JP2012179891A - 金属素材の加飾方法、および該加飾方法による加飾成形体 - Google Patents
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Abstract
【効果】本発明により、金属基材に対して経済的に優れた方法で、デザイン性の高い加飾を実現することが可能となり、低コストで美しい加飾成形体が得られる。また、PP、ABS、ポリカーボネート、塩ビ等のプラスチック部品と金属部品が複合化された部材に対しても一度に加飾を施すことが出来る。
【選択図】なし
Description
加えて、塗装工程において、例えば、下塗りに熱硬化型エポキシ系樹脂を塗装し、上塗りに熱硬化型のアクリル樹脂ハードコートを塗装する場合は、塗装に不良が発生した際に不良箇所の修繕(ペーパーがけ、パテ埋め処理、リコート塗装)をするのが一般的であるが、表面の平滑性や、色調の均一性が著しく低下するといった難点がある。また、携帯電話等の筐体で用いられるプラスチック素材とマグネシウム合金素材の複合材を対象とする場合、プラスチック筐体部の上塗りにはUV硬化性塗料が用いられ、マグネシウム筐体部には2液ウレタン系樹脂の塗料が用いられると、耐磨耗性、表面の平滑性、光沢度などの色調に均一性がなく、また、生産性やデザイン性に大きな制約があるのが現状である。
即ち本発明は、真空圧空成形によって加飾フィルムを金属基材に貼合させる加飾方法であって、該金属材料と接する該加飾フィルムの接着層が少なくとも極性基を有するプロピレン系共重合体(A)を含むものである。この共重合体(A)は1−ブテンを含むことが好ましい。また、前記極性基が水酸基、無水カルボン酸、−COOX(X:H、M)(Hは水素、Mはアルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン類由来の陽イオン)であることが好ましい。この極性基量は極性基換算でプロピレン系共重合体(A)中、0.1〜15重量%である。更に、極性基は無水マレイン酸由来であることが好ましい。
また、上記金属材料はSUS、Mg合金、ED鋼板、アルミニウム合金の何れかであることが好ましい。また、本発明は上記加飾方法によって加飾された成形体である。
プロピレン系共重合体(A)
本発明に用いられる少なくとも極性基を有するプロピレン系共重合体(A)は、プロピレンを55〜95モル%、好ましくは55〜85モル%含むものである。共重合物としては、好ましくは1−ブテンであり、これを5〜45モル%、好ましくは15〜45モル%の量で共重合している。
このプロピレン系共重合体は、プロピレンおよび1−ブテン以外のオレフィンから導か
れる単位を、少量、例えば10モル%以下、望ましくは5モル%以下の量で含んでいても
よい。共重合させるモノマーとしては、エチレンや、炭素数4から6のα−オレフィンである。α−オレフィンとしては、例えば、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセンなどを挙げることができる。さらに本発明の効果を阻害しない範囲で、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン類や、1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、5−エトリデン−2ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、2,5−ノルボナジエンなどの非共役ジエン類が挙げられる。
本発明に用いるラジカル発生剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。
また、極性基として−COOX(X:H、M)を導入する場合は、−COOXの素となるカルボン酸を有するビニル化合物を用いる。例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸などが例示される。また、無水カルボン酸をアミン、アルコール、水等の活性水素を有する化合物を作用させてカルボキシル基とエステル基やアミド基を誘導した物も本発明に供する。
また、極性基として無水カルボン酸を導入する場合は、ナジック酸TM(エンドシス−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸)、無水マレイン酸、無水シトラコン酸などが例示できる。これらの単量体は単独で用いることもできるし、また2種類以上のものを用いることもできる。また、これらの中でも、無水カルボン酸が好ましく、さらには無水マレイン酸が好ましい。
本発明の接着剤は、プロピレン系共重合体(A)の他に、ポリプロピレン・ポリブテン樹脂を除く他のオレフィン系樹脂(B)を含んでも良い。この他のオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテンの単独重合体、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同士のランダムあるいはブロック共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・オクテン共重合体、プロピレン・オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・ターポリマー、環状ポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニル、エチレン・不飽和カルボン酸の共重合体、エチレン・ビニルアルコール、アイオノマー樹脂等が挙げられる。
プロピレン系共重合体(A)と他のオレフィン系樹脂(B)の重量比は、金属基材との接着性を確保する上で、(A)100重量部に対して、0〜70重量部、好ましくは0〜30重量部、更に好ましくは0〜10重量部である。
印刷法としては、例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法及びオフセット印刷法が挙げられる。
塗工法としては、例えば、フローコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、キスリバースコート法、マイクログラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ロッドコート法、ロールドクターコート法、エアナイフコート法、コンマロールコート法、リバースロールコート法、トランスファーロールコート法、キスロールコート法、カーテンコート法及びディッピングコート法が挙げられる。
該意匠層を有するフィルムの材質としては、アクリルフィルム、PETフィルム、ポリカーボネートフィルム、COCフィルム、塩化ビニルフィルム等の熱可塑性フィルムが挙げられる。
プロピレン/1-ブテン共重合体(プロピレン含有量 67.2%)(樹脂A−1)3kgを10Lのトルエンに加え、窒素雰囲気下で145℃に昇温し、該共重合体をトルエンに溶解させた。さらに、攪拌下で無水マレイン酸382g、ジ−tert−ブチルパーオキシド175gを4時間かけて系に供給し、続けて145℃で2時間攪拌を行った。冷却後、多量のアセトンを投入し変性された共重合体を沈殿させ、ろ過し、アセトンで洗浄した後、真空乾燥することで、無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体(樹脂A−2)を得た。
得られた無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体の融点は77.0℃、無水マレイン酸のグラフト量は1%であった。さらにこれをトルエンに溶解させ不揮発分20%の、無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体とトルエンからなる接着剤ワニスを得た。
上記接着剤ワニスをダイコーターを用いて膜厚75μm幅600mmで膜厚38μの離型PETフィルム上に塗工し、搬送速度0.6m/minで60℃〜95℃の乾燥炉を通過させ、接着層付き離型PETフィルムを得た。
加飾フィルムとして加飾された三菱レイヨン社製アクリルフィルム(アクリプレンHBS010膜厚100μm)を用いた。加飾フィルムと接着層付き離型PETフィルムをラミネーターを用い80℃、圧力0.8kgf、ライン速度1.5m/minでラミネートして、接着層付き加飾フィルムを得た。
作成した加飾フィルムを3cm角に切断し、一晩静置した後、離型PETフィルムを剥がし、人差し指で接着層を触った感触より接着層のタック性を次の3段階で評価した。
○ フィルムは不動で、指先に粘着感は一切感じられない
△ フィルムは不動だが、指先に粘着感が感じられる
× フィルムが指に付き机上から持ち上がる
(実施例1)
作成した接着層付き加飾フィルムを2cm×11cmのサイズに切断した。離型PETフィルムを剥がし、Mg合金(大阪富士工業社製 AZ31B)と接しさせ、ヒートシーラー(テスター産業社製 TP−701−B)を用いて、100℃、0.3MPaで20秒間圧着させた。その際、フィルム短辺側の加飾フィルムと基材間に紙を挿入し、剥離端として非接着領域を作成した。
試験片は一晩静置した後、幅1cmの短冊状にカッターで切り目を入れ、オートグラフ(島津製作所社製 AGS−500B)を用いて、剥離端より180°、100mm/minの条件で加飾フィルムを剥離し、剥離強度を測定した。測定結果より次の基準で評価した。
◎ 10 N/cm以上,
○ 8 N/cm以上 10 N/cm未満
△ 3 N/cm以上 8 N/cm未満
× 3 N/cm未満
(実施例2)
Mg合金をSUS304(JIS G4305)に変更した以外は実施例1と同様に試験を行い、剥離強度を測定した。
Mg合金をED鋼板(江口巌商店社製 GT10)に変更した以外は実施例1と同様に試験を行い、剥離強度を測定した。
接着剤ワニスを調製する際、無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体を無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体(A−2) 90部、プロピレン/1-ブテン共重合体(A−1) 10部の混合物に変更した以外は実施例1と同様に試験を行い、剥離強度を測定した。
Mg合金をSUS304(JIS G4305)に変更した以外は実施例4と同様に試験を行い、剥離強度を測定した。
作成した接着層付き加飾フィルムを500mm×500mmのサイズに切り出し、両面真空成形機(布施真空社製; NGF型)を用いて、Mg合金製(AZ91D)の携帯筐体に対して加飾試験を行った。
基材のMg合金は予め100℃で予熱し、成形温度140℃、圧力300kPa、加圧時間5sで加飾フィルムを貼合させた。
得られた成形体の外観を観察し、更に、室温24時間後、ならびに60℃温水12時間浸漬後の成形体に対して、碁盤目剥離試験(JIS K5600−5−6)に準じて接着性を評価し、剥離数を記録した。
Mg合金基材をAl合金基材(ADC12)に変更した以外は実施例4と同様に試験を行い、加飾試験を行った。
Mg合金基材をMg合金/PC複合部材に変更した以外は実施例4と同様に試験を行い、加飾試験を行った。
上記ワニスの調製において、無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体を酸変性塩素化PP(東洋紡社製 ハードレン F−2P)に代えた以外は同様に接着剤ワニスを調製し、同様に加飾フィルムを製造した後、実施例1と同様にMg合金に対する接着性を評価した。
上記ワニスの調製において、無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体ワニスを市販のアクリル系粘着材ワニス(東亞合成社製 アロンタック S−1511X)に代えた以外は同様に加飾フィルムを製造し、実施例1と同様にMg合金に対する接着性を評価した。
上記ワニスの調製において、無水マレイン酸変性プロピレン/1-ブテン共重合体ワニスを市販のアクリル系粘着材ワニス(東亞合成社製 アロンタック S−1511X)に代えた以外は同様に加飾フィルムを製造し、実施例6と同様にMg合金に対する加飾試験を行い、接着性を評価した。
Claims (7)
- 真空圧空成形によって加飾フィルムを金属基材に貼合させる加飾方法であって、該金属材料と接する該加飾フィルムの接着層が少なくとも極性基を有するプロピレン系共重合体(A)を含む加飾方法。
- 前記プロピレン系共重合体(A)が1−ブテンを含む請求項1記載の加飾方法。
- 前記極性基が水酸基、無水カルボン酸、−COOX(X:H、M)(Hは水素、Mはアルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン類由来の陽イオン)である請求項1記載の加飾方法。
- 前記極性基量が極性基換算でプロピレン系共重合体(A)中、0.1〜15重量%である請求項1記載の加飾方法。
- 前記極性基が無水マレイン酸由来である請求項1記載の加飾方法。
- 前記金属材料がSUS、Mg合金、ED鋼板、アルミニウム合金の何れかである請求項1記載の加飾方法。
- 請求項1〜6何れかに記載の方法よって加飾された成形体。
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