JP2005153351A - 装飾用シート、それを備えた成形品、自動車両、および成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面に起伏を有する成形品の装飾に好適に用いることができる装飾用シート、それを備えた成形品およびその製造方法、ならびにそのような成形品を備えた自動車両を提供する。
【解決手段】本発明による装飾用シートは、主面１ａを有する基材１と、基材１の主面１ａ上に設けられた装飾層２とを備える。基材１は、第１樹脂材料から形成されている。装飾層２は、第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い第２樹脂材料から形成された樹脂層３と、樹脂層３に接触する金属層４とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明による装飾用シートは、主面１ａを有する基材１と、基材１の主面１ａ上に設けられた装飾層２とを備える。基材１は、第１樹脂材料から形成されている。装飾層２は、第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い第２樹脂材料から形成された樹脂層３と、樹脂層３に接触する金属層４とを有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、成形品の装飾に用いられる装飾用シートに関する。また、本発明は、そのような装飾用シートを備えた成形品およびその製造方法、ならびにそのような成形品を備えた自動車両にも関する。
近年、各種の成形品を装飾する手法として、成形品の表面に装飾用のシートを貼り付ける手法が提案されている。この手法に用いられる装飾用シートは、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている装飾用シートは、基材と、基材の表面に印刷により形成されたインク層とを有しており、インク層上に付与した接着剤を介して成形品に貼り付けられる。また、特許文献１には、インク層の代わりに、アルミニウムやクロムなどの金属材料から形成された金属層を基材の表面上に設けてもよいことが記載されている。
装飾用シートを用いると、塗料を用いた塗装に比べ、成形品のリサイクルが容易になる。また、塗装とは異なる美観を醸し出すこともできるので、装飾性の向上を図ることもできる。
特開平１０−２４９９９９号公報
しかしながら、金属層を含む従来の装飾用シートは、表面が平坦な成形品の装飾には適しているものの、表面に起伏を有する成形品の装飾には適していない。本願発明者が検討を行ったところ、金属層を含む装飾用シートを、表面に凹凸（例えばねじ穴や他の部材への取り付けのための取り付け構造）を有する成形品や深絞り形状の成形品に貼り付けると、金属層が破断して色目が局所的に薄くなり、美観を損ねてしまうことがわかった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表面に起伏を有する成形品の装飾に好適に用いることができる装飾用シート、それを備えた成形品およびその製造方法、ならびにそのような成形品を備えた自動車両を提供することにある。
本発明による装飾用シートは、主面を有する基材と、前記基材の前記主面上に設けられた装飾層とを備える装飾用シートであって、前記基材は、第１樹脂材料から形成され、前記装飾層は、前記第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い第２樹脂材料から形成された樹脂層と、前記樹脂層に接触する金属層とを有し、そのことによって上記目的が達成される。
前記第２樹脂材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準拠して荷重０．４５ＭＰａで測定された荷重たわみ温度が８５℃以下の樹脂材料であることが好ましい。
前記第１樹脂材料は熱可塑性樹脂材料であることが好ましい。
前記第２樹脂材料は熱可塑性樹脂材料であることが好ましい。
ある好適な実施形態において、前記樹脂層は、前記金属層よりも前記基材に近い位置に配置されている。
ある好適な実施形態において、前記金属層は、前記樹脂層よりも前記基材に近い位置に配置されている。
ある好適な実施形態において、本発明による装飾用シートは、前記装飾層上に設けられた着色層をさらに備える。
前記基材の厚さは１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
前記金属層は、モース硬度が３以下の金属から形成されていることが好ましい。
前記金属層は、錫、アルミニウム、金、銅、亜鉛、銀、インジウムまたはこれらの合金から形成されていることが好ましい。
前記金属層の厚さは０．２μｍ以上１．２μｍ未満であることが好ましい。
ある好適な実施形態において、本発明による装飾用シートは、前記装飾層を複数備える。
前記複数の装飾層の厚さの合計は１００μｍ以下であることが好ましい。
本発明による成形品は、成形品本体と、前記成形品本体の表面に接合された上記構成を有する装飾用シートとを備えており、そのことによって上記目的が達成される。
ある好適な実施形態において、前記成形品本体は深絞り形状を有する。
ある好適な実施形態において、前記成形品本体の表面に接合された前記装飾用シートは、最も厚い第１の部分と、前記第１の部分の厚さの７０％以下の厚さを有する第２の部分とを有する。
ある好適な実施形態において、前記装飾用シートの前記第２の部分は、前記第１の部分の厚さの５０％以下の厚さを有する第３の部分を含む。
ある好適な実施形態において、前記成形品本体の表面にシボが形成されている。
ある好適な実施形態において、前記金属層の表面は、前記シボの形状を反映した形状を有し、前記装飾用シートの前記成形品本体側とは反対側の表面は、前記金属層の表面よりも滑らかな形状を有する。
本発明による自動車両は、上記構成を有する成形品を備えており、そのことによって上記目的が達成される。
本発明による成形品の製造方法は、成形品本体および上記構成を有する装飾用シートを用意する工程と、前記装飾用シートを加熱する工程と、加熱された前記装飾用シートを前記成形品本体に重ね合わせた後に前記装飾用シートと前記成形品本体との間に存在する空気を排気し、それによって前記装飾用シートを前記成形品本体に接合する工程と、を包含し、そのことによって上記目的が達成される。
本発明による装飾用シートが備える装飾層は、基材を形成する第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い第２樹脂材料から形成された樹脂層と、樹脂層に接触する金属層とを有している。第２樹脂材料から形成された樹脂層は、成形・接合の際に加えられる応力に対して基材よりも変形しやすく、展延されやすいので、樹脂層に接触する金属層は、基材よりも展延されやすい樹脂層に追従して好適に展延される。そのため、金属層の破断が効果的に抑制され、その結果、美しい外観が得られる。
従って、本発明によると、表面に起伏を有する成形品の装飾に好適に用いることができる装飾用シート、それを備えた成形品およびその製造方法、ならびにそのような成形品を備えた自動車両が提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）
図１および図２に、本実施形態における装飾用シート１０を模式的に示す。装飾用シート１０は、樹脂材料から形成された基材１と、基材１の主面１ａ上に設けられた装飾層２とを備えている。
図１および図２に、本実施形態における装飾用シート１０を模式的に示す。装飾用シート１０は、樹脂材料から形成された基材１と、基材１の主面１ａ上に設けられた装飾層２とを備えている。
装飾層２は、樹脂材料から形成された樹脂層３と金属材料から形成された金属層４とが積層された積層構造を有している。本実施形態における装飾層２は、図２に示すようにさらに接着剤層５を含み、この接着剤層５によって基材１の主面１ａ上に接着・固定されている。基材１、接着剤層５、樹脂層３および金属層４はこの順で積層されており、樹脂層３は金属層４よりも基材１に近い位置に配置されている。なお、図２中に鎖線で示す接着剤層６は、装飾用シート１０の貼り付けに際して装飾層２上に付与されるものである。
図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、装飾用シート１０の利用態様の一例を示す。装飾用シート１０は、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、成形品本体２１の表面に貼り付けられて成形品本体２１を装飾する。装飾層２の金属層４が光を反射することによる金属光沢と、成形品２０の最表面に位置する基材１の光沢とが相まって美しい外観が得られる。
図３（ａ）に示す成形品本体２１は半球状（椀状）の凸部２１ａを有しており、表面に起伏を有している。そのため、装飾用シート１０は貼り付けられる際にこの起伏に追従するように展延される。装飾用シート１０の展延を好適に行うため、典型的には、装飾用シート１０を加熱して軟化させてから貼り付けが行われる。
従来の装飾用シートを用いる場合、成形品本体が表面に起伏を有していると、貼り付けの際に金属層がうまく展延されず、金属層が破断してしまうことがあった。本願発明者は、装飾用シートの構造について種々の検討を行った結果、図１および図２に示すように装飾層２を敢えて積層構造とし、さらに、積層構造を構成する樹脂層３を特定の物性を有する樹脂材料から形成することによって、金属層４の破断が効果的に抑制されることを見出し、本発明に想到した。
樹脂層３を形成する樹脂材料は、具体的には、基材１を形成する樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い樹脂材料である。「荷重たわみ温度」は、樹脂が一定の荷重のもとで一定の距離たわむ温度である。以下では、表記の簡単さのために、基材１を形成する樹脂材料を「第１樹脂材料」、樹脂層３を形成する樹脂材料を「第２樹脂材料」とも呼ぶ。
樹脂層３は、基材１を形成する第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い第２樹脂材料から形成されているので、貼り付けの際に加えられる応力（装飾用シート１０を成形品本体２１の表面の起伏に沿わせるときに発生する曲げ応力や引張り応力）に対して基材１よりも変形しやすく、展延されやすい。従って、樹脂層３に接触する金属層４は、貼り付けの際、基材１よりも展延されやすい樹脂層３に追従して好適に展延される。そのため、本発明による装飾用シート１０では、金属層４の破断が効果的に抑制され、その結果、美しい外観が得られる。
樹脂層３を形成する第２樹脂材料は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準拠して荷重０．４５ＭＰａで測定された荷重たわみ温度が８５℃以下の樹脂材料である。「ＡＳＴＭ Ｄ６４８」は、荷重たわみ温度の測定方法について米国材料試験協会が制定する規格であり、この規格では、試験片を規定の曲げ荷重下で昇温させ、規定のたわみ量に達した温度を荷重たわみ温度とする。第２樹脂材料の荷重たわみ温度が８５℃を超えると、貼り付けの際の応力に対する樹脂層３の変形性・展延性が十分ではないことがある。また、第２樹脂材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準拠して荷重０．４５ＭＰａで測定された荷重たわみ温度が３０℃以上の樹脂材料であることが好ましい。荷重たわみ温度が３０℃未満であると、樹脂層３が成形の際（貼り付けの際）の圧力によって過度に流れやすくなり、金属層４のしわ・破断等の不良が発生することがある。第２樹脂材料の荷重たわみ温度が３０℃以上８５℃以下であると、金属層４の破断を抑制する効果をより確実に得ることができる。
第２樹脂材料としては、熱可塑性樹脂材料を好適に用いることができ、例えば、熱可塑性のポリウレタン樹脂を好適に用いることができる。また、シリコーン樹脂も好適に用いることができる。より具体的には、原料として官能基数が２のものを多く用いて製造された重量平均分子量が２００００〜１０００００程度のポリウレタン樹脂やシリコーン樹脂などを好適に用いることができる。
なお、図１および図２には、装飾層２を１つ設けた構成を例示したが、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、装飾層２を複数設けてもよい。金属層４は、その厚さに応じて光反射率が変化するので、所望の金属光沢を実現するためには所定の厚さが必要となるが、金属層４が厚すぎると、金属材料の種類によっては高い展延性を得られないことがある。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、装飾層２を複数設けると、複数の金属層４が光の反射に寄与するので、それぞれの金属層４を薄くすることができる。そのため、金属層４の展延性を高く維持しつつ、所望の金属光沢を実現することができる。
また、本実施形態では、樹脂層３が金属層４よりも基材１に近い位置に配置されている場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、金属層４が樹脂層３よりも基材１に近い位置に配置されていてもよい。本実施形態のように、樹脂層３が金属層４よりも基材１に近い位置に配置されていると、成形品本体の表面に形成された微細な構造を外観に写し込むことが可能になる。以下、図５（ａ）および（ｂ）を参照しながらこの点をより詳細に説明する。図５（ａ）は、装飾用シート１０を成形品本体２１に貼り付ける前の状態を示し、図５（ｂ）は、装飾用シート１０を成形品本体２１に貼り付けた後の状態を示している。後述するように、装飾用シート１０の貼り付けは、第２樹脂材料の荷重たわみ温度以上の温度で行われる。
図５（ａ）および（ｂ）に示す成形品本体２１の表面には、皺のような微細な凹凸構造、いわゆる「シボ」が形成されている。シボは、典型的には、最深谷から最高山までの最大距離Ｒｍａｘが３００μｍ以上１０００μｍ以下の凹凸構造である。本実施形態におけるシボは、真空圧空法を用いて形成されたＲｍａｘが５００μｍのものである。
図５（ａ）に示すように、樹脂層３が金属層４よりも基材１に近い位置に配置されていると、装飾用シート１０を成形品本体２１に貼り合せる際には、金属層４が樹脂層３よりも成形品本体２１に近い。従って、図５（ｂ）に示すように、金属層４が、シボの形状を反映した形状に変形し、このように変形した金属層４によって光が反射される。そのため、外観にシボを写し込むことが可能になる。このとき、樹脂層３の金属層４側の表面は金属層４の変形に追従して変形するものの、第２樹脂材料は十分に変形（塑性変形）可能な状態にあるため、基材１側の表面はそのような変形をしない。つまり、金属層４と基材１との間に位置する樹脂層３が、金属層４の変形が基材１へ与える影響を少なくするいわばクッションとして働く。従って、基材１の主面１ａや裏面（主面１ａに対向する面）にはシボの形状は反映されず、基材１の裏面（装飾用シート１０の表面となる）の形状は金属層４の表面よりも滑らかであり、基材１の光沢が鈍くなることはない。そのため、皺のようなシボが写し込まれ、且つ、高い光沢を有する趣のある外観を得ることができる。
表１に、第２樹脂材料の荷重たわみ温度を変化させたときの外観評価の結果を示す。なお、表１では、ポリカーボネートから形成された厚さ５００μｍの基材１、錫から形成された厚さ１μｍの金属層４および厚さ２５μｍの樹脂層３を備えた装飾用シート１０を、最深谷と最高山との高さの差が０．２ｍｍのシボが形成された成形品本体２１の表面に、成形温度１９５℃で貼り付けた場合を示している。また、表１では、成形品本体２１の表面に形成されたシボを外観に写し込むことができるかどうかを評価しており、装飾用シート１０の白化も評価している。
表１からもわかるように、第２樹脂材料の荷重たわみ温度が８５℃を超えると、シボが薄くなったり、シボが現れなかったりする。これは、第２樹脂材料の荷重たわみ温度が８５℃を超えると、樹脂層３の、金属層４の変形による応力を吸収する機能が低下し、金属層４の変形不足を生じてしまうからである。従って、第２樹脂材料の荷重たわみ温度は８５℃以下であることが好ましい。また、既に述べたように、成形時の樹脂層３の過度の流動を抑制する観点からは、第２樹脂樹脂材料の荷重たわみ温度は３０℃以上であることが好ましく、樹脂層３は、第２樹脂材料の荷重たわみ温度が３０℃以上８５℃以下であることによって、金属層４の変形に対して過不足なく応力吸収層として機能する。
次に、装飾用シート１０の各構成要素の好ましい構造を説明する。
金属層４の破断を効果的に抑制する観点からは、金属層４は、展延性の高い金属材料から形成されていることが好ましい。また、展延性の高い金属材料から形成された金属層４は、図５（ｂ）に示すような変形をしやすいので、成形品本体２１の表面の微細な構造の外観への写し込みを容易にする観点からも、金属層４は展延性の高い金属材料から形成されていることが好ましい。展延性の高い材料としては、具体的には、錫、アルミニウム、金、銅、亜鉛、銀、インジウムおよびこれらの合金が挙げられ、金属層４はこれらの金属材料から形成されていることが好ましい。
表２に、金属層４の材料を変化させたときの外観評価の結果を示す。なお、表２では、図４（ａ）に示すように装飾層２を２層設けた場合を示しており、装飾用シート１０がポリカーボネートから形成された厚さ５００μｍの基材１、ポリウレタンから形成された厚さ１８μｍの樹脂層３、ポリウレタンアクリレートから形成された厚さ１．５μｍの接着層５を備えている場合を示している。また、表２では、成形品本体２１の表面に形成されたシボが外観にあらわれるかどうかを評価している。
表２に示すように、金属層４の材料が金や錫であると、厚さ０．５μｍ、1μｍ、２μｍのいずれの場合においてもシボを写し込むことができる。これに対して、材料が白金であると、シボを写し込むには厚さが０．５μｍ以下である必要がある。また、材料がニッケルであると、厚さ０．５μｍ、１μｍ、２μｍのいずれの場合においてもシボを写し込むことができない。
なお、金属層４の好ましい材料は、上記の説明において例示したものに限定されない。一般に、やわらかい金属ほど高い展延性を有しており、モース硬度が３以下の金属を用いると、金属層４の展延性を十分に高くすることができる。表３に、各種の金属材料のモース硬度を示す。表３からわかるように、錫、アルミニウム、金、銅、亜鉛、銀およびインジウムはいずれもモース硬度が３以下であり、金属層４の材料として好適に用いることができる。
金属層４の厚さは、０．２μｍ以上１．２μｍ以下であることが好ましい。金属層４の厚さが０．２μｍ未満であると、金属層４の光反射率が低く、色目が薄くなることがある。また、金属層４の厚さが１．２μｍを超えると、十分に高い展延性を得られないことがある。表４に、錫から形成された金属層４の厚さと、装飾層２の積層数とを変化させたときの外観評価の結果を示す。
表４に示すように、装飾層２の積層数が比較的少なく、装飾層２の厚さの合計が比較的小さい場合には、金属層４の厚さが０．２〜１．２μｍの範囲で良好な評価結果が得られる。これに対して、装飾層２の積層数が比較的多く、装飾層２の厚さの合計が比較的大きい場合には、シボが薄くなり、観察されにくくなる。具体的には、装飾層２の厚さの合計が１００μｍを超えると、シボがかなり薄くなり、２００μｍ程度となると、シボがほとんど観察されなくなる。従って、シボを外観に移し込むためには、装飾層２の厚さの合計が１００μｍ以下であることが好ましい。
基材１を形成する第１樹脂材料としては、熱可塑性樹脂材料を好適に用いることができ、例えば、ポリカーボネートを好適に用いることができる。ポリカーボネートの荷重たわみ温度は、１４０℃〜２００℃程度である。勿論、ポリカーボネートに限られず、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリオレフィン、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを用いてもよい。ただし、基材１には、シート基材としての剛性が要求されるので、その点を考慮して第１樹脂材料を選択することが好ましい。また、基材１は、貼り付け後には成形品２０の最表面に位置するので、耐候性、耐損傷性などに優れていることが好ましい。勿論、基材１の装飾層２側とは反対側の表面に、耐候性や耐損傷性などに優れた保護層を形成してもよい。
基材１の厚さは、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。基材１の厚さが１００μｍ未満であると、シートとして取り扱いにくかったり、強度が不足して貼り付けの際に破れたりするおそれがある。また、基材１の厚さが１０００μｍを超えると、成形品本体２１の表面に対する追従性が悪くなることがある。
基材１の厚さと装飾層２の積層数とを変化させたときの外観評価の結果を表５に示す。なお、表５には、基材１をポリカーボネートから形成し、樹脂層３の厚さが１８μｍ、金属層４の厚さが０．５μｍ、接着剤層５の厚さが１．５μｍである装飾層２を１層〜６層設けた場合を示している。また、表５では、図６（ａ）および（ｂ）に示すようなねじに似せた高さ５ｍｍの凸部（擬似ねじ留め）２１ｂを成形品本体の表面に形成し、この凸部２１ｂが装飾用シート１０の貼り付け後に良好に観察されるかどうかを評価している。「◎」は擬似ねじ留め２１ｂが非常に良好に観察されることを表し、「○」は擬似ねじ留め２１ｂが良好に観察されることを表し、「△」は擬似ねじ留め２１ｂが良好には観察されないことを表している。
表５に示すように、基材１が厚くなるほど、擬似ねじ留め２１ｂが観察されにくくなる。これは、基材１が厚くなるほど、装飾用シート１０の擬似ねじ留め２１ｂに対する追従性が悪くなるためである。従って、成形品本体２１の表面の起伏への追従性を高くして良好な外観を得る観点からは、基材１は薄いことが好ましく、具体的には、厚さ１０００μｍ以下であることが好ましい。ただし、既に述べたように、基材１が薄すぎると、シートとして取り扱いにくかったり、強度が不足して貼り付けの際に破れたりすることがあるので、基材１の厚さは、これらの点を考慮して決定されることが好ましく、１００μｍ以上であることが好ましい。
なお、シボを外観に写し込むためには装飾層２の厚さの合計が１００μｍ以下であることが好ましいことを既に述べたが、表５に示すように、装飾層２の厚さの合計が１００μｍを超えると、擬似ねじ留め２１ｂも観察されにくくなる。従って、シボよりも大きな凹凸（例えばねじの頭部や成形品本体が有する段差・起伏等）への追従性という観点からも、装飾層２の厚さの合計は１００μｍ以下であることが好ましい。
装飾層２を基材１に接着するための接着剤層５の材料としては、例えばポリウレタンアクリレートやポリウレタン、アクリル樹脂を用いることができる。勿論これに限定されず、樹脂層３や金属層４と基材１とを接着できる材料であればよい。接着剤層５の厚さは、例えば１μｍ〜２０μｍである。
続いて、図７（ａ）〜（ｃ）と図８（ａ）〜（ｃ）とを参照しながら、装飾用シート１０を用いた成形品の製造方法を説明する。
まず、成形品本体２１および装飾用シート１０を用意する。成形品本体２１は、樹脂材料から形成されたものであってもよいし、金属材料から形成されたものであってもよく、他の材料から形成されたものであってもよい。成形品本体２１は、公知の手法を用いて作製でき、樹脂材料を用いる場合、例えば射出成形により作製できる。また、装飾用シート１０は上述した材料を用いて公知の手法で作製することができる。例えば、樹脂層３となるフィルム上に金属材料を蒸着して金属層４を形成することによって装飾層２を形成し、この装飾層２を基材１の主面１ａ上に必要な数だけ積層することによって作製することができる。装飾層２を積層するには、例えば接着剤を用いることができる。
次に、図７（ａ）に示すように、成形品本体２１を支持具３０上に載置し、装飾用シート１０を成形品本体２１の上方に位置するように把持具３２に固定する。このとき、装飾用シート１０の装飾層２上には接着剤６を付与しておく。
続いて、図７（ｂ）に示すように、装飾用シート１０をヒータ３４を用いて加熱し、それによって装飾用シート１０を軟化させる。このとき、装飾用シート１０は、樹脂層３を形成する第２樹脂材料の荷重たわみ温度以上の温度に加熱され、典型的には、基材１を形成する第１樹脂材料の荷重たわみ温度以上の温度に加熱される。装飾用シート１０の展延を好適に行うためには、第１樹脂材料の荷重たわみ温度をＴDULとしたとき、装飾用シート１０を（ＴDUL−４０）℃〜（ＴDUL＋２０）℃の範囲内の温度に加熱することが好ましい。これは、（ＴDUL−４０）℃を下回る温度では、第１樹脂材料が変形しにくく、成形の際（貼り付けの際）に割れたり、成形そのものができなくなったりすることがあるからであり、一方、（ＴDUL＋２０）℃を上回る温度では、加熱時のシートの垂れが著しく、成形ができなくなることがあるからである。何度に加熱するにせよ、第２樹脂材料の荷重たわみ温度と加熱温度との差は、第１樹脂材料の荷重たわみ温度と加熱温度との差よりも大きいので、樹脂層３は基材１よりも変形しやすく展延されやすい状態にある。ヒータ３４は、例えば遠赤外線ヒータである。
その後、図７（ｃ）に示すように、装飾用シート１０を成形品本体２１に重ね合わせた後に装飾用シート１０と成形品本体２１との間に存在する空気を排出し、それによって図８（ａ）に示すように装飾用シート１０を成形品本体２１に接合する。装飾用シート１０と成形品本体２１との間に存在する空気を排出すると、装飾用シート１０の成形品本体２１側と、その反対側とで圧力差が生じ、装飾用シート１０が成形品本体２１に対してほぼ均一な圧力で押し付けられ、そのことによって装飾用シート１０と成形品本体２１との接合が好適に行われる。本実施形態では、さらに、この工程において、装飾用シート１０に対して成形品本体２１とは反対側に広がる空間に、圧縮した空気を供給し、それによってより大きな圧力差を生じさせる。装飾用シート１０の成形品本体２１への重ね合わせは、例えば、把持具３２を昇降装置を用いて下降させることによって行われる。また、装飾用シート１０と成形品本体２１との間の空気の排気は、例えば、真空ポンプを用い、支持具３０に設けられた開口部３０ａを通じて空気を吸引することによって行われる。圧縮空気の供給は、例えば圧縮機（コンプレッサ）を用いて行われる。
続いて、図８（ｂ）に示すように、装飾用シート１０の不要な部分１０ａを回転刃などの切断手段を用いて切断（トリミング）し、その後、成形品本体２１を支持具３０から取り外すことによって、図８（ｃ）に示すように成形品２０が完成する。
上述した製造方法によれば、成形品本体２１への装飾用シート１０の接合（すなわち装飾用シート１０の成形）を非常に短時間（例えば１秒未満）で行うことが可能になる。また、本発明による装飾用シート１０を用いるので、このような短時間で装飾用シート１０を成形・接合した場合でも、金属層４の破断が発生することがなく、外観の美しさを損ねることがない。
なお、本発明による装飾用シート１０は、図７および図８を参照しながら説明したように成形済みの成形品本体２１に装飾用シート１０を接合する製造方法（「フィルム・オン」方式と呼ぶ）に限定されず、他の製造方法にも用いることができる。図９（ａ）および（ｂ）に、「フィルム・インサート」方式と呼ばれる製造方法を模式的に示す。
フィルム・インサート方式では、まず、図９（ａ）に示すように、雌型４０の表面に沿うように装飾用シート１０を真空成形する。ここでは図示しないが、雌型４０の表面には無数の開口部が設けられており、これらの開口部を通じて雌型４０と装飾用シート１０との間に存在する空気を排出し、それによって装飾用シート１０の真空成形を行う。
その後、図９（ｂ）に示すように、雄型４２の樹脂射出口４２ａから樹脂材料を加圧注入し、成形品本体２１を成形するとともに成形品本体２１と装飾用シート１０とを接合する。
このように、本発明による装飾用シート１０は、フィルム・インサート方式にも用いることができる。ただし、フィルム・インサート方式では、雌型４０と雄型４２の両方が必要であり、高価な金型を必ず２つ用いる必要があるので、製造コストが高くなってしまう。また、装飾用シート１０の真空成形の際、装飾用シート１０の表面が真空引きのための開口部を有する雌型４０の表面に接触するので、装飾用シート１０の表面に凹凸が形成されてしまい、美観を損ねることがある。さらに、樹脂材料を加圧注入する工程を含むので、装飾用シート１０に高い耐熱性、耐圧性が必要とされるし、樹脂材料を加圧注入する際に装飾用シート１０に局所的に大きな力が加えられ、装飾用シート１０の破損が生じることもある。また、この方式では、成形品本体２１は樹脂材料から形成されたものに限定されてしまう。
これに対して、図７および図８を参照しながら説明したフィルム・オン方式では、必ずしも２つの金型を必要としないので、製造コストの低減を図ることができる。また、装飾用シート１０の接合を、装飾用シート１０と成形品本体２１との間に存在する空気を排出することによって行うので、装飾用シート１０の全体にほぼ均一な力を加えることができ、装飾用シート１０の破損を防止することができる。また、真空引きのための開口部に装飾用シート１０の基材１側の表面を接触させる必要もないので、装飾用シート１０の表面に凹凸が形成されて美観を損ねることもない。また、樹脂を加圧注入する工程を必要としないので、フィルム・インサート方式よりも低温・低圧下で装飾用シート１０の接合・成形を行うことができ、装飾用シート１０として耐熱性・耐圧性の低いものを用いることができる。さらに、フィルム・オン方式によれば、樹脂材料から形成された成形品本体２１だけでなく、金属材料やその他の材料から形成された成形品本体２１を装飾することができる。
（実施形態２）
図１０および図１１を参照しながら、本実施形態における装飾用シート１０’を説明する。なお、以降の図面では、実施形態１における装飾用シート１０の構成要素と実質的に同じ部材を同じ参照符号を用いて示し、その説明を省略する。
図１０および図１１を参照しながら、本実施形態における装飾用シート１０’を説明する。なお、以降の図面では、実施形態１における装飾用シート１０の構成要素と実質的に同じ部材を同じ参照符号を用いて示し、その説明を省略する。
装飾用シート１０’は、図１０および図１１に示すように、装飾層２上に設けられた着色層７を備えている点において、実施形態１における装飾用シート１０と異なっている。本実施形態では、装飾層２は、金属層４が樹脂層３よりも基材１に近い位置に配置された構成を有しており、着色層７は、樹脂層３上に形成されている。
本実施形態における装飾用シート１０’においても、装飾層２が樹脂層３と金属層４とを含む積層構造を有し、樹脂層３が基材１を形成する第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度が小さい第２樹脂材料から形成されているので、金属層４の破断が効果的に抑制されるという効果を得ることができる。
本実施形態では、さらに、装飾層２上に着色層７が設けられているので、図１２に示すように、装飾用シート１０’の内部に入射した光は、金属層４と着色層７の両方によって反射される。そのため、装飾用シート１０’は、金属層４による金属光沢と、着色層７の色合いの両方が加味された色、すなわち、金属のような質感を有する金属調の色彩（メタリックカラー）を呈することができる。
着色層７の材料としては、例えば、バインダーとしての樹脂材料と樹脂材料中に分散された顔料とを含むインクを用いることができ、着色層７はこのようなインクを用いて印刷によって形成することができる。着色層７の材料は、耐熱性、耐屈曲性に優れていることが好ましい。特開２００２−２７５４０５号公報に開示されているインクは、優れた耐熱性、耐屈曲性を有しているので、着色層７の材料として好適に用いることができる。
表６に、着色層７の厚さと装飾層２の積層数を変化させたときの外観評価の結果を示す。表６では、非常に良好な発色を◎、良好な発色を○、良好でない発色を△で示している。また、表６では、樹脂層３の材料としてポリウレタン樹脂、金属層４の材料として錫、着色層７の材料として濃いグリーンのインクを用いた場合を示している。
表６に示すように、着色層７が厚くなるほど、発色が良好になる。これは、着色層７が厚くなるにつれ、着色層７による光の反射率が高くなるためである。従って、発色を良好にする観点からは、着色層７が厚いことが好ましい。
また、表６では、装飾層２を１層設けた場合に発色が良好ではない。これは、金属層４による光の反射率が低すぎたために、金属光沢が十分に得られなかったからであると考えられる。また、装飾層２を５層設けた場合にも発色が良好ではなく、これは、複数の金属層４による光の反射率が高すぎたために、着色層７に到達する光の量が少なかったからであると考えられる。従って、本実施形態のように装飾層２上に着色層７を設ける場合には、金属層４による金属光沢が十分に得られ、且つ、着色層７に光が十分に到達するように、装飾層２の積層数や金属層４の厚さを適宜設定することが好ましい。
なお、本実施形態では、金属層４が樹脂層３よりも基材１に近い位置に配置され、着色層７が樹脂層３上に形成されている場合について説明したが、樹脂層３を金属層４よりも基材１に近い位置に配置し、着色層７を金属層４上に形成してもよい。ただし、着色層７の材料（例えばインク）は、一般的には、樹脂層３に対する密着性が金属層４に対する密着性よりも高いことが多いので、着色層７と装飾層２との密着性を高める観点からは、金属層４を樹脂層３よりも基材１に近い位置に配置し、着色層７を樹脂層３上に形成することが好ましい。
上記実施形態１および２において説明したように、本発明による装飾用シートは、成形の際（成形品本体への接合の際）の金属層の破断を効果的に抑制できるので、表面に起伏を有する成形品本体の装飾に好適に用いることができる。具体的には、本発明による装飾用シートは、成形品本体が他の部材への取り付けのための取り付け構造やねじ穴などの凹凸を表面に有している場合や、成形品本体が深絞り形状を有している場合などに好適に用いることができる。
なお、「深絞り形状」とは、絞り深さＨの絞り径Ｄに対する比Ｈ／Ｄが大きい形状であり、具体的には、Ｈ／Ｄが０．７５以上の形状である。深絞り形状を有する成形品本体の表面に接合された装飾用シートは、典型的には、最も厚い部分の厚さの７０％以下の厚さを有する部分を有しており、多くの場合、最も厚い部分の厚さの５０％以下の厚さを有する部分を有している。
本発明による装飾用シートを用いて装飾された成形品は、自動車両の内装や外装に好適に用いられ、例えば、図１３に示す自動二輪車５０のタンクカバー５１やフロントフェンダー５２、テールカウル５３として好適に用いられる。なお、言うまでもないことであるが、「自動車両」は、自動推進式の乗物または機械で、旅客や品物の輸送あるいは物の移動のために用いられるものを広く指し、例えば、乗用車、オートバイ、バス、トラック、トラクター、飛行機、モーターボート、土木車両などを指す。勿論、ガソリンエンジンなどの内燃機関を備えたものだけでなく、電動機を備えたものも含む。
本発明によると、表面に起伏を有する成形品の装飾に好適に用いることができる装飾用シート、それを備えた成形品およびその製造方法、ならびにそのような成形品を備えた自動車両が提供される。
１ 基材
１ａ 基材の主面
２ 装飾層
３ 樹脂層
４ 金属層
５、６ 接着層
７ 着色層
１０ 装飾用シート
２０ 成形品
２１ 成形品本体
２１ａ 凸部
２１ｂ 凸部（擬似ねじ留め）
３０ 支持具
３０ａ 開口部
３２ 把持具
３４ ヒータ
４０ 雌型
４２ 雄型
５０ 自動二輪車
５１ タンクカバー
５２ フロントフェンダー
５３ テールカウル
１ａ 基材の主面
２ 装飾層
３ 樹脂層
４ 金属層
５、６ 接着層
７ 着色層
１０ 装飾用シート
２０ 成形品
２１ 成形品本体
２１ａ 凸部
２１ｂ 凸部（擬似ねじ留め）
３０ 支持具
３０ａ 開口部
３２ 把持具
３４ ヒータ
４０ 雌型
４２ 雄型
５０ 自動二輪車
５１ タンクカバー
５２ フロントフェンダー
５３ テールカウル
Claims (21)
- 主面を有する基材と、
前記基材の前記主面上に設けられた装飾層とを備える装飾用シートであって、
前記基材は、第１樹脂材料から形成され、
前記装飾層は、前記第１樹脂材料よりも荷重たわみ温度の低い第２樹脂材料から形成された樹脂層と、前記樹脂層に接触する金属層とを有する装飾用シート。 - 前記第２樹脂材料は、ＡＳＴＭ Ｄ６４８に準拠して荷重０．４５ＭＰａで測定された荷重たわみ温度が８５℃以下の樹脂材料である請求項１に記載の装飾用シート。
- 前記第１樹脂材料は熱可塑性樹脂材料である請求項１または２に記載の装飾用シート。
- 前記第２樹脂材料は熱可塑性樹脂材料である請求項１から３のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記樹脂層は、前記金属層よりも前記基材に近い位置に配置されている請求項１から４のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記金属層は、前記樹脂層よりも前記基材に近い位置に配置されている請求項１から４のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記装飾層上に設けられた着色層をさらに備える請求項１から６のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記基材の厚さは１００μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１から７のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記金属層は、モース硬度が３以下の金属から形成されている請求項１から８のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記金属層は、錫、アルミニウム、金、銅、亜鉛、銀、インジウムまたはこれらの合金から形成されている請求項１から９のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記金属層の厚さは０．２μｍ以上１．２μｍ未満である請求項１から１０のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記装飾層を複数備える請求項１から１１のいずれかに記載の装飾用シート。
- 前記複数の装飾層の厚さの合計は１００μｍ以下である請求項１２に記載の装飾用シート。
- 成形品本体と、前記成形品本体の表面に接合された請求項１から１３のいずれかに記載の装飾用シートとを備えた成形品。
- 前記成形品本体は深絞り形状を有する請求項１４に記載の成形品。
- 前記成形品本体の表面に接合された前記装飾用シートは、最も厚い第１の部分と、前記第１の部分の厚さの７０％以下の厚さを有する第２の部分とを有する請求項１４または１５に記載の成形品。
- 前記装飾用シートの前記第２の部分は、前記第１の部分の厚さの５０％以下の厚さを有する第３の部分を含む請求項１６に記載の成形品。
- 前記成形品本体の表面にシボが形成されている請求項１４から１７のいずれかに記載の成形品。
- 前記金属層の表面は、前記シボの形状を反映した形状を有し、前記装飾用シートの前記成形品本体側とは反対側の表面は、前記金属層の表面よりも滑らかな形状を有する、請求項１８に記載の成形品。
- 請求項１４から１９のいずれかに記載の成形品を備えた自動車両。
- 成形品本体および請求項１から１３のいずれかに記載の装飾用シートを用意する工程と、
前記装飾用シートを加熱する工程と、
加熱された前記装飾用シートを前記成形品本体に重ね合わせた後、前記装飾用シートと前記成形品本体との間に存在する空気を排出し、それによって前記装飾用シートを前記成形品本体に接合する工程と、
を包含する成形品の製造方法。
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