JP2023506136A - 部品にコーティング材料を転写するための転写フィルム - Google Patents

部品にコーティング材料を転写するための転写フィルム Download PDF

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Abstract

本発明は、コーティング材料を用いてプラスチック成形体をコーティングするためのポリマーフィルムであって、ポリマーフィルムが、接着変性層とコーティング材料の層とを含み、ポリマーフィルムが、接着変性層およびコーティング材料の層と一緒に室温で賦形可能であり、コーティング材料が、全体的にまたは部分的に接着変性層を覆い、接着変性層が少なくとも1.0μmの層厚を有し、接着変性層がコーティング材料と直接接触しているポリマーフィルムに関する。本発明は、さらに、本発明のポリマーフィルムの使用、それを製造する方法、および本発明のポリマーフィルムを使用して成分をコーティングする方法に関する。

Description

本発明は、プラスチック成形体をコーティングするための、コーティング材料を有するポリマーフィルムであって、ポリマーフィルムが接着変性層およびコーティング材料の層を含み、接着変性層およびコーティング材料の層を一緒に有するポリマーフィルムは室温で賦形可能であり、コーティング材料が全体的にまたは部分的に接着変性層を覆い、接着変性層が少なくとも1.0μmの層厚を有し、接着変性層がコーティング材料と直接接触している、ポリマーフィルムに関する。本発明は、さらに、本発明のポリマーフィルムの使用、それを製造する方法、および本発明のポリマーフィルムを使用して部品をコーティングする方法に関する。
ポリウレタン発泡体で構成されたものなど、成形された繊維複合部品および他のプラスチック成形体は、例えば、しばしば真空注入法または樹脂トランスファー成形法を使用して製造される。これらの方法において、製造するプラスチック成形体には、それぞれ注入または射出によって型内に硬化性プラスチック材料が供給される。結果として得られたプラスチック成形体が、硬化性プラスチック材料の硬化後に続いてコーティングされる場合、部品は続いて浄化、前処理、およびコーティングまたはワニス塗りされる。可能性のある代替は、インモールドコーティングのそれであり、その場合、ちょうど開始時点に、型の表面に初めにコーティングシステムが用意されている。このコーティングシステムは既に硬化し始めているが、プラスチック成形体は続いてそのシステム上で製造される。硬化(通常、熱硬化)の後、使用された樹脂およびコーティングシステムの両方が硬化している。
これらの方法は高価で不都合であり、効率が劣る。型のインモールドコーティング、またはプラスチック成形体の下流でのコーティングまたはワニス塗りを行う必要がなく、既に使用されている製造作業へ統合することができるプラスチック成形体をコーティングするための効果的な方法に対するニーズがある。可能な場合には、製造されるプラスチック成形体を下流へ移動、浄化およびコーティングすることを必要とせず、また型の浄化を必要とせずに、プラスチック成形体に所望の表面コーティングが直接提供される。
欧州特許第0361351号は、照射硬化性ワニスを用いて片側に、および接着剤を用いて反対側にコーティングされるフィルムを開示している。ワニスは放射によって硬化され、フィルムは加熱して、三次元の用品に可塑的に適用される。
欧州特許第0819520号は、フィルムコーティングを寸法的に安定な基材の三次元的曲面に適用することができる方法を開示している。フィルムは1つまたは複数のコーティング層および接着剤を含む。基材に適用する前に、接着剤を含まないコーティングは部分的に硬化される。最終硬化は適用の後に行われる。
欧州特許第0950492号は、コーティング材料、ならびに造形用品の屈曲部に亀裂を形成せずに、耐摩耗性および耐薬品性を有する造形用品を賦与することができる表面保護フィルムを開示している。
欧州特許出願公開第1177875号は、装飾的なカラー層および脱離性を有する熱成形できるフィルムを開示し、フィルムは、最終の製品形状に対応する型穴へ導入され、プラスチックがフィルムの後部上に射出される。次いで、結果として得られた成形体はフィルムから分離され、カラー層は成形体表面に拡散する。
欧州特許出願公開第1304235号は、担体フィルムによる構造化したワニス層の製造を開示している。この場合、構造体の転写後、射出成形プロセスにおいて、「離型」品質を有する担体フィルムを剥離することが意図されている。
欧州特許第2626186号は、装飾的な樹脂フィルム、造形された樹脂用品、造形された樹脂用品を製造する方法、とりわけ、装飾的な樹脂フィルムからの転写によってエンボス加工された射出成形用品の製造に関する。
米国特許出願公開第2008/0302470号は、記録する画像の生成および用品に対する記録画像の転写によって、衣類などの用品(例えば、濃く着色した用品)上に転写パターンを生成するのに適している転写シート、および記録画像を生成する方法に関する。
国際公開第95/16555は、熱可塑性フィルムの熱成形によりポリマー材料から作製される部品を印刷する設備および方法を開示し、前記フィルムは、熱拡散性染料を担持する塗布された材料層を有する。熱成形の熱は、担体層から熱可塑性フィルム上に染料を拡散させるために使用される。代替実施形態において、発明は、射出型に挿入された担体層から、昇華性染料を射出成形部品に転写するために、射出成形処置の熱を利用する。
国際公開第00/13893号は、複数の層を用いてコーティングされたフィルムを開示している。10~500μm厚のポリマーフィルムの表面は、少なくとも1つの着色または無着色のコーティング材料層を用いてコーティングされ、コーティング材料は任意選択で、さらなる熱可塑性フィルムを用いてコーティングされる。
国際公開第2005/099943号は、硬化性ワニスからなる塗布された層を有する基材で構成される可撓性ラミネートを開示している。熱により乾燥された場合、可撓性積層複合材は非粘着性である。少なくとも1つの除去可能な保護層、好ましくは除去可能な保護フィルムは、好ましくは硬化性ワニス層に適用される。
国際公開第2013/160437号は、型中の保護層システムの適用を開示し、前記システムは、ポリマーフィルムおよびプラズマポリマー状のシリコン有機層を含む。硬化ステップの後、プラズマポリマーのシリコン有機層は、プラスチック成形体またはプラスチック中間体よりポリマーフィルムに対して強く接着する。
国際公開第2014/083732号は、伸縮性が非常に低い硬質のコーティング層を用いるインモールド造形プロセスを開示している。
国際公開第2014/124945号は、ワニスが適用されるプラスチック成形体の製造のための型中の特定の真空成形性を用いるシリコーンコーティング離型フィルムを開示している。
独国特許出願公開第4425342号は、成形体への転写フィルムを製造する方法を開示している。転写フィルムは形成作業の間に、画像の同時の準備に役立ち、成形体への転写の後、転写フィルムの担体フィルムは、画像層または意匠層から、それによって造形収率を落とすことなく一様に分離することができることを保証する。
独国特許出願公開第10140769号は、2つのコーティング層を少なくとも用いてコーティングされたフィルムに関し、担体フィルムは、照射によって硬化性である少なくとも1つのコーティング層、および少なくとも部分的に照射なしで硬化性である少なくとも1つの第2のコーティング層を有する。
独国特許出願公開第102004055363号は、担体を含み、担体に適用された可撓性ラミネート、硬化性ワニスの少なくとも1つの層を開示している。硬化性ワニスの層は、好ましくは少なくとも1つの適用された除去可能な保護層、好ましくは除去可能な保護膜を有する。
独国特許出願公開第102006021646号は、外側に配置された少なくとも1つのポリプロピレンフィルム層を有するフィルム、とりわけ多層フィルムを開示し、少なくとも1つのポリプロピレン層は、少なくとも1種のさらなる材料と混合される。
独国特許出願公開第102016120781号は、ポリマー状担体フィルム、硬化されたコーティング材料および、担体フィルムとコーティング材料の間に配置されたシリコン有機層を含む、コーティング材料の転写のための複合フィルムを開示している。
独国特許出願公開第102018105523号は、装飾された成形体を製造する方法、装飾された成形体、および装飾された成形体を製造するための転写フィルムの使用に関する。
プラスチック成形体にコーティング材料またはワニスを転写する方法は、すべての点において満足できず、改善の必要がある。
本発明は、先行技術の方法に対して利点を有する、コーティング材料を用いてプラスチック成形体にコーティングする方法を提供することを目的とした。コーティング方法は、確実に下流のコーティングステップなしでプラスチック成形体の工業的生産プロセスの製作の流れへ統合することができなければならない。コーティングは、とりわけ、いかなる特殊な安全対策も必要としないような方法で公知の工業的製造プロセスへ統合することができなければならない。さらに、プラスチック成形体の表面に適用される前に、調製されたコーティング材料は長時間保管することができなければならない。
この目的は本特許請求項の主題によって達成される。
驚くべきことに、硬化性コーティング材料を用いてコーティングすることができる担体フィルムを提供することが可能であり、コーティング材料は続いて、任意選択で加熱して、硬化することができ、このようにして製造した既に硬化状態のコーティング材料を有するポリマーフィルムは、続いてポリマーフィルムからコーティング材料を分離することなく室温で賦形することができることを見いだした。
また、驚くべきことに、賦形されたポリマーフィルムを用いれば、適切な硬化性プラスチック組成物をコーティング材料と接触させそれらを硬化させてプラスチック成形体を形成することによって、その表面がコーティング材料によって形成され、その表面の性質が、先立って賦形されたポリマーフィルムによって(例えば、その粗さ、光沢、構造、エンボスなどによって)決定される、プラスチック成形体を製造することができることを見いだした。
さらに驚いたことに、コーティング材料と共に硬化すると、硬化性プラスチック組成物が、担体フィルム上でのコーティング材料の結合接着より大きい結合接着を発現することができることを見いだした。このように、賦形されたポリマーフィルムでその表面が覆われ、それによって保護されたプラスチック成形体が得られる。担体フィルムが除去される場合、コーティング材料は、外面のコーティングより高い結合接着に起因して、プラスチック部品の表面に残存し、必要とされる場合、追加の浄化または前処理ステップをすることなく、コーティングされた表面をさらに作業または変性することができるコーティングされたプラスチック部品が得られる。
相溶性のある材料を、担体フィルム、コーティング材料および硬化性プラスチック組成物に適切に選択することによって、まだ未硬化の状態のコーティング材料が、担体フィルムを十分に濡らすこと、および、硬化後はそれに非常によく接着して、十分な接着の観点でポリマーフィルムがコーティング材料と一緒に室温で賦形されることを可能にすること、を保証することは可能である。次に、後に本発明のポリマーフィルムの使用時に、コーティング材料をプラスチック成形体用の硬化性プラスチック組成物と接触させた場合、プラスチック組成物は硬化し、結果としてその性質が変化する。
コーティング材料および硬化性プラスチック組成物が相溶性のある材料をベースとする場合、プラスチック組成物の硬化は、コーティング材料とプラスチック成形体の表面との間の比較的強い結合の発現を伴い、その結果、結合接着は特に強い。これは、比較的強い共有結合の形成および/または単位面積当たり比較的多数の共有結合に起因し得る。このことは、担体フィルムがプラスチック成形体から除去されるときに、なぜ、ラミネート中の最小の結合接着が、もはやプラスチック成形体とコーティング材料との間の接触面によってではなく、代わりにコーティング材料と担体フィルムとの間の接触面によって示され、そのため、デラミネーションがここで起きるのであるかを説明する。本発明によると、しかしながら、この効果を達成するために共有結合が形成されることが絶対に必要だとは限らず、その代わりに、強度が異なる物理的相互作用が存在すること、および/または非共有結合が形成されることで十分であり得る。
本発明の第1の態様は、プラスチック成形体をコーティングするための、コーティング材料を有するポリマーフィルムであって、前記ポリマーフィルムは、室温で賦形可能であり、接着変性層およびコーティング材料の層を含み、コーティング材料は、全体的にまたは部分的に接着変性層を覆い、接着変性層は、少なくとも1.0μmの層厚を有し、コーティング材料と直接接触し、(i)コーティング材料に面するその表面側において、少なくとも27mN/mの表面エネルギーを有し、および/または(ii)少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも(a)1種の接着促進剤、(b)1種の熱可塑性エラストマーまたは(c)1種のポリアミドアロイを含む混合物をベースとする、ポリマーフィルムに関する。
他に定義されなければ、明細書に示される規格標準はすべて、特許出願の出願日直近の有効なバージョンのものが有効である。
コーティング材料および硬化性プラスチック組成物は、好ましくは両方がそれぞれ硬化性であり、両方が最初は硬化可能な状態にあり、続いて硬化した状態になることを意味する。本発明のポリマーフィルムの製造において、硬化性コーティング材料(例えば反応性ワニス)は、最初に接着変性層と、接着に十分な濡れで接触する。次いで、コーティング材料は接着変性層上で硬化し、場合によって、硬化コーティング材料と接着変性層との間の接触面で共有結合または非共有結合の物理的相互作用の発現を伴うことがある。このように製造された本発明のポリマーフィルムの後の使用において、賦形作業の後、硬化コーティング材料は、接着変性層と面していないコーティング材料の側で硬化性プラスチック組成物と最初に接触する。この手順において、硬化性プラスチック組成物は硬化コーティング材料を濡らす。プラスチック組成物は、続いて硬化し、コーティング材料と硬化したプラスチック組成物との間の接触面で共有結合または非共有結合の物理的相互作用の発現を伴う。これらの共有結合または非共有結合の物理的相互作用の性質/数のために、硬化したプラスチック組成物に対する硬化コーティング材料の接着は、接着変性層に対する硬化コーティング材料の接着より強い。
本発明のポリマーフィルムは、コーティング材料を用いたプラスチック成形体のコーティングに適している。
この文脈において企図されるプラスチック成形体は、例えば繊維複合材料を含み、繊維複合材料においては、繊維が、硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノールノボラック樹脂および不飽和ポリエステル樹脂に含浸されている。これらの樹脂は、しばしば1種または2種の成分から提供される。樹脂は、室温で自発的に硬化するか、またはしばしば熱、照射もしくは水分による硬化のための別個の活性化を必要とする。本発明において特に好ましいプラスチック成形体は、発泡体として製造され、ポリウレタン発泡体が特に好ましい。
本発明のポリマーフィルムを使用した、コーティング材料を用いたプラスチック成形体のコーティングは、本発明において、典型的には、最初に、好ましくは室温、または好ましくは90℃以下、より好ましくは70~80℃の範囲の高温において、ポリマーフィルムを賦形することにより達成され、賦形したポリマーフィルムはこの方法において三次元の構成を獲得する。ここでの賦形プロセスは、好ましくは、コーティング材料が賦形した構成の内部に面するように行われる。
賦形する程度は、原理的に本発明において限定されないが、特にコーティング材料を含むポリマーフィルムの個々の層の特定の性質に依存する。好ましい賦形比は、例えば、2%~400%、好ましくは、5%~300%または5%~50%の範囲にあってよい。
この場合、本発明のポリマーフィルムは、好ましくは適切な形状の適切な型の上に置かれ、例えば、適切なテンショニングツールの助けによってそれに適用され、型に対して気密のシールを縁部に当てて、ポリマーフィルムによる片側と型による反対側で形成された閉じた型穴を形成する。ポリマーフィルムのコーティング材料は、最初はこの型穴から離れた方を向いている。型穴中での真空の適用によって、次に、ポリマーフィルムを賦形することができ、ポリマーフィルムは続いて型の内周面に沿う。その結果、コーティング材料は、この時点で賦形された構成の内部に面している。本発明のポリマーフィルムは、好ましくは室温で型に適用され、室温で賦形される。しかし、型は通常、例えば好ましくは90℃以下、より好ましくは70~80℃の範囲の高温に加熱されているので、本発明のポリマーフィルムは形成作業の間に、特に、賦形の最後にそれが加熱した型の表面と接触するときに、ある程度まで同様に加熱される。
続いて、その型を用いることによって、コーティング材料は、製造中のプラスチック成形体に、少なくともその外側表面の部分において転写される。型は、ここでプラスチック成形体の造形のために使用され、型の造形によってプラスチック成形体の造形を決定する。この場合、さらに、コーティング材料は成形体に転写され、コーティング材料の表面の性質は先立って賦形されたポリマーフィルムによって決定される(例えば、その粗さ、光沢、構造、エンボスなどによって)。
さらに、ポリマーフィルムの担体層(接着変性層)上に最初に存在するコーティング材料は、プラスチック成形体の表面にインサイチューで転写されるので、賦形されたポリマーフィルムもまたコーティング効果を有する。ここでの特定の利点は、ポリマーフィルムの他の構成要素(存在する場合には接着変性層および他のすべての層)のすべてが、最初にプラスチック成形体の表面に残存し、そのようにして、そのコーティングされた表面を保護することができることである。プラスチック成形体の製造直後または他の後の時点のいずれかに、ポリマーフィルムのこれらの他の構成要素は、1つの作業で残留物なしでプラスチック成形体の表面から除去することができ、それによってコーティングされた表面が露出する。
出来上がったプラスチック成形体の残留物なしでの型からの除去は、本発明によれば、好ましくは、プラスチック成形体に面していないポリマーフィルムの外側と型面との間の接着が、担体層(接着変性層)とコーティング材料との間の接着より、およびまたコーティング材料とプラスチック成形体の硬化したプラスチック組成物との間の接着より低いという事実によって可能である。したがって、本発明において、好ましくは離型剤などの使用を無しで済ませることが可能であり、好ましくは型面の浄化は同様に必要ではない。
本発明のポリマーフィルムは室温で賦形可能である。本発明のポリマーフィルムは、必ずしも室温で賦形する必要はない。代わりに、本発明において、ポリマーフィルムを高温で、しかし、好ましくは90℃以下で賦形することは可能である。多くの従来のポリマーフィルムが室温(23℃)で賦形可能ではなく、その代わりに、高温への加熱を必要とするが、それは、これらの従来のポリマーフィルムは、ベースとするポリマーが比較的高い軟化温度を有するからである。しかし、本発明のポリマーフィルムは、23℃で賦形可能であり、好ましくはこの賦形性は、23℃でのポリマーフィルムの破断時伸びが、少なくとも25%または少なくとも50%、より好ましくは少なくとも75%または少なくとも100%、より一層好ましくは少なくとも150%または少なくとも200%、非常に好ましくは少なくとも250%、最も好ましくは少なくとも300%、とりわけ少なくとも350%になるように定義される。ここで、本発明において、23℃での破断時伸びは、好ましくはEN ISO 527に従って決定される。この文脈において、350%以内の伸びにおける力は、好ましくは多くとも30N/15mm、より好ましくは多くとも25N/15mm、より一層好ましくは多くとも20N/15mmである。
本発明のポリマーフィルムは、室温で、そのままで賦形可能であり、これは、その構成要素すべてがこの品質を有することを意味する。したがって、担体層(接着変性層)と同様に、ポリマーフィルムの他のすべての構成要素は、特にコーティング材料を含めて、室温で同様に賦形可能である。前述の破断時伸びと同様に、室温での賦形性は、コーティング材料が賦形作業中に担体層(接着変性層)に接着し続け、それによって、時期尚早に分離しないことを意味する。
本発明のポリマーフィルムは、接着変性層およびコーティングされた材料の層を含む。したがって、本発明のポリマーフィルムは少なくとも2層を含み(モノフィルム)、ここでコーティング材料の層は、場合によって、全面積の層である必要がないことがある。接着変性層およびコーティング材料の層の他に、本発明のポリマーフィルムは1つまたは複数の追加の層を含んでもよい。好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、合計2、3、4、5または6層からなる。
1つの好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、コーティング材料の層、接着変性層、および好ましくはポリマーフィルムの反対の外側を形成するさらなる層を含む(好ましい層配列:コーティング材料//接着変性層//さらなる層)。この場合、接着変性層とさらなる層との間および/またはさらなる層の外側に存在する1つまたは複数の追加の層が、場合によって、あってもよい。1つの好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、コーティング材料、接着変性層およびさらなる層からなる。
別の好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、コーティング材料の層、接着変性層、コア層および好ましくはポリマーフィルムの反対の外側を形成するさらなる層からなる(好ましい層配列: コーティング材料//接着変性層//コア層//さらなる層)。この場合、接着変性層とコア層との間および/またはコア層とさらなる層との間および/またはさらなる層の外側に、1つまたは複数の追加の層が、場合によって存在してもよい。1つの好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、コーティング材料の層、接着変性層、コア層およびさらなる層からなる。
コーティング材料は、全体的にまたは部分的に接着変性層を覆い、コーティング材料は、この場合、単層または多層であってもよい。コーティング材料は、好ましくは接着変性層の区域の少なくとも20%、より好ましくは少なくとも40%、より一層好ましくは少なくとも60%、非常に好ましくは少なくとも80%、最も好ましくは少なくとも90%、とりわけ少なくとも95%を覆う。部分的な被覆によって、本発明のポリマーフィルムを用いてコーティングされたまたは製造されたプラスチック成形体が、その表面の一部のみコーティング材料を用いてコーティングされ、被覆の百分率は、通常、形成作業の結果として変化するという効果がある。優先的には、コーティング材料は接着変性層を全体的に覆う。
本発明のポリマーフィルムの接着変性層は、少なくとも1.0μm、好ましくは少なくとも2.5μm、より好ましくは少なくとも5.0μm、より一層好ましくは少なくとも7.5μm、非常に好ましくは少なくとも10μm、最も好ましくは少なくとも12.5μm、とりわけ少なくとも15μmの層厚を有する。
本発明のポリマーフィルムの接着変性層は、多くとも50μm、好ましくは多くとも45μm、より好ましくは多くとも40μm、より一層好ましくは多くとも35μm、非常に好ましくは多くとも30μm、最も好ましくは多くとも25μm、とりわけ多くとも20μmの層厚を有する。
フィルムの全体層厚および個々の層の層厚の決定に適している技法は、当業者に公知である。決定は、好ましくは、ミクロトーム断面において顕微鏡によって、10を超える測定点での平均値として行われる。
本発明のポリマーフィルムの接着変性層は、コーティング材料と直接接触する。
1つの好ましい実施形態(i)において、接着変性層は、コーティング材料に面するその表面側において、少なくとも27mN/m、好ましくは少なくとも27.5mN/m、より好ましくは少なくとも28mN/m、より一層好ましくは少なくとも28.5mN/m、非常に好ましくは少なくとも29mN/m、最も好ましくは少なくとも29.5mN/m、とりわけ少なくとも30mN/mの表面エネルギーを有する。
1つの好ましい実施形態(i)において、接着変性層は、コーティング材料に面するその表面側において、多くとも38mN/m、好ましくは多くとも37mN/m、より好ましくは多くとも36mN/m、より一層好ましくは多くとも35mN/m、非常に好ましくは多くとも34mN/m、最も好ましくは多くとも33mN/m、とりわけ多くとも32mN/mの表面エネルギーを有する。
ポリマー組成の表面エネルギー(表面張力、比表面エネルギー)の決定に適している技法は、当業者に公知である。決定は好ましくはDIN 55660-2:2011-12に従ってなされる。
1つの好ましい実施形態(ii)において、接着変性層は、少なくとも1種のポリオレフィン(好ましくはエチレン-プロピレンコポリマー)および少なくとも(a)接着促進剤(好ましくは酸無水物変性ポリオレフィン)、(b)熱可塑性エラストマーまたは(c)ポリアミドアロイを含む混合物をベースとする。
上記の2つの実施形態(i)および(ii)は代替としてまたは両方同時に実現されてもよい、すなわち、実施形態(i)は実現され、しかし実施形態(ii)は実現されなくてもよく、または、実施形態(ii)は実現され、しかし実施形態(i)は実現されなくてもよく、または、実施形態(i)および実施形態(ii)の両方がともに同時に実現されてもよい。
本発明のポリマーフィルムは熱的に丈夫であることが好ましい。本発明のポリマーフィルムは好ましくは室温で(または中程度の高温で)賦形されるが、ポリマーフィルムは好ましくは十分な温度安定性を有し、それによって、コーティング材料が、接着変性層に塗布された後、乾燥および/または硬化されることが可能になる。コーティング材料の層の製造に使用される組成物の化学組成および性質によっては、この目的のために、例えば、溶媒残留物を蒸発させることおよび/または化学的架橋反応を誘発することが好適である場合がある。その目的のため、賦形前に本発明のポリマーフィルムを、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下、より一層好ましくは100℃以下の温度に加熱することは好ましいことがある。したがって、本発明のポリマーフィルムのすべての層において、それぞれについて、ポリマーまたはポリマー混合物は、好ましくは、DIN EN ISO 11357-3:2018-07に従ってDSCによって決定して、多数のDSC信号(例えば異相性エチレン-プロピレンコポリマーの場合)の場合は主信号に基づいて、好ましくは少なくとも110℃の融解温度を有する。
本発明のポリマーフィルムは、好ましくは、延伸されない、すなわち、単軸にも二軸にも配向していない。
本発明のポリマーフィルムは、好ましくは少なくとも40μm、より好ましくは少なくとも50μm、より一層好ましくは少なくとも60μm、非常に好ましくは少なくとも70μm、最も好ましくは少なくとも80μm、とりわけ少なくとも90μmの全体層厚を有する。コーティング材料が部分的にのみ接着変性層を覆う場合には、全体層厚は、接着変性層がコーティング材料で覆われている点で決定される。コーティング材料が最初に溶媒の助けを受けて加工されている場合、本発明における層厚は乾燥状態において測定される。
本発明のポリマーフィルムは、好ましくは多くとも250μm、より好ましくは多くとも200μm、より一層好ましくは多くとも180μm、非常に好ましくは多くとも160μm、最も好ましくは多くとも140μm、とりわけ多くとも120μmの全体層厚を有する。コーティング材料が部分的にのみ接着変性層を覆う場合には、全体層厚は、接着変性層がコーティング材料で覆われている点で決定される。
1つの好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは少なくとも片側がエンボス加工され、好ましくは両側にエンボス加工を有する。製造されるプラスチック成形体の表面が構造化される場合、これは利点になり得る。その場合のポリマーフィルムのエンボスは、コーティング材料まで広がりっており、その後、プラスチック成形体の表面に転写される。
本発明のポリマーフィルムのコーティング材料は、ある性質を有しなければならず、とりわけ、接着変性層の材料およびその表面がコーティングされるプラスチック成形体の材料と相溶性がなければならない。ポリマーフィルムからプラスチック成形体へのコーティング材料の転写のためには、コーティング材料がプラスチック成形体の材料に対する結合接着を発現させ、接着変性層に対するコーティング材料の結合接着より大きいことが必要である。そうでなければ、後で、ポリマーフィルム(接着変性層および存在する任意のさらなる層)の除去時に、コーティング材料は、プラスチック成形体の表面に残存するよりむしろ、ポリマーフィルムと一緒に除去されてしまう。
適切な相溶性を有する材料は、通例の通常試験の一部として当業者によって確認することができる。この場合、コーティング材料の化学的性質が、プラスチック成形体を製造するための材料の化学的性質と少なくとも類似している場合、それは原理的に有利である。例えば、プラスチック成形体がポリウレタン発泡体から製造される場合、コーティング材料が同様にポリウレタンをベースとし、または少なくともポリウレタン発泡体の反応性成分と共有結合を形成することができる官能基(例えば-OH、-NHR、-NH、-C(=O)OH、-C(=O)OC(=O)Rなど)を含む場合、それは有利である。ここでの相溶性は、官能基、および反応によって可能性として生じる共有結合および/または非共有結合によって発生する物理的相互作用の化学的性質によってのみならず、特に、利用可能な官能基の数によっても決まる。これらのパラメーターは、コーティング材料と接着変性層との間の対応する相互作用と均衡させなければならない。
通例、コーティング材料が、接着変性層を伴うコーティング材料よりも、プラスチック成形体の材料との、多くのおよび/または強い共有および/または非共有相互作用に関与すれば、それは有利になる。それぞれの相互作用を推測するための可能な指標には、化学的な考慮事項だけでなく、関係する材料の表面エネルギーも含む。プラスチック成形体が製造される特定の反応条件(圧力、温度)も、考慮されるべきである。
コーティング材料は、好ましくは、硬化性組成物から、すなわち、硬化を伴って、通例架橋を伴って化学的に反応する組成物から製造されている。コーティング材料は、好ましくは、接着変性層上に、硬化、すなわち架橋を既に受けたような状態で存在する。既に上に示したように、硬化は、任意選択で、高温で行われてもよく、その場合には、ポリマーフィルムがこれらの条件に耐え、種々の因子の中でも、適切な融解温度を有する適切なポリマーの選択によってこれが保証され得ることは重要である。しかし、既に上に挙げたのと同様に、そのような硬化状態のコーティング材料は、また室温で賦形可能でなければならない。すなわち、十分な破断時伸び、および接着変性層に対する接着を有していなければならない。
特に好ましい1つの実施形態において、コーティング材料はワニスである。この場合、ワニスは熱硬化性ワニスまたはUV硬化ワニスであってもよい。1つの好ましい実施形態において、ワニスは熱硬化性である。別の好ましい実施形態において、ワニスはUV硬化する。ワニスは好ましくは、エポキシド、ポリウレタンまたはポリアクリラートをベースとする。ワニスは、好ましくは、コーティングされるプラスチック成形体が製造される硬化性プラスチック組成物と相溶性がある。ワニスおよび硬化性プラスチック組成物は、好ましくは、両方同一のタイプのポリマーをベースとする。賦形可能なワニスは当業者に公知であり、市販されている(例えば、Proell,Weissenburg,DE;Lott-Lacke,Herford,DE;またはHesse Lignal,Hamm,DE)。
1つの好ましい実施形態において、コーティング材料、例えばワニスは、エポキシド、好ましくは熱硬化性エポキシドをベースとし、硬化性プラスチック組成物は、同様にエポキシド、好ましくは熱硬化性エポキシドをベースとする。
別の好ましい実施形態において、コーティング材料、例えばワニスは、ポリウレタン、好ましくは熱硬化性ポリウレタンをベース齢、硬化性プラスチック組成物は、同様にポリウレタン、好ましくは熱硬化性ポリウレタンをベースとする。
別の好ましい実施形態において、コーティング材料、例えばワニスは、ポリアクリラート、好ましくは熱硬化性ポリアクリラートをベースとし、硬化性プラスチック組成物は、同様にポリアクリラート、好ましくは熱硬化性ポリアクリラートをベースとする。
コーティング材料は無色であってもよいし着色されていてもよい。着色したコーティング材料、例えば着色したワニスは市販されている。1つの好ましい実施形態において、コーティング材料は全体的にまたは部分的に接着変性層を覆い、接着変性層の覆われた領域は、例えば異なる着色ワニスなどの異なるコーティング材料を用いて接着変性層の区域にわたって局所的に覆われている。接着変性層は、例えばコーティング材料として全体的にまたは部分的に、異なるカラーから構成された印刷画像で覆われてもよい。
本発明において、コーティング材料が、任意選択で硬化および/または乾燥の後に、硬化性プラスチック組成物の遊離官能基との共有結合または非共有結合の物理的相互作用に関与することができる遊離官能基をさらに有することが好ましい。
例えば、硬化性プラスチック組成物が、プラスチック組成物を硬化させる目的でプラスチック組成物の他の適切な官能基(例えば、-OH、-NH、-NHR、-COHなど)との反応を意図した遊離エポキシ基を含む場合、本発明において、コーティング材料が同様に、任意選択で硬化および/または乾燥の後に、そのような遊離官能基(例えば-OH、-NH、-NHR、-COHなど)を有することが好ましい。
例えば、硬化性プラスチック組成物が、プラスチック組成物を硬化させる目的でプラスチック組成物の他の適切な官能基(例えば、-OH、-NH、-NHRなど)との反応を意図した遊離イソシアネート基を含む場合、本発明において、コーティング材料が同様に、任意選択で硬化および/または乾燥の後に、そのような遊離官能基(例えば、-OH、-NH、-NHRなど)を有することが好ましい。
当業者は、基本的にどの材料がこの意味で互いに相溶性があるか認識しており、言いかえれば、任意選択で、プラスチック組成物を硬化させるとき、およびコーティング材料とプラスチック組成物の接触域で共有結合を形成するこの方法において、コーティング材料の遊離官能基と反応させるために、どの遊離官能基が適切であるか認識している。また、当業者は、基本的にどの材料がこの意味で互いに相溶性があるかに認識しており、すなわち、プラスチック組成物がコーティング材料を用いて硬化されるとき、どの材料が、任意選択で、コーティング材料とプラスチック組成物の接触域に対する非共有結合相互作用によって有効な接着を発現させるために適切であるか認識している。
コーティング材料、例えばワニスは、通例の添加剤、とりわけ、充填剤、顔料、および任意選択で溶媒を、それぞれについて通例の量で含んでもよい。
適切なコーティング材料、例えばワニスは、当業者に公知であり、市販されている。本発明において特に好ましいコーティング材料、例えばワニスは、水性エポキシド、溶剤系エポキシド、乾燥エポキシド、水性ポリウレタン、溶剤系ポリウレタン、乾燥ポリウレタン、水性ポリアクリラート、溶剤系ポリアクリラートまたは乾燥ポリアクリラートであり、それぞれについて市販されている。
コーティング材料は、好ましくはポリマーフィルムの2つの外側の1つを形成し、コーティング材料がプラスチック成形体の製造に使用される材料と直接接触をもたらすことを可能にする。
コーティング材料(好ましくは硬化、乾燥した状態)は、好ましくは少なくとも5μm、より好ましくは少なくとも10μm、より一層好ましくは少なくとも15μm、非常に好ましくは少なくとも20μm、最も好ましくは少なくとも25μm、とりわけ少なくとも30μmの層厚を有する。
コーティング材料(好ましくは硬化、乾燥した状態)は、好ましくは多くとも100μm、より好ましくは多くとも90μm、より一層好ましくは多くとも80μm、非常に好ましくは多くとも70μm、最も好ましくは多くとも60μm、とりわけ多くとも50μmの層厚を有する。
コーティング材料の層厚は、好ましくは、本発明のポリマーフィルムの全体層厚の50%未満、より好ましくは多くとも48%、より一層好ましくは多くとも46%、最も好ましくは多くとも44%、とりわけ多くとも42%の割合を占める。
コーティング材料に面するポリマーフィルム(担体フィルム、接着変性層)の表面側は、好ましくは、例えばプラスチック表面を活性化するためのコロナ、プラズマまたは他の通例の技法によって、表面活性化されていない。本発明において、そのような表面処理が省略されているので、ポリマーフィルム(担体フィルム、接着変性層)に対する表面材料の結合接着が、賦形条件に耐えるのに十分である一方、他方では、大きすぎず、ポリマーフィルム(担体フィルム、接着変性層)からプラスチック成形体の表面にコーティング材料の転写が可能になる。本発明において、この結合接着は、表面活性化によってではなく、代わりに一方のコーティング材料の化学組成および他方のポリマーフィルム(担体フィルム、接着変性層)によって確立される。
接着変性層に対するコーティング材料の結合接着が大きすぎないように、接着変性層が、コーティング材料に面するその表面側において、多くとも42mN/m、より好ましくは多くとも40mN/m、より一層好ましくは多くとも38mN/m、非常に好ましくは多くとも36mN/m、最も好ましくは多くとも34mN/m、とりわけ多くとも32mN/mの表面エネルギーを有することが、本発明において好ましいことがある。
本発明のポリマーフィルムの特に好ましい実施形態において、接着変性層は、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の接着促進剤を含む混合物をベースとし、ここで、接着促進剤は以下から選択される:
- 酸無水物変性ポリオレフィン、好ましくはグラフトコポリマー、例えば不飽和酸無水物と共重合したポリオレフィン(例えば、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、PP-g-MAH、または無水マレイン酸グラフト化スチレン-エチレン/ブチレン-スチレン、SEBS-g-MAH[例えばTuftec(登録商標)])、
- ヒドロキシル変性ポリオレフィン、好ましくは、酢酸ビニルと共重合し、続いて完全にまたは部分的に加水分解したポリオレフィン、またはヒドロキシ-エチルアクリラートと共重合したポリオレフィン、
- 酸変性ポリオレフィンまたはアセタート変性ポリオレフィン、好ましくは、酢酸ビニルおよび/または酢酸ブチルと共重合したポリオレフィン(例えばポリエチレン)、例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレン酢酸ブチルコポリマーなど、および
- エポキシ変性ポリオレフィン、好ましくは、メタクリル酸グリシジルを用いて変性したポリオレフィン。
上記に特定された接着促進剤は、共通して、それらは官能基を含む適切なコポリマーと共重合することにより得られたコポリオレフィン、好ましくはエチレンコポリマーまたはプロピレンコポリマーであるという事実を有する。そのような官能基を有するコモノマーの量は、コポリマーに含まれるすべてのモノマーの全体に対して本発明において変動してもよく、好ましくは少なくとも0.1mol%、より好ましくは少なくとも0.5mol%、より一層好ましくは少なくとも1.0mol%、非常に好ましくは少なくとも2.5mol%、最も好ましくは少なくとも5.0mol%、とりわけ少なくとも7.5mol%である。
適切な接着促進剤は、当業者に公知であり、市販されている。本発明において特に好ましい接着促進剤はMitsui ChemicalsからのAdmer(登録商標)シリーズのポリマーである。
接着促進剤の重量分率は、好ましくは接着変性層の総重量に対して10重量%~65重量%、好ましくは20重量%~30重量%の範囲である。
本発明のポリマーフィルムの特に好ましい実施形態において、接着変性層は、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の接着促進剤を含む混合物をベースとし、少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマー、好ましくは異相性エチレン-プロピレンコポリマー(HeCo PP)からなる群から選択される。特に好ましい異相性エチレン-プロピレンコポリマーはrTPO(反応器内で作製された(reactor-made)熱可塑性オレフィン)である。
適切なポリオレフィンは、当業者に公知であり、市販されている。本発明において特に好ましいポリオレフィンはLyondellBasellからのAdflex(登録商標)シリーズのポリオレフィンである。
混合物の重量分率は、それぞれについて、接着変性層の総重量に対して、好ましくは少なくとも70重量%、より好ましくは少なくとも75重量%、より一層好ましくは少なくとも80重量%、非常に好ましくは少なくとも85重量%、最も好ましくは少なくとも90重量%、とりわけ少なくとも95重量%である。残りの重量分率は、任意選択で、例えば、安定剤、抗酸化剤、静電気防止剤、可塑剤、顔料、充填剤、加工助剤などの通例の添加剤が割合を占めてもよい。
接着変性層の特に好ましい実施形態H~H16を以下の表にまとめる、各事例において、通例の量で存在する通例の添加剤がさらにあってもよい。
Figure 2023506136000001
少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の接着促進剤を含む混合物をベースとするこの種の接着変性層は、混合物の成分が比較的良好な相溶性を有し、その結果、場合によって、製造する表面の性質に好ましい効果を含むことがあるという利点を有する。しかしながら、この利点は、接着変性層と(硬化した)コーティング材料との間の離型力が、熱可塑性エラストマー(TPE)またはポリアミドアロイを使用する場合より多少狭い限度内でのみ変動し得るという事実によって埋め合わされる。
本発明において、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の接着促進剤を含む混合物をベースとするこの種の接着変性層を使用する場合、接着変性層と(硬化した)コーティング材料、例えばポリウレタンワニスとの間の離型力は、1.0~10cN/cm、より好ましくは1.5~6.0cN/cmの範囲にある。それぞれの離型力値は接着促進剤の相対的重量分率によって調節されてもよい。
本発明において、離型力を決定するため、試料細片が作製される。これは、ポリマーフィルムのDIN A4判のシートに硬化性コーティング材料(例えば、2成分型ポリウレタンワニス)のナイフコーティング塗布によって、ワニスの層厚が対流式オーブンで乾燥した後に40μmになるような量で行われる。ポリウレタンワニス(コーティング材料)が硬化または乾燥した後、決定は接着変性層とコーティング材料との間の離型力で行われる。離型力は、Finat試験方法(保管せずに)に基づく方法で、DIN A4判のシートの40mm幅を有する細片についてZwick/RoellからのモデルZ0.5引張試験機によって決定する。測定は3つの細片の組について行う。細片は、両面テープ(CMC 10730)を備えた金属支持板にワニス側で接着する。金属支持板を試験設備の下側のクランプ治具に差し込み、フィルムを下縁部でワニスから分離し、硬いフィルム細片に接着し、上側のクランプ治具に差し込む。測定は300mm/分で行う。
本発明のポリマーフィルムのさらに特に好ましい実施形態において、接着変性層は、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の熱可塑性エラストマー(TPE)を含み、任意選択で、ポリオレフィンの熱可塑性エラストマーとの相溶性を改善するために1種または複数の「相溶化剤」と組み合わせた混合物をベースとする。ここで、少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマー、好ましくは異相性エチレン-プロピレンコポリマー(HeCo PP)からなる群から選択される。特に好ましい異相性エチレンプロピレンコポリマーはrTPO(反応器内で作製された熱可塑性オレフィン)である。少なくとも1種の熱可塑性エラストマーは、好ましくは熱可塑性コポリエステルエラストマー(TPE-E)、熱可塑性ポリアミドエラストマー(TPA)および熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)、好ましくはTPE-Eから選択される。適切な熱可塑性エラストマーは、当業者に公知であり、市販されている(例えば、DuPontからのHytrel(登録商標)シリーズ)。
熱可塑性エラストマーの重量分率は、好ましくは接着変性層の総重量に対して1.0重量%~35重量%、好ましくは5.0重量%~15重量%の範囲にある。
熱可塑性コポリエステルエラストマー(TPE-E)を使用する場合、使用される相溶化剤は、好ましくはエチレン-アクリラートコポリマーまたは上記接着促進剤、好ましくはMAHグラフト化エチレンアクリラートコポリマーおよび/またはエチレンアクリラートグリシジルメタクリラートターポリマーである。
相溶化剤の重量分率は、好ましくは接着変性層の総重量に対して1.0重量%~25重量%、好ましくは2.5重量%~15重量%の範囲にある。
少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の熱可塑性エラストマー(TPE)を含み、任意選択で1種または複数の相溶化剤と組み合わせた混合物をベースとするこの種の接着変性層は、接着変性層と(硬化した)コーティング材料との間の離型力の広い限度内で変動することができるという利点を有する。しかしながら、この利点は、混合物の成分同士の相溶性が多少不十分であるという事実によって埋め合わされる。
本発明において、少なくとも1種の熱可塑性エラストマー(TPE)を含み、任意選択で1種または複数の相溶化剤と組み合わせた混合物をベースとするこの種の接着変性層を使用する場合、接着変性層と(硬化した)コーティング材料、例えばポリウレタンワニスとの間の離型力は、1.0~50cN/cm、より好ましくは2.5~45cN/cmの範囲にある。それぞれの離型力値は、熱可塑性エラストマー(TPE)、および任意選択の相溶化剤の相対的重量分率によって調節されてもよい。熱可塑性エラストマー(TPE)の重量分率が比較的小さい場合、相溶化剤を省略することは可能であり、熱可塑性エラストマー(TPE)の重量分率が増加すると、相溶化剤の添加が好ましい。
本発明のポリマーフィルムのさらに特に好ましい実施形態において、接着変性層は、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種のポリアミドアロイを含む混合物をベースとする。ここで、少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマー、好ましくは異相性エチレンプロピレンコポリマー(HeCo PP)からなる群から選択される。特に好ましい異相性エチレンプロピレンコポリマーはrTPO(反応器内で作製された熱可塑性オレフィン)である。少なくとも1種のポリアミドアロイは、好ましくはポリアミド系熱可塑性アロイである。明細書の目的において、ポリマーアロイは、2種以上の少なくとも部分的に混和性のポリマーまたは多相コポリマーで構成される材料を含む材料である。ポリマーアロイは、その体積全体にわたって均質な物理的性質を有する。これと比較して、ポリマーブレンド中のポリマーは、もっぱら物理的に混合され混和性である必要がない。好ましいポリアミドアロイは、Orgalloy(登録商標)シリーズ、殊に、可撓性Orgalloy(登録商標)LT等級のものである。適切なポリアミドアロイは、当業者に公知であり、市販されている(例えば、ArkemaからのOrgalloy(登録商標)シリーズ)。
ポリアミドアロイの重量分率は、好ましくは接着変性層の総重量に対して10重量%~60重量%、好ましくは25重量%~50重量%の範囲にある。
少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種のポリアミドアロイを含む混合物をベースとするこの種の接着変性層は、接着変性層と(硬化した)コーティング材料との間の離型力が広い限度内に変動することができるという利点がある。しかしながら、この利点は、混合物の成分同士の相溶性が多少不十分であるという事実によって埋め合わされる。
本発明において、少なくとも1種のポリアミドアロイを含む混合物をベースとするこの種の接着変性層を使用する場合、接着変性層と(硬化した)コーティング材料、例えばポリウレタンワニスとの間の離型力は、1.0~25cN/cm、より好ましくは2.0~10cN/cmの範囲にある。それぞれの離型力値はポリアミドアロイの相対的重量分率によって調節されてもよい。
1つの好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、好ましくは、接着変性層およびコーティング材料の層に加えて、さらなる層を含む。
さらなる層は、好ましくは、コーティング材料に面していない接着変性層のその表面側に配置される。
さらなる層は、好ましくは、ポリマーフィルムの2つの外側のうちの1つを形成する。本発明のポリマーフィルムは、好ましくは、コーティング材料の層(第1の外側層)、接着変性層(担体層)およびさらなる層(第2の外側層)からなる。
接着変性層に面していない表面側のさらなる層は、好ましくは離型性を備えず、代わりに、好ましくは、さらなる層を形成する他のポリマーとの混合物中に接着促進剤を有しないのみである。しかしながら、必要とされる場合、本発明において原理的に、例えばシリコーンでコーティングすることにより、離型性を有するさらなる層を、接着変性層に面しない表面側に備えることが可能である。
好ましくは、さらなる層は、好ましくはポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマー、好ましくは異相性エチレンプロピレンコポリマー(HeCo PP)からなる群から互いに独立してそれぞれ選択される、ポリオレフィンまたは異なるポリオレフィンの混合物をベースとする。特に好ましい異相性エチレンプロピレンコポリマーはrTPO(反応器内で作製された熱可塑性オレフィン)である。適切なポリオレフィンは、当業者に対して公知であり、市販されている。本発明において特に好ましいポリオレフィンは、LyondellBasellからのAdflex(登録商標)シリーズのポリオレフィン、およびBraskemからのInspire(登録商標)シリーズのポリオレフィンである。
1つの好ましい実施形態において、接着変性層およびさらなる層は、両方がそれぞれについて、エチレン-プロピレンコポリマーとさらなるポリマーとの混合物をベースとし、接着変性層中の前記さらなるポリマーは接着促進剤であり、さらなる層中の前記さらなるポリマーは、さらなる層中の他のエチレンプロピレンコポリマーと異なるエチレンプロピレンコポリマーである。その場合のさらなる層は、第1のエチレン-プロピレンコポリマーおよび第2のエチレン-プロピレンコポリマーの混合物をベースとする。
本発明のポリマーフィルムのさらなる層は、好ましくは少なくとも1.0μm、好ましくは少なくとも2.5μm、より好ましくは少なくとも5.0μm、より一層好ましくは少なくとも7.5μm、非常に好ましくは少なくとも10μm、最も好ましくは少なくとも12.5μm、とりわけ少なくとも15μmの層厚を有する。
本発明のポリマーフィルムのさらなる層は、好ましくは多くとも50μm、好ましくは多くとも45μm、より好ましくは多くとも40μm、より一層好ましくは多くとも35μm、非常に好ましくは多くとも30μm、最も好ましくは多くとも25μm、とりわけ多くとも20μmの層厚を有する。
この構成によって、本発明のポリマーフィルムを保管のためにそれ自体ロールに巻き、この形態で保管し輸送することが可能である。
さらなる層の特に好ましい実施形態W~W16を以下の表にまとめる、各事例において、通例の量で存在する通例の添加剤がさらにあってもよい。
Figure 2023506136000002
1つの好ましい実施形態において、本発明のポリマーフィルムは、好ましくは、接着変性層、コーティング材料の層およびさらなる層に加えて、コア層を含み、ここで、コア層は好ましくは接着変性層とさらなる層との間に配置され、および/またはさらなる層は、好ましくはポリマーフィルムの2つの外側面の1つを形成する(好ましい層配列:コーティング材料//接着変性層//コア層//さらなる層)。
好ましくは、コア層は、好ましくはポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマー、好ましくは異相性エチレンプロピレンコポリマー(HeCo PP)からなる群から互いに独立してそれぞれ選択される、ポリオレフィンまたは異なるポリオレフィンの混合物をベースとする。特に好ましい異相性エチレン-プロピレンコポリマーはrTPO(反応器内で作製された熱可塑性オレフィン)である。適切なポリオレフィンは、当業者に公知であり、市販されている。本発明において特に好ましいポリオレフィンは、LyondellBasellからのAdflex(登録商標)シリーズのポリオレフィン、およびBraskemからのInspire(登録商標)シリーズのポリオレフィンである。
1つの好ましい実施形態において、コア層およびさらなる層の両方は、2つの異なるエチレン-プロピレンコポリマーの変動する割合(第2のエチレンプロピレンコポリマーとの混合物中の第1のエチレンプロピレンコポリマー)の混合物をベースとする。
コア層は、好ましくはコーティング材料の層より低い層厚を有する。コア層は、好ましくは接着変性層より大きい層厚および/またはさらなる層より大きい層厚を有する。
本発明のポリマーフィルムのコア層は、好ましくは少なくとも4.0μm、好ましくは少なくとも6.0μm、より好ましくは少なくとも8.0μm、より一層好ましくは少なくとも10μm、非常に好ましくは少なくとも15μm、最も好ましくは少なくとも20μm、とりわけ少なくとも25μmの層厚を有する。
本発明のポリマーフィルムのコア層は、好ましくは多くとも60μm、好ましくは多くとも55μm、より好ましくは多くとも50μm、より一層好ましくは多くとも45μm、非常に好ましくは多くとも40μm、最も好ましくは多くとも35μm、とりわけ多くとも30μmの層厚を有する。
コア層の特に好ましい実施形態K~K16を以下の表にまとめる、各事例において、通例の量で存在する通例の添加剤がさらにあってもよい。
Figure 2023506136000003
コーティング材料//接着変性層//さらなる層の配列層中に全体で少なくとも3層を有する本発明のポリマーフィルムの特に好ましい実施形態D~D16を以下の表にまとめる、各事例において、通例の量で存在する通例の添加剤がさらにあってもよい。
Figure 2023506136000004
コーティング材料//接着変性層//コア層//さらなる層の配列層中に全体で少なくとも4層を有する本発明のポリマーフィルムの特に好ましい実施形態V~V16を以下の表にまとめる、各事例において、通例の量で存在する通例の添加剤がさらにあってもよい。
Figure 2023506136000005
本発明のさらなる態様は、プラスチック成形体をコーティングするための上記の本発明のポリマーフィルムを製造する方法であって、
(a-1)フィルムの2つの外側の少なくとも1つを形成する接着変性層を含むフィルムを用意するステップと、
(a-2)コーティング材料で、好ましくは硬化性状態の硬化性コーティング材料で全体的にまたは部分的に外側をコーティングするステップと、
(a-3)好ましくは熱により、コーティング材料を乾燥および/または硬化させるステップと
を含む方法に関する。
本発明のポリマーフィルムに関連して上記に記載のすべての好ましい実施形態は、本発明の方法にも同様に有効である。
本発明のさらなる態様は、コーティング材料を用いてプラスチック成形体をコーティングする方法であって、
(a)本発明の上記のポリマーフィルムを用意するステップと、
(b)好ましくは室温で、好ましくはプラスチック成形体を製造するための型中で、ポリマーフィルムを賦形するステップと、
(c)コーティング材料を硬化性プラスチック組成物と接触させるステップと、
(d)プラスチック組成物を硬化させるステップと
を含み、
硬化した組成物に対するコーティング材料の結合接着が、ポリマーフィルムの接着変性層に対するコーティング材料の結合接着より大きい、方法に関する。
本発明のポリマーフィルムおよび前記ポリマーフィルムを製造する本発明の方法に関連して上記に記載のすべての好ましい実施形態は、コーティング材料を用いてプラスチック成形体をコーティングする本発明の方法にも同様に有効である。
硬化性組成物は、好ましくはポリウレタン発泡体である。
本発明のさらなる態様は、好ましくはコーティング材料を用いてプラスチック成形体をコーティングする上記の本発明の方法において行われる、本発明の上記のポリマーフィルムの使用に関する。
本発明のポリマーフィルムおよび2つの本発明の方法に関連して上記に記載のすべての好ましい実施形態は、本発明による使用にも同様に有効である。
本発明で特に好ましい本発明の実施形態において、
- 接着変性層は、ポリオレフィンとして異相性エチレン-プロピレンコポリマー、より好ましくはrTPOを含み、接着促進剤として無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンを含み、
- コーティング材料はポリウレタンワニスを含み、
- 硬化性プラスチック組成物、すなわちプラスチック成形体の材料は、ポリウレタン発泡体を含む。
本発明は、以下の図1~6を用いて概略的に明らかになる。
コーティング材料(1)の層、接着変性層(2)、コア層(3)およびさらなる層(4)を含む、まだ未賦形状態の本発明のポリマーフィルムの好ましい実施形態を概略的に示す図である。 どのように、図1による本発明のポリマーフィルムが、プラスチック成形体の製造のための型(5)に適用され、縁部で気密シールが得られるかを概略的に示す図である。型(5)は、このようにポリマーフィルムと一緒に型穴を形成し、さらなる層(4)は型穴の内部に面する。 型(5)で賦形された後の、図2によるポリマーフィルムを概略的に示す図であり、賦形されたポリマーフィルムは型(5)の内側表面に沿っている。ポリマーフィルムのさらなる層(4)は、この場合、型(5)の内側表面に触れる。コーティング材料(1)の層は、賦形によって製造された形状の内部に面している。 賦形によって製造された形状の内部における硬化性プラスチック組成物からの、例えばポリウレタン発泡体の射出による、プラスチック成形体(6)の製造を示す図である。 プラスチック組成物が硬化した後、型(5)(描かれず)から取り出されたプラスチック成形体(6)を示す図である。型(5)(描かれず)の内側表面に対するさらなる層(4)の接着が低いので、プラスチック成形体(6)は、コーティング材料(1)の接着層およびポリマーフィルムの他の層を一緒に、残留物なしで取り出すことができる。この状態において、ポリマーフィルムはそれに接着するコーティング材料層(1)と一緒にプラスチック成形体(6)を保護する。 プラスチック成形体(6)からどのようにコーティング材料(1)の層を伴わずにポリマーフィルムを剥離することができるか概略的に示す図である。プラスチック成形体(6)に対するコーティング材料(1)の接着がポリマーフィルムの接着変性層(2)に対するコーティング材料(1)の接着より強いので、分割は、コーティング材料(1)の層と接着変性層(2)との間で行われる。したがって、コーティング材料(1)はプラスチック成形体(6)上に残存し、コーティング材料の外側表面は残留物なしで露出する。このように、コーティング材料(1)はポリマーフィルムからプラスチック成形体(6)に転写されている。
符号のリスト:
(1)-コーティング材料の層
(2)-接着変性層
(3)-コア層
(4)-さらなる層
(5)-型
(6)-プラスチック成形体
以下の実施例は本発明を明らかにするが、限定的に解釈されるべきでない。
3つの異なったポリマーフィルムを、60μmのフィルム全体厚さ(コーティング材料を含まない)を有する3層からそれぞれ製造した。接着変性層の組成を、接着促進剤の量について変動させ、他のすべてのパラメーターは一定にしておいた。
このように製造したポリマーフィルムを、コーティング材料として市販されている2液型ポリウレタンワニスを用いて接着変性層の表面(第1の外側面)にコーティングした。試料細片を製造するために、ナイフコーティングによってポリマーフィルムのDIN A4判のシートに2液型ポリウレタンワニスを、ワニスの層厚が対流式オーブンで乾燥した後に40μmとなるような量で塗布した。
ポリウレタンワニス(コーティング材料)の硬化/乾燥の後に、接着変性層とコーティング材料との間の離型力の決定を行った。以下の表に、測定したフィルム構造および離型力をまとめる。
Figure 2023506136000006
離型力は、Finat試験方法(保管せずに)に基づく方法で、DIN A4判のシートの40mm幅を有する細片についてZwick/RoellからのモデルZ0.5引張試験機によって決定した。測定は3つの細片の組で行った。細片は、両面テープ(CMC 10730)を備えた金属支持板にワニス側で接着した。金属支持板を試験設備の下側クランプ治具に差し込み、フィルムは、硬いフィルム細片に接着した下縁部でワニスから分離し、上側クランプ治具へ差し込んだ。測定は300mm/分で行った。

Claims (22)

  1. プラスチック成形体をコーティングするための、コーティング材料を備えたポリマーフィルムであって、
    前記ポリマーフィルムが、接着変性層と前記コーティング材料の層とを含み、
    前記ポリマーフィルムが、室温で賦形可能であり、
    前記コーティング材料が、全体的にまたは部分的に前記接着変性層を覆い、
    前記接着変性層が、少なくとも1.0μmの層厚を有し、前記コーティング材料と直接接触し、
    (i)前記コーティング材料に面するその表面側において、少なくとも27mN/mの表面エネルギーを有し、および/または
    (ii)少なくとも1種のポリオレフィンと、少なくとも(a)1種の接着促進剤、(b)1種の熱可塑性エラストマー、または(c)1種のポリアミドアロイとを含む混合物をベースとする、ポリマーフィルム。
  2. 前記コーティング材料が
    - 硬化性組成物から製造され、および/または
    - 硬化状態である、請求項1に記載のポリマーフィルム。
  3. 前記コーティング材料がワニスである、請求項1または2に記載のポリマーフィルム。
  4. 前記ワニスが
    - 熱硬化性ワニスであり、および/または
    - ポリウレタン、ポリアクリラートまたはエポキシドをベースとする、請求項3に記載のポリマーフィルム。
  5. 前記コーティング材料が
    - 23℃で少なくとも100%の破断時伸びを有し、および/または
    - 前記ポリマーフィルムの2つの外側面の1つを形成し、および/または
    - 少なくとも5μmの層厚を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  6. 前記コーティング材料に面する前記ポリマーフィルムの表面側が表面活性化されていない、請求項1から5のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  7. すべての層中の前記ポリマーまたはポリマー混合物が、それぞれについてDIN EN ISO 11357-3:2018-07に従ってDSCによって決定して、少なくとも110℃の融解温度を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  8. 前記接着変性層が、前記コーティング材料に面するその表面側において、多くとも45mN/mの表面エネルギーを有する、請求項1から7のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  9. 前記接着変性層が、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の接着促進剤を含む混合物をベースとし、
    (i)前記接着促進剤は、酸無水物変性ポリオレフィン、ヒドロキシル変性ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、アセタート変性ポリオレフィンおよびエポキシ変性ポリオレフィンから選択され、および/または
    (ii)前記接着促進剤の重量分率は、接着変性層の総重量に対して10重量%~65重量%の範囲にあり、および/または
    (iii)前記少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマーからなる群から選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  10. 前記接着変性層が、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種の熱可塑性エラストマーを含む混合物をベースとし、
    (i)前記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性コポリエステルエラストマー、熱可塑性ポリアミドエラストマーおよび熱可塑性ポリウレタンエラストマーから選択され、および/または
    (ii)前記熱可塑性エラストマーの重量分率は、前記接着変性層の総重量に対して1.0重量%~35重量%の範囲にあり、および/または
    (iii)前記少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマーからなる群から選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  11. 前記接着変性層が少なくとも1種の相溶化剤をさらに含み、
    (i)前記相溶化剤は、エチレンアクリラートコポリマー、MAHグラフト化エチレンアクリラートコポリマーおよびエチレンアクリラートグリシジルメタクリラートターポリマーから選択され、および/または
    (ii)前記相溶化剤の重量分率は、前記接着変性層の総重量に対して1.0重量%~20重量%の範囲にある、請求項10に記載のポリマーフィルム。
  12. 前記接着変性層が、少なくとも1種のポリオレフィンおよび少なくとも1種のポリアミドアロイを含む混合物をベースとし、
    (i)前記ポリアミドアロイはポリアミド系熱可塑性アロイであり、および/または
    (ii)前記ポリアミドアロイの重量分率は、前記接着変性層の総重量に対して10重量%~60重量%の範囲にあり、および/または
    (iii)前記少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレンホモポリマー、ポリエチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマーおよびポリプロピレンコポリマーからなる群から選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  13. 前記接着変性層および前記コーティング材料の層に加えて、さらなる層を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  14. 前記さらなる層が
    - 前記コーティング材料に面していない、前記接着変性層の表面側に配置され、および/または
    - 前記ポリマーフィルムの2つの外側面の1つを形成し、および/または
    - 前記接着変性層に面していないその表面側に離型性を備えた、請求項10に記載のポリマーフィルム。
  15. 少なくとも30μmの全体層厚を有する、請求項1から14のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  16. 室温で少なくとも100%の破断時伸びを有する、請求項1から15のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  17. 少なくとも1つの側がエンボス加工されている、請求項1から16のいずれか1項に記載のポリマーフィルム。
  18. 請求項1から17のいずれか1項に記載の、プラスチック成形体をコーティングするための、コーティング材料を備えたポリマーフィルムを製造する方法であって、
    (a-1)前記フィルムの2つの外側面の少なくとも1つを形成する接着変性層を含むフィルムを用意するステップと、
    (a-2)前記外側面をコーティング材料で全体的にまたは部分的にコーティングするステップと、
    (a-3)前記コーティング材料を乾燥および/または硬化させるステップと
    を含む方法。
  19. コーティング材料を用いてプラスチック成形体をコーティングする方法であって、
    (a)請求項1から17のいずれか1項に記載のポリマーフィルムを用意するステップと、
    (b)好ましくは室温で、前記ポリマーフィルムを賦形するステップと、
    (c)前記コーティング材料を硬化性プラスチック組成物と接触させるステップと、
    (d)前記プラスチック組成物を硬化させるステップと
    を含み、
    硬化した前記組成物に対する前記コーティング材料の結合接着が、前記ポリマーフィルムの前記接着変性層に対する前記コーティング材料の結合接着より大きい、方法。
  20. 前記硬化性組成物がポリウレタン発泡体である、請求項19に記載の方法。
  21. 前記コーティング材料を用いてプラスチック成形体をコーティングするための、請求項1から17のいずれか1項に記載のポリマーフィルムの使用。
  22. 請求項18または19に記載の方法における請求項21に記載の使用。
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