JPH0626718B2 - 可撓性化粧シート材およびその製造方法 - Google Patents

可撓性化粧シート材およびその製造方法

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JPH0626718B2
JPH0626718B2 JP62269496A JP26949687A JPH0626718B2 JP H0626718 B2 JPH0626718 B2 JP H0626718B2 JP 62269496 A JP62269496 A JP 62269496A JP 26949687 A JP26949687 A JP 26949687A JP H0626718 B2 JPH0626718 B2 JP H0626718B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般にシート材、特に自動車車体パネルなど
に化粧面(decovative surface)を設けるのに使用できる
シート材に関する。
発明の背景 自動車の販売において、もっとも重要な特徴はその塗装
仕上げの品質である。この理由としては、自動車の組立
コストの半分近くが塗装処理に当てられていることであ
る（オートモビール コーティングス：Helping Detroi
t Woo Consumer,「Chemical Week」30（1984年７月４
日））。空気力学体形式(aerodynamic body styles)が
著しく流行し、シャープなエッジや他の装飾細部形状を
自動車車体から取り外すように連結する場合には、塗装
仕上げが自動車の全装飾外観に重要性を発揮することに
なる。
この理由のために、アメリカ市場において販売されてい
る約70％の車はメタリック仕上げ塗装である。仕上げ状
態を観察する場合に得られる光沢および色合いの差は車
のスタイリング ラインや目立たせる細い曲線を強調す
る。この効果は「フロップ(flop)」として知られてい
る。メタリック外観によりまたはこれによらず「ウェッ
トルック(Wet look)塗装仕上げを設ける新しいベース
コート／クリアー コート塗装仕上げは優れたフロップ
を有する極めて高品質のメタリック仕上げを形成するの
に用いることができ、自動車産業における選択仕上げと
して出現してきている（Ｊ．シュランツ氏（コルヴェッ
ト塗装）「Industrial Frnishing」18（1984年３月）。更
に、クリアー コートはベース コートを保護するため
に、仕上げ部分の耐候性を許容しえない程度に低下させ
ることなく、多量の顔料をベース コートに混入するこ
とができる。しかしながらベース コート／クリアー
コート仕上げ、特にメタリック仕上げは有害を塗料溶剤
の蒸発から生ずる有意な（高価な）汚染問題が生ずる。
更に、構造において評判のよい型式に適したプラスチッ
ク製の自動車車体パネルにメタリック塗装を施すことは
工業的に困難である。最後に、一般にベース コート／
クリアー コート塗装仕上げには、高品質規格を維持す
る場合に実施する極めて経費のかかる多量塗装ステップ
を含んでいる。
従って、本発明の目的は成形プラスチック車体パネルに
使用でき、塗装段階に経費のかからない、しかもベース
コート／クリアー コート仕上げを施した自動車の製
造に必要とされる、製造業者により従来直面していた排
気制御問題(emission control problems)を減少する役
目をするベース コート／クリアー コート仕上げのよ
うな高品質化粧仕上げを施した自動車などを製造する方
法を提供することである。
発明の概要 上述する本発明の目的は表面自動車車体パネルなどに使
用する可撓性の化粧シート材(decorative sheet materi
al)によって達成する。このシート材は、その外面を見
た場合に、ベース コート／クリアー コート塗装仕上
げの外観を有することに特徴を有している。シート材
は、分子的に配向しない注型用重合体から形成した実質
的に透明な外層および外層の下面に設け、かつ通して見
える着色塗膜(pigmented coating)からなる。着色塗膜
は、シート材にメタリック ベース コート／クリアー
コート塗装仕上げの外観を与えるように均一に分布す
る反射フレーク(reflective flakes)を有する。
着色塗膜における反射フレークは、外層に平行に配向さ
れる。また、外層は実質的に透明なフィルムから形成さ
れる。着色塗膜は実質的に透明なフイルムの厚さより薄
くするのが好ましい。しかしながら、着色塗膜の正確な
厚さは、特定の予じめ定められた外観を必要とするシー
ト材に付与するように選択する。
本発明のシート材は実質的に透明な外層およびその下面
の着色塗膜からなる２色(dual-color)シート材料を含ん
でおり、この場合着色塗膜は外層の下面のある部分上の
それを通して見える第１着色塗膜、および外層の下面の
ある部分上の異なる色の第２着色塗膜からなり、またこ
の第２着色塗膜はそれを通して見ることができる。
また、本発明は自動車車体パネルなどとして使用するの
に適当な総形(contoured)化粧外面を有する造形物品(sh
aped articles)を提供する。造形物品は支持基板、およ
び総形面(contoured surface)に適合し、外面にベース
コート／クリアー コート塗装仕上げの外観を付与す
る基板の１側に被着する化粧シート材からなる。化粧シ
ート材は上述している通りである。支持基板は多数の材
料から形成でき、剛性な金属基板または成形重合体基板
が好ましい。
また、本発明は上述するタイプの化粧シート材を作る方
法を提供する。この本発明の方法は、実質的に透明な重
合体フイルムの１面に着色重合体の薄い膜を被着するこ
とからなる。着色重合体はこれに均一に分布した反射フ
レークを有している。また、本発明の方法は実質的に透
明な重合体フイルムを支持体上に形成し、上記重合体フ
イルムを必要に応じてこれに均一に分布する反射フレー
クを有する着色重合体で被覆し、および着色フイルムを
支持体から除去することからなる。
重合体フイルムは重合体の溶液を支持体上にリバースロ
ール塗布により形成するのが好ましい。着色重合体の薄
い被膜をフイルムに被着する段階は、好ましくは、必要
に応じて懸濁する反射フレークを有する着色重合体をフ
イルムに噴霧し、および溶液を乾燥して薄い着色塗膜を
形成することからなる。着色重合体は、フイルムを凝固
する前に、実質的に透明なフイルム上に噴霧するのが好
ましい。
本発明は中心プラントにおいて作用する溶剤、および多
数の自動車組立プラントなどにシート状態で輸送する仕
上物品を含む塗装仕上管理ステップを行うことができ
る。この事は中心位置で処理する上記手順に伴う溶剤排
気制御問題を行うことができ、非常に多くの組立プラン
トにおける排気制御経費を軽減でき、および一般に溶剤
排気を完全にでき、かつ経費を軽減することができる。
発明の具体的説明 本発明の化粧シート材10を第１図に示す。シート材は実
質的に透明なフイルム11、予備成形フイルムの下面上の
着色塗膜12および着色塗膜の内面により支持された着色
被膜13からなる。着色塗膜は均一に分布した反射フレー
ク14を有している。着色塗膜は不透明で、中断しなく(u
ninterrupted)、反射フレークはアルミニウム フレー
クまたはマイカ フレークを例示できる。本発明におい
て用いるマイカ フレークは処理しなくても、または知
られているように着色できまたは表面処理することがで
きる。反射フレークは予備成形フイルムに、一般に平行
に配向し、フレークは予備成形フイルムに対する傾斜の
平均角度を約6.5°以下にするのが好ましい。傾斜角度
の正確な制限は使用する反射フレークの特定タイプ、着
色塗膜の組成、および予備成形フイルムの組成を含む多
くの条件に影響を受ける。
フレークは上述する「フロップ」効果に貢献する。フロ
ップは、反射フレークが仕上物品の表面に一般に平行に
配向することによるものである。第２図に示すように、
Ａ′に位置する観察者はフレークにより反射する光Ａを
観察する。Ｂ′に位置する観察者は光Ｂを観察する。フ
ロップの現象のために、光の強さはＡ′におけるより
Ｂ′において小さく、すなわち、仕上物品はＡ′におけ
るよりＢ′において暗く見える。
本発明において用いるフイルム11は着色可能なように、
熱成形可能なように、および耐候性であるように選択す
る必要がある。フイルム11の厚さは１インチの約1000分
の0.5〜300（約0.01〜８mm）、好ましくは１インチの約
1000分の１〜２（約0.02〜0.05mm）である。かかるフイ
ルムとしては延伸または二軸延伸したフイルムに対立す
るものとして殆んど分子的に延伸しない(moleculaey un
orientd)キャスト フィルムがあり、殆ど無色である。
キャスト フィルムは、着色塗膜をそれに被着する前に
形成する。かかるキャスト フイルムは、重合体を溶解
した溶剤溶液を支持体上にキャスチング ダイ，ドクタ
ーバーまたはリバースロールコーダーにより塗布し、次
いで溶剤を蒸発させ、次いで重合体フイルムを支持体か
ら剥ぎ取るような多くの既知の液体流延法によって作る
ことができる。リバースロール流延法は本発明における
液体キャスト フイルムを作るのに好ましい方法であ
る。また、他の液体流延法は知られており、本発明を行
うのに有利に用いることができる。適当な場合において
は、プラスチゾル，オルガノゾル，または重合体の分散
体を溶剤溶液の代りに支持体に流延することができる。
例えば、実際的に不溶性であるポリテトラフルオロエチ
レンは液化し、分散体として流延することができる。こ
の液体キャスト フイルム プロセスおよびキャスト
フイルムのある最近の使用については「Plastics Engine
ering」第29〜33頁（1983年５月）に報告されている。
上述キャスト フイルムを形成するのに適当な重合体と
しては耐候性重合体が好ましく、この重合体は化粧シー
ト材を作る製品の意図する寿命(intended life)の間、
周囲環境にさらした場合に有意に退色，剥離，亀裂また
は白亜化しない着色フイルムを得るように選択する。目
的物を、自然環境に意図する時間にわたって、または苛
酷な人工環境に短い時間にわたってさらす多くの既知の
試験手順を重合体の耐候性を調べるのに用いることがで
きる。かかる耐候性重合体としては、例えばフルオロポ
リマー，アクリル酸重合体(acrylate polymers)，ウレ
タン重合体，ビニル重合体およびそのブレンドを挙げる
ことができる。本発明を行うのに有用なアクリル酸重合
体はアクリルおよびメタアクリル酸、およびそのアミ
ド，エステル，塩および相当するニトリルの如き種々の
アクリル単量体から得ることができる。かかる重合体に
ついて特に適当な単量体はメチルメタクリレート，エチ
ルアクリレートおよびアクリロニトリルである。重合体
はホモポリマーの形態で使用でき、また共重合できる種
々の他の単量体と用いることができる。本発明に有用な
アクリル酸重合体の他の例としては、アクリル酸エステ
ルおよびメタクリル酸エステルのホモポリマーおよび共
重合体であるポリアクリレートおよびポリメタクリレー
トを包含し、例えばポリアクリル酸イソブチルエステ
ル，ポリメタクリル酸エチルエステル，ポリメタクリル
酸エチルヘキシルエステル，ポリアクリル酸エチルエス
テル；種々のアクリル酸エステルおよび／またはメタク
リル酸エステルの共重合体、例えばメタクリル酸メチル
エステル／アクリル酸シクロヘキシルエステル共重合
体；およびアクリル酸エステルおよび／またはメタクリ
ル酸エステルとスチレンおよび／またはα−メチルスチ
レンの共重合体、並びにアクリル酸エステル，メタクリ
ル酸エステル，スチレンおよびブタジエンからなるグラ
フト重合体および共重合体および重合体混合物を例示す
ることができる。本発明を実施するのに有用なアクリル
酸重合体およびポリ弗化ビニリデン重合体の透明な耐候
性のブレンドのグループについては米国特許第3,524,90
6号明細書に記載されている。
本発明を実施するのに用いるフルオロポリマーとして
は、例えばトリフルオロエチレン，テトラフルオロエチ
レン，ヘキサフルオロプロピレン，モノクロロトリフル
オロエチレンおよびジクロロジフルオロエチレンから得
られた重合体および共重合体を挙げることができる。ま
た、弗化ビニリデンのようなフルオロオレフインからな
る上記単量体の共重合体を用いることができる。本発明
を実施するのに用いることのできるフルオロポリマーの
他の例としてはポリ弗化ビニルおよびポリ弗化ビニリデ
ンを包含する。フルオロポリマーは弗素化エチレン／プ
ロピレン共重合体、またはエチレン／クロロトリフルオ
ロエチレンの共重合体を包含する。テトラフルオロエチ
レンとの弗化ビニリデン／ヘキサフルオロプロペンおよ
び弗化ビニリデン／ペルフルオロ（アルキルビニルエー
テル）ジポリマーおよびターポリマーは本発明の実施に
用いる他のフルオロポリマーである。
本発明に用いる好ましい耐候性重合体は「フルオレック
ス(FLUOREX)」（Rexham Corporationの登録商標）のよ
うなアクリル酸重合体およびポリ弗化ビニリデンのアロ
イである。
本発明の実施に用いるウレタン重合体は、ポリオール，
ポリアミンまたはポリイソシアネートのような少なくと
も２個の活性水素原子を含有する化合物とポリイソシア
ネートとを反応させて作ることができる。本発明に使用
するポリウレタン樹脂は、反応物を耐候性熱成形可能な
重合体を得るように選定した樹脂から選択する必要があ
る。本発明を実施するのに用いる種々の適当なポリウレ
タン樹脂は入手することができる。一般に、芳香族ポリ
イソシアネートは黄色になる傾向があり、脂肪族ポリイ
ソシアネートが好ましい。この分野における特に注目す
べき最近の開発については米国特許第4,578,426号明細
書（耐ガソリン性で、かつ高い可撓性，耐引掻性および
耐候性を有する塗料を与える樹脂が記載している）およ
び米国特許第4,501,852号明細書（耐薬品性，耐摩耗性
で、弾性および耐久性のポリウレタンが記載されてい
る）に記載されている。
更に、一般に上述する重合体から形成したフイルムのよ
うな耐候性は有していないけれども、ポリ塩化ビニル
フイルムのようなビニル重合体から形成したフイルムお
よびその共重合体から形成したフイルムを本発明の実施
に用いることができる。
着色塗膜は予備成形フイルムと同様の重合体から形成す
るのが好ましく、または後述する化粧シート材の製造中
に予備成形フイルムに結合する異なる重合体から必要に
応じて形成することができる。着色塗膜のフイルム接着
層への結合は、既知の積層手順によりおよび既知の接着
剤により、中間結合層で達成することができる。接着層
は、化粧シート材を意図する基板に結合するように選択
する。例えば可融性オレフイン接着層を有する化粧シー
ト材は、オレフイン樹脂の注入の間、型に配置すること
ができる。他の手段として、ＰＶＣフイルムをフルオロ
ポリマー着色層にアクリル接着剤で結合し、次いでＰＶ
Ｃフイルムをオレフイン フイルムにポリエステルイソ
シアネート接着剤で結合することができる。また、着色
層はオレフイン フイルムに永久型アクリル感圧接着剤
で積層することができる。また、他の手段として、着色
層をこれに接着する可溶性オレフイン樹脂で被覆し、オ
レフイン フイルム層を必要としないで注入樹脂に結合
することができる。この樹脂はイーストマン コダック
社から市販されている商品名「塩素化ポリオレフイン34
3-1」である。この樹脂はアクリル プライマーまたは
配合剤と配合して用い所望のフルオロカーボン フイル
ムに結合することができる。キャスト フイルムに結合
するオレフイン表面のコロナ処理は最適な結合を達成す
るのに、必要に応じて用いることができる。また、コロ
ナ処理によるように、キャスト フイルムを表面処理す
ることによって、結合を改良することができる。
本発明の化粧シート材を作る好ましい方法については、
第３図に示しているようなリバースロール塗布により達
成できる。リバースロール塗布はアプリケーターロール
21と計量ロール22との間に設ける重合体溶液のパッドル
20を含んでいる。同じ方向に回転するロール(21,22)は
予じめ定められた距離で離間させてアプリケーターロー
ル上の溶液のフイルム23を計量する。次いで、アプリケ
ーターロール上のフイルムを適当な支持体24、例えば可
撓性スチールバンドに被着する。次いで、このフイルム
23aに、懸濁させた反射フレークを有する液体着色重合
体を噴霧装置25で吹付けて上述する化粧シート材を形成
する。液体着色重合体は、フイルムが凝固する前に、フ
イルムに吹付ける。次いで、被覆フイルムを乾燥し、支
持体から除去し、必要に応じて既知の手順によって接着
被膜を設ける。フレークが着色重合体に存在する場合に
は、キャスト フイルムが凝固する前に、着色重合体を
キャスト フイルムに吹付け、フレークをキャスト層に
幾分か定着させ、大きい深み効果(depth effect)をフイ
ルムに与える。
上述する手順は、キャスト フイルムの下面全体を被覆
するのに用いるのに好ましい。必要に応じて、ストライ
キング視覚効果(striking visual effect)をキャスト
フイルムの下面の部分に液体着色重合体を噴霧し、しか
る後にキャスト フイルムの下面の他の部分に前の着色
重合体とは異なる色に着色した液体着色重合体を噴霧す
ることによって達成することが出来る。この技術はツー
トンカラー外観を有する化粧シート材を得るのに用いる
ことができ、この技術を更に他の区域に施して着色区域
を得るように塗膜を重ね合わせることができる。この組
合わせにおいて、これらの２種の重合体塗膜は実質的に
透明なフイルムの下面に不透明で、かつ中断しない（不
透明度において）塗膜を設けることができる。
本発明の化粧シート材は既知の積層または結合技術によ
って支持基板に被着することができる。支持基板として
は例えば金属，木材および成形重合体基板を挙げること
ができる。第４図に示すように、本発明の造形物品30は
総形外面を有する支持基板31、および基板の総形面に適
合させるように基板の一側に被着する化粧シート材10か
ら構成されている。上述するように、本発明の特に適当
な造形物品はパネルおよびバンパー本体のような外側自
動車車体部分である。
化粧シート材は、シート材を総形立体(contoured,three
dimensional)成形面を有する型に入れて成形重合体基
板に結合することができる。次いで、成形可能な重合体
を型内のシート材の一側上に導入する。次いで、シート
材を型の成形面に適合する総形立体構造に成形すると共
に、かかる重合体を成形して外面に被着した化粧シート
材を有する造形物品を形成する。好ましくは、化粧シー
ト材は、上述するように、着色塗膜と異なる重合体から
形成した接着被膜を含むことができ、この場合化粧シー
ト材を成形面から内方に離して向けた接着被膜と型に入
れて成形可能な重合体に被着する。
成形重合体基板に適当な重合体としては、例えばポリ塩
化ビニル，ポリカーボネート，ポリスチレン，アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン，ポリエチレン，ポリ
プロピレン，ポリエチレンテレフタレート グリコール
(PETG)，ナイロンおよびRIMウレタンを挙げることがで
きる。ポリオレフイン ホモポリマーおよび共重合体
（イオノマーなど）は優れた成形特性を有する安価な熱
可塑性樹脂であり、特に本発明の実施に好ましい。ポリ
プロピレンは、例えばガラスを充填し、および発泡剤で
発泡した場合には、構造的または工学的使用に適当な性
能特性を有する。デュポンの登録商標「サーリン(SURLY
N)」のようなポリエチレンの酸共重合体は性能において
同様であり、かつまれな靱性を有している。
予備成形フイルムの引裂強さは支持基板に対する予備成
形フイルムの結合強さより低い。この事は製品の表面を
横切る予備成形フイルムに展開する裂け目を防ぎ、製品
が急速に破壊するのを防止する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の化粧シート材の１部断面図、 第２図は本発明の化粧シート材の特性を示す説明用線
図、 第３図は本発明の化粧シート材を製造する方法を説明す
るための線図、および 第４図は本発明の方法により形成された仕上製品の化粧
シート材の外面の１部を切欠して示した斜視図である。 10……化粧シート材 11……実質的に透明なフイルム 12……着色塗膜、13……接色被膜 14……反射フレーク、20……パッドル 21……アプリケーターロール 22……計量ロール、23,23a……フイルム 24……支持体、25……噴霧装置 30……造形物品、31……支持基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・エイ・ウイントン アメリカ合衆国ノースカロライナ州28210 シャーロット イースト プラム クリ ーク レイン10305 (56)参考文献 特開 昭58−133868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−110379（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面自動車車体パネルなどに使用する可撓
    性の化粧シート材において、前記シート材はその外面を
    見た場合にベース コート／クリアー コート塗装仕上
    げの外観を有し、および分子的に配向しない注型用重合
    体から形成した実質的に透明な外層および該外層の下面
    の通して見える着色塗膜から形成され、前記着色塗膜に
    はベース コート／クリア− コート塗装仕上げの外観
    をシート材に与えるように均一に分布し、かつ前記外層
    に対して一般に平行に配向させた反射フレークを含ませ
    たことを特徴とする可撓性化粧シート材。
  2. 【請求項２】前記シート材は前記着色塗膜の内面に担持
    する接着被膜を含む特許請求の範囲第１項記載の化粧シ
    ート材。
  3. 【請求項３】前記着色塗膜を外層の下面のある部分の通
    して見える第１着色塗膜、および外層の下面のある他の
    部分の通して見える異なる色の第２着色塗膜からなる特
    許請求の範囲第１項記載の化粧シート材。
  4. 【請求項４】前記外層を実質的に透明なフイルムから形
    成した特許請求の範囲第１項記載の化粧シート材。
  5. 【請求項５】前記着色塗膜は前記実質的に透明なフイル
    ムより薄くした特許請求の範囲第４項記載の化粧シート
    材。
  6. 【請求項６】前記実質的に透明なフイルムはフルオロポ
    リマー，アクリル酸重合体，ウレタン重合体，ビニル重
    合体およびそのブレンドからなる群から選択する耐候性
    重合体から形成した特許請求の範囲第４項記載の化粧シ
    ート材。
  7. 【請求項７】前記フイルムに対する前記フレークの傾斜
    する平均角度を約6.5°以下にした特許請求の範囲第１
    項記載の化粧シート材。
  8. 【請求項８】外面を見た場合にベース コート／クリア
    ー コート塗装仕上げの外観を有し、および分子的に配
    向しない注型用重合体から形成した実質的に透明な外層
    およびベース コート／クリアー コート塗装仕上げの
    外観を与えるように均一に分布し、かつ前記外層に対し
    て一般に平行に配向させた反射フレークを含んだ前記外
    層の下面の通して見える着色塗膜から形成した可撓性化
    粧シート材を、 (a)実質的に透明な重合体フイルムを支持体上に形成
    し、 (b)前記フイルムに着色重合体を被着し、および (c)前記被着フイルムを前記支持体から除去することに
    よって形成することを特徴とする可撓性化粧シート材の
    製造方法。
  9. 【請求項９】前記着色重合体は均一に分布する反射フレ
    ークを含む特許請求の範囲第８項記載の方法。
  10. 【請求項１０】重合体フイルムを形成する段階は重合体
    の溶液を前記支持体に被着するリバースロール処理から
    なる特許請求の範囲第８項記載の方法。
  11. 【請求項１１】フイルムを被着する前記段階は、懸濁す
    る反射フレークを含む液体着色重合体をフイルムに噴霧
    することからなる特許請求の範囲第８項記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記液体着色重合体を、実質的に透明な
    フイルムが凝固する前に、前記フイルムに噴霧する特許
    請求の範囲第11項記載の方法。
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