(57)【要約】【課題】透明で傷付き防止性を有する表面コート層を付与したポリプロピレン積層体を、安価に提供すること。【解決手段】表面改質したポリプロピレン成形体の表面に、表面コート層を付与して得られるポリプロピレン積層体であって、前記表面改質したポリプロピレン成形体の表面のぬれ張力が、３５ｍＮ／ｍ以上であり、前記表面コート層が、アクリル系塗膜である、ポリプロピレン積層体による。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面改質したポリプロピレン成形体の表面に、表面コート層を付与して得られるポリプロピレン積層体であって、前記表面改質したポリプロピレン成形体の表面のぬれ張力が、３５ｍＮ／ｍ以上であり、前記表面コート層が、アクリル系塗膜である、ポリプロピレン積層体。
【請求項２】
表面改質したポリプロピレン成形体が、コロナ処理によって表面改質したポリプロピレン成形体である、請求項１に記載のポリプロピレン積層体。
【請求項３】
ポリプロピレン成形体が、フィルムまたはシートである、請求項１または請求項２に記載のポリプロピレン積層体。
【請求項４】
アクリル系塗膜が、アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤を硬化した塗膜である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリプロピレン積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傷付き防止性を有するポリプロピレン積層体に関する。さらに詳しくは、プライマー層を付与しなくても、傷付き防止性を有する表面コート層とポリプロピレン成形体との付着性に優れるポリプロピレン積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、可塑剤の環境ホルモン問題や、焼却時のダイオキシン発生の懸念などから、ポリ塩化ビニル系材料を使用した製品が敬遠される傾向にあり、ポリオレフィンやポリエチレンテレフタレートなどの材料に切り替わってきている。特に、ポリプロピレンは、安価で加工が容易であることに加えて、耐薬品性や高強度などの優れた特性を有することから、幅広い用途の製品に使われている。
【０００３】
プラスチック材料を用いた成形体の場合、一般に物体が接触する表面の傷付きが問題となることが多い。この問題を解決するためには、物体が接触する面にフィラーなどを添加して硬度を上げる方法、あるいは凹凸模様を付与して接触面積を低減する方法などの対策が図れている。さらに、これらの方法は外観を損なうことから、傷付き防止性を付与し、かつ透明なコート層を表面に付与する方法も行われている。
【０００４】
ポリプロピレン成形体にコート層を付与する場合、成形体を構成するポリプロピレンは極性基を持たないことから、ポリプロピレン成形体とコート層との付着が不十分になる。そのため、特許文献１に示されているように、コート層とポリプロピレン成形体の両方に付着性があるプライマー層を設け、このプライマー層を介してコート層とポリプロピレン成形体とを付着する方法が行われている。しかしながら、この方法を用いると、プライマー層を付与する工程が増えて煩雑になる上、プライマー層の材料費が余計にかかってしまう問題がある。
【０００５】
一方、プライマー層を付与せずにコート層を付与する方法として、特許文献２に示されているように、ポリプロピレン成形体の表面改質が古くから行われている。表面改質の方法としては、コロナ処理やプラズマ処理などが挙げられ、これらの処理により、ポリプロピレン成形体の表面に極性基を導入し、コート層の付着性を向上させている。表面改質の方法のうち、特殊な環境を必要とせずに容易に処理できることから、コロナ処理が利用されており、成形機の付帯設備として広く導入されている。
【０００６】
しかしながら、ポリプロピレン成形体の表面改質を行っても、ポリプロピレン成形体とコート層との付着性が十分でないことがある。この原因は特定できていないが、コート層に含まれる樹脂成分や添加剤の影響と推測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１７９８２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０３４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、透明で傷付き防止性を有する表面コート層を付与したポリプロピレン積層体を、安価に提供することを課題とする。
詳しくは、プライマー層を用いずに、表面コート層とポリプロピレン成形体との付着が良好で、かつ傷付き防止性を有するポリプロピレン積層体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、表面改質により表面のぬれ張力を調整したポリプロピレン成形体に、特定の塗膜を付与することにより、傷付き防止性と塗膜の付着性を兼ね備えたポリプロピレン積層体が得られることを見出し、本発明の完成に至った。
【００１０】
すなわち本発明は下記のとおりである。
［１］表面改質したポリプロピレン成形体の表面に、表面コート層を付与して得られるポリプロピレン積層体であって、前記表面改質したポリプロピレン成形体の表面のぬれ張力が、３５ｍＮ／ｍ以上であり、前記表面コート層が、アクリル系塗膜である、ポリプロピレン積層体。
［２］表面改質したポリプロピレン成形体が、コロナ処理によって表面改質したポリプロピレン成形体である、前記［１］項に記載のポリプロピレン積層体。
［３］ポリプロピレン成形体が、フィルムまたはシートである、前記［１］項または前記［２］項に記載のポリプロピレン積層体。
［４］アクリル系塗膜が、アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤を硬化した塗膜である、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載のポリプロピレン積層体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリプロピレン積層体は、ポリプロピレン成形体の外観を損なわずに、傷付き防止性を有する。しかも、ポリプロピレン成形体を構成するポリプロピレンを特殊な配合、例えば、塩素化ポリエチレンやアクリル成分などを混合することや、プライマー層を付与することが不要であり、ポリプロピレン成形体に表面改質を施して、その面に表面コート層を付与することにより、付着が十分に良好なポリプロピレン積層体を安価に得ることができる。本発明のポリプロピレン積層体は、ポリプロピレン成形体を構成するポリプロピレンに特殊な配合の添加剤や、プライマー層が不要であることから、特殊な配合の添加剤やプライマー層の材料費とプライマー層の付与工程が削減されて安価に製造できる。
これらの優れた特長により、本発明は、従来は難しいとされてきた、物体が接触する機会が多い用途でも良好に使用することができるポリプロピレン積層体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を具体的に説明する。
本発明のポリプロピレン積層体は、表面改質したポリプロピレン成形体と、表面コート層とから構成される。本発明に用いられる表面コート層は、アクリル系塗膜である。なお、本発明において、塗膜とは、紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤を塗工し、これを硬化させて形成された皮膜をいう。
【００１３】
本発明に用いられるポリプロピレンは、特に限定されないが、プロピレンの単独重合体、プロピレンを主成分とするプロピレン以外の単量体との二元以上のランダムまたはブロック共重合体が例示できる。これらは１種でも２種類以上を混合して用いてもよい。前記プロピレン以外の単量体としては、特に限定されないが、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン等の炭素数４〜１２のα−オレフィンおよびエチレン等が例示できる。これらは１種でも２種類以上を併用してもよい。また、ポリプロピレンには、ポリプロピレン以外のポリエチレンやエラストマーなどの他樹脂を添加し、混合して用いてもよいが、この場合、ポリプロピレンの添加率を超えない範囲とする。
【００１４】
ポリプロピレンには、必要に応じて各種添加剤を加えることができる。例えば、ヒンダードアミン系化合物などの耐候剤、ベンゾトリアゾール系化合物などの紫外線吸収剤、タルクなどの無機フィラー、パールなどの顔料を例示することができる。一般に、ポリプロピレンは紫外線の照射を受けると劣化しやすいので、特に屋外用途の場合には、耐候剤や紫外線吸収剤を添加することが好ましい。また、ポリプロピレン成形体の形態が多層のシート類である場合には、各層ごとに、添加剤の種類や量を変えてもよい。
【００１５】
ポリプロピレン成形体の形態は、特に限定されないが、例えば、繊維、フィラメント、フィルムおよびシートが挙げられる。表面改質を容易に行うことができることから、フィルムまたはシート（以下、フィルムとシートを含めシート類ということがある。）であることが好ましい。なお、フィルムとは、２５０μｍ以下の厚さを有し、シートとは、２５０μｍを超える厚さを有する。シート類は、単層であっても多層であってもよい。また、シート類が多層の場合、各層ごとにポリプロピレンの種類等を変えてもよく、さらには、表面コート層に接する層のみをポリプロピレンとし、他の層はポリプロピレンを含まない樹脂層としてもよい。シート類の厚みは、必要に応じて適宜選択すればよいが、ハンドリング性を考慮すると０．０５〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
ポリプロピレン成形体は、少なくとも表面コート層を付与する面に、表面改質が施されていることが必要である。ポリプロピレン成形体に対する表面改質は、公知の方法で処理すればよく、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理を挙げることができる。特に、特殊な環境を必要とせずに容易に処理できることから、コロナ処理が望ましい。コロナ処理は市販の装置で処理すればよいが、ＪＩＳ  Ｋ  ６７６８に基づいて測定した表面のぬれ張力が３５ｍＮ/ｍ以上となるように処理する必要がある。ぬれ張力は、表面改質の程度を調整することで、調整できる。表面改質するコロナ処理の条件は、ポリプロピレンの種類や、ポリプロピレン成形体の成形速度などによって異なるため、コロナ処理後の成形体をぬれ試薬で実際に測定しながら、コロナ処理機の出力を適宜調整し、ぬれ張力が３５ｍＮ/ｍ以上とすればよい。ぬれ張力が３５ｍＮ/ｍ以上であれば、十分なコート層の付着性が得られるため好ましい。また、コロナ処理は、ポリプロピレン成形体の成形ライン中で処理しても、成形後に別途処理してもよいが、工程を簡素化するために、成形ライン中で処理することが好ましい。
【００１７】
本発明に用いられる表面コート層は、傷付き防止性に優れることからアクリル系塗膜を用いる。また、短時間に塗膜を形成させて生産性を上げることができることから、紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤であることが好ましい。前記ハードコート剤として、アクリルモノマーの単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーとの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいると、塗膜の付着性が良好になる傾向があり、好ましい。
アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、紫外線硬化型でアクリル系のハードコート剤としては、新中村化学工業株式会社製：ＮＫハード（商品名）  ＫＣＲ−６４０１、荒川化学工業株式会社製：ビームセット（商品名）  ５７５ＣＢ、カシュー株式会社製：カシューハードＣ（商品名）  Ｎｏ．６２２５クリヤー、共栄社化学株式会社製：ＨＸ−６００ＵＶ、ＪＳＲ株式会社製：オプスター（商品名）Ｚ７５３７が例示できる。これらのいずれかのハードコート剤をポリプロピレン成形体にコーティングし、硬化させることで、ポリプロピレン積層体を得ることができる。これらから得られるアクリル系塗膜は、ポリプロピレン成形体との付着性が良好な表面コート層となる。
【００１８】
表面コート層を付与する方法としては、特に限定されないが、公知のコーティング方法を用いて、紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤をポリプロピレン成形体の表面改質した面に塗工し、公知の硬化方法を用いて、塗工した紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤からなる層を硬化することで、表面コート層を付与することができる。コーティング方法としては、グラビア法、バーコート法、ディッピング法、スプレー法等の方法が例示できる。硬化方法としては、紫外線硬化型のアクリル系のハードコート剤からなる塗工した層に、紫外線等の電子線を照射する方法が例示できる。
【００１９】
本発明に用いられる表面コート層の厚みは、特に限定されないが、０．００１〜０．０２ｍｍであることが好ましい。０．００１ｍｍ以上であれば、酸素阻害と呼ばれる現象が生じず、硬化が十分となることから好ましい。また、０．０２ｍｍ以下であると、硬化後に顕著な反りやクラックが発生する恐れがないことから、好ましい。
【００２０】
本発明に用いられる表面コート層には、透明性と付着性とを損なわない範囲で、各種添加剤を添加してもよい。添加剤としては、シリカなどの無機フィラー、ベンゾフェノン系化合物などの紫外線吸収剤、フッ素系化合物などの汚れ防止剤が例示できる。
【実施例】
【００２１】
以下に実施例でさらに詳しく説明するが、これらにより本発明は何ら制限を受けるものではない。
透明性、傷付き防止性、表面コート層の付着性は、以下の方法で評価した。
（１）透明性
ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６に準拠して、ポリプロピレン成形体とポリプロピレン積層体の全光線透過率（Ｔ．Ｔ）とヘイズ（ＨＡＺＥ）を測定し、ポリプロピレン成形体のＴ．Ｔからポリプロピレン積層体のＴ．Ｔを差し引いた値（△Ｔ．Ｔ）と、ポリプロピレン積層体のＨＡＺＥからポリプロピレン成形体のＨＡＺＥを差し引いた値（△ＨＡＺＥ）を算出した。
△Ｔ．Ｔと△ＨＡＺＥが０に近いほど、表面コート層の透明性が良好であることを示す。
【００２２】
（２）傷付き防止性（鉛筆硬度）
表面性測定機（新東科学株式会社製：トライボギアＴＹＰＥ１４ＦＷ）を用い、ポリプロピレン積層体の表面コート層の部分をＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４に準拠して測定した。
【００２３】
（３）傷付き防止性（耐擦傷性）
透明なポリプロピレン積層体と、スチールウール（日本スチールウール株式会社製：＃００００）を、耐摩耗試験機（株式会社井元製作所製：ＩＭＣ−１５５７）に取り付け、１ｋｇの荷重をかけながら積層体の表面コート層の部分をスチールウールで往復１００回擦り、ＪＩＳ  Ｋ７１３６に準拠して、擦る前のヘイズ（Ｈ１）と擦った後のヘイズ（Ｈ２）を測定した。
Ｈ２からＨ１を差し引いた値（△Ｈ）を算出し、この値を耐擦傷性の指標とした。△Ｈが小さいほど傷が少なく、耐擦傷性に優れる。
【００２４】
（４）表面コート層の付着性
表面コート層に対して、ＪＩＳ  Ｚ０２３７に基づく１８０°引きはがし粘着力が、テープ幅２５ｍｍ当り１０±１Ｎとなる付着（粘着）テープを用い、温度５０℃／湿度９５％ＲＨで保管する前と３０日間保管した後のポリプロピレン積層体について、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−６に準拠して表面コート層の付着性を測定し、下記の基準で評価した。
○：表面コート層の剥がれが確認できなかった。
×：表面コート層の剥がれが確認できた。
【００２５】
（実施例１〜６）
プロピレン単独重合体（株式会社プライムポリマー製：Ｆ−７０４ＮＰ）、またはプロピレンとエチレンのランダム共重合体（株式会社プライムポリマー製：Ｆ−７４４ＮＰ）を、Ｔダイを備えた６５ｍｍφ単軸の単層押出機に投入し、押出機の設定温度２２０℃で溶融させ、シート状に押出しを行った。２５℃のキャストロールで厚みが０．３ｍｍのシートとした後、シート成形機の巻取機前に設置したコロナ処理機で、シート表面のぬれ張力が３５ｍＮ／ｍ以上になるように出力を調整してコロナ処理を行い、ポリプロピレン成形体を得た。
このポリプロピレン成形体のコロナ処理面に、アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む紫外線硬化型のハードコート剤をワイヤーバーで塗工し、８０℃で３分間処理した後、高圧水銀ランプ（岩崎電気株式会社製：Ｈ０８−Ｌ４１）が付属したコンベア式ＵＶ照射装置（アイグラフィックス株式会社製：ＥＣＳ−８０１Ｇ１）を用いて、照度２００ｍＷ／ｃｍ２、露光量５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、硬化させることで表面コート層を形成させ、ポリプロピレン積層体を得た。
アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む紫外線硬化型のハードコート剤としては、新中村化学工業株式会社製：ＮＫハード（商品名）  ＫＣＲ−６４０１、荒川化学工業株式会社製：ビームセット（商品名）  ５７５ＣＢ、カシュー株式会社製：カシューハードＣ（商品名）  Ｎｏ．６２２５クリヤー、共栄社化学株式会社製：ＨＸ−６００ＵＶ（商品名）、ＪＳＲ株式会社製：オプスター（商品名）  Ｚ７５３７を、表１の組み合わせで用いた。
この積層体を用いて評価した結果を表１に示す。
【００２６】
（比較例１）
実施例１において、ポリプロピレン成形体を、コロナ処理を施していないポリプロピレン成形体に変更した以外は、実施例１と同様にしてポリプロピレン積層体を得た。
この積層体を用いて評価した結果を表１に示す。
【００２７】
（比較例２）
実施例１において、アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含まないハードコート剤として、東亞合成株式会社製：アロニックス（商品名）  ＨＣ−１００１を塗工して表面コート層を形成した以外は、実施例１と同様にしてポリプロピレン積層体を得た。
得られたポリプロピレン積層体を用いて評価した結果を表１に示す。
【００２８】
（比較例３）
実施例１において、アクリルモノマー単独重合体およびアクリルモノマーと他モノマーの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含まないハードコート剤として、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製：ＵＶＨＣ３０００（商品名）を塗工して表面コート層を形成した以外は、実施例１と同様にしてポリプロピレン積層体を得た。
得られたポリプロピレン積層体を用いて評価した結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例４）
表面コート層を付与していないポリプロピレン成形体を用いて評価した結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2015006745.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のポリプロピレン積層体は、傷付き防止性を有することから、従来のポリプロピレン成形体では難しいとされてきた、物体が接触する機会の多い用途にも用いることが期待できる。
しかも、外観を損なわず、且つ安価に提供できることから、意匠性が重視される用途、例えば壁紙などの建材や家電製品の外装材、自動車の内外装材、ケースやカバーなどの日用品などで好適に用いられると期待される。