JP2017071204A - 印刷成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】形状安定性、断熱性、振動減衰性、吸音性、遮音性等に優れるだけでなく、該基材又はそれに積層した表皮材の表面にインクで印刷された印刷部が、立体形状とされるときにかすれや破れを起こしにくい印刷成形品を提供する。【解決手段】印刷成形品１は、平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維２とそれを結合する樹脂結合材３とからなる板状の基材４と、基材４の表面に積層された不織布又はフィルムからなる表皮材５と、表皮材５の表面にインクで印刷された印刷部６とを備え、基材４、表皮材５及び印刷部６が共に立体形状に成形されている。【選択図】図１

Description

本発明は、広告板、掲示板、インテリア、内装材、保護カバー等の各種用途に用いられる印刷部のある成形品に関するものである。特に、室内用で、内側に騒音源を有し、消音・遮音性を必要とする立体形状を有する印刷付カバーに関するものである。

特許文献１は、紙や樹脂フィルムよりも不燃性、耐候性等に優れたガラスクロスに、アクリル系樹脂やＰＶＡ樹脂を塗布して印刷面とし、この印刷面にインクジェット印刷するようにした技術を開示している。しかし、ガラスクロスを立体形状にすることについては開示していない。

特許文献２は、表面にプリント模様を有する生地と発泡体とを一体加圧圧縮して立体形状とした後、発泡体の裏面に、樹脂シートがラミネートされた繊維材を融着して成形体とする技術を開示している。しかし、生地としてＴシャツが挙げられ、発泡体としてポリウレタン又はポリユレアの発泡体が挙げられているにすぎない。

特許文献３は、樹脂製の基材に、着色した樹脂からなるクリア層、アルミニウム等の金属材料よりなる蒸着層、接着剤よりなる接着層をこの順に積層してなる蒸着フィルムを、これに予めメモリ又は数字を印刷などした後に、加熱してから絞り加工により立体成形品に押し当てて接着する技術を開示している。しかし、繊維材を用いることは開示していない。

特許文献４は、予め印刷塗装されたポリカーボネート樹脂シートと熱可塑性樹脂成形材料を積層し立体成形する技術を開示している。しかし、繊維材を用いることは開示していない。

特許文献５は、印刷されたアルミ箔と熱可塑性樹脂層を一体とするシート技術を開示している。しかし、繊維材を用いることは開示していない。

特開２００２−３２６８４２号公報 特開平９−３１８７０号公報 特開２００４−５８４０５号公報 特開平５−１３１４８９号公報 特開２００１−２０５７３３号公報

本発明の目的は、所定の耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材を用いることで、形状安定性、断熱性、振動減衰性、吸音性、遮音性等に優れるだけでなく、該基材又はそれに積層した表皮材の表面にインクで印刷された印刷部が、その後に立体形状に成形されるときに、かすれや破れを起こしにくい印刷成形品を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は次の手段を採った。
（１）平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材と、
基材の表面にインクで印刷された印刷部とを備え、
基材及び印刷部が共に立体形状に成形されていることを特徴とする印刷成形品。

（２）平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材と、
基材の表面に積層された不織布又はフィルムからなる表皮材と、
表皮材の表面にインクで印刷された印刷部とを備え、
基材、表皮材及び印刷部が共に立体形状に成形されていることを特徴とする印刷成形品。

（３）平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維を樹脂結合材により結合して平板状の基材を形成し、
基材の表面にインクで印刷して印刷部を形成し、
基材及び印刷部を共に平板状から立体形状に成形することを特徴とする印刷成形品の製造方法。

（４）平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維を樹脂結合材により結合して平板状の基材を形成し、
基材の表面に不織布又はフィルムからなる表皮材を積層し、
表皮材の表面にインクで印刷して印刷部を形成し、
基材及び印刷部を共に平板状から立体形状に成形することを特徴とする印刷成形品の製造方法。

上記（２）（４）の表皮材の不織布又はフィルムが熱可塑性樹脂からなることが好ましい。

［作用］
（１）耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材を用いることで、多数の微小な空間を含むものとなり、形状安定性、断熱性、振動減衰性、吸音性、遮音性、軽量性等に優れる安価な成形品とすることができる。
（２）耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材の表面、又は、それに積層した表皮材の表面に、直接インクジェット方式等によりインクによる印刷部を容易に付与でき、印刷物をより視覚的に表現できる。また、耐熱性繊維の平均繊維長を２５ｍｍ以上とすることで、深絞り加工等により立体形状に成形するときに、印刷破れやしわを防止できる。耐熱性繊維の平均繊維長は３０ｍｍ以上がより好ましい。

本発明によれば、所定の耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材を用いることで、形状安定性、断熱性、振動減衰性、吸音性、遮音性等に優れるだけでなく、該基材又はそれに積層した表皮材の表面にインクで印刷された印刷部が、その後に立体形状に成形されるときに、かすれや破れを起こしにくい印刷成形品を提供することができる。

本発明による実施例の印刷成形品の（ａ）は部分断面図、（ｂ）は拡大断面図である。 同実施例の（ａ）は基材の斜視図、（ｂ）は印刷成形品の斜視図である。

図１及び図２に示すように、印刷成形品１は、平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維２とそれを結合する樹脂結合材３とからなる板状の基材４と、基材４の表面に積層された不織布又はフィルムからなる表皮材５と、表皮材５の表面にインクで印刷された印刷部６とを備え、基材４、表皮材５及び印刷部６が共に立体形状に成形されている。

最良の形態として、次のものを例示できる。
耐熱性繊維としてのガラス繊維３０〜７０重量％と、樹脂結合材（の原料）としてのポリプロピレン繊維３０〜７０重量％とを配合して形成したニードルマットの片面に、表皮材としてのポリエステルスパンボンド不織布２０〜５０ｇ／ｍ^２を積層して、加熱後、圧縮加工して平板状の表皮材付き基材を作成する。ポリプロピレン繊維は、溶融してガラス繊維間を結合する樹脂接合材となる。この表皮材の表面に、直接、インクジェット方式で印刷して印刷部を形成した後、加熱し、金型にて立体成形してなる印刷成形品である。下印刷なしでカラー印刷できるため、コストが安価となる。
基材は、多孔質で軽量のため、主に室内用の装飾品や掲示板として良好であり、吸音性能も期待できる。また、金型でふちを潰した部位でトリミングすることで、繊維の飛散を防止できる。印刷成形品の嵩密度は１５０〜３００ｋｇ／ｍ^３が好ましく、厚さは１〜５ｍｍが好ましい。
同形態の他にも、次の形態を例示できる。

１．耐熱性繊維
耐熱性繊維は、ニードルパンチ法によりニードルマットとできる平均繊維長２５〜２５０ｍｍのものが望ましい。上記の低融点の熱可塑性樹脂も、繊維からなるものであれば、同等の繊維長とすることで、混綿しニードルマットとし、加熱、圧縮、冷却することによって基材を形成することができる。

耐熱性繊維の無機繊維としては、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、バザルト繊維、炭素繊維等を例示できるが、価格面とカラ―印刷のコントラストが良い白色ということから、ガラス繊維が望ましい。ガラス繊維は、平均繊維径が３〜２４μｍ、平均繊維長２５〜３００ｍｍであり、特に、平均繊維径が５〜１０μｍ、平均繊維長が３５〜１００ｍｍが望ましい。ガラス繊維の材質は、Ｅガラス、ＡＲガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｔガラスを例示でき、特に限定しないが、汎用性のあるＥガラス繊維が望ましい。ガラス繊維は、ガラスヤーン以外にガラスロービングやガラス糸を混合したものでも良い。

耐熱性繊維の合成繊維としては、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーポネート、ポリアセタ―ル（ＰＯＭ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、結晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＲ）、アセテート、ポリ塩化ビニル、また、高融点タイプのポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））等を例示できる。

他にナイロン、アクリル、ビニロン、ウレタン、レーヨン等の樹脂繊維、あるいは、これらの成分を含む各種共重合体あるいは混合樹脂からなる長繊維で、アラミド繊維、ポリ乳酸繊維、耐炎化繊維を含めても良い。
また、金属繊維、天然繊維からなる繊維でも良く、これらの耐熱性繊維の複合でも良い。

屋外用に使用する場合は、耐候性のあるアセテート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネートからなる繊維が良い。本発明品に耐候性と透明性のある樹脂や無機のコーティングや積層貼りをしても良い。繊度は、１〜１０デニール、好ましくは３〜７デニール、長さはガラス繊維と同様に２５〜２５０ｍｍが良く、好ましくは３５〜１００ｍｍである。

２．樹脂結合材
樹脂結合材は、ＰＰ、ＰＥ、低融点ＰＥＴ、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ＥＶＡ、アクリル、ウレタン、フェノールを例示できる。印刷のインク耐熱性より、融点が２００℃以下のものが望ましく、特にインクの耐劣化性の問題より、融点１６０℃以下のものが好ましい。樹脂結合材は、これらの樹脂よりなる繊維が、溶融して繊維間を熱溶着する結合材となったものが好ましい。これらの樹脂結合材は、単体のみならず、低融点部位と高融点部位からなる複合材の低融点部位、例えば芯鞘構造の繊維の低融点部位鞘部が、溶融し結合材となったものでも良い。

３．基材の裏面
印刷面でない基材の裏面には、接着するための接着層や離型紙をあらかじめ設けても良く、施工時に接着剤を塗布して貼り付けしても良い。あらかじめ、無機繊維マットとの裏面に接着層を設ける場合は、合成ゴム系接着剤が望ましく、ホットメルト接着剤をロールコートやスプレー方式にて塗布し、離型紙を貼り合せることで施工時まで、接着面を保護することができる。あるいは、粘着性フィルムを貼り合せても良い。

３．表皮材
基材は、印刷する面に、シート状の表皮材を上記の工程で積層し、予め一体成形としても良いし、基材としてからシートを積層し、さらに一体成形しても良い。表皮材のシートとしては、樹脂フィルム、スパンボンドやスパンレースのような樹脂不織布を例示できる。クロスや金属箔、紙のような延伸性の少ないシートは、立体成形時にやぶれやしわが発生しやすく好ましくない。吸音性能、通気性を要する場合は、スパンボンドのような樹脂不織布が適しており、繊維長は２５ｍｍ以上が良い。

遮音性能、気密性を要する場合は、樹脂フィルムが適している。樹脂フィルムの材質は、延伸性のあるものが良く、ＰＥ、ナイロン、ＰＰを例示できる。ＰＥＴは、一般的に延伸性に乏しいため、好ましくない。印刷時に熱風乾燥する場合、熱風温度が５０℃以下であるため、シートの耐熱温度は８０℃以上のものが良い。フィルムの厚さは、１０〜２００μｍで良く、好ましくは２０〜５０μｍが汎用性があり、望ましい。融点２００℃以下の低融点の熱可塑性樹脂からなるフィルムは、インクの顔料を頑固に接合するため、好ましい。
多湿環境下となる場所で設置する場合は、防カビ剤を樹脂製シートに混合または、表面塗布したものを使用することが望ましい。
樹脂製シートは、静電防止、帯電防止処理を施したものでも良い。

４．印刷部
印刷時のインクの固形分は、全面印刷の場合、０．５〜１０ｇ／ｍ^２が良く、０．５ｇ／ｍ^２未満であると、印刷不明瞭となり、１０ｇ／ｍ^２を超えると、コスト高となり、吸音性能も著しく低下する。この場合、遮音性は高くなるため、固形分は用途により、調整できる。

５．印刷成形品
印刷成形品の用途としては、特に限定されないが、広告板、掲示板、インテリア、内装材、保護カバー等を例示できる。特に、室内用で、内側に騒音源を有し、消音・遮音性を必要とする立体形状を有する印刷付カバーに適する。

以下、本発明を具体化した実施例の印刷成形品について説明する。表１に、実施例及び比較例の各材料の配合等を示す。なお、実施例で記す材料、構成、数値は例示であって、適宜変更できる。

［共通事項］
耐熱性繊維は、Ｅガラスよりなる平均繊維径９μｍ、平均繊維長３５ｍｍ（比較例４のみ２４ｍｍ）のガラス繊維である。
樹脂結合材は、融点１５８℃のＰＰよりなる繊度４デニール、平均繊維長５０ｍｍのＰＰ繊維が、溶融して繊維間を熱溶着したものである。

耐熱性繊維とＰＰ繊維とを重量比で５０％ずつ配合し、ニードルパンチ法により乾式混繊して、目付約８００ｇ／ｍ^２で、厚さ約７ｍｍのニードルマットを作成した。このニードルマットを単独で又は表皮材とともに、２００℃で８分加熱し、加熱状態で冷間プレス機にて圧縮加工して、厚さ３．８ｍｍの平板状の基材を作成した。

印刷機は、武藤工業社製大判プリンタＶＪ−１６１７ＨＪを用い、インクは、同社製の純正カラーインクのマルチパーパス（ＭＰインク）を用いた。インクは、植物由来成分を５０％配合し、環境負荷を考慮して、溶剤成分を抑えたものである。印刷は全てインクジェット方式であり、乾燥は熱風５０℃程度で強制乾燥した。

立体成形は、冷間プレス機を用い、内角が約Ｒ１０ｍｍのお碗状の金型にて、平板状の基材（及び表皮材）及び印刷部を印刷部の方が凸となるように絞り加工し、１２５ｍｍ×１３０ｍｍ×深さ３０ｍｍ、底面と側面の角度が４５°である立体形状（図１及び図２のように印刷部の方が凸）とした。このとき、厚さは前記３．８ｍｍから３．６ｍｍに圧縮された。

［実施例１］
前記ニードルマットを、表皮材なしのまま、上記の条件で圧縮加工し、厚さ３．８ｍｍの平板状の基材を作成した。
この基材の表面に、白色の下インクで印刷する範囲を下印刷した後、カラ―インクで印刷して、印刷部を形成した。インクの固形分は表１のとおりである。
この平板状の基材及び印刷部を、上記の条件で立体成形し、厚さ３．６ｍｍの印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部に変色、しわ、破れが発生せず、外観良好であった。

［実施例２］
前記ニードルマットの片面に、表皮材として、白色の目付３５ｇ／ｍ^２のスパンボンドからなるＰＥＴ製の不織布を積層した。このニードルマット及び不織布を、上記の条件で圧縮加工し、厚さ３．８ｍｍの平板状の不織布付き基材を作成した。
この不織布の表面に、白インクで印刷する範囲を下印刷した後に、カラ―インクで印刷して、印刷部を形成した。インクの固形分は表１のとおりである。
この平板状の基材、不織布及び印刷部を、上記の条件で立体成形し、厚さ３．６ｍｍの印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部に変色、しわ、破れが発生せず、外観良好であった。

［実施例３］
前記ニードルマットの片面に、表皮材として、透明の目付３５ｇ／ｍ^２の融点１４０℃のＰＥフィルムを積層した。このニードルマット及びＰＥフィルムを、上記の条件で圧縮加工し、厚さ３．８ｍｍの平板状のＰＥフィルム付き基材を作成した。
このＰＥフィルムの表面に、白インクで下印刷せずに、カラ―インクで印刷して、印刷部を形成した。インクの固形分は表１のとおりである。
この平板状の基材、ＰＥフィルム及び印刷部を、上記の条件で立体成形し、厚さ３．６ｍｍの印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部に変色、しわ、破れが発生せず、外観良好であった。

［比較例１］
実施例１と同様の平板状の基材の片面に、実施例１と同様に印刷した２００ｇ／ｍ^２のガラスクロス（平織）を積層し、上記の条件で立体成形し、印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部にやや摩擦による脱色と思われる変色と、しわが発生した。

［比較例２］
実施例１と同様の平板状の基材の片面に、実施例１と同様に印刷した６７ｇ／ｍ^２の紙を積層し、上記の条件で立体成形し、印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部にしわと破れが発生した。

［比較例３］
実施例１と同様の平板状の基材の片面に、実施例１と同様に印刷した厚さ２０μｍのアルミニウム箔を積層し、上記の条件で立体成形し、印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部にやや摩擦による脱色と思われる変色と、しわと破れが発生した。

［比較例４］
実施例２に対し、ガラス繊維長を２４ｍｍに変更し、表皮材のポリエステル繊維長を２４ｍｍに変更し、その他は実施例２と同様にして印刷成形品を得た。印刷成形品は、印刷部にやや破れが発生した。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。

１ 印刷成形品
２ 耐熱性繊維
３ 樹脂結合材
４ 基材
５ 表皮材
６ 印刷部

Claims (6)

1. 平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材と、
   基材の表面にインクで印刷された印刷部とを備え、
   基材及び印刷部が共に立体形状に成形されていることを特徴とする印刷成形品。
2. 平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維とそれを結合する樹脂結合材とからなる板状の基材と、
   基材の表面に積層された不織布又はフィルムからなる表皮材と、
   表皮材の表面にインクで印刷された印刷部とを備え、
   基材、表皮材及び印刷部が共に立体形状に成形されていることを特徴とする印刷成形品。
3. 平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維を樹脂結合材により結合して平板状の基材を形成し、
   基材の表面にインクで印刷して印刷部を形成し、
   基材及び印刷部を共に平板状から立体形状に成形することを特徴とする印刷成形品の製造方法。
4. 平均繊維長２５ｍｍ以上の耐熱性繊維を樹脂結合材により結合して平板状の基材を形成し、
   基材の表面に不織布又はフィルムからなる表皮材を積層し、
   表皮材の表面にインクで印刷して印刷部を形成し、
   基材及び印刷部を共に平板状から立体形状に成形することを特徴とする印刷成形品の製造方法。
5. 表皮材の不織布又はフィルムが熱可塑性樹脂からなる請求項２記載の印刷成形品。
6. 表皮材の不織布又はフィルムが熱可塑性樹脂からなる請求項４記載の印刷成形品の製造方法。

Images