JP2008126442A

JP2008126442A - インモールド用転写フィルム

Info

Publication number: JP2008126442A
Application number: JP2006311663A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobayashi; 浩小林; Mitsuo Hirano; 美津夫平野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-06-05
Also published as: US20080118715A1; US7641948B2; EP1938940A3; EP1938940A2

Abstract

【課題】被転写体に対する印刷インク層の転写性の向上を容易に図ることのできる高性能のインモールド用転写フィルムを提供する。
【解決手段】基材２と剥離層３との界面における接着力をＦ１とし、剥離層３と印刷インク層４との界面における接着力をＦ２とし、印刷インク層４と被転写体との界面における接着力をＦ３とし、剥離層３の凝集力をＦ４とし、印刷インク層４の凝集力をＦ５としたときに、Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ２、Ｆ３＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ１＋Ｆ４＋Ｆ５を満足するように形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インモールド用転写フィルムに係り、特に、少量多品種に好適なインモールド用転写フィルムに関する。

従来から、印刷を施したインモールド用転写フィルム（シート）を射出成形に用いる金型の内部に挟み込むことで、射出成形による被転写体となる成形品の形成と同時に、金型内で成形品の表面に模様や文字などの種々の画像の転写（加飾）を行なうインモールド成形が知られている。

このようなインモールド成形に用いられるインモールド用転写フィルムの一種として、基材の一面に剥離層が形成されており、この剥離層の表面に、熱転写プリンタにより熱転写されたインクによる印刷インク層が形成されているものが、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷などの印刷方法や蒸着など、版を用いて印刷インク層を形成する場合に比べて少量多品種生産に好適であるなどの理由により提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図２は、インモールド成形の概略を工程順に説明する説明図であり、インモールド成形は、図２（ａ）に示すように、１対の金型１０１Ａ、１０１Ｂの相互間が開いた型開状態とし、金型１０１（符号１０１は、１対の金型１０１Ａ、１０１Ｂを総称する。）の相互間の所定に位置にインモールド用転写フィルム１０２をセットする。この時、インモールド用転写フィルム１０２は、基材１０２ａに形成されている印刷インク層１０２ｂをキャビティ１０１ｃ（図２（ｂ））に充填される材料側に向けて配置される。

ついで、図２（ｂ）に示すように、金型１０１の型締めを行って金型１０１が閉じた型閉状態とする。この時、金型１０１にインモールド用転写フィルム１０２の所定の部分が挟み込まれる。

ついで、図２（ｃ）に示すように、閉状態とされた金型１０１のキャビティ１０１ｃに材料１０３を射出し、その後、金型１０１に射出された材料１０３を冷却して固化して被転写体としての成形品１０４を得る。この時、キャビティ１０１ｃに射出された材料は、キャビティ１０１ｃに配置されているインモールド用転写フィルム１０２の印刷インク層１０２ｂを覆うように充填される。また、材料に接触した印刷インク層１０２ｂは、材料の熱と圧力（射出圧）を受けて成形品１０４の表面に接着（熱転写）される。

ついで、図２（ｄ）に示すように、金型１０１を型開状態として成形品１０４を金型１０１のキャビティ１０１ｃから脱型する。この時、印刷インク層１０２ｂのうちの成形品１０４に接着した部分は、インモールド用転写フィルム１０２の基材１０２ａから剥離される。

このように、インモールド成形においては、成形品１０４への画像である印刷インク層１０２ａの転写による印刷（加飾）が成形と同時に行われるようになっている。

特開２００３−１２７５９６号公報（図１）

ところで、近年においては金型技術およびコンピュータデザインの高性能化が進んでおり、インモールド用転写フィルム１０２においても被転写体１０４に転写する画像としての印刷インク層１０２ａの形状追従性や意匠性などの向上が求められている。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、被転写体に転写する画像としての印刷インク層の形状追従性や意匠性などの向上を容易に図ることのできる高性能のインモールド用転写フィルムを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明に係るインモールド用転写フィルムの特徴は、フィルム状に形成されている基材の一面に剥離層が形成されており、前記剥離層の表面には熱転写プリンタにより熱転写されたインクによる印刷インク層が形成されており、インモールド成形により、被転写体となる成形品の形成と、前記成形品の表面に対する前記印刷インク層の熱転写による印刷とを同時に行うことができるように形成されているインモールド用転写フィルムであって、前記基材と前記剥離層との界面における接着力をＦ１とし、前記剥離層と前記印刷インク層との界面における接着力をＦ２とし、前記印刷インク層と前記被転写体との界面における接着力をＦ３とし、前記剥離層の凝集力をＦ４とし、前記印刷インク層の凝集力をＦ５としたときに、Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ２、Ｆ３＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ１＋Ｆ４＋Ｆ５を満足するように形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、インモールド成形により基材と剥離層との界面で確実かつ容易に剥離を行うことができる。その結果、成形品に転写する印刷インク層の転写性の向上による高性能化を容易に図ることができる。

前記印刷インク層が、少なくとも部分的に多層に形成されており、前記多層部分における隣位の２層の印刷インク層の界面のそれぞれの接着力が、前記Ｆ１より大きく形成されていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、被転写体にフルカラーや多色などの多種多様の印刷を行う場合であってもインモールド成形により基材と剥離層との界面での剥離を確実かつ容易に行うことができる。

前記Ｆ１が０．０２〜０．３（Ｎ／ｃｍ）であることが好ましく、また、前記剥離層および前記印刷インク層は、それぞれのガラス転移温度が５０〜１５０℃であることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、インモールド成形により基材と剥離層との界面での剥離をより確実に行うことができる。

本発明に係るインモールド用転写フィルムによれば、インモールド成形により基材と剥離層との界面で確実かつ容易に剥離を行うことができるので、被転写体に転写する画像としての印刷インク層の形状追従性や意匠性の向上による高性能化を容易に図ることができるなどの優れた効果を奏する。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１は本発明に係るインモールド用転写フィルムの実施形態を示す模式的断面図である。

図１に示すように、本実施形態のインモールド用転写フィルム１は、所定サイズのフィルム（シート）状の基材２の上面に剥離層３が形成されており、この剥離層３の上面には、インモールド成形により被転写体としての成形品１１の表面に転写される印刷インク層４が形成されている。また、本実施形態のインモールド用転写フィルム１は、インモールド成形により、基材２と剥離層３との界面で分離され、印刷インク層４および剥離層３の両者が被転写体となる成形品１１に転写（熱転写）されるように構成されている。

前記印刷インク層４としては、単層であってもよいし、図１に２点鎖線にて示すように多層であってもよい。ここで、印刷インク層４を単層とするか多層とするかは、被転写体となる成形品１１に転写する画像のパターンや色およびこれらの組合せなどの必要に応じて選択すればよい。

本実施形態のインモールド用転写フィルム１は、基材２と剥離層３との界面における接着力をＦ１とし、剥離層３と印刷インク層４との界面における接着力をＦ２とし、印刷インク層４と被転写体との界面における接着力をＦ３とし、剥離層３の凝集力をＦ４とし、印刷インク層４の凝集力をＦ５としたときに、Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ２、Ｆ３＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ１＋Ｆ４＋Ｆ５を満足するように形成されている。勿論、Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ２、Ｆ３＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ１＋Ｆ４＋Ｆ５のすべてを満足するように形成されている。

前記Ｆ１としては、０．０２〜０．３（ｍＮ／ｃｍ）であることが好ましく、０．０５〜０．１（ｍＮ／ｃｍ）であることがより好ましい。Ｆ１がこの範囲を超えると、成形品１１を金型から取り出す際に、基材２の破損やインクの凝集破壊などによる転写不良が発生する傾向があり、この範囲を下回ると、印刷インク層４が基材２から脱落する粉落ちが生じたり、基材２に積層することができない傾向があるからである。

また、前記印刷インク層４が多層に形成されている場合には、多層部分における隣位の２層の印刷インク層４の界面のそれぞれの接着力が、前記Ｆ１より大きく形成されていることが、被転写体にフルカラーや多色などの多種多様の印刷を行う場合であっても、インモールド成形により基材２と剥離層３との界面で確実かつ容易に剥離を行うことができるという意味で肝要である。

すなわち、図１の２点鎖線にて示すように、印刷インク層４が多層に形成されている場合には、印刷インク層４の総数を、Ｎ（但し、Ｎは１以上の整数である。）とし、各印刷インク層４の隣位する相互間の界面におけるそれぞれの接着力をＦＳｎ（但し、ｎは１以上の整数で、その最大値はＮ−１であり、また、剥離層３に隣位する界面のｎは１とする。）としたときに、各界面のそれぞれの接着力ＦＳｎが、ＦＳｎ＞Ｆ１を満足するように形成されていることが肝要である。

なお、前記Ｆ１〜Ｆ５およびＦＳｎの単位は、ｍＮ／ｃｍが一般的である。

前記剥離層３および前記印刷インク層４は、それぞれのガラス転移温度が５０〜１５０℃であることが好ましく、６０〜９０℃であることがより好ましい。ガラス転移温度がこの範囲を超えると成形品１１との接着が弱い傾向があり、この範囲を下回ると金型のキャビティに射出された成形品１１を得るための材料によって画像が変形したり、流れ易い傾向があるからである。したがって、剥離層３および前記印刷インク層４としては、熱可塑性を備え、かつ、それぞれのガラス転移温度が５０〜１５０℃であるものが好ましい。

前記基材２としては、常時は剥離層３を支持し、成形に耐えうる耐熱性、機械的特性（強さ）などを有するものであればよく、一般的にはポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエチレンフィルムなどが挙げられる。

前記基材２の厚さとしては、基材２の耐熱性および機械的特性などがインモールド成形に適切になるように、使用する材料に応じて適宜変更することができるが、その厚さは、好ましくは、２μｍ以上、より好ましくは２〜１００μｍである。

前記剥離層３は、熱転写プリンタによりインクリボンの剥離層形成用のインクを基材２に熱転写することにより形成されていることが、少量多品種生産に好適であるなどの理由により好ましい。

前記剥離層３を形成するための剥離層形成用のインクとしては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、ポリアミド樹脂などを単独もしくは２種以上混合した熱可塑性樹脂が挙げられる。

前記剥離層３の厚さとしては、０．５〜５．０μｍであることが好ましく、１．０〜３．０μｍであることがより好ましい。剥離層３の厚さがこの範囲を超えると成形品１１の縁から剥離層とともに転写した印刷インク層のインクがはみ出すというバリが発生する傾向があり、この範囲を下回ると基材２から剥離層３が安定して剥がれない傾向があるからである。

前記印刷インク層４は、熱転写プリンタによりインクリボンの印刷インク層形成用のインクを剥離層３の表面に熱転写することにより形成されていることが、少量多品種生産に好適であるなどの理由により好ましい。

なお、印刷インク層４を多層とするには、剥離層３の表面に最初のインクによる印刷インク層４が形成され、この印刷インク層４の表面に対して２番目のインクによる２層目の印刷インク層４が形成され、以下必要な層の数だけインクを重ねて多層の印刷インク層４が形成されるようになっている。

前記印刷インク層４を形成するためのインク層形成用のインクとしては、アクリル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル樹脂などを単独もしくは混合した熱可塑性樹脂が挙げられる。このような熱可塑性樹脂には、設計コンセプトなどの必要に応じて、カルナバワックス、キャンデリラワックス、モンタンワックス、セレシンワックスなどの天然ワックスや、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックスを添加することができる。そして、これらで作られた熱可塑性樹脂をバインダとし、このバインダに、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）などの着色剤を混合させインクとする。

前記イエローの着色材としては、例えば、ジスアゾイエローＨＲ、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー５Ｇ、ハンザイエロー３Ｇ、ハンザイエローＧ、ハンザイエローＧＲ、ハンザイエローＡ、ハンザイエローＲＮ、ハンザイエローＲ、ベンジジンイエローなどが用いられる。

前記マゼンタの着色材としては、例えば、キナクリドンレッド、パーマネントカーミンＦ５Ｂ、パーマネントレッド４Ｒ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンＢＳ、パーマネントカーミンＦＢなどが用いられる。

前記シアンの着色材としては、例えば、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシニアニンブルー、フタロシニアニンブルー、フアストスカイブルーなどが用いられる。

前記剥離層３および印刷インク層４としては、そのガラス転移温度が５０〜１５０℃であることが好ましく、６０〜９０℃であることがより好ましい。ガラス転移温度がこの範囲を超えると成形品１１との接着が弱い傾向があり、この範囲を下回ると金型のキャビティに射出された成形品１１を得るための材料によって画像が変形したり、インクが流れ易い傾向があるからである。

なお、前記印刷インク層４は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色を組み合わせて重ねることによりカラー画像を得ることができる。また、印刷インク層４としては、設計コンセプトなどの必要に応じてブラック（ＢＫ）、透明、各種のメタリック色を用いることができる。

前記被転写体となる成形品１１の材料としては、金型のキャビティに射出成形可能な材料であればよく、各種の樹脂、セラミックス、ゴムなどが挙げられる。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

本実施形態のインモールド用転写フィルム１によれば、基材２と剥離層３との界面における接着力をＦ１とし、剥離層３と印刷インク層４との界面における接着力をＦ２とし、印刷インク層４と被転写体との界面における接着力をＦ３とし、剥離層３の凝集力をＦ４とし、印刷インク層４の凝集力をＦ５としたときに、Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ２、Ｆ３＞Ｆ１、Ｆ３＞Ｆ１＋Ｆ４＋Ｆ５を満足するように形成されているので、インモールド成形により基材２と剥離層３との界面で確実かつ容易に剥離を行うことができる。

すなわち、インモールド成形により、剥離層３および印刷インク層４を基材２から確実に剥離（分離）して、被転写体としての成形品１１の表面に確実かつ容易に熱転写することができる。

その結果、被転写体としての成形品１１に対する印刷インク層４の熱転写による転写性の向上による高性能化を容易に図ることができる。すなわち、被転写体に転写する画像としての印刷インク層４の形状追従性や意匠性の向上による高性能化を容易に図ることができる。

また、本実施形態のインモールド用転写フィルム１によれば、印刷インク層４が、少なくとも部分的に多層に形成されており、多層部分における隣位の２層の印刷インク層４の界面のそれぞれの接着力が、前記Ｆ１より大きく形成されているので、被転写体としての成形品１１の表面にフルカラーや多色などの多種多様の印刷を行う場合であってもインモールド成形により基材２と剥離層３との界面での剥離を確実かつ容易に行うことができる。

また、本実施形態のインモールド用転写フィルム１によれば、前記Ｆ１が０．０２〜０．３（Ｎ／ｃｍ）とされているので、インモールド成形により基材２と剥離層３との界面での剥離をより確実に行うことができる。

また、本実施形態のインモールド用転写フィルム１によれば、剥離層３および印刷インク層４のそれぞれのガラス転移温度が５０〜１５０℃とされているので、インモールド成形により基材２と剥離層３との界面での剥離をより確実に行うことができる。

ここで、インモールド用転写フィルム１における基材２と剥離層３の接着力Ｆ１について詳しく説明する。

インモールド用転写フィルム１における基材２と剥離層３の接着力Ｆ１は、剥離層３と基材２との付着力によって決定される。そこで、本発明者らは、剥離層３に、トルエン／メチルエチルケトン＝５０／５０（質量比）、ガラス転移温度７０〜８０℃のポリエステル樹脂、および、ガラス転移温度５０〜７０℃のアクリル樹脂の３者の質量比を変えた各種混合溶液をポリエステルフィルム上にバーコーターで塗工し、Ｆ１の値を、０．０１Ｎ／ｃｍ、０．０２Ｎ／ｃｍ、０．１０Ｎ／ｃｍ、０．２Ｎ／ｃｍ、０．３０Ｎ／ｃｍ、０．４０Ｎ／ｃｍ、０．５Ｎ／ｃｍとした７種類の試料を作成した。なお、各試料のＦ１の値の測定は、ＨＥＩＤＯＮＴＹＰＥ１４：ＤＲを用いた。

ついで、これらの試料に、熱転写プリンターでそれぞれ同一の画像（印刷インク層４）を形成した後、ナビタスインモールディングソリューションズ社製のインモールド用転写箔送り装置を用いてインモールド成形を行い、転写状態について、成形品１１に転写した画像の変形、バリおよび転写欠損という不具合の有無を目視で評価した。なお、インモールド成形条件は、金型温度＝８０℃、射出温度＝２６０℃、射出圧力＝１２０ＭＰａ、射出スピード＝３５ｍｍ／ｓｅｃで行った。また、成形品１１の材料としてアクリル樹脂を使用した。

前記Ｆ１の値が０．０１Ｎ／ｃｍの試料では、印刷インク層４が基材２から部分的に脱落するという粉落ちが発生し、インモールド用転写フィルムとして使用することできないことが判明した。

前記Ｆ１の値が０．０２、０．１０、０．２０、０．３０Ｎ／ｃｍの４種類の試料では、画像の変形、バリおよび転写欠損がなく、良好な転写性が得られることが判明した。

前記Ｆ１の値が０．４０Ｎ／ｃｍの試料では、画像の変形、バリおよび転写欠損が発生し、良好な転写性を得ることができないことが判明した。

前記Ｆ１の値が０．５０Ｎ／ｃｍの試料では、画像の変形、バリおよび転写欠損に加えて、基材２の破損が発生し、良好な転写性を得ることができないことが判明した。

したがって、Ｆ１の値を０．０２〜０．３０Ｎ／ｃｍとすることで、インモールド成形時に、基材２と剥離層３との界面で確実に分離（剥離）することができることになる。その結果、インモールド成形による成形品１１への画像の変形、バリおよび転写欠損のない、画像としての印刷インク層４の転写を確実かつ容易に行うことができる。すなわち、被転写体に転写する画像の形状追従性や意匠性の向上による高性能化を容易に図ることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係るインモールド用転写フィルムの実施形態を示す模式的断面図インモールド成形の概略を工程順に説明する説明図

符号の説明

１インモールド用転写フィルム
２基材
３剥離層
４印刷インク層
１１成形品
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ金型

Claims

フィルム状に形成されている基材の一面に剥離層が形成されており、前記剥離層の表面には熱転写プリンタにより熱転写されたインクによる印刷インク層が形成されており、インモールド成形により、被転写体となる成形品の形成と、前記成形品の表面に対する前記印刷インク層の熱転写による印刷とを同時に行うことができるように形成されているインモールド用転写フィルムであって、
前記基材と前記剥離層との界面における接着力をＦ１とし、
前記剥離層と前記印刷インク層との界面における接着力をＦ２とし、
前記印刷インク層と前記被転写体との界面における接着力をＦ３とし、
前記剥離層の凝集力をＦ４とし、
前記印刷インク層の凝集力をＦ５としたときに、
Ｆ２＞Ｆ１、
Ｆ３＞Ｆ２、
Ｆ３＞Ｆ１、
Ｆ３＞Ｆ１＋Ｆ４＋Ｆ５
を満足するように形成されていることを特徴とするインモールド用転写フィルム。
前記印刷インク層が、少なくとも部分的に多層に形成されており、前記多層部分における隣位の２層の印刷インク層の界面のそれぞれの接着力が、前記Ｆ１より大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインモールド用転写フィルム。
前記Ｆ１が、０．０２〜０．３（ｍＮ／ｃｍ）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインモールド用転写フィルム。
前記剥離層および前記印刷インク層のそれぞれのガラス転移温度が５０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のインモールド用転写フィルム。