JP5090930B2 - 透明な装飾可能な多層フィルム - Google Patents

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Description

本発明は少なくとも2個の異なるポリアミド成形材料からなる装飾可能な多層フィルムに関する。
部分結晶質ポリアミド成形材料はフィルムに押し出すことができ、1mmまでの層厚で良好な透明度を有する。この種のフィルムは熱昇華印刷により装飾できる。前記フィルムは例えばスノーボード、スキー、テニスラケット、自動車部品、家具、家庭用品等の装飾に、約0.05〜1mmの層厚で使用できる。技術水準はM.Beyer und J.Lohmar、Kunststoffe90(2000)1,98−101頁の論文にDegussa社の相当する成形材料に関して示されている。
フィルムを装飾するためのより安価で、多面的な方法はスクリーン印刷である。スクリーン印刷インキは1つの変形において溶剤ベースインキである。スクリーン印刷インキの典型的な組成物は顔料、添加剤、溶剤、および結合剤から形成される。溶剤の適当な選択により、すなわちマトリックス、この場合にプラスチックが溶解することにより、印刷されるマトリックスへのインキの付着に影響を与えることができ、溶剤によりマトリックスとインキフィルムが直接結合する。従って溶剤を印刷されるマトリックスに適合しなければならない。
部分結晶質ポリアミドは溶剤含有スクリーン印刷インキにより、溶剤に対するそのすぐれた安定性のために、一般に十分に良好に印刷できない。従って例えばポリアミドからなるスクリーン印刷ネットを製造する。
例えばコモノマーの導入により結晶性を減少することにより、スクリーン印刷インキ中の溶剤によりポリアミドの溶解能力を改良できる。更に結晶性の減少により同時に透明度が改良される。
コモノマーの導入によりポリアミドフィルムのスクリーン印刷能力および透明度を改良する可能性は、しかし実際にはきわめて狭く制限されるが、それはスクリーン印刷インキでの通常の溶剤、例えばニトロ希釈剤、酢酸エチルまたはメチルエチルケトンが変性されたポリアミドに応力亀裂を形成するからである。これは好ましくない色効果(つや消し)を生じ、フィルムを脆弱にする。特に脆弱化は更に処理する際に、すなわち装飾される物品と一緒に加圧する際に、フィルムの機械的機能を停止する。
従って本発明の課題は、装飾の際にまたは引き続く処理の際に脆弱化せずに、スクリーン印刷インキに良好な付着を示す透明なフィルムを開発することである。
前記課題は、以下の層を有する多層フィルムにより解決される。
I.選択された層厚で透明なポリアミド成形材料からなる上側に存在する層
II.以下の成分を含有するポリアミド成形材料からなる下側に存在する層
a)以下の成分から選択されるポリアミド70〜99質量%、有利に80〜98質量%、特に90〜97質量%
α)ラクタムモノマーまたは6、7、8、9、10、11または12個の炭素原子を有する相当するω−アミノカルボン酸から製造可能なポリアミド
β)6〜18個の炭素原子を有するジアミンおよびジカルボン酸をベースとするポリアミド、例えばPA6、PA66、PA68、PA610、PA612、PA88、PA810、PA1010、PA1012またはPA1212、
γ)α)およびβ)に記載されるポリアミド(Mn=200〜10000、有利に600〜7000、特に800〜5000)および二官能性オリゴアルキレングリコール(Mn=120〜6000、有利に200〜4000、特に250〜2500)をベースとするオリゴマーの、二官能性成分から製造可能なポリアミドエラストマー、
δ)以下の成分から製造可能なコポリアミド
ラクタムまたは6、7、8、9、10、11または12個の炭素原子を有する相当するω−アミノカルボン酸またはそれぞれ6〜18個の炭素原子を有するジアミンとジカルボン酸からなる実質的に等モルの混合物、その際ジアミンおよびジカルボン酸は組成を計算する場合にそれぞれ単独に数える、50〜99.9モル%、有利に60〜99モル%、特に70〜98モル%、特に有利に80〜97モル%、および
ジアミンおよびジカルボン酸からなる実質的に等モルの混合物、その際ジアミンまたはジカルボン酸の一方または両方が場合により他の成分の場合に使用されるジアミンもしくは他の成分の際に使用されるジカルボン酸と相違する、または
場合により使用される主成分のラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸と異なる、ラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸0.1〜50モル%、有利に1〜40モル%、特に2〜30モル%、特に有利に3〜20モル%、きわめて有利に4〜15モル%または4〜10モル%、ジアミンおよびジカルボン酸はこの場合も組成を計算する場合はそれぞれ単独に数える。可能な実施態様においてジアミンまたはジカルボン酸の一方または両方が線状、分枝状、脂環式または芳香族である。
b)以下のモノマーの単位を含有するコポリマー1〜30質量%、有利に2〜20質量%、特に3〜10質量%、
α)2〜12個の炭素原子を有する1種以上のα−オレフィン20〜94.5質量%
β)以下のものから選択される1種以上のアクリル化合物5〜79.5質量%
アクリル酸もしくはメタクリル酸もしくはその塩
場合により遊離ヒドロキシル官能基またはエポキシ官能基を有することができるC〜C12−アルコールとアクリル酸もしくはメタクリル酸のエステル
アクリロニトリルもしくはメタクリロニトリル
アクリルアミドもしくはメタクリルアミド
γ)オレフィン不飽和エポキシド、カルボン酸無水物、カルボン酸イミド、オキサゾリンまたはオキサジノン0〜50質量%、有利に0.1〜30質量%、特に0.5〜20質量%。
Iによる層のポリアミド成形材料は透明であるかまたは選択される層厚で透明に見えるようにできるだけ半透明であってもよい。この場合に透明は背面印刷の場合に上から見て十分に鮮明な輪郭が与えられることを意味する。このためにそれぞれ公知の透明または半透明のポリアミドを使用することができる。十分な溶剤安定性および応力亀裂安定性を保証するために、Iによる層のポリアミド成形材料は有利に部分結晶質である。
Iによる層のポリアミドは例えば以下のモノマー組み合わせから製造できる。
α)ラクタムまたは6、7、8、9、10、11または12個の炭素原子を有する相当するω−アミノカルボン酸または線状脂肪族ジアミンと線状脂肪族または芳香族ジカルボン酸の実質的に等モルの混合物、その際ジアミンおよびジカルボン酸はそれぞれ6〜18個の炭素原子を含有し、組成を計算する場合はそれぞれ単独に数える、50〜99.9モル%、有利に60〜99モル%、特に70〜98モル%、特に有利に80〜97モル%、きわめて有利に85〜96モル%または90〜96モル%、および
β)ジアミンとジカルボン酸の実質的に等モルの混合物、その際ジアミンまたは
ジカルボン酸の一方または両方が場合によりα)に使用されるジアミンもしくは場合によりα)に使用されるジカルボン酸と相違する、または場合により使用される成分α)のラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸と相違する、ラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸、0.1〜50モル%、有利に1〜40モル%、特に2〜30モル%、特に有利に3〜20モル%、きわめて有利に4〜15モル%または4〜10モル%、ジアミンおよびジカルボン酸はこの場合に組成を計算する場合はそれぞれ単独に数える。可能な実施態様において、ジアミンまたはジカルボン酸の一方または両方は線状、分枝状、脂環式または芳香族である。
有利な実施態様において、α)による成分はモノマー混合物中でモノマー当たり平均して8〜12個、特に9〜12個の炭素原子を有する。
成分β)の適当なジアミンは4〜40個の炭素原子を有する。例えば1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、2.2.4−もしくは2.4.4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン、1,10−デカメチレンジアミン、4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3´−ジメチル−4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4´−ジアミノジシクロヘキシルプロパン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン、および3−アミノメチル−3.5.5−トリメチルシクロヘキシルアミンが該当する。種々のジアミンの混合物も使用することができる。
成分β)の適当なジカルボン酸は同様に4〜40個の炭素原子を有する。このための例はアジピン酸、2.2.4−もしくは2.4.4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,12−ドデカン二酸、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、4,4´−ジカルボキシジシクロヘキシルメタン、3,3´−ジメチル−4,4´−ジカルボキシジシクロヘキシルメタン、4,4´−ジカルボキシジシクロヘキシルプロパンおよび1,4−ビス(カルボキシメチル)シクロヘキサンである。種々のジカルボン酸の混合物も使用することができる。
適当な他のラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸は6,7,8,9,10,11または12個の炭素原子を有するものである。
Iによる層のポリアミドの他の例は以下のものから製造可能なポリアミドである。
6〜14個の炭素原子を有する線状脂肪族ジカルボン酸および
a)トランス、トランス−ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン35〜60モル%および
b)他の脂肪族、脂環式、アル脂肪族または芳香族ジアミン65〜40モル%
から形成されるジアミン成分。
この種のポリアミドは欧州特許第0619336号に開示され、本発明と明らかに関係する。ジアミン成分として特にビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンの異性体混合物を使用する。
Iによる層の成形材料は互いに相溶性の種々のポリアミド、例えばPA12およびPA1012または非晶質ポリアミドおよび部分結晶質ポリアミドの混合物であってもよい。例えば適当な混合比で透明であり、部分結晶質であるPA66およびPA6ITからなる混合物が適している。PA6ITはヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸およびテレフタル酸からなるコポリアミドである。
Iによる層の成形材料は有利に部分結晶質であり、100〜270℃、有利に120〜220℃、特に140〜200℃の結晶子融点Tを有する。成形材料の溶融エンタルピーは有利に少なくとも10J/g、特に少なくとも15J/g、少なくとも20J/g、少なくとも25J/g、少なくとも30J/g、少なくとも35J/g、少なくとも40J/g、少なくとも45J/g、少なくとも50J/g、または少なくとも55J/gである。Tおよび溶融エンタルピーはISO11357による加熱率20K/分の加熱曲線2でのDDKにより決定する。
Iによる層の厚さは一般に0.02〜1mm、有利に0.05〜0.8mm、特に0.1〜0.6mm、特に有利に0.2〜0.5mm、きわめて有利に0.3〜0.5mmの範囲にある。
層IIのポリアミドもしくはコポリアミドおよびポリアミドエラストマーおよびその製造は技術水準である。
II.a)α)によるポリアミドは有利に8.9.10,11または12個の炭素原子を有するモノマーにもとづく。
II.a)β)によるポリアミドにおいてモノマー単位は平均して有利に8〜12個、特に有利に9〜12個の炭素原子を有する。
II.a)γ)によるポリアミドエラストマーは特にポリエーテルアミドまたはポリエーテルエステルアミドであってもよい。ポリエーテルアミドは2個のカルボキシ末端基を有するポリアミド成分および2個のアミノ末端基を有するオリゴアルキレングリコールまたは2個のアミノ末端基を有するポリアミド成分および2個のカルボキシ末端基を有するオリゴアルキレングリコールから製造できる。相当してポリエーテルエステルアミドは2個のカルボキシ末端基を有するポリアミド成分および2個のヒドロキシ末端基を有するオリゴアルキレングリコールを反応させることにより製造できる。オリゴアルキレングリコールにおいて、アルキレンは一般にエチレン、1,2−プロピレン、1,3−プロピレン、1,2−ブチレンまたは1,4−ブチレンを意味し、その際オリゴアルキレングリコールはホモポリマーまたはコポリマーであってもよい。有利な実施態様において、オリゴアルキレングリコールは酸素原子当たり平均的に2、3個より多い炭素原子を有する。適当なポリアミドエラストマーに関して例えば欧州特許第1329481号、ドイツ特許第10333005号およびこれらに記載された文献に示される。
II.a)δ)によるコポリアミドにおいて主成分のモノマー単位は平均的に有利に8〜12個、特に9〜12個の炭素原子を有する。
第2成分の適当なジアミンは4〜40個の炭素原子を有する。例えば1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、2.2.4−もしくは2.4.4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン、1,10−デカメチレンジアミン、4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3´−ジメチル−4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4´−ジアミノジシクロヘキシルプロパン、1,4−ジアミノジシクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,6−ビス(アミノメチル)ノルボルナン、および3−アミノメチル−3.5.5−トリメチルシクロヘキシルアミンが該当する。種々のジアミンの混合物も使用できる。
第2成分の適当なジカルボン酸は同様に4〜40個の炭素原子を有する。このための例はアジピン酸、2.2.4−もしくは2.4.4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,12−ドデカン二酸、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、4,4´−ジカルボキシジシクロヘキシルメタン、3,3´−ジメチル−4,4´−ジカルボキシジシクロヘキシルメタン、4,4´−ジカルボキシジシクロヘキシルプロパンおよび1,4−ビス(カルボキシメチル)シクロヘキサンである。種々のジカルボン酸の混合物も使用できる。
II.による層の成形材料はもちろんポリアミド混合物を任意の混合比で含有することができ、例えばα)およびβ)によるタイプ(例えばPA12およびPA1012)、α)およびγ)によるタイプ、β)およびγ)によるタイプまたはδ)およびγ)によるタイプである。
II.b)によるコポリマーは例えば以下のモノマーから形成され、その際この列挙は限定されない
a)α−オレフィン、例えばエチレン、プロペン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセンまたは1−ドデセン、
b)アクリル酸、メタクリル酸またはその塩、例えば対イオンとしてNaまたはZn2+を有する塩、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソノニルアクリレート、ドデシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−(2−エチルヘキシル)アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N,N−ジブチルメタクリルアミド、N−(2−エチルヘキシル)メタクリルアミド、
c)ビニルオキシラン、アリルオキシラン、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸、アコニット酸無水物、無水イタコン酸、更にこれらの無水物から水との反応によって生じるジカルボン酸、マレインイミド、N−メチルマレインイミド、N−エチルマレインイミド、N−ブチルマレインイミド、N−フェニルマレインイミド、アコニット酸イミド、N−メチルアコニット酸イミド、N−フェニルアコニット酸イミド、イタコン酸イミド、N−メチルイタコン酸イミド、N−フェニルイタコン酸イミド、N−アクリロイルカプロラクタム、N−メタクリロイルカプロラクタム、N−アクリロイルラウリンラクタム、N−メタクリロイルラウリンラクタム、ビニルオキサゾリン、イソプロペニルオキサゾリン、アリルオキサゾリン、ビニルオキサジノン、またはイソプロペニルオキサジノン。グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートを使用する場合は、これは同時にアクリル化合物b)としても機能し、グリシジル(メタ)アクリレートの量が十分な場合は他のアクリル化合物を含有することが必要でない。
この具体的な実施態様において、コポリマーは以下の組成を有する。
a)2〜12個の炭素原子を有する1種以上のα−オレフィン20〜94.5質量%
b)以下のものから選択される1種以上のアクリル化合物0〜79.5質量%
アクリル酸もしくはメタクリル酸もしくはその塩
アクリル酸もしくはメタクリル酸とC〜C12−アルコールのエステル
アクリロニトリルもしくはメタクリロニトリル
アクリルアミドもしくはメタクリルアミド
c)エポキシ基を有するアクリル酸またはメタクリル酸のエステル0.5〜80質量%、その際b)およびc)の合計は少なくとも5.5質量%である。
更にコポリマーは少量で他の重合されたモノマー、例えばマレイン酸ジメチルエステル、フマル酸ジブチルエステル、イタコン酸ジエチルエステルまたはスチレンを、これらのモノマーが特性を顕著に損なわない限りで含有することができる。
この種のコポリマーの製造は技術水準である。この種のコポリマーの多くのタイプが市販製品として入手できる。例えば名称LOTADER(登録商標)(Elf Atochem、エチレン/アクリレート/三元成分もしくはエチレン/グリシジルメタクリレート)。
IIによる層は一般に厚さ0.02〜0.6mm、有利に0.05〜0.4mm、特に0.1〜0.3mm、特に0.1〜0.2mmを有する。この厚さで成形材料は良好な透明度を有する。
IおよびIIによる層の成形材料は、透明度を著しく損なわない限りで他の添加剤、例えばゴム、例えば等屈折アクリレートゴム、および通常の助剤および添加剤、例えば安定剤、潤滑剤、塗料、または有利にナノスケールの充填剤および成形材料に存在するカルボキシル基と反応することができる金属塩、金属酸化物、または金属水酸化物から選択される核形成材を、ポリアミド成形材料に一般的な量で含有することができる。
フィルムは更に他の層、例えば付着媒介層を支持体との結合のためにまたは多層フィルム構造内部の結合のために含有することができる。必要により、例えば耐引っ掻き性の要求が高い場合は、装飾層は場合によりなお保護層、例えばポリウレタンベース透明塗料を有することができる。フィルムは場合により取り付けフィルムが被覆されていてもよく、前記フィルムを完成部品の製造後に剥がす。
本発明のフィルムはIIによる層の外部に向かう面に、印刷により、有利にスクリーン印刷またはオフセット印刷により装飾できる。
フィルムは、例えば汚染、UV線、気候の影響、化学薬品または摩擦に対する保護フィルムとして、自動車、家庭用品、床、トンネル、テント、建物での遮断フィルムとして、または例えばスポーツ装置、自動車の内部装飾または外部装飾、ボート、家庭用品または建物のコーティングのための装飾支持体として使用することができる。支持体とフィルムの形状結合は接着、プレス、貼り合わせ、同時押出し、または背面噴射により製造できる。改良された付着を達成するために、フィルムを予め例えば燃焼させまたはプラズマで処理することができる。
以下の実施例において、本発明のフィルムをスキーまたはスノーボードのようなすべての種類の雪用板の上側被覆として使用する。
本発明を以下の実施例により説明する。
比較例1
結晶子融点T163℃を有する、ラウリンラクタム(85モル%)、イソホロンジアミン(7.5モル%)および1,12−ドデカン二酸(7.5モル%)からなるコポリアミドは厚さ0.4mmの単層フィルムとしてスクリーン印刷インキおよびエポキシ樹脂接着剤に対する良好な付着および良好な透明度を示した。しかしフィルムは印刷もしくは接着剤での処理の際に脆弱化した。
比較例2
数平均分子量約4300を有するPA12ブロックおよび数平均分子量約1000を有するオリゴテトラヒドロフランブロックから形成された、T171℃を有するポリエーテルエステルアミド66.5質量%、PA12 28.5質量%、およびアクリル酸割合15質量%を有するエチレン−コ−アクリル酸コポリマー(ESCOR(登録商標)5200、Exxon Mobil Chemocals)5質量%からなる成形材料は厚さ0.4mmの単層フィルムとしてスクリーン印刷インキおよびエポキシ樹脂接着剤に対する良好な付着を示し、印刷もしくは接着剤での処理の際に脆弱化しなかった。しかしフィルムの透明度はおそらく十分であると評価された。
例1
比較例1のコポリアミド(層厚0.3mm)および比較例2の成形材料(層厚0.1mm)から二層フィルムを製造した。前記フィルムは良好な透明度を有した。スクリーン印刷により印刷し、(比較例2の成形材料の面に、両面に)エポキシ樹脂接着剤で接着した後にスクリーン印刷インキおよびエポキシ樹脂接着剤に対する良好な付着を示し、脆弱化を示さなかった。
本発明による多層フィルムを使用して印刷能力と、一方で接着能力および他方で透明度とのすぐれた結合を達成できることが実施例により示される。

Claims (2)

  1. 以下の層:
    I.選択された層厚で透明なポリアミド成形材料からなる上側に存在する層
    II.以下の成分を含有するポリアミド成形材料からなる下側に存在する層
    a)以下の成分から選択されるポリアミド80〜99質量%
    α)ラクタムモノマーまたは6、7、8、9、10、11または12個の炭素原子を有する相当するω−アミノカルボン酸から製造可能なポリアミド
    β)それぞれ6〜18個の炭素原子を有するジアミンおよびジカルボン酸をベースとするポリアミド、
    γ)α)およびβ)に記載されるポリアミドおよび二官能性オリゴアルキレングリコールをベースとするオリゴマーの、二官能性成分から製造可能なポリアミドエラストマー、
    δ)以下の成分から製造可能なコポリアミド
    ラクタムモノマーまたは6、7、8、9、10、11または12個の炭素原子を有する相当するω−アミノカルボン酸またはそれぞれ6〜18個の炭素原子を有する線状、脂肪族ジアミンと線状、脂肪族、または芳香族ジカルボン酸からなる実質的に等モルの混合物50〜99.9モル%、および
    ジアミンおよびジカルボン酸の組合せ0.1〜50モル%、
    この場合にジアミンおよびジカルボン酸はモル割合を計算する場合はそれぞれ単独に数え、ジアミンまたはジカルボン酸の一方または両方が場合により他の成分の場合に使用されるジアミンもしくは場合により他の成分の際に使用されるジカルボン酸と相違し、または
    場合により使用される主成分のラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸と異なるラクタムもしくは相当するω−アミノカルボン酸
    b)以下のモノマーの単位を含有するコポリマー1〜20質量%、
    α)2〜12個の炭素原子を有する1種以上のα−オレフィン20〜94.5質量%
    β)以下のものから選択される1種以上のアクリル化合物5〜79.5質量%
    アクリル酸もしくはメタクリル酸もしくはその塩
    場合により遊離ヒドロキシル官能基またはエポキシ官能基を有することができるC〜C12−アルコールとアクリル酸もしくはメタクリル酸のエステル
    アクリロニトリルもしくはメタクリロニトリル
    アクリルアミドもしくはメタクリルアミド
    γ)オレフィン不飽和エポキシド、カルボン酸無水物、カルボン酸イミド、オキサゾリンまたはオキサジノン0〜50質量%、
    を有する多層フィルムであって、
    Iによる層が厚さ0.02〜1mmを有し、IIによる層が厚さ0.02〜0.4mmを有し、かつ、
    IIによる層の外部に向かう面に、スクリーン印刷またはオフセット印刷により装飾されている多層フィルム。
  2. スキーまたはスノーボード用の上側被覆である請求項1記載のフィルム。
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