JP7320450B2 - 毛状体を有する樹脂シート及びその成形品 - Google Patents
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Description
しかしながら、より良好な触感を発現する樹脂シートの提供が望まれている。
(1)下地層の少なくとも一方の面に規則的に配列された毛状体を有し、下地層と毛状体との間には構造的な境界がなく、連続相を形成しており、下地層と毛状体が少なくとも部分的に架橋構造を有している、樹脂シート。
(2)下地層及び毛状体が熱可塑性樹脂を主成分とし、前記熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、フッ素系樹脂から選択される少なくとも1種類を含む熱可塑性樹脂である(1)に記載の樹脂シート。
(3)毛状体の平均高さが100μm以上1200μm以下、毛状体の平均径が1μm以上50μm以下、毛状体の平均間隔が20μm以上200μm以下である、(1)又は(2)に記載の樹脂シート。
(4)毛状体を有する面の動摩擦係数に対する静摩擦係数の比が1.0~10.0である(1)から(3)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(5)毛状体を有する面の反射光強度が得られる角度幅が-90°~90°である、(1)から(4)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(6)前記下地層の厚みが15μm以上である(1)から(5)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(7)毛状体が下地層から離間する方向に毛状に伸び、その先端にふくらみが形成されている(1)から(6)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(8)下地層及び毛状体は、一のシートから形成された(1)から(7)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(9)多層樹脂シートである(1)から(8)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(10)下地層の他方の面にスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性エラストマーから選択される少なくとも1層の基材層を積層した(1)から(9)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(11)撥水撥油剤、帯電防止剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、着色剤、離型剤から選択される1種又は2種以上の添加剤を含む(1)から(10)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(12)加熱延伸成形による毛状体の平均高さの低下率が30%未満である、(1)から(11)の何れか一つに記載の樹脂シート。
(13)押出成形法によってダイスから溶融押出したシートを、凹凸加工が成された転写ロールとタッチロールとでキャスティングさせて毛状体を形成することを特徴とする(1)から(12)の何れか一つに記載の樹脂シートの製造方法。
(14)(1)から(12)の何れか一つに記載の樹脂シートの成形品。
(15)自動車内装部材、電子機器部材、電子機器外装材、化粧品容器部材、文房具部材又は生活用品部材である(14)に記載の成形品。
(16)(1)から(12)の何れか一つに記載の樹脂シートを用いた物品。
(17)自動車内装部材、電子機器部材、電子機器外装材、化粧品容器部材、文房具部材又は生活用品部材である(16)に記載の物品。
(18)(1)から(12)の何れか一つに記載の樹脂シートを真空圧空成形、インサート成形又はインモールド成形することを含む、(14)から(17)の何れか一つに記載の成形品又は物品の製造方法。
本発明の第一実施形態に係る樹脂シートは、下地層及びその少なくとも一方の面に規則的に配列された毛状体を有し、下地層と毛状体との間には構造的な境界がなく、連続相を形成し、下地層と毛状体が少なくとも部分的に架橋構造を有している、熱可塑性樹脂から製造される樹脂シートである。
下地層(1a)は、図1に示されるように、表面の毛状体1b以外の部分をいう。下地層の厚みは、毛状体の根元から下地層の反対側の表面までの厚みをいう。下地層の平均厚みは15μm~1000μmであることが好ましく、150μm~800μmであることがより好ましい。15μm以上とすることで、毛状体の高さを十分に発現することができる。また、1000μm以下とすることで、毛状体を効率よく形成することができる。下地層と毛状体との間には構造的な境界がなく、連続相を形成している。構造的に境界がないとは、下地層と毛状体とが一体型に形成され、これらの間に構造的に明確な境界部がないことを意味している。また、連続相を形成しているとは、下地層と毛状体との間に継ぎ目がなく、不連続でない(連続相となっている)状態をいう。この点で、下地層に毛状体を植毛している構造とは異なっている。下地層及び毛状体は同組成であり、下地層と毛状体との結合には共有結合が含まれてもよい。共有結合とは、電子対が2つの原子に共有されることによって形成される化学結合をいうが、モノマーが連なった鎖状分子である熱可塑性樹脂において、個々のポリマーは共有結合により結合しており、ポリマー分子間で働くファンデルワールス結合や水素結合よりも強く結合している。
また、下地層及び毛状体は、別個ではない同一固体の熱可塑性樹脂シートに由来してもよい。同一固体の熱可塑性樹脂シートに由来するとは、例えば、毛状体及び下地層が同一の樹脂シートに基づいて直接的又は間接的に得られることを意味する。
また、下地層及び毛状体は、同一固体の熱可塑性樹脂シートから形成されたものであってもよい。同一固体の熱可塑性樹脂シートから形成されるとは、毛状体及び下地層が一の樹脂シートを加工することにより直接的に形成されることを意味する。
下地層と毛状体との間には構造的な境界がなく、連続相を形成していることにより、外的刺激によって毛状体が下地層から分離することが抑制され、触感性が良いシートとなる。また、毛状体を植毛する場合よりも少ない工程で製造することができる。
「バクテキラーBM102VT」(富士ケミカル社製)、「ノバロンVZF200」、「ノバロン(AG300)」(東亜合成社製)、「KM-10D-G」、「IM-10D-L」(シナネンゼオミック社製)などが挙げられる。貝殻焼成カルシウム系抗菌剤としては、「スカロー」(FID社製)などが挙げられる。抗菌剤の添加量は0.5質量%~5質量%が好ましく、0.6質量%から4質量%がより好ましく、0.7質量%から3質量%がさらに好ましい。0.5質量%以上とすることで抗菌性が得られ、5質量%以下とすることで生産コストが上がるのを抑制することができる。
無機系紫外線吸収剤としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セシウム、酸化鉄及びその他多くの種類のものが使用できる。その中でも特に酸化亜鉛は、透明性や紫外線不透過性の点で優れ好ましい。市販品としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤「TINUVIN 1600」(BASF社製)などを用いることができる。
無機系紫外線吸収剤を使用する場合、その添加量は樹脂組成物の合計100質量部に対し1~5質量部が好ましく、1.5~4.5質量部がより好ましく、2~4質量部がさらに好ましい。添加量を1質量部以上とすることで紫外線によるシートの劣化を抑制する効果が低くなるのを抑制し、5質量部以下とすることで生産コストが高くなるのを抑制することができる。
毛状体(1b)とは、図1に示すように下地層(1a)の表面から毛状に伸びている部分をいう。毛状体は、下地層の表面に規則的に配列されている。ここで、規則的に配列されているとは、毛状体がランダムではない配列状態、即ち、一方向又は二方向に整然と配列されている状態を意味するものである。毛状体の根元の配列状態をもって毛状体の配列が規則的であるか否かを判断する。ある実施形態では、毛状体は所定の間隔で下地層上に位置し、毛状体の底面の位置が下地層の長手方向及び短手方向に整然と配列している。また、毛状体の配置形態は特に限定はされず、縦横に配置した碁盤目配置や千鳥配置などを選択することができる。毛状体が下地層の表面に規則的に配列されていることにより、均一でムラがなく、良触感性が発現しやすくなる。毛状体は、例えば指でなぞるなど荷重がかかることによって毛倒れが起こり、周囲の部分とは光沢、色調が異なって見えるフィンガーマークを形成し得る。また、毛状体により、スエード調の起毛シートのような触感となり得る。
毛状体が下地層に対してほぼ直立している場合は、毛状体の長さが毛状体の高さを表すことになる。一方、図2に示すように毛状体が下地層に対して傾斜している場合や、図3に示すように毛状体が巻回する部分を有する場合は、毛状体が下地層の表面から最も離間している箇所における、下地層の表面からの距離を毛状体の高さhとする。
毛状体の平均高さは、電子顕微鏡及び画像処理ソフトを用いて、樹脂シートの任意の数箇所において毛状体の高さを測定し、その測定値の算術平均値を用いることができる。
また、毛状体が下地層に対してほぼ直立している場合の毛状体のアスペクト比は、(毛状体の平均高さ/毛状体の平均径)として表すことができる。毛状体が下地層に対して傾斜している場合や、毛状体が巻回する部分を有する場合の毛状体のアスペクト比は、(毛状体の平均長さ/毛状体の平均径)として表すことができる。毛状体の平均長さは、電子顕微鏡及び画像処理ソフトを用いて、樹脂シートの数箇所において毛状体の長さを測定し、その測定値の算術平均値を用いることができる。いずれの場合も、毛状体のアスペクト比は、2~1200であることが好ましく、10~600であることがより好ましく、40~200であることがさらに好ましい。アスペクト比を2以上とすることで、良触感性が確保でき、アスペクト比を1200以下とすることで、しっとり感、やわらか感、ふんわり感などの良触感性が得られる。
一方、アスペクト比は、毛状体の平均底面径を基準とすることもできる。毛状体の平均底面径は10μm~150μmであることが好ましい。毛状体の平均底面径は、樹脂シートの数箇所において、隣接する毛状体の間隔を測定し、その測定値の算術平均値を用いた値とする。毛状体の底面径を基準とした場合のアスペクト比は、1.0~120であることが好ましく、3~100であることがより好ましく、15~80であることがさらに好ましい。アスペクト比を1.0以上とすることで、良触感性が確保でき、アスペクト比を120以下にすることで、しっとり感、やわらか感、ふんわり感などの良触感性が得られる。
本実施形態において、樹脂シートの厚みとは、毛状体の平均高さと下地層の平均厚みを合わせたシート厚みをいう。シート厚みは、好ましくは115μm~1500μm、より好ましくは300~1000μmである。厚みを115μm以上とすることで良触感性が十分に確保でき、1500μm以下とすることで製造コストを抑えることができる。
また、静摩擦係数は0.2~2.0、動摩擦係数は0.2~2.0であることが好ましい。
本発明の第二実施形態に係る樹脂シートの例としては、図5に示すように、下地層(1)と基材層(3)との間に、シーラント樹脂層(2)が形成された樹脂シートである。すなわち、第二実施形態に係る樹脂シートの層構成は、上から下に向かって、毛状体及び下地層(1)、シーラント樹脂層(2)、基材層(3)である。ここで、毛状体は、第一実施形態において説明したものと同じであるので、説明を省略する。但し、毛状体の平均高さ及び下地層の平均厚みの合計で表される毛状体及び下地層の厚みは、115~900μmが好ましい。115μm以上とすることで良触感性を確保でき、900μm以下とすることで生産コストを抑えることができる。
基材層は、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性樹脂が好ましい。また、積層する場合、共押出成形による積層や無延伸フィルム、二軸延伸フィルムを用いた押出ラミネート成形、ドライラミネート成形による積層がある。
また、本実施形態において、本発明の効果を阻害しない範囲で、基材層が部分的に架橋構造を有していてもよい。
シーラント樹脂層は、下地層と基材層との接着性を発現させるためのものであり、樹脂成分としては、変性オレフィン系樹脂、水添スチレン系熱可塑性エラストマー等を用いることができる。
本発明の第三実施形態に係る樹脂シートは、図6に示すように、第二実施形態で示したシーラント樹脂層(2)を用いずに、毛状体及び下地層(1)と基材層(3)を直接積層したものである。すなわち、第三実施形態に係る樹脂シートの層構成は、上から下に向かって、毛状体及び下地層(1)/基材層(3)であり、第二実施形態に係る熱可塑性樹脂シートからシーラント樹脂層を除いた層構成を有している。ここで、毛状体及び下地層は、第一実施形態及び第二実施形態における層と同じであるので、説明を省略する。一方、本実施形態における基材層(3)は、下地層と十分な接着性を備えたものとするのが好ましい。
本発明に係る樹脂シートの製造方法は、限定されず、如何なる方法によってもよいが、典型的には、原料樹脂を溶融押出し、得られた押出し樹脂シートの少なくとも一方の面に規則的に配列された毛状体を付与する工程を含んでなる。
凹凸加工が成された転写ロールとして、レーザー彫刻法や電鋳法、エッチング法、ミル彫刻法などによりロールの表面に微細な凹凸が規則的に施されたものを用いることができる。ここで、規則的とは、凹凸がランダムではない配列状態、即ち、一方向又は二方向に整然と配列した状態を意味するものである。ある実施形態における凹凸の配置として、縦横に配置した碁盤目配置や千鳥配置などを選択することができる。凹凸部の形状としては、例えば、凹部の形状であれば、錐形(円錐、四角錐、三角錐、六角錐など)、半円形、矩形(四角柱)などが挙げられる。そのサイズとしては、凹部の開口径、凹部深さ、凹部形状の間隔が数μmから数百μmである。転写ロールの凹部の間隔を調節することで毛状体の間隔を、転写ロールの凹部深さを調節することで毛状体高さを調節することができ、それにより触感を調節することもできる。
また、転写ロール表面に高アスペクト比の凹凸加工することが好ましい。例えば、転写ロール表面に凹部形状を加工する場合のアスペクト比(凹部深さ/凹部開口径)は1.0~9.0であることが好ましい。転写ロール表面に高アスペクト比の凹凸加工をするには、レーザー彫刻法または、電鋳法が、エッチング法やブラスト法、ミル彫刻法等に比べて、深さ方向に精密な加工をする場合に適するため、特に好適に用いられる。
転写ロールの材質としては、例えば金属、セラミック等を用いることができる。一方、タッチロールとしては、様々な材質のものを用いることができるが、例えばシリコン系ゴム、NBR系ゴム、EPT系ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、フッ素ゴム製のロールを用いることができる。ある実施形態において、ゴム硬度(JIS K 6253)40~100のタッチロールを用いることができる。また、タッチロールの表面に、テフロン層が形成されていてもよい。
上記の転写ロール及びタッチロールのロールセットを用いることで、本実施形態の樹脂シートを製造することができる。
ある実施形態において、転写ロールの温度を熱可塑性樹脂の結晶融解温度、ガラス転移点または融点の付近の温度(例えば、直鎖状中密度ポリエチレンを用いる場合は90~150℃)に調節し、転写ロールとタッチロールとのピンチ圧を30~150Kgf/cmとしてキャスティングすることで、本実施形態の樹脂シートを製造することができる。キャスティングした樹脂シートは、ピンチロール等を用いて0.5~30m/分のライン速度で引き取られる。
また、上記実施形態を具体的に示しているが、これらに限定されるものではない。
ポリオレフィンは、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリブタジエン、ビニルアルコール、ポリアミド、ポリウレタンなどと同様に、電子線照射により分子鎖架橋が優先的に進行する架橋型高分子であり、なかでも直鎖状低密度ポリエチレンや直鎖状中密度ポリエチレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレンが架橋しやすく、特に直鎖状低密度ポリエチレンが最も架橋しやすい。したがって、ポリオレフィン系樹脂は、架橋体を形成するのに適しており、中でもポリエチレンやポリプロピレンが好ましい。
また、毛状体の平均高さ、または毛状体の平均長さの低下率は下記の式Iで算出できる。
毛状体の平均高さ、または毛状体の平均長さの低下率=(加熱延伸成形前の毛状体の平均高さ、または毛状体の平均長さ-成形品最延伸部の毛状体の平均高さ、または毛状体の平均長さ)/(加熱延伸成形前の毛状体の平均高さ、または毛状体の平均長さ)×100・・・(I)
本発明の成形品は、本発明の樹脂シートを用いた成形品である。本発明の樹脂シートは、一般的な成形への対応が可能であり、成形方法としては、インサート成形、インモールド成形の他にも、一般的な真空成形、圧空成形やこれらの応用として、樹脂シートを真空状態化で加熱軟化させ、大気圧下に開放することで既存の成形品表面へオーバーレイ(成形)する方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、成形前にシートを加熱軟化させる方法として非接触加熱である赤外線ヒーター等による輻射加熱等、公知のシート加熱方法を適応することができる。ある実施形態の真空圧空成形において、例えば樹脂シートは表面温度が60℃~220℃で、20秒~480秒間加熱してから既存の成形品表面へと成形され、表面の形状により1.05~2.50倍に延伸され得る。
本発明にかかる毛状体を表面に付与した樹脂シートは、前記に示した良触感性が必要とされる用途に適用できる。例えば、本発明の樹脂シートは、自動車内装部材、電子機器、電子機器外装材、化粧品容器又は容器部材、文房具部材、生活用品部材として適用できる。
(1)毛状体及び下地層
・(A-1)ランダムPP 「PM822V」(サンアロマー社製)
・(A-2)ブロックPP 「PM854X」(サンアロマー社製)
・(B-1)直鎖状中密度PE(C4) 「ネオゼックス 45200」(プライムポリマー社製)
・(B-2)直鎖状低密度PE(C6) 「ウルトゼックス 20200J」(プライムポリマー社製)
・(C)スチレン系熱可塑性エラストマー 「SEポリマーAC15」(デンカ社製)
・(D)PVC 「BFV7070N」(リケンテクノス社製)
・(E)PVDF 「KYNAR FLEX 2800」(アルケマ社製)
・(F-1)TPU(ウレタン系エラストマー)「ET880:ポリエーテル系」(BASF社製)
・(F-2)TPU(ウレタン系エラストマー)「ET680:ポリエステル系」(BASF社製)
・(G)着色剤 「PE-M-SAC GW1060 ホワイト」(大日精化社製)
・(H)着色剤 「PE-M-MD1697 レッド」(大日精化社製)
・(I)着色剤 「PE-M-MC6164 エロー」(大日精化社製)
・(J)着色剤 「PEX 1AG057 PEARL」(東京インキ社製)
・(K)着色剤 「PEX 496 SILVER AL」(東京インキ社製)
・(L-1)着色剤 「エラストランマスターカラーブラック590M50」(エフ・シー・アイ社製)
・(L-2)着色剤 「エラストランマスターカラーホワイト880M50」(エフ・シー・アイ社製)
・(L-3)耐候性マスター「耐候マスター UNS(ポリエステル系)」(エフ・シー・アイ社製)
・(L-4)耐候性マスター「耐候マスター UNE(ポリエーテル系)」(エフ・シー・アイ社製)
・(M)撥水剤 「クリンベルCB50―PP」(富士ケミカル社製)
・(N)帯電防止剤 「ペレスタット230」(三洋化成社製)
・(O)抗菌剤 「バクテキラーBM102VT」(富士ケミカル社製)
・(P)離型剤 「エラストランマスターV」(エフ・シー・アイ社製)
・ (Q) 紫外線吸収剤 トリアジン系紫外線吸収剤「TINUVIN 1600」(BASF社製)
(2)シーラント樹脂層
・(R-1)水添スチレン系熱可塑性エラストマー 「タフテックM1943」(旭化成ケミカルズ社製)
・(S-1)変性オレフィン系重合体樹脂 「モディックF502」(三菱化学社製)
・(S-2)変性オレフィン系重合体樹脂 「アドマー SE810」(三井化学社製)
・(R-2)水添スチレン系熱可塑性エラストマー「タフテックP2000」(旭化成ケミカルズ社製)
(3)基材層
・(T)SBC 「クリアレン 730L」(デンカ社製)
・(U)GPPS 「G100C」(東洋スチレン社製)
・(V)PETフィルム 「ルミラー」(東レ社製)
・(W)ナイロン6フィルム 「ハーデン」(東洋紡社製)
・(X)PMMA 「HBS000」(三菱化学社製)
・(Y)ABS 「GR-T-61A」(デンカ社製)
樹脂シートの毛状体の高さ(h)、毛状体の径(d)、毛状体の間隔(t)、下地層の厚み、加熱延伸成形後の毛状体の高さを、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM JSM-7001F 日本電子社製)を用いて測定した。なお、測定した試料は、ミクロトームを用いて樹脂シートの任意の3箇所より断面切片を切り出し用いた。毛状体の平均高さは、それぞれの試料について毛状体10個の高さを測定し、その30測定値の算術平均値を用いた。毛状体の平均径については、それぞれの試料について10個の毛状体の中間高さ(h/2)における径を測定し、その30測定値の算術平均値を用いた。毛状体の平均間隔については、それぞれの試料について毛状体の根元の中心と隣接する毛状体の根元の中心との距離を10箇所測定し、その30測定値の算術平均値を用いた。下地層の平均厚みについては、それぞれの試料について毛状体の根元から他方の層界面までの厚みを10箇所測定し、その30測定値の算術平均値を用いた。
加熱延伸成形後の毛状体の平均高さの低下率は、真空成形した成形品の最延伸部の任意の3箇所より断面切片を切り出し、その毛状体の平均高さは、それぞれの試料について毛状体10個の高さを測定し、その30測定値の算術平均値を用いた。低下率は上記式Iを用いて算出した。
良触感性は、男性15人、女性15人の計30人に樹脂シートを触ってもらう官能評価を実施した。樹脂シート表面を触った際に心地よさを感じるかを「○」、「×」判断し、「○」と判断した場合、しっとり、やわらか、ふんわりなどの具体的な肌触り感で評価した。このうち、8割以上の同じ肌触り感を評価した場合、その肌触り感とした。また、樹脂シートを用いて真空成形した成形品の表面においても、同じ肌触り感が維持されているかを評価した。
静・摩擦測定機「TL201Ts (トリニティーラボ社製)」を用い、そのテーブル上に樹脂シートを、毛状体形状等を付与した面を上にして貼り付けた。接触子はウレタン製(デュロメータ硬度:32±2)を用いて、100gの荷重をかけながら、10mm/秒の速度でテーブルを動かし、静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。
フィンガーロボットサーモラボ(カトーテック社製)を用いて、20℃設定の試料台に樹脂シートサンプルを5分置き、樹脂シートの温度調整後、30℃の接触温度センサー(1mm×1.5mm)を接触させ、0.2秒間での熱移動速度(q-max)を測定した。
樹脂の硬度は、JISK7215に準拠し、厚み6mm、幅25mm、長さ50mmの試料を熱プレス法により作製し、タイプAデュロメータを使用して硬度を測定した。
自動変角計(GP-200:村上色彩研究所性)を用いて、反射測定モード、光線入射角:45°、受光角度:-90°~90°、SENSITIVITY:150、HIGH VOLTON:500、フィルター:ND10使用、光束絞り:10.5mm(VS-13.0)、受光絞り:9.1mm(VS-34.0)及び変角間隔0.1度の条件で測定し得られる反射ピークの立ち上がりの開始角度より立下りの終了角度までの角度幅(度)及びピーク高さを求める。この結果から、反射強度が1%以上である角度幅を算出し、その角度幅を拡散性のある角度幅とした。
接触角は、樹脂シートについて、自動接触角計DM-501(協和界面科学社製)を用いて測定した。また、試験液は精製水を用い、滴下量は6μLとした。接触角が120°以上であると撥液性が高く、液体の付着を防止できると判定した。
JISK6911に準拠し、雰囲気温度23℃、雰囲気湿度50%R.H.、印加電圧1000Vで樹脂シート表面の表面抵抗値を測定した。
JISK2801に準拠し、フィルム密着法により実施した。5cm×5cmの厚み1mm以内のフィルム表面に各菌液を滴下し、ポリエチレンフィルムで被覆し35℃で保存後、生菌数を測定した。
耐候性試験を、「キセノンアークランプ」(東洋精機社製)を用いて行った。樹脂シートについて、日本電色工業社製の測色色差計「ZE-2000」を使用して色差測定を行なった後、試験機に投入し、下記条件で耐久試験を実施した。
UV照射強度:50W/m2
湿度:51%
ブラックパネル温度:62℃
時間:100時間
照射面:毛状体形成面
試験後、フィルムの色差測定を再び行ない、試験前後の耐黄変性の指標であるΔE値を算出した。ΔE値が1.5以下であれば良好と判断した。
毛状体を付与した他方の面にアクリル系粘着フィルム(MF50、G25:日栄加工社製)をラミネートした樹脂シートを作製した。両面真空成形機(NGF-0709-S型:布施真空社製)で樹脂シートを真空雰囲気下で加熱し、その後、大気圧雰囲気下で準備したテーブル部材の表面へ真空圧空成形することにより成形品を作製した。シートの表面温度80℃~220℃の範囲でシートを40秒間~300秒間で加熱し、テーブル部材の側面部では、1.6倍に延伸された。
(11-2)真空成形
真空成形機(浅野研究所社製)で樹脂シートを真空雰囲気下で加熱し、その後、雑貨入れ容器型に作製した金型より真空成形することにより成形品を作製した。シートの表面温度80℃~220℃の範囲でシートを40秒間~300秒間で加熱し、容器型の成形品側面部では、1.75倍に延伸された。
1台の65mm単軸押出機を使用し、Tダイ法により、樹脂シートを押し出し、この樹脂シートの表面に毛状体形状を付与するように、60℃~180℃に調節され、電鋳法で凹凸加工が成された転写ロールと、10℃~90℃に調節されたシリコン系ゴム製のタッチロールでキャスティングすることにより、一方の面が表3に示す表面形状を有し、表1に示す組成及び厚みの単層の樹脂シートを得た。
電子線照射前後での樹脂シートの破断点伸び率を測定したところ、電子線照射前の破断点伸び率は500%であったが、電子線照射後の破断点伸び率は260%であった。なお、破断点伸び率は樹脂シートの押出方向に打ち抜いたJIS2号ダンベルを5本作製し、23±1℃、相対湿度50±2%の条件下、引張速度10mm/分で引張した際に破断するまでの伸び率を算術平均した値である。
3台の40mm単軸押出機及びフィードブロックを使用し、Tダイ法により、3層の樹脂シートを押し出し、この樹脂シートの表面に毛状体形状を付与するように、電鋳法で凹凸加工が成された転写ロールと、シリコン系ゴム製のタッチロールでキャスティングすることにより、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表1に示す組成及び厚みの3層の樹脂シートを得た。
凹凸形状のサイズが異なる転写ロールを用いた以外は、実施例3と同様にして、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表1に示す組成及び厚みの3層の樹脂シートを得た。
樹脂シートの表面に毛状体形状を付与するように、電鋳法で凹凸加工が成された300mm角の金型を作成し、電熱プレス機を用いて、予め作成しておいた樹脂シートを熱プレスすることにより、一方の面が表3に示す表面形状を有し、表1に示す組成及び厚みの樹脂シートを得た。
2台の40mm単軸押出機及びフィードブロックを使用し、Tダイ法により、2層の樹脂シートを押し出し、この樹脂シートの表面に毛状体形状を付与するように、電鋳法で凹凸加工が成された転写ロールと、シリコン系ゴム製のタッチロールでキャスティングすることにより、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表1に示す組成及び厚みの2層の樹脂シートを得た。
押出ラミネート成形法により、3層の樹脂シートを得、この樹脂シートの表面に毛状体形状を付与するように、電鋳法で凹凸加工が成された転写ロールと、シリコン系ゴム製のタッチロールでキャスティングすることにより、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表1に示す組成及び厚みの3層の樹脂シートを得た。
凹凸形状のサイズが異なる転写ロールを用いた以外は、実施例8と同様にして、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表1に示す組成及び厚みの3層の樹脂シートを得た。
樹脂シートの表面にシボ形状を付与するように、ブラスト法で凹凸加工が成された転写ロールを用いた以外は、実施例6と同様にして、一方の面が、Rz(十点平均粗さ)が55μmのシボ状を有し、表2に示す組成及び厚みの2層の樹脂シートを得た。
樹脂シートの表面に釣鐘状の凸形状を付与するように、エッチング法で凹凸加工が成された転写ロールを用いた以外は、実施例3と同様にして、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表2に示す組成及び厚みの3層の樹脂シートを得た。
樹脂シートの表面に四角錐状の凹形状を付与するように、電鋳法で凹凸加工が成された転写ロールを用いた以外は、実施例1と同様にして、一方の面が表3に示す表面形状を有し、表2に示す組成及び厚みの単層の樹脂シートを得た。
転写ロールに代えて凹凸加工が成されていないロールを用いた以外は、実施例1と同様にして、平滑状の両表面を有し、表2に示す組成、厚みの単層の樹脂シートを得た。
樹脂シートの表面に六角錐状の凸形状を付与するように、電鋳法で凹凸加工が成された転写ロールを用いた以外は、実施例3と同様にして、一方の面が表3に示す表面形状を有し、各層が表2に示す組成及び厚みの3層の樹脂シートを得た。
実施例2と同様の転写ロールを用い、実施例3と同様の3層シートとし、一方の面が表3に示す表面形状を有し、表2に示す組成及び厚みの樹脂シートを得た。また、電子線照射の処理を実施していない。
実施例1~17の全ての樹脂シート、真空成形した成形品において、良触感性に関する評価基準を満足する結果が得られた。その他、拡散性、動摩擦係数に対する静摩擦係数、熱移動速度、接触角においても満足する結果が得られた。また、実施例11では帯電防止性を示し、実施例12では、抗菌性を示し、実施例15、17では耐候性を示す結果が得られた。これに対して、比較例1~6の樹脂シート、真空成形した成形品では、良触感性に関する評価基準を満足する結果が得られなかった。
走査電子顕微鏡像から、毛状体同士が絡合することなく一定方向に伸びていることが観察された。また、毛状体は下地層から離間する方向に毛状に伸び、その先端にふくらみが形成された構成となっていた。つまり、毛状体の形状は、下地層から離れるにつれ、断面積が漸次小さくなった後に一旦大きくなってから終端する形状であった。また、毛状体の先端部の形状は、つぼみ状又はきのこ形状であり、つぼみ状又はきのこ形状の部分が一部中空となっていることが観察された。更には毛状体が下地層に対して傾斜している形状や、図3に示すように毛状体が巻回する部分を有する形状も観察された。このような形状を有することにより、より良好な触感が発現していることが推察された。
1a 下地層
1b 毛状体
d 毛状体径
h 毛状体の高さ
t 毛状体の間隔
2 シーラント樹脂層
3 基材層
Claims (11)
- 押出成形法によってダイスから溶融押出したシートを、凹凸加工が成された転写ロールとタッチロールとでキャスティングさせて毛状体を形成することを特徴とする、下地層の少なくとも一方の面に規則的に配列された毛状体を有し、下地層と毛状体との間には構造的な境界がなく、連続相を形成しており、下地層と毛状体が少なくとも部分的に架橋構造を有し、毛状体の平均高さが100μm以上1200μm以下、毛状体の平均径が1μm以上30μm以下、毛状体の平均間隔が20μm以上200μm以下である、樹脂シートの製造方法。
- 下地層及び毛状体が熱可塑性樹脂を主成分とし、前記熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、フッ素系樹脂から選択される少なくとも1種類を含む熱可塑性樹脂である請求項1に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートの毛状体を有する面の動摩擦係数に対する静摩擦係数の比が1.0~10.0である請求項1又は2に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートの毛状体を有する面の反射光強度が得られる角度幅が-90°~90°である、請求項1から3の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートにおいて、前記下地層の厚みが15μm以上である請求項1から4の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートにおいて、毛状体が下地層から離間する方向に毛状に伸び、その先端にふくらみが形成されている請求項1から5の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートにおいて、下地層及び毛状体は、一のシートから形成された請求項1から6の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートが多層樹脂シートである請求項1から7の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートが、下地層の他方の面にスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性エラストマーから選択される少なくとも1層の基材層を積層したものである、請求項1から8の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 樹脂シートが、撥水撥油剤、帯電防止剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、着色剤、離型剤から選択される1種又は2種以上の添加剤を含む請求項1から9の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
- 下地層及び毛状体が熱可塑性樹脂を主成分とし、前記熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、フッ素系樹脂から選択される少なくとも1種類を含む熱可塑性樹脂であり、
樹脂シートが加速電圧:200kV、線量:250kGyの照射条件で電子線照射により架橋構造を有しており、
樹脂シートの表面温度80℃~220℃の範囲でシートを40秒間~300秒間で加熱して1.6倍に延伸する加熱延伸成形した場合の毛状体の平均高さの低下率が30%未満である、請求項1から10の何れか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
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