JP2019521888A - 転写膜、転写膜の製造方法、転写膜の使用方法、及びコンポーネントのコーティング方法 - Google Patents

Abstract

キャリア膜（１１）及び転写プライ（１５）を有し、キャリア膜（１１）は転写プライ（１５）をコンポーネント（５）に転写するために提供された転写膜（１）が記載されている。深絞りメンブレン（１３）が、キャリア膜（１１）及び転写プライ（１５）間に配設されている。さらに、本発明の主題は、転写膜の製造方法、転写膜の使用方法及びコンポーネントの転写膜によるコーティング方法である。

Description

本発明は、転写膜、転写膜の製造方法、転写膜の使用方法、及びコンポーネントのコーティング方法に関する。

装飾のための装飾膜は現在の技術水準から公知であり、異なる方法が用いられている。装飾膜は、キャリア膜と当該キャリア膜から分離可能な転写プライとを備える転写膜として形成されている。

ＩＭＤ法（＝Ｉｎ−Ｍｏｌｄ Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ）の場合は、転写膜は射出成形金型内に配設され、背面射出成形（ｂａｃｋ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−ｍｏｌｄｅｄ）される。キャリア膜は、特に、高速の状態で金型表面の外形面に適用されると、射出成形中に生じる高圧及び高温に起因して、転写膜の変形中に生じる引張力を吸収し、ワニス層として形成された転写プライを変形中にクラックや他のダメージから保護する。転写層の表面仕上げは、このキャリア膜によって確定される。したがって、ここでは、キャリア膜は、転写プライの変形を扶助するように作用する。ここで、３次元的な変形は、相対的に低弾性のキャリア膜によって確定されるために、それによって制限を受けることになる。

インサート成形の場合、転写膜は、特に平滑で平坦な基板に適用される。その後、キャリア膜は剥離される。深絞り金型の２つの金型部分に存在する転写プライでコーティングされた基板の深絞り加工中、適用された転写プライは、変形による引張力を吸収しなければならない。特に、保護層が形成されている場合は、曲率半径が狭くなるとクラックなどが発生する。

いわゆる３ＤＨＳ法の場合、転写膜は既に変形した部分に配設され、ホットスタンプされる。転写膜は、特に真空吸引及び予備加熱で、ホットスタンプ前に既に変形した部分の輪郭に適用され、その後、相応する形態に形作られ、加熱されたスタンプ金型でホットスタンプされる。ＩＭＤ法の場合のように、キャリア膜は引張力を吸収し、転写すべきワニス層を変形中に生じるクラックや他のダメージから保護する。

いわゆるＴＯＭ（＝Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｏｖｅｒｌａｙ Ｍｅｔｈｏｄ）の場合、転写膜は、特に平滑で平坦な基板に適用される。その後、キャリア膜は剥離される。次いで、その後に転写プライでコーティングされた基板を既存の変形部上に配設し、当該基板の、変形部上に位置する部分を再成形する際に、適用された転写プライは、変形による引張力を吸収しなければならない。特に、保護層が形成されている場合は、曲率半径が狭くなるとクラックなどが発生する。

したがって、本発明の目的は、特に変形能が改良された転写膜を開示することである。

本発明にしたがって、この目的は、請求項１、３０，３３及び３９の内容によって達成される。

キャリア膜と当該キャリアプライから剥離可能な転写プライとを備えた転写膜が開示される。転写膜は、転写プライをコンポーネント、特に３次元コンポーネントに転写するために提供され、深絞りメンブレンがキャリア膜と転写プライとの間に配設される。

また、本発明の転写膜をＩＭＤ法、インサート成形、又はＴＯＭにおいて使用することが開示される。

さらに、転写膜、特に、キャリア膜と、当該キャリア膜から分離可能な転写プライと、キャリア膜と転写プライとの間に配設された深絞りメンブレンとを備える、本発明の転写膜の製造方法が開示される。深絞りメンブレンは、キャスト法、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、又はインクジェット印刷の方法で製造され、又は適用される。

また、本発明の転写膜によるコンポーネントのコーティング方法が開示される。

深絞りメンブレンは、引張力を吸収することができ、それによって、転写プライの変形を扶助するように作用し、転写プライを変形中にクラックや他のダメージから保護する。ここで、３次元コンポーネントは、特に３次元的、したがって、長さ、幅及び高さ方向に伸長して変形した、コンポーネント、例えばデバイスに対するハウジングを意味する。

深絞りメンブレンは、１０μｍから２００μｍの範囲、好ましくは２０μｍから１００μｍの範囲、さらに好ましくは２５μｍから７５μｍの範囲の層厚を有するワニス層として形成する。

有利なデザインにおいて、深絞りメンブレンはポリウレタンから形成する。ポリウレタンは、溶剤系又は水分散体とすることができる。ポリウレタンは、十分な変形能を有することが必要であり、種々のポリマーから構成することができる。これらは、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリレートポリオール、及びこれらポリマーの混合物を含む。ポリエステルポリオールからなるポリウレタンは好ましく使用することができる。これらのポリマーは、深絞りメンブレンを製造する際のワニス材のベースを形成する。

十分な層厚を得るために、これらの層は、例えばスリットダイを用いたキャスト法、又はスクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷の手段によって製造することが好ましい。これらの製造方法は、ワンパス又は複数の連続したパスで適用することができる。また、個々の方法を組み合わせることも原理的には可能である。

第１適用膜、特にワニス層は、連続したパスの間に少なくとも部分的に乾燥していることが好ましく、これによって、当該層は少なくとも上乾きの状態となる。しかしながら、当該層は特に硬化乾燥させることもできる。この乾燥の後、次の層を堆積する。この層は、既に堆積した層と均一な層を形成するように、少なくとも既堆積層の表面をエッチングすることが好ましい。２を超える層、特にワニス層の場合、全体として均一な層が形成されるように、上記作業を層の数だけ実行する。

好ましい実施形態において、層、特に約０．１μｍから５０μｍの範囲、好ましくは０．１μｍから３５μｍの範囲、さらに好ましくは１μｍから２５μｍの範囲の層厚のワニス層にはワンパスを適用する。上述のように、そのような相対的に薄い部分層を用いることによって、全体的に大きな層厚の層を作製することができる。

深絞りメンブレンは、透明、半透明、不透明に形成することができ、同時に、無色又は着色させることができる。少なくとも部分的に不透明及び／又は着色させることで、深絞りメンブレンの装飾基板又はコンポーネント上での存在を容易に認識する。特に、深絞りメンブレンが長時間に亘って、付加的な層として基板上又はコンポーネント上に存在している場合、そのような視覚的な認識性は有用である。この保護層は、例えば最終的に使用されるまで、及び／又は目的地に輸送され、かつダメージに対する保護層としての機能を満足するまで、基板上又はコンポーネント上に存在することができる。

深絞りメンブレンが例えばパターンなどの装飾、又はロゴ、書体などのモチーフを有することは有利である。書体としては、例えば製造者情報、又は深絞りメンブレン及び／又は基板若しくはコンポーネントの使用方法などを含むことができる。

装飾又はモチーフは、特に深絞りメンブレン上にインプリントすることができる。例えば、第１キャスト工程において深絞りメンブレンをキャストし、その後、第２キャスト工程において装飾又はモチーフをプリントし、当該深絞りメンブレン中に装飾又はモチーフを埋め込むことができる。装飾又はモチーフは、深絞りメンブレンと同じ又は異なる材料、例えば、ＰＶＣ若しくは他のポリウレタンから構成することができる。

深絞りメンブレンは、全体表面、したがって、転写膜の表面全体に亘って配設することもできるし、所定の領域に配設することもできる。例えば、深絞りメンブレンは、転写膜の加工中に特に大きな変形が発生する表面部分のみに配設し、転写膜の加工中の変形が小さい部分若しくは全く変形が発生しない部分には配設しないこともできる。例えば、視覚的に認識可能で、触覚的に利用できるエッジにおいて、深絞りメンブレンを容易に剥離するために、特に狭小なエッジ領域においてのみ、深絞りメンブレンを配設しないこともできる。このため、当該エッジにおいて、例えば少なくとも１つのタブなどとして、深絞りメンブレンを簡易に剥離できるハンドリング性を有する。

深絞りメンブレンは、１３０℃から１６０℃の深絞り温度において、２００％、好ましくは５００％から１５００％を超えるまで伸縮するように形成することができる。この値は、ツヴィック社（Ｚｗｉｃｋ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ，Ｕｌｍ）のＺｗｉｃｋ Ｚ００５試験装置を使用した標準引張試験（ＤＩＮ ５３５０４，ＩＳＯ３７）によって決定されたものである。

第１分離層をキャリア膜と深絞りメンブレンとの間に配設することができ、第２分離層を深絞りメンブレンと転写プライとの間に配設することができる。

第１分離層及び／又は第２分離層はワックスから構成することができる。これは、例えば、カルナバワックス、モンタン酸エステル、ポリエチレンワックス、ポリアミドワックス又はＰＴＦＥワックス（ＰＴＦＥ＝ポリテトラフルオロエチレン）とすることができる。メラミンホルムアルデヒド樹脂と架橋した薄いワニス層は、分離層として作用することができる。

有利なデザインにおいて、第１分離層及び／又は第２分離層は、１μｍ未満の層厚、特に０．１μｍ未満の層厚を有することができる。

キャリア膜と深絞りメンブレンとの間に配設した第１分離層によって、キャリア膜の深絞りメンブレンからの分離力は、深絞りメンブレンと転写プライとの間に配設した第２分離層による、深絞りメンブレンの転写プライからの分離力の５倍から１０倍小さいことが有利である。分離力は、引張試験機（ツヴィック社のＺｗｉｃｋ Ｚ００５）を使用して決定した。このため、転写膜は、下側のホルダーに接着剤で平らに貼り付けた。分離すべき層は、引張試験によって垂直に引き剥がした。分離力は、ロードセルによって決定した。

転写プライは、複数の転写層からなる多層体として形成することができる。

深絞りメンブレンと転写プライとの間に配設した第２分離層によって、当該深絞りメンブレンの転写プライからの分離力は、隣接した転写層間の接着力の３０％から７０％小さくすることができる。

転写プライは、深絞りメンブレンに対向した第１転写層、第２転写層及び第３転写層を有することができる。第１転写層及び／又は第３転写層は、省略することもできる。

第１転写層は保護層として形成することができる。

保護層は、好ましくは２μｍから５μｍの範囲の層厚を有するＰＭＭＡ系のワニスからなる保護ワニスとして形成することができる。保護ワニスは、放射線二重硬化のワニスから構成することができる。この二重硬化ワニスは、液体状態での適用中及び適用後において、第１ステップにおいて熱的な予備架橋を生じ、転写膜の加工後の第２ステップにおいて、特に高エネルギー放射線、好ましくはＵＶ照射によって、ラジカル後架橋させることができる。このタイプの二重硬化ワニスは、不飽和アクリレート基又はメタクリレート基を有する種々のポリマー又はオリゴマーから構成することができる。このような官能基は、上述した第２ステップにおいて、互いにラジカル架橋することができる。第１ステップの熱的な予備架橋においては、これらのポリマー又はオリゴマー中に少なくとも２以上のアルコール基が存在しなければならない。これらのアルコール基は、多官能性イソシアネート又はメラミンホルムアルデヒド樹脂と架橋することができる。エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、特にアクリレートアクリレートなどの種々のＵＶ原料が不飽和オリゴマー又はポリマーとして考慮される。ＴＤＩ（トルエン−２，４−ジイソシアネート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）又はＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）系のブロック及び非ブロック体がイソシアネートとして考慮される。メラミン架橋剤は、十分にエーテル化したバージョンとすることもできるし、イミノタイプとすることもできるし、ベンゾグアナミン系とすることもできる。これらの保護ワニスは十分な変形能を有しないので、深絞りメンブレンの非存在下では十分な深絞りを行うことができない。

また、保護層は、好ましくは２μｍから５０μｍの範囲、好ましくは５μｍから３０μｍの範囲の層厚を有する、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）系のワニス、又はＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）及びＰＭＭＡの混合物系のワニスから作製された保護ワニスから形成することができる。これらのワニスは、転写膜に対して必要とされるものであって、当該転写膜を十分正確かつ手際よく打ち抜き、転写プライの表面の転写領域において、所望の外形域で分離するために必要とされる機械的脆性を生ぜしめる。

第２転写層は、単一又は多層の装飾層として形成することができる。装飾層は、好ましくは１以上の層を有する。装飾層は、好ましくは１以上の着色層、特には着色ワニス層を有することができる。これらの着色層は、異なるように着色させることができ、透明及び／又は不透明に形成することができ、１以上の追加の層、特には透明層で分離することができる。ここで、着色層は、バインダー及び着色剤及び／又は顔料、特には光学的に可変な顔料及び／又は金属顔料から構成することができる。また、装飾層は、１以上の反射層を有することができる。これらの反射層は、好ましくは不透明、半透明及び／又は部分的に不透明、半透明とする。特に、反射層は金属及び／又はＨＲＩ（高屈折）層、したがって、特に１．５より高い高屈折率の層から構成することができる。例えば、アルミニウム、クロム、銅又はそれらの合金が金属として考慮される。例えば、ＺｎＳ又はＳｉＯ_２がＨＲＩ層として考慮される。また、装飾層は、１以上の光学的に活性なレリーフ構造、特に回折構造及び／又はホログラム及び／又は屈折構造及び／又は艶消し構造を有することができる。少なくとも１つの反射層を、少なくとも一部の領域上でレリーフ構造上に直接配設することができる。

第２転写層は、好ましくは着色層として形成する。

着色層は、好ましくは１μｍから１０μｍの層厚を有するＰＭＭＡ系のワニスから形成することができる。

第３転写層は、ベースコート層として形成することができる。ベースコートは、接着層及び／又は接着促進層である。

ベースコートは、１μｍから５μｍの範囲の層厚で形成することができる。ベースコートに対する原料としては、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、ポリエステル、ポリウレタン、クロロ化ポリオレフィン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂又は失活イソシアネートとポリウレタンポリオールとの組み合わせが考慮される。また、ベースコートは、無機フィラーを含むことができる。ベースコートは、インサート成形において転写膜を使用する際は、ＰＶＣから作製することが好ましく、ＴＯＭにおいて転写膜を使用する際は、失活したイソシアネートとポリウレタンポリオールとの組み合わせから作製することが好ましい。

転写膜の製造は、特に深絞りメンブレンを複数の連続したパスにおいて、又は複数の層から製造することで行うことができる。特に、これによって十分な層厚を達成することができる。深絞りメンブレンの各層は、例えば、スリットダイを用いたキャスト法、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、又はインクジェット印刷で製造することが好ましい。

深絞りメンブレンを製造するための第１適用膜、特にワニス層は、連続したパスの間に少なくとも一部が乾燥していることが好ましい。特に、当該層が少なくとも上乾きの状態となるように乾燥する。しかしながら、上記層は、硬化乾燥することもできる。乾燥後、次の層が堆積され、当該層は、好ましくは既堆積層の少なくとも表面をエッチングするようにして適用する。エッチングによって、２つの層が均一な層を形成することが有利である。

深絞りメンブレンを製造するために２を超える連続した層を用いる場合、全ての層が均一な層となるように、上記操作を層の数に応じて行う。

好ましい実施形態において、層、特にワニス層は、０．１μｍから５０μｍの範囲、好ましくは０．１μｍから３５μｍの範囲、さらに好ましくは１μｍから２５μｍの範囲の層厚でワンパスが適用される。上述のように、そのような相対的に薄い部分層を用いることによって、全体的に大きな層厚の層を作製することができる。

次に、記述の転写膜、特に記述の転写膜の転写プライを有する転写膜を用いたコンポーネントのコーティング方法を説明する。

この方法は、転写膜を射出成形金型に挿入し、プラスチックとともに背面射出成形するＩＭＤ法として形成することができる。

背面射出成形の後、キャリア膜は転写膜から剥離する。深絞りメンブレンも、転写膜とともに剥離することができる。しかしながら、深絞りメンブレンは、少なくとも最初は、転写プライ上に残存させておくことが有利である。したがって、深絞りメンブレンは、転写プライに対する保護層として特に作用する。ここで、転写プライに対する保護層は省くことができる。深絞りメンブレンは、コーティングされたコンポーネントの使用直前又は使用時に剥離することも考えられる。これによって、他の物と一緒にすると、そのコンポーネントは、使用前にダメージを受けてしまう。ここでは、転写プライが保護層を有し、コンポーネントが使用される際に、外部の影響から転写プライを保護することが有利である。

本方法は、インサート成形法として形成することができる。インサート成形法では、基板を積層し、積層した基板を深絞りし、深絞りした基板を熱可塑性プラスチックとともに背面射出成形する。この場合、基板を積層した後に転写膜のキャリア膜は当該基板から剥離され、背面射出成形の後に、深絞りメンブレンは、背面射出成形された基板から剥離される。

次に、深絞りメンブレンの有無による例について説明する。この例は、深絞りメンブレンの利点を示すものである。

ＩＭＤ法における加工のために現状提供された既知の転写膜が深絞り加工されると、通常、光学的な欠陥が生じる。これは、ＩＭＤ膜が、高安定性かつ相対的に小さい変形しか生じないという事実によって説明される。この相対的に小さい変形のために、特にＩＭＤ膜の保護層は特に固く、その変形能を減じてしまう。それでも、これらの高安定性は深絞り加工を行うコンポーネントに対しては望ましいが、それは、転写膜に大きな変形を生ぜしめてしまう。

そのような既知の転写膜は次のようにして作製することができる。例えばポリエチレンワックスからなる分離層は、３６μｍから１００μｍの層厚で、好ましくはＰＥＴから作製されるキャリア膜に対して適用される。３μｍから５μｍの層厚の保護層は、分離層上に堆積される。この保護層は、ＰＭＭＡ系のワニスである。また、同様にＰＭＭＡ系のワニスからなり、２μｍから１５μｍの範囲の層厚の、複数の着色ワニスが保護層上に堆積される。着色ワニスは、異なる顔料を含むことができ、表面全体又は装飾中に印刷することができる。後者の場合として、この転写膜は、適当なベースコートを含むことができ、提供された基板に対して十分な接着力を生ぜしめる。本件の場合、このベースコートは、１μｍの層厚を有するＰＶＣ−ビニルアセテートコポリマーから構成することができる。この膜は、インサートとして加工するために基板上に積層される。基板は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーから構成することができ、その厚さは、２００μｍから７５０μｍの範囲とすることができる。積層条件は、０．１ｋＮ／ｃｍから１．０ｋＮ／ｃｍの線圧、好ましくは０．３ｋＮ／ｃｍから０．４ｋＮ／ｃｍの線圧で、１２０℃から３００℃、好ましくは１８０℃から２２０℃である。この積層工程において、キャリア膜は分離され、その結果、最上層は保護層から形成される。この積層基板は、次いで真空深絞り加工される。積層体は、約１４０℃から１６０℃に加熱され、負圧／真空により、金型形状に絞り加工される。

深絞り膜が、（上述した）ＩＭＤ法にデザインされた（現状の）転写膜の場合、次のようなダメージパターンが形成される。すなわち、膜は強い歪みが発生している領域で裂けてしまい、ギャップが転写プライのワニスパッケージの全体又は一部のみを貫通するように形成されてしまう。これは、ＩＭＤ保護ワニスが引張力を十分に吸収することができず、伸縮した際に裂けてしまうという事実に顕著に起因する。また、保護ワニス層の表面平滑性（光沢）が減少し、歪みが高レベルな位置（特に保護ワニスが顕著に薄化している位置）が、特に複数のマイクロクラックの影響で曇化、乳化し、下方に位置する黒色の装飾が、例えば灰色に見えるようになる。結局、これは、積層過程の後に、キャリア膜が既に除去されているので、保護ワニスの表面仕上げは最早キャリア膜によって予め確定されるものではない。ＰＥＴキャリア膜は、剛性が高すぎるので、挿入の際に歪みを生じてしまう。

本発明は、本発明に従った深絞りメンブレンを用いてこの問題を解決する。上述のように、好ましくは約３６μｍから１００μｍの層厚を有するＰＥＴからなるキャリア膜及びポリエチレンワックスからなる第１分離膜を考慮すると、例えばポリウレタンから構成される深絞りメンブレンを第１分離膜に適用することができる。この深絞りメンブレンは、好ましくは１０μｍから２００μｍの層厚を有する。この深絞りメンブレンの下側に、特にモンタン酸エステルからなり、好ましくは１μｍ未満の厚さの第２分離層が位置する。この第２分離層の分離力は、第１分離層の分離力とは異なり、特にその分離力は、第１分離層の分離力の約５倍から１０倍高い。転写膜の構造の残部は、好ましくは、上述したようにＰＭＭＡ系の保護ワニスからなり、その層厚は、好ましくは２μｍから５μｍの範囲である。次の発色性装飾層も特に同様にＰＭＭＡ系であり、好ましくは２μｍから１５μｍの範囲である。変形構造として、同じＰＶＣ−ビニルベースコートが前述の実施例におけるように用いられる。

この拡張した膜構造がＡＢＳ基板（厚さ２００μｍから７５０μｍ）上に積層されると、その後、キャリア膜を除去することができる。この場合、ワニスからなる深絞りメンブレンが基板（インサート材料）の最上層を形成する。積層体は１４０℃から１６０℃で深絞りされ、この最上層の深絞りメンブレンは歪みに起因する引張力を吸収する。同時に、その下側に位置する保護層の表面特性を確定する。

深絞りメンブレンは保護層から剥離することができる。したがって、成形されたコンポーネントに破れは生じず、保護層の表面は光沢を保持したままで透明である。コンポーネントに適用した全てのワニスは２つの実施例で同一とすることができるが、本発明にしたがった方法においてのみ、光学的に傷のないコンポーネントが生成された。

本方法は、ＴＯＭとして形成することもできる。このＴＯＭでは、基板を積層し、基板の裏面側にＴＯＭベースコートをコーティングし、この積層されかつベースコートされた基板を３次元コンポーネントに適用する。この場合、転写膜のキャリア膜は、基板のコーティング前又は後に剥離し、積層されかつベースコートされた基板を３次元コンポーネントに適用した後、転写プライから剥離する。

本目的は、ＴＯＭで転写膜を製造することである。ＴＯＭで転写膜を製造することは従前は知られていなかった。というのは、結局、転写膜を製造する条件に耐えうると同時に十分に熱変形可能なキャリア膜が今日まで利用できなかったことによる。特に、ポリエチレンワックスからなり、好ましくは１μｍ未満の層厚の第１分離層がコートされたＰＥＴが、キャリア膜の材料として選択された。特に、３０μｍの厚さのポリウレタン−ポリエステルポリオールは、上記ＰＥＴに対して深絞りメンブレンとして適用された。特に１μｍ未満の厚さのモンタン酸エステル層が、上記深絞りメンブレンに対して第２分離層として適用された。第２分離層の分離力は第１分離層の分離力と異なり、特にその分離力は、第１分離膜の分離力の約５倍から１０倍高い。３０μｍの層厚のＰＭＭＡ／ＰＶＤＦの混合物からなる装飾層が、転写プライの第１層として、第２分離層に対して適用された。総層厚８μｍのＰＭＭＡワニス系の着色ワニスパッケージが転写プライの第２層として上記第１層上に適用された。ポリウレタンポリオールと失活イソシアネートの組み合わせからなる厚さ８μｍのベースコートが上記第２層上に適用された。ナビタス社（Ｎａｖｉｔａｓ，Ｊａｐａｎ）の機械でＴＯＭ加工する前に、キャリア膜は剥離された。１３０℃で加工することにより、基板に対して優れた初期密着力を示し、３次元形状のＡＢＳ／ＰＣ射出形成部品を得た。この射出成形部品を数日保管した後、深絞りメンブレンを剥離したところ、転写プライは鋭利な端部を有し、バラバラになった。

本方法は、ＴＯＭとして形成することができる。このＴＯＭでは、転写膜を３次元コンポーネントに適用し、転写膜を３次元コンポーネントに適用する前にキャリア膜を深絞りメンブレンから剥離し、転写膜を３次元コンポーネントに適用する後に深絞りメンブレンを転写プライから剥離する。キャリア膜を剥離した後も、深絞りメンブレンのために、転写膜は自立保持され、ハンドリングが容易となる。したがって、深絞りメンブレンは、キャリア膜として機能し、公知のキャリア膜よりもはるかに変形能が高い。深絞りメンブレンを有する転写膜をコンポーネントに適用するには、例えば、１００℃から１８０℃の温度かつ０．１ｂａｒから２ｂａｒのエアー加圧力で行う。

本発明は、実施形態を参照しながら詳細に説明する。

本発明の転写膜の第１実施形態を概略的に示す図である。 図１の転写膜を用いたインサートを製造するための第１ステップを概略的に示す図である。 図１の転写膜を用いたインサートを製造するための第２ステップを概略的に示す図である。 図１の転写膜を用いたＴＯＭ積層膜を形成する工程を概略的に示す図である。 図４のＴＯＭ積層膜を用いたコンポーネントのコーティングを概略的に示す図である。 本発明の転写膜の第２実施形態を概略的に示す図である。 図６に示す転写膜を有するコンポーネントをコーティングするためのＴＯＭの第１工程を概略的に示す図である。 図１に示す転写膜を有するコンポーネントをコーティングするためのＴＯＭの第２工程を概略的に示す図である。

図１は、キャリア膜１１、第１分離層１２、深絞りメンブレン１３、第２分離層１４及び複数の転写層１５１，１５２，１５３を含む転写プライ１５を備える転写膜１を示す。

図１に示す実施形態について詳細に説明する。

キャリア膜１１は、１２μｍから１００μｍの範囲の層厚を有するＰＥＴ膜として形成されている。

深絞りメンブレン１３は、１０μｍから２００μｍの範囲、好ましくは２０μｍから１００μｍの範囲、さらに好ましくは２５μｍから７５μｍの範囲の層厚を有するポリウレタンから作製されたワニス層として形成されている。ポリウレタンは、溶剤系又は水分散体とすることができる。ポリウレタンは、十分な変形能を有することが必要であり、異なるポリマーから構成することができる。これらは、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリレートポリオール、及びこれらポリマーの混合物からなるポリウレタンを含む。ポリエステルポリオールからなるポリウレタンは好ましく使用することができる。これらのポリマーは、深絞りメンブレン１３を製造する際のワニスのベースを形成する。

十分な層厚を得るために、これらの層は、例えばスリットダイを用いたキャスト法、又はスクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷の手段によって製造することが好ましい。これらの製造方法は、ワンパス又は複数の連続したパスで適用することができる。

第１適用ワニス層は、連続したパスの間でに少なくとも部分的に乾燥していることが好ましく、これによって、当該層は少なくとも上乾きの状態となる。しかしながら、当該層は特に硬化乾燥させることもできる。この乾燥の後、次のワニス層を堆積する。次のワニス層は、既に堆積したワニス層と均一なワニス層を形成するように、少なくとも既堆積ワニス層の特に表面をエッチングすることが好ましい。２を超えるワニス層の場合、全体として均一なワニス層が形成されるように、上記作業を層の数だけ実行する。

好ましい実施形態において、ワニス層はワンパスで、約０．１μｍから５０μｍの範囲、好ましくは０．１μｍから３５μｍの範囲、さらに好ましくは１μｍから２５μｍの範囲の層厚となるようにする。上述のように、そのような相対的に薄い部分層を用いることによって、全体的に大きな層厚の層を作製することができる。

深絞りメンブレン１３は、１３０℃から１６０℃の深絞り温度において、２００％、好ましくは５００％から１５００％を超えるまで伸縮するように形成することができる。

第１分離層１２はキャリア膜１１と深絞りメンブレン１３との間に配設されており、ワックス、例えば、カルナバワックス、モンタン酸エステル、ポリエチレンワックス、ポリアミドワックス又はＰＴＦＥワックスから形成することができ、０．１μｍ未満の範囲の層厚を有する。また、シリコーンなどの表面活性物質も第１分離層として適している。メラミンホルムアルデヒド樹脂と架橋した薄いワニス層も、第１分離層として作用することができる。

第２分離層１４は深絞りメンブレン１３と転写プライ１５との間に配設することができ、第１分離層１２と同様に、ワックス、例えば、カルナバワックス、モンタン酸エステル、ポリエチレンワックス、ポリアミドワックス又はＰＴＦＥワックスから形成することができ、０．１μｍ未満の範囲の層厚を有する。また、シリコーンなどの表面活性物質も第２分離層１４として適している。メラミンホルムアルデヒド樹脂と架橋した薄いワニス層も、第２分離層１４として作用することができる。

キャリア膜１１と深絞りメンブレン１３との間に配設した第１分離層１２によって、キャリア膜１１の深絞りメンブレン１３からの分離力は、深絞りメンブレン１３と転写プライ１５との間に配設した第２分離層１４によって、深絞りメンブレン１３の転写プライ１５からの分離力の５倍から１０倍小さい。このため、第１分離層１２は、例えばポリエチレンワックスから作製することができ、第２分離層１４は、例えばモンタン酸エステルから作製することができる。

転写プライ１５は、３つの転写層１５１から１５３を有する多層体として形成されている。

第１転写層１５１は第２分離層と対向しており、保護層として形成されている。第１転写層は、例えば４μｍから８μｍの層厚を有するアクリレートから作製された保護ワニス、又は１５μｍから３０μｍの層厚を有するポリウレタンから作製された保護ワニスとして形成することができる。

第２転写層１５２は、４μｍから２０μｍの層厚を有するアクリレートから作製された着色層として形成されている。

第３転写層１５３は、１μｍから５μｍの層厚のベースコートとして形成されている。ベースコートに対する原料としては、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ、ポリエステル、ポリウレタン、クロロ化ポリオレフィン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂又は失活イソシアネートとポリウレタンポリオールとの組み合わせが考慮される。また、ベースコートは、無機フィラーを含むことができる。

深絞りメンブレン１３と転写プライ１５との間に配設した第２分離層１４によって、深絞りメンブレン１３の転写プライ１５からの分離力は、隣接した転写層１５１から１５３間の接着力の３０％から７０％小さくすることができる。

図２及び図３は、図１に示す転写膜１を用いたインサートを製造する工程を示す。

図２は、温度及び圧力の作用（図２において矢印の向きで指示）の下、転写膜１を基板２に適用し、さらに基板２への積層後のキャリア膜１１の分離を示す。

基板２は、１００μｍから１０００μｍの範囲の層厚のＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー）から作製された膜として形成することができる。

基板に転写膜１を結合させるために、０．１ｋＮ／ｃｍから１．０ｋＮ／ｃｍの線圧、好ましくは０．３ｋＮ／ｃｍから０．４ｋＮ／ｃｍの線圧で、１２０℃から３００℃、好ましくは１８０℃から２２０℃の温度を適用する。

図３は、転写膜１を有する基板２を１３０℃から１６０℃の範囲の温度で、金型３を用いて真空成形する工程を示す。この場合、深絞りメンブレン１３は、転写プライ１５から除去する。深絞り加工中、深絞りメンブレン１３は、生成する歪みの引張力を吸収し、深絞りメンブレンの下側に位置する転写プライ１５の保護層の表面特性を確定する。したがって、完成した装飾インサート４は、次の工程で型抜きされ、熱可塑性樹脂と背面射出成形される。

図４及び図５は、コンポーネント５をＴＯＭ積層膜でコーティングする工程を示す。

第１工程において、転写膜１は平滑かつ平坦な基板２上に積層され、図２において上述したように、当該積層の後、キャリア膜１１が除去される。

その後、基板２の裏面上にＴＯＭ積層膜を形成するために、図４に示すような、５μｍから２０μｍの層厚を有するＴＯＭベースコートが適用される。そのようなＴＯＭベースコートは、通常、ポリプロピレン、失活イソシアネートとポリウレタンポリオールとの組み合わせ、ポリウレタン、エポキシ樹脂から構成する。エポキシ樹脂を用いた場合、ベースコートに加えて、コンポーネントに対して適当なスプレーベースコートを適用できるという利点がある。これらのスプレーベースコートは、典型的にはアミノ基を含む種々の原料を含む。他のタイプは熱活性化される。

図５に示す工程では、ＴＯＭにおいて、３次元コンポーネント５が図４で記載されたＴＯＭ積層膜でコーティングされ、その後、深絞りメンブレン１３が除去されている。

さらなる工程では、コンポーネント５のコーティングは、型抜き、ミリング、レーザトリミングでトリミングされる。

図６は、転写膜の第２実施形態を示す。転写膜１は、図１に示す転写膜と同様に形成されており、第３転写層１５３がＴＯＭベースコートとして形成されている点で相違する。ＴＯＭベースコートは、比較的大きな層厚を有し、好ましくはポリウレタンポリオールと失活したイソシアネートとの組み合わせとして形成されている。ＴＯＭベースコートは、活性化による架橋反応のために、約１００℃から１８０℃の低加工温度及び０．１ｂａｒから２ｂａｒの低加工圧力で既に活性化されており、完成したコンポーネントに対して高い温度抵抗を付与することができる。転写膜１はＴＯＭにおいて用いられる。転写膜の場合、型抜き、ミリング、レーザトリミングによるトリミングは省略される。

図７は、キャリア膜１１が転写膜１から剥離される第１工程を示す。

図８は、ＴＯＭコンポーネント５が図７に示す層複合体でコーティングされる第２工程を示す。

深絞りメンブレン１３は、コンポーネント５のコーティングの後に剥離され、深絞りメンブレン１３上に残っている転写プライ１５の残部１５ｒは除去される。ここで、転写プライ１５は、コンポーネント５に適用された転写プライの一部と残部１５ｒとの間で、コンポーネント５のエッジで清浄に分離できるように、機械的に脆性である。最終的に、転写プライ１５はトリミングして、コンポーネント５と互いのエッジを揃える。

１ 転写膜
２ 基板
３ 金型
４ インサート
５ コンポーネント
１１ キャリア膜
１２ 第１分離層
１３ 深絞りメンブレン
１４ 第２分離層
１５ 転写プライ
１５ｒ 転写プライの残部
１６ ＴＯＭベースコート
１５１ 第１転写層
１５２ 第２転写層
１５３ 第３転写層

Claims (43)

1. キャリア膜（１１）及び前記キャリア膜から分離可能な転写プライ（１５）を備え、前記転写膜（１１）は、コンポーネント（５）、特に３次元コンポーネント（５）に前記転写プライ（１５）を転写するために提供されている転写膜（１）であって、
   前記キャリア膜（１１）及び前記転写プライ（１５）間に深絞りメンブレン（１３）が配設されていることを特徴とする、転写膜（１）。
2. 前記深絞りメンブレン（１３）は、１０μｍから２００μｍの範囲、好ましくは２０μｍから１００μｍの範囲、さらに好ましくは２５μｍから７５μｍの範囲の層厚を有するワニス層として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の転写膜（１）。
3. 前記深絞りメンブレン（１３）は、ポリウレタンから形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の転写膜（１）。
4. 前記深絞りメンブレン（１３）は、透明、半透明又は不透明に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の転写膜（１）。
5. 前記深絞りメンブレン（１３）は、装飾又はモチーフを有することを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の転写膜（１）。
6. 前記深絞りメンブレン（１３）は、表面全体に形成されていないことを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の転写膜（１）。
7. 前記深絞りメンブレン（１３）は、前記転写膜（１）のエッジ領域において形成されていないことを特徴とする、請求項６に記載の転写膜（１）。
8. 前記エッジ領域において、前記深絞りメンブレン（１３）は、当該深絞りメンブレン（１３）を剥離するためのハンドリング性を有することを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載の転写膜（１）。
9. 前記深絞りメンブレン（１３）は、１３０℃から１６０℃の範囲の深絞り温度において、２００％、好ましくは５００％から１５００％を超える伸縮性で形成されていることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の転写膜（１）。
10. 前記深絞りメンブレン（１３）は、印刷層として形成されていることを特徴とする、請求項１〜９の何れかに記載の転写膜（１）。
11. 前記深絞りメンブレン（１３）は、複数の層から形成されていることを特徴とする、請求項１〜１０の何れかに記載の転写膜（１）。
12. 前記深絞りメンブレン（１３）は、均一な層として形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１の何れかに記載の転写膜（１）。
13. 前記転写プライ（１５）は、転写層（１５１から１５３）から形成された多層体として形成されていることを特徴とする、請求項１〜１２の何れかに記載の転写膜（１）。
14. 前記転写プライ（１５）は、前記深絞りメンブレン（１３）と対向する第１転写層（１５１）、第２転写層（１５２）及び第３転写層（１５３）を有することを特徴とする、請求項１〜１３の何れかに記載の転写膜（１）。
15. 前記第１転写層（１５１）は、保護層として形成されていることを特徴とする、請求項１４に記載の転写膜（１）。
16. 前記保護層は、２μｍから５０μｍの範囲、好ましくは２μｍから３０μｍの範囲の層厚で、ＰＭＭＡ系のワニスから作製された保護ワニスとして形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の転写膜（１）。
17. 前記保護層は、２μｍから５０μｍの範囲、好ましくは５μｍから３０μｍの範囲の層厚で、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）系のワニス又はＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）及びＰＭＭＡの混合物系のワニスから作製された保護ワニスとして形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の転写膜（１）。
18. 前記第２転写層（１５２）は、単一又は多層の装飾層として形成されていることを特徴とする、請求項１４〜１７の何れかに記載の転写膜（１）。
19. 前記第２転写層（１５２）は、着色層として形成されていることを特徴とする、請求項１８に記載の転写膜（１）。
20. 前記着色層は、１μｍから１０μｍの範囲の層厚を有するＰＭＭＡ系のワニスから形成されていることを特徴とする、請求項１９に記載の転写膜（１）。
21. 前記第３転写層（１５３）は、ベースコート層として形成されていることを特徴とする、請求項１４〜２０の何れかに記載の転写膜（１）。
22. 前記ベースコート層は、１μｍから５μｍの範囲の層厚を有するように形成されていることを特徴とする、請求項２１に記載の転写膜（１）。
23. 前記キャリア膜（１１）及び前記深絞りメンブレン（１３）間に第１分離層（１２）が配設されるとともに、前記深絞りメンブレン（１３）及び前記転写プライ（１５）間に第２分離層（１４）が配設されていることを特徴とする、請求項１〜２２の何れかに記載の転写膜（１）。
24. 前記第１分離層（１２）及び／又は前記第２分離層（１４）は、ワックスからなることを特徴とする、請求項２３に記載の転写膜（１）。
25. 前記第１分離層（１２）及び／又は前記第２分離層（１４）は、モンタン酸エステル又はポリエチレンから形成されていることを特徴とする、請求項２３に記載の転写膜（１）。
26. 前記第１分離層（１２）及び／又は前記第２分離層（１４）は、１μｍ未満、特には０．１μｍ未満の層厚を有することを特徴とする、請求項２３〜２５の何れかに記載の転写膜（１）。
27. 前記キャリア膜（１１）及び前記深絞りメンブレン（１３）間に配設された前記第１分離層（１２）による、前記キャリア膜（１１）の、前記深絞りメンブレン（１３）からの分離力が、前記深絞りメンブレン（１３）及び前記転写プライ（１５）間に配設された前記第２分離層（１４）による、前記深絞りメンブレン（１３）の、前記転写プライ（１５）からの分離力よりも５倍から１０倍小さいことを特徴とする、請求項２３〜２６の何れかに記載の転写膜（１）。
28. 前記第１分離層（１２）はポリエチレンワックスから形成され、前記第２分離層（１４）はモンタン酸エステルから形成されていることを特徴とする、請求項２７に記載の転写膜（１）。
29. 前記深絞りメンブレン（１３）及び前記転写プライ（１５）間に配設された前記第２分離層によって、前記深絞りメンブレン（１３）の分離力が、２つの隣接した前記転写層（１５１から１５３）間の密着力よりも３０％から７０％小さいことを特徴とする、請求項２３〜２８の何れかに記載の転写膜（１）。
30. ＩＭＤ法における請求項１〜２９の何れかに記載の転写膜（１）の使用方法。
31. インサート成形における請求項１〜２９の何れかに記載の転写膜（１）の使用方法。
32. ＴＯＭにおける請求項１〜２９の何れかに記載の転写膜（１）の使用方法。
33. 転写膜（１）、特に、キャリア膜（１１）、前記キャリア膜（１１）から分離可能な転写プライ（１５）及び前記キャリア膜（１１）と前記転写プライ（１５）との間に配設された深絞りメンブレン（１３）を備えた、請求項１〜２９の何れかに記載の転写膜（１）の製造方法であって、
    前記深絞りメンブレン（１３）は、キャスト法、又はスクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷若しくはインクジェット印刷により製造又は適用されることを特徴とする、方法。
34. 前記深絞りメンブレン（１３）は、複数の連続したパス又は複数の層から製造されることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
35. 前記深絞りメンブレン（１３）を形成するために、適用された層は、追加の層が当該適用層に適用されて前記深絞りメンブレン（１３）を形成する前に、少なくとも部分的にタッチドライ、特に上乾きの状態にされることを特徴とする、請求項３４に記載の方法。
36. 前記深絞りメンブレン（１３）を形成するために、適用された層は、追加の層が当該適用層に適用されて前記深絞りメンブレン（１３）を形成する前に、完全に乾燥されるか硬化乾燥されることを特徴とする、請求項３４又は３５に記載の方法。
37. 前記深絞りメンブレン（１３）を形成するために、次層は、既適用層の少なくとも表面をエッチングするようにして適用し、好ましくは均一な層を形成することを特徴とする、請求項３４〜３６の何れかに記載の方法。
38. 層は、０．１μｍから５０μｍ、好ましくは０．１μｍから３５μｍ、さらに好ましくは１μｍから２５μｍの厚さでワンパス状態で適用されることを特徴とする、請求項３４〜３７の何れかに記載の方法。
39. 請求項１〜２９の何れかに記載の転写膜（１）、特には請求項１〜２９の何れかに記載の転写膜（１）の転写プライ（１５）を有する転写膜（１）でコンポーネント（５）をコーティングする方法。
40. 前記方法は、前記転写膜（１）を射出成形金型内に挿入し、前記転写膜（１）をプラスチックと背面射出成形（ｂａｃｋ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）する工程を含むＩＭＤ法として形成され、
    前記転写膜（１）の前記キャリア膜（１１）は、前記背面射出成形の後剥離するとともに、前記深絞りメンブレン（１３）は、前記キャリア膜（１３）とともに、又は後の時点、特には前記コンポーネントを使用する直前若しくは前記コンポーネントを使用する時点で剥離されることを特徴とする、請求項３９に記載の方法。
41. 前記方法は、基板（２）を積層し、積層した基板（２）を深絞りし、かつ深絞りした基板（２）を熱可塑性プラスチックと背面射出成形する工程を含むインサート成形法として形成され、
    前記転写膜（１）の前記キャリア膜（１１）は、前記基板（２）を積層した後に前記基板（２）から剥離され、前記深絞りメンブレン（１３）は、前記背面射出成形の後に、背面射出成形された基板（２）から剥離されることを特徴とする、請求項３９に記載の方法。
42. 前記方法は、基板（２）を積層し、前記基板（２）の裏面にＴＯＭベースコート（１６）をコーティングし、かつ積層及びベースコートされた基板（２）を３次元コンポーネント（５）に適用する工程を含むＴＯＭとして形成され、
    前記転写膜（１）の前記キャリア膜（１１）は、前記基板（２）のコーティングの前又は後において剥離されるとともに、前記深絞りメンブレン（１３）は、前記積層及びベースコートされた基板（２）が前記コンポーネント（５）に適用された後に、前記転写プライ（１５）から剥離されることを特徴とする、請求項３９に記載の方法。
43. 前記方法は、転写膜（１）を３次元コンポーネント（５）に適用する工程を含むＴＯＭとして形成され、
    前記キャリア膜（１１）は、前記転写膜（１）を前記コンポーネント（５）に適用する前に前記深絞りメンブレン（１３）から剥離され、前記深絞りメンブレン（１３）は、前記転写膜（１）を前記コンポーネント（５）に適用した後に前記転写プライ（１５）から剥離されることを特徴とする、請求項３９に記載の方法。

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