フィルムに5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率がいずれも1〜5%であり、離型層の表面自由エネルギーが36〜42mN/m、光沢度が140〜200である成形同時転写用積層フィルム。
(2)離型層の主成分がメラミン樹脂である(1)に記載の成形同時転写用積層フィルム。
(3)基材フィルムのポリエステルのジカルボン酸成分のうちテレフタル酸が95モル%以上、グリコール成分のうちエチレングリコールが65〜95モル%、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールのいずれか1つ以上のグリコール成分が5〜35モル%である(1)または(2)に記載の成形同時転写用積層フィルム。
(4)基材フィルムがB層/A層/B層の3層構成である(1)〜(3)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(5)A層のポリエステルのジカルボン酸成分のうち95モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち、80〜95モル%がエチレングリコール、5〜20モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールであり、B層のポリエステルのジカルボン酸成分のうち95モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち、90モル%以上がエチレングリコール、0〜10モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2―ジメチル−1,3−プロパンジオールである(4)に記載の成形同時転写用積層フィルム。
(6)190℃における長手方向と幅方向の100%延伸時の応力差の絶対値が、20MPa以下である(1)〜(5)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(7)離型層の厚みが0.1〜0.5μmである(1)〜(6)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(8)厚みムラが10%以下である(1)〜(7)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(9)25℃から150℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率がいずれも0〜2%である(1)〜(8)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(10)成形同時転写用積層フィルムの離型層側の面と、その反対側の面との間の動摩擦係数および静止摩擦係数がいずれも0.5以下である(1)〜(9)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(11)成形同時転写用積層フィルムの離型層側の面の表面粗さSRaが10〜30nm、SRzが450〜1200nmである(1)〜(10)のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
(12)基材フィルムの離型層側の最表層に平均粒子径1〜5μmの粒子を0.01〜0.1質量%含有してなる(4)または(5)に記載の成形同時転写用積層フィルム。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、成形性、寸法安定性と加工適性に優れ、成形後の外観が良好な成形同時転写用積層フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明について詳細に説明する。
【0010】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、ポリエステルを主成分とする基材フィルムと離型層とから構成される。
【0011】
本発明者らは、成形同時転写用積層フィルムを構成する基材フィルムのポリエステルの組成、構成、製造方法や、離型層の形成方法として適切な条件を鋭意検討することで、本発明を見出した。
【0012】
(1)ポリエステルを主成分とする基材フィルム
本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムに使用されるポリエステルは、主鎖中の主要な結合をエステル結合とする高分子の総称であって、通常、ジカルボン酸成分とグリコール成分を重縮合反応させることによって得ることができる。
【0013】
ここで使用するジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族ジカルボン酸、1,4−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、パラオキシ安息香酸などのオキシカルボン酸などの各成分を挙げることができる。また、ジカルボン酸エステル誘導体成分として、上記ジカルボン酸化合物のエステル化物、たとえばテレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸2−ヒドロキシエチルメチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、ダイマー酸ジメチルなどの各成分を挙げることができる。これらのうち本発明の基材フィルム全体におけるポリエステルでは、テレフタル酸および/またはナフタレンジカルボン酸の占める割合が、ジカルボン酸成分中、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上であることが耐熱性、生産性の点から好ましい。
【0014】
また、グリコール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールなどの脂肪族ジヒドロキシ化合物、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコールなどの脂環族ジヒドロキシ化合物、ビスフェノールA、ビスフェノールSなどの芳香族ジヒドロキシ化合物など各成分が挙げられる。中でも、成形性、取り扱い性の点で、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールの各成分が好ましく用いられる。特に、グリコール成分のうち、エチレングリコールが65モル%以上であることが耐熱性、生産性の点から好ましい。
【0015】
これらのジカルボン酸成分、グリコール成分は2種以上を併用してもよい。
【0016】
成形性、寸法安定性の観点から、ポリエステルを主成分とする基材フィルムを構成するポリエステルのジカルボン酸成分のうちテレフタル酸が95モル%以上、グリコール成分のうち、エチレングリコールが65〜95モル%、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールのいずれか1つ以上のグリコール成分が5〜35モル%とすることが好ましい。より好ましくは、エチレングリコールが75〜95モル%、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールのいずれか1つ以上のグリコール成分が5〜25モル%、さらに好ましくは、エチレングリコールが80〜95モル%、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールのいずれか1つ以上のグリコール成分が5〜20モル%である。ポリエステルを主成分とするとは、基材フィルムの成分のうち、50質量%以上がポリエステルであることを示す。
【0017】
本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムは、深い形状への成形性、高度な寸法安定性、表面光沢を両立させるために、B層/A層/B層の3層構成であることが好ましい。3層構成で表層と中心層とを異なる組成とすることで、相反する要求を満足することができる。
また、A層を構成するポリエステルのジカルボン酸成分のうち95モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち、80〜95モル%がエチレングリコール、5〜20モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールであり、B層を構成するポリエステルのジカルボン酸成分のうち95モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち、90モル%以上がエチレングリコール、0〜10モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2―ジメチル−1,3−プロパンジオールであることが好ましい。
【0018】
A層を構成するポリエステルのジカルボン酸成分は、テレフタル酸が98モル%以上であることがより好ましく、さらに好ましくは99モル%以上である。A層を構成するポリエステルのグリコール成分は、エチレングリコールが83〜93モル%であることがより好ましく、さらに好ましくは85〜90モル%であり、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールは7〜17モル%がより好ましく、さらに好ましくは10〜15モル%である。
【0019】
B層を構成するポリエステルのジカルボン酸成分は、テレフタル酸が98モル%以上であることがより好ましく、さらに好ましくは99モル%以上である。B層を構成するポリエステルのグリコール成分は、エチレングリコールが93〜99モル%であることがより好ましく、さらに好ましくは95〜99モル%であり、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2―ジメチル−1,3−プロパンジオールは1〜7モル%がより好ましく、さらに好ましくは1〜5モル%である。
【0020】
A層とB層の層間密着性を考慮すると、A層を構成するポリエステルのジカルボン酸成分のうち99モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち、85〜90モル%がエチレングリコール、10〜15モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールであり、B層を構成するポリエステルのジカルボン酸成分のうち99モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち、95〜99モル%がエチレングリコール、1〜5モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2―ジメチル−1,3−プロパンジオールであることが最も好ましい。
【0021】
A層のグリコール成分のうち、エチレングリコールのモル比率を80モル%以上とすることで、寸法安定性が向上し、加工時の伸びによるしわを抑制でき、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールを5モル%以上とすることで成形性が向上できるため好ましい。B層のグリコール成分のうち、エチレングリコールを90モル%以上とすることで、良好な耐薬品性や耐熱性が得られ、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールを10モル%以下とすることで表面を平滑にでき、高光沢が得られるため好ましい。
【0022】
A層とB層の積層厚み比としては、(B層の厚み)/(A層の厚み)/(B層の厚み)が1/10/1〜1/4/1の範囲であることが好ましい。より好ましくは、1/9/1〜1/7/1の範囲である。この範囲内であると、深い形状への成形性と寸法安定性が両立でき、また、積層むらが少なく好ましい。上記の積層厚み比は、A層を構成するポリエステルAと、B層を構成するポリエステルBを押出すときの吐出量を調整することにより達成することができる。吐出量は押出機のスクリューの回転数、ギヤポンプを使用する場合はギヤポンプの回転数、押出温度、ポリエステル原料の粘度などにより適宜調整できる。
【0023】
フィルムの積層厚み比は、フィルムの断面を走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、光学顕微鏡などで500倍以上10000倍以下の倍率で観察することによって、積層各層の厚みを測定し、積層厚み比を求めることができる。
【0024】
また、本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムに使用されるポリエステル中には平均粒子径0.01〜10μmの、重合反応時に添加する触媒の残渣などによって析出するいわゆる内部粒子や、無機粒子および/または有機粒子などの外部粒子の中から任意に選定される粒子を含有させることができる。より好ましくは、0.5〜8μm、さらに好ましくは、1〜5μmである。ここで10μmを超える平均粒子径を有する粒子を使用すると、基材フィルムに欠陥が生じる可能性がある。使用できる粒子としては、例えば湿式および乾式シリカ、コロイダルシリカ、珪酸アルミ、酸化チタン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、マイカ、カオリン、クレー、ヒドロキシアパタイト等の無機粒子およびスチレン、シリコーン、アクリル酸、メタクリル酸、エステル、ジビニルベンゼン等を重合したものを構成成分とする有機粒子等を使用することができる。なかでも、湿式および乾式シリカ、アルミナ等の無機粒子およびスチレン、シリコーン、アクリル酸、メタクリル酸、エステル、ジビニルベンゼン等を重合したものを構成成分とする有機粒子等が好ましく使用される。これらの内部粒子、無機粒子、有機粒子は二種以上を併用してもよい。また、これらのフィルム中における含有量は、基材フィルム全体を100質量%として、合計で0.01〜5質量%の範囲であることが好ましい。より好ましくは0.03〜3質量%である。0.01質量%未満の場合、フィルム巻き取りが難しくなる可能性があり、5質量%を越えると粗大突起による光沢度の低下、透明性および製膜性の悪化などを引き起こす可能性が生じる。また、ここで言う平均粒子径とは、体積平均粒子径のことである。
【0025】
また、B層/A層/B層の3層構成にする場合、平均粒子径0.01〜10μmの粒子をB層のみに添加することは、巻き取り性と経済性の両立の面から好ましい。B層にのみ粒子を添加する場合、粒子濃度はB層全体を100質量%とすると、好ましくは0.01〜5質量%、より好ましくは0.03〜3質量%である。
【0026】
また、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、基材フィルムに使用されるポリエステルには、たとえばトリメリット酸、トリメシン酸、トリメチロールプロパン等の多官能化合物を共重合することもできる。
【0027】
本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムに使用されるポリエステルを製造する際の触媒としては特に限定されないが、アルカリ土類金属化合物、マンガン化合物、コバルト化合物、アルミニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、チタン/ケイ素複合酸化物、ゲルマニウム化合物などが使用できる。中でもチタン化合物、チタン/ケイ素複合酸化物、ゲルマニウム化合物が触媒活性の点から好ましい。
【0028】
例えば触媒としてチタン/ケイ素触媒を添加する場合には、テレフタル酸成分とエチレングリコール成分を反応させ、次にチタン/ケイ素複合酸化物、リン化合物を添加し、引き続き高温、減圧下で一定のジエチレングリコール含有量になるまで重縮合反応させポリエステルを得る方法などが好ましく採用される。
【0029】
また、本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムには熱安定剤としてリン化合物を添加することができ、例えば、リン酸、亜リン酸などが好ましく用いられる。
【0030】
本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムには、核剤、帯電防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、紫外線吸収剤、可塑剤、顔料、染料などの添加剤を本発明の目的を損なわない範囲において添加することができる。これらの添加剤の添加方法は特に限定されず、たとえばポリエステルの溶融重合時、固相重合時、あるいは押出成形時などに添加することができる。
【0031】
本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムは、耐熱性、寸法安定性の観点から二軸配向フィルムとすることが好ましい。二軸配向フィルムは、未延伸フィルムを長手方向に延伸した後、幅方向に延伸する、あるいは、幅方向に延伸した後、長手方向に延伸する逐次二軸延伸方法により、または、フィルムの長手方向、幅方向をほぼ同時に延伸していく同時二軸延伸方法などにより延伸を行うことで得ることができる。
【0032】
次に、本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムの具体的な製造方法について記載する。
【0033】
B層/A層/B層の3層構成にする場合、ポリエステルA層とポリエステルB層それぞれ、使用する樹脂を所定の割合で計量し、混合する前もしくは混合した後に窒素雰囲気もしくは減圧雰囲気で乾燥を行う。乾燥は乾燥後の樹脂中の水分率を50ppm以下(質量基準)とすることが好ましい。そして、混合したポリエステル樹脂を公知の単軸もしくは二軸押出機に供給し溶融押出する。ついで、フィルターやギヤポンプを通じて、異物の除去、押出量の均整化を各々行い、Tダイより冷却ドラム上にシート状に吐出する。その際、高電圧を掛けた電極を使用して静電気で冷却ドラムと樹脂を密着させる静電印加法、キャスティングドラムと押出したポリマーシート間に水膜を設けるキャスト法、キャスティングドラム温度をポリエステル樹脂のガラス転移点〜(ガラス転移点−20℃)にして押出したポリマーを粘着させる方法、もしくは、これらの方法を複数組み合わせた方法により、シート状ポリマーをキャスティングドラムに密着させ、冷却固化し、未延伸フィルムを得る。これらのキャスト法の中でも、ポリエステルを使用する場合は、生産性や平面性の観点から、静電印加する方法が好ましく使用される。
【0034】
本発明の成形同時転写用積層フィルムの基材フィルムは、耐熱性、寸法安定性の観点から二軸配向フィルムとすることが好ましいが、延伸方式としては、同時二軸延伸、逐次二軸延伸のいずれでもよい。これらの方式の中では、フィルムの品質の点で、テンター方式によるものが好ましい。
【0035】
二軸延伸の延伸倍率としては、長手方向、幅方向のそれぞれの方向に、3.0〜4.2倍、好ましくは3.1〜4.0倍、さらに好ましくは3.3〜3.8倍である。この場合、長手方向、幅方向の延伸倍率はどちらを大きくしてもよく、同一としてもよい。
【0036】
また、延伸速度は1,000%/分〜200,000%/分であることが好ましい。より好ましくは、1,500%/分〜50,000%/分、さらに好ましくは2,000%/分〜30,000%/分である。延伸速度が1,000%/分よりも低いと生産性が悪化する場合がある。また、延伸速度が200,000%/分よりも大きいと、配向のコントロールが困難になる場合がある。
【0037】
長手方向に延伸をした後、幅方向に延伸を行う逐次二軸延伸方法の場合は、長手方向と幅方向の延伸倍率を近づけることで、長手方向と幅方向の物性差を小さくすることができる。また、長手方向と幅方向の物性差を小さくするための延伸条件としては例えば、長手方向の延伸倍率を3〜4.2倍とし、幅方向の延伸倍率を3〜4.2倍、好ましくは長手方向の延伸倍率を3.3〜3.8倍、幅方向の延伸倍率を3.3〜3.8倍とし、延伸倍率の差を0.5以下、より好ましくは、0.2以下とすることが好ましい。縦延伸の予熱温度は80〜100℃、さらに好ましくは85〜95℃とすることが好ましい。縦延伸温度は80℃以上110℃以下であれば好ましく、85℃以上100℃以下であればさらに好ましく、85℃以上95℃以下であれば最も好ましい。横延伸の予熱温度は70〜100℃、さらに好ましくは75〜90℃とすることが好ましい。横延伸温度は80℃以上120℃以下であれば好ましく、80℃以上110℃以下であればさらに好ましく、80℃以上95℃以下であれば最も好ましい。
【0038】
未延伸シートを二軸延伸した後に、フィルムの熱処理を行うことが好ましい。この熱処理は、オーブン中、あるいは、加熱されたロール上等、従来公知の任意の方法で行うことができる。熱処理は、フィルム温度120℃以上245℃以下の任意の温度とすることができるが、好ましくは221〜245℃である。さらに好ましくは225℃〜245℃である。また熱処理時間は任意の時間とすることができるが、好ましくは1〜60秒間行うのがよい。より好ましくは1〜30秒間である。なお、かかる熱処理はフィルムをその長手方向および/または幅方向に弛緩させつつ行ってもよい。さらに、再延伸を各方向に対して1回以上行ってもよく、その後、熱処理を行ってもよい。
【0039】
さらに、印刷層や接着剤、蒸着層、ハードコート層、耐候層といった各種加工層との接着力を向上させるため、少なくとも片面にコロナ処理を行ったり、易接着層をコーティングしたりすることもできる。コーティング層をフィルム製造工程内のインラインで設ける方法としては、少なくとも一軸延伸を行ったフィルム上にコーティング層組成物を水に分散させたものをメタリングバーやグラビアロールなどを用いて均一に塗布し、延伸を施しながら塗剤を乾燥させる方法が好ましく、その際、易接着層厚みとしては0.01μm以上1μm以下とすることが好ましい。また、易接着層を設ける場合、易接着層中に各種添加剤、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、顔料、染料、有機または無機粒子、帯電防止剤、核剤などを添加してもよい。易接着層に好ましく用いられる樹脂としては、接着性、取扱い性の点からアクリル樹脂、ポリエステル樹脂およびウレタン樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。易接着層の上に積層される層との相性により、適切なものが選択される。
【0040】
(2)離型層
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、加飾層を積層し、樹脂を射出成形すると同時に加飾層を樹脂に転写させるインモールド成形用に用いることを主な目的としている。本発明の成形同時転写用積層フィルムは少なくとも片面に、離型層を積層してなり、離型層の表面自由エネルギーが36〜42mN/mである。より好ましくは、38〜41mN/mである。本発明者らは、離型層の表面自由エネルギーを36〜42mN/mに制御することで、インモールド成形用途に用いられる成形同時転写用積層フィルムとして非常に有利な特性を満たすことを見出した。離型層の表面自由エネルギーが、36mN/mより小さいと、加飾層が搬送時や保存時に自然剥離してしまう場合がある。また、離型層の表面自由エネルギーが42mN/mより大きいと、剥離性が低下してしまい、転写時にフィルムと加飾層がうまく剥離できない場合がある。
【0041】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、離型層の光沢度が140〜200である。より好ましくは、160〜200である。離型層の光沢度が140より低いと、被転写体の外観の悪化につながる。また、離型層の光沢度を200より大きくすることは、原理的には可能であるが、コストや品質管理の面から困難な場合がある。
【0042】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、離型層の表面自由エネルギーを36〜42mN/Nの範囲に制御し、さらに光沢度140〜200とすることを容易とするために、離型層がメラミン樹脂を主成分とすることが好ましい。メラミン樹脂を主成分とするとは、離型層の樹脂成分のうち、50質量%以上がメラミン樹脂であることを示す。表面自由エネルギー、光沢度制御の観点から、離型層がメラミン樹脂、アクリル樹脂およびアミン系硬化剤からなることが好ましい。メラミン樹脂にアクリル樹脂を加えることで離型層の表面自由エネルギーを高める方向へ調整するとともに、離型層に柔軟性を付与することができる。好ましいメラミン樹脂とアクリル樹脂の質量比率は、メラミン樹脂の質量比を100とすると、メラミン樹脂:アクリル樹脂=100:0〜100:20である。より好ましい範囲としては、メラミン樹脂:アクリル樹脂=100:1〜100:10である。メラミン樹脂に対するアクリル樹脂の比率が20より高いと、寸法安定性、耐熱性が悪化し、離型性の制御が困難になる場合がある。
【0043】
メラミン樹脂としては、メラミンホルムアルデヒド樹脂やメチル化メラミンホルムアルデヒド樹脂、ブチル化メラミンホルムアルデヒド樹脂、エーテル化メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシ変性メラミンホルムアルデヒド樹脂等のメラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素メラミン樹脂、アクリルメラミン樹脂などが挙げられるが、メラミンホルムアルデヒド樹脂が好ましく、適度な離型性を有することからメチル化メラミンホルムアルデヒド樹脂が特に好ましく用いられる。
【0044】
また、離型層がメラミン樹脂、アクリル樹脂およびアミン系硬化剤からなる場合の、アクリル樹脂としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの単独重合体または共重合体、側鎖および/または主鎖末端に硬化性官能基を有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体があげられ、硬化性官能基としては水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基などがあげられる。なかでもアクリルモノマーと側鎖および/または主鎖末端に硬化性官能基を有するアクリル酸エステルが共重合されたアクリルモノマー共重合体が好ましい。
【0045】
また、離型層がメラミン樹脂、アクリル樹脂およびアミン系硬化剤からなる場合の、アミン系硬化剤としては、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族アミンなどが挙げられ、モノアミン、ジアミン、トリアミン、ポリアミンのいずれも用いることができる。
【0046】
メラミン樹脂を主成分とする離型層の形成方法としては、均一形成性の観点から、コーティング法が好ましく用いられる。コーティング方法としては、メラミン樹脂とアクリル樹脂およびアミン系硬化剤からなる塗液を、有機溶剤にて希釈後、撹拌機にて撹拌した塗液をメタリングバーやグラビアロールで均一に塗布したのち、オーブンで乾燥させる方法が好ましい。グラビアコート法等のコーティング方式で塗布する場合、塗工層の流動・平坦化(レベリング) を阻害しない様に塗工することが好ましい。オーブン温度は150〜230℃で1〜60秒間、より好ましくは160〜210℃で10〜40秒間、さらに好ましくは170〜190℃で15〜30秒間である。乾燥温度が150℃より低いと、メラミン樹脂の硬化が十分に進まず、基材フィルムと離型層が密着しない場合がある。また、230℃よりも高い温度だと、フィルムの表面が粗れ、光沢度が低下する場合がある。メラミン樹脂を主成分とする離型層をコートした後、170〜190℃で15秒以上30秒以下乾燥することにより、基材フィルムの歪みが解消され、成形応力と寸法変化率が小さくなると共に、離型層の主成分のメラミン樹脂の架橋が進行し、寸法変化が低下でき、その組み合わせ効果により、寸法安定性が、大幅に向上することができる。
【0047】
本発明の成形同時転写用積層フィルムの離型層の厚みは、深い形状への成形性、寸法安定性、離型性、さらには離型層の塗工適性の観点から、0.1〜2.0μmが好ましく、さらには0.1〜1.0μmが好ましい。離型層が0.1μmよりも薄いと、寸法安定性、離型性が低下する場合がある。また、2.0μmよりも厚くなると、成形性の低下、および乾燥や硬化が不十分となることによる、離型性の低下が発生する場合がある。
【0048】
また、コストパフォーマンスの観点からは、フィルム製造工程内のインラインで少なくとも一軸延伸を行ったフィルム上に離型層組成物を溶媒に分散させたものをメタリングリングバーやグラビアロールなどを用いて均一に塗布し、延伸を施しながら塗剤を乾燥させる方法も好ましく用いられ、その際の離型層の厚みは0.1〜0.5μmが好ましい。より好ましくは0.2〜0.4μmである。離型層が0.1μmよりも薄いと、寸法安定性、離型性が低下する場合がある。また、離型層を0.5μmよりも厚くすると、インラインコートでは塗工性、平面性の制御が困難になる。また、この方法で離型層を積層する場合、乾燥温度はフィルムの熱処理温度と同等となる。
離型層の厚みは、成形同時転写用積層フィルムの断面を走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、光学顕微鏡などで500倍以上10000倍以下の倍率で観察することによって、厚みを測定することができる。
【0049】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、離型層とは反対側の面に帯電防止層を積層してもよい。例えば、カーボンブラック、酸化スズ、酸化スズアンチモンドープ、ポリチオフェンおよびポリアニリンなどの帯電防止剤を用いることができる。透明性を考慮すると、酸化スズ系の帯電防止剤が好ましい。
【0050】
(3)成形同時転写用積層フィルム
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、離型層を設けることで、適度な離型性、高い光沢と耐薬品性を実現している。離型層としてメラミン樹脂を主成分とすることで、さらに、メラミン樹脂にアクリル樹脂を添加することで離型層の柔軟性をコントロールでき、基材フィルムに合わせた適度な成形性を付与することで成形同時転写用に適したフィルムとなる。
【0051】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、深い形状への成形性の観点から、190℃における100%延伸時の長手方向および幅方向の応力(以下、それぞれF100MD、F100TDということがある)がいずれも5〜50MPaである。F100MD値、F100TD値のいずれかが5MPa未満であると、成形時の応力が低すぎるため、寸法安定性が低下し、成形時の予熱工程でフィルムが伸びてしまい、成形ムラが発生する場合がある。また、F100MD値、F100TD値のいずれかが50MPaより大きいと、成形時の応力が高いため、深い形状の成形が困難となってしまう場合がある。寸法安定性、成形性の観点から、より好ましくは、F100MD値、F100TD値がいずれも10〜45MPaであり、10〜35MPaであれば最も好ましい。ここで、F100MD値、F100TD値とは、試験長50mmの矩形型に切り出したフィルムサンプルを190℃に設定した恒温槽中で60秒間の予熱後、300mm/分のひずみ速度で引張試験を長手方向、幅方向にそれぞれ行った際の100%伸長時の応力である。
【0052】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、加飾層の塗工乾燥時の寸法安定性の観点から、5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率がいずれも1〜5%である。より好ましくは1〜4%である。長手方向、幅方向いずれかの寸法変化率が1%よりも小さいと、加飾層の塗工乾燥時にフィルムが収縮してしまい、加飾層にしわが発生しやすくなる。また、長手方向、幅方向いずれかの寸法変化率が5%より大きいと加飾層の塗工乾燥時にフィルムが伸びすぎてしまい、しわが発生してしまう。5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の寸法変化率は、熱機械分析(TMA)装置を使用して測定する。幅4mm、長さ15mmの試料に対して、厚みに応じて印加する荷重が5MPaになるよう調整した条件下で、25℃から5℃/分で昇温し、25℃での寸法に対する100℃の試料の寸法から寸法変化率を求める。
【0053】
本発明における成形同時転写用積層フィルムのF100MD値、F100TD値、および、5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率を上記範囲とする好ましい手段としては、成形同時転写用積層フィルムが基材フィルムと離型層とから構成され、該基材フィルムとしては、上記「(1)ポリエステルを主成分とする基材フィルム」に記載のような特徴を持った二軸配向ポリエステルフィルムを用いること、さらに、同時に「(2)離型層」に記載のような特徴を持った離型層を「(2)離型層」に記載の塗布・乾燥条件で用いることが挙げられる。
【0054】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、190℃における100%延伸時の長手方向と幅方向の応力差の絶対値(|F100MD値−F100TD値|)が、20MPa以下であることが好ましい。|F100MD値−F100TD値|が20MPaより大きいと、応力が高い方向の影響で成形性や成形後の寸法安定性が低下してしまう場合がある。より好ましくは、|F100MD値−F100TD値|が10MPa以下であり、5MPa以下であれば最も好ましい。
【0055】
190℃における|F100MD値−F100TD値|を20MPa以下とする方法としては、「(1)ポリエステルを主成分とする基材フィルム」に記載の長手方向と幅方向の物性差を小さくする方法が好ましく用いられる。
【0056】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、25℃から150℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率が0〜2.0%であることが好ましい。寸法変化率が0%より小さいと、加飾層を積層した後の乾燥工程において、フィルムが収縮することにより加飾層の寸法ズレが発生することがある。また、寸法変化率が2.0%より大きいと、加飾層を積層した後の乾燥工程において、フィルムが伸長してしまい、塗布ムラや印刷ズレの原因となることがある。
【0057】
25℃から150℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率(後述の寸法変化率2)を上記範囲とする好ましい手段としては、「(2)離型層」に記載の条件で離型層を塗布・乾燥するのが好ましい。
【0058】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、成形後の外観の観点から厚みムラが10%以下であることが好ましい。厚みムラが10%より大きいと、成形転写後の成形体の外観が低下してしまう場合がある。経済性、成形後の外観の観点から、厚みムラは8%以下であればさらに好ましく、5%以下であれば最も好ましい。本発明の成形同時転写用積層フィルムの厚みムラを10%以下とする方法は特に限定されないが、例えば、キャスト位置を前方キャストにする方法、口金のリップ間隙を狭くする方法、キャストドラムやロールの真円度(JIS B 0621−1984)を一定値以下にする方法、延伸温度ムラを低減するためにラジエーションヒーターを使用する方法などが挙げられる。
【0059】
例えば、前方キャストを行う場合、フィルムとキャストドラムの接点において、フィルムとキャストドラムの接線に挟まれた角度が30°以下になるのが好ましい。より好ましくは、15°以下である。フィルムと接線の角度が30°より大きいと、フィルムとキャストドラムの密着が悪くなり、厚みムラの原因となる場合がある。
また、用いるロールの真円度を一定値以下にする場合、真円度はロール半径の1%以下であることが好ましい。より好ましくは0.5%以下である。工程の前方にあるロールほど高い精度が求められる。特に、キャストドラムの場合は、0.1%以下が好ましい。キャストドラムやロールの真円度は断面における最大半径と最小半径の差で表される。真円度がロール半径の1%より大きいと、ロールのムラがフィルムに転写したり、該当ロールにおけるフィルムの送り速度にムラができたりする場合があり、それが厚みムラの原因となる。
【0060】
ラジエーションヒーターを使用する場合、縦延伸において使用されるのが好ましい。好ましい出力は3〜30kW、より好ましくは、5〜20kWである。出力が不十分だと熱量が不足し、出力が過剰だと厚みムラの原因になる場合がある。
【0061】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、高温での成形応力が低いため深い形状の成形同時転写が可能であり、加工温度領域での寸法変化率が小さいため、コーティングや印刷などの加工に適している。また、離型層が適度な離型性と高い表面光沢を具備しており、加飾層を積層したのち、例えば、建材、自動車部品や携帯電話、電機製品などの成形部材の成形同時転写法による加飾に好適に用いることができる。本発明の成形同時転写用積層フィルムの厚みは、成形性、加工適性、意匠性の点で、10〜300μmであることが好ましく、さらに好ましくは15〜200μmであり、特に好ましくは20〜100μmである。
【0062】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、その離型層側の面と、その離型層と反対側の面との間の動摩擦係数および静止摩擦係数がいずれも0.5以下であることが好ましい。より好ましくは、0.4以下である。動摩擦係数および静止摩擦係数が上記の範囲となることで、フィルムの取扱性が良好となるため好ましい。動摩擦係数もしくは静止摩擦係数が0.5より大きい場合、取扱性が悪化する場合がある。
【0063】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、その離型層側の面の表面粗さSRaが10〜30nm、SRzが450〜1200nmであることが好ましい。表面粗さを上記の範囲とするためには、基材フィルムや、離型層に「(1)ポリエステルを主成分とする基材フィルム」に記載されている粒子を添加する方法が好ましく用いられる。粒子の脱落を抑制する観点から、粒子は基材フィルムに添加されることがより好ましい。基材フィルムに粒子を添加する場合、基材フィルムの離型層側の最表層に平均粒子径1〜5μmの粒子を0.01〜0.1質量%添加することが好ましい。例えば、基材フィルムがB層/A層/B層の3層構成である場合、B層に粒子を添加することが好ましい。平均粒子径が1μmより小さい場合、0.01質量%より少ない場合は、離型層面の表面粗さが十分に粗くならない場合がある。また、平均粒子径が5μmより大きい場合、0.1質量%より多い場合は、離型層や加飾層の厚みによっては粒子が欠点の原因となる場合がある。
【実施例】
【0064】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。なお諸特性は以下の方法により測定、評価した。
【0065】
1.190℃における100%伸長時の長手方向および幅方向の応力(F100MD値、F100TD値)、応力差の絶対値
引張試験機(オリエンテック社製テンシロンUCT−100)を用いて、長手方向および幅方向に切り出した幅10mmのサンプルフィルムをチャック間長さ50mm(初期試料長)となるようにセットし、温度190℃、湿度65%RHの条件に設定した恒温層中で60秒間の予熱後、引張速度300mm/分で引張試験を行い、100%伸張時の応力をそれぞれF100MD値、F100TD値とした。長手方向と幅方向の応力差の絶対値を|F100MD値−F100TD値|とした。測定数(以下、Nとする)は、長手方向、幅方向にそれぞれN=5で行った。
【0066】
2.寸法変化率
フィルムを長手方向および幅方向に長さ50mm×幅4mmの矩形に切り出しサンプルとした。熱機械分析装置(セイコ−インスツルメンツ製、TMA EXSTAR6000)を使用して、下記の条件下で保持した際のフィルム長の寸法変化率をN=2で求めた。
【0067】
(1)5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の寸法変化率(寸法変化率1)
試長:15mm
荷重:1000mN(フィルム厚み50μmの場合)
温度:25℃〜150℃(5℃/分)
寸法変化率(%)=[{100℃でのフィルム長(mm)−25℃でのフィルム長(mm)}/25℃でのフィルム長(mm)]×100
(2)25℃から150℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率(寸法変化率2)
試長:15mm
荷重:19.6mN
温度:25℃〜200℃(5℃/分)
寸法変化率(%)=[{150℃でのフィルム長(mm)−25℃でのフィルム長(mm)}/25℃でのフィルム長(mm)]×100。
【0068】
3.表面自由エネルギー
測定液としては、水、エチレングリコール、ホルムアミドおよびジヨードメタンの4種類を使用し、接触角計(協和界面科学(株)製CA−D型)を用いて各液体のフィルム表面に対する静的接触角を求めた。それぞれの液体について5回測定し、その平均接触角(θ)と測定液(j)の表面張力の各成分を下式にそれぞれ代入し、4つの式からなる連立方程式をγ、γ、γについて解いた。
【0069】
(γγj1/2+2(γγj1/2+2(γjγ1/2
=(1+cosθ)[γj+2(γjγj1/2]/2
ただし、γ=γ+2(γγ1/2
γj=γj+2(γjγj1/2
ここで、γ、γ、γ、γは、それぞれフィルム表面の表面自由エネルギー、長距離間力項、ルイス酸パラメーター、ルイス塩基パラメーターを、また、γj、γj、γj、γjは、それぞれ用いた測定液の表面自由エネルギー、長距離間力項、ルイス酸パラメーター、ルイス塩基パラメーターを示す。また、ここで用いた各液体の表面張力は、Oss("fundamentals of Adhesion", L. H. Lee (Ed.), p153, Plenum ess, New York (1991).)によって提案された値を使用した。
【0070】
4.光沢度
JIS−Z−8741(1997年)に規定された方法に従って、スガ試験機製デジタル変角光沢度計UGV−5Dを用いて、離型層の表面について60°鏡面光沢度をN=3で測定した。
【0071】
5.厚みムラ
フィルムを10cm×10cmに切り出し、長手方向に5点、幅方向に5点、のべ10点の厚みを測定し、その平均値、最大値、最小値から厚みムラを求めた。
【0072】
6.動摩擦係数、静止摩擦係数
ASTM D1894B(1963)に従い、スリップテスターを用いて、動摩擦係数および静止摩擦係数を測定した。
【0073】
7.表面粗さSRa、SRz
三次元微細表面形状測定器(小坂製作所製ET−350K)を用いて測定し、得られたる表面のプロファイル曲線より、JIS B 0601(1994)に準じ、算術平均粗さSRa値、十点平均面粗さSRz値を求めた。測定条件は下記のとおり。
X方向測定長さ:0.5mm、X方向送り速度:0.1mm/秒。
Y方向送りピッチ:5μm、Y方向ライン数:40本。
カットオフ:0.25mm。
触針圧:0.02mN。
【0074】
8.フィルム中の含有粒子濃度
ポリエステルフィルム10gをオルトクロロフェノール100g中に溶解させ、粒子をポリエステルから遠心分離することによってフィルム中に粒子を含有しているか評価することができる。また、粒子濃度は下記より求められる。
粒子濃度)=(粒子の質量)/(フィルム全体の質量)×100
なお、本発明のフィルムについては、重合時に粒子を添加して作製した粒子マスター中の粒子濃度と、フィルム中のその粒子マスター濃度から計算により算出した。
9.折れジワ試験
フィルムを長手方向および幅方向にそれぞれ12cm×10cmに切り出し、はさみしろ1cmで両端を幅10cm以上のクリップではさんだ。次いで、200gの錘をつけて吊るし、100℃で30分間加熱した。加熱後のフィルムの様子を観察した。
◎:折れジワなし。
○:折れジワがわずかに入る。
×:フィルムが縮み、折れジワが入る。
××:フィルムが伸び、折れジワが入る。
○以上を合格とした。
10.成形戻り試験
サンプルを長手方向および幅方向に切り出した幅10mmのサンプルフィルムをチャック間長さ50mm(初期試料長)となるようにセットし、温度150℃、湿度65%RHの条件に設定した恒温層中で60秒間の予熱後、引張速度20mm/分で15mm伸長し、保持したまま室温に戻した。次いで恒温槽内に吊るし、25℃で24時間保持し、伸長サンプルとした。伸長サンプルを、(1)50℃、湿度95%で24時間、(2)−30℃で8時間、(3)80℃で16時間保持し、(1)〜(3)を3回繰り返し、さらに25℃で24時間保持し、成形戻りサンプルとした。測定数はN=3で行った。収縮率は以下の式で求めた。
収縮率(%)=[{(伸長サンプル長)−(成形戻りサンプル長)}/{(伸長サンプル長)−(初期長:50mm)}]×100
◎:収縮率が、長手方向および幅方向ともに0%以上5%以下。
○:収縮率が、長手方向が5%超10%以下かつ幅方向が0%以上10%以下、または、長手方向が0%以上5%以下かつ幅方向が5%超10%以下。
△:収縮率が、長手方向が10%超15%以下かつ幅方向が0%以上15%以下、または、長手方向が0%以上10%以下かつ幅方向が10%超15%以下。
×:上記以外。
△以上を合格とした。
【0075】
11.成形性、離型性、被転写体外観
離型層に、順にトップコート層、インキ層、接着層を手塗りでコーティングし、転写箔を作成した。トップコート層として、紫外線硬化型アクリル系樹脂(BASFジャパン(株)製“LAROMER”LR8983)(厚み60μm)、インキ層として、ポリウレタン系樹脂グラビアインキ(大日精化工業(株)製“ハイラミック”、主要溶剤:トルエン/メチルエチルケトン/イソプロピルアルコール、インキ:723B黄/701R白)(厚み70μm)を形成し、さらに、接着層として、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)共重合樹脂フィルム(オカモト(株)製ABSフィルム“ハイフレックス”、厚み100μm)を塗布した。インキ層を硬化させるために40℃で72時間エージングを行った。次に、直径50mm、絞り比(深さ/底面直径)が0.2の円筒型の金型にセットして120℃で減圧成形を行い、ABS樹脂(東レ(株)製、ABS樹脂“トヨラック”930)を用い、射出成形して、円筒型成形物を作成した。
(1)成形性
◎:円筒型成形物底側のコーナーがシャープに成形されている。
○:円筒型成形物底側のコーナーが丸みを帯びているが、成形されている。
△:成形されているが、白化している部分がある。
×:成形できていない。
△以上を合格とした。
(2)離型性
さらに、転写箔を貼り付けたままトップコート層を紫外線硬化させるため波長365nmの紫外線を2000mJ/cm照射した後、外表面の成形転写用積層フィルムを剥離し、外表面からインキ層が見えるABS樹脂製箱型成形物を作成した。
◎:問題なく剥離できた。
○:やや抵抗はあったが、剥離できた。
×:紫外線硬化前に剥がれてしまった。
××:剥がれなかった。
○以上を合格とした。
(3)被転写体外観
ABS樹脂製円筒型成形物に蛍光灯の光を当てて観察した。
◎:光沢感に優れ、表面は平滑である。
○:光沢感はあるが、表面にうねりが見える。
△:光沢感にムラがある。
×;光沢感がない。
△以上を合格とした。
【0076】
(ポリエステルチップα)
テレフタル酸ジメチル100質量部、およびエチレングリコール70質量部の混合物に、0.09質量部の酢酸マグネシウムと0.03質量部の三酸化アンチモンとを添加して、徐々に昇温し、最終的には220℃でメタノールを留出させながらエステル交換反応を行った。ついで、該エステル交換反応生成物に、0.020質量部のリン酸85質量%水溶液を添加した後、重縮合反応釜に移行した。重合釜内で加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して1hPaの減圧下、290℃で重縮合反応を行い、固有粘度0.65,副生したジエチレングリコール成分が、樹脂中のグリコール成分に対して、2モル%共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂を得た。
【0077】
(ポリエステルチップβ)
1,4−シクロヘキサンジメタノール成分が、ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分に対して、33モル%共重合された共重合ポリエステルを使用した。
【0078】
(ポリエステルチップγ)
2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール成分が、ポリエチレンテレフタレートのグリコール成分に対して、33モル%共重合された共重合ポリエステルを使用した。
【0079】
(ポリエステルチップδ)
ポリブチレンテレフタレート樹脂(東レ(株)製“トレコン”、1100S)チップを使用した。
【0080】
(粒子マスターM)
上記ポリエステルチップαを製造する際、エステル交換反応後に平均粒子径2.2μmの凝集シリカ粒子のエチレングリコールスラリーを添加してから重縮合反応を行い、ポリマー中の粒子濃度2質量%の粒子マスターを作製した。
【0081】
(粒子マスターN)
上記ポリエステルチップαを製造する際、エステル交換反応後に平均粒子径0.5μmの凝集シリカ粒子のエチレングリコールスラリーを添加してから重縮合反応を行い、ポリマー中の粒子濃度2質量%の粒子マスターを作製した。
(離型層I形成用溶液)
メチル化メラミン:パラトルエンスルホン酸アミン:アクリルモノマー共重合体=20:0.4:1の質量比で調製し、トルエンで希釈した。
【0082】
(離型層II形成用溶液)
メチル化メラミン:パラトルエンスルホン酸アミン:アクリルモノマー共重合体=20:0.4:3の質量比で調製し、トルエンで希釈した。
【0083】
(離型層III形成用溶液)
メチル化メラミン:パラトルエンスルホン酸アミン=20:0.4の質量比で調製し、トルエンで希釈した。
【0084】
(離型層IV形成用溶液)
ブチル化メラミン:パラトルエンスルホン酸アミン:アクリルモノマー共重合体=20:0.2:4の質量比で調製し、トルエンで希釈した。
【0085】
(離型層V形成用溶液)
アルケニル基含有オルガノポリシロキサン/ハイドロジェンポリシロキサンの付加反応型シリコーンディスパージョン:触媒=100:1の質量比で調製し、トルエンで希釈した。
【0086】
(実施例1)
基材フィルムはA層のみの構成とした。
ポリエステルチップα、ポリエステルチップβと粒子マスターMを真空乾燥機にてそれぞれ180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターM=74:25:1の質量比でブレンドしてそ単軸押出機に供給し、275℃で溶融し、別々の経路でフィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイより25℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を90℃、延伸温度を95℃で長手方向に3.3倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、水分散アクリル樹脂を主成分とする易接着層をメタリングバーにより塗布した。
【0087】
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度90℃で幅方向に3.5倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度230℃で5秒間の熱処理を行い、基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0088】
(実施例2)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
ポリエステルチップα、ポリエステルチップβと粒子マスターMを真空乾燥機にてそれぞれ180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=60:40の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターM=89:10:1の質量比でブレンドしてそれぞれ別の単軸押出機に供給し、275℃で溶融し、別々の経路でフィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイの上部に設置したフィードブロック内にてB層/A層/B層の厚み比が1/8/1になるように積層した後、Tダイより25℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。
以降は実施例1と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。
【0089】
(実施例3)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=75:25の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターM=89:10:1の質量比でブレンドした以外は、実施例2と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。
【0090】
(実施例4)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=45:55の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターM=84:15:1の質量比でブレンドした以外は、実施例2と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。
【0091】
(実施例5)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
ポリエステルチップα、ポリエステルチップβを真空乾燥機にてそれぞれ180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=60:40の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=95:5の質量比でブレンドしてそれぞれ別の単軸押出機に供給し、275℃で溶融し、別々の経路でフィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイの上部に設置したフィードブロック内にてB層/A層/B層の厚み比が1/8/1になるように積層した後、Tダイより25℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を90℃、延伸温度を95℃で長手方向に3.3倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、水分散アクリル樹脂を主成分とする易接着層をメタリングバーにより塗布した。
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度90℃で幅方向に3.5倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度230℃で5秒間の熱処理を行い、基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムはすべり性が悪く、巻き取ることが困難であったため、カットシートとして採取した。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをメタリングバーで手塗り塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0092】
(実施例6)
実施例2と同様にして基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層IIをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0093】
(実施例7)
実施例2と同様にして基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層IIIをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0094】
(実施例8)
実施例2と同様にして基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層IVをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0095】
(実施例9)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップγ=45:55の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップγ:粒子マスターM=84:15:1の質量比でブレンドした以外は、実施例2と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。
【0096】
(実施例10)
実施例2と同様にして未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を85℃、延伸温度を95℃で長手方向に3.2倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、水分散アクリル樹脂を主成分とする易接着層をメタリングバーにより塗布した。
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度70℃、延伸温度75℃で幅方向に3.6倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度240℃で5秒間の熱処理を行い、基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0097】
(実施例11)
実施例2と同様にして未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を95℃、延伸温度を105℃で長手方向に3.3倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、水分散アクリル樹脂を主成分とする易接着層をメタリングバーにより塗布した。
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度90℃、延伸温度100℃で幅方向に3.5倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度230℃で5秒間の熱処理を行い、基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0098】
(実施例12)
実施例2と同様に基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で5秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0099】
(実施例13)
実施例2と同様に基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で40秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0100】
(実施例14)
実施例2と同様にして未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を90℃、延伸温度を95℃で長手方向に3.1倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、水分散アクリル樹脂を主成分とする易接着層をメタリングバーにより塗布した。
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度90℃で幅方向に3.4倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度230℃で5秒間の熱処理を行い、基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、成形転写用積層フィルムを得た。
【0101】
(実施例15)
実施例2と同様にして未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を90℃、延伸温度を95℃で長手方向に3.3倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、離型層Iをメタリングバーにより塗布した。
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度90℃で幅方向に3.5倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度230℃で5秒間の熱処理を行い、成形転写用積層フィルムを得た。
【0102】
(実施例16)
実施例15で得られた成形転写用積層フィルムをオーブンにて180℃で20秒間アニール処理し、実施例16の成形転写用積層フィルムとした。
【0103】
(実施例17)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
ポリエステルチップα、ポリエステルチップβ、ポリエステルチップδと粒子マスターMを真空乾燥機にてそれぞれ180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:ポリエステルチップδ=50:40:10の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターM=89:10:1の質量比でブレンドしてそれぞれ別の単軸押出機に供給し、275℃で溶融し、別々の経路でフィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイの上部に設置したフィードブロック内にてB層/A層/B層の厚み比が1/8/1になるように積層した後、Tダイより25℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。
以降は実施例1と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。
【0104】
(実施例18)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
ポリエステルチップα、ポリエステルチップβと粒子マスターNを真空乾燥機にてそれぞれ180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=60:40の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターN=89:10:1の質量比でブレンドしてそれぞれ別の単軸押出機に供給し、275℃で溶融し、別々の経路でフィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイの上部に設置したフィードブロック内にてB層/A層/B層の厚み比が1/8/1になるように積層した後、Tダイより25℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。
以降は実施例1と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。成形転写用としては問題なかったが、取扱性が低かった。
【0105】
(実施例19)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
ポリエステルチップα、ポリエステルチップβと粒子マスターMを真空乾燥機にてそれぞれ180℃4時間乾燥し、水分を十分に除去した後、A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ=60:40の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップβ:粒子マスターM=87:10:3の質量比でブレンドしてそれぞれ別の単軸押出機に供給し、275℃で溶融し、別々の経路でフィルター、ギヤポンプを通し、異物の除去、押出量の均整化を行った後、Tダイの上部に設置したフィードブロック内にてB層/A層/B層の厚み比が1/8/1になるように積層した後、Tダイより25℃に温度制御した冷却ドラム上にシート状に吐出した。その際、直径0.1mmのワイヤー状電極を使用して静電印加し、冷却ドラムに密着させ未延伸フィルムを得た。
以降は実施例1と同様にして成形転写用積層フィルムを得た。
【0106】
(比較例1)
実施例1と同様に基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、トルエンのみをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、比較用のフィルムを得た。
このフィルムは離型層がないため、成形転写時の剥離ができなかった。
【0107】
(比較例2)
実施例1と同様に基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Vをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて180℃で20秒間乾燥し、比較用のフィルムを得た。
このフィルムは離型層とハードコート層の密着力が弱く、成形後、紫外線照射前に剥離してしまった。
【0108】
(比較例3)
基材フィルムはB層/A層/B層の3層積層フィルムとした。
A層はポリエステルチップα:ポリエステルチップγ=35:65の質量比になるように、B層はポリエステルチップα:ポリエステルチップγ:粒子マスターM=64:35:1の質量比でブレンドした以外は、実施例2と同様にして比較用のフィルムを得た。
このフィルムは軟らかく、熱をかけるとシワが入りやすく、光沢もなかった。
【0109】
(比較例4)
基材フィルムはA層のみの構成とした。
A層はポリエステルチップα:粒子マスターM=99:1の質量比でブレンドした以外は、実施例1と同様にして比較用のフィルムを得た。
このフィルムは硬く、成形することができなかった。
【0110】
(比較例5)
実施例1と同様に基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて140℃で20秒間乾燥し、比較用のフィルムを得た。
このフィルムは残留応力が高く、収縮しやすかった。
【0111】
(比較例6)
実施例1と同様にして未延伸フィルムを得た。
次いで、長手方向への延伸前に加熱ロールにてフィルム温度を上昇させ、予熱温度を90℃、延伸温度を95℃で長手方向に3.0倍延伸し、すぐに40℃に温度制御した金属ロールで冷却した。
その後、コロナ放電処理を施し、水分散アクリル樹脂を主成分とする易接着層をメタリングバーにより塗布した。
次いでテンター式横延伸機にて予熱温度80℃、延伸温度90℃で幅方向に3.8倍延伸し、そのままテンター内にて幅方向に4%のリラックスを掛けながら温度215℃で5秒間の熱処理を行い、基材フィルムとしてフィルム厚み50μmの二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
この基材フィルムの易接着層面に対して、離型層Iをグラビアコート法にて塗布し、オーブンにて160℃で20秒間乾燥し、比較用のフィルムを得た。
このフィルムは長手方向と幅方向で伸長時の応力の差が大きく、物性のバラつきが大きかった。
【0112】
【表1−1】

【0113】
【表1−2】

【0114】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0115】
本発明の成形同時転写用積層フィルムは、高温での成形応力が低いため深い形状の成形同時転写が可能であり、加工温度領域での寸法変化率が小さいため、コーティングや印刷などの加工に適している。また、離型層が適度な離型性と高い表面光沢を具備しており、加飾層を積層したのち、例えば、建材、自動車部品や携帯電話、電機製品などの成形部材の成形同時転写法による加飾に好適に用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエステルを主成分とする基材フィルムの少なくとも片面に、離型層を積層してなる積層フィルムであって、190℃における100%延伸時の長手方向および幅方向の応力がいずれも5〜50MPaであり、該フィルムに5MPaの荷重を印加しながら25℃から100℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率がいずれも1〜5%であり、離型層の表面自由エネルギーが36〜42mN/m、光沢度が140〜200である成形同時転写用積層フィルム。
【請求項2】
離型層の主成分がメラミン樹脂である請求項1に記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項3】
基材フィルムのポリエステルのジカルボン酸成分のうちテレフタル酸が95モル%以上、グリコール成分のうちエチレングリコールが65〜95モル%、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールのいずれか1つ以上のグリコール成分が5〜35モル%である請求項1または2に記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項4】
基材フィルムがB層/A層/B層の3層構成である請求項1〜3のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項5】
A層のポリエステルのジカルボン酸成分のうち95モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち80〜95モル%がエチレングリコール、5〜20モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールであり、B層のポリエステルのジカルボン酸成分のうち95モル%以上がテレフタル酸、グリコール成分のうち90モル%以上がエチレングリコール、0〜10モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび/または2,2―ジメチル−1,3−プロパンジオールである請求項4に記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項6】
190℃における100%延伸時の長手方向と幅方向の応力差の絶対値が、20MPa以下である請求項1〜5のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項7】
離型層の厚みが0.1〜0.5μmである請求項1〜6のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項8】
厚みムラが10%以下である請求項1〜7のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項9】
25℃から150℃まで5℃/分で昇温した際の長手方向および幅方向の寸法変化率がいずれも0〜2%である請求項1〜8のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項10】
成形同時転写用積層フィルムの離型層側の面と、その反対側の表面との間の動摩擦係数および静止摩擦係数がいずれも0.5以下である請求項1〜9のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項11】
成形同時転写用積層フィルムの離型層側の面の表面粗さSRaが10〜30nm、SRzが450〜1200nmである請求項1〜10のいずれかに記載の成形同時転写用積層フィルム。
【請求項12】
基材フィルムの離型層側の最表層に平均粒子径1〜5μmの粒子を0.01〜0.1質量%含有してなる請求項4または5に記載の成形同時転写用積層フィルム。

【公開番号】特開2012−224082(P2012−224082A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−87145(P2012−87145)
【出願日】平成24年4月6日(2012.4.6)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】