JP2004148810A

JP2004148810A - 転写材

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Publication number: JP2004148810A
Application number: JP2003347264A
Authority: JP
Inventors: Kiyoto Shigemura; 清人重村
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2023-10-06
Also published as: JP3850402B2

Abstract

【課題】成形同時転写法において連続成形が可能であるとともに、表面強度に優れた成形品を得ることができる転写材を提供する。
【解決手段】基体シート５２と、上記基体シート５２上に積層された帯状のパターンの離型層５３と、上記離型層５３の上に全面的に積層された電離放射線硬化層５４と、上記電離放射線硬化層５４の上に全面的または部分的に積層された図柄層５５と、上記図柄層５５の上に全面的に積層された接着層５６と、上記接着層５６の上に、少なくとも上記離型層５３と重複しない箇所に部分的に積層された非接着層５７を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形品の表面を装飾するために用いる転写材に関する。

従来、樹脂成形品の表面を装飾する方法として、成形同時転写法がある。成形同時転写法とは、基体シート上に剥離層、図柄層、接着層などからなる転写層が順次積層されている転写材を成形金型内に挟み込み、キャビテイ内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面に転写材を接着させた後、基体シートを剥離して、樹脂成形品表面に転写層を転移して装飾を行う方法である。

通常、成形同時転写法に使用する転写材は、印刷機のロール幅に合わせて長尺の基体シート上に各層を印刷して形成し、これを被転写物の大きさに合わせて適切な幅に切断（スリット）した後、転写して用いる。

この場合、転写材のスリット部分が、スリットの際の刃１３０が当たるショックにより、図９及び図１０に示されるように、剥離層１０４、アンカー層１０７、図柄層１０５、接着層１０６などからなるインキ被膜片１３１が基体シート１０２上に形成された離型層１０３の表面から剥がれる箔こぼれ現象を起こすという欠点があった。これは転写材の基体シートと転写層との間は、転写に供される部分のみでなく転写に供さない部分も剥離性に優れているからである。箔こぼれは、転写層として図柄層が多い場合、あるいは図柄層として蒸着層を設ける必要のある場合、ハードコート転写材のように剥離層が厚くならざるを得ない場合、機能層が多い場合など、転写層の厚さが大きいときほど顕著に生じるものであった。

その結果、インキ被膜片が再度転写材に付着し、転写時に被転写物と転写層との間に入り込むことがあった。また、転写材の背面にインキ被膜片が付着したまま成形同時転写が行われると、インキ被膜片が金型のキャビティ面に付着し、成形品の表面にインキ被膜片によるへこみ（打痕と呼ばれる）が生じることがあった。

そこで、スリット時の箔こぼれを防止するために、基体シート１０２上に離型層１０３を設ける際、スリット箇所１０８に当たる部分を除いた帯状のパターンに離型層１０３を設け、その上に剥離層１０９、図柄層１０５、接着層１０６などからなる転写層を設けたものがある（図４および特許文献１参照）。

また、離型層１０３を全面的に設ける代わりに、転写層をすべてパターン状に設け、スリット時にスリット刃が転写層に接触しないように転写材１０１を構成することが考えられる（図５参照）。
特開平１１−５８５８４号公報

しかし、図４に示す構成の転写材１０１を用いて成形同時転写を行う場合、サイドゲート１１３を有するような金型１１１を用いると、図７に示されるように、キャビティ１１２に連通する成形樹脂のランナー部１１３が転写材１０１のスリット箇所１０８の近傍に接触し（図７の８０は離型層１０３が存在する領域であり、８１は離型層１０３が存在しない領域である。）、成形樹脂のスプルーランナーが転写材１０１の接着層１０６に融着し（図８に示されるように、射出成形状態で、剥離可能な部分は、転写後に剥離させる離型層１０３と剥離層１０４との界面である８４の部分のみであり、他の部分では剥離せず、成形樹脂部１２０のスプルーランナー側には接着層１０６があり、剥離できる部分が無いため、成形樹脂のスプルーランナーが接着層１０６に融着し）、転写材１０１が破れるなどして連続成形を行うことができなくなるといった問題があった（図６参照）。特に図７に示されるように２枚の転写材１０１を用いて成形品の両面に成形同時転写を行う場合には、どちらかの転写材１０１の端部に接触する形で成形樹脂が通過するため、上記現象がより生じやすくなる。

また、図５に示す構成の転写材では、転写成形品の表面強度を高めたい場合、剥離層１０９として電離放射線硬化樹脂を用いるが、電離放射線硬化樹脂を部分的に印刷法によってパターン化して形成するとその厚さが限定されるため、十分な表面強度を得ることができないという問題点があった。

したがって、本発明は、上記のような問題点を解消し、成形同時転写法において連続成形が可能であるとともに、表面強度に優れた成形品を得ることができる転写材を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、以下のように構成している。

本発明の第１態様によれば、基体シートと、上記基体シート上に積層された帯状のパターンの離型層と、上記離型層の上に全面的に積層された電離放射線硬化層と、上記電離放射線硬化層の上に全面的または部分的に積層された図柄層と、上記図柄層の上に全面的に積層された接着層と、上記接着層の上に、少なくとも上記離型層と重複しない箇所に部分的に積層された非接着層を備える転写材を提供する。

本発明の第２態様によれば、樹脂板に接着した後、上記樹脂板に対して９０°の角度で剥がした際の上記離型層が設けられていない部分における上記樹脂板との剥離強度が５０Ｎ／ｍ未満である第１の態様に記載の転写材を提供する。

本発明の第３態様によれば、上記電離放射線硬化層と上記図柄層との間に全面的または部分的に積層されたアンカー層をさらに備える第１又は２の態様に記載の転写材を提供する。

本発明の転写材は、基体シートと、上記基体シート上に積層された帯状のパターンの離型層と、上記離型層の上に全面的に積層された電離放射線硬化層と、上記電離放射線硬化層の上に全面的または部分的に積層された図柄層と、上記図柄層の上に全面的に積層された接着層と、上記接着層の上に、少なくとも上記離型層と重複しない箇所に部分的に積層された非接着層を備えるように構成したので、成形同時転写法において連続成形が可能であるとともに、表面強度に優れた成形品を得ることができるものである。

また、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳しく説明する。

図１は、本発明における実施形態の転写材を示す断面図である。図２は、本発明における実施形態の１つの変形例の転写材を示す断面図である。図３は、本発明における実施形態の別の変形例の転写材を示す断面図である。図１１は、本発明の上記実施形態にかかる転写材と金型との関係を示す平面図である。図１２は、図１１のＡ部分の本発明の上記実施形態にかかる転写材の断面図である。図１３は、図１１のＡ部分の本発明の別の実施形態にかかる転写材の断面図である。図１４〜１５は、本発明の上記実施形態にかかる転写材の剥離試験を説明するための説明図である。図１６は、帯状パターンの離型層を４本有する本発明の実施形態にかかる転写材の斜視図である。図１７は、接着層の領域が離型層の領域よりも狭い場合の本発明の実施形態にかかる転写材の断面図である。図１８は、本発明の実施形態にかかる転写材を剥離試験用の樹脂板に接着した状態の断面図である。図１９は、本発明の実施形態にかかる転写材を使用して得られた最終製品の断面図である。

図中、１、５１は転写材、２、５２は基体シート、３、５３は離型層、４、５４は電離放射線硬化層、５、５５は図柄層、６、５６は接着層、５７は非接着層、５８はアンカー層、８はスリット箇所である。なお、図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

本発明の転写材５１は、基体シート５２と、上記基体シート５２上に積層された帯状のパターンの離型層５３と、上記離型層５３の上に全面的に積層された電離放射線硬化層５４と、上記電離放射線硬化層５４の上に全面的または部分的に積層された図柄層５５と、上記図柄層５５の上に全面的に積層された接着層５６と、上記接着層５６の上に、少なくとも上記離型層５３と重複しない箇所に部分的に積層された非接着層５７を備えるものである（図１〜３参照）。

基体シート５２としては、長尺のものを用いるのが好ましい。基体シート５２の材質としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂などのポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの単体、もしくはこれらの共重合体の樹脂シート、アルミニウム箔、銅箔などの金属箔、グラシン紙、コート紙、セロファンなどのセルロース系シート、あるいは以上の各シートの複合体などを用いることができる。また、基体シート５２の表面が微細な凹凸を有する場合は、転写層に凹凸が写し取られ、艶消しやヘアラインなどの表面形状を表現することができる。また、易接着などの表面処理を施したものでもよい。易接着処理は、転写に適切な幅となるように転写材１をスリットする際に、電離放射線硬化層５４が基体シート５２から剥離しないように密着させるための処理である。易接着処理方法としては、たとえば、基体シート５２表面を荒らして密着しやすくするコロナ処理法や、基体シート５２製造時にその表面にアンカーコートを施す方法などがある。

ここで、転写材をスリットする理由は、転写材を必要な幅の基体シートに印刷する場合に比べて、図１６に示されるように、広い幅の基体シートに必要幅の転写材を並べて印刷した後にスリットした方が、生産効率がよい（短時間で生産できる量が多い）ためである。また、基体シートの幅を一定に固定することによって、基体シートの発注・管理の面で有利であり、また、印刷時に基体シートの幅によって印刷機の設定を変更する必要がないためである。

離型層５３は、転写後または成形同時転写後に基体シート５２を剥離した際に、基体シート５２とともに電離放射線硬化層５４から離型する層であり、基体シート５２上に帯状のパターンで部分的に形成する。基体シート５２が長尺のものである場合、離型層５３からなる帯状のパターンは基体シート５２の長辺に平行になるように１つまたは複数形成する。離型層５３が複数である場合、隣り合う離型層５３と離型層５３との間は転写材１をスリットする部分となるため、幅５〜１０ｍｍ程度に形成するのが適当である。

離型層５３の材質としては、メラミン樹脂系離型剤、シリコーン樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤、セルロース誘導体系離型剤、尿素樹脂系離型剤、ポリオレフィン樹脂系離型剤、パラフィン系離型剤およびこれらの複合型離型剤などを用いることができる。また転写表面に微細な凹凸を形成するために、必要に応じてシリコーンなどの粒子を混入したものを使用してもよい。離型層５３の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

電離放射線硬化層５４は、基体シート５２を剥離した後、樹脂成形品の最外層となるものであり、全面的に形成する。電離放射線硬化層５４の材質としては、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができる。また、必要に応じて顔料や染料を添加して着色してもよい。電離放射線硬化層５４の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。また、電離放射線硬化層５４がプレキュアタイプであれば、溶剤乾燥後、紫外線または電子線照射を行なうとよい。また、電離放射線硬化層５４がアフターキュアタイプであれば、転写後または成形同時転写後に紫外線または電子線照射を行なうとよい。電離放射線硬化層５４において、全面的とは、スリット後に転写材として活用されない部分には形成しなくてもよいことをも含む意味である。

図柄層５５は、電離放射線硬化層５４の上に全面的に積層する（図２参照）。また、図柄層５５は部分的に積層してもよい（図１参照）。図柄層５５は、通常、印刷層として形成する。印刷層の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。印刷層の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法などを用いるとよい。特に、多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷法やグラビア印刷法が適している。また、単色の場合には、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法を採用することもできる。

また、図柄層５５は、金属薄膜層からなるもの、あるいは印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、図柄層５５として金属光沢を表現するためのものであり、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などで形成する。表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金または化合物を使用する。部分的な金属薄膜層を形成する場合の一例としては、金属薄膜層を必要としない部分に溶剤可溶性樹脂層を形成した後、その上に全面的に金属薄膜を形成し、溶剤洗浄を行って溶剤可溶性樹脂層と共に不要な金属薄膜を除去する方法がある。また、別の一例としては、全面的に金属薄膜を形成し、次に金属薄膜を残しておきたい部分にレジスト層を形成し、酸またはアルカリでエッチングを行う方法がある。

図柄層５５を形成する場合、図柄層５５を構成するインキとして、成形樹脂に接着する性質のあるものに関しては、部分的に（離型層５３と重複する範囲にのみ）形成する。成形樹脂に接着する性質の無いもの（金属蒸着層を含む）に関しては、全面的に形成してもよい。

接着層５６は、被転写物面に上記の各層を接着するものであり全面的に積層する。接着層５６としては、被転写物の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。たとえば、被転写物の材質がアクリル系樹脂の場合はアクリル系樹脂を用いるとよい。また、被転写物の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用すればよい。さらに、被転写物の材質がポリプロピレン樹脂の場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂が使用可能である。接着層５６の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

非接着層５７は、接着層５６上の少なくとも離型層５３と重複しない箇所に形成する。少なくとも離型層５３と重複しない箇所とは、非接着層５７が離型層５３が形成された領域に位置する箇所があってもよいという意味である。非接着層５７としては、接着層５６上に塗布可能であり、成形樹脂に密着しない樹脂を適宜選択して用いるとよい。

非接着層５７を形成する位置（領域）について、離型層５３が形成されていない部分を全て非接着層５７がカバーしていれば、成形樹脂と基体シート５２とが剥がれないといった不具合は生じない。ただし、離型層５３が形成されていない部分であっても、成形時にスプルランナと接触しない箇所であれば非接着層５７が形成されていなくても構わない。したがって、少なくとも、成形時にスプルランナと接触する離型層５３と重複しない箇所において非接着層５７が形成されている。非接着層５７は、必ずしも帯状である必要はない。非接着層５７の形成方法は、塗布に限らない。非接着層５７の厚みとしては、１ｃｍを超えるなど厚すぎる場合には、成形時に何らかの支障を来たす。非接着層５７の決め方としては、離型層５３が形成されていない部分の幅より１ｍｍ以上広く、柄が形成されていない部分の幅より１ｍｍ以上狭い範囲で適宜決定するのが印刷時の見当ずれを考慮すると望ましい。非接着領域を現出させる方法としては、接着層５６を全面的に形成したのち、非接着層５７として形成する領域において、ＵＶ、ＥＢ（Electron Beam）等によって接着効果を減少させることにより非接着層５７として形成することもできる。

また、必要に応じて、上記の各転写層間の密着性を高めるためにアンカー層５８を全面的または部分的に設けてもよい。特に、アンカー層５８を電離放射線硬化層５４と図柄層５５との間に形成すると、成形品や図柄層５５を薬品から保護することもでき好適である（図３参照）。アンカー層５８としては、たとえば、二液硬化性ウレタン樹脂、メラミン系やエポキシ系などの熱硬化性樹脂、塩化ビニル共重合体樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。アンカー層５８の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

以上述べたように、基体シート５２上に、帯状の離型層５３と、電離放射線硬化層５４と、図柄層５５と、接着層５６とが少なくとも形成された転写材５１において、転写材５１を樹脂板１４４に接着した後、樹脂板１４４に対して９０°の角度で剥がした際の、離型層５３が設けられていない部分における樹脂板との剥離強度が５０Ｎ／ｍ未満であることが本発明では重要である。

剥離強度を測定するには、まず、転写材５１（図１４及び図１５の１４５に相当。）を、被転写物と同一材料の平坦な樹脂板１４４に、ロール転写機にて接着させる。条件としては、転写温度２２０℃、転写圧力１５ｋＮ／ｍ、転写速度３５ｍｍ／秒とした。次に、図１４に示されるようにチャックなどの保持装置１４３で保持して樹脂板１４４を水平に配置し、手１４０で保持された荷重測定装置１４１のフック１４２で基体シート５２の端部を９０°上方に（矢印１４６で示される鉛直方向に）引き上げて基体シート５２を剥離した際の荷重（Ｎ）を荷重測定装置１４１で測定する。測定した荷重（Ｎ）を剥離した基体シート５２の幅（ｍ）で除した値を剥離強度（Ｎ／ｍ）とする。なお、剥離強度は、転写材５１の大きさ、樹脂板１４４の大きさに依存しない。また、測定時の環境温度は常温とした。

このように、剥離強度を５０Ｎ／ｍ未満とすることにより、図１１に示されるように、射出成形による成形同時転写時に、キャビティ２１２に連通する成形樹脂のスプルーランナー２１３が転写材５１のスリット箇所５９の近傍に接触した場合であっても、スプルーランナー２１３は非接着層５７に接触することになるため、スプルーランナー２１３が容易に剥離し、連続成形を行うことができる。すなわち、図１３に示されるように、射出成形状態で、剥離可能な部分は、転写後に離型させる離型層５３との界面である８８の部分以外に、成形樹脂部１５０のスプルーランナー側の８７の部分でも接着層５６が無いために剥離可能であり、この８７の部分でスプルーランナー２１３が容易に剥離可能となっているため、従来のように成形樹脂のスプルーランナーが接着層に融着することがない。

以上のような構成の転写材５１を用いて樹脂成形品の成形樹脂部１５０の表面を装飾することができる。樹脂成形品の成形樹脂部１５０としては、第１実施形態と同様である。図１３は、転写材１が樹脂成形品の成形樹脂部１５０の両側の表面に転写された状態を示す図である。

上記した層構成の転写材５１を用い、転写法を利用して被転写物面に装飾を行う方法について説明する。まず、被転写物面に、転写材５１の接着層５６側を密着させる。次に、シリコンラバーなどの耐熱ゴム状弾性体を備えたロール転写機、アップダウン転写機などの転写機を用い、温度８０〜２６０℃程度、圧力４９０〜１９６０Ｐａ程度の条件に設定した耐熱ゴム状弾性体を介して転写材５１の基体シート５２側から熱と圧力とを加える。こうすることにより、接着層５６が被転写物表面に接着する。最後に、冷却後に基体シート５２を剥がすと、離型層５３と電離放射線硬化層５４との境界面で剥離が起こり、転写が完了する。

次に、上記した転写材５１を用い、射出成形による成形同時転写法を利用して被転写物である樹脂成形品の面に装飾を行う方法について説明する。まず、可動型と固定型とからなる成形用金型内に転写材５１を送り込む。その際、枚葉の転写材５１を１枚づつ送り込んでもよいし、長尺の転写材５１の必要部分を間欠的に送り込んでもよい。長尺の転写材５１を使用する場合、位置決め機構を有する送り装置を使用して、転写材５１の図柄層５５と成形用金型との見当が一致するようにするとよい。また、転写材５１を間欠的に送り込む際に、転写材５１の位置をセンサーで検出した後に転写材５１を可動型と固定型とで固定するようにすれば、常に同じ位置で転写材５１を固定することができ、図柄層５５の位置ずれが生じないので便利である。成形用金型を閉じた後、ゲートから溶融樹脂を金型内に射出充満させ、被転写物を形成するのと同時にその面に転写材５１を接着させる。被転写物である樹脂成形品を冷却した後、成形用金型を開いて樹脂成形品を取り出す。最後に、基体シート５２を剥がすことにより、転写が完了する。

上記転写材５１は、スリット箇所５９の近傍の離型層５３を設けない部分については、成形樹脂との接着性が低い層を最表面とした構成であるため、転写材５１の端部からもスプルーランナーがスムーズに剥がれて、連続成形に支障をきたすことがない。また、電離放射線硬化層５４を全面的に積層することができるため、電離放射線硬化層５４の厚さを大きくすることが容易であり、十分な表面強度を持った成形品を得ることができる。

なお、本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明は、プラスチック成形品などに対して金属光沢を有する装飾を行う場合に好適に用いることができ、産業上有用なものである。

本発明における実施形態の転写材を示す断面図である。本発明における実施形態の１つの変形例の転写材を示す断面図である。本発明における実施形態の別の変形例の転写材を示す断面図である。従来の転写材の一例を示す断面図である。従来の転写材の一例を示す断面図である。従来の転写材を用いて成形同時転写を行う場合を示す模式図である。従来の転写材と金型との関係を示す平面図である。図７のＡ部分の従来の転写材の断面図である。従来の転写材のスリット部分でスリットを行う状態の説明図である。箔こぼれ現象を説明するための説明図である。本発明の上記実施形態にかかる転写材と金型との関係を示す平面図である。図１１のＡ部分の本発明の上記実施形態にかかる転写材の断面図である。図１１のＡ部分の本発明の別の実施形態にかかる転写材の断面図である。本発明の上記実施形態にかかる転写材の剥離試験を説明するための説明図である。本発明の上記実施形態にかかる転写材の剥離試験を説明するための説明図である。帯状パターンの離型層を４本有する本発明の実施形態にかかる転写材の斜視図である。接着層の領域が離型層の領域よりも狭い場合の本発明の実施形態にかかる転写材の断面図である。本発明の実施形態にかかる転写材を剥離試験用の樹脂板に接着した状態の断面図である。本発明の実施形態にかかる転写材を使用して得られた最終製品の断面図である。

符号の説明

１、５１転写材
２、５２基体シート
３、５３離型層
４、５４電離放射線硬化層
５、５５図柄層
６、５６接着層
５７非接着層
５８アンカー層
８スリット箇所

Claims

基体シートと、
上記基体シート上に積層された帯状のパターンの離型層と、
上記離型層の上に全面的に積層された電離放射線硬化層と、
上記電離放射線硬化層の上に全面的または部分的に積層された図柄層と、
上記図柄層の上に全面的に積層された接着層と、
上記接着層の上に、少なくとも上記離型層と重複しない箇所に部分的に積層された非接着層を備えることを特徴とする転写材。
樹脂板に接着した後、上記樹脂板に対して９０°の角度で剥がした際の上記離型層が設けられていない部分における上記樹脂板との剥離強度が５０Ｎ／ｍ未満である請求項１に記載の転写材。
上記電離放射線硬化層と上記図柄層との間に全面的または部分的に積層されたアンカー層をさらに備える請求項１又は２に記載の転写材。