JP2007190914A - 複合シート - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は複合シートに関する。
【解決手段】 この複合シートには重合体のベース・シートおよび重合体のワニス層を含んで成り、該ワニス層は
− 鉛筆の硬さで表される耐摩耗性が少なくとも4Hであり、
− 該複合シートをぴったりと隣接させた厚さ100μmの2枚の金属片の縁の周りで曲げた場合、ワニス層が破断しないか或いはベース・シートからから層剥離を起こさないような可撓性をもち;また
該ワニス層は
− 該ワニス層を生じる組成物を5μmの厚さでスライドに被覆しワニス層を硬化させて決定される透過率が、被覆しないスライドの透過率と比較して波長400nm、600nmおよび800nmにおいて少なくとも85%であり、
− 曇りの測定により決定された濁度が5%以下である、
という光学的特性をもっていることを特徴とする複合シートである。
【選択図】 図1
【解決手段】 この複合シートには重合体のベース・シートおよび重合体のワニス層を含んで成り、該ワニス層は
− 鉛筆の硬さで表される耐摩耗性が少なくとも4Hであり、
− 該複合シートをぴったりと隣接させた厚さ100μmの2枚の金属片の縁の周りで曲げた場合、ワニス層が破断しないか或いはベース・シートからから層剥離を起こさないような可撓性をもち;また
該ワニス層は
− 該ワニス層を生じる組成物を5μmの厚さでスライドに被覆しワニス層を硬化させて決定される透過率が、被覆しないスライドの透過率と比較して波長400nm、600nmおよび800nmにおいて少なくとも85%であり、
− 曇りの測定により決定された濁度が5%以下である、
という光学的特性をもっていることを特徴とする複合シートである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ベース・シートおよびワニス層を含んで成る複合シート、およびこの種の複合シートの製造法、並びにその使用に関する。
プラスティックスは種々の用途に対し久しい以前から確立された材料であり、現在例えば構成要素、ライニング要素、またグレイジング(glazing)システムのような非常に広範な形で使用されている。多くの分野においてプラスティックスはこれらの用途における金属、木材、セラミックスまたは珪酸塩ガラスのような従来の材料の代わりに用いられるようになった。また或る種の用途はプラスティックスなしでは全く実現することはできない。疑いもなくプラスティックスの成功の物語りはその一部を極めて簡単な加工方法に基礎を置いている。フィルム、シート、およびプロフィール(profiles、輪郭をもった素材)は例えば押し出しのような連続操作で有利に製造することができる。もっと複雑な幾何学的形状をもった要素は例えば射出成形法によって実現できる。成形法は比較的低温で行うことができる。他の利点は従来の原料に比べて重さが減少していることである。しかしこれらの利点にも拘わらず、プラスティックスの特殊な用途にはその種類に依存しなお改良すべき点が潜んでいる。一般的に言えば、プラスティックスを用いた場合、老化安定性、もっと一般的には外部の影響に対する抵抗性は、多くの従来の材料の性質と同様ではない。老化特性に関しプラスティックスをベースにした改善された材料を得る試みには、添加剤、例えば老化防止剤、酸化防止剤、および紫外線保護剤を使用する方法が含まれる。プラスティックスをベースにした材料を最適化してこれをもっと多くの種類の用途にも使用できるようにする方法は、製品の素材の表面を保護用のワニスで被覆する方法である。この種の方法は、異なった種類の外部の影響、即ち摩耗または引掻きによる表面の機械的応力に対して、素材製品がもっと丈夫でなければならない場合に特に適している。
プラスティックスの基質にこのような機械的応力に対する抵抗性をもたせるために、或る一定範囲の供給業者から多くのワニス系を入手することができる。入手できるワニス組成物の大部分は熱的に硬化させ得る系である。従って複雑な設計をもった三次元の構造物の上でも被膜を完全に硬化させることができる。しかしこのような硬化の過程において、硬化温度はプラスティックス基質の温度安定性の上限を越えてはならないが、プラスティックスの種類および硬化機構に依存してこのことは必ずしも可能ではない。
従ってこの問題を回避するために、照射により、特に紫外線または電子ビームを照射することによって硬化させ得るワニス組成物が開発された。ポリカーボネートの基質に対する応用の一例は特許文献1に記載されている。この種の硬化操作は一般に比較的低温で進行するので、プラスティックスの基質に対する熱的な負荷は熱硬化性ワニス系を使用する場合に比べて実質的に低い。照射線で硬化させるワニスおよびそれを使用する種々の可能性に対する概説は、例えば非特許文献1〜4に記載された研究総説で得ることができる。
上記に例示した成形製品に加えて、プラスティックスは他の形の設計製品、例えば包装の分野において、或いは装飾的な理由または保護用の理由のいずれかで被覆表面をつくるのに使用されるシートとして、或いは自己接着性の製品に対する基質材料として広範な用途が見出されている。これらの例においては、同様に外界の環境に露出された側、即ち例えば摩耗または引掻きのような機械的負荷に対するような特に程度の大きな外界の影響に露出されたシートの部分の抵抗性を最適化することが要望されている。この場合も保護用のワニスを使用することが適切である。
特許文献2には、シートの表面の耐摩耗性を増加させるために、ポリエステルフィルムのようなシートの基質の上に1〜2.5μmの厚さで被覆する、照射線で硬化し得る透明なワニスが記載されている。この場合に使用される組成物は種々の程度に官能化されたアクリレートをベースにしている。特許文献3には、種々の官能性をもつアクリレートの混合物をベースにした組成物であって、同様に照射線で硬化させることができ、特にプラスティックスシートの耐摩耗性を改善するのに役立つ組成物が記載されている。従ってプラスティックスシートの表面を処理するための照射線で硬化し得る樹脂組成物は公知である。
さらに文献には、耐摩耗性を改善するためにワニス樹脂調合物(formulations)の中に無機性の粒子、特に無機性のナノスケールの粒子を使用することが記載されている。この点に関し、ワニスの樹脂調合物の中にコロイド状のシリカが混入された調合物が提案されている。例えば特許文献4および5参照。硬化した後、これらのナノスケールの粒子は有機性の網状構造とは化学的に結合しておらず、生じるワニスの硬度は比較的低い。これとは対照的に、カップリング試薬の作用によって硬化の際に粒子とワニスの樹脂マトリックスとの間に化学的な結合が生じるように処理された粒子を使用した調合物が提案されている。このことは、例えば煙霧状シリカおよび沈澱したシリカのような粒子に対して広く報告されている。それらの例は特許文献6および7、並びにBauerおよび共同研究者の論文(非特許文献5)に記載されている。これらの出版物には、シート状の基質の表面処理にこのような調合物を使用することは示されていない。また同様な方法で表面を変性したコロイド状のシリカが使用できることも知られている。このような調合物はGeneral Electric社の特許文献8および9、並びに非特許文献6に記載されている。この場合も、シート状の基質の表面処理を行うための対応する調合物が考えられていたかどうかは文献からは明らかでない。これとは対照的に特許文献10および11には、ナノスケールの粒子の他にさらに非常に特殊な成分を含む、シート状の基質に対しても使用されるワニス調合物が記載されている。
現在、保護用のワニスを備えたまたは備えることができると記載されているシートとして形成された製品が多数知られている。このような用途における保護用のワニスの機能は、実際のシート状の材料またはその上に存在する他の機能層の外界の影響に対する抵抗性を増加させることである。その例は特許文献12〜15に記載されている。
それにも拘わらず、例えば特に装飾用シート、情報保有用のシート、またはデータ保存用のシートとして、表面に機械的応力が加えられとしても、装飾の視覚的印象、情報の可読性、またはデータの可読性および/またはデータの書込み性に関するデータ保存の機能を長期間に亙り保証するために使用できる複合シートがなお引き続き要求されている。また、例えば装飾、情報、またはデータを保存する能力を備え、基質に被覆することができる上記のような性質をもった自己接着性の複合シートに対する要求も存在している。
General Electric社に対する米国特許第4,198,465号明細書。
Martin Processing Inc.に対する米国特許第4,557,980号明細書。
GAF Corp.に対する米国特許第4,319,811号明細書。
Mitsui Petrochemicalに対するヨーロッパ特許第0 050 996 B1号明細書。
American Hoechst Corp.に対する米国特許第4,310,600号明細書。
Battelle Corp.に対する米国特許第4,482,656号明細書。
Institut fur Oberflachenmodifizierungのヨーロッパ特許第1 153 090 B1号明細書。
米国特許第4,348,462号明細書。
米国特許第4,478,876号明細書。
Sunstarに対するJP 01 266 155号明細書。
3Mに対する米国特許第5,104,929号明細書。
CPFilmsによる米国特許第6,440,551号明細書。
Dai Nippon Printingによる米国特許第6,329,041号明細書。
Dai Nippon Printingによる米国特許第6,638,606号明細書。
CKT Folientechnikのドイツ特許第10 2004 046 767号明細書。
R.Dowbenko,C.Friedlander,G.Gruber,P.Prucnal,M.Wismer,Progr.Org.Coat誌,1983年,11巻,71頁。
R.Holman,P.Oldring(編),UV and EB Curing Formulations for Printing Inks,Coatings and Paints,第2版.1988年,SITA−Technology,London。
P.Oldring(編),Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings,Inks & Paints,1991年,SITA−Technology,London。
C.Decker in Materials Science and Technology,R.W.Cahn,P.Hansen,E.J.Kramer(編),第18巻,1997年,Wiley−VCH,Weinheim。
F.Bauer,V.Sauerland.H.−J.Glasel.H.rnst,M.Findeisen,E.Hartmann,H.Langguth,B.Marquardt,R.Mehnert,Macromol,Mater.Eng.誌,2002年.287巻,546頁。
L.N.Lewis,D.Katsamberis,J.Appl.Polym.Sci.誌,1991年,42巻,1551頁。
従って本発明の目的は、改善された表面特性をもった複合シートを提供することである。さらに他の目的は、この種の複合シートの製造法、および使用を提供することである。
この目的は、特許請求の範囲の請求項1、9、および25の特徴によって達成される。本発明の有利な具体化例は、特許請求の範囲の請求項2〜18、20〜24、および26の特徴から明らかである。
本発明に従えば、重合体のベース・シート(base sheet)および重合体のワニス層を含んで成る複合シートであって、該ワニス層は
− 鉛筆の硬さ(pencil hardness)で表された耐摩耗性が少なくとも4Hであり、
− 該複合シートをぴったりと隣接させた厚さ100μmの2枚の金属片の縁の周りで曲げた場合、ワニス層は破断しないか或いはベース・シートから層が剥離を起こさないような可撓性をもち;また
該ワニス層は
− ワニス層を形成する調合物を5μmの厚さでスライド(slide)に被覆しワニス層を硬化させて決定される透過率が、被覆しないスライドの透過率と比較して波長400nm、600nmおよび800nmにおいて少なくとも85%であり、
− 曇りの測定により決定された濁度が5%以下である、
という光学的特性をもった複合シートが提供される。
− 鉛筆の硬さ(pencil hardness)で表された耐摩耗性が少なくとも4Hであり、
− 該複合シートをぴったりと隣接させた厚さ100μmの2枚の金属片の縁の周りで曲げた場合、ワニス層は破断しないか或いはベース・シートから層が剥離を起こさないような可撓性をもち;また
該ワニス層は
− ワニス層を形成する調合物を5μmの厚さでスライド(slide)に被覆しワニス層を硬化させて決定される透過率が、被覆しないスライドの透過率と比較して波長400nm、600nmおよび800nmにおいて少なくとも85%であり、
− 曇りの測定により決定された濁度が5%以下である、
という光学的特性をもった複合シートが提供される。
ワニス層の耐摩耗性は下記の試験法Bにより決定され、ワニス層の可撓性は下記の試験法Cにより、ワニス層の透過率は試験法Eにより、また濁度は試験法Fによって決定される。
さらにワニス層は被覆方向(coating direction)における表面の輪郭(surface profile)の最高の高さを3回測定した際の平均値として決定される表面の粗さが0.3μm以下でなければならない。表面の粗さは下記試験法Dに従って決定される。
ベース・シートのワニス層から遠い方の(facing away from the
varnish layer)側において接着剤の層が存在することができる。この方法で片側が自己接着性をもった(singly−sidely self−adhesive)複合シートが得られる。ベース・シートとワニス層との間にさらに他の層が存在することができる。同様にベース・シートと接着剤の層との間にさらに他の層が存在することができる。
varnish layer)側において接着剤の層が存在することができる。この方法で片側が自己接着性をもった(singly−sidely self−adhesive)複合シートが得られる。ベース・シートとワニス層との間にさらに他の層が存在することができる。同様にベース・シートと接着剤の層との間にさらに他の層が存在することができる。
ベース・シート、ワニス層および接着剤の層は互いに独立に多層構造をもっていることができる。特にワニス層は二つまたはそれ以上の副次的な層(sublayers)からつくられていることができる。
ワニス層を製造するワニス調合物はシリコーンを含む添加物を含んでいないことが好ましい。
本発明によれば、特に高い光学的品質、高い可撓性、および高い硬度をもつ保護用のワニス被膜によって機能的な特性が保護され、従って保存されている複合シート、特に装飾用、情報保有用、またはデータ保存用のシートを製造することが可能になる。下記の説明、実施例および特許請求の範囲に詳細に説明されているように、本発明の複合シートは、比較的長い期間に亙りおよび/または比較的大きな機械的負荷の下で、個々の機能に対し実質的に一貫性をもった品質の状態で使用することができる。従って本発明の製品は本発明のワニス層が取り付けられていない製品に比べ長い寿命をもっている。下記においては、本発明のワニス層は保護機能の観点から、保護用のワニスとしても参照される。
次に添付図面を参照して本発明を例示する。
本発明は、特に高い光学的品質を有し耐摩耗性および可撓性のワニス層を少なくとも一つもった複合シートに関する。一具体化例においては該複合シートはさらに接着剤の層を含んで成り、このようにして片側が自己接着性をもった複合シートが得られる。特定の具体化例は自己接着性のシート、テープおよびラベルの形をした片側が自己接着性の複合シートを含んでいる。従って本発明の複合シートの例は、本発明の耐摩耗性および可撓性をもったワニス層が被覆され、表面の機械的応力にも拘わらず、製品表面の光学的品質、即ち特に装飾の視覚的印象、情報の可読性、またはデータの可読性および/またはデータの書込み性に関するデータ保存の機能が長期間に亙り保証されている自己接着性の装飾用シート、自己接着性の情報保有シート、および自己接着性のデータ保存用シートである。本発明の複合シートは、幅が好ましくは少なくとも30cm、極めて好ましくは少なくとも50cmのウエッブの形をしており、従って後で使用する場合、さらに切断したり或いは他の方法で形を変えることも変えないこともできる。
図1に従えば、本発明の複合シートは少なくとも一つのワニス層Aおよびベース・シートBを具備している。ワニス層Aはベース・シートBの上にある。耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aおよび少なくとも一つのベース・シートBの間には、同じまたは異なった種類の任意の数の他の層が使用されていることができる。このような他の層の例としては、それらを下記に列挙することによって限定を行うつもりはないが、積層用接着剤の層、他のベース・シート、発泡体の層、障壁層、プライマーの層、および/または自分自身でまたは他の層と組み合わされて光を反射できる層を挙げることができる。
図2においては、該複合シートはこれに加えて、ベース・シートBのワニス層Aから遠い方の側につくられた接着剤の層Cを有している。接着剤の層Aは好ましくは感圧性接着剤の層である。本発明の複合体の内部では、この少なくとも一つの感圧性接着剤の層Cは最も底部にある層を構成し、耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは最も上部の層を構成している。少なくとも一つのベース・シートBはこれらの二つの層の間に配置されている。少なくとも一つの感圧性接着剤の層Cと少なくとも一つのベース・シートBの間には、同じまたは異なった種類の他の層が任意の数だけ使用されていることができる。同様に、耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aと少なくとも一つのベース・シートBの間には、同じまたは異なった種類の他の層が任意の数だけ使用されていることができる。このような他の層の例としては、それらを下記に列挙することによって限定を行うつもりはないが、積層用接着剤の層、他のベース・シート、発泡体の層、障壁層、プライマーの層、および/または自分自身でまたは他の層と組み合わされて光を反射できる層を挙げることができる。
本発明の片側が自己接着性の複合シートは、少なくとも一つの感圧性接着剤の層Cの側に、製品を所望の基質に適用する前に取り外される剥離フィルムまたは剥離紙を備えていることが好ましい。
本発明に従って提供された耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層は、照射線で硬化し得る調合物を硬化させることによってつくることが好ましい。本発明のワニス調合物は典型的には少なくとも一つの(メタ)アクリレート官能基、好ましくは少なくとも二つの(メタ)アクリレート官能基を含む少なくとも1種の化合物と、少なくとも二つの(メタ)アクリレート官能基、好ましくは少なくとも三つの(メタ)アクリレート官能基を含む少なくとも1種の他の化合物とを含んで成っている。本発明の意味においては、少なくとも一つの(メタ)アクリレート官能基を含み、好ましくはさらに多くの(メタ)アクリレート官能基をもったさらに他の化合物を使用することが有利である。
少なくとも一つの(メタ)アクリレート官能基をもった化合物を使用する場合、本発明の意味において有利に使用し得る少なくとも一つの感圧性接着剤の層Cの感圧性接着剤に対する単量体として下記に示すような(メタ)アクリレート単量体、特に一般構造式(I)に合致する単量体を使用することが好適である。これに加えて、脂肪族または芳香族の、特にエトキシル化またはプロポキシル化されたポリエーテルモノ(メタ)アクリレート、脂肪族または芳香族のポリエステルモノ(メタ)アクリレート、脂肪族または芳香族のウレタンモノ(メタ)アクリレート、または脂肪族または芳香族のエポキシモノ(メタ)アクリレートを一つの(メタ)アクリレート官能基をもった化合物として使用することができる。
本発明に従えば、少なくとも二つの(メタ)アクリレート官能基をもつ化合物としては、二官能性の脂肪族(メタ)アクリレート、例えば1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート、三官能性の脂肪族(メタ)アクリレート、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、四官能性の脂肪族(メタ)アクリレート、例えばジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、またはジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、五官能性の脂肪族(メタ)アクリレート、例えばジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、および六官能性の脂肪族(メタ)アクリレート、例えばジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを含むリストからの1種またはそれ以上の化合物が使用される。さらに本発明に従えば、例えば脂肪族または芳香族の、特にエトキシル化またはプロポキシル化されたポリエーテル(メタ)アクリレート、特に2個、3個、4個、または6個の(メタ)アクリレート官能基をもったもの、例えばエトキシル化されたビスフェノールAジメチルアクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシル化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシル化されたグリセリントリ(メタ)アクリレート、プロポキシル化されたネオペンチルグリセリンジ(メタ)アクリレート、エトキシル化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシル化されたトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、エトキシル化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシル化されたネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシル化されたペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシル化されたトリメチロールプロパンメチルエーテルジ(メタ)アクリレート、特に2個、3個、4個または6個の(メタ)アクリレート官能基をもった脂肪族または芳香族のポリエステル(メタ)アクリレート、特に2個、3個、4個または6個の(メタ)アクリレート官能基をもった脂肪族または芳香族のウレタン(メタ)アクリレート、および特に2個、3個、4個または6個の(メタ)アクリレート官能基をもった脂肪族または芳香族のエポキシ(メタ)アクリレートを使用することができる。さらにポリ不飽和ビニルエーテルも有利に使用することができる。
本発明の改善された一具体化例においては、耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aをつくる本発明の調合物は、粒子の形をした少なくとも1種の無機酸化物を含んで成っている。これらの粒子の表面は、該粒子がワニスの樹脂混合物によって生じる有機性のマトリックスの中で安定な懸濁液(suspension)をつくるばかりでなく、硬化操作の過程において生じる有機性の網状構造と化学的に結合するように官能化されていることが好ましい。
この種の表面の官能化が粒子とカップリング剤、例えば特に不飽和シランまたはチタネートとの反応によって生じる場合が特に有利である。この点に関しては例えばL.N.Lewis,D.Katsamberis,J.Appl.Polym.Sci誌,1991年,42巻,1551頁の論文,Kawasaki Steelのヨーロッパ特許第460560A2号明細書,Hansechemieのヨーロッパ特許第1366112B1号明細書、またはClariant SAに対する米国特許第6,136,912号明細書を参照されたい。この場合、カップリング剤は一方では粒子の表面の基と反応する可能性をもっている。この目的に対しては、特にアルコキシ基、例えばメトキシまたはエトキシ基、および特にアセトキシ基およびクロリド基が適している。他方、これらのカップリング剤は硬化する際のワニス樹脂調合物と化学的に反応することができる。この目的に対しては、カップリング剤が少なくとも1種の(メタ)アクリレート官能基および/または少なくとも1種のビニル官能基をもっている場合が特に有利である。平均粒径が100nm以下、好ましくは50nm以下、極めて好ましくは25nm以下の無定形シリカまたはコランダムを使用することが特に好適である。本発明によるワニス調合物の中でこの種の無機酸化物は最高50重量%、好ましくは最高30重量%使用される。
本発明の目的に有利に使用できる原料は例えばClariant社からHighlink(R)の商品名(C.Vu,O.LaFerte,A.Eranian,Eur.Coat.J.誌,2002年,1〜2巻,64頁)で、またHansechemie社からNanocryl(R)の商品名(C.Roscher,Eur.Coat.J.誌,2003年,4巻,38頁)で市販されている。
耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層を製造し得る本発明の調合物は、少なくとも5000g/モルのモル質量をもった重合体を最高50重量%の割合で含んでいることが有利である。このような材料を使用する場合、本発明の他の有利な一具体化例においてはこれらの材料は特にC−C二重結合のような反応性の基を実質的に含んでいない。さらに有利な具体化例においては、このような重合体は硬化反応に関与し得る例えば(メタ)アクリレートのような官能基をもっている。特に適切な重合体は(メタ)アクリレート共重合体を含んでいるが、他の飽和または不飽和の重合体も含んでいる(例えば、P.K.T.Oldring(編),Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings,Inks & Paints,第2巻,1991年,SITA,London,158〜184頁参照のこと)。重合体は、他のワニス樹脂成分との混合物中に可溶な場合、有利に使用することができる。
耐摩耗性および可能性をもった少なくとも一つのワニス層Aがつくられる本発明のワニス調合物は、さらに例えば触媒、促進剤(accelerators)、光安定剤、例えば特に紫外線保護剤、老化防止剤、酸化防止剤、他の安定剤、燃焼遅延剤、流動制御剤、湿潤剤、潤滑剤、泡除去剤、脱揮発成分剤(devolatilizers)、接着促進剤、さらにレオロジー的に活性な添加物、例えばチキソトロピー剤、艶消し剤および/または他の充填剤のような他の成分を随時含んで成り、また含んでいることが有利である。
本発明の特殊な一具体化例においては、耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aがつくられる本発明の調合物はシリコーン含有添加物を含んでいない。
適用した後に電磁波の照射により、特にこの場合紫外線によりワニス調合物を硬化させる場合は特に、少なくとも1種の光反応開始剤をワニス調合物に加える。
このような光反応開始剤の適切な代表例はタイプIの光反応開始剤、換言すればα−開裂反応開始剤、例えばベンゾイン誘導体およびアセトフェノン誘導体、ベンジルケタールまたはアシルフォスフィンオキシド、タイプIIの光反応開始剤、換言すれば水素引抜き剤、例えばベンゾフェノン誘導体および或る種のキノン、ジケトンおよびチオキサントンである。他の可能性はフリーラジカル反応を開始するためにトリアジン誘導体を使用する方法である。
有利に使用できるタイプIの光反応開始剤には例えば、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、例えばベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、およびベンゾインイソブチルエーテル、メチロールベンゾイン誘導体、例えばメチロールベンゾインプロピルエーテル、4−ベンゾイル−1,3−ジオキソランおよびその誘導体、ベンジルケタール誘導体、例えば2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンまたは2−ベンゾイル−2−フェニル−1,3−ジオキソラン、α,α−ジアルコキシアセトフェノン、例えばα,α−ジメトキシアセトフェノンおよびα,α−ジエトキシアセトフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノン、例えば1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパノンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロピルフェニル)プロパノン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチル−2−プロパノンおよびその誘導体、α−アミノアルキルフェノン、例えば2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−2−オンおよび2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、アシルフォスフィンオキシド、例えば2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドおよび2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィン酸エチル、およびO−アシルα−オキシイミノケトンが含まれる。
ロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパノンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロピルフェニル)プロパノン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチル−2−プロパノンおよびその誘導体、α−アミノアルキルフェノン、例えば2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−2−オンおよび2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、アシルフォスフィンオキシド、例えば2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドおよび2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィン酸エチル、およびO−アシルα−オキシイミノケトンが含まれる。
本発明に従って好適に使用できるタイプIIの光反応開始剤には例えばベンゾフェノンおよびその誘導体、例えば2,4,6−トリメチルベンゾフェノンまたは4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、チオキサントンおよびその誘導体、例えば2−イソプロピルチオキサントンおよび2,4−ジエチルチオキサントン、キサントンおよびその誘導体、およびアントラキノンおよびその誘導体が含まれる。
タイプIIの光反応開始剤はアミン相乗剤として知られている窒素含有共開始剤(coinitiators)と組み合わせて特に有利に使用される。本発明の目的に対しては第3級アミンを使用することが好適である。さらにタイプIIの光反応開始剤と組み合わせて水素原子供与剤が有利に使用される。このような供与剤の例にはアミノ基を含む基質がある。アミン相乗剤の例にはメチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、4−(ジメチルアミノ)安息香酸エチル、4−(ジメチルアミノ)安息香酸2−n−ブトキシエチル、4−(ジメチルアミノ)安息香酸イソアクリロイル、2−(ジメチルアミノフェニル)エタノンおよび不飽和の従って共重合可能な第3級アミン、(メタ)アクリル化されたアミン、ポリエステルまたはポリエーテルをベースにした不飽和のアミンで変性されたオリゴマーおよびポリマー、およびアミンで変性された(メタ)アクリレートがある。
さらに、タイプIおよび/またはタイプIIの重合可能な光反応開始剤を使用することもことができる。
本発明の目的に対しては異なった種類のタイプIおよび/またはタイプIIの光反応開始剤の任意の組合せを使用することもできる。
シートを被覆する場合はいつも、ワニス層の硬さと可撓性の間でうまくバランスを保つことは基本的に困難である。ワニスの硬度が高いと、シート製品の耐摩耗性は良好になる。他方可撓性も必要である。何故なら、ベース・シートはそれ自身可撓性をもっており、加工の過程で、換言すればウエッブを巻き取ってロールにする際に、また使用する際、換言すれば例えば製品を湾曲した部分または縁の周りに適用する際に、保護用のワニス層が破断したりシートから剥離するのを防ぐ必要があるため、可撓性をもっていることが必要だからである。従って、表面の粘着性がもはや存在しなくなり、反応性樹脂のすべての成分が実質的に定量的にワニスの網状構造の中に混入しているが、ワニス層はまだ脆くなってはいない点までワニス調合物を硬化できることが確実でなければならない。
本発明の複合シートに使用される耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは、ASTM 3363に従って鉛筆の硬さとして決定された硬さ(本明細書の試験B参照)が少なくとも4H、好ましくは少なくとも7Hであり、試験Cに従って決定された可撓性は、厚さ100μmの2枚の金属片をぴったりと隣接させた縁の周りで本発明の複合シートを曲げた場合、これは2×90°=180°の変形をさせることに相当するが、該少なくとも一つのワニス層Aが破断または複合シートから剥離することがないよう
な可撓性をもっていることを特徴としている。
な可撓性をもっていることを特徴としている。
この耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは0.5〜50g/m2の範囲、好ましくは2〜15g/m2の範囲の坪量をもっている。
該耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは、好ましくは極めて低い表面の粗さをもっている。本発明のワニス層はRz値で与えられる試験Dによる表面の粗さが0.3μm以下、好ましくは0.15μm以下、極めて好ましくは0.08μm以下である。
該耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層は、言わば特に高い光学的品質をもっている点が著しい特徴である。
即ち、該耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは好ましくは透明である。本発明のこの具体化例においては、試験Eに従って得られた透過率は、400、600、および800nmの波長において少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、極めて好ましくは少なくとも92%である。
また該耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは、試験Fに従って決定された曇り値によって与えられる濁度が特に低く、5%以下であり、好ましくは2.5%以下、極めて好ましくは1%以下である。
原理的には、すべての押出し可能なフィルム生成重合体を使用して少なくとも一つのベース・シートBをつくることができる。この点に関してはNentwigの著書[J.Nentwig著,Kunststofffolien(重合体フィル),第5章、第2版、ドイツ、MunichのC.Hanser社、2000年発行]を参照されたい。一好適具体化例においては、ポリオレフィンが使用される。好適なポリオレフィンはエチレン、プロピレン、ブチレン、および/またはヘキシレンから製造され、それぞれの場合単一の単量体を重合させるか、これらの単量体の混合物を共重合させることができる。単量体の重合により、そして単量体を選ぶことにより、例えば軟化温度および/または引張り強さのような重合体シートの物理的および機械的性質をコントロールすることができる。
本発明のさらに他の好適な具体化例においてはポリ酢酸ビニルが使用される。ポリ酢酸ビニルは酢酸ビニルの他に共重合単量体の形でビニルアルコールを含んでおり、遊離のアルコールの割合は広い範囲で変動する。本発明のさらに他の具体化例においてはベース・シートとしてポリエステルが用いられる。本発明の特に好適な一具体化例においては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリブチレンテレフタレート(PBT)をベースにしたポリエステルが使用される。本発明のさらに他の好適具体化例においては、ポリ塩化ビニル(PVC)がベース・シートとして用いられる。温度安定性を増加させるためには硬さを賦与するための(stiffening)共重合単量体を用いこれらのシートの中に存在する重合体構成成分をつくることができる。またこれらのシートは種々の性質を改善するために同様に照射線を用い交叉結合させることができる。原料シート材料としてPVCを用いる場合、これは随時可塑化成分(可塑剤)を含んでいることができる。また他のハロゲン化された炭化水素、例えばポリ塩化ビニリデンまたはフッ素化された系をベース・シートの材料として使用することもできる。本発明の他の好適な具体化例においては、ポリアミドもシートをつくるために用いられる。ポリアミドは1種のジカルボン酸と1種のジアミン、または2種またはそれ以上のジカルボン酸とジアミンから成っていることができる。ジカルボン酸およびジアミンの他に、高級の多価カルボン酸およびアミンを、両者だけで、或いは上記のジカルボン酸およびジアミンと組み合わせて、同様に使用することができよう。シートを硬くするためには環式の、芳香族の、或いは複素芳香族の原料単量体を使用することが好ましい。他の本発明の好適な具体化例においては、シートをつくるのにポリメタクリレートが用いられる。この場合には単量体(メタクリレートおよび或る場合にはアクリレートも)を選ぶことによりシートのガラス転移温度をコントロールすることができる。さらに、例えばシートの可撓性を増加させるか、またはガラス転移温度を上昇または低下させるか、或いは結晶化区域を最低限度に抑制するために、ポリメタクリル酸メチルは添加物を含んでいることができる。本発明の他の具体化例においては、シートをつくるためにポリカーボネートが用いられる。本発明の具体化例における他の可能性としては、ビニル芳香族およびビニル複素芳香族の化合物をベースにした重合体および共重合体を使用して少なくとも一つのベース・シートBをつくることができる。
少なくとも一つのベース・シートBは特に選択的に一軸配向または二軸配向した形、或いは無配向の形で存在することができる。
シートの形の材料をつくるためには、フィルム生成特性を強化し、結晶化区域が生成する傾向を減少させ、および/または機械的性質を特定的に改善させ、或いは適切な場合にはこれを低下させる添加物または他の成分を加えることが適切である。存在することができる随時使用される他の添加物としては老化防止剤、光安定剤、例えば特に紫外線防止剤、酸化防止剤、他の安定剤、燃焼遅延剤、顔料、染料および/または膨張剤が含まれる。
少なくとも一つのベース・シートBは単一層の構造物としてそれ自身で使用されるか、或いは例えば同時押し出しで得られる多層複合体として使用することができる。さらにベース・シートはまた片側および/または両側に予備処理がなされているか、および/または機能性をもった層を備えていることができる。両側が予備処理されているかおよび/または被覆されている場合、予備処理および/または被覆の種類および/または程度は同一または相異なることができる。このような予備処理および/または被覆は、例えば更なる層の固定、例えば少なくとも一つの感圧性接着剤の層C、または少なくとも一つのワニス層A、或いは随時使用される他の層のような層の固定を改善する役目をすることができる。この目的に対してはベース・シートの片側または両側が1種のまたは種々の種類のプライマーで予備処理されているか、および/またはベース・シートの片側または両側ががコロナ、および/または焔および/またはプラズマによる処理、および/または他の表面賦活法による予備処理がなされている場合、特に有利である。
本発明の目的に対しては、少なくとも一つのベース・シートBは透明であって且つ無色であるか、透明であって着色していることができる。また本発明に従えば、シートが透明でない場合、それはさらに白色、灰色、黒色であるか、または他の色に着色している。
ベースの材料Bの少なくとも一つの層は典型的には5〜500μm、好ましくは10〜100μmの範囲の厚さをもっている。
本発明の複合シートはさらに感圧性の接着剤の層Cを備えており、この場合該層は任意の従来法の感圧性接着剤の層から構成されており(この点に関しては例えばD.Satas(編),Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology,第2版,1989年,米国、New York,Van Nostrand Reinhold発行を参照のこと)、特に、アクリレート、天然ゴム、合成ゴムまたはエチレン酢酸ビニルを主体としている。これらの系と他の系との組み合せも本発明に従うものである。アクリレート共重合体をベースにした感圧性接着剤の層を使用することが極めて好ましい。
本発明に従って使用できる感圧性接着剤の例には直鎖の、星形の、分岐した、グラフト型の、或いは他の構造のすべての重合体、好ましくは単独重合体、ランダム共重合体、またはブロック共重合体がある。限定を行うつもりはないが、本発明に対して特に有利なものとして挙げることができる例は、α,β−不飽和エステルを原料とするものおよび/またはアルキルビニルエーテルを原料とするものである。一般構造式
CH2=CH(R1)(COOR2) (I)
のα,β−不飽和エステルを用いることが特に好適である。ここでR1はHまたはCH3、R2はH、或いは直鎖の、分岐した、或いは環式の飽和または不飽和の炭素数が1〜30のアルキル基である。
CH2=CH(R1)(COOR2) (I)
のα,β−不飽和エステルを用いることが特に好適である。ここでR1はHまたはCH3、R2はH、或いは直鎖の、分岐した、或いは環式の飽和または不飽和の炭素数が1〜30のアルキル基である。
一般構造式(I)の意味において極めて好適に使用される単量体にはアルキル基の炭素数が4〜18のアクリル酸およびメタクリル酸のエステルが含まれる。下記に挙げることにより限定を行うつもりはないが、このような化合物の特定の例にはアクリル酸n−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸n−ヘプチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ノニル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、これらの分岐した異性体、例えばアクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソデシル、およびアクリル酸トリデシル、並びに環式単量体、例えばアクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニル、アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、アクリル酸ノルボルニル、アクリル酸イソボルニルが含まれる。
芳香族の基を含むアクリル酸およびメタクリル酸のエステル、例えばアクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェノキシエチル、エトキシル化されたフェノールアクリレートまたはエトキシル化されたノニルフェノールアクリレートも同様に単量体として使用できる。
さらに他の可能性としては随時下記のグループから選ばれるビニル単量体を使用することができる:ビニルエステル、ビニルエーテル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、α−位に芳香環または複素環を含むビニル化合物。随時使用できるビニル単量体としては、例えば本発明に従って使用できる下記の単量体から選ばれるものを挙げることができる:酢酸ビニル、ビニルカプロラクタム、ビニルフォルムアミド、ビニルピリジン、エチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、スチレン、およびα−メチルスチレン。
本発明に従って使用できるさらに他の単量体はメタクリル酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸4−ヒドロキシブチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、アクリロイルモルフォリン、メタクリロイルモルフォリン、トリメチロールプロパンフォルマールモノアクリレート、プロポキシル化されたネオペンチルメチルエーテルモノアクリレート、トリプロピレングリコールメチルエーテルモノアクリレート、エトキシル化されたエチルアクリレート、例えばエチルジグリコールアクリレート、プロポキシル化されたプロピルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸およびそのエステル、クロトン酸およびそのエステル、マレイン酸およびそのエステル、フマル酸およびそのエステル、マレイン酸無水物、メタクリルアミドおよびN−アルキル化された誘導体、例えばN−メチロールメタクリルアミド、アクリルアミドおよびN−アルキル化された誘導体、例えばN−メチロールアクリルアミド、ビニルアルコール、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、および4−ヒドロキシブチルビニルエーテルである。
感圧性接着剤の原料として合成ゴムまたは他のゴムを使用する場合、天然ゴムまたは合成ゴムのいずれかのグループから得られるか、または天然ゴムおよび/または合成ゴムの所望の配合物から得られるものであるかに従ってさらに種々の可能性があり、原理的には必要とされる純度のレベルおよび粘度のレベルに依存して単独のまたは複数の天然ゴムをすべての入手できる等級の天然ゴム、例えばクレープ(crepe)、RSS、ADS、TSRまたはCV級から選ぶことができ、或いは単独のまたは複数の合成ゴムをランダム共重合体のスチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、合成ポリイソプレン、ブチルゴム、ハロゲン化されたブチルゴム、アクリレートゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、およびポリウレタンおよび/またはこれらの配合物の群から選ぶことができる。
感圧性接着剤の層Cに随時使用できる粘着付与用の樹脂には、例外なくすべての公知の粘付与用の樹脂および文献記載の粘着付与用の樹脂が含まれる。挙げることができる代表的な例はロジン、それらの不均化された、水素化された、重合した、およびエステル化された誘導体および塩、脂肪族および芳香族の炭化水素樹脂、テルペン樹脂およびテルペン−フェノール樹脂を含んでいる。得られる接着剤の性質を要求に従って調節するために、これらの樹脂の、およびそれらと他の樹脂との任意の組み合わせを使用することができる。
同様に随時使用できる可塑剤としては、自己接着性テープの技術に公知のすべての可塑化物質を使用することができる。これらには特にパラフィン油およびナフテン油、(官能基をもった)オリゴマー、例えばオリゴブタジエンおよびオリゴイソプレン、液体ニトリルゴム、液体テルペン樹脂、植物性および動物性の油脂、フタレートおよび官能性をもったアクリレートが含まれる。上記の感圧性接着剤はまたさらに他の成分、例えばレオロジー活性をもった添加物、触媒、反応開始剤、安定剤、相溶化剤、カップリング試薬、交叉結合剤、酸化防止剤、他の老化防止剤、光安定剤、燃焼遅延剤、顔料、染料、充填剤、および/または膨張剤を含んでいることができる。
感圧性の接着剤の層(C)が使用される場合、本発明の目的に対して感圧性の接着剤の層は、所望の基質の上に一時的に、長期間に亙って、或いは永久に固定できるという点に関し、が片側が自己接着性をもつ製品に課せられる接着性および老化安定性の要求を満たすように選ばれる。
感圧性の接着剤の層Cの感圧性接着剤は透明であって且つ無色であるか、透明であって着色していることが好ましい。またそれは透明でなくて白色、灰色、黒色であるか、または他の色に着色していることもできる。
感圧性の接着剤の層Cは2〜500g/m2の範囲、好ましくは5〜100g/m2の範囲の坪量をもっている。
本発明の目的に対しては、本発明のワニス調合物をシートに被覆するために、原理的には当業界の専門家に公知の任意の方法を選ぶことができる。どのような限定も行うつもりはないが、例えばナイフ被覆法、ローラ被覆法、特にパターンの付いたローラによる方法、浸漬法、噴霧法、ブレード法、ブラシ法、キャスティング(casting)法および印刷法、例えば特にオフセット印刷法またはフレキソ印刷法を挙げることができる。この場合種々の方法の組み合わせ、例えばメイヤー・バー(mayer bar)法、即ちローラとナイフを他の一つの方法と組み合わせた被覆法、またはローラとナイフを他の一つと組み合わせさらにキャスティング法の原理を組み込んだロール/キャスティング法も考えられる。本発明に従って使用できるいくつかの被覆法は、例えばScharenbergの著書の中に記載されている(R.T.Scharenberg著、Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,H.F.Mark,N.M.Bikales,C.G.Overberger,G.Menges(編),第3巻、第2版、1985年,米国、New York、Wiley社発行)]。
本発明に従えば、少なくとも一つのワニス層Aに対し試験Dによる表面の粗さがDz値で0.3μm以下、好ましくは0.15μm以下、極めて好ましくは0.08μm以下になるような種類の方法を使用することが好適である。
ワニスの硬化に妨害作用を及ぼす大気中の酸素を除去するために、本発明の目的に対してはすべての従来法およびこのような種々の方法の組み合わせを使用することができる。
文献には硬化操作に対する大気中の酸素の悪影響を抑制する方法についての種々の可能性が提案されている。このような方法を記載した一連のオリジナルな研究がStuder等によってまとめられている。(K.Studer,C.Decker,E.Beck,R.Schwalm,Progr.Org.Coat.誌,2003年,48巻,92頁)。この編集においては、アミンの使用;三重項状態の酸素を一重項状態の酸素に変え得る物質の使用;使用される光反応開始剤の増量;より高いUV線量ワックスまたは水の膜をベースにした保護層の導入;単量体の反応性の高度化;およびワニス調合物の部分に対する粘度の増加等はすべて大気中の酸素の妨害効果を抑制するのに有利であるとされている。同じ目的で特殊なタイプの光反応開始剤が試験されている(H.J.Hageman,L.G.J.Jansen,Makromol.Chem.誌,1988年,189巻,2781頁)。
一つのうまい方法は不活性雰囲気、例えば窒素、アルゴン、または二酸化炭素を使用して大気中の酸素を除去する方法である。このような方法の例は以前にUnion Carbide Corp.により米国特許第3,840,448号明細書に公刊されており、また最近になってStuder等によって発表された(K.Studer,C.Decker,E Beck,R.Schwalm,Progr.Org.Coat.誌,2003年,48巻,92頁、および同誌、101頁)。
ベース・シートBのシートのウエッブの上にワニス調合物を被覆した後に、湿った(wet)形態の保護シートで覆い、次いでこの保護シートを通して照射して結果的に硬化させる(A.van Neerbos.J.Oil Col.Chem.Assoc誌,1978年,61巻,241頁)。被覆され照射されたベース・シートBは複合シートの上に形成され、次いでさらに保護シートと一緒に加工することができ、例えば巻いて梱包品にするか、または直接縦切り操作またはダイカット操作に供給することができる。保護シートはそれを使用する過程において、少なくとも一つの硬化過程と本発明の複合シートを適用する過程との間の任意の適当な時期に取り外される。取り外しは、好ましくはウエッブの形の材料を他のものに変える前に、極めて好ましくはウエッブの形の材料を巻き取って梱包品にする前に行われる。
保護シートは好ましくは透明であり、特に紫外線のような電磁照射線を用いて硬化を行う場合にそうである。本発明に使用できる保護シートに対するシート材料としては、原理的には液体のワニス層を交叉結合させた後この時点で実質的に硬化したワニス層を損傷させることなく再び層を剥離させることができるすべてのものを使用することができる。従ってシートの表面と硬化しつつあるワニス層とが化学的に反応しないことが重要である。またこの目的に対し、保護シートには特殊な層、例えば剥離層、例えば浸ケイ化(siliconization)、ポリオレフィン、特にポリエチレン、または部分的にフッ素化された或いはパーフルオロ化された、特にポリマーの性質をもった炭化水素をベースにした剥離層を取り付けることができる。本発明の意味において、例えば文献に記載されているようなポリオレフィン・フィルムまたはポリエステル・フィルム(Mitsui Petrochemicalのヨーロッパ特許第50996B1号明細書;C.Peinado,E.F.Salvador,A.Alonso,T.Corrales,J.Baselga,F.Catalina,J.Polym.Sci.A − Polym.Chem.誌,2002年,40巻,4236頁)、またはこの要求に合う他のものを使用することができる。
特に好適に使用される保護シートは、上記の基準に加えてワニス層に面する側が規定の粗さをもっているタイプのシートである。或る状況下において特に高い光学的品質をもった用途では、使用できる保護シートの表面の品質に対する基準として、人の眼に感知し得る光沢は不十分である(P.Dufour著、Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings,Inks & Paints,P.K.T.Oldring(編).第1巻,1991年,SITA Technology,London,27頁)。その代わり、保護シートが使用される可能性は試験Dによる表面の粗さによって、また試験Fによる曇り値による濁度によって決定される。本発明に従って特に好適に使用できる保護シートは、ワニス層に面する側においてRz値により与えられる試験Dによる粗さが0.3μm以下、好ましくは0.15μm以下、極めて好ましくは0.08μm以下である。これらの保護シートは試験Fによる曇り値が5%以下、好ましくは2.5%以下、極めて好ましくは1%以下である。
交叉結合により耐摩耗性および可撓性をもった特に光学的品質が高い少なくとも一つのワニス層がつくられるワニス調合物を被覆し、随時行ない得るが行うことが特に好ましい保護シートで覆う操作を行った後、液体のワニス層を硬化させる。本発明の目的に対しては、これは好ましくは照射−化学的な方法を使用して行われる。これには電磁照射線、例えば紫外線および/または粒子の照射線、特に電子ビームに露出する方法が含まれる。被覆されたワニス材料を200〜500nmの波長範囲の光および/または加速された電子に短時間露出して照射させ、硬化させる。紫外線で照射する場合、特に出力80〜240W/cmの高圧または中圧の水銀ランプを使用する。本発明の目的に使用できる他の照射線源は当業界の専門家には良く知られている。使用される光重合開始剤をランプからの発光スペクトルに対して選択的に調整するか、或いは光重合開始剤の種類をランプのスペクトルに対して適合させる。照射の強度は紫外線重合開始剤のそれぞれの量子収率およびウエッブの速度に合わせる。
ワニス層を硬化させるために加速された電子で照射する場合、これは紫外線による交叉結合と組み合せて行うこともでき、この場合典型的な照射装置は線形陰極システム、走査システムを含んでおり、或いは電子ビーム加速器を含む場合には区分けされた(segmented)陰極システムを含んでいる。典型的な加速電圧は50kV〜1MV、好ましくは80〜300kVの範囲にある。使用する照射量は5〜250kGy、特に20〜100kGyの間にある。
本発明の複合シートは好ましくは装飾の目的、または頑丈な情報保有製品として、および/またはデータ保存用に利用できる製品の中にまたは製品として使用される。
装飾用に使用される本発明の複合シートは、一例としてではあるが好ましくは印刷の形をした装飾要素を含んで成り、これは耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aの下方にある本発明の複合材料の任意の層の上に配置される。装飾要素は例えば任意の種類のパターンであることができる。また本発明の目的に対しては本発明の複合シートの少なくとも一つの任意の層が白色、灰色、黒色であるかまたは着色していることができる。該少なくとも一つの層が着色している場合、それに加えて且つ選択的に該層は透明であるかまたは透明でないことができる。対応する装飾を複合シートの中に含む所望の基質をつくるためには、片側が自己接着性をもったこの種の複合シートは自己接着性シートの形で所望の形に切断して使用することが好ましい。例えば製品が着色しており且つ透明である場合、これは簡単な方法でグレイジング・システムをつくるのに使用することができる。この場合、耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aは、ワニスが上記のように調合されていれば、保護用のワニス層をもたない同等な製品の場合に比べ、機械的な応力が存在するにも拘わらず例えば表面の光沢のような視覚的な印象を比較的長期間に亙って確実に保存することができる。同様に、表面に取り付けられる自動車用機素、または自動車の部品を含む所望の構成要素の上に本発明の複合シート、特に片側が接着性をもった複合シートを重ねて張り付け、本発明の複合シートの少なくとも一つの層が白色、灰色、黒色であるかまたは着色しているように本発明の製品がつくられる場合、簡単な方法でこれらの構成要素を白色、灰色、黒色にするかまたは着色させることができる。このことは本発明の製品の本発明における用途の一例にしか過ぎないことを了解された。同様に多くの他の設計および用途も可能である。
情報を保有する本発明の複合シートはこの情報を例えばまた好ましくは印刷の形で含み、この印刷は耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aの下方にある本発明の複合材料の任意の層の上に存在している。情報は特に英数字の記号、バーコード、任意の種類のロゴマークおよび/またはパターンの任意の組合せである。本発明の目的に対し他の種類の情報も可能である。複合シートが自己接着性である場合、本発明の製品中の対応する情報を所望の基質に賦与する目的で、これらのシートは或る大きさに切断されるか所望の形にダイカットされた自己接着性のラベルとして好適に使用される。この場合、耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aにより、機械的な応力が存在するにも拘わらず、保護用のワニス層をもたない同等な製品の場合に比べ、情報の可読性を長期間に亙って保存することができる。随時使用される感圧性接着性の層Cのために、本発明の製品は所望の基質に容易に被覆することができる。この場合も情報を保有する製品に対してここで挙げられた用途は単なる一例に過ぎないことを了解されたい。同様に他の設計および用途の多くの可能性が存在している。
データ保存能力を与える本発明の複合シートは、本発明の複合シートの任意の層の中または上にこのデータ保存能力を備えている。データの保存は特に、レーザーにより対応する層の中に書き込みおよび/または対応する層から読み出すことができるホログラムの形で行うことができる。このようなデータは特に英数字の記号、バーコード、任意の種類のロゴマークおよび/またはパターンの所望の組合せであることができる。本発明の目的に対してさらに他の種類のデータも同様に可能である。これに加えて個々のホログラム、個々のマイクロテキスト、個々のマイクロスクリプト(microscript)および/または個々の画像の形で本発明の複合シートの中にデータを保存することができ、個々のホログラムはデータとしてディジタル情報ばかりでなくマイクロテキスト、マイクロスクリプトおよび/またはマイクロ画像も含んでいることができる。この種の自己接着性の製品は、製品の中に存在するデータを所望の基質に賦与するか、および/または該製品にデータを書き込む能力を賦与する目的で、或る大きさに切断されるか任意の形にダイカットされたラベルとして好適に使用される。この場合耐摩耗性および可撓性をもった少なくとも一つのワニス層Aにより、機械的な応力が存在するにも拘わらず、保護用のワニス層をもたない同等な製品の場合に比べ、情報の可読性および/または書き込み可能性を長期間に亙って保存することができる。随時使用される感圧性接着性の層Cのために、本発明の複合シートは所望の基質に容易に被覆することができる。この場合も情報を保有する製品に対してここで挙げられた用途は単なる一例に過ぎないことを了解されたい。同様に他の設計および用途の多くの可能性が存在している。
試験法
試験A:ワニスの坪量
円形のカッターを用い被覆された試料から5個の試験片Aを切り取り、秤量して全重量を決定する。基準試料として円形のカッターを用い被覆されていない原料から5個の試験片Bを切り取り、秤量により全重量を決定する。坪量、即ち単位面積当たりのワニスの重量は5個の試験片Aの全重量と5個の試験片Bの全重量との差の1/5である。坪量はg/m2単位で報告される。
試験A:ワニスの坪量
円形のカッターを用い被覆された試料から5個の試験片Aを切り取り、秤量して全重量を決定する。基準試料として円形のカッターを用い被覆されていない原料から5個の試験片Bを切り取り、秤量により全重量を決定する。坪量、即ち単位面積当たりのワニスの重量は5個の試験片Aの全重量と5個の試験片Bの全重量との差の1/5である。坪量はg/m2単位で報告される。
試験B:鉛筆によるワニスの硬さ
鉛筆によるワニスの硬さはASTM D3363に従って決定した。本発明の複合シートの試験片を、ワニスの面が上向きになるようにして平らで滑らかな硬い表面の上に置く。一連の異なった硬さ(最も軟らかい9Bから最も硬い9Hまで)をもつ英国、Derwent社のDen/vent製図用の種類の鉛筆を用いて硬さの試験を行った。各試験の前に個々の鉛筆を削って尖らせる。次にSaint−Gobain Gerva B.V.製のSuperflex KJ−RR 16−1 P600サンドペーパーを用い、90°の角度で先端を平らにし、鉛筆の芯の先端に円形の区域をつくった。試験機により異なった硬さの鉛筆を用い45°の角度で試験表面の上に順次線を引く。ワニスの中に眼に見える軌跡がちょうど残らなくなかった最も硬い鉛筆に対応する鉛筆の硬さをワニスに割り当てる。最も硬い(9H)鉛筆の跡がワニスに残らなかった場合、結果は>9Hと報告される。
鉛筆によるワニスの硬さはASTM D3363に従って決定した。本発明の複合シートの試験片を、ワニスの面が上向きになるようにして平らで滑らかな硬い表面の上に置く。一連の異なった硬さ(最も軟らかい9Bから最も硬い9Hまで)をもつ英国、Derwent社のDen/vent製図用の種類の鉛筆を用いて硬さの試験を行った。各試験の前に個々の鉛筆を削って尖らせる。次にSaint−Gobain Gerva B.V.製のSuperflex KJ−RR 16−1 P600サンドペーパーを用い、90°の角度で先端を平らにし、鉛筆の芯の先端に円形の区域をつくった。試験機により異なった硬さの鉛筆を用い45°の角度で試験表面の上に順次線を引く。ワニスの中に眼に見える軌跡がちょうど残らなくなかった最も硬い鉛筆に対応する鉛筆の硬さをワニスに割り当てる。最も硬い(9H)鉛筆の跡がワニスに残らなかった場合、結果は>9Hと報告される。
試験C:複合シートの可撓性
一定の厚さをもち鋳ばり(burr)をもたない平らな金属のテープのぴったりと隣接させた二つの側縁部の周りの180°の角度で、(in an angle of 180° around the two closely adjacent side edges of a flat,burr−free metal strips)複合シートの試料を折り曲げ、最も曲がった区域においてワニス層が破断したりまたは剥げ落ちたりしなかったかどうかを検査する。この目的のために厚さ100μmのPreisser社製のHorex(R)隙間ゲージ片を使用する。眼で見て縁の区域の中に含まれた空気が全く見えなくなるように二つの縁の周りに試料をきっちりと配置する(placed firmly around the two edges)。試験の間、隙間ゲージ片の方へ向いていない複合体の側にワニスの面がくるようにする。ワニスがこの応力に耐えるならば、試験結果は「合格」と報告される。この応力の下でワニスが破断し底部の層から剥げ落ちた場合、試験結果は「不合格」と報告される。
一定の厚さをもち鋳ばり(burr)をもたない平らな金属のテープのぴったりと隣接させた二つの側縁部の周りの180°の角度で、(in an angle of 180° around the two closely adjacent side edges of a flat,burr−free metal strips)複合シートの試料を折り曲げ、最も曲がった区域においてワニス層が破断したりまたは剥げ落ちたりしなかったかどうかを検査する。この目的のために厚さ100μmのPreisser社製のHorex(R)隙間ゲージ片を使用する。眼で見て縁の区域の中に含まれた空気が全く見えなくなるように二つの縁の周りに試料をきっちりと配置する(placed firmly around the two edges)。試験の間、隙間ゲージ片の方へ向いていない複合体の側にワニスの面がくるようにする。ワニスがこの応力に耐えるならば、試験結果は「合格」と報告される。この応力の下でワニスが破断し底部の層から剥げ落ちた場合、試験結果は「不合格」と報告される。
試験D:ワニス層Aおよび保護シートの表面の粗さ
保護シートおよびベース・シート上で硬化したワニス層Aの表面の粗さは、MFW250の隙間ゲージ・チップを取り付けたMahr社製のパーソメータ(perthometer)PGKを用いて決定される。試料を約10×10cmの寸法の試験試料に切断し、磁石により測定板に固定する。円錐形の隙間ゲージ・チップを試料の方へ注意して動かし、それがちょうど試料の表面に接触するようにする。横方向の測定範囲は±25μmである。次いで隙間ゲージ・チップを試料の上方で0.1mm/秒の速度で1.75mmの距離だけ直線状に動かし、この操作の過程中における垂直方向の偏位を記録し、これを使用して垂直方向のプロフィル(profile)をつくる。この生のデータからDIN EN ISO 4287に従って表面の粗さをこのプロフィルRzの最大の高さとして評価する。それぞれの場合において被覆の方向に3回測定を行い、個々の測定値の平均をμm単位で与える。
保護シートおよびベース・シート上で硬化したワニス層Aの表面の粗さは、MFW250の隙間ゲージ・チップを取り付けたMahr社製のパーソメータ(perthometer)PGKを用いて決定される。試料を約10×10cmの寸法の試験試料に切断し、磁石により測定板に固定する。円錐形の隙間ゲージ・チップを試料の方へ注意して動かし、それがちょうど試料の表面に接触するようにする。横方向の測定範囲は±25μmである。次いで隙間ゲージ・チップを試料の上方で0.1mm/秒の速度で1.75mmの距離だけ直線状に動かし、この操作の過程中における垂直方向の偏位を記録し、これを使用して垂直方向のプロフィル(profile)をつくる。この生のデータからDIN EN ISO 4287に従って表面の粗さをこのプロフィルRzの最大の高さとして評価する。それぞれの場合において被覆の方向に3回測定を行い、個々の測定値の平均をμm単位で与える。
試験E:ワニス層Aおよび保護シートの透明度
光学顕微鏡(例えばPaul Marienfeld GmbH & Co KG製,
Lauda−Koenigshofen)に使用されるような種類のスライドを、ワニス層Aをつくるための検査すべきワニス調合物を用い、5μmの重量で被覆し、次いで硬化させる。Bio−Tek Kontron Instruments製の二重ビームUVIKON 923 UV/VIS分光光度計の中で波長400nm、600nm、および800nmにおいて透過率を測定する。使用した基準は上記と同じ種類の被覆しないスライドである。透過率は照射光の強度の%として報告される。
光学顕微鏡(例えばPaul Marienfeld GmbH & Co KG製,
Lauda−Koenigshofen)に使用されるような種類のスライドを、ワニス層Aをつくるための検査すべきワニス調合物を用い、5μmの重量で被覆し、次いで硬化させる。Bio−Tek Kontron Instruments製の二重ビームUVIKON 923 UV/VIS分光光度計の中で波長400nm、600nm、および800nmにおいて透過率を測定する。使用した基準は上記と同じ種類の被覆しないスライドである。透過率は照射光の強度の%として報告される。
保護シートの透過率は、上記の紫外/可視分光光度計の中にシートの試料を入れて決定する。この場合も400nmにおいて基準として空気を用いて透過率を決定し、照射強度の%として表す。
試験F:ワニス層Aおよび保護シートの濁度(曇り)
保護シートおよびベース・シート上で硬化したワニス層Aの濁度、即ち曇りを決定するために、Ulbricht球の原理を用いた。get−Shec製の測定用の球、get−Shere−80を使用した。用いた光源はMikropack製のHL2000ハロゲンランプであった。測定の前に完全な拡散器(白色基準、getSpec)および完全な反射器(光学的な鏡)を用いて較正を行った。全可視領域において反射スペクトルを測定し、650nmで評価した。曇りは照射光の強度の%として報告される。
保護シートおよびベース・シート上で硬化したワニス層Aの濁度、即ち曇りを決定するために、Ulbricht球の原理を用いた。get−Shec製の測定用の球、get−Shere−80を使用した。用いた光源はMikropack製のHL2000ハロゲンランプであった。測定の前に完全な拡散器(白色基準、getSpec)および完全な反射器(光学的な鏡)を用いて較正を行った。全可視領域において反射スペクトルを測定し、650nmで評価した。曇りは照射光の強度の%として報告される。
他の成分と共に二官能性のアクリレート、三官能性のアクリレート、および光反応開始剤を含むワニス層Aをつくるための照射線で硬化し得る調合物を、0ドクター・ナイフ(RK Print Coat Instruments製のワイヤーの直径が0.05mmのワイヤー・ドクター・ナイフ)によりベース・シートBとしての厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート・ポリエステルシートの上に被覆し、この被膜を本発明に従って選ばれた50μmのポリエチレンテレフタレート・ポリエステルのシートでゴムのローラを用いて積層化して覆った。被膜を覆うのに使用したポリエステルシートは試験Eによる透明度が波長400nmにおいて86%であり、試験Dによるワニスの方に向いた表面の粗さが0.025μmであった。このシートの曇り値は0.38%であった。次いでカバーシートを通して紫外線を照射してこの複合体を硬化させた(25mJ/cm2、紫外線−C;水銀ランプ、ドーピングなし、Eltosch製)。次にカバーシートを破壊せずに或いは残留物を残さずに取り外した。ワニス層Cは眼に見えるような被覆の痕跡を示さず、完全に硬化しており、試験Aによる坪量は2.8g/m2であり、試験Bによる鉛筆の硬さの値は6Hであった。試験Cによるワニスの可撓性を決定し、結果は「合格」であった。このワニスの試験Dによる表面の粗さはRz=0.027μmであることが見出だされた。ワニス層Cの試験Eによる透明度は波長400nmで99.0%、600nmで99.6%、800nmで99.9%であり、試験Fの曇り値は0.32%であった。
さらに、耐摩耗性の処理をしていないベース・シートBの側において、この複合シートに対し接着剤の層Cを表すアクリルをベースにした接着剤転写テープを積層化した。このようにこの複合シートに任意所望の基質を被覆することは容易であった。
Claims (30)
- 重合体のベース・シートおよび重合体のワニス層を含んで成る複合シートであって、該ワニス層は
− 鉛筆の硬さで表される耐摩耗性が少なくとも4Hであり、
− 該複合シートをぴったりと隣接させた厚さ100μmの2枚の金属片の縁の周りで曲げた場合、ワニス層が破断しないか或いはベース・シートから層剥離を起こさないような可撓性をもち;また
該ワニス層は
− 該ワニス層を形成する調合物を5μmの厚さでスライドに被覆しワニス層を硬化させて決定される透過率が、被覆しないスライドの透過率と比較して波長400nm、600nmおよび800nmにおいて少なくとも85%であり、
− 曇りの測定により決定された濁度が5%以下である、
という光学的特性をもっていることを特徴とする複合シート。 - ワニス層は、被覆した方向において表面のプロフィルの最大の高さを3回測定して得られる平均値として決定された表面の粗さが0.3μm以下であることを特徴とする請求項1記載の複合シート。
- ワニス層は0.5〜50g/m2の坪量をもっていることを特徴とする請求項1または2記載の複合層。
- ワニス層は多層構造をもっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載された複合層。
- ワニス層はベース・シートの上にすでに被覆されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載された複合層。
- ワニス層とベース・シートとの間に少なくとも一つの更なる層が存在していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載された複合シート。
- ワニス層は、少なくとも一つの(メタ)アクリレート官能基を含む少なくとも1種の化合物、および少なくとも二つの(メタ)アクリレート官能基を含む少なくとも1種の化合物を含んで成る調合物からつくられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載された複合シート。
- ワニス層は、シリコーン含有添加物を含んでいない調合物からつくられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載された複合シート。
- ベース・シートは5〜500μmの層の厚さをもっていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載された複合シート。
- ベース・シートは多層構造をもっていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載された複合シート。
- ベース・シートは透明で無色であるか;透明で着色しているか;或いは不透明で且つ着色していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載された複合シート。
- ベース・シートはポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、および/またはポリエステルから製造されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載された複合シート
。 - さらに接着剤の層を有していることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載された複合シート。
- 接着剤の層は、ベース・シートのワニス層から遠い方の側にあることを特徴とする請求項13記載の複合シート。
- 接着剤の層は感圧性接着剤からつくられていることを特徴とする請求項13または14記載の複合シート。
- 感圧性接着剤は2〜500g/m2の坪量をもっていることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一つに記載された複合シート。
- 感圧性接着剤は、一般構造式
CH2=CH(R1)(COOR2) (I)
但し式中R1はH、またはCH3、R2はH、または直鎖の、分岐した、或いは環式の飽和または不飽和の炭素数が1〜30のアルキル基である、
のα,β−不飽和アルキルエステルを含んで成る調合物から得られるランダム共重合体からつくられることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一つに記載された複合シート。 - ベース・シートは透明で無色であるか;透明で着色しているか;或いは不透明で且つ着色していることを特徴とする請求項13〜17のいずれか一つに記載された複合シート。
- 請求項1〜18のいずれか一つに記載された複合シートの製造法であって、該方法は
− ワニス層を形成するワニス調合物をベース・シートに被覆し、
− ワニス調合物を硬化させてワニス層をつくる
ことを特徴とする方法。 - ワニス調合物は少なくとも30cmの作業幅をもったウエッブ(web)の形でベース・シートに被覆されることを特徴とする請求項19記載の方法。
- ワニス調合物は少なくとも50cmの作業幅をもったウエッブの形でベース・シートに被覆されることを特徴とする請求項20記載の方法。
- ワニス調合物をベース・シートに被覆した後で且つワニス調合物が硬化する前に、ベース・シートから遠い方にある面の側においてワニス調合物を保護シートで覆うことを特徴とする請求項19〜21のいずれか一つに記載された方法。
- ワニス層が硬化した後で且つ複合シートを基質に適用する前に、保護シートを取り外すことを特徴とする請求項22記載の方法。
- ワニス調合物をベース・シートに被覆する前または後で接着剤の層をベース・シートに被覆することを特徴とする請求項19〜23のいずれか一つに記載された方法。
- 装飾用、情報保有用、またはデータ保存用のシートとしての、或いは基質を被覆するための請求項1〜18のいずれか一つに記載された複合シートの使用。
- 基質は自動車の機素または車輛の部材であることを特徴とする請求項25記載の使用。
- 自己接着性のシート、テープまたはラベルとしての、片側が自己接着性をもつ上記請求項の少なくとも一つに記載された複合シートの使用。
- 装飾保有用、情報保有用、および/またはデータ保存用の自己接着性のシート、テープまたはラベルとしての、片側が自己接着性をもつ複合シートの使用。
- 個々のホログラムのデータの内容がディジタル情報ばかりではなく、マイクロテキスト、マイクロスクリプト、および/またはマイクロ画像も含んでいることができる個々のホログラム、マイクロテキスト、マイクロスクリプト、および/または画像を保存するための請求項28記載の片側が自己接着性をもつ複合シートの使用。
- 装飾、情報および/またはデータを包装材、製品、構成機素、自動車の部材、または車輛の部材の上に固定するための請求項28または29記載の使用。
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