JP2011000710A

JP2011000710A - 加飾シート、加飾シート成形体、及び加飾シートの製造方法

Info

Publication number: JP2011000710A
Application number: JP2009142831A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takahashi; 大高橋; Yuichi Hyodo; 裕一兵藤; Tatsuji Amano; 辰次天野; Tokuyoshi Kawai; 得義川合
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-01-06
Also published as: CN101920586A

Abstract

【課題】電子機器等の動作に影響を及ぼすことのない材料を用いながら、金属的な光沢と所望の色とを有した美麗な外観を得ることのできる加飾シート、及びその成形体、並びに加飾シートの製造方法を提供する。
【解決手段】透光性を有する樹脂からなる基材フィルム上に、昇華性染料が定着されることにより形成される染色層と、染色層の上に基材フィルムの屈折率に対して高い屈折率を持つ薄膜と相対的に低い屈折率を持つ薄膜とが交互に積層され金属酸化物の誘電体薄膜からなる反射増加膜層とが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は携帯電話機、電子機器等に用いられる加飾された筐体を得るための加飾シート、加飾シート成形体、及び加飾シートの製造方法に関する。

従来、携帯電話機や電子機器等の筐体に対して美観を高めるために、その表面に金属的な光沢（メタリック感）を持たせる技術が知られている。このような技術としては基材フィルムに所望の色をプリンタを用いて印刷により形成した有色樹脂層と、金属薄膜層とを有した加飾シートを形成し、この加飾シートを用いてインサート成形により加飾シート成形体を得て、金属光沢を有する樹脂成形体を得る方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−２５５６６６号公報

しかしながら、特許文献１のように金属光沢を付与するために導電性の金属薄膜層を形成すると、携帯電話機や電子機器等の動作不良を招き易くなる。特に携帯電話機のようにアンテナを用いて送受信を行うような機器の場合には受信感度が低下する等の問題が生じやすい。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、電子機器等の動作に影響を及ぼすことのない材料を用いながら、金属的な光沢と所望の色とを有した美麗な外観を得ることのできる加飾シート、及びその成形体、並びに加飾シートの製造方法を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）本件発明の加飾シートは、透光性を有する樹脂からなる基材フィルムの片面に染色層と、該染色層の上に金属酸化物の誘電体薄膜からなる反射増加膜層とが形成されてなることを特徴とする。
（２）（１）の加飾シートにおいて、前記染色層は前記基材フィルムの片面に昇華性染料が定着されることにより形成されていることを特徴とする。
（３）（２）の加飾シートにおいて、前記反射増加膜層は前記基材フィルムの屈折率に対して高い屈折率を持つ薄膜と相対的に低い屈折率を持つ薄膜とが交互に積層されていることを特徴とする。
（４）本件発明の加飾シート成形体は、透光性を有する樹脂からなる基材フィルムと、該基材フィルムよりも厚い肉厚を持ち前記基材フィルムと接合される樹脂基板と、前記基材フィルムと樹脂基板との接合面に設けられる染色層及び反射増加膜層と、を有することを特徴とする。
（５）加飾シートの製造方法において、透光性を有する基材フィルムの片面に染色を行い染色層を形成する第１ステップと、該第１ステップにより形成した前記染色層上に反射増加膜を形成する第２ステップと、を有することを特徴とする。
（６）（５）の加飾シートの製造方法において、前記第１ステップは気相転写染色法により染色を行うことを特徴とする。

本発明によれば、電子機器等の動作に影響を及ぼすことのない材料を用いながら、金属的な光沢と所望の色とを有した美麗な外観を得ることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は本実施形態の加飾シートの例を示した模式図である。

図示する加飾シート１０は、ベースとなる基材フィルム１に染色層２，反射増加膜層３が形成されてなる。基材フィルム１としては、ある程度の耐熱性を有し所定の染料にて染色可能な透明の樹脂フィルムを好適に用いることができる。具体的にはポリエチレンテレフタラート，ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリエポキシ等の熱硬化性樹脂を使用することが可能である。また、基材フィルム１の厚さは、好ましくは０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。基材フィルムの厚さが０．０１ｍｍ未満であると染色時や成形時の熱によって許容できない収縮、変形等の問題が生じやすい。また、０．５ｍｍより厚い場合には、加工性が低下し扱い難くなる。

染色層２は基材フィルム１の片面を染色することにより形成される層である。このような染色層２は、昇華性を有する染料をフィルムに接触させ加熱により定着させることにより得られる。染色方法は基材フィルム１の片面を染色できる方法であればよいが、特に気相転写染色方法を好適に用いることができる。

次に本実施形態における基材フィルム１を染色する方法について図２は気相転写染色方法の工程の概略を示した模式図である。気相転写染色用インク３種類（赤、青、黄）を市販のインクジェットプリンタ用のインクカートリッジ４１にそれぞれ入れ、図示するインクジェットプリンタ４０（以後、プリンタと記す）にこのカートリッジを装着する。プリンタ４０は市販のものを使用する。なお、気相転写染色用インクに用いられる染料としては、キノフタロン系やアントラキノン系等の昇華性染料が好適に用いられる。

次に、このプリンタ４０を使用して所望の色をプリントさせるために、市販されているパーソナルコンピュータ５０（以下ＰＣという）を使用して、印刷される色相及び濃度の調製を行う。色相の調製はＰＣ５０のドローソフトにより行うため、所望する色データをＰＣ５０内に保存しておくことができ、必要になったときに何度でも同じ色調が得られるようになっている。また、色の濃淡もデジタル管理されるため、必要なときに何回でも同じ濃度の色を所望することができる。

昇華性染料を印刷する基体には、市販のプリンタ用紙を使用する。基体１００はプリンタ用紙に限らずプリンタ４０にて印刷可能なものであれば特に限定されないが、気相転写時に熱を加えるため、熱吸収のよいものを使用することが好ましい。また、本実施形態ではインクジェットプリンタを用いているが、これに限るものではなく、例えばレーザプリンタ等の昇華性染料を所定の基体に塗布することのできる印刷手段であればよい。

プリンタ４０に基体１００を入れ、ＰＣ５０の操作により、予め設定しておいた色相及び濃度にて印刷を行う。印刷された基体１００には染色用インクが塗布された着色層１００ａが印刷される。着色層１００ａの大きさは用いる基材フィルム１よりも若干大きいものが好ましい。なお、着色層１００ａは全域に渡って均一な色合いであってもよいし、異なる色、グラデーション、模様等を有するものであってもよい。

次に着色された基体１００を用いて気相転写染色法により基材フィルム１を染色する。気相転写染色法は、昇華性染料が塗布された基体を真空雰囲気中にて加熱し、染料を昇華させ対向するフィルムに蒸着させた後、基材フィルムを所定温度で加熱することにより染料を定着させ染色を行うものである。初めに着色された基体１００と基材フィルム１を真空気相転写機本体２０内に設置して着色層１００ａの昇華性染料を基材フィルム１に蒸着させる。２０は真空気相転写機本体であり、正面には基体１００や基材フィルム１を出し入れするための図示無き取出し口が設けられている。２１は基体１００に形成された着色層１００ａの染料を昇華させるための加熱手段となるハロゲンランプである。なお、本実施形態では加熱手段としてハロゲンランプを用いているが、これに限るものではなく、基体を加熱することができるものであればよい。２２はロータリーポンプであり、本体２０内をほぼ真空にさせるために使用する。２３はリークバルブであり、このバルブを開くことでほぼ真空になった本体２０内に外気を入れ大気圧に戻すものである。

３０は基体１００と基材フィルム１とをセットするための治具である。治具３０は基材フィルム１を載置するためのフィルム載置台と基体１００を載置するための基体載置台からなる。基材フィルム１の染色予定面と基体１００の着色層１００ａ側の面とを非接触にて対向させた状態にて治具３０にセットした後、本体２０を密封してロータリーポンプ２２を用いて真空状態にする。本体２０が所定の真空度に達したらハロゲンランプ２１を点灯させ、基体１００を上方から非接触にて加熱する。基体１００上での加熱温度は染料の変質やフィルムの変形が生じない中で、できるだけ高い温度になるようにすることが好ましい。
ハロゲンランプ２１の点灯により基体１００が加熱されるため、着色層１００ａより染料が昇華、蒸散し、基材フィルム１の染色予定面に蒸着する。ハロゲンランプ２１の点灯による基体１００への加熱は着色層１００ａ上の染料が殆ど昇華、蒸散するまで行えばよい。

加熱が終了したら、ハロゲンランプ２１の点灯を止めるとともにリークバルブ２２を開いて常圧に戻し、本体２０の扉を開け染料が蒸着した基材フィルム１を取り出す。基材フィルム１には昇華した染料が蒸着しているが、このままでは取れやすいので、オーブン６０に入れ、常圧下にて加熱し定着させる。この工程は基材フィルム１の耐熱温度以下で、できるだけ高温に設定された温度にオーブン内を加熱し、所望の色相及び濃度を得るために予め定めておいた時間が経過した後にオーブン内から基材フィルム１を取り出すといった手順で実行される。オーブン６０の加熱温度は染料の変質やフィルムの変形が生じない範囲でできるだけ高い温度が好ましく、例えば、加熱温度は５０〜１５０℃程度である。オーブン６０によって所定時間加熱されることによって、基材フィルム１に蒸着した染料は定着して染色層２を形成し、フィルムの片面が所望の色にて染色されることとなる。

図１に示す反射増加膜層３は染色層２の上に形成される。反射増加膜層３は金属酸化物の誘電体薄膜を１層、または２層以上形成することによって構成され、透過性を有しつつ、基材フィルム１の表側から入射される光を反射して金属的な光沢を生じさせるための層である。なお、一般的に用いられる透明基板の両面合わせた反射率は数％程度とされている。したがって、これ以上の反射率を得られれば反射増加膜として効果があるとされる。このため、反射増加膜層３による反射率は可視域において１０％〜８０％程度が得られる膜構成であればよい。反射率が８０％を超えるような膜構成を形成することも可能であるが、薄膜の積層数を増加させる必要があるため、生産性が悪くなる。

このような反射増加膜層３を構成する薄膜は、使用する基材フィルム１の種類に応じて適宜選択されるが、基材フィルム１の屈折率よりも高い屈折率を持つ薄膜と、基材フィルム１の屈折率よりも低い屈折率（または高屈折率の薄膜に対して相対的に低い屈折率）を持つ薄膜とを用いて、これらの薄膜を基材フィルム１上に単層、もしくは交互に積層することにより反射増加膜層３が形成される。なお、基材フィルム１上に最初に形成される薄膜は高屈折率の薄膜となる。１層のみ形成する場合も高屈折率の薄膜を形成させる。このような高屈折率の薄膜は、屈折率１．５０〜２．５０程度の範囲のものが使用される。具体的には高屈折率の薄膜の主成分には、ＺｒＯ₂（屈折率１．９）や、ＴｉＯ₂（屈折率２．２）等の金属酸化物が挙げられる。また、これ以外にもＴａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅を用いてもよい。また、低屈折率の薄膜は、屈折率１．３５〜１．６０程度の範囲のものが使用され、具体的に低屈折率の薄膜の主成分にはＳｉＯ₂（屈折率１．４６）等の金属酸化物挙げられる。これらの高屈折率及び低屈折率の薄膜は、所望する反射増加効果が得られるために必要な膜厚であればよい。また、特定の波長域の光を特に反射させるように各誘電体薄膜の膜厚を調整することにより、反射増加膜層３による反射光に特定の色を付することができ、染色層２の色と合わせることによって、より多彩な色合いを表現させることが可能である。
なお、本実施形態では、高屈折率の薄膜としてＴｉＯ₂を用い、低屈折率の薄膜としてＳｉＯ₂を用いるものとし、基材フィルム１に形成された染色層２上に高屈折率の薄膜を、その上に低屈折率の薄膜を形成し、これを交互に３層積層させることにより反射増加膜３を形成する。このような薄膜の形成は、真空蒸着法やスパッタ法等、の既知の薄膜形成手法により行うことができる。

このような工程を得ることによって加飾シート１０を得た後、この加飾シート１０と基板５とを張り合わせることにより加飾シート成形体を得る。図３は加飾シート成形体の概略構成を示した図である。基板５は携帯電話機や電子機器等のパネル（カバー）に用いられるものであり、基材フィルムよりも肉厚が厚い透明な樹脂にて形成されている。このような基板５に対して加飾シート１０の反射増加膜層３側を接着層４を用いて接着させる。接着層４は基材同士を接合するための既知の接着剤や両面テープ等を好適に用いることができる。基板５の裏面には遮光を行い、より染色層と反射増加膜層によるデザイン色を際立たせる下地層６が印刷等により白色の裏打ちを行うことにより形成される。なお、本実施形態では加飾シート成形体は基板と加飾シートとを接着することにより形成するものとしたが、これに限るものではなく、フィルムインサート成形を用いて、加飾シート成形体を得ることもできる。

また、本実施形態では染色層と反射増加膜層とを基材フィルムに形成し、これを加飾シートとして基板に接合させることにより、加飾シート成形体を得るものとしているが、これに限るものではなく、基材フィルムと基板との間に染色層及び反射増加膜層とが形成された加飾シート成形体であればよい。例えば、基材フィルム側には染色層のみを形成し、基板上に反射増加膜を形成して両者を接合するものであってもよい。また、基材フィルム側に反射増加膜層を、基板側に染色層を形成し両者を接合する構成、さらに基板上に染色層と反射増加膜層とを形成し、基材フィルムを接合させる構成であってもよい。
＜実施例１＞
基材フィルムとして、Ａ４サイズ，厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタラートを用いた。基材フィルムの片面に気相転写染色法を用いて染色を行った。市販のパーソナルコンピュータに附属のドローソフトを使用して、赤、青、黄のインクの出力量を各々、44％，70％，88％に設定し、プリンターを用いてＡ４サイズのプリンタ用紙全域に均一な色濃度となるように出力を行った。使用したインクはアントラキノン系昇華性染料を含有する（株）ニデック製、Red NK-1，Yellow NK-１，Blue NK-１を用いた。

前述した真空気相転写機を用いて、インク塗布済の紙から基材フィルムへ染料を昇華させ蒸着を行った。蒸着条件としては、真空度0.2ｋPa、加熱温度は紙上にて２３０℃となるまでハロゲンランプを点灯させた。片面に染料が蒸着したフィルムをオーブン（ヤマト科学（株）製、DKN612）にて約１２０℃、２時間の加熱を行い染料の定着作業を行った。

次に、真空蒸着機を用いて染色された基材フィルムの染色面に反射増加膜層を形成した。反射増加膜は染色面より順に光学膜厚２０ｎｍのＴｉＯ₂膜，１２５ｎｍのＳｉＯ₂膜，１２５ｎｍのＴｉＯ₂膜を形成し、反射増加膜を形成した。得られた加飾シートを反射増加膜側の面を接着面として、樹脂接着用の両面テープ（積水化学工業（株）製 #5410）を用いて厚さ１ｍｍのポリカーボネート板（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製 MR5GH）に接着させ、加飾シート成形体を得た。また、基板裏面には印刷により白色の裏打ち処理をおこなった。得られた加飾シート成形体をフィルム側から目視にて観察したところ、色ムラ等もなく、メタリック感のある美麗な外観であった。また、得られた加飾シート成形体の反射率を（株）日立製作所製、分光光度計Ｕ−４０００を用いて測定したところ、１４％であった。

＜実施例２＞
気相転写染色において、プリンタ用紙にグラデーション状となるようにインクの出力を行った以外は、すべて実施例１と同様の条件にて実施し、加飾シート成形体を得た。得られた加飾シート成形体をフィルム側から目視にて観察したところ、美麗なメタリック感のあるグラデーション色の外観であった。

＜比較例＞
反射増加膜を形成しないこと以外は、すべて実施例１と同様の条件にて実施し、加飾シート成形体を得た。得られた加飾シート成形体をフィルム側から目視にて観察したところ、色ムラはなかったが、メタリック感のある光沢がなかった。また、得られた加飾シート成形体の反射率を実施例１と同様に測定したところ、４％であった。

本実施形態における加飾シートの構成を示した図である。本実施形態における気相転写染色法の工程を示した図である。本実施形態における加飾シート成形体の構成を示した図である。

１基材フィルム
２染色層
３反射増加膜層
４接着層
５基板
６下地層
１０加飾シート

Claims

透光性を有する樹脂からなる基材フィルムの片面に染色層と、該染色層の上に金属酸化物の誘電体薄膜からなる反射増加膜層とが形成されてなることを特徴とする加飾シート。
請求項１の加飾シートにおいて、前記染色層は前記基材フィルムの片面に昇華性染料が定着されることにより形成されていることを特徴とする加飾シート。
請求項２の加飾シートにおいて、前記反射増加膜層は前記基材フィルムの屈折率に対して高い屈折率を持つ薄膜と相対的に低い屈折率を持つ薄膜とが交互に積層されていることを特徴とする加飾シート。
透光性を有する樹脂からなる基材フィルムと、該基材フィルムよりも厚い肉厚を持ち前記基材フィルムと接合される樹脂基板と、前記基材フィルムと樹脂基板との接合面に設けられる染色層及び反射増加膜層と、を有することを特徴とする加飾シート成形体。
透光性を有する基材フィルムの片面に染色を行い染色層を形成する第１ステップと、該第１ステップにより形成した前記染色層上に反射増加膜を形成する第２ステップと、を有することを特徴とする加飾シートの製造方法。
請求項５の加飾シートの製造方法において、前記第１ステップは気相転写染色法により染色を行うことを特徴とする加飾シートの製造方法。