CN105459526A - 层叠片和成型体、以及它们的制造方法 - Google Patents

层叠片和成型体、以及它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供层叠片和成型体、以及它们的制造方法。所述层叠片在具有透光性的树脂层(2)的一个面上依次层叠有着色层(3)、背衬层(4),在前述树脂层(2)的另一个面上层叠有由电离辐射线固化型树脂形成的具有透光性的图案层(5)。图案层(5)的软化温度为140~160℃,树脂层(2)、着色层(3)和背衬层(4)的软化温度为120℃以下,图案层(5)的表面呈凹凸面形状,且厚度连续地变化。

Description

层叠片和成型体、以及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及层叠片和使用其的成型体、以及它们的制造方法。
背景技术
目前,为了对家电产品、汽车、OA设备、建筑材料等的各种部件进行装饰而利用层叠片。例如已经进行了,将施加了金属细线条风格、木纹风格、碳布风格等图案的层叠片设置于部件(成型体)的表面,从而提高该部件的附加价值。
最近,追求进一步的高附加价值化,进行了用于更接近原物的金属细线条、木纹、碳布等的产品开发。例如,通过对表面赋予凹凸面形状而对金属细线条风格、木纹风格、碳布风格等图案赋予具有立体感的设计的部件备受欢迎。这些部件有时利用薄膜嵌入成型法制造。薄膜嵌入成型法中,首先,利用真空成型、压空成型等热成型法,将实施了期望的图案的层叠片赋形为期望的部件表面形状,制作赋形体。接着,在模具腔内配置赋形体,注入熔融树脂,从而使赋形体与树脂成型体一体化。
作为对部件表面赋予有立体感的图案的方法,有如下方法:预先通过压花加工等对层叠片表面赋予凹凸面形状的方法;或对模具腔内表面预先实施褶皱加工,在薄膜嵌入成型时对表面赋予凹凸面形状的方法等。然而,前者的情况下,由于制作赋形体时的热成型、薄膜嵌入成型时受到的热、压力而无法维持表面的凹凸面形状的情况较多。另外,后者的情况下,变更设计时,每种设计都需要模具,因此存在制造成本变高的问题。另外,由这些方法得到的凹凸面形状有时在期望的用途中使用时因损坏而凹凸消失。
为了消除这些问题,提出了如下方法:在表面平滑的透明基材薄膜的背面侧层叠图案层,从背面侧对图案层和透明基材薄膜赋予凹凸面形状。另外,提出了如下方法:对赋予了图案层表面以凹凸面形状的层叠片的具有该凹凸面形状的面施加透明的保护层,进而,将该保护层表面用平滑的透明片覆盖,对所得层叠片进行薄膜嵌入成型。利用这些方法,对在树脂成型体的制造中保持图案层的立体感、且防止使用中的损坏导致的凹凸面形状的消失也是有效的(参照专利文献1和专利文献2)。然而,这些方法中,为了对图案层赋予有立体感的设计,首先,通过凹版印刷、丝网印刷等印刷法对具有平滑的表面的印刷原版或基材薄膜层叠图案层,然后通过压花加工在包含图案层的印刷原版或基材薄膜上形成凹凸面形状。因此,虽然为有立体感的设计,但是基本没有图案层本身的透过性,进而缺乏图案层本身的厚度变化,因此图案层无法感到进深感。
另一方面,还有通过凹版印刷、丝网印刷等印刷法在基体片上局部而不是整个面地构成具有透过性的平坦的固定高度(厚度)的凸起状图案部(参照专利文献3)。上述情况下,在基体片上局部构成的凸起状图案部和在其以外的部分形成凹凸形状而成为有立体感的设计。然而,凸起状图案部为平坦的固定高度(厚度)的凸部,因此所感到的立体感为单一风格。另外,专利文献3的凸部没有高度(厚度)的变化,因此缺乏图案层与着色层的复合的变化,即使有深度也缺乏变化(进深感)。
追求图案层有立体感和其变化、进而表现出具有进深感的设计,而不是上述那样的有立体感但图案层本身没有厚度变化而缺乏进深感的单一风格的设计。另外,追求表现出具有原物的金属细线条、木纹、碳布等那样的不规则的立体感、进深感的设计、进而组合自然物和加工物也具有立体感和其变化、进深感那样的新的设计。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-82912号公报
专利文献2:日本特开2012-51218号公报
专利文献3:日本专利第3003034号公报
发明内容
发明要解决的问题
本实施方式消除了上述那样的问题,其目的在于,提供利用注射成型等成型方法与成型树脂层进行一体化时成型体的表面平滑、且能够体现具有目标立体感和其变化、进而进深感的设计的层叠片;以及将前述层叠片与成型树脂层一体化而得到的成型体。
用于解决问题的方案
第1实施方式为一种层叠片,其包含:具有透光性、且软化温度为120℃以下的树脂层;层叠在前述树脂层的一个面上、且软化温度为120℃以下的着色层;层叠在前述着色层上、且软化温度为120℃以下的背衬层(backinglayer);和层叠在前述树脂层的另一个面上、且由电离辐射线固化型树脂形成的具有透光性图案层,前述图案层的软化温度为140~160℃,前述图案层的表面呈凹凸面形状,且厚度连续地变化。
第2实施方式为一种层叠片的制造方法,其中,在具有透光性且软化温度为120℃以下的树脂层的一个面上,依次层叠软化温度为120℃以下的着色层、和软化温度为120℃以下的背衬层,之后,对前述树脂层的另一个面赋予电离辐射线固化型树脂墨,对电离辐射线固化型树脂墨照射电离辐射线,从而形成具有透光性、软化温度为140~160℃、并且表面呈凹凸面形状、且厚度连续地变化的图案层。
第3实施方式为一种成型体,其包含前述层叠片、和与前述层叠片一体化了的成型树脂层,前述图案层的表面平滑,并且前述背衬层与前述成型树脂层相接。
第4实施方式为制造前述成型体的方法,其中,使前述图案层侧朝向模具腔面地将前述层叠片配置于模具腔内,向前述层叠片的背衬层侧注入树脂,使前述图案层侧向模具腔面挤压,同时将前述成型树脂层成型。
发明的效果
根据本实施方式,可以提供利用注射成型等成型方法与成型树脂层进行一体化时成型体的表面平滑、且能够体现具有目标立体感和其变化、进而进深感的设计的层叠片;以及将前述层叠片与成型树脂层一体化而得到的成型体。
附图说明
图1为示意性示出一个实施方式的层叠片的截面示意图。
图2为示出该层叠片的图案层中的微小截面的一例的图。
图3为示意性示出该层叠片与成型树脂层一体化而得到的成型体的一个实施方式的截面示意图。
图4为示出该成型体的图案层中的微小截面的一例的图。
图5为示出该成型体中的光线反射的一例的图。
图6为示出木纹图案图像和其灰度变换后的图。
图7为木纹图案的数字数据说明图。
图8为使用该层叠片的成型体的成型时的截面图。
图9为示意性示出比较例1和2中得到的成型体的截面示意图。
附图标记说明
1…层叠片、2…树脂层、3…着色层、4…背衬层、5…图案层、6…成型树脂层、7…成型体、a、g…微小截面、8…木纹图案、9…微小宽度的矩形
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式进行详细说明。
图1示意性示出了一个实施方式的层叠片的截面。层叠片1为在具有透光性的树脂层2的一个面上依次层叠有着色层3、背衬层4、在树脂层2的另一个面上层叠有由电离辐射线固化型树脂形成的具有透光性的图案层5的层叠片,图案层5的表面呈凹凸面形状,图案层5的厚度连续地变化。作为层叠片1的制造方法,可以举出如下方法:在树脂层2的一个面上依次层叠着色层3、背衬层4,之后对树脂层2的另一个面赋予电离辐射线固化型树脂墨,对电离辐射线固化型树脂墨照射电离辐射线,从而形成图案层5。本说明书中,图案层的表面是指图案层的正面。同样地,成型体的表面是指成型体的正面。
树脂层2为具有透光性的片状物,可以使用市售的薄膜,也可以使树脂固化而使用。由于树脂层2具有透光性,能够隔着图案层5和树脂层2看到着色层3,进而能够看到图案层5和树脂层2的厚度。树脂层2的透光率优选在波长400~700nm的范围内为80%以上。
作为形成树脂层2的树脂,例如可以举出:丙烯酸类树脂、聚碳酸酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氯乙烯系树脂等热塑性树脂;聚氨酯系树脂、不饱和聚酯系树脂等热固化性树脂等。另外,树脂层2可以为2种以上这些树脂的复合体、层叠体。需要说明的是,复合体是指由2种以上的树脂的混合物形成的树脂层,层叠体是指将2种以上树脂组成不同的树脂层层叠而成的树脂层。其中,从热成型的容易性的观点出发,优选为热塑性树脂,具体而言,优选为选自由丙烯酸类树脂、聚碳酸酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、和聚氯乙烯系树脂组成的组中的任意1种树脂、或2种以上的树脂的复合体或层叠体。
除此之外,在形成树脂层2的树脂中还可以根据需要添加分散剂、热稳定剂、热自由基阻聚剂、光稳定剂、抗氧化剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、渗透剂等添加剂。
另外,树脂层2也可以使用1种以上的颜料、染料等着色剂以不妨碍透光性的程度进行着色。另外,也可以进行整个面相同的着色或部分的着色、进而部分不同的着色。在要求耐气候性、耐光性的情况下,优选使用颜料。
对树脂层2的厚度没有特别限定,优选50~200μm。通过为50μm以上,可以提高强度从而提高后加工时的操作性,而且可以提高进深感。通过为200μm以下,可以抑制热成型性的降低,因此容易赋形为准确的形状。树脂层2的厚度更优选为50~150μm。树脂层2的厚度优选恒定。
树脂层2的软化温度为120℃以下,优选为100℃以下。通过使软化温度为120℃以下,利用注射成型等成型方法形成成型体7时,以沉陷的方式使树脂层2变形,可以使图案层5的表面的凹凸面形状容易地变形为平滑面。对树脂层2的软化温度的下限没有特别限定,例如可以为80℃以上。
着色层3为用于使层叠片1着色的层。着色层3通过反射光而不透射光,从而可以提高立体感。需要说明的是,对着色层3的形成方法没有特别限定,例如可以使用逆转辊涂布机、刮刀涂布机、或逗点涂布机等公知的涂覆机而层叠于树脂层2。
作为形成着色层3的树脂,例如可以举出:聚酯系树脂、丙烯酸类树脂、氯乙烯系树脂等热塑性树脂。或者也可以为2种以上这些树脂的复合体或层叠体。
着色层3使用1种以上的颜料、染料等着色剂来着色。在要求耐气候性、耐光性的情况下,优选使用颜料。作为颜料,无论有机、无机均可以使用。作为有机颜料,例如可以举出:亚硝基类、染色色淀类、偶氮色淀类、不溶性偶氮类、单偶氮类、双偶氮类、缩合偶氮类、苯并咪唑酮类、酞菁类、蒽醌类、苝类、喹吖啶酮类、二噁嗪类、异吲哚啉类、偶氮甲碱类、吡咯并吡咯类等。作为无机颜料,例如可以举出:氧化物类、氢氧化物类、硫化物类、亚铁氰化物类、铬酸盐类、碳酸盐类、硅酸盐类、磷酸盐类、碳类(炭黑)、金属粉类等。
对着色层3的颜色没有特别限定,从立体感提高的观点出发,为了在与树脂层2的凹凸形状的边界面更容易使光反射,优选包含光亮性的颜料。或者,着色层3也可以形成为对着色了的层追加层叠具有反射光的效果的金属蒸镀膜而得到的复合着色层。复合着色层的情况下,其一部分着色即可,例如,也可以特意在未着色的透明的层上层叠金属蒸镀膜以强调金属感。
对于光亮性的颜料,作为代表性的光亮性的颜料,可以举出:表现出金属感的光泽的金属颜料、和表现出珍珠感的光泽的珠光颜料这两种。作为金属颜料,可以举出:铝、铜等金属的粉末或薄片、黄铜等合金的粉末或薄片、金属蒸镀薄膜的微裁切细片等。作为珠光颜料,可以举出:被覆有一层或二层以上的氧化钛、氧化硅、氧化铁等金属氧化物的天然云母或合成云母、层叠有光的折射不同的树脂层的薄膜的微细断片、珍珠粉末、贝壳的内壁的粉末、鱼鳞箔等。
另外,在着色层3中可以根据需要添加分散剂、热稳定剂、抗氧化剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、渗透剂等添加剂。
从立体感提高的观点出发,着色层3的透光性优选低于树脂层2和图案层5的透光性。即,立体感可以通过由着色层3反射透过图案层5和树脂层2的光而得到。因此,理想的是,光不透过作为底层的背衬层4、即通过着色层3隐蔽乃至遮蔽背衬层4。着色层3的透光率从上述隐蔽性的观点出发,优选在波长400~700nm的范围内为10%以下、更优选为5%以下、进一步优选为0%。
对着色层3的厚度没有特别限定,优选为20~80μm。通过为20μm以上,隐蔽性优异。通过为80μm以下,可以抑制热成型性的降低,因此容易赋形为准确的形状。着色层3的厚度更优选为30~60μm。着色层3的厚度优选恒定。
着色层3的软化温度为120℃以下,优选为100℃以下。通过使软化温度为120℃以下,利用注射成型等成型方法形成成型体7时,图案层5表面的凹凸面形状容易变形为平滑面。因此,伴随着图案层5表面的凹凸面形状变形为平滑面,容易使树脂层2和着色层3变形为沉陷的形状。对着色层3的软化温度的下限没有特别限定,例如可以为80℃以上。
背衬层4为利用注射成型等成型方法制作成型体7时用于与形成成型树脂层6的树脂熔融粘接(密合)的层。另外,也可以为用于保护构成层叠片1的一个层即着色层3的层。需要说明的是,对背衬层4的形成方法没有特别限定,例如可以通过热层压加工等将树脂片层叠于着色层3的表面而形成。
形成背衬层4的树脂例如可以举出:丙烯酸类树脂、聚碳酸酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氯乙烯系树脂等热塑性树脂;聚氨酯系树脂、不饱和聚酯系树脂等热固化性树脂等。另外,也可以为2种以上这些树脂的复合体、层叠体。其中,从热成型的容易性、着色层3的保护的观点出发,优选为热塑性树脂,具体而言,优选为选自由丙烯酸类树脂、聚碳酸酯系树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、和聚氯乙烯系树脂组成的组中的任意1种树脂、或2种以上树脂的复合体或层叠体。
另外,从形成成型体7时的密合性的观点出发,可以为利用注射成型等成型方法制作的成型体7中使用的树脂、即与形成成型树脂层6的树脂同类的热塑性树脂。
对背衬层4的厚度没有特别限定,优选为200~400μm。通过为200μm以上,可以保护着色层3免受成型时的热、压力等损害。通过为400μm以下,可以抑制热成型性的降低,因此容易赋形为准确的形状。背衬层4的厚度更优选为200~300μm。背衬层4的厚度优选恒定。
背衬层4的软化温度为120℃以下,优选为100℃以下、更优选为90℃以下。通过使软化温度为120℃以下,利用注射成型等成型方法形成成型体7时,图案层5表面的凹凸面形状容易变形为平滑面。因此,伴随着图案层5表面的凹凸面形状变化为平滑面,容易使树脂层2、着色层3和背衬层4变形成沉陷的形状。另外,背衬层4的软化温度优选低于树脂层2和着色层3的软化温度。由此,背衬层4的厚度即使比树脂层2和着色层3的厚度还厚,利用注射成型等成型方法形成成型体7时,图案层5与树脂层2的边界面、树脂层2与着色层3的边界面、以及着色层3与背衬层4的边界面也可以形成为彼此平行的凹凸面形状的状态。对背衬层4的软化温度的下限没有特别限定,例如可以为60℃以上。
图案层5为对层叠片1赋予图案(此处,图案为包含花样和花纹的概念)的层。通过将图案层设为有厚度变化的层(有凹凸的层),利用注射成型等成型方法制作成型体7时,可以使树脂层2、着色层3、和背衬层4变形。
形成图案层5的树脂为具有透光性的经过固化的树脂,是电离辐射线固化型树脂。电离辐射线固化型树脂可以容易地以短时间得到呈凹凸面形状的表面,适合于伴有加工生产率的用途。通过形成呈凹凸面形状的表面,如后述那样,在成型树脂层6成型时,可以使图案层5与树脂层2的边界面、以及树脂层2与着色层3的边界面变形为凹凸面形状。通过像这样使边界面变形为凹凸面形状,产生入射光的漫反射,仅光的入射角度、观察位置发生微小的变化,隔着图案层5观察到的树脂层2和着色层3的复合视觉效果就发生变化。因此,图案层本身的厚度变化带来的进深感、和光在凹凸面形状的曲面漫反射而感受到的立体感互相结合可以体现独特的设计。
作为电离辐射线固化型树脂,可以使用公知的紫外线固化型树脂和电子束固化型树脂。例如,优选具有丙烯酰基官能团,从通用性高、可以得到多种多样的固化树脂的方面出发,更优选丙烯酸类的紫外线固化树脂。丙烯酸类的紫外线固化型树脂基本上由光聚合引发剂、反应性单体、和反应性低聚物构成。通过照射紫外线,光聚合引发剂变为自由基,其使反应性单体和反应性低聚物的官能团活化,接着以链状结合而转化为聚合物(丙烯酸类树脂)。
图案层5的软化温度为140~160℃。通过为该范围,利用真空成型、压空成型等热成型法,容易将层叠片1赋形为期望的设计形状,而且利用注射成型等成型方法形成成型体7时,容易使图案层5表面的凹凸面形状变形为平滑面。即,通过使软化温度为140℃以上,成型体7成型时,图案层5保持自身的连续的厚度变化,且容易使表面的凹凸面形状变形为平滑面。另外,通过为160℃以下,利用热成型法,容易将层叠片1赋形为期望的设计形状。
图案层5优选利用1种以上的颜料、染料等着色剂以不妨碍透光性的程度进行着色。另外,也可以进行整个面同样的着色或部分的着色、进而部分不同的着色。要求耐气候性、耐光性的情况下,优选使用颜料。颜料无论有机、无机均可以使用。作为有机颜料,例如可以举出:亚硝基类、染色色淀类、偶氮色淀类、不溶性偶氮类、单偶氮类、双偶氮类、缩合偶氮类、苯并咪唑酮类、酞菁类、蒽醌类、苝类、喹吖啶酮类、二噁嗪类、异吲哚啉类、偶氮甲碱类、吡咯并吡咯类等。作为无机颜料,例如可以举出:氧化物类、氢氧化物类、硫化物类、亚铁氰化物类、铬酸盐类、碳酸盐类、硅酸盐类、磷酸盐类、碳类(炭黑)、金属粉类等。
除此之外,在图案层5中还可以根据需要添加用于促进光聚合引发剂的开始反应的敏化剂、分散剂、热稳定剂、热自由基阻聚剂、抗氧化剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、渗透剂等添加剂。
通过使图案层5含有颜料等着色剂并形成为确保了透光性且被着色了的图案层5,可以形成为具有与树脂层2和着色层3的复合视觉效果的设计。即,从图案层5一侧观察树脂层2和着色层3时,图案层5本身的颜色和位于其下方的树脂层2和着色层3的颜色重叠而可见。例如,通过将图案层5着色为淡的颜色,将其下方的树脂层2或着色层3着色为深色,能成为感受到图案层5的厚度、且容易明确地识别与树脂层2或着色层3的颜色重叠的立体感和其变化、进而进深感的设计。另外,图案层5即使为无色透明,也能通过光的反射加减而感受到图案层厚度的变化,可以得到同样的效果。
需要说明的是,树脂层2和图案层5组合成的层叠体优选其至少一部分在波长400~700nm的范围内具有10%以上的透光率。进而,该层叠体的透光率在各部分可以不同,通过使透光率如此变化,可以提高进深感。另外,也可以根据需要具备不具有进深感的部分。该部分的该透光率优选小于10%。通过使具有进深感的部分和不具有进深感的部分混合存在,作为整体的设计可以得到富于变化的设计。需要说明的是,具有进深感的部分和不具有进深感的部分混合存在的情况下,测定透光率时,分成具有进深感的部分和不具有进深感的部分地各测定10处,优选两部分的透光率分别为均10%以上、均小于10%。
对于图案层5,表面呈凹凸面形状,且与树脂层2的边界面为平滑。因此,图案层5的厚度不是恒定的,而是连续地变化的。由此,在形成为由前述的图案层5、树脂层2和着色层3产生的复合视觉效果的设计的基础上,图案层5的着色浓度即使固定,也会产生由厚度的变化带来的表观的浓度(颜色的浓淡)的不同。因此,可以体现出感受到更有立体感和其变化、进而进深感的设计。对图案层5的厚度没有特别限定,可以根据所要求的设计来设定。一个实施方式的图案层5的厚度以最薄部(最薄的部分)的厚度计可以为5~50μm,也可以为10~30μm。另外,以最厚部(最厚的部分)的厚度计可以为30~150μm,也可以为50~100μm。
本实施方式中,对于厚度连续地变化的图案层5,截面的上边界连接了具有不同的曲率半径的多条曲线。即,将图案层5在厚度方向上切断而得到的截面中,图案层5的上边界具有连接具有不同曲率半径的曲线而成的形状。构成上述图案层5的截面的上边界的多条曲线的曲率半径例如优选在17.5μm~100mm的范围内,也可以在17.5~1000μm的范围内。
另外,本实施方式中,对于厚度连续地变化的图案层5,彼此平行的多个截面中的图案层5的截面形状不同。即,图案层5的任意截面的截面形状连续地变化。以下对其进行详细说明。
对位于图1所示的图案层5内的任意截面(a)进行研究。示出其一例的为图2。该截面(a)形成为由如下的线构成的形状:形成于图案层5的与树脂层2相接的一侧的表面的长度w的直线(b);从该直线(b)的两端沿图案层5的厚度方向垂直地拉伸的长度h1的直线(c)和长度h2的直线(d);以及形成于图案层5的表面的具有不同曲率半径的曲线连接而成的曲线(e)。接着,对仅以微小距离(Δf)偏离该截面(a)、与截面(a)处于平行关系的截面(g)进行研究,截面(g)由如下的线构成:长度w的直线(b’);从该直线(b’)的两端沿图案层5的厚度方向垂直地拉伸的长度h1’的直线(c’)和长度h2’的直线(d’);以及形成于图案层5的表面的具有不同曲率半径的曲线连接而成的曲线(e’)。本实施方式中,为满足如下三者中的至少1者以上的结构:(1)直线(c)和(c’)的长度不同(h1≠h1’);(2)直线(d)和(d’)的长度不同(h2≠h2’);或(3)构成曲线(e)和(e’)的各曲线的曲率半径、曲线的长度不同。换言之,比较前述2个截面时,构成各截面的3条直线和1条曲线中,厚度方向的2条直线的长度和形成于图案层5的表面的不同曲率半径的曲线连接而成的曲线中的至少任意1者在2个截面(a)和(g)中不同。即,是指截面(a)和截面(g)的截面形状不同,构成本实施方式的层叠片1的厚度连续地变化的图案层5的一定宽度w的任意截面的截面形状连续地变化。截面(a)和截面(g)的截面积可以相同也可以不同,优选的是,截面形状和截面积不同,优选截面形状和截面积连续地变化。这样的变化是由微小距离引起的,在较广的区域内,也有截面形状、截面积相同的截面存在的情况。此处,上述w例如可以设定为500μm,此外,微小距离(Δf)例如在35~70μm的范围内。
对图案层5的层叠方法没有特别限定。可以利用目前已知的印刷方法即丝网印刷、凹版印刷、喷墨印刷等方法进行层叠。其中,从使图案层5的任意截面的截面形状和截面积连续地变化比较容易的方面出发,优选喷墨印刷。
如上操作得到的层叠片1利用以下的成型方法与成型树脂层6一体化,从而形成成型体7。
作为使层叠片1与成型树脂层6一体化而形成成型体7的成型方法,优选注射成型。作为注射成型,除了一般的注射成型之外,还可以举出:注射压缩成型、注射压制成型等。作为一个实施方式的成型体7的加工方法,可以举出如下的薄膜嵌入成型法:在第1工序中将层叠片1预赋形,在之后的第2工序中进行使用预赋形后的层叠片1的注射成型。
第1工序的预赋形中,制作利用真空成型、压空成型等热成型法将层叠片1赋形为期望的设计形状的赋形体。此处,真空成型为如下方法:将装饰薄膜预先预热至能够热变形的温度,通过减压将其抽吸到模具中,边拉伸边在模具中进行压接冷却并成型。压空成型为如下方法:将装饰薄膜预先预热至能够热变形的温度,从模具的相反侧进行加压,在模具中进行压接冷却并成型。可以同时进行这些减压和加压。
第2工序的注射成型中,在模具腔内配置赋形体,注入熔融树脂,从而使赋形体与成型树脂层6一体化。详细而言,注射成型中,如图8所示那样,以图案层5侧朝向模具腔面12的方式,将层叠片1配置于模具10的腔11内,关闭模具10,然后通过浇口部13将树脂注射注入至层叠片1的背衬层4侧。因此,将层叠片1的图案层5侧向模具腔面12挤压,同时将成型树脂层6成型。由此,可以得到层叠片1与成型树脂层6一体化而成的上述成型体7。需要说明的是,作为注射成型时的熔融树脂的温度,例如可以为180~320℃,也可以为200~300℃。
作为成型体7中使用的树脂、即形成成型树脂层6的树脂,没有特别限定,例如可以使用:聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚(甲基)丙烯酸酯系树脂、丙烯酸类树脂、聚缩醛系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯硫醚系树脂、聚酰亚胺系树脂等公知的热塑性树脂。这些树脂可以单独使用或也可以混合2种以上使用。
所得成型体7如图3所示那样图案层5的表面平滑,且背衬层4与成型树脂层6相接。另外,图案层5与树脂层2的边界面、树脂层2与着色层3的边界面、以及着色层3与背衬层4的边界面呈彼此平行的凹凸面形状。对形成这样的形状的理由进行说明。
如图1所示那样,图案层5在不与树脂层2相接的一侧、即表面侧具有凹凸面直至形成成型体7。然而,利用注射成型等成型方法形成成型体7时,层叠片1由于形成向背衬层4侧注射注入的高温高压的成型树脂层6的树脂的影响而软化,同时图案层5侧向模具腔面12挤压。此时,与模具腔面12相接的图案层5的表面的凹凸仿照精加工得平滑的模具腔面12变平滑。
另一方面,构成层叠片1的其它层组、即组合了树脂层2、着色层3、和背衬层4的层组为软化温度低于图案层5的材质。因此,图案层5的具有凹凸面的表面平滑化的同时,其它层组更进一步软化,从而图案层5被埋入该层组中。即,图案层5的表面凸部向模具腔面12挤压,被压入直至与凹部相同的位置而变为平滑,同时在与图案层5的另一个面相接的树脂层2侧形成图案层5的凸形状。图案层5原本在没有与树脂层2相接的一侧具有凹凸面,但通过该变形,图案层5与树脂层2的边界面必然变形为凹凸面形状。进而,树脂层2与着色层3的边界面也同样地变形为凹凸面形状。此处,由于树脂层2的厚度恒定,因此树脂层2与着色层3的边界面、以及图案层5与树脂层2的边界面呈彼此平行的凹凸面形状。
同样地,变形遍及至着色层3与背衬层4的边界面、以及背衬层4与成型树脂层6的边界面。即,对于着色层3与背衬层4的边界面、以及背衬层4与成型树脂层6的边界面,也呈与图案层5与树脂层2的边界面平行的凹凸面形状。因此,层叠片1利用注射成型等成型方法形成成型体7时,如图3所示那样,为图案层5的表面平滑、图案层5与树脂层2的边界面、树脂层2与着色层3的边界面、以及着色层3与背衬层4的边界面为彼此平行的(即,隔开固定的距离)凹凸面形状的状态。
通过如上所述那样图案层5的厚度连续地变化,如图5所示那样树脂层2与着色层3的边界面形状变为由具有各种各样的法线方向的曲面构成的凹凸面形状。光照射到上述曲面时,向各种方向发生漫反射,仅光的入射角度、观看的位置发生微小的变化,隔着图案层5观察到的树脂层2与着色层3的复合视觉效果就发生变化。因此,图案层本身的厚度变化所带来的进深感和在凹凸面形状的曲面上光发生漫反射而感受到的立体感相互结合,可以体现独特的设计。
需要说明的是,在形成成型体7的阶段,图案层5的厚度连续地变化,彼此平行的多个截面中的图案层5的截面形状不同,这一点与形成成型体7前相同。但是,形成成型体7后,图案层5的表面平滑、且与树脂层2的边界面呈凹凸面形状。因此,形成成型体7后的图案层5的形状参照图4如下所述。即,图案层5的任意截面(A)形成由如下的线构成的形状:形成于图案层5的表面的长度w的直线(B);从该直线(B)的两端沿图案层5的厚度方向垂直地延伸的长度H1的直线(C)和长度H2的直线(D);以及形成于图案层5与树脂层2的边界面的具有不同曲率半径的曲线连接而成的曲线(E)。另外,仅以微小距离(Δf)偏离该截面(A)且与截面(A)处于平行关系的截面(G)由如下的线构成:长度w的直线(B’);从该直线(B’)的两端沿图案层5的厚度方向垂直地延伸的长度H1’的直线(C’)和长度H2’的直线(D’);以及形成于图案层5与树脂层2的边界面的具有不同曲率半径的曲线连接而成的曲线(E’)。本实施方式中,为满足以下三者中的至少1者以上的结构:(1)直线(C)和(C’)的长度不同(H1≠H1’);(2)直线(D)和(D’)的长度不同(H2≠H2’);或(3)构成曲线(E)和(E’)的各曲线的曲率半径、曲线的长度不同。因此,截面(A)和截面(G)的截面形状不同,即,构成本实施方式的成型体7的厚度连续地变化的图案层5的固定宽度w的任意截面的截面形状(优选截面形状和截面积)连续地变化。需要说明的是,w和Δf的尺寸与上述层叠片1的情况相同。
作为该成型体7的用途,没有特别限定,例如可以作为构成家电产品、汽车的内部装饰部件、通信设备、OA设备、建筑材料等各种产品以及部件的物质使用。
本说明书中,上述各层的透光率、厚度、和软化温度的测定如下进行。
·透光率:仅将层叠片中作为测定对象的层以个体的形式形成为薄膜状,使用所得薄膜,使用分光光度计(KonicaMinolta,Inc.制、CM-3600d)测定透光率的光谱。制作的薄膜的厚度设为作为测定对象的层在层叠片中的厚度。测定在波长400~700nm的范围内进行,求出该范围内的平均值。对于各层,制作10张薄膜,进行测定,算出它们的平均值,从而求出透光率。需要说明的是,对于树脂层和图案层组合成的层叠体的透光率,根据在层叠片中的各自的厚度,制作将树脂层和图案层层叠成薄膜状而得到的层叠体,并进行测定。
·厚度:用显微镜(KEYENCECORPORATION制、数字HF显微镜VH-8000)观察层叠片1的垂直截面,对于作为测定对象的层,测定任意10处的厚度,算出它们的平均值从而求出。
·软化温度:仅将层叠片中作为测定对象的层以个体的形式以期望的厚度(即,作为测定对象的层在层叠片中的厚度)形成为薄膜状,将其切成期望的大小(下述实施例中为5mm见方),利用基于热机械分析(TMA)的针侵入法(负荷100mN、针的直径:φ1mm、升温速度:5℃/分钟)测定所得薄膜。需要说明的是,对于各层,制作10张薄膜,进行测定,算出它们的平均值从而求出。
实施例
接着,根据实施例更详细地说明本发明,但本发明不限定于以下的实施例。
[实施例1]
〔图案层墨的制作〕
(颜料母液的处方)
1)炭黑颜料;15质量份
(商品名“NIPex35”、EvonikDegussaJapanCo.,Ltd.)
2)分散剂;7.5质量份
(商品名“SOLSPERSE32000”、LubrizolCorporation)
3)反应性单体;77.5质量份
(商品名“SR9003”、丙氧基化(2)新戊二醇二丙烯酸酯、SartomerJapanlnc.)
通过用混合机对进行上述材料混合,制作颜料母液。
(图案层墨的处方)
1)上述制得的颜料母液;13质量份
2)脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物;10质量份
(商品名“CN996”、ARKEMALtd.)
3)丙烯酸四氢糠酯;10质量份
(商品名“V#150”、大阪有机化学工业株式会社)
4)丙烯酰基吗啉;60质量份
(商品名“ACMO”、兴人株式会社)
5)2-(1,2-环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯;5质量份(商品名“AronixM-140”、东亚合成株式会社)
6)2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮;5质量份
(商品名“DAROCUR1173”、BASF株式会社)
7)苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦;5质量份
(商品名“IRGACURE819”、BASF株式会社)
通过用混合机对进行上述材料混合,制作图案层墨。
作为树脂层,使用由丙烯酸类树脂形成的透明薄膜(厚度75μm、透光率95%(400~700nm)、软化温度100℃)。
使用逆转辊涂布机将聚酯系树脂涂布于树脂层的一个面,用干燥机进行处理,形成聚酯树脂层。之后,通过真空蒸镀加工使铟附着于聚酯树脂层的表面,形成金属蒸镀层,从而形成复合着色层。
接着,通过热层压加工将由丙烯腈丁二烯苯乙烯系树脂形成的片层叠于复合着色层的表面,形成背衬层。
对该层叠物的树脂层侧、即树脂层的另一个面,将上述制作的图案层墨利用连续型喷墨方式的印刷设备赋予木纹图案。赋予后,使用紫外线灯照射紫外线,使墨固化,从而形成表面具有凹凸面形状的曲面的木纹花纹的图案层。如此,得到层叠片。所得层叠片的复合着色层的厚度为30μm,透光率为5%(400~700nm),软化温度为100℃,背衬层的厚度为250μm,透光率为0%(400~700nm),软化温度为70℃。需要说明的是,印刷条件和紫外线照射条件如以下所述。
(印刷条件)
头加热温度:57℃
喷嘴直径:70μm
施加电压:50V
脉冲宽度:15μs
驱动频率:4.5kHz
分辨率:720dpi
花样:木纹图案
(紫外线照射条件)
灯种类:金属卤化物灯
灯的输出:120W/cm
照射时间:1秒
照射次数:20次
照射距离:5mm
用于形成具有呈木纹花纹的凹凸曲面的图案层的赋予条件如以下所述。首先,用扫描器读取图6的(a)所示那样的木纹图案8,将读取的图像转变为灰度(grayscale)(参照图6的(b)),使灰度的亮度低的部分以图案层的厚度变厚的方式变化、使亮度高的部分以厚度变薄的方式变化,制成数字图像数据来使用。例如,图6的(b)的截面A-A’中,细分化成图7那样的微小宽度35μm的矩形9,以该微小宽度的矩形9具有10~100μm的高度的变化的方式控制赋予量,用喷墨方式印刷设备进行印刷。如此使图案层的厚度发生变化,深色部分增加图案层的厚度,淡色部分减薄图案层的厚度。印刷后的通过紫外线照射形成的图案层的厚度连续地变化,且表面变为光滑的曲面。即,图案层形成任意截面中的上边界呈具有不同曲率半径的多条曲线连接而成的形状、且任意截面的截面形状和截面积连续地变化的形状。需要说明的是,对于树脂层和图案层组合成的层叠体的透光率(400~700nm),具有进深感的部分具有20~85%的范围,在不具有进深感的部分为3~8%。另外,图案层的软化温度为150℃。另外,构成图案层的截面的上边界的多条曲线的曲率半径为35μm~80mm。另外,图案层的厚度(任意10处的平均厚度)为70μm,最薄部为10μm,最厚部为100μm。
接着,以层叠片的图案层变为成型体的表面侧的方式,通过真空压空成型法进行预赋形,得到沿着注射成型模具腔内表面的形状的赋形体。切割该赋形体的不用部分,沿着注射成型模具腔内表面设置,向背衬层侧注射树脂,由此得到将层叠片与成型树脂层一体化而成的成型体。需要说明的是,作为注射成型条件,用于形成成型树脂层的树脂使用帝人化成株式会社制的聚碳酸酯和ABS树脂的合金材料T-2711,在树脂温度260℃、模具温度40℃、注射压力200MPa的成型条件下得到成型体。所得成型体的表面平滑,可以得到图案层的厚度变化所带来的立体感和其变化、以及基于图案层与着色层的重叠所带来的复合视觉变化的进深感,因此具有对自然物的木纹花纹赋予了金属感的光泽的新型且崭新的设计。
[比较例1]
图案层的软化温度为33℃,除此之外,与实施例1同样地得到层叠片和成型体。所得成型体的表面不平滑,且残留凹凸(参照图8)。由于凹凸残留的影响,由图案层与着色层的复合作用产生的进深感消失,不能说设计性优异。需要说明的是,此时为了赋予图案层而使用的墨的制作方法如以下所示。
〔比较例1的图案层墨的制作〕
(图案层墨的处方)
1)与实施例1相同的颜料母液;13质量份
2)脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物;10质量份
(商品名“CN996”、ARKEMALtd.)
3)丙烯酸四氢糠酯;50质量份
(商品名“V#150”、大阪有机化学工业株式会社)
4)丙烯酰基吗啉;20质量份
(商品名“ACMO”、兴人株式会社)
5)2-(1,2-环己烷二羧基酰亚胺)乙基丙烯酸酯;5质量份(商品名“AronixM-140”、东亚合成株式会社)
6)2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮;5质量份
(商品名“DAROCUR1173”、BASF株式会社)
7)苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦;5质量份
(商品名“IRGACURE819”、BASF株式会社)
通过用混合机对进行上述材料混合,制作图案层墨。
[比较例2]
作为树脂层,使用由聚碳酸酯系树脂形成的透明薄膜(厚度200μm、透光率88%(400~700nm)、软化温度150℃),除此之外,与实施例1同样地得到层叠片和成型体。所得成型体的表面不平滑,且残留凹凸(参照图9)。由于凹凸残留的影响,由图案层与着色层的复合作用产生的进深感消失,不能说设计性优异。
由上述的结果可知,根据本实施方式得到的成型体为表面平滑、图案层感受到了立体感和其变化、进而进深感的设计性优异的成型体。

Claims (11)

1.一种层叠片,其特征在于,其包含:
具有透光性、且软化温度为120℃以下的树脂层;
层叠在所述树脂层的一个面上、且软化温度为120℃以下的着色层;
层叠在所述着色层上、且软化温度为120℃以下的背衬层;和
层叠在所述树脂层的另一个面上、且由电离辐射线固化型树脂形成的具有透光性的图案层,
所述图案层的软化温度为140~160℃,所述图案层的表面呈凹凸面形状,且厚度连续地变化。
2.根据权利要求1所述的层叠片,其特征在于,对于所述图案层,在将该图案层沿厚度方向切断而得到的截面上,图案层的上边界具有连接具有不同的曲率半径的多条曲线而成的形状,并且彼此平行的多个截面中的图案层的截面形状不同。
3.根据权利要求2所述的层叠片,其特征在于,所述图案层中,彼此平行的多个截面的截面积不同。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的层叠片,其特征在于,所述着色层具有光亮性。
5.一种层叠片的制造方法,其中,在具有透光性且软化温度为120℃以下的树脂层的一个面上,依次层叠软化温度为120℃以下的着色层、和软化温度为120℃以下的背衬层,
之后,对所述树脂层的另一个面赋予电离辐射线固化型树脂墨,对电离辐射线固化型树脂墨照射电离辐射线,由此形成具有透光性、软化温度为140~160℃、并且表面呈凹凸面形状、且厚度连续地变化的图案层。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对于所述图案层,在将该图案层沿厚度方向切断而得到的截面上,图案层的上边界具有连接具有不同的曲率半径的多条曲线而成的形状,并且彼此平行的多个截面中的图案层的截面形状不同。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述图案层中,彼此平行的多个截面的截面积不同。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的方法,其特征在于,所述着色层具有光亮性。
9.一种成型体,其特征在于,其包含权利要求1~4中任一项所述的层叠片、和与所述层叠片一体化了的成型树脂层,所述图案层的表面平滑,并且所述背衬层与所述成型树脂层相接。
10.根据权利要求9所述的成型体,其特征在于,所述图案层与所述树脂层的边界面、所述树脂层与所述着色层的边界面、和所述着色层与所述背衬层的边界面呈彼此平行的凹凸面形状。
11.一种成型体的制造方法,其特征在于,其为制造权利要求9或10所述的成型体的方法,其中,使所述图案层侧朝向模具腔面地将所述层叠片配置于模具腔内,向所述层叠片的背衬层侧注入树脂,使所述图案层侧向模具腔面挤压,同时将所述成型树脂层成型。
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