JP2006218862A - インモールド加飾方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インモールド加飾方法の１種である箔転写方式に用いる絵付けフイルムを、インクジェットプリンタを用いて無製版で作成する。
【解決手段】 基材フイルム上に、剥離層、ハードコート層、および溶剤インクが溶解可能な熱活性化接着剤層を積層してなる絵付け用フイルムの積層面に、上記溶剤インクを用いてインクジェット印刷して絵付けフイルムを作成する。
【選択図】なし

Description

本発明はプラスチック成形品への加飾方法に関する。より詳しくはモールド内でインジェクションと同時に成形品表面に絵付けするインモールド箔転写方法に関する。

インモールドで成形品に絵付けする方法としてインモールド箔転写方法がある。これは基材フイルム上に剥離層、ハードコート層、絵柄印刷層、遮蔽層、熱活性化接着剤層を、この順にグラビア印刷して仕上げている。このあとはフイルムをインジェクションの１ショット毎に、同時に印刷されているバーコードを目印にして所定サイズだけ金型内に繰り出していく。このとき射出された樹脂はフイルム全面に熱接着するが、後工程で容易に剥離層を界面にして基材フイルムから剥離する。この結果、ハードコート層で覆われ、かつ絵柄層が表面に固着した成形品が獲得される。

前記方法は同一の絵柄が付与された製品を大量に製造する場合には非常に有効な方法であるが、グラビア製版費用が高価なこと、および最小ロットが１，０００ｍ以上というグラビア印刷特有の問題があり、多種類の絵柄が付与された製品を少量ずつ、もしくは単品で製造する場合には全然対応することができない。

本発明者は製版を必要としないインクジェット印刷方式を、この場合の印刷に適用できないか検討した。この結果、予め基材フイルムに熱活性化接着剤層を積層しておき、しかもその熱活性化接着剤として溶剤インクが溶解できる性質のものを選択しておき、そして上記溶剤インクを用いて熱活性化接着剤層面にインクジェット印刷することにより、前記グラビア印刷方式の場合における絵柄印刷層と熱活性化接着剤層の両役割を代替できることに思い至った。更には同様に基材フイルムに事前に剥離層およびハードコート層も積層しておけば、全体としてグラビア印刷方式の場合のほとんどの層の役割も代替できることに思い至った。

インクジェットインクとしては一般に鮮鋭性に優れた水溶性染料を水に溶解したタイプが利用されているが、耐水性や耐光性を向上さすために顔料を水に分散したタイプも近頃上梓されてきている。またこの延長線上で、インクジェットプリンタを屋外広告用途でローコストに利用するために、顔料を有機溶剤に分散した溶剤インクも上梓されだしている。この溶剤インクを用いることにより、塩化ビニル樹脂に可塑剤を配合して柔軟化したフイルムに対し、インクジェット受容層を設けなくとも印刷することが可能となっている。これは溶剤インクの溶媒がフイルム層を溶解するので、インクが含有する色材がその表面に固着できるからである。

一般にインクジェットのノズル口径は５０μ前後と極めて細かく、何らかの異物で閉塞しやすい性質をもつ。水溶性インクの場合は色材が溶媒としての水に溶解しているので、液体状態を維持するかぎりノズル閉塞は発生しない。しかし、ノズル先端部において外部に開口しているので、この部分からどうしても乾燥が発生する。その結果、溶解している色材が析出して固形化するとか、空気溜まりができて閉塞状態となる。このため水溶性インクではグリセリンなどの乾燥防止剤を含有させて、ノズル開口部が常に乾燥しないようにしている。色材を顔料とした水性インクの場合においては、固形物である顔料を分散した系であるのでこの事情はよりシリアスである。

この事情は溶剤インクにおいても重要な問題である。非水系の溶剤インクは一般に油性インクと純粋型の溶剤インクに大別される。このうち前者は溶媒として沸点が高く飽和蒸気圧が低い脂肪族炭化水素を使用するものである。このタイプは安全性が高く、かつノズル開口部が乾燥しにくい特質があるが、樹脂の溶解性は殆どない。しかもインク受容層を設けた専用シートに印刷されたあともそのインクは乾燥することがなく、ミクロな液体状態のまま残留する。このタイプのインクジェットプリンタは以前よりオリンパス社やセイコーアイ社より上梓されている。

一方後者は塩化ビニル樹脂フイルムへのダイレクトプリントを意図して開発された経緯があり、樹脂に対する溶解性を中心にしてまずは溶剤が選択されている。この観点からは、ジホルムアミドなどのアミン系溶剤、アセトン／メチルエチルケトン／シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、ベンゼン／トルエン／キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、酢酸エチル／酢酸メチルなどの酢酸エステル系溶剤、メチルアルコール／エチルアルコール／イソプロピルアルコール／アミルアルコールなどのアルコール系溶剤、などの一般的な有機溶剤が候補に挙げられる。しかし、樹脂溶解性という点では多少妥協して、低中毒性と適度な非乾燥性という観点を重視して以下のようなタイプが実際には商品化されている。即ち、低毒性な糖由来の乳酸、乳酸エチル、乳酸メチル、乳酸ブチルなどの乳酸エステル類や、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどの各種グリコールのエチルエーテル、メチルエーテル、ブチルエーテルなどである。なお例外として、シクロヘキサノンも従来よりプラスチック製品へのスクリーン印刷用インクの溶剤として長年の実績があることから、中毒性は強いがそれにマッチした作業環境を前提として商品化されている。なおこれらの溶剤インクが使用される場合においては、印刷用シートに特段のインク受容層が設けられているわけではないので、インクが溜まって滲まないようにインク着地後、溶剤を急速に揮発させる目的で印刷用シートの加熱装置がプリンタに配備されている。これはまた樹脂層が溶剤に溶解しやすくするためにも非常に役立っている。なお本発明における溶剤インクとはこの純粋型の溶剤インクをさす。

本発明に積層する熱活性化接着剤としては、熱接着性という点から一般的にはポリ酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、アクリル系接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、ポリビニルエーテル、ポリエステル系接着剤、セルロース誘導体などが挙げられる。

このうちでも塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は前記溶剤インクに対して急速な溶解による受容性をもつ点、および多様な射出樹脂に対し強い接着性をもつという点で非常に優れている。しかし、溶剤インクに対して急速な受容性をもつという点に関しては、必ずしもその全てを樹脂に依存する必要はなく、各種の多孔質顔料配合による空隙吸収効果に依存する方法を併用してもよい。例えばシリカ、アルミナ、ベーマイト、ゼオライト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化チタン、カオリン、タルク、アルミナ水和物、プラスチックピグメントなどである。その含有率は熱活性化接着剤１００部に対して２０部以下、好ましくは１５部以下である。これより多いとインジェクション時における基材フイルムの延伸に追従できず、熱活性化接着剤層が破断するからである。

塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体のみを樹脂として熱活性化接着剤層に使用した場合においては、製品化後において長時間浸水したとき、酢酸ビニル部が含水して白濁する難点がある。これを緩和するためには溶剤インクの急速受容性をあまり阻害しない範囲で、他の熱活性化接着剤との混合物として使用するのがよい。これに相応しい熱活性化接着剤としては特に限定する必要はないが、分子量や対溶剤性を比較的自由に操作できるアクリル系接着剤が好ましい。この場合の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とアクリル系接着剤との混合比率は、インクジェット印刷時のスピード、即ち必要とされる溶剤インクの受容スピードにも依存するが、一般には塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が全体１００部中３０部以上、好ましくは４０部以上である。なおインジェクション時においてはキャビティ内に２００〜３００℃程度まで熱せられた樹脂が強い圧力で瞬時に射出されるので、この熱活性化接着剤は比較的高い流動点になるように調整される必要がある。さもないと絵柄がのった熱活性化接着剤層が射出樹脂の動きに追従してしまうからである。これらの積層厚は凝集力保持、および４色以上のカラーインクの急速受容性などの点から、一般には３〜３０μの範囲内、好ましくは５〜２０μ程度である。

本発明に積層する剥離剤は前記グラビア印刷における場合と全く同様でよい。即ち、常用のシリコーン系化合物、フッ素系化合物、表面エネルギーの低い長鎖アルキル基を有するアクリルエステル類、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、アクリルアマイド類、マレイン酸誘導体などのモノマーを、他のモノマーと反応さしたもの、長鎖アルキル基を有する化合物をポリビニルアルコール、セルロースなどの化合物と反応さしたものである。また本発明に積層するハードコート層についてもグラビア印刷における場合と全く同様でよい。即ち、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリシロキサン系樹脂である。なおこのとき、転写されるフイルム層の強度維持や積層される上下層間の接着性確保の観点から、必要に応じハードコート層の上に更にウレタン樹脂層などを積層してもよい。また本発明に用いる基材フイルムについてもグラビア印刷における場合と全く同様でよい。即ち、耐熱性に優れたＰＢＴフイルム、ＡＢＳフイルム、アクリルフイルム、ＰＥＴフイルム、ＰＣフイルム、ＰＰフイルム、ＰＥフイルム、ナイロンフイルムなどであるが、一般的にはＰＥＴフイルムやＰＣフイルムでよく、その厚みは１５〜５０μ程度である。

本発明により、インモールド箔転写用の絵付けフイルムをインクジェットプリンタを用いて簡単に作成できるので、高精細な絵柄が付与された成形品を単品、もしくは小ロットで製造することが可能となった。

以下、本発明者が独自の技術思想として開示した熱活性化接着剤と溶剤インクの組み合わせの印刷テスト結果を中心に示し、その実施可能性を提示する。

２０μの厚みのＰＥＴフイルム上にグラビア印刷で常用のメラミン樹脂系の剥離層、更にその上に同じくアクリル樹脂系のハードコート層を積層し、熱活性化接着剤積層用フイルムとした。この上に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とアクリル系接着剤の混合物を主成分とするスクリーンインク「ＩＭＢ−００３バインダ」（商標、帝国インキ社製）を乾燥厚１０μに積層し絵付け用フイルム１とした。次にＩＭＢ−００３バインダ１００部に対してシリカ１５部を配合し、上記熱活性化接着剤積層用フイルムに乾燥厚１０μに積層し絵付け用フイルム２とした。
次に溶剤インクとして以下の３種のタイプを準備した。シクロヘキサノンを溶媒とした「ＳＳ２インク」（商標、ミマキエンジニアリング社製）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルを溶媒とした「ＭＳ２インク」（商標、ミマキエンジニアリング社製）、および乳酸エステルを溶媒とした「ＥＣＯ−ＳＯＬインク」（商標、ローランドディージー社製）である。
次にインクジェットプリンタとして２種のタイプを準備した。解像度１２００ｄｐｉタイプの「ＪＶ３−７５ＳＰＩＩ」（商標、ミマキエンジニアリング社製）と解像度５７６０ｄｐｉタイプの「ＰＭ−Ｄ７７０」（商標、セイコーエプソン社製）である。このうちＰＭ−Ｄ７７０は接液部が有機溶剤に対して耐久性がないが、一時的なテスト機としては使用できた。

前記３種の溶剤インクの４色セットを用い、ＪＶ３−７５ＳＰＩＩを使用して、絵付け用フイルム１にカラーチャートを印刷した。その結果は３種とも同様で、濃度の濃い部分や、ベタ１００％に近い画像については、インクの受容が追いつかず溜まりが発生しており周辺部に流れていた。それ以外の画像部に関しては良好に印刷されていた。

絵付け用フイルム１を絵付け用フイルム２に代えるだけで、他は全く同様の条件で実施例２と同じテストを行った。その結果は３種とも同様で、実施例２と比べてインクの高速受容性という点で相当の改善がみられた。

ＪＶ３−７５ＳＰＩＩのフイルム通過部に配置されている加熱装置の温度を６０℃にセットするだけで、他は全く同様の条件で実施例２と同じテストを行った。その結果は３種とも同様で、実施例２と比べて濃度の濃い部分も、ベタ１００％に近い画像についても、相当の改善がみられた。試しにフルカラー写真画像を印刷したところ殆ど問題ないレベルであった。

前記３種のインクの６色セットをＰＭ−Ｄ７７０のインクカートリッジに充填し、それをＰＭ−Ｄ７７０にセットし、実施例２と同じテストを行った。その結果は３種とも同様であったが、実施例２の結果と全く異なり、濃度の濃い部分についても、ベタ１００％の画像についても、ともに溜まりが発生せず良好に印刷された。このことは同じ溶剤インクと絵付け用フイルムを使用しても、解像度が違えば、即ち単位面積当たりの、単位時間当たりのインク吐出量が違えば、印刷画質の良否が全然変わってくることを示している。

高精細な絵柄が付与された成形品を単品、もしくは小ロット／多品種で製造することや、大ロット製造でありながら連続的に異なった絵柄が付与された成形品を製造することなどが可能である。

Claims (5)

1. 基材フイルム上に下から、剥離層、溶剤インクが溶解可能な熱活性化接着剤層を、この順に積層してなる絵付け用フイルムの積層面に、上記溶剤インクを用いてインクジェット印刷する工程を有すること、を特徴とするインモールド加飾方法。
2. 熱活性化接着剤層が多孔質顔料を含有すること、を特徴とする請求項１記載のインモールド加飾方法。
3. 剥離層と熱活性化接着剤層の中間に、ハードコート層を有すること、を特徴とする請求項１、および２記載のインモールド加飾方法。
4. 熱活性化接着剤層が塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体を少なくとも３０％以上含有すること、を特徴とする請求項１、２、および３記載のインモールド加飾方法。
5. 溶剤インクがシクロヘキサノン、乳酸エステル類、またはグリコールエーテル類を主たる溶媒とすること、を特徴とする請求項１、２、３、および４記載のインモールド加飾方法。