JP4885363B2 - 光沢金属化ラミネートフィルム - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は光沢フィルム技術に関する。とくに、本発明は優れた光学特性および変形性を有する光沢金属化ラミネートフィルムである。好ましい態様では、ラミネートフィルムは、ポリビニリデンジフルオリド−アクリルアロイフィルム上に堆積された不連続な島状のインジウムの層を包含する。また本発明は光沢金属化ラミネートフィルムの改良製造法である。
【0002】
発明の背景
金属化ポリマー仕上は光沢反射金属表面処理、とくにクロムめっきを補足し、かつさらに置き換えるために用いることが出来る。金属化仕上を有するポリマー構造物は通常、クロムめっきの外観を有すると考えられる自動車のグリルのような物品の代替品として用いられる。実際に、装飾的ポリマー部品は、プラスチックが比較的たわみやすく、耐食性があり、そして安価であるので、主に自動車業界で基準になりつつある。また、プラスチック部品は軽量であり、かつ性能、とくに燃料経済を向上させる。
【0003】
多くの特許が金属化基質を開示している。たとえば、米国特許第5,035,940号は耐候性ポリマーで支持したアルミニウム基質を記載している。同様に、米国特許第5,536,539号は装飾的ポリマーフィルム表面を有する成形ポリマー物品から作った自動車部品を記載している。これらの特許はいずれも本発明と共に一般に譲渡される。
【0004】
ポリマー基質を金属化する一般的現場法は、通常真空蒸着によって、成形基質上に金属を直接被覆することが多い。この点に関し、インジウムは微視的に小さな不連続堆積すなわち「島」を作りやすいので、好ましい金属として受け入れられている。曲げたり撓めたりするときに、不連続金属層は、破壊しやすい連続金属フィルムよりもすぐれた所望の光学特性を保持しやすい。また不連続金属化は、望ましくない腐食を促進することがある電気伝導性を最小にする。たとえば、米国特許第4,431,711号(Eisfeller)は、電気伝導性、したがって腐食を最小にするようにインジウム金属化三次元物品を述べている。
【0005】
たいていの場合に、表面を物理的及び化学的に保護する透明なポリマーコート、いわゆる「クリヤーコート」で金属化層を被覆する。成形ポリマー物品の現場金属化は有用であるけれども、ベースコート、金属化層、およびクリヤーコートの別々の適用を必要とする。これには各適用毎の乾燥時間が必要であり、それは三次元物品の金属化に付随する処理時間を長くする。したがって、物品を成形した後に始めて物品上に直接金属を堆積させることは不利な場合があり得る。
【0006】
もしくは、ポリマー構造物に適用可能な金属化ラミネートフィルム(すなわち接着テープ)は、従来の現場金属化法に勝る或る利点を与える。たとえば、金属化ラミネートフィルムはロール状で製造し、貯蔵し、そして輸送することができる。また該ラミネートは、接着剤の有効性によってのみ限定される特別仕様を容易にする。さらに、金属化ラミネートフィルムの使用は、物品を現場で金属化する場合に、金属とポリマー基質との間に生じ得る化学的適合性の問題を減少させる。
【0007】
金属化ラミネートフィルムを製造するためには、典型的にはしばしば真空蒸着によってポリマー基質を所望の金属で被覆する。ついで、流延またはドクターブレードのような通常の方法を用いてポリマークリヤーコートを金属化層に付加する。このような金属化ラミネートフィルムを用いることは、便利ではあるが、現場法で得られるものに比べて劣悪な仕上を生じることがある。したがって、ラミネートフィルムの便利性を有しながら、現場法に類似した仕上を達成することが望ましい。
【0008】
そのために、通常の方法を用いて所望の形状に成形できるラミネートの金属化法が知られている。さらに、現場法で金属化された物品に類似した光沢仕上を有する中実物品を作るために、該成形ラミネートに熱可塑性ポリマーを充填することができる。
【0009】
たとえば、米国特許第4,101,698号(Dunningら)は、反射金属表面仕上に三次元の輪郭形状を付与することが出来る金属化エラストマーラミネートを開示している。とくに、金属化層は別個の不連続平面セグメントとしてエラストマーフィルムに適用する。米国特許第4,115,619号(Kurfmanら)は、熱可塑性ポリマー層をインジウムのような軟質金属で金属化することによって形成される光沢多層ポリマー複合体を開示している。金属層は、真空蒸着、スパッタリング、またはラミネーションのような通常の方法によって適用される。ついで金属化フィルムを通常の形成法を用いて所望の形状に成形することができる。米国特許第4,403,004号(Parkerら)は両面に真空蒸着金属を被覆する熱成形可能な基層からなる金属化ラミネートを記載している。このラミネートは三次元形状を取るように熱成形させることができる。
【0010】
しかし、該成形可能なラミネートフィルムは芳しくない可撓性を有し、金属化基質を過度に変形させると割れることが多い。さらに、該成形可能なフィルムは経時的に光沢を失いやすい。金属化インジウム層についてはこれは特に致命的であって、ハロゲン含有ポリマー(たとえばポリビニルクロリド“PVC”)が存在すると、金属化インジウム層は酸化−還元反応を受けて、元素状インジウムが三塩化インジウムに転化することがある。最後に、該成形可能なフィルムを連続金属化層から形成させる限り腐食問題が生じる。
【0011】
したがって、これらの問題に対処する光沢金属化成形可能ラミネートフィルムに対する要望が存在する。
発明の目的及び要約
したがって、本発明の目的は、優れた光学特性及び変形性を有する光沢金属化ラミネートフィルム、及び該ラミネートフィルムの製法を提供することにある。
【0012】
もっとも広い実施態様では、本発明は、ポリビニリデンジフルオリド(PVDF)及びアクリレートポリマーを含有するアロイから形成された微視的に平滑なフィルム上に堆積した島状のインジウムの不連続層からなる金属化成形可能ラミネートを含む。好ましい態様では、フィルムはFLUOREXTMブランドのフルオロポリマー(Rexam,Inc.,Matthews,NC)であり、該ポリビニリデンジフルオリドフィルムは約25パーセントのアクリル成分を包含する。このインジウム−FLUOREXTMの組合せは、他の光沢成形可能フィルムに比べて優れた定量可能な光学特性及び変形性を有する。
【0013】
他の態様では、本発明はPVDF−アクリレート(または「アクリル」)フィルムと反対側の不連続インジウム層の表面に置かれた接着剤層を包含する。ついで接着剤の上に熱可塑性層を置く。該熱可塑性層はポリビニルクロリド(PVC)、熱可塑性オレフィン(TPO)、ポリカーボネート(PC)、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)コポリマーからなることができる。接着剤層は望ましくない酸化インジウム(In2O3)(やや白い無反射化合物)の生成を阻止する。さらに、熱可塑性層がポリビニルクロリドを含む場合には、接着剤層は、塩化物イオンまたは塩酸がインジウム層と反応して三塩化イリジウム(InCl3))(無反射化合物)を生じることを阻止するのを助ける。
【0014】
さらに他の態様では、不連続インジウム層とポリビニリデンジフルオリドフィルムの間に熱可塑性レベリング層を包含させることができる。好ましい態様では、このレベリング層はポリウレタンを包含する。成形プロセスのような加熱操作中に、レベリング層は平滑なポリビニリデンジフルオリド層に微視的に皺が入らないようにする。これは金属化ラミネートの優れた像明確性(distinctness of image(DOI))を維持する。本明細書で用いる微視的に入る皺とは、約0.5ミクロン未満、またはフィルム厚さの約2パーセント未満の大きさを有するPVDF−アクリルフィルム中の襞を意味する。
【0015】
さらに他の態様では、本発明は、不連続インジウム層の反対側のPVDF−アクリルフィルムの表面に置かれる伸長可能なポリウレタンマスクを包含する。インジウム金属化PVDF−アクリルフィルムを伸長させる場合に、このポリウレタンマスクが光沢を維持するのを助ける。
【0016】
また本発明は、インジウム金属化ポリビニリデンジフルオリド熱可塑性ラミネートを形成する方法をも包含する。1つの好ましい方法は、PVDF−アクリルフィルムをポリエチレンテレフタレート基質に流延により形成した後、島状のインジウムの不連続層をポリビニリデンジフルオリドフィルム上に堆積させることを包含する。ポリエステル(たとえばポリエチレンテレフタレート)フィルムを島状のインジウムの不連続層の上に置いた後、PVDF−アクリルフィルム及び不連続インジウム層を「プレス磨き」する。もしくは、不連続インジウム層を付加する前にポリビニリデンジフルオリドフィルムをプレス磨きすることができる。
【0017】
その後、不連続インジウム層からポリエチレンテレフタレートフィルムを除く。次いで接着剤層が不連続インジウム層と接触するように、接着剤層および熱可塑性層を含むラミネートを不連続インジウム層の表面に結合させる。この時点で、ポリビニリデンジフルオリドフィルムからポリエチレンテレフタレート基質を除く。この方法により、インジウムで金属化させた所望のポリビニリデンジフルオリドフィルムが得られる。
【0018】
他の態様では、ポリエステル基質を除いた後に、不連続インジウム層と反対側のPVDF−アクリルフィルムに伸長可能なマスキング層を付加する。マスキング層は成形プロセス中ラミネートの光沢を保つ。
【0019】
さらに他の態様では、不連続インジウム層をポリビニリデンジフルオリドフィルム上ではなくレベリング層上に直接形成させるように、熱可塑性レベリング層をまずポリビニリデンジュフルオリドフィルム上に置く。レベリング層の使用はポリビニリデンジフルオリドをプレス磨きする必要を無くすことができる。
【0020】
本発明の前記のみならず他の目的および利点ならびに前記を達成させる態様を、下記の詳細な説明及び添付図面中でさらに詳細に述べる。
発明の詳細な説明
広範な態様において、本発明は、PVDF−アクリルフィルムから作った光沢金属化ラミネートおよび該PVDF−アクリルフィルム上に堆積させた島状のインジウムの不連続層である。本明細書に開示するように、PVDF−アクリルフィルムの厚さは典型的に約1−2ミル、または約25−50ミクロンであり、そして不連続インジウム層の厚さは典型的に約100−800オングストローム、または0.1ミクロン未満である。本発明者らは不連続な島状のインジウムと組み合わせた微視的に平滑なPVDF−アクリルフィルムの使用が相乗的結果をもたらすことを発見した。とくに、PVDF−アクリルはすぐれた光学特性及び変形性を有する光沢金属化ラミネートを得るのに優れたポリマーである。PVDF−アクリルは非常に耐候性に優れたクリヤーコートである。
【0021】
本明細書に記載されるように、当業者には、PVDF−アクリルへの言及が、ポリビニリデンジフルオリドが主要ポリマー成分であるポリマーブレンド又はアロイを含むことが理解されよう。とくに、本発明は、約30重量パーセント、時には最大70重量パーセントのアクリルポリマー、典型的にはポリメチルメタクリレート(PMMA)またはポリエチルメタクリレート(PEMA)(他のものも使用可能)を含むポリビニリデンジフルオリドポリマーを用いて実施し成功を収めることができる。概して、アクリルの高含量は大きな引っ掻き抵抗を示すが、耐薬品性(とくに耐溶剤性)の低下及び多少の脆性の増大が犠牲になる。
【0022】
PVDF−アクリルフィルムが種々の色に利用可能であることは当業者には理解されよう。したがって、本明細書に記載される金属化フィルムは適当に着色したPVDF−アクリルフィルムを組み込むことによって種々の色にすることができる。PVDF−アクリルフィルムは、たとえば顔料、インキ、またはマイカを用いて着色することができ、不必要の実験を行わずに望み通りに加えることができる。
【0023】
本明細書で使用する「微視的に平滑」という語句は表面が0.75ミクロン以下の粗度平均(RA)を有することを意味する。微視的表面に熟知するものには公知のように、RAは粗度分布の平均分布からの偏差の絶対値の算術平均であり、すなわち、「粗度分布の平均線からのすべての逸脱の算術平均」である(米国特許第4,875,262号、第4欄、第26−31行)。
【0024】
1つの態様において、本発明の光沢金属化ラミネートは微視的に平滑なPVDF−アクリルフィルム上に堆積された島状のインジウムの不連続層を包含する。当業者には公知のように、これを行う従来の方法は、インジウムの真空蒸着である。不連続インジウム層をPVDF−アクリルフィルムと接着剤層と間にサンドイッチするように、接着剤層を不連続インジウム層表面に結合させる。最終フィルム構造物の支持体として効果的に役立つ熱可塑性層を不連続インジウム層と反対側の接着剤層に結合させる。任意に、本明細書に記載したように、伸長可能なポリウレタンマスク層を不連続インジウム層と反対側のPVDF含有フィルムに付加することができる。
【0025】
好ましい態様では、接着剤層はポリウレタン層とアクリル層からなる。該態様では、ポリウレタン層は不連続インジウム層と直接接触し、アクリル層は熱可塑性基質層と直接接触する。いいかえれば、接着剤層のポリウレタン層は不連続インジウム層と接着剤層の熱可塑性基質層と間にサンドイッチされる。同様に、接着剤層のアクリル層は熱可塑性基質層と接着剤層のポリウレタン層との間にサンドイッチされる。アクリル接着剤層はラミネートの加工を改善するが、他の点では生成する光沢金属化ラミネートにとっては不必要である。もっとも適切なポリウレタン接着剤はStahl製NovacoteTMADH222である。同様に、最も適切な熱反応型熱可塑性アクリル接着剤はICI製ElvaciteTM2009である。熱可塑性支持層に関しては、本発明者らは、通常の熱可塑性樹脂は満足に機能するけれども、ある種の熱可塑性樹脂が好ましいことを発見した。とくに、本発明は、ポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー(ABS)、ポリカーボネート、ポリスチレン、およびこれらポリマーのブレンドから作った熱可塑性基質層を用いることによってもっともよく実施される。
【0026】
さらに、本明細書に記載する金属化フィルムは、適当に着色した接着剤層または熱可塑性支持層を組み込むことによって種々の色につくることができる。たとえば、接着剤層(すなわちポリウレタン接着剤層、アクリル接着剤層、または両者)または熱可塑性支持層は顔料、インキ、またはマイカを用いて着色することができる。
【0027】
この第1の態様の金属化ラミネートは自動車部品のような製品につくることができる。とくに、この金属化ラミネートは当業者にとって周知の方法を用いて打ち抜きを行うことができる。
【0028】
他の態様では、本発明の光沢金属化ラミネートおよび島状のインジウムの不連続層は熱可塑性レベリング層によって相互に隔離される。本明細書に記載するこのレベリング層は典型的には約0.5から1.0ミル(または約10から25ミクロン)であって、熱処理工程中にインジウムに皺が入らないようにするのを助ける。またレベリング層は、より一般的な65DOIと比較して、95DOI以上の優れた像明確性の保持を助ける。本明細書で使用する像明確性は反射面の光学的特性の尺度である。DOIはInstruments for Research and Industry(Cheltenham,PA)製I2R Glow Box Model GB11−86MのようなDOIメータ−を用いて測定される。本発明者らは、ポリウレタン(単独)またはアクリル(単独)からつくったレベリング層がうまく作用するように思われ、そしてFLUOREXTM上のアクリルとアクリル上のポリウレタンとの組合せがもっとも好ましいことを発見した。より具体的には、Stahl製のポリウレタンSU6729がもっとも好ましい。
【0029】
好ましい態様では、熱可塑性プライマー層がPVDF−アクリルフィルムとレベリング層を隔離する。このプライマー層はレベリング層をPVDF−アクリルフィルムに結合させるように機能する。当業者には理解されるように、PVDF−アクリル結合は辛うじて他のポリマー物質に結合するにすぎない。本発明者らは、塩素化ポリオレフィンのように、約2%のエポキシを含有するアクリル化合物がプライマーとして申し分ないことを発見した。好ましいプライマーはDuPont製アクリル68070である。
【0030】
先に開示した構造物に準じて、PVDF−アクリルフィルム、レベリング層、および不連続インジウム層を包含するラミネートを、レベリング層と反対側の不連続インジウム層上に接着剤層を置くことによってさらに強化することができる。いいかえると、不連続インジウム層をレベリング層と接着剤層の間にサンドイッチする。前記のように、好ましい接着剤層はポリウレタン層とアクリル層からなる。接着剤層のポリウレタン層が不連続インジウム層に接触するように、接着剤層を置く。
【0031】
さらに、かつ先に開示した第1の構造態様に準じて、熱可塑性基質層が構造を完成させる。この熱可塑性支持層は特に接着剤層のアクリル層に接触するように接着剤層上に配設される。前記のように、本発明者らはポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、ポリカーボネート、およびアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーがすぐれた熱可塑性支持層であることを発見した。
【0032】
この第2の構造態様は、第1の態様と同様、金属化製品、とくに自動車部品に作ることができる。さらに、熱可塑性レベリング層の存在は金属化ラミネートから作った部品がうまく射出成形できることを保証する。当業者には理解されるように、射出成形は、形成部品の内面によって形成されるキャビティに充填物、通常ポリマー充填剤を充填することを含む。さらに、適当に着色したレベリング層を組み込むことによって、本明細書に記載される金属化フィルムを特定色で作ることができる。
【0033】
「成形」という用語は本明細書では広い意味に用いられ、そして熱成形、ブロー成形、圧縮成形、および「金型内」成形(たとえば同時の充填および成形)のみならず本発明によるフィルムのポリマー部分の熱可塑性を利用する他の改良法または関連技術を含むが、ただしそれらに限定されない種々の比較的特定の方法を含むことができる。
【0034】
さらに、金属化ラミネートを成形する前に、伸長可能なマスク層をPVDF−アクリルフィルムに加えることができる。伸長可能なマスク層は熱成形プロセス、真空成形プロセス、ならびに射出成形、ブロー成形、および圧縮成形を含む成形プロセス中に光沢およびDOIを維持するように設計される。また、マスク層は金属化ラミネートに強度を付加する。さらに、成形部品を展示する用意が整うまで、伸長可能なマスク層は金属化ラミネートの下層をスクラッチまたは傷つきのないように保護する。マスク層は成形中最大約600パーセント伸長させることができ、かつ室温における少なくとも約200パーセントの破断点伸びを有する。本明細書では室温を約15℃から約30℃と定義する。
【0035】
好ましくは、伸長可能なポリウレタンマスク層をポリエステルのようなポリマー基質上で予備成形する。ポリウレタンマスク層を直接ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に置いてポリマー基質をマスク層から除く。この方法を容易にするためには、PVDF−アクリルフィルムが柔弱に結合しているポリエステル基質を最初に除かなければならない。
【0036】
金属化ラミネートから物品を製造中、マスク層を保護外層として保持させることができる。伸長可能なマスク層は金属化ラミネートの下層のPVDF−アクリル層に着脱可能に結合され、そして金属化ラミネートの下層のPVDF−アクリル層を曝露させるために一片として剥離させることができる。好ましい態様では、マスク層を除く必要なしに表面欠陥を目視できるように、マスク層は実質的に透明である。
【0037】
さらに、ざらざらしたかまたは艶のない金型を使用する熱可塑性または熱硬化性圧縮成形のような射出または圧縮成形中に、伸長可能なマスク層は優れた光沢およびDOIを維持する。ざらざらした金型は、金型を閉じるときにざらざらした金型表面からの空気の脱離を容易にするので、安価にもかかわらず高度に研磨された金型よりも機能的にすぐれている。伸長可能なマスク層は、光沢の低下または、高度に研磨された金型を使用しないために金型によって生じる他の損傷がないように金属化ラミネートを保護する。
【0038】
好ましくは、伸長可能なマスク層は厚さが約0.3ミルから約3.0ミルである。伸長可能なマスク層はポリウレタンポリマーを含む。好ましくは、マスク層は、分散液または溶液状の脂肪族もしくは芳香族ポリエステルまたはポリエーテルポリウレタンの乾燥フィルムを含む。たとえば、Mace Adhesives and Coaings of Dudley(Massachusetts)製ポリウレタンポリマーQA 5218およびQA 5026を使用してマスク層を作ることができる。1つの態様では、マスク層は約85から99.5重量パーセントの水性ポリウレタン分散液を含む。表面張力を下げるためには少量の界面活性剤(約0.05から0.2重量パーセント)を加えるのが有利である。好ましい界面活性剤はAir Products of Allentown(PA)製SURFYNOL 104Hである。
【0039】
マスク層組成物は、PVDF−アクリル層中に移行して耐候性または他の望ましい性質を向上させる添加剤を含むことができる。(マスク層添加剤はPVDF−アクリル層からポリウレタンマスク層中へ添加剤が移行するのを阻止することもできる。) 本発明に用いるのに適する移行性添加剤には硬度増強剤、剥離剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、染料、潤滑剤、界面活性剤、触媒、およびスリップ剤があるが、これらに限定されない。
【0040】
より具体的には、本発明に有用な移行性添加剤にはベンゾフェノン、シリコーン、ワックス、トリアゾール類、トリアジン類、およびこれら添加剤の組合せがある。移行性添加剤はフォーミングまた成形プロセス中に存在する熱又は圧力によってPVDFフィルムの外層に押し込まれる。さらに、マスク層中のこれら添加剤の存在は添加剤成分がPVDF−アクリル層からマスク層へ移行するのを阻止する。
【0041】
TINUVIN 1130およびTINUVIN 292(いずれもCiba Geigy of Hawthorne(NY)製)のような紫外線安定剤を移行性添加剤としてマスク層組成物に加えことができる。BYK Chemie of Wallingford(CT)製BYK333のようなシリコーン添加剤をPVDF−アクリル層の摩擦係数を下げるために加えることができる。すべての添加剤は典型的にマスク層組成物の約5.0重量パーセント未満を占めるけれども、移行性添加剤は通常約0.01から2.0重量パーセントにわたる量が添加される。
【0042】
前記95以上のDOIを保持しながら最大200面積パーセントの量の伸長および打ち抜きを含む大きな変形を受ける時でさえも、本明細書に記載する金属化ラミネートは伸長可能なマスク層なしでも、所望の光学特性を保持することができる。これは、特別な種類のフォーミング操作における金属化ラミネートの使用を促進する。とくに、本発明者らは、金属化ラミネートと物品との間の空気を除くと金属化ラミネートが物品の輪郭に密着するように、金属化ラミネートを比較的冷たい物品上に置くことができることを発見した。より具体的には、本発明者らは、金属化ラミネートが280゜Fから370゜Fの温度になければならず、そして物品が約120゜F未満の温度になければならないことを発見した。当業者には公知のように、連行空気の除去は、減圧条件(すなわち大気圧以下)下で金属化ラミネートを物品上に置くことによって達成することができる。本発明者らは、このプロセスが成形された金属化ラミネートフィルムの真珠光沢を減少させることを発見した。当業者には公知のように、真珠光沢は種々の光の屈折によって生じる虹のような色の表示である。
【0043】
他の広い態様では、本発明は光沢金属化ラミネートの改良形成法に関する。より具体的には、本発明は、以前に先行技術では開示されなかった新規加工工程を含む。該進歩の1つは、PVDF含有フィルムをプレス磨きして微視的に平滑にする工程である。本発明者らは、未変性PVDF−アクリルフィルムが微視的に粗いことを発見した。これは得られた金属化フィルムの光学的透明性を低下させる。いいかえると、優れた平滑性は成形および無成形金属化ラミネートの光学特性に有利な効果を与える。後で開示するプレス磨きはPVDF含有フィルムの表面を平滑にする方法である。
【0044】
1つの態様において、プレス磨きは、金属化する前のPVDF−アクリルフィルム、好ましくはFLUOREXTMに関する。PVDF−アクリルフィルムをポリマー基質、好ましくはポリエステル基質上に連続的に塗布した後、オーブンで乾燥する。PVDF−アクリルフィルムがオーブンを出ると、ポリマー基質と反対側のPVDF−アクリルフィルムにポリマーフィルム、好ましくはポリエステルフィルムを適用する。ついで、この構造物を、一方または両方を加熱した2本のローラーで形成されるニップ間で連続的に加圧する。その後ポリマーフィルムを除いて、PVDF−アクリルフィルムのインジウム金属化を容易ならしめる。
【0045】
他の態様では、プレス磨きは、PVDF含有フィルム上に堆積した島状のインジウムの不連続層を含む構造物に関する。まず、不連続インジウム層およびPVDF−アクリル層をポリマー物質に微弱に結合させる。より具体的には、PVDF−アクリルフィルムを不連続インジウム層と反対側のポリマー基質、好ましくはポリエステル基質に適用し、そしてポリマーフィルム、好ましくはポリエステルフィルムをPVDF−アクリルフィルムと反対側の不連続インジウム層に適用する。ついで、不連続インジウム層およびPVDF−アクリルフィルムのいずれをも含むこのポリマー構造物を加熱ニップに供給する。その後、ポリマーフィルムを不連続インジウム層から除く。
【0046】
本発明者らは、PVDF−アクリルフィルムを微弱に結合させるポリマー基質として、ポリエステル(たとえば、ポリエチレンテレフタレート、“PET”)が最もよく機能するように思われることを発見した。同様に、本発明者らは、島状のインジウムの不連続層上に置かれるポリマーフィルムとして、ポリエステルが最もよく機能するように思われることを発見した。DuPont製MylarTMDポリエステルフィルムはこのプロセスに完全に適する平滑な面を有する。
【0047】
さらに、光沢金属化ラミネートフィルムの形成法は不連続インジウム層の表面に接着剤層を結合させることを含む。この工程では、インジウム層を接着剤層とPVDF−アクリルフィルムとの間にサンドイッチする。その後、この方法は、当業者が公知の通常の方法を用いて熱可塑性支持層を接着剤層にヒートラミネートする程を含むことができる。
【0048】
不連続インジウム層上の接着剤層の配設に関しては、本発明者らは、まず複合接着剤層をつくることによって、これが容易になることを発見した。接着剤層と下層のポリマー基質からなる接着剤複合体を作るこの工程は、本発明のさらに別の態様である。接着剤複合体は、好ましくはアクリル接着剤を別個のポリマー基質、好ましくはポリエステル上に堆積させた後、ポリウレタン接着剤層をアクリル接着剤層上に堆積させるることによって形成される。したがって、アクリル接着剤層はポリマー基質とポリウレタン接着剤層との間にサンドイッチされる。これは接着剤複合体をもたらす。前記のように、アクリル層は接着性を向上させる。キャリヤーとして働くポリマー基質は、接着剤を硬化させる際に熱に曝露しても安定である。
【0049】
ついで、接着剤複合体のポリウレタン層が不連続インジウム層と接触するように、予備成形接着剤複合体を不連続インジウム層に結合させることができる。その後、アクリル接着剤層からポリマーキャリヤー基質を除くことができる。これによってポリウレタン接着剤層とアクリル接着剤層からなる接着剤層があとに残る。
【0050】
さらに、いったん接着剤層を不連続インジウム層に結合させると、熱可塑性基質層(熱可塑性支持層)を接着剤層に結合させることができる。本発明者らは、ポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、ポリカーボネート、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーからなる基質層が特に有効な熱可塑性支持層であることを発見した。
【0051】
本発明者らは、好ましい熱可塑性基質層がアクリル接着剤層およびポリウレタン接着剤層の加熱乾燥に耐えないので、まず複合接着剤層を作ることが望ましいことを知った。したがって、不連続インジウム層に結合させる前に、接着剤複合体を、ポリマーキャリヤー基質、通常ポリエステル上に形成させる。好ましいポリマー基質は熱に曝露しても安定である。その後、アクリル接着剤層に隣接するポリマーキャリヤー基質を熱可塑性基質層で置き換える。
【0052】
実施例1:下記の工程を用いてフィルムを作ることができる。すなわち、真空蒸着によって光学濃度(OD)が1.15のインジウムの層をFLUOREXTMAフィルム(Rexan)上に堆積させ;加熱ニップ(330−380゜F)を通してインジウムの表面に1ミルのPET(ICI 445)を結合させることによってプレス磨きし;2ミルのPET上にアクリル物質(ElvaciteTM2009)を0.5ミルの乾燥厚さに流延により形成し、かつ乾燥ElvaciteTM2009上にポリウレタン(NovacoteTMADH222)を0.5ミルの乾燥厚さに流延により形成することによって接着剤複合体を作り;インジウム表面からPETを除いて、接着剤複合体のADH222の表面をインジウム表面に結合させ;接着剤複合体からPETを除いた後、330から380゜Fの加熱ニップを通して複合体を20ミルのABSに結合させる。
【0053】
他の態様では、本発明の方法は、まずポリマー基質、好ましくはポリエステル上にPVDF−アクリルフィルムを塗布することによって光沢金属化ラミネートを形成させることを含む。ついで、通常の方法を用いてPVDF−アクリルフィルム上に不連続インジウム層を堆積させる。最後に、インジウム層をPVDF−アクリルフィルムと接着剤層との間にサンドイッチさせるように、不連続インジウム層の表面に接着剤層を置く。
【0054】
本発明者らは、不連続インジウム層が、PVDF−アクリル組成物の溶剤でもある溶剤に溶解された接着剤を不十分に受け入れることを発見した。したがって、潜在的な溶剤である接着剤は曇った外観を呈し易いので、接着剤はPVDF−アクリル組成物に関して無溶剤であるのがもっとも好ましい。このように、好ましい方法は予め設定した接着剤層を島状のインジウムにラミネートすることである。それゆえ、好ましい態様では、インジウム層の表面に接着剤層を配設することは、さきに開示したように、まず接着剤複合体を作ることを含む。好ましい搆造物では、接着剤複合体はアクリル接着剤層およびポリウレタン接着剤層を包含する。もしくは、あるアルコール系又は水系液体接着剤を現場で不連続インジウム層上に作ることができ、そうすると最終製品の曇りが防げるであろうと思われる。
【0055】
他の態様では、この方法はさらに、熱可塑性基質層を接着剤層、好ましくはアクリル接着剤層に熱接着させる工程を包含する。前記のように、熱可塑性基質層は好ましくはポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、ポリカーボネート、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーからなる。
【0056】
さらに他の態様では、接着剤層を不連続インジウム層上に配設する前に、島状のインジウムの不連続層および、その上に堆積させるPVDF−アクリルフィルムを共にプレス磨きする。もしくは、不連続インジウム層を付加する前に、PVDF−アクリルフィルムをプレス磨きすることができる。プレス磨きはさきに述べてあり、その方法は先に開示した方法と同じであることができる。
【0057】
さらに他の態様では、本発明の方法はまずPVDF−アクリルフィルムをポリマー基質、好ましくはポリエステル上に流延により形成することを包含する。次に、ポリウレタンレベリング層をPVDF−アクリルフィルム上に堆積させる。その後、島状のインジウムの不連続層をポリウレタンレベリング層上に堆積させる。
【0058】
もしくは、ポリウレタンレベリング層の堆積前にアクリルプライマー層をPVDF−アクリルフィルム上に置くことができる。前記のように、プライマー層はPVDF−アクリルフィルムとポリウレタンレベリング層との結合を向上させる。
【0059】
他の態様では、ポリマー基質、好ましくはポリエステルを、不連続インジウム層上に置いた後、さきに述べた手順に従って搆造物をプレス磨きする。PVDF−アクリルフィルムおよび不連続インジウム層は、(1)ポリウレタンレベリング層または(2)アクリルプライマー層およびポリウレタンレベリング層のいずれかによって隔離されるにもかかわらず、プレス磨きすることができる。もしくは、不連続インジウム層の付加の前に、PVDF−アクリルフィルムをプレス磨きすることができる。
【0060】
さらに他の態様では、インジウム層をポリウレタンレベリング層と接着剤層との間にサンドイッチするように、接着剤層を不連続インジウム層の表面に置く。もっとも好ましくは、接着剤層のインジウム層表面への配設はまずアクリル接着剤層およびポリウレタン接着剤層を含む接着剤複合体を作ることを含む。この接着剤複合体の形成プロセスは先に開示してある。
【0061】
該方法は熱可塑性基質層を接着剤層、好ましくはアクリル接着剤層に熱接着させる工程を含むこともできる。前記のように、熱可塑性基質層は好ましくはポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、ポリカーボネート、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーからなる。
【0062】
実施例2:この方法は下記工程を含むことができる。すなわち、FLUOREXTMA上にアクリルプライマー層(DuPont製TedlarTM68070)を0.5ミルの乾燥厚さに流延により形成し;乾燥プライマー層上にポリウレタン層(Stahl製SU6729)を0.5ミルの乾燥厚さに流延により形成し;真空蒸着によってポリウレタン表面にODが1.15のインジウムの層を堆積させ;2ミルのPET上にアクリル物質(ElvaciteTM2009)を0.5ミルの乾燥厚さに流延により形成し;乾燥ElvaciteTM2009上にポリウレタン(NovacoteTMADH222)を0.5ミルの乾燥厚さに流延により形成し;PETフィルムをインジウム表面に付加してプレス磨きし;PETをインジウム表面から除いて、接着剤複合体のADH222の表面をインジウム表面に結合させ;接着剤複合体からPETを除き;330から380゜Fの加熱ニップを通して複合体を20ミルのABSに結合させる。
【0063】
本発明の好ましい態様およびその製造法を図面によって説明するが、図面はすべて断面図かつ全くの略図であって、正確な縮尺で書くことを意図するものではなく、本発明のフィルム中の種々の層、各層のなす態様、およびその相互関係を説明することを意図するものである。
【0064】
したがって、図1は、おおまかに30で表す光沢金属化ラミネートの形をなす本発明のもっとも広い態様を示し、その中において微視的に平滑な表面を有するポリビニリデンジフルオリド含有フィルム31がPVDF含有フィルム上に不連続な島状のインジウムの層32を堆積させている。前記のように、PVDFフィルムはPVDFと適当なアクリル化合物とのポリマーアロイで作るのがもっとも好ましい。
【0065】
図2は金属化ラミネート30がインジウム層32の表面上でPVDF−アクリルフィルム31と反対側に図2の角括弧33で表す接着剤層をさらに含むことを示す。好ましい態様では、接着剤層33はそれ自体、直接インジウム層32上のポリウレタン層34、およびポリウレタン層34上のアクリルか層35からなる。究極的な用途のための構造物を完成させるために、熱可塑性支持体36を接着剤層33上に置く。
【0066】
他の態様では、図3においておおまかに40で表される光沢金属化成形可能ラミネートが、粘稠性および透明度のために、インジウム層とともに、これも31で表されるPVDF−アクリル層を含む。しかし、この態様はPNDF−アクリル層31上に熱可塑性レベリング層41を含む。したがって、インジウム層32は、直接PVDF−アクリル層31上ではなく熱可塑性レベリング層41上にある。前記態様と同様に、金属化ラミネート40が好ましくはそれぞれポリウレタン層34およびアクリル層35によって形成される接着剤層を含む。
【0067】
図4は、図3の態様に関連し、かつPVDF−アクリルフィルム31と熱可塑性レベリング層41との間にアクリル層46として示される熱可塑性プライマー層をさらに含む本発明の態様を示す。図3に示す態様と同様に、インジウム層32は熱可塑性レベリング層41上にあり、そして各ポリウレタン層34およびアクリル層35からなる接着剤層はインジウム上にある。図4は、図2にも示される熱可塑性支持層36を例示する。
【0068】
図5−11は、本発明の製法の第1態様を例示する。可能な場合には、各層は前記図面と同じ参照番号を有する。従って、図5は、第1工程において、43で概略示した適当な流延源からポリエステル基質37上にPVDF−アクリル組成物を流延させて層31にすることを示す。適当な流延法にはロール式ナイフ塗装法、リバースロール塗装法、又は好ましくはスロットダイ塗装法がある。ついで島状のインジウムの不連続層32をPVDF−アクリル層31に付加して図6に示した構造物を生成させる。次の工程で、先に述べたように、インジウム層32をプレス磨きするために第2のポリエステル層42を加える。図8は、このポリエステル層42をさらに除いて、あとにインジウム層32の平滑面が残されることを図示する。
【0069】
図9は次の2工程を示し、そこにおいて、接着剤層33を適用して、PVDF層31、インジウム層32および接着剤層33を含む図10の構造物を生じさせるとともに、PVDF−アクリル層31を最初に流延により形成した当初のポリエステル層37を除く。図11は、熱可塑性支持層36を該構造物に加えるプロセスの最終工程を図示する。
【0070】
図12−16は、本発明の他の態様の製法を図示する。前記態様と同様に、PVDF−アクリル層31を源43から第1ポリエステル層37上に流延により形成した後、インジウム金属層32を加えて、図13の構造物を生成させる。
【0071】
図14は、該方法の次の工程を示し、そこにおいて、アクリル層35およびポリウレタン層34をさらに他のポリエステル基質47に適用することによって接着剤層33を形成させる。図14と図15の間の環状矢印で示すように、大まかに50で表すこの構造物を、ポリウレタン層34をインジウム層32に適用して図15に示す構造物を形成させた図13の構造物に適用する。ついで図16に部分的に示すように、ポリエステル層37および47を除いて最終構造物を生成させることができる。
【0072】
図17−25は、本発明による金属化ラミネートのさらに第3の製法を示す。前記2つの方法態様と同様に、この方法は最初にPVDF層31をポリエステル37のような適当な基質上に流延により形成する工程を含む。たとえば、図17から図18への進行によって示されるように、この態様では、インジウム層32を加える前にアクリルプライマー層46およびポリウレタンレベリング層41をPVDF−アクリル層31に適用する。図19は、プレス磨きを容易にするためにポリエステル層42を加えることを図示する。ついで構造物から層42を除いて図20に示す構造物を生成させる。図21はふたたび、別の工程において、ポリエステルキャリヤー基質47上にアクリル組成物35およびポリウレタン34からなる接着剤層を図20の構造物に加えて、図22に示す全体的な構造物を生成させることを示す。接着剤層からポリエステルキャリヤー基質47を除いて図23に示す構造物を生成させ、次いで熱可塑性支持層36を加えて構造物を完成させる。例えばポリウレタンマスク層48を加えるようなラミネートの後日の使用に先立ち、必要に応じて、当初のポリエステル基質37を除くことができる。マスク層の介在は図25に示す構造物をもたらす。
【0073】
図面および明細書において、本発明の典型的な態様が開示されている。特定用語は一般的および説明的な意味でのみ用いられており、限定するためのものではない。本発明の範囲は下記クレームで示される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明によるフィルムのいくつかの態様の略断面図である。
【図2】 図2は本発明によるフィルムのいくつかの態様の略断面図である。
【図3】 図3は本発明によるフィルムのいくつかの態様の略断面図である。
【図4】 図4は本発明によるフィルムのいくつかの態様の略断面図である。
【図5】 図5は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図6】 図6は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図7】 図7は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図8】 図8は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図9】 図9は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図10】 図10は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図11】 図11は本発明のフィルムの態様の1つを生成させる順序を示す。
【図12】 図12は本発明のフィルム態様の1つを生成させる他の順序を示す。
【図13】 図13は本発明のフィルム態様の1つを生成させる他の順序を示す。
【図14】 図14は本発明のフィルム態様の1つを生成させる他の順序を示す。
【図15】 図15は本発明のフィルム態様の1つを生成させる他の順序を示す。
【図16】 図16は本発明のフィルム態様の1つを生成させる他の順序を示す。
【図17】 図17は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図18】 図18は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図19】 図19は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図20】 図20は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図21】 図21は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図22】 図22は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図23】 図23は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図24】 図24は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
【図25】 図25は本発明のフィルム態様の1つを生成させる第3の順序を示す。
Claims (33)
- 微視的に平滑な面を有するポリビニリデンジフルオリド含有フィルム;および
前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に堆積された島状のインジウムの不連続層を含む光沢金属化ラミネート。 - 前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムと反対側の前記インジウムの不連続層の表面に結合された接着剤層をさらに含む請求項1記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記接着剤層がアルコール系接着剤及び水系接着剤からなる群から選ばれる接着剤である請求項2記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記接着剤層がポリウレタン層及びアクリル層からなり、前記接着剤層の前記ポリウレタン層が、前記インジウムの不連続層と前記接着剤層の前記アクリル層の間に配設される請求項2記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記インジウムの不連続層と反対側の前記接着剤層に結合された熱可塑性支持層をさらに含む請求項2ないし4のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記熱可塑性支持層がポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、及びこれらポリマーのブレンドからなる群から選ばれる請求項5記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムと前記インジウムの不連続層との間に配設される熱可塑性レベリング層をさらに含む前記請求項中いずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記レベリング層がポリウレタンおよびアクリレートポリマーからなる群から選ばれるポリマーである請求項7記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムと前記熱可塑性レベリング層との間に配設される熱可塑性プライマー層をさらに含む請求項7又は8記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記熱可塑性プライマー層がアクリル化合物からなる請求項9記載の光沢金属化ラミネート。
- 該金属化ラミネートが着色ポリビニリデンジフルオリド−アクリルフィルム、着色熱可塑性レベリング層、着色接着剤層、及び着色熱可塑性支持層からなる群から選ばれる成分を包含する請求項1ないし10のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記インジウムの不連続層と反対側の前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムの表面に伸長可能なポリウレタンマスク層をさらに含む請求項1ないし11のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムが30から90重量%のポリビニリデンジフルオリド及び10から70重量%のアクリルポリマーを含む請求項1ないし12のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムの表面が平均0.75ミクロン以下の粗度を有する請求項1ないし13のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート。
- 前記請求項中いずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネートから形成された部品。
- 前記部品が射出成形、ブロー成形、圧縮成形、熱成形、金型内成形、及び打ち抜きからなる群から選ばれた方法を用いて形成された請求項15記載の部品。
- 前記部品が射出成形部品であって、前記射出成形部品内部に充填物
、および前記射出成形部品と前記充填物との間に強度形成樹脂をさらに含む請求項15記載の部品。 - 該金属化ラミネートを、該金属化ラミネートを結合させようとする物品の表面よりも温かい温度に加熱し;
該金属化ラミネートが該物品の表面よりも温かい間に、該金属化ラミネートを該物品上に置き;そして
該物品の周りに真空をつくり、該ラミネートを該物品の輪郭に合わせて形づくりそして結合させる
ことを含む請求項1ないし14のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネートの使用法。 - 該金属化ラミネートを該物品上に置く工程が、280から370゜Fの温度を有する金属化ラミネートを120゜F未満の表面温度を有する物品上に置くことを含む請求項18記載の方法。
- 微視的に平滑な面を有するポリビニリデンジフルオリド含有フィルムをポリマー基質に適用し;そして
島状のインジウムの不連続層を該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に堆積させることを含む光沢金属化ラミネートの形成法。 - ポリマーフィルムを島状のインジウムの不連続層上に置き;
該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムおよび該インジウムの不連続層をローラー間でプレス磨きし;かつ
その後該ポリマーフィルムを該インジウムの不連続層から除く
ことをさらに含む請求項20記載の光沢金属化ラミネートの形成法。 - ポリマーフィルムを該ポリマー基質と反対側の該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に置き;
該ポリビニリデンンジフルオリド含有フィルムをローラーによって形成される加熱ニップ間でプレス磨きし;そして
島状のインジウムの不連続層を該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に堆積させる工程の前に、該ポリマーフィルムを該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムからすべて除く
ことをさらに含む請求項20記載の光沢金属化ラミネートの形成法。 - ポリウレタンレベリング層を該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に堆積させた後に、島状のインジウムの不連続層を該ポリウレタンレベリング層上に堆積させることをさらに含む請求項20ないし22のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート形成法。
- ポリウレタンレベリング層を該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に堆積させる前に、アクリルプライマー層を該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルム上に堆積させることをさらに含む請求項23記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムを該ポリマー基質に適用する工程が、該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムを該ポリマー基質上に流延により形成することを含む請求項20ないし24のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムを該ポリマー基質上に流延により形成する工程が、ロール式ナイフ塗装法、リバースロール塗装法、およびスロットダイ塗装法からなる群から選ばれる方法を含む請求項25記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムを該ポリマー基質上に流延により形成する工程が、ポリビニリデンジフルオリド−アクリルフィルムをポリエステル基質上に流延により形成することを含む請求項25記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 接着剤層を、該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムと反対側の該インジウムの不連続層の表面に置くことをさらに含む請求項20ないし27のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 接着剤層を該インジウムの不連続層の表面に置く工程が、該インジウムの不連続層の表面にアルコール系接着剤及び水系接着剤からなる群から選ばれる接着剤を塗布することを含む請求項28記載の光沢金属化ラミネート形成法。
- 接着剤層を該インジウムの不連続層の上に置く工程が、
アクリル接着剤層をポリエステル接着剤キャリヤー基質上に堆積させ;
ポリウレタン接着剤層を、該ポリエステル接着剤キャリヤー基質と反対側の該アクリル接着剤層上に堆積させ;
該ポリウレタン接着剤層を該インジウムの不連続層と結合させ;そして
該ポリエステル接着剤キャリヤー基質を該アクリル接着剤層から除く
ことを含む請求項28記載の光沢金属化ラミネートの形成法。 - 熱可塑性支持層を該接着剤層に結合させることをさらに含む請求項28ないし30のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 熱可塑性支持層を該接着剤層に結合させる工程が、ポリビニルクロリド、熱可塑性オレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、及びこれらポリマーのブレンドからなる群から選ばれた支持層を結合させることを含む請求項31記載の光沢金属化ラミネートの形成法。
- 該ポリマー基質を該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムから除き;そして
伸長可能なポリウレタンマスク層を、該インジウムの不連続層と反対側の該ポリビニリデンジフルオリド含有フィルムの表面に置く
ことをさらに含む請求項20ないし32のいずれか1つの項記載の光沢金属化ラミネート
の形成法。
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