JP2013103416A

JP2013103416A - インサート成形用加飾フィルム、及びそれを用いた成形品

Info

Publication number: JP2013103416A
Application number: JP2011249163A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Matsuda; 啓佑松田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2013-05-30

Abstract

【課題】ベースフィルムの一方の面側に形成された金属膜または無機酸化物膜からなる光学反射層の上にインキ層を塗工する際、光学反射層における傷の発生を抑制することができるインサート成形用加飾フィルム及びそれを用いた成形品を提供する。
【解決手段】ベースフィルムの一方の面側に形成された光学反射層と、前記光学反射層の前記ベースフィルムの一方の面とは反対側の面に形成されたインキ層と、前記インキ層の前記光学反射層とは反対側に形成された接着層と、を備え、前記光学反射層は金属膜または無機酸化物膜であるインサート成形用加飾フィルムにおいて、前記ベースフィルムの一方の面と前記光学反射層との間に第１ハードコート層が形成されているインサート成形用加飾フィルムである。
【選択図】図１

Description

本発明は、インサート成形用加飾フィルム及びそれを用いた成形品に関する。特に携帯電話やパソコンなどの電気機器、化粧品の容器などのプラスチックの表面加飾で用いられるインサート成形に利用される金属光沢調を有する光学反射フィルム及びそれを用いた加飾成形品に関するものである。

家電機器や化粧品容器において金属表面調の光沢を有する製品を得るための方法は様々有り、例えば樹脂成形品表面に塗料をスプレー塗装などで塗布し、乾燥・加熱硬化させ、成形品の表面保護や着色等の意匠性を付与する方法がある。特に、金属光沢調の意匠を要求される場合は、顔料の練り込みの困難さ、顔料流れ跡が目立ちやすいなどの理由で、着色法より塗装法が採用されることが多い。塗装法の場合、塗膜を焼付け、架橋させれば、表面保護の効果も期待できる。

しかしながら、塗装法は、揮発性有機溶剤を多量に排出する作業環境の問題や、成形品ごとの塗布、乾燥、加熱硬化等の作業が必要となり生産性が低いという課題がある。また、現在の塗料は揮発性有機溶剤を用いるものが主流であるが、揮発性有機溶剤の排出抑制の観点から、水系塗料あるいは粉体塗料を使用する等の無溶剤化が図られている。しかし、水系塗料あるいは粉体塗料を使用した場合、金属光沢調の意匠の表現は困難であるというのが現状である。

そこで、塗装法以外の方法となると樹脂成形品の表面をプラズマ活性化処理により活性化し、金属を蒸着させる方法（いわゆるダイレクト蒸着法）がある。しかし、この方法により樹脂成形品に金属膜を形成した場合、例えば樹脂成形品が長時間高温環境下にさらされた場合、金属膜が剥離して、金属膜が曇ってしまうという問題がある。
また、これ以外にも樹脂成形品の表面に直接金属メッキする方法が挙げられる（例えば特許文献１を参照）。しかし、メッキ膜を保護するためにメッキ後にオーバーコート材をクリア塗装しなければならない点、またカラー着色する場合はメッキ後に別の着色塗装が必要になる点などから、工程が増加しコストアップが大きく、生産性が悪いという問題があった。

これに対して、上記のような問題を解決するために、フィルム上に金属または無機酸化物などの薄膜をスパッタリング法や蒸着法により形成して金属光沢調の加飾フィルムを得た後、加飾フィルムを所望の立体形状に加工し、不要部分をカットして除去した後、射出成形用金型内に供給し、立体形状の成形品を成形すると同時に加飾フィルムを成形品に一体的に接着して装飾を行う方法（いわゆるインサート成形）が考えられる（例えば特許文献２を参照）。

特開２０１０−０６９７６１号公報特開２００５−２８０１２２号公報

しかし、上記の方法によると、ベースフィルムの一方の面側に形成された金属膜または無機酸化物膜からなる光学反射層の上にインキ層を塗工する際、印刷機のローラー等により前記光学反射層に傷が発生し、それにより成形品の装飾性が損なわれるといった問題があった。
また、前記光学反射層が金属光沢調を有することで、ベースフィルムの微小な傷が視認しやすくなり、良好な外観の成形品を得ることができなくなるといった問題も生じる。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ベースフィルムの一方の面側に形成された金属膜または無機酸化物膜からなる光学反射層の上にインキ層を塗工する際、光学反射層における傷の発生を抑制することができるインサート成形用加飾フィルム及びそれを用いた成形品を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ベースフィルムの一方の面側に形成された光学反射層と、前記光学反射層の、前記ベースフィルムの一方の面とは反対側の面に形成された、少なくとも一層からなるインキ層と、前記インキ層の、前記光学反射層とは反対側に形成された、前記インキ層を成形品の表面に接着させるための接着層と、を備え、前記光学反射層は、少なくとも一層からなる金属膜または無機酸化物膜であるインサート成形用加飾フィルムにおいて、前記ベースフィルムの一方の面と前記光学反射層との間に第１ハードコート層が形成されていることを特徴とするインサート成形用加飾フィルムである。

また、本発明の別の態様は、前記ベースフィルムの他方の面に第２ハードコート層を備えていることを特徴とするものである。
また、本発明の別の態様は、上記態様のインサート成形用加飾フィルムを用いて、インサート成形法で製造されたことを特徴とする成形品である。

本発明のインサート成形用加飾フィルムであれば、ベースフィルムの一方の面と光学反射層との間に第１ハードコート層が形成されている。この第１ハードコート層がここに形成されていることにより、光学反射層の硬度が上がる。このため、光学反射層の上にインキ層を塗工する際に、光学反射層が受ける衝撃や摩擦への耐性が上がるので、光学反射層における傷の発生を抑制することができる。
また、本発明のインサート成形用加飾フィルムを用いれば、光学反射層における傷の発生が抑制されているので、インサート成形法で形成品を製造した際には、高品質な金属光沢調を有する成形品を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るインサート成形用加飾フィルムの断面図である。本発明の第２実施形態に係るインサート成形用加飾フィルムの断面図である。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るインサート成形用加飾フィルム１００は、ベースフィルム１と、ベースフィルム１の一方の面に接して形成されたハードコート層２と、前記ハードコート層２の、前記ベースフィルム１とは反対側の面に接して形成された光学反射層３と、前記光学反射層３の、前記ハードコート２とは反対側の面に接して形成されたインキ層４と、前記インキ層４の、前記光学反射層３とは反対側の面に接して形成された接着層５と、を備えている。

なお、図１には、インキ層４の光学反射層３とは反対側の面に接して形成された接着層５が示されているが、この接着層５は、「光学反射層３とは反対側の面に接して形成された」場合に限定されず、接着層５とインキ層４との間に別の層が介在していても良い。
また、図１には、ベースフィルム１と接して形成され、且つ光学反射層３と接して形成されたハードコート２が示されているが、このハードコート２はベースフィルム１と接して形成され、且つ光学反射層３と接して形成されたものに限定されるものではない。例えば、ベースフィルム１とハードコート２との間に別の層が介在していても良いし、ハードコート２と光学反射層３との間に別の層が介在していても良い。この場合であっても、ハードコート２がベースフィルム１と接して形成され、且つ光学反射層３と接して形成された場合と同様の作用効果を奏する。

ベースフィルム１は、プレフォーム工程において加熱され真空吸引されることによって、凹凸差の大きい三次元形状への加工が可能なものである。そのためベースフィルム１としては、ポリエステル系樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）や、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂が使用できる。
ハードコート層２は、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれの樹脂でもよく、硬度としては、鉛筆硬度試験（ＪＩＳ−Ｋ５６００）でＨ以上が望ましい。

ハードコート層２の形成方法は、例えばダイレクトグラビアロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、キスコーティング法、リバースロールコーティング法、トランスファーロールコーティング法を用いることができる。
ここで、本実施形態の「ハードコート層２」は、本願の「第１ハードコート層」に相当するものである。

光学反射層３は、単層膜、積層膜のいずれの構成としてもよく、単一色の金属光沢を得ることを目的とする場合には、金属膜により単層膜を形成することで達成が可能となる。また、金属調の干渉色を帯びた表面光沢感が必要な場合には、無機酸化物膜を積層した際の光学反射層３の積層界面における多重反射による干渉効果を利用することで得ることができる。この場合、上記積層界面での多重反射に起因した干渉効果により表面反射率を高めるためには、各層の屈折率の差が大きい方が有利であることから、光学反射層３を積層構成にて作製する場合には、高屈折率材と低屈折率材との組合せとすることが好ましい。

上記組合せとしては、例えば、高屈折率材としての酸化チタン（ＴｉＯ_２）と低屈折率材としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との組合せ、高屈折率材としての酸化チタン（ＴｉＯ_２）と低屈折率材としての酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）との組合せ、高屈折率材としての酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）と低屈折率材としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との組合せを用いることができる。

光学反射層３の形成方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が挙げられる。真空蒸着法は、真空中で蒸着材料を加熱蒸発させ、蒸着対象物の表面にそれを析出させる方法である。スパッタリング法は、アルゴンガス中でグロー放電を行うことでアルゴンイオンを生成し、生成したアルゴンイオンを加速してターゲットに衝突させ、ターゲットを飛散させて対象物にその飛散原料を付着させる方法である。イオンプレーティング法は、低圧のアルゴンガス中で蒸着原料を蒸発させ、その蒸着原料の原子・分子をグロー放電領域中に通過させることでイオン化、励起させ、その中性状態の粒子とともにマイナスの高電圧をかけた蒸着対象物に析出させるという方法である。

光学反射層３の膜厚としては薄い方が好ましいが、厚みが薄すぎると透けが生じるため、厚さ２００〜４００ｎｍとすることが望ましい。
インキ層４の形成方法としては、凸版印刷法、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷、グラビア印刷その他の印刷方法又はこれらの印刷法にオフセット方式を組み合わせた方法、インキジェット法、バーコート法その他既知の印刷法が適用可能である。

接着層５は、成形品の表面に上記の各層を接着するものである。接着層５としては、成形樹脂に適した感熱性または感圧性の樹脂を適宜使用することができる。接着層５の形成方法としては、例えばグラビア印刷法やスクリーン印刷法の印刷法を用いることができる。なお、インキ層４が成形品に対して充分な接着性を有する場合には、接着層５を設けなくても良い。

上記のようにして、インサート成形用加飾フィルム１００を準備する。そして、次にこのインサート成形用加飾フィルム１００を用いて、インサート成形することにより、光学反射層に傷のない、高品質な金属光沢調を有する成形品を提供することが可能となる。また、ベースフィルム１の一方の面にハードコート層２を塗工することにより、ベースフィルム１に存在する微細な傷を視認しづらくすることができるので、良好な外観の成形品を得ることができる。

＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係るインサート成形用加飾フィルム２００の断面図である。図２に示すように、インサート成形用加飾フィルム２００は、ベースフィルム１の、ハードコート層２とは反対側の面に形成されたハードコート層６を備えている点で第１実施形態に係るインサート成形用加飾フィルム１００の構造と異なるが、それ以外の点ではインサート成形用加飾フィルム１００の構造と同一である。また、各層の材料または形成方法についても同一である。
ハードコート層６の材料または形成方法は、ハードコート層２と同一である。ハードコート層６は、成形品の最上層となる層であるため、高い表面硬度を有する成形品を得ることができる。
ここで、本実施形態の「ハードコート層６」は、本願の「第２ハードコート層」に相当するものである。

以下、本発明の実施の形態について具体的な例を挙げて記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（ハードコート層形成工程）
ベースフィルムとしてポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを用い、ベースフィルムの上に、アクリル樹脂系ハードコート層を形成した。

（光学反射層形成工程）
光学反射層は、ハードコート層の、ベースフィルムとは反対側の面に、スパッタリング法にて酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）とを積層構成にて成膜した。スパッタリング法には、例えば特許第３９５３４４４号などを参考にして、メタモードスパッタ成膜により成膜を行った。メタモードスパッタとは、マグネトロンスパッタにて極めて薄い金属膜を形成し、次に酸素イオンアシストにて金属膜を酸化する。次に再度金属膜をスパッタして、それをまた酸素イオンアシストで酸化する。この工程を繰り返すことで金属酸化膜を形成する方法である。この方法を用いることで、（１）金属酸化物ではなく金属単体をスパッタするため成膜速度が速い、（２）スパッタプロセスと酸化プロセスが分かれていることで低温成膜が可能となる、（３）極めて薄い金属膜を酸化するためアモルファス状の平滑な膜が得られる、などの利点がある。

（スクリーン印刷工程）
光学反射層上（つまり、光学反射層の、ハードコート層とは反対側の面）に、アンカー層、耐熱付与層、接着層の順番で積層形成された３層のインキ層をスクリーン印刷にて形成した。それぞれの膜厚はアンカー層が１０μｍ、耐熱付与層が１０μｍ、接着層が５μｍであった。以下、上記のアンカー層、耐熱付与層、接着層のインキ組成を示す。

・アンカー層
黒インキ（株式会社セイコーアドバンス１６９０Ｎ７１０）７０部
硬化剤（株式会社セイコーアドバンス１６９０硬化剤）３０部
希釈溶剤（株式会社セイコーアドバンスＴ−９６５）１４部
・耐熱付与層
黒インキ（帝国インキ製造株式会社ＩＰＸ９７１墨）１００部
硬化剤（帝国インキ製造株式会社２４０硬化剤）１０部
希釈溶剤（帝国インキ製造株式会社Ｆ−００３溶剤）１５部
・接着層
接着剤（帝国インキ製造株式会社ＩＭＢ−００３）１００部
希釈溶剤（帝国インキ製造株式会社Ｆ−００３溶剤）１０部

（インサート成形工程）
こうして得られたインサート成形用加飾フィルムを射出成形用金型に固定し、型締めしてＰＣ／ＡＢＳ樹脂を射出成形した。ＰＣ／ＡＢＳ樹脂の冷却後、射出成形用金型を開放し、高品質な金属光沢調を有する成形品を得た。

１・・・ベースフィルム
２・・・ハードコート層
３・・・光学反射層
４・・・インキ層
５・・・接着層
６・・・ハードコート層
１００・・・インサート成形用加飾フィルム
２００・・・インサート成形用加飾フィルム

Claims

ベースフィルムの一方の面側に形成された光学反射層と、
前記光学反射層の、前記ベースフィルムの一方の面とは反対側の面に形成された、少なくとも一層からなるインキ層と、
前記インキ層の、前記光学反射層とは反対側に形成された、前記インキ層を成形品の表面に接着させるための接着層と、を備え、
前記光学反射層は、少なくとも一層からなる金属膜または無機酸化物膜であるインサート成形用加飾フィルムにおいて、
前記ベースフィルムの一方の面と前記光学反射層との間に第１ハードコート層が形成されていることを特徴とするインサート成形用加飾フィルム。
前記ベースフィルムの他方の面に第２ハードコート層を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインサート成形用加飾フィルム。
請求項１または請求項２に記載のインサート成形用加飾フィルムを用いて、インサート成形法で製造されたことを特徴とする成形品。