JP2013163329A - 積層シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】機能層をポリエステル基材シート上にコーティングにより積層した積層シートにおいて、シワに代表される外観不良を排除し、かつ形態安定性が優れたものを提供することを課題とする。より詳細には、ロール・ツー・ロール方式により基材上に機能層を含む塗液を塗布し機能層を形成する方法で製造される積層シートにおいて、製造時のシワを排除し、また熱収縮率の値と、面内の熱収縮率の異方性が小さいことに代表される形態安定性に優れた積層シートを提供することを課題とする。
【解決手段】ウェブ状の基材シートの少なくとも一方の面に機能層を備える積層シートであって、前記基材シートがポリエステルからなり、かつ、該積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートとした。
【選択図】図１
【解決手段】ウェブ状の基材シートの少なくとも一方の面に機能層を備える積層シートであって、前記基材シートがポリエステルからなり、かつ、該積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートとした。
【選択図】図１
Description
本発明は、ポリエステルからなる基材上に樹脂を主成分とする機能層を設けた積層シートに関する。特に、ガラス等に貼着できる熱線遮蔽シートに関する。
プラスチックシートには、屋内、屋外に設置する物品あるいは物品の一部として使用される場合がある。このようなプラスチックシートの例としては、熱線遮蔽シートが挙げられる。熱線遮蔽シートは、プラスチックシートの基材に、耐湿性・耐熱性・熱線遮蔽性・耐擦傷性・粘着性といった、シートの目的性能を発現させる機能層を積層して形成される。目的性能とコストの兼ね合いから多く用いられるプラスチックシートの基材にはポリエステル、とくにポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるシートを用いることができる。そして、ポリエステルシートの基材表面に機能層を積層する方法としては、ラミネートやコーティングがあげられる。
熱線遮蔽シートは、建物の窓、乗物の窓、あるいは冷蔵、冷凍ショーケースの窓などにおいて、暑さの軽減、省エネルギー化を図るために用いられる。これらの窓に熱線（赤外線）を反射または吸収する性能をもったシートを貼着し、熱線を遮蔽するのである。このような熱線反射シートは、多くの場合、プラスチックシートの基材に、熱線遮蔽層を、コーティングにより設けて形成される。また、屋外用途に耐えうるように、保護性、自己洗浄性、耐候性といった性質を熱線遮蔽層に付与する、ないしは別途に層として設けることが多い。
このような機能層を設ける際に用いられる手法の一つとして、ウエットコーティングが挙げられる。機能層を基材上に積層するにあっては、巻き取り状の基材（ウェブ）を用い、ロール・ツー・ロール方式により基材上に機能層の構成成分を含む塗液を塗布し機能層を形成するウエットコーティングによる製造方法が、一般的にいって製造コストが安価な製造方法である。
機能層を基材上にウェットコーティングにより積層するにあっては、塗液を塗布して塗膜を形成したのち、塗膜中の溶媒成分を除去する必要がある。この操作は熱風などを用いた加熱による乾燥が一般的である。加熱乾燥の場合、その温度は塗液によって異なる。使用する溶剤が高温でないと効率的に蒸発しないもの、たとえば沸点が高いものや塗膜中に残留しやすいものであれば、溶剤を除去するには高温で加熱する必要がある。また、塗液に含まれる樹脂や添加剤などに、何らかの化学的反応を起こす必要がある場合、反応が十分に進むために高温を付与することが必要な場合もある。
このように、コーティングの過程で高温加熱が必要となった場合、基材のプラスチックが変形し、シワに代表される不良が生じる。これは加熱温度が基材シートのガラス転移点を超える温度で行われる場合に特に顕著に問題になる。シワが生じた場合、積層シートの用途においては外観上ないし性能上の問題が生じる。熱線遮蔽シートにあっては、平滑なガラス表面に貼りあわされるためシワが無きことが高いレベルで要求される。なお、基材は、一般的に２００μｍ以下の厚さのものをフィルム、２００μｍ以上の厚さのものをシートと呼ぶが、その区別は必ずしも明確ではない。本発明でシートと表記するものはフィルムと呼ばれるものも含み、膜状成形物を指すものとする。
また、プラスチックからなる基材シートにガラス転移点を超えるような高温を付与して機能層を形成した場合は、たとえば熱収縮率といった、基材に由来する形態安定性を代表する物性値が変化する場合が多い。基材の熱収縮を制御する必要性に関しては、特許文献３に記載されている。特許文献３においては、熱線遮蔽シートとしてプラスチックシートを用いる場合、１５０℃、３０分処理における熱収縮率を−１．０〜１．２％とした場合、熱線遮蔽シートをガラス板に付着して使用した際の、平滑性の悪化やガラス板の反りが軽減できるとしている。このようなプラスチックシートを得る方法は、プラスチックシートを１００℃以上の温度で熱処理する、ないしはシートを製膜する際の延伸率を制御することで得られるとされている。
しかしながら、ロール・ツー・ロール方式により機能層を積層することにより連続生産する方式において、基材シートを予め熱処理しておくという作業は、工程数を増やし生産上望ましくない。また、シートの製膜時の延伸率を予め制御しておく手法は、状況が可能であれば望ましい方法ではあるが、市場に流通している汎用プラスチックシートを用いる場合に比べて時間ないしコストを要し、生産コスト上不利になる場合が多いと考えられる。また、積層シートを別の用途を考えた場合、熱収縮率が面内の方向で異なってくる、異方性が問題となる場合がある。
本発明にあっては、機能層をポリエステル基材シート上にコーティングにより積層した積層シートにおいて、シワに代表される外観不良を排除し、かつ形態安定性が優れたものを提供することを課題とする。より詳細には、ロール・ツー・ロール方式により基材上に機能層を含む塗液を塗布し機能層を形成する方法で製造される積層シートにおいて、製造時のシワを排除し、また熱収縮率の値と、面内の熱収縮率の異方性が小さいことに代表される形態安定性に優れた積層シートを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、ウェブ状の基材シートの少なくとも一方の面に機能層を備える積層シートであって、前記基材シートがポリエステルからなり、かつ、該積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートとした。
また、請求項２に係る発明としては、前記基材シートを構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の積層シートとした。
また、請求項３に係る発明としては、前記基材シートの厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層シートとした。
また、請求項４に係る発明としては、前記積層シートの厚みが１００μｍより大きく１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の積層シートとした。
また、請求項２に係る発明としては、前記基材シートを構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の積層シートとした。
また、請求項３に係る発明としては、前記基材シートの厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層シートとした。
また、請求項４に係る発明としては、前記積層シートの厚みが１００μｍより大きく１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の積層シートとした。
また、請求項５に係る発明としては、ロール・ツー・ロール方式によりウェブ状の基材シートの少なくとも一方の面に機能層を備える積層シートの製造方法であって、連続走行する基材シートの一方の面に塗液を塗布し機能層を形成する工程を備え、前記基材シートがポリエステルからなり、かつ、前記積層シートを、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートの製造方法とした。
また、請求項６に係る発明としては、前記機能層形成前の基材シートを２２０℃で５分加熱した際の長手方向の熱収縮率が４．５０％以上８．００％以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項７に係る発明としては、前記機能層形成前の基材シートを２２０℃で５分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が０．８以上２．０以下の範囲内であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項８に係る発明としては、前記基材シートを構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項９に係る発明としては、前記基材シートの厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項１０に係る発明としては、前記積層シートの厚みが１００μｍより大きく１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項６に係る発明としては、前記機能層形成前の基材シートを２２０℃で５分加熱した際の長手方向の熱収縮率が４．５０％以上８．００％以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項７に係る発明としては、前記機能層形成前の基材シートを２２０℃で５分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が０．８以上２．０以下の範囲内であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項８に係る発明としては、前記基材シートを構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項９に係る発明としては、前記基材シートの厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の積層シートの製造方法とした。
また、請求項１０に係る発明としては、前記積層シートの厚みが１００μｍより大きく１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の積層シートの製造方法とした。
本発明者は、基材であるポリエステルシートの長手方向（走行方向、ＭＤ）と幅方向（走行方向と垂直方向、ＴＤ）における熱収縮率（１５０℃／３０ｍｉｎ）を所定の範囲内とすることにより、ロール・ツー・ロール方式により基材上に機能層を含む塗液を塗布し機能層を形成する方法で製造した積層シートをシワが無く、外観に優れるものとすることができた。
本発明の積層シートおよびその製造方法について説明する。
図１に本発明の積層シートの説明断面図を示した。
本発明の積層シート（１）にあっては、基材シート（１１）の片面に機能層を備える。具体的には、基材（１１）の一方の面に機能層（１２）を備える。本発明の積層シート（１）にあっては、機能層（１２）は基材上に機能層を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することによって形成される。
図１に本発明の積層シートの説明断面図を示した。
本発明の積層シート（１）にあっては、基材シート（１１）の片面に機能層を備える。具体的には、基材（１１）の一方の面に機能層（１２）を備える。本発明の積層シート（１）にあっては、機能層（１２）は基材上に機能層を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することによって形成される。
図２に本発明の別の態様の積層シートの説明断面図を示した。
本発明の積層シート（１）にあっては、基材シート（１１）の両方の面に機能層を備える。具体的には、基材シート（１１）の一方の面に第１の機能層（１３）を備え、基材シート（１１）のもう一方の面に第２の機能層（１４）を備える。本発明の積層シート（１）にあっては、第１の機能層（１３）は基材上に機能層を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することによって形成される。第２の機能層（１４）は、は基材上に機能層を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することによって形成してもよいし、予めシート状に成形した機能層をラミネートすることにより形成してもよい。なお、第１の機能層（１３）と第２の機能層（１４）は同一であってもかまわないし、異なるものであってもかまわない。また、第１の機能層（１３）と第２の機能層（１４）の積層順は制限されるものではない。
本発明の積層シート（１）にあっては、基材シート（１１）の両方の面に機能層を備える。具体的には、基材シート（１１）の一方の面に第１の機能層（１３）を備え、基材シート（１１）のもう一方の面に第２の機能層（１４）を備える。本発明の積層シート（１）にあっては、第１の機能層（１３）は基材上に機能層を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することによって形成される。第２の機能層（１４）は、は基材上に機能層を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することによって形成してもよいし、予めシート状に成形した機能層をラミネートすることにより形成してもよい。なお、第１の機能層（１３）と第２の機能層（１４）は同一であってもかまわないし、異なるものであってもかまわない。また、第１の機能層（１３）と第２の機能層（１４）の積層順は制限されるものではない。
なお、本発明の積層シートにあっては、機能層、第１の機能層、第２の機能層の他に、さらに機能層を設けても良い。本発明の積層シートにあっては、巻取り状の基材を用い、基材を連続走行させることによりロール・ツー・ロール方式により基材上に機能層が連続形成される。
本発明の積層シートにあっては、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向（走行方向、ＭＤ）の熱収縮率を幅方向（走行方向と垂直方向、ＴＤ）の熱収縮率で除した値（ＭＤ熱収縮率／ＴＤ熱収縮率）が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする。
図３に本発明の積層シートの長手方向及び幅方向を説明するための説明図を示した。本発明にあっては、ウェブ状の基材シートが巻き取りロールになっているものを想定しており、ロール・ツー・ロールで機能層を形成する際の基材の走行方向（ＭＤ）を長手方向としている。一方、長手方向ＭＤに対し垂直方向（ＴＤ）を幅方向としている。なお、ＭＤとはＭａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎの略語であり、ＴＤはＴｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎの略語である。
本発明において、製造した積層シートが、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、１．０を超えるような場合にあっては、製造時に、積層シートにシワが生じ外観不良となってしまった。また、−２．８に満たない場合であっても同様に、製造時に積層シートにシワが生じ外観不良となってしまった。シワのない積層シートとするには、製造後の１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下に保つような方法で製造しなければならない。
また、本発明において、製造した積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内に保つことには次のような利点もある。積層シートの用途において、積層シートに加工のため穴や切れ込みを入れて使用されることがある。また、他の材料とのラミネートや成型など、高温下に一定時間さらす作業があることも考えられる。このような操作をおこなった場合に、積層シートの熱収縮率の異方性が大きい場合、それに由来するひずみによる穴ないし切込みへの応力集中からシートが破損する可能性が高まる。また、長手方向ＭＤの熱収縮率と幅方向ＴＤの熱収縮率の割合が不適であると、形態安定性に不良が生じる可能性がある。本発明において、製造した積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内であることはこのような形態安定性不良・破損を防ぐことができる。
本発明の、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内である積層シートは、加工前の基材シートを適切なものに選定することによって好適に得ることができる。以下、その基材シートの選定条件を記す。
本発明の、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下である積層シートを得るためには、基材シートが次のような性質を持っていることが望ましい。すなわち、加工前の基材シートは、２２０℃で５分加熱した際の、基材の長手方向における熱収縮率が４．９０％以上８．００％以下の範囲内であることが望ましい。なお、ここでの熱収縮率は、製造加工前の、機能層がまだ積層されていない、基材シートの値であることに注意されたい。このような基材を選定して、機能層を構成する塗液を塗布し、高温で乾燥することで、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートを製造することが可能となる。２２０℃で５分加熱した際の基材の長手方向における熱収縮率が８．００％を超える場合にあっては加熱乾燥によって得られる積層シートが外観不良となってしまうことがある。また、基材の長手方向における熱収縮率が４．９０％に満たない場合であっては、長手方向の熱収縮率と幅方向の熱収縮率の割合が不適となり加熱乾燥によって得られる積層シートがシワにより外観不良となってしまうことがある。
さらには、本発明にあっては加工前の基材シートは、２２０℃で５分加熱した際の長手方向ＭＤの熱収縮率を幅方向ＴＤの熱収縮率で除した値が０．８以上２．０以下の範囲内であることが好ましい。このような基材を選定することにより、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートを製造することが可能となる。２２０℃で５ｍｉｎ加熱した際の基材の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が２．００を超える場合にあっては、長手方向の熱収縮率と幅方向の熱収縮率の割合が不適となり加熱乾燥によって得られる積層シートが、しわなどを生じる外観不良となってしまうことがある。一方、２２０℃で５ｍｉｎ加熱した際の基材の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が０．８０を下回る場合にあっては加熱乾燥によって得られる積層シートがしわなどを生じる外観不良となってしまうことがある。
本発明の積層シートの製造方法にあっては、加工前の基材シートに、単に熱収縮率の小さいものを用いればよいというものではない。本発明の積層シートの製造方法において重要なことは基材の長手方向ＭＤの熱収縮率が０に近いことではなく、所定の範囲内であることである。
なお、本発明において積層シートおよび加工前の基材シートの長手方向ＭＤおよび幅方向ＴＤの熱収縮率は、ＪＩＳ Ｋ７１３３（１９９９）に準ずる方法で求めることができる。本発明において基材の長手方向ＭＤおよび幅方向ＴＤの熱収縮率は、基材に張力のかからない状態で２２０℃５ｍｉｎ加熱した際の熱収縮率である。
図４〜図６に、積層シート及び基材シートの熱収縮率の測定方法の説明図を示した。
積層シート熱収縮率は、図４に示したように、ＭＤ方向に対して積層シートを４分割する線を引き、ＴＤ方向に、ＭＤ方向と垂直になるように一本の線を引き、各線の交差する点三点を中心として上記の２００ｍｍ×２００ｍｍの切片を切り出し、この３切片の収縮率を平均して、積層シートの収縮率とするのが望ましい。しかし、寸法の問題上このような手段がとれない場合は、中心部分から１切片のみから切り出して、その値を積層シートの熱収縮率としてもよいと考えられる。
次に、図５に示したように、２００ｍｍ×２００ｍｍに切り出した積層シートを、さらに１８０ｍｍ×１８０ｍｍの正方形の頂点に、カッターの刃で十字に傷をつけてマーキングをおこない、測定片とした。次に、図６に示したように得られた測定片について、０．５ｍｍ目盛りの定規にて、各頂点の距離ａ、ｂ、ｃ、ｄを求めた。次に、測定片について、オーブン中、２２０℃５ｍｉｎ、カオリン床上に静置して加熱をおこない、加熱後の測定片について加熱前と同様に頂点間の距離の計測をおこない、各頂点の距離ａ´、ｂ´、ｃ´、ｄ´を求めた。なお、加熱温度は、オーブン内空気を熱電対により実測している。
加熱前の各頂点の距離ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび加熱後の各頂点の距離ａ´、ｂ´、ｃ´、ｄ´から以下の式により熱収縮率を求めた。
以上のようにして、積層シートの熱収縮率は求められる、加工前の基材シートの熱収縮率についても同様にして求めることができる。なお、積層シートのＭＤとＴＤが不明である場合は、熱収縮率の値が大きい方がＭＤであるとみなすことができる。
本発明の積層シートにおける基材は、ポリエステルからなる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を使用することができる。
中でも、基材シートとしてポリエチレンテレフタレートシート（ＰＥＴシート）を用いることが好ましい。ＰＥＴシートはその供給上の観点から低コストであり、かつ加工時の熱、溶剤、折り曲げ等の負荷に対する耐性が高く、透明性が高いため、熱線遮蔽シートとして使用する上で望ましい。また、バリア性や電気絶縁性が優れているため、屋外用途で使用する上で好ましい。なおバリア性や電気絶縁性を保つ為には、ＰＥＴシートの厚みは１００μｍ以上であることが好ましい。また、操作性やコストの面から、ＰＥＴシートの厚みは１０００μｍ以下であることが好ましい。透明性を必要とする熱線遮蔽シートやディスプレイの前面保護シートなどの用途では３００μｍ以下であることが望ましい。
ＰＥＴシートは機械的特性が好適でありかつ低コストなものとして、逐次二軸延伸法により作製されたものが使用可能である。本発明の積層シートの製造方法にあっては、基材として二軸延伸法で作製された延伸ＰＥＴシート等の延伸シートを用いたとしても、２２０℃で５分加熱した際の基材の長手方向における熱収縮率を所定の範囲内とすることにより、外観に優れた積層シートとすることができる。
かかるＰＥＴシートのうち、本発明の積層シートに用いる基材シートとして特に有効であるのは一般に「一般グレード」と呼ばれているＰＥＴシートである。ＰＥＴシートには一般に「耐熱グレード」と呼ばれている、耐熱性・耐加水分解性を付与したグレードのものも市場に出ているが、これは原料となるＰＥＴポリマーや、結晶化の処理に一般グレードとは異なる特殊な処理を施しており、前述した、本発明の積層シートの製造方法における、基材の選定に当たる条件を満たしておらずとも、本発明の積層シートを製造することが可能である場合がある。しかし、「耐熱グレード」のＰＥＴは高価であるためコスト的に非常に不利である。本発明を適用することで、コスト的に有利な「一般グレード」のＰＥＴシートを用いて、外観・形態安定性に優れた積層シートを製造することが可能になる。
また、機能層（１３）を形成する物質としては、積層シートの用途に応じて適宜選定される。機能層は樹脂組成物によって形成され、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂等の透明合成樹脂をあげることができる。耐候性の点でシリコーン樹脂、フッ素樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂を用いることができ、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、熱硬化樹脂の中から適宜詮索される。
熱線遮蔽シートとして用いる場合、機能層（１３）は、熱線遮蔽材料及びバインダを含む樹脂組成物からなる層とすることができる。熱線遮蔽材料は、一般に８００〜１２００ｎｍの波長に吸収極大を有する無機系材料又は有機系色素である。例えば、タングステン酸化物及び／又は複合タングステン酸化物、インジウム−錫酸化物、錫酸化物、アンチモン−錫酸化物、フタロシアニン系色素、金属錯体系色素、ニッケルジチオレン錯体系色素、シアニン系色素、スクアリリウム系色素、ポリメチン系色素、アゾメチン系色素、アゾ系色素、ポリアゾ系色素、ジイモニウム系色素、アミニウム系色素、アントラキノン系色素等を挙げることができる。本発明においては、これらの色素を特に制限無く、単独又は組み合わせて使用することができる。
上記樹脂組成物に含まれるバインダとしては、公知の熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を使用することができる。例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂等の透明合成樹脂をあげることができる。耐候性の点でシリコーン樹脂、フッ素樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂が好ましく、特に紫外線硬化性樹脂が好ましい。紫外線硬化性樹脂は、短時間で硬化させることができ、生産性に優れているので好ましい。樹脂組成物は、硬化方法に応じて熱重合開始剤、光重合開始剤を含むことができる。
また、上述のような機能層には、基材シートとの接着性、耐候性、耐擦傷性、その他特性の変更を目的として添加剤を加えることができる。このような添加剤としては、硬化剤、架橋剤、架橋促進剤、触媒などがある。基材シートとの接着性の観点からは、硬化剤および架橋剤として、アクリル、ウレタン、脂肪族ポリエステル、ポリエーテル、エチレンビニルアルコール共重合体、アミド、ユリア、ポリカーボネートが基本骨格であり、かつ、カルボン酸、スルホン酸、アミン、イソシアネート、エポキシ、水酸基、無水酸などよりなる官能基を有する化合物、およびそれらの混合物であり、機能層を形成する主成分のポリマーと親和性を持つものが望ましい。
また、機能層には、シートの不透明化、着色化やその他光学特性の変更を目的として顔料やフィラーを加えることができる。このような顔料やフィラーとしては、二酸化チタン、表面処理二酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、ポリアミドパウダー、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、シリカ、表面処理シリカなどが挙げられる。また、機能層層に、紫外線吸収剤、熱安定化剤、バリア粒子等の機能性材料を含有させることもできる。また、機能層層の他にさらに機能層を設けることもできる。他の機能層としては、アルミ箔層や無機化合物からなるバリア層を例示することができる。
図７に上記の積層シートの製造装置の一例を示した。図７の積層シートの製造装置にあっては、ロール・ツー・ロール方式により製造される。基材シートを巻出し部（２１）から巻取り部（２５）まで複数のガイドロール（２２）を介して長手方向（走行方向）ＭＤにしたがって連続走行させ、走行する基材シートを塗布ユニット（２３）および加熱乾燥ユニット（２４）を通過させることにより、基材シート上に機能層形成材料を含む塗液を塗布し塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥させ、必要に応じて硬化ユニット（２７）にて硬化させ、機能層が形成される。また、必要に応じて、塗布ユニット前（２３）前には表面処理ユニット（２６）が設けられ、基材シートに表面処理がなされる。
図７で示した製造装置で製造する積層シートの製造方法にあっては、塗布方法としては公知の方法を用いることができる。具体的には、基材上に機能層を含む塗液を塗布するための塗工方法としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーターを用いた塗布方法を用いることができる。なお、図４で示した塗布ユニット（２３）は、グラビアコーターであり、インキパン（２３４）中に塗液（２３３）が充填され、グラビアロール（２３１）、バックアップロール（２３２）の間を基材シートが通過する。
図７で示した製造装置で製造する積層シートの製造方法にあっては、連続走行する基材上に機能層を含む塗液を塗布する前に塗布面に対し、形成される機能層層の基材に対する接着性を向上するために、表面処理を施してもよい。このような表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、グロ−放電処理、フレーム処理、ＵＶオゾン処理、エキシマレーザー光又はＡｒＦエキシマレーザー光による処理などが挙げられる。
塗布ユニットを通過することにより基材上に機能層を含む塗膜が形成された後、基材は加熱乾燥ユニットであるオーブン（２４）を通過することにより加熱乾燥され、機能層が形成される。塗膜を加熱乾燥することにより、塗膜中の溶媒が除去され、機能層を面内に均一に成膜することができる。オーブンとしては、公知のものを適当に用いればよいが、特に熱風を基材表面にあてて加熱する形式のものが、溶媒除去等の乾燥効率の点や、オーブンのメンテナンスの簡便さの点からいって望ましい。
オーブン内温度は、基材シートに対する熱処理を行うために、溶媒除去に必要な温度より高くすることができる。たとえばオーブン内温度を２２０℃に設定すると、１〜２分の短時間で、望ましい外観・形態安定性を有する積層シートを得ることができる。加熱乾燥ユニットを通過したのち、必要に応じて硬化ユニット（２７）にて塗膜の硬化反応を行う。硬化ユニットで行う処理としては、紫外線、電子線などの照射が挙げられる。
以上により、本発明の積層シートは作製される。
以下に本発明の実施例を示す。実施例では、ポリエチレンテレフタレートシートの片側に機能層が設けられている積層シートを作製した。
基材シートとして、市販の巻き取り状の一般グレードのポリエチレンテレフタレートシート（ＰＥＴシート）を５数種類用意した。それぞれ、シートＡ、シートＢ、シートＣ、シートＤ、シートＥとする。また、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：８０質量部、重合開始剤（イルガキュア（登録商標）１８４）：５質量部、メチルイソブチルケトン：３００質量部を混合し、機能層形成用塗液を作製した。
図７に示したようなグラビアコート方式の製造装置を用い、巻出し部から巻取り部まで連続走行する基材の片面に膜厚５μｍの機能層を形成した。このとき加熱乾燥温度は２２０℃であり、加熱乾燥時間は１００秒であった。なお、加熱乾燥温度はオーブン内の温度を熱電対で測定することにより求めており、乾燥時間はオーブンの距離を搬送速度で除することにより求めている。さらにその後、照射線量５００ｍＪ／ｍ２で紫外線照射して硬化し、機能層を形成している。
以上により、ＰＥＴシートからなる基材の片面に樹脂層を備える積層シートをロール・ツー・ロール方式により作製した。
作製した積層シートおよび加工前の基材ＰＥＴシートについて以下の評価をおこなった。
・作製した積層シートの熱収縮率の測定
熱収縮率は、図４に示したように、ＭＤ方向に対して基材を４分割する線を引き、ＴＤ方向に、ＭＤ方向と垂直になるように一本の線を引き、各線の交差する点三点を中心として上記の２００ｍｍ×２００ｍｍの切片を切り出し、この３切片の収縮率を平均して、積層シートの収縮率とした。
熱収縮率は、図４に示したように、ＭＤ方向に対して基材を４分割する線を引き、ＴＤ方向に、ＭＤ方向と垂直になるように一本の線を引き、各線の交差する点三点を中心として上記の２００ｍｍ×２００ｍｍの切片を切り出し、この３切片の収縮率を平均して、積層シートの収縮率とした。
さらに図５に示したように切り出した積層シートを２００ｍｍ×２００ｍｍに１８０ｍｍ×１８０ｍｍの正方形の頂点に、カッターの刃で十字に傷をつけてマーキングをおこない、測定片とした。次に、図６に示したように得られた測定片について、０．５ｍｍ目盛りの定規にて、各頂点の距離ａ、ｂ、ｃ、ｄを求めた。次に、測定片について、オーブン中、２２０℃５ｍｉｎ、カオリン床上に静置して加熱をおこない、加熱後の測定片について加熱前と同様に頂点間の距離の計測をおこない、各頂点の距離ａ´、ｂ´、ｃ´、ｄ´を求めた。なお、加熱温度は、熱電対により実測している。
加熱前の各頂点の距離ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび加熱後の各頂点の距離ａ´、ｂ´、ｃ´、ｄ´から以下の式により熱収縮率を求めた。
・加工前の基材シートの熱収縮率の測定
上記の積層シートの収縮率と同じ方法で測定した。
上記の積層シートの収縮率と同じ方法で測定した。
・積層シートの外観評価
得られた積層シートの両面について、蛍光灯を写りこませ蛍光灯の像を確認することにより外観評価をおこなった。評価基準を以下に示す。
丸 印 ： しわがなく外観に特に優れる
バツ印 ： しわが見え外観不良
得られた積層シートの両面について、蛍光灯を写りこませ蛍光灯の像を確認することにより外観評価をおこなった。評価基準を以下に示す。
丸 印 ： しわがなく外観に特に優れる
バツ印 ： しわが見え外観不良
（表１）に積層シートの熱収縮率測定結果および外観評価結果について示す。
（表２）に基材シートの熱収縮率測定結果および外観評価結果について示す。
（表２）に基材シートの熱収縮率測定結果および外観評価結果について示す。
以上の結果から、製造した積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向（ＭＤ）の熱収縮率を、幅方向（ＴＤ）の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内であるように製造された積層シートにあっては外観に優れることが確認された。このような積層シートは、加工前の積層シートにおいて、長手方向における熱収縮率が４．５０％以上８．００％以下の範囲内であるものを使用することにより製造できた。一方、積層シートの１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が、−２．８以上１．０以下の範囲内に入らないものについては、製造した積層シートは外観不良を示していた。
本発明の積層シートは、熱線遮蔽シートだけではなく、屋外に設けられる表示板、屋外ディスプレイ、太陽電池にも適用可能である。
１ ・・・積層シート
１１ ・・・基材シート
１２ ・・・機能層
１３ ・・・第１の機能層
１４ ・・・第２の機能層
２１ ・・・巻出し部
２２ ・・・ガイドロール
２３ ・・・塗布ユニット
２３１・・・グラビアロール
２３２・・・バックアップロール
２３３・・・塗液
２３４・・・インキパン
２４ ・・・加熱乾燥ユニット（オーブン）
２５ ・・・巻取り部
２６ ・・・表面処理ユニット
２７ ・・・硬化ユニット
１１ ・・・基材シート
１２ ・・・機能層
１３ ・・・第１の機能層
１４ ・・・第２の機能層
２１ ・・・巻出し部
２２ ・・・ガイドロール
２３ ・・・塗布ユニット
２３１・・・グラビアロール
２３２・・・バックアップロール
２３３・・・塗液
２３４・・・インキパン
２４ ・・・加熱乾燥ユニット（オーブン）
２５ ・・・巻取り部
２６ ・・・表面処理ユニット
２７ ・・・硬化ユニット
Claims (10)
- ウェブ状の基材シートの少なくとも一方の面に機能層を備える積層シートであって、
前記基材シートがポリエステルからなり、かつ、
該積層シートを１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シート。 - 前記基材シートを構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の積層シート。
- 前記基材シートの厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層シート。
- 前記積層シートの厚みが１００μｍより大きく１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の積層シート。
- ロール・ツー・ロール方式によりウェブ状の基材シートの少なくとも一方の面に機能層を備える積層シートの製造方法であって、
連続走行する基材シートの一方の面に塗液を塗布し機能層を形成する工程を備え、
前記基材シートがポリエステルからなり、かつ、
前記積層シートを、１５０℃で３０分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が−２．８以上１．０以下の範囲内であることを特徴とする積層シートの製造方法。 - 前記機能層形成前の基材シートを２２０℃で５分加熱した際の長手方向の熱収縮率が４．５０％以上８．００％以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の積層シートの製造方法。
- 前記機能層形成前の基材シートを２２０℃で５分加熱した際の長手方向の熱収縮率を幅方向の熱収縮率で除した値が０．８以上２．０以下の範囲内であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の積層シートの製造方法。
- 前記基材シートを構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の積層シートの製造方法。
- 前記基材シートの厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の積層シートの製造方法。
- 前記積層シートの厚みが１００μｍより大きく１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の積層シートの製造方法。
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2012
- 2012-02-13 JP JP2012028088A patent/JP5927964B2/ja active Active
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