(57)【要約】  ポリ（メタ）アクリレートベースの耐候性でＵＶ耐性フィルムは、そのフィルムポリマーの高いガラス転移温度のため従来法では接着が困難であるプラスチック形材、特に熱可塑性樹脂材料製形材、木材または木材材料を積層するためにますます使用される。本発明は、該フィルムを接着前に熱活性化することによって、積層方法において迅速で信頼性ある接着を可能とする方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、または木材、またはアルミニウムから成る成形品への、ガラス転移温度が５０℃以上のポリマーをベースとする単層または多層表面フィルムの積層方法であって、以下の本質的な処理ステップ：
ａ）洗浄剤によるフィルム表面の前処理、
ｂ）必要に応じ、その後のコロナ処理、
ｃ）必要に応じ、その後のフィルム表面へのプライマーの適用、
ｄ）電磁放射での加熱によるフィルムの熱活性化、
ｅ）フィルム表面へのホットメルト接着剤の適用、
ｆ）必要に応じ、プライマーの適用または洗浄剤処理による成形面の前処理、必要に応じ、その後の揮発性成分を除去するための風乾、必要に応じ、熱の供給、必要に応じ、その後の成形面のコロナ処理または火炎処理、
ｇ）フィルムを成形品に付着させること、必要に応じ、一材料を他方へプレスすること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
ステップａ）を省くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用する電磁放射は、ＩＲ放射、特に、波長範囲が０．７〜１．５μｍの近赤外（ＮＩＲ）放射を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
使用する電磁放射は、範囲が３０〜１００ＭＨｚの無線周波数を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
使用する電磁放射は、周波数範囲が４００ＭＨｚ〜３ＧＨｚのマイクロ波を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
成形品へのフィルムの付着後に熱活性化が起こり、ここで必要に応じ、ステップd)における活性化を省くことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
使用するホットメルト接着剤は、ＷＯ９９／２８３６３の反応性ポリウレタン接着剤を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ドア、外観要素、ドア枠および窓枠のための、または家具建築における、請求項１〜６のいずれかに記載の方法により製造可能な積層成形品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）から成る成形品、または木材、またはアルミニウムへの、ガラス転移温度が５０℃以上のポリマーをベースとする単層または多層表面フィルムの積層方法、並びにこれらの積層成形品の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
着色表面フィルムまたは化粧表面フィルムは、第一に物品表面を損傷性要因、例えば、腐食、光による変色または機械的作用等から保護するため、物品の表面、例えば窓用形材、ドア、ラック、家具、プラスチックケーシング、木材、木材材料、金属または類似の材料を材質へ適用されることが多い。表面フィルムを適用する別の理由は、物品表面をより魅力的にし得ることである。
【０００３】
例えば、適当な化粧フィルムを使用すると、実際に使用する材料がその外観品質、構造、表面または色彩に起因して、この種の使用に不適当であった場合であっても、高品質木材としての印象を創出し得る。従って、このようにして適用される表面フィルムは、物品の表面を環境要因、例えば水分、湿気、温度変化または光（特に日光）等の作用、あるいは大気中に存在する環境に有害な物質等から保護するよう意図される。
【０００４】
窓とドアの製造においては、プラスチック製形材（Profile）、特にポリビニルクロリド（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ）のような熱可塑性材料製の形材は、完全形材、中空形材またはコア形材にかかわらず、広範囲に使用されている。この理由としては、この種の形材が押出法によって容易に製造されること、コストが安いことおよび良好な使用特性が挙げられる。ＰＶＣの場合、使用されるべきＰＶＣは可塑化されるか、または半硬質もしくは特に硬質にすることができる。
【０００５】
使用される表面フィルムは、ＰＶＣフィルム、ＣＰＬ（連続加圧積層）フィルム、ＨＰＬ（高圧積層）フィルム、（印刷）紙、ベニヤまたはその他のシート状構造体であって、この種のフィルム等は一般に０．１〜１．０ｍｍの厚さを有する。屋外領域にとって、積層法で提案されるフィルムは、特に屋外暴露および光に耐性のある、ますます相対的に新規なフィルムである。これらは特に、（メタ）アクリレート、特に、異なるポリ（メタ）アクリレートのホモポリマーおよびコポリマーの混合物をベースとするフィルムである。ポリ（メタ）アクリレートフィルムを使用する利点は、適切なコモノマーの選択による異なる硬度レベル（脆く硬いものから非常に柔軟なものまで）のフィルムの製造が容易な点である。別の利点は、これらのフィルムを、通常の高耐光堅牢度の有機顔料、そうでなければ鉄-、クロム-、またはニッケル-含有顔料を用いて着色し得ることである。
【０００６】
これらのポリ（メタ）アクリレートフィルムの良好な耐候性およびＵＶ耐性については知られている。最近、多層フィルムに構成された表面フィルムが、光と屋外暴露への耐性を更に改善するために提案されている。例えばEP-A-343491には、（メタ）アクリレートベースフィルムと、無色明澄のポリアクリレート外層フィルムおよびフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）或いはフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）から成る別の無色明澄保護フィルムから構成される多層フィルムが提案されている。
【０００７】
アクリレートまたはメタクリレートをベースとするこれらの単層または多層表面フィルムは、光と屋外暴露への耐性に優れるが、これらのフィルムの熱可塑性ポリマー、木材、アルミニウムなどから成る上記材料への長期にわたる耐候接着は、実現が困難であった。その理由は特に、（メタ）アクリレートをベースとするこれらのフィルムは、高い剛性を有し、接着層の冷却中に、接着プロセスの直後の大きな回復力の結果として接着部への非常に強力な引張応力を働かせるからである。有効な製造方法には、非常に短時間後における接着層の高い初期接着強さと共に、接着層の更により大きな最終強度と耐老化性が求められる。
【０００８】
【特許文献１】EP-A-343491号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
多くのホットメルト接着剤は、従来の接着方法を用いたのでは、曲げ剛性のある（メタ）アクリレートフィルムに対するこれらの要求を十分に満足しない。
この従来技術に鑑みると、特に、ガラス転移温度が５０℃以上のポリマーをベースとする単層または多層表面フィルムの接着を改善する積層方法を提供することが、本発明者の目的であった。その目的の本発明による解決は、特許請求の範囲に見出される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による解決は、熱可塑性ポリマー、木材、木材材料または金属から成る成形品への、ガラス転移温度が５０℃以上のポリマーをベースとする単層または多層表面フィルムの積層方法であって、以下の本質的な処理ステップ：
・  電磁放射での加熱によるフィルムの熱活性化、
・  フィルム表面への接着剤の適用、
・  フィルムを成形品に付着させること、必要に応じ、該フィルムを該成形品へプレスすること、
を含む方法を提供することから実質的に成る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
フィルムの熱活性化に先立ち、洗浄剤によりフィルムの前処理を行うことは有利であり得る。また、必要に応じ、次いでフィルムをコロナ処理により更に前処理することができ、若しくは、該コロナ処理は上記洗浄ステップに取って代わってもよい。プライマー（接着促進剤）のフィルム表面への適用が後に続いてもよい。プライマーを用いる場合には、必要に応じ、フィルムの洗浄剤処理および／またはコロナ処理を省略してよい。必要に応じ、フィルムを成形品に付着する前に、成形面にも前処理を施すことが必要である。上記と同様に、これらの前処理は、プライマーの適用、洗浄剤処理、必要に応じ、揮発性成分を除去するためのその後の風乾であってよく、該風乾を給熱により加速させてもよい。
【００１２】
上記処理に代えて、若しくはこれらと共に、コロナ処理により或いは火炎適用により成形面を活性化することも必要であり得る。ここで成形面にとっての前処理手段は、成形品を構成する材料に応じて決められる。
【００１３】
一般に使用される成形品は、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体（ＡＢＳ）、木材、木材材料、またはアルミニウムから成る。木材材料は、主として木材または木材系原材料から成り、これらの中で例えば、積層木材、合板、ベニアシート、積層ボード、ブロックボード（block board）、帯板（batten board）、木材コアボード（wood-core plywood）、木材繊維ボード、木材パーティクルボード、および圧縮木材が挙げられる。
【００１４】
ここで熱可塑性樹脂から成る成形面は、特に表面前処理を要することが多い。これらの表面はしばしば、その成形法に由来する接着阻害成分を含むからである。
【００１５】
成形面または表面フィルムの接着を促進する表面前処理のために、WO 99/46358に記載された洗浄剤を使用し得る。ここで洗浄されたプラスチック表面へ、接着前に別の機械的、物理的、化学的または電気的な前処理を施してもよい。この前処理は、特に、接着促進剤或いはプライマー、例えば上述のようなものの適用であってよく、若しくは、前処理を火炎適用或いはコロナ処理により行ってよい。
【００１６】
接着を行うべきプラスチック表面のコロナ処理は、よく知られており、例えばEP 0761415A2（Agrodyn Hochspannungstechnik GmbH）には、表面に集束プラズマジェットを通過させることが提案されている。ここに、プラスチックフィルムの前処理について特に述べられている。処理に関して言及されている表面には、プラスチック全般、高フッ素化ポリマー、例えばＰＴＦＥ、および金属表面、例えばアルミニウムが含まれる。
【００１７】
上記プラズマジェットは、常圧および標準温度で，作用気体、特に空気を電気アークに注入することにより発生する。「プラズマジェット」は、作用気体が電気アークから発生する際に得られる。ここで、その材料が実際に真の意味でプラズマであるか否か、すなわち気体が少なくともある程度、イオンと電子に分裂するか否かは不確かである。しかし、ここで著しい特徴は、このジェットがプラスチック表面の前処理に適していることである。
【００１８】
実質的範囲で表面上の一点の前処理を可能とする上記集束プラズマジェットに代えて、円形に配置され、円の中心周りを回転する多数のプラズマジェット（DE 2980599U1）を使用することも可能である。この方法は、迅速に通過でき、従って比較的大きな表面を前処理可能な環状プラズマジェットを与える。
【００１９】
使用する接着促進プライマーは、それ自体が既知の溶剤含有プライマーを含み得るが、水性プライマーが好ましく、これらは、例えばDE-A-19826329に記載されている。
【００２０】
しかし、その基礎をなすポリマーまたは共重合体のガラス転移温度が５０〜１３０℃、特に６０〜１００℃である、（メタ）アクリレートベースフィルムおよび同様に曲げ剛性のあるフィルムをベースとする上記の表面フィルムについては、該表面フィルムを、電磁放射を用いて熱活性化する場合、より良好でより迅速な接着結果が達成される。
【００２１】
適当な電磁放射は、原則として任意の非電離電磁放射であり、ここで好ましく用い得るのはＩＲ放射、特に、波長範囲が０．７〜１．５μｍの近赤外（ＮＩＲ）放射である。ここで好ましい態様での放射器は、実質的に無慣性の制御により活性化条件へ迅速適応可能な必要がある。適当な放射器は、例えば、Micor GmbH、Advanced Photonics Technologies AG（Adphos）、またはLambda Technologyから供給されている。ＮＩＲ放射の有効利用にとって重要な要因は、高エネルギー密度の特定方法をフィルムの熱活性化に使用することである。
【００２２】
熱活性化のための別の方法では、無線周波数範囲（３０〜１００ＭＨｚ）またはマイクロ波放射範囲（４００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）において電磁放射を用い得る。
【００２３】
無線周波数放射またはマイクロ波放射によるフィルム表面での特に有効な熱活性化にとって、適用すべきフィルムまたは任意のプライマー層のいずれかに、電磁放射用の高効率吸収剤を混合することが必要であり得る。強磁性、フェリ磁性、超常磁性、または圧電性の特性を有するナノスケール粒子が、この目的にとって特に適当である。それは、これらがフィルム中或いはプライマー層中に存在すると、低出力の放射線による暴露でさえフィルムが加熱される程度が非常に大きいため、その表面は接着に特に適している。特に適当なナノスケール吸収剤は、例えば現時点で未公開のPCT-EP 01/08600の第７〜９頁に開示されている。
【００２４】
フィルム表面の熱活性化のための別の方法では、導入（Eintrag）をその後に行い得る、すなわち成形品への表面フィルムの接着または積層の後に行い得る。この種の手順では、任意形態の熱導入、すなわち、ＮＩＲ放射、無線周波数範囲におけるＨＦ放射、またはマイクロ波放射としての電磁放射による上記の入射放射線、または−それ程好ましい態様ではないが−通常の対流または従来の長波ＩＲ放射による入射放射線を使用し得る。その後に熱導入を行う場合、ここでの熱導入は非連続的であってよいが、連続的であることが好ましい。
【００２５】
熱活性化の全ての形態において、表面フィルムの表面温度−特に、接着剤に向いた側の表面温度−は、理想的な接着を達成するため、活性化プロセスの間に該フィルムポリマーのガラス転移温度の範囲に到達すべきである。
【００２６】
本発明の方法による表面フィルムの接着にとって適当なホットメルト接着剤は、原則として多種類のホットメルト接着剤であり、反応性ポリウレタンホットメルト接着剤、例えば“Macroplast QR”または“Purmelt”の商品名でHenkel KGaAから市販されているものが好ましい。
【００２７】
改質反応性ホットメルト接着剤、例えばDE 10149142.5の主題を形成するもの（現時点では未公開）は、（メタ）アクリレート系表面フィルムの特に長期にわたる接着のために、特に適当である。WO 99/28363に開示されたアクリレート改質ホットメルト接着剤も適当である。
【００２８】
本発明の方法により積層された成形品は、ドア、外観要素、ドア枠および窓枠、または家具建築における構成材として使用し得る。
【００２９】
いくつかの基本的実験を用いて本発明を以下に記載するが、実施例の選択は、本発明の主題の範囲を限定することを意図するものではない。それらは単に、特に操作の容易性と接着層の接着性能に関する本発明の積層方法の作用機構を例証するものである。ホットメルト接着剤は、スプレー適用により、またはアプリケーターローラー（application rollers）、ドクターロールなどを使用して、従来のように適用してよい。
【実施例】
【００３０】
［ＰＶＣ窓枠についての積層実験］
着色アクリルフィルムと、表面層（FAST3, Renolit）としての透明で無色のアクリル／フッ化ビニリデン樹脂共押出フィルムと、標準的なＰＶＣ窓枠に基づき、反応性ホットメルト接着剤“Purmelt QR 5401”（Henkel製）を用いて多層の化粧窓フィルムの接着を行った。化粧フィルムのアクリレート側を接着側として使用した。接着は、標準的な異形包装機（profile wrapping machine） Friz で行い、ここでＰＶＣ形材を６−Ｂ−２３溶剤含有プライマー（Henkel Dorus製）で前処理した。包装機のドクター間隙（doctor gap）は５０μｍ、ホットメルト接着剤温度は１３０℃、ＰＶＣ形材の温度は５５℃であった。接着層の剥離強度を、温度および湿度の標準条件下で保存の３時間後、１日後、および７日後、並びにエージング（７日間、７０℃、水との接触あり）後に調査した。結果を次表にまとめる。
【００３１】
【表１】
2005510377.tif 000002
【００３２】
実験例１（比較）における手順は従来技術の手順であって、形材のみを予備加熱した。実験例２と３では、６０℃または８０℃での接着プロセス後に熱的な後処理を行った。実験例４〜６では、MICOR NIR装置を通過時にフィルムを予備加熱し、接着剤でインラインコートし、次いで包装した。インライン活性化および接着剤適用の間のフィルム送り速度：１５ｍ／分、ＮＩＲ源からのフィルムの距離：２０ｍｍ。
【００３３】
実験例は、ＮＩＲを用いたその後の熱活性化とインライン活性化はいずれも、比較実験に対し剥離強度に顕著な改良をもたらすことを示している。実験７は、導入するエネルギーが小さ過ぎる場合には、得られる結果は理想的でないことを示している。本発明の方法によって接着された形材は全て、保存７日後、並びに特にエージング後に、高い剥離値、主に（望ましい）フィルムの引裂きを示した。
【国際調査報告】
2005510377.tif 000003
2005510377.tif 000004
2005510377.tif 000005
2005510377.tif 000006