JP2010194989A

JP2010194989A - 加飾シート、加飾シートの製造方法および加飾成形品の製造方法

Info

Publication number: JP2010194989A
Application number: JP2009045370A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Murakami; 忠弘村上
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】熱圧成形時の柚肌防止とトリミング時のクラック防止の両方を実現する加飾シートを提供する。
【解決手段】表面シート２上に、柚肌防止シート３、絵柄層４、裏面シート５が順次積層される。また、柚肌防止シートの厚みが５μｍ以上、測定温度１６０℃および２５℃の両方で表面シートのヤング率が柚肌防止シートのヤング率よりも大きく、表面シート２に対する柚肌防止シートの厚みが９：１〜７：３の条件を満たす。
【選択図】図１

Description

この発明は、プラスチック製の自動車内外装品・家電製品・携帯電話等の成形品の成形と同時に加飾する、いわゆる成形同時加飾技術の分野における加飾シートと、加飾シートの製造方法および加飾成形品の製造方法に関する。

従来から、表面シート１０２上に、絵柄層１０３、接着層１０４、成形樹脂と接着可能な裏面シート１０５をこの順で有する加飾シート１０１がある（図３参照）。裏面シート１０５は、高温で溶融した成形樹脂が直に圧接、衝突する層である。この加飾シート１０１は、真空成形や圧空成形などにより所望の立体形状に熱圧成形した後に、トリミングを行い不要な部分を切り落とし、射出成形用金型内に装着して裏面シート１０５と成形樹脂とを一体化させる。

特開２００２−２７３８３０号公報

しかし、従来の加飾シート１０１を用いる場合、表面シート１０２に軟質な材料を用いると熱圧成形において真空成形金型１１１の真空吸引口１１２から真空引きをして加飾シート１０１に３次元形状を形成する際、絵柄層１０３のパターンの凹凸が表面シート１０２上に現れて意匠性が低下するという不具合（以降、この現象を柚肌１２２と呼ぶ）が発生する（図４（ａ）参照）。逆に表面シート１０２に硬質な材料を用いると熱圧成形の工程での柚肌１２２による不具合は改善されるが、熱圧成形後の打ち抜き型１１３の切断刃１１４によるトリミングの工程にて加飾シート１０１にクラック１２１が入ったり、割れるなどの不具合が発生する（図４（ｂ）参照）。すなわち、熱圧成形時の柚肌防止とトリミング時のクラック防止の両方を実現することが困難であった。

本発明は、熱圧成形時の柚肌防止とトリミング時のクラック防止の両方を実現する加飾シートを提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するため、以下のような特徴を備える。

本発明の加飾シートは、表面シート上に、柚肌防止シート、絵柄層、裏面シートが順次積層されたことを特徴とする。

また、上記の発明において、柚肌防止シートの厚みが５μｍ以上、測定温度１６０℃および２５℃の両方で表面シートのヤング率が柚肌防止シートのヤング率よりも大きく、表面シート２に対する柚肌防止シートの厚みが９：１〜７：３の条件を満たすようにしてもよい。

本発明の加飾成形品の製造方法は、上記の発明の加飾シートを真空成形または圧空成形により所望の立体形状に熱圧成形させた後に、射出成形用金型に入れて成形樹脂を射出することにより成形品表面に加飾シートの裏面シート側を一体化接着するか、または、射出成形用金型に入れた後に、射出成形用金型内で真空成形または圧空成形により金型の表面に沿うように所望の立体形状に熱圧成形させてから成形樹脂を射出することにより成形品表面に加飾シートの裏面シート側を一体化接着することを特徴とする。

本発明の加飾シートは柚肌防止シートを備える。したがって、熱圧成形時にも表面に柚肌が発生しない。

本発明の加飾シートは柚肌防止シート３の厚みが５μｍ以上、測定温度１６０℃および２５℃の両方で表面シート２のヤング率が柚肌防止シート３のヤング率よりも大きく、表面シート２に対する柚肌防止シート３の厚みが９：１〜７：３の条件を満たす。したがって、熱圧成形時の柚肌防止とトリミング時のクラック防止の両方を実現する。

本発明の加飾シートを示す断面図である。本発明の加飾シートを用いた熱圧成形の工程およびトリミングの工程を示す断面図である。従来の加飾シートを示す断面図である。従来の加飾シートを用いた熱圧成形の工程およびトリミングの工程を示す断面図である。

図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳しく説明する。

まず、本発明の加飾シート１について説明する（図１参照）。

加飾シート１は、表面シート２上に、柚肌防止シート３、絵柄層４、裏面シート６が順次積層されたものである。必要により、接着層５が例えば絵柄層４と裏面シート６との間に形成される。加飾シート１はインサート成形に使用されるインサートシートである。

表面シート２は、この発明の加飾シート１が成形品表面に一体化接着した後に、絵柄層４や接着層５を保護する機能を有するシートである。絵柄層４の柄を透過させる必要がある場合は、光透過性を有する必要がある。表面シート２の材質の例示としては、アクリル樹脂や、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂などがあるが、トリミング工程時にクラックが入らない程度の軟質性が求められる。

柚肌防止シート３は、絵柄層４のパターンの凹凸が表面シート２上に現れて意匠性が低下するのを防止するためのものである。絵柄層４や接着層５が印刷により形成される場合は、印刷原反としての機能も有する。柚肌防止シート３の材質としては、表面シート２と同様の材質でよいが、絵柄層４のパターンの凹凸が軟質である表面シート２上に現れないようにするため、硬質性が求められる。また、表面シート２と柚肌防止シート３との間には必要に応じて接着層（図示せず）を設けてもよい。この接着層は、ウレタン樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂、アクリル−ケトン樹脂、アクリル−ビニル樹脂、アクリル樹脂などがある。この接着層の形成方式としては、例えばグラビア印刷がある。

本発明者は鋭意努力の結果、加飾シート１として柚肌防止シート３の厚みが５μｍ以上、熱圧成形時およびトリミング時の両方において表面シート２が柚肌防止シート３より柔らかい、すなわち、代表値として測定温度１６０℃および２５℃の両方で表面シート２のヤング率が柚肌防止シート３のヤング率よりも大きく、表面シート２に対する柚肌防止シート３の厚みが９：１〜７：３の条件を満たすようにすれば、熱圧成形時の柚肌防止とトリミング時のクラック防止の両方を実現する事を見出した。すなわち、この条件を満たす加飾シート１は、熱圧成形において真空成形金型１１の真空吸引口１２から真空引きをして加飾シート１に３次元形状を形成する際にも表面に柚肌が現れることはなく、その後の打ち抜き型１３の切断刃１４によるトリミング時においてもクラックが発生せず、きれいな切断面２１が形成される（図２参照）。柚肌防止シート３が５μｍ未満では十分な硬質性が得られず、厚みの比が９：１を超えて表面シート２が厚いと柚肌が表面に現れ、７：３に満たないと例え表面シート２が表面にあっても柚肌防止シートによるクラックが現れてしまう。表面シート２および柚肌防止シート３のヤング率の測定は、株式会社東洋精機製作所製ＳＴＲＯＧＲＡＰＨＶ１−Ｄを用いて行うことができる（試験方法：ＡＳＴＭＤ８８２）。

表面シート２と柚肌防止シート３のトータルの厚みは２０〜５００μｍの範囲とするのが好ましい。厚さが２０μｍ未満であると、絵柄層４を保護する機能が低下する問題がある。また、５００μｍを越えると、絞り加工するのに大きな熱量が必要になり、また材料費も高くなるという不具合がある。

絵柄層４は、成形品を加飾するための柄を表現する機能を有する層である。絵柄層４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。絵柄層４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。絵柄層４の厚さとしては、１〜３０μｍが好ましい。絵柄層４は着色インキに限らず、金属蒸着層等を形成して金属光沢のある意匠表現をする場合もある。金属蒸着層の材質としては、アルミ、クロム、銅、スズなどを用いる。金属蒸着層の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いればよい。

必要により形成される接着層５は、例えば絵柄層４に裏面シート６を接着させる機能を有する層である。接着層５は、ウレタン樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂、アクリル−ケトン樹脂、アクリル−ビニル樹脂、アクリル樹脂などがある。接着層５の形成方式としては、例えばグラビア印刷がある。

裏面シート６は、成形樹脂と接着可能な熱可塑性樹脂からなるシートである。裏面シート６は、射出された成形品と加飾シート１とを一体化接着させるためのシートであるため、成形樹脂と同じ種類の樹脂を選択するのが好ましい。相溶性を高めてより強固に接着させるためである。また、裏面シート６は、比較的強靱で成形樹脂の熱圧の影響を絵柄層にまで波及させにくくするためのシートでもある。また、裏面シート６は、公知の真空成形法や圧空成形法等により所望の立体形状にされた加飾シート１が常温に冷却された後もその立体形状を保持させたり、複雑な形状や伸縮率が大きい場合にでも絵柄層４を破壊させないようにしたりすることができるようにするためのシートでもある。裏面シート６は、絵柄層４や接着層５が印刷により形成される場合、裏面シート６は、印刷原反としての機能も有する。絵柄層４の柄を透過させる必要がある場合は、光透過性を有する必要がある。裏面シート６の材質の例示としては、アクリル樹脂や、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂などがある。いずれも、厚み５０〜１０００μｍの範囲のものがある。裏面シート６を接着層５上に形成する方法としては、例えばシート状物どうしを積層する一般的な方法の熱ラミネート法がある。

次に、加飾シート１を使用して加飾成形品を製造する方法について説明する。

この発明の加飾成形品の製造方法は、加飾シート１を真空成形または圧空成形により所望の立体形状に熱圧成形させた後に、射出成形用金型に入れて成形樹脂を射出することにより成形品表面に加飾シート１の裏面シート６側を一体化接着して加飾するか、射出成形用金型に入れた後に、射出成形用金型内で真空成形または圧空成形により金型の表面に沿うように所望の立体形状に熱圧成形させてから成形樹脂を射出することにより成形品表面に加飾シート１の裏面シート６側を一体化接着して加飾するものである。所望の立体形状とは実施者が意図する３次元の形状のことをいう。真空成形とは、熱成形法として最も広く行われている方法で、シートを型の上にクランプしたまま加熱軟化させ、型とシートとの隙間を真空にして、シートを型に密着させて成形し、冷却後に真空を解除して立体形状の成形品（シート）を取り出す方法をいう。なお、常温で延伸可能なシートに対して真空度を高く設定する場合は、常温でシートを型に密着させることもできる。圧空成形とは、加熱して軟化させたシートをクランプし、圧縮空気の力でシートを引き延ばして型に沿わせ、冷却後に圧縮空気を解除して立体形状の成形品（シート）を取り出す方法をいう。

加飾シート１は、熱圧成形において真空成形金型１１の真空吸引口１２から真空引きをして加飾シート１に３次元形状を形成する際にも表面に柚肌が現れることはなく、その後の打ち抜き型１３の切断刃１４によるトリミング時においてもクラックが発生せず、きれいな切断面２１が形成される（図２参照）。

なお、常温で延伸可能なシートに対して圧空の圧力を高く設定する場合は、常温でシートを型に密着させることもできる。成形樹脂は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン・プロピレンラバー・スチレン共重合樹脂）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂）、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、ＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、ＰＰ樹脂、ＰＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂の混合物などに代表されるもので限定はされない。金型外で立体形状にする場合のメリットは、射出成形装置を改造する必要がなく、既存の一般的なシートの成形装置を利用できるため、導入が容易である点があげられる。金型内で立体形状にする場合のメリットは、金型外で立体形状化するよりも成形工程数が１工程少なくてすむことや、シートを大きく移動させる距離が減ることなどがあげられる。

このようにして得られるいわゆるインサート成形品である加飾成形品は、表面に柚肌のなく外周のクラックがない美麗な成形品である。

表面シート２として厚み９０μｍの軟質アクリル樹脂シートに対し柚肌防止シート３として１０μｍの硬質アクリル樹脂シートを共押し出しによりラミネートした後、絵柄層４と接着層５をグラビア印刷にて形成し、次いで裏面シート６として厚み４００μｍのＡＢＳ樹脂シートと熱ラミネートすることにより、自動車部品用の加飾シート１を得た（図１参照）。ここで、表面シート２および柚肌防止シート３としては、測定温度１６０℃および２５℃の両方で表面シート２のヤング率が柚肌防止シート３のヤング率よりも大きいものである。この加飾シート１を、軟化点以上の熱源温度４９５〜５０５℃で１０秒間加熱し（加飾シートの表面温度１５０℃）、真空成形により自動車部品（コンソール）の立体形状に熱圧成形させた。この加飾シート１は、熱圧成形において真空成形金型１１の真空吸引口１２から真空引きをして加飾シート１に３次元形状を形成する際にも表面に柚肌が現れることはなく、その後の打ち抜き型１３の切断刃１４によるトリミング時においてもクラックが発生せず、きれいな切断面２１が形成された（図２参照）。この３次元形状に形成された加飾シート１を射出成形用金型に入れて成形樹脂（ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂との混合物）を射出することにより、成形品表面に加飾シート１の裏面シート６側が一体化接着された加飾成形品である自動車部品を得た。この自動車部品は表面に柚肌のなく外周のクラックがない美麗なものであった。

１加飾シート
２表面シート
３柚肌防止シート
４絵柄層
５接着層
６裏面シート
１１真空成形金型
１２真空吸引口
１３打ち抜き型
１４切断刃
２１切断面
１０１加飾シート
１０２表面シート
１０３絵柄層
１０４接着層
１０５裏面シート
１１１真空成形金型
１１２真空吸引口
１１３打ち抜き型
１１４切断刃
１２１クラック
１２２柚肌

Claims

表面シート上に、柚肌防止シート、絵柄層、裏面シートが順次積層されたことを特徴とする加飾シート。
柚肌防止シートの厚みが５μｍ以上、測定温度１６０℃および２５℃の両方で表面シートのヤング率が柚肌防止シートのヤング率よりも大きく、表面シート２に対する柚肌防止シートの厚みが９：１〜７：３の条件を満たす請求項１記載の加飾シート。
請求項１または２に記載の加飾シートを真空成形または圧空成形により所望の立体形状に熱圧成形させた後に、射出成形用金型に入れて成形樹脂を射出することにより成形品表面に加飾シートの裏面シート側を一体化接着するか、または、射出成形用金型に入れた後に、射出成形用金型内で真空成形または圧空成形により金型の表面に沿うように所望の立体形状に熱圧成形させてから成形樹脂を射出することにより成形品表面に加飾シートの裏面シート側を一体化接着することを特徴とする加飾成形品の製造方法。