JP2021160222A

JP2021160222A - 加飾フィルム

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Publication number: JP2021160222A
Application number: JP2020063914A
Authority: JP
Inventors: 直樹氏平; Naoki Ujihira; 克典高橋; Katsunori Takahashi; 幹文森脇; Mikifumi Moriwaki; 紘次朗山口; Kojiro Yamaguchi; 正規中井; Masanori Nakai; 浩一郎市原; Koichiro Ichihara; 博紀佐藤; Hiroki Sato
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-10-11
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP7419932B2

Abstract

【課題】光の反射率が常にほぼ一様になる加飾フィルムを提供する。【解決手段】フィルム基材１２の表面に光輝性顔料２０ａ，２０ｂを含む塗料を塗布して形成された反射層１４を有する加飾フィルム１は、前記光輝性顔料が伸縮性光輝性顔料２０ａを含み、前記加飾フィルムが、前記加飾フィルムの表面が拡がる方向に沿って伸長されると、伸縮性光輝性顔料が加飾フィルムと共にその方向に伸長する、ことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車のボディ等に貼り付けられる加飾フィルムに関する。

金属または樹脂の表面にフィルムを貼り付けて複合材料を製造する方法が特許文献１に記載されている。

特開２０１６−８７９６０号

工業製品、特に自動車において、魅力的なボディカラーを車体に与えるため、光を反射する顔料を塗料と混ぜて、その塗料を用いて車体を塗装することがある。フィルムを貼り付けることにより車体にボディカラーを与える場合も、同様に、アクリルなどのフィルムの材料に顔料を混ぜて、光沢のある加飾フィルムが形成される。一方、車体などの基材にフィルムを貼り付けるとき、フィルムは、表面に生じ得る皺を押さえるために固定される。このとき、固定されているフィルムの近傍において、フィルムは引き伸ばされるように力を与えられるため、フィルムに含まれる顔料の隙間が広がり、透過する光が増え、光が反射され難くなることがある。したがって、光の反射率がフィルムの場所に応じて変化するようになるため、フィルムに色むらや装飾むらが生じ得る。このフィルムを車体に貼り付ける場合、所望のボディカラーが得られない虞がある。

そこで、本願発明は、曲面の多い自動車のボディ等に貼り付けた場合でも、光の反射率が常にほぼ一様になる加飾フィルムを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の実施形態に係る加飾フィルムは、フィルム基材の表面に光輝性顔料を含む塗料を塗布して形成された反射層を有する加飾フィルムであって、
前記光輝性顔料は伸縮性光輝性顔料を含み、
前記伸縮性光輝性顔料は、前記加飾フィルムが、前記加飾フィルムの表面が拡がる方向に沿って伸長されると、前記加飾フィルムと共に前記方向に伸長する、ことを特徴とする。

本発明の別の実施形態に係る加飾フィルムは、透明又は半透明なフィルム基材の裏面に光輝性顔料を含む塗料を塗布して形成された反射層を有する加飾フィルムであって、
前記光輝性顔料は伸縮性光輝性顔料を含み、
前記伸縮性光輝性顔料は、前記加飾フィルムが、前記加飾フィルムの表面が拡がる方向に沿って伸長されると、前記加飾フィルムと共に前記方向に伸長する、ことを特徴とする。

これらの実施形態によれば、加飾フィルムが伸びると、反射層に含まれる光輝性顔料が伸びることによって光を反射する光輝性顔料の表面が大きくなる。そのため、加飾フィルムが覆う面の形状に関わらず（つまり、加飾フィルムが覆う面が曲面又は屈曲面であっても）、被覆面は一様な反射率を発揮する。したがって、加飾フィルムを例えば曲面の多い自動車のボディ等に貼り付けた場合、色むらや装飾むらの無い面が得られる。

第１と第２の実施形態に係る加飾フィルム製造装置の概略構成を示す概略図。第１の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。第１の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。第２の実施形態に係る光輝性顔料製造装置の概略構成を示す概略図。第２の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。第２の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。その他の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。第１の実施形態の変形例に係る加飾フィルムの断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る加飾フィルムの製造方法と、その方法で製造される加飾フィルムの実施形態を説明する。なお、以下の図面を参照した説明では、図面の左右方向をｘ方向、ｘ方向に直交する図面の表裏方向をｙ方向、ｘ方向とｙ方向に直交する図面の上下方向をｚ方向という。また、図示する装置の大きさやそれを構成する各部分の大きさと形状は誇張して示されており、実際のものとは異なる。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る加飾フィルム１を製造する加飾フィルム製造装置（以下、「フィルム製造装置」という。）１００の概略構成を示す。以下に説明する第１の実施形態において、加飾フィルム１は、図２に示すように、薄いシート状のフィルム基材１２、該フィルム基材１２の一方の表面（上面）に配置される反射層１４、該反射層１４の表面（上面）に配置される着色層１６、及び該着色層１６の表面（上面）に配置されるコーティング層１８を含む。

フィルム製造装置（塗布装置）１００は、製造される加飾フィルム１を支持する下部構造１０２と、製造される加飾フィルム１のフィルム基材１２の表面に反射層１４、着色層１６、及びコーティング層１８を積層（塗布）する上部構造１０４を有する。第１の実施形態において、フィルム製造装置１００はオフセット式塗布装置である。ただし、塗布装置は、これに限らず、グラビア印刷装置やスクリーン印刷装置等の各種印刷装置と同様の構成を有する各種塗布装置が利用可能である。

下部構造１０２は、ｙ方向に伸びる中心軸を中心に回転可能な略円柱形状の第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃを有する。第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃは、図の左側から右側に順番に配置されている。第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃは図面上近接して配置されているが、それらの間隔は任意に決めることができる。

上部構造１０４は、ｙ方向に伸びる中心軸を中心に回転可能な略円柱形状の第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃを有する。第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、それぞれ第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃの上に平行に配置されている。図示しないが、第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの近傍にはそれぞれ、第１〜第３の塗料供給ローラが配置されている。第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ、第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ、及び第１〜第３の塗料供給ローラは、モータを含む駆動系１２０に駆動連結されており、予め決められた速度で図示する方向（バックアップローラと塗料供給ローラは時計周り方向、塗布ローラは反時計周り方向）に回転するように構成されている。

これら第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃはそれぞれ、対応する第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃと第１〜第３の塗料供給ローラと組み合わされて、反射層１４，着色層１６、及びコーティング層１８を印刷する第１〜第３の塗装工程１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃを構成している。

図２に示すように、一般的に、反射層１４，着色層１６、及びコーティング層１８の厚さは異なる。そのため、第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃとこれらに対応する第１〜第３の塗料供給ローラとの接触圧又は間隔（ギャップ）、及び、第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃとこれらに対応する第１〜第３のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃとの間隔（ギャップ）は、印刷される層の厚さや印刷する材料の性質（例えば、粘度）に応じて適宜決められる。

フィルム基材１２、及びそれに印刷される反射層１４、着色層１６、コーティング層１８の材料について説明する。

フィルム基材１２は、図示するように、ｘ方向とｙ方向に所定の長さを有する平坦なフィルムである。フィルム基材１２は、金属（例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、ニッケル、チタン、白金）からなるフィルムであってもよいし、プラスチック［例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）］、又はその他のエンジニアリングプラスチック［超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、熱可塑性ポリエステルエラストマ（ＴＰＥＥ）］からなるフィルムであってもよいし、金属とプラスチックを積層した複合フィルムであってもよい。

反射層１４を構成する塗料は、アクリル樹脂又はウレタン樹脂からなる塗料基材に光輝性顔料を混合した反射塗料（以下、適宜「第１の塗料」という。）である。本明細書において、光輝性顔料は、塗膜内に入射した光を反射させる物質、すなわちフィラーや一般的な顔料などのことを示す。実施形態において、反射層１４は、２種類の光輝性顔料、例えば第１の光輝性顔料２０ａと第２の光輝性顔料２０ｂの両方を有する。

第１の光輝性顔料２０ａは、限定的ではないが、例えば、アクリル樹脂又はウレタン樹脂からなる伸縮性フレークを有し、該フレーク表面に金属粒子をメッキした顔料が使われる。この伸縮性フレークを製造する方法は後述する。

第２の光輝性顔料２０ｂは、限定的ではないが、例えば、アルミニウムからなる非伸縮性フレークを有し、フレーク表面にシリカ層を被覆し、さらに金属粒子をメッキした顔料が使われる。

伸縮性の第１の光輝性顔料２０ａは、引張力が作用していない通常の状態で例えば約１０マイクロメートルから約２０マイクロメートルの平均粒径を有し、引張力が作用した状態で最大約４０マイクロメートルまで伸びることができる。非伸縮性の第２の光輝性顔料２０ｂは例えば約１０マイクロメートルから約２０マイクロメートルの平均粒径を有する。顔料の平均粒径はフレークの長手方向のサイズである。

着色層１６は、所望の色の着色剤を含む塗料（以下、適宜「第２の塗料」という。）である。例えば、加飾フィルムが自動車のボディ表面の外装材として使用される場合、塗料にはウレタン塗料、アクリル塗料が利用される。

コーティング層１８は、例えばガラスを材料とする透明又は半透明の塗料（以下、適宜「第３の塗料」という。）を塗布及び乾燥させることで形成される層である。

上述のフィルム製造装置を用いた加飾フィルムの製造を説明する。

図１に示す状態で、駆動系１２０の駆動に基づいて、バックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ、塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ、及び塗料供給ローラがそれぞれ所定の方向に回転する。これにより、第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの外周面にはそれぞれ、隣接する第１〜第３の塗料供給ローラから第１〜第３の塗料が供給され、所望の厚さの塗膜が形成される。また、第１〜第３の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃの塗膜は、バックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃと塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃとの間を図の左側から右側に向かって搬送されるフィルム基材１２に順次転写され、これにより、フィルム基材１２の表面には所定の厚さの反射層１４、着色層１６、及びコーティング層１８が順次積層され、図２に示す層構造を有する加飾フィルム１が製造される。

このように製造された加飾フィルム１では、例えば、凸状曲面又は凸状屈曲面を有する車体表面上に、その面方向に力を加えながら加飾フィルム１を貼り付けた場合、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分では、反射層１４が伸びる。このとき、伸縮性の第１の光輝性顔料２０ａは、反射層１４の伸びに応じて、その面方向に沿って伸長する（図３参照）。したがって、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分では、反射層１４における光輝性顔料２０ａ，２０ｂの間隔が拡がる一方、伸縮性の第１の光輝性顔料２０ａは伸張方向に伸びて、上下方向から見た第１の光輝性顔料２０ａの面積が大きくなる。そのため、コーティング層１８から入射する光は、光輝性顔料２０ａ，２０ｂの間を通過し難くなり、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分はその他の平坦な面を覆うフィルム部分と同等に光を反射し、色むらの無い反射面が得られる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る加飾フィルムを図５に示す。この図に示す加飾フィルム２０１は、第１の実施形態の加飾フィルム１の変形例であり、そこに含まれる伸縮性の第１の光輝性顔料２２０ａは波型の形状を有する。その他の構成は第１の実施形態と同じである。したがって、第１の実施形態の層と同じ又は対応する層には、第１の実施形態の符号に「２００」を加えた符号を付して、説明を省略する。

伸縮性の第１の光輝性顔料２０ａは、例えば図４に示す光輝性顔料製造装置（粉砕機、整粒機、又はロールグラニュレータ）３００によって製造される。光輝性顔料製造装置３００は、第１の光輝性顔料２２０ａの基材となる粒状のフレーク２３０を棒材２４０から形成する上部構造３０２と、上部構造３０２において形成されたフレーク２３０に波型の形状を付与する下部構造３０４を有する。

上部構造３０２は、ｙ方向に伸びる中心軸を中心に回転可能な略円柱形状の第１と第２の上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂを有する。第１と第２の上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂは、上下方向の軸に対して左右対称に隣接して配置されており、それぞれの外周面に小さくて鋭利な突起（歯）が高密度に形成されている。したがって、第１と第２の上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂの最近接領域に被加工材料である棒材２４０が供給されると、この棒材２４０は上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂに挟まれて細かく切断されて薄板状の細かなフレーク２３０となる。

下部構造３０４は、ｙ方向に伸びる中心軸を中心に回転可能な略円柱形状の第１と第２の下段側歯付きロール３１４Ａ，３１４Ｂを有する。第１と第２の下段側歯付きロール３１４Ａ，３１４Ｂはそれぞれ、上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂの下に隣接して配置されており、外周面に小さくて鋭利な突起（歯）が高密度に形成されている。上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂの突起が棒材２４０を細かなフレーク２３０に形成するために適した形状と大きさを有するのに対し、下段側歯付きロール３１４Ａ，３１４Ｂは細かなフレーク２３０を波形に加工するために適した形状と大きさを有する。

第１と第２の上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂ、及び第１と第２の下段側歯付きロール３１４Ａ，３１４Ｂは、モータを含む駆動系３２０に駆動連結されており、予め決められた速度で図示する方向（第１の上段側歯付きロール３１２Ａと第１の下段側歯付きロール３１４Ａは時計周り方向、第２の上段側歯付きロール３１２Ｂと第２の下段側歯付きロール３１４Ｂは反時計周り方向）に回転するように構成されている。

したがって、上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂの間に供給された棒材２４０は、上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂの突起によって細かなフレーク２３０に形成される。次に、上段側歯付きロール３１２Ａ，３１２Ｂの間から落下したフレーク２３０は、下段側歯付きロール３１４Ａ，３１４Ｂの最近接領域３１６に落下供給され、そこで下段側歯付きロール３１４Ａ，３１４Ｂの突起によって波形に加工される。皺付フレーク又は波形フレークは、これに力に引張力が作用すると、その方向に伸びる性質を有する。

第１の光輝性顔料２２０ａの基材はアルミニウムであってもよい。この場合、上述の光輝性顔料製造装置３００を用いて、アルミニウムの棒材２４０から波形アルミニウムフレークが形成される。波形アルミニウムフレークは、フレーク表面にシリカ層を被覆し、さらに金属粒子をメッキしてメタリック顔料となる。

このように製造された伸縮性の波形フレークを含む加飾フィルム２０１によれば、例えば、凸状曲面又は凸状屈曲面を有する車体表面上に、その面方向に力を加えながら加飾フィルム２０１を貼り付けた場合、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分では、反射層２１４が伸びる。このとき、波型の形状を有する第１の光輝性顔料２２０ａは、反射層２１４の伸びに応じて、その面方向に沿って伸長する（図６参照）。したがって、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分では、反射層２１４における光輝性顔料２２０ａ，２２０ｂの間隔が拡がる一方、上下方向から見た第１の光輝性顔料２２０ａの面積が大きくなる。そのため、コーティング層２１８から入射する光は、光輝性顔料２２０ａ，２２０ｂの間を通過し難くなり、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分はその他の平坦な面を覆うフィルム部分と同等に光を反射し、色むらの無い反射面が得られる。

［他の実施形態］
上述の実施形態では、反射層１４，２１４を１つの層でそれぞれ構成したが、反射層１４，２１４を複数の層でそれぞれ構成してもよい。図７に示すように、例えば、反射層は３つの層で構成されていてもよい。この場合、反射層４１４は、３つの層、すなわち下部反射層４１４ａ、中部反射層４１４ｂ、及び上部反射層４１４ｃを含む。特に、下部反射層４１４ａは、伸長し得る光輝性顔料、例えば第１の実施形態における第１の光輝性顔料２０ａと同様に構成されている光輝性顔料４２０ａを有していることが好ましい。したがって、加飾フィルム４０１を、例えば凸状曲面又は凸状屈曲面を有する車体表面上に、その面方向に力を加えながら貼り付けた場合、上部反射層４１４ｃと中間反射層４１４ｂを透過した光が、下部反射層４１４ａにおいて、伸長された第１の光輝性顔料４２０ａで反射されるため、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分はその他の平坦な面を覆うフィルム部分と同等に光を反射し、色むらの無いきれいな塗装面が得られる。

上述の実施形態では、基材１２，２１２の表面に所定の厚さの反射層１４，２１４、着色層１６，２１６、及びコーティング層１８，２１８が順次積層されて、加飾フィルム１，２０１が製造されるが、透明又は半透明な基材５１８の裏面に所定の厚さの着色層５１６、及び反射層５１４が順次積層されて、加飾フィルムが製造されてもよい（図８参照）。

上述の実施形態では、塗装装置としてオフセット式の塗布装置を採用したが、それ以外の塗布装置、例えば、ダイコータを使った塗布装置を使用してもよい。

上述の実施形態では、第１〜第３の塗装工程を一定の間隔に配置しているが、隣接する塗装工程の間隔は適宜決定すればよいし、隣接する塗装工程の間に適宜乾燥工程を設けてもよい。また、上述の実施形態では、バックアップローラの上に塗布ローラを配置したが、逆に、塗布ローラの上にバックアップローラを配置し、基材の下面に塗料を塗布してもよい。

上述の実施形態では、基材と着色層を単一の層で形成しているが、それらは複数の層で形成されてもよい。

１：加飾フィルム、１２：フィルム基材、１４：反射層、２０ａ，２０ｂ：光輝性顔料。

Claims

フィルム基材の表面に光輝性顔料を含む塗料を塗布して形成された反射層を有する加飾フィルムであって、
前記光輝性顔料は伸縮性光輝性顔料を含み、
前記伸縮性光輝性顔料は、前記加飾フィルムが、前記加飾フィルムの表面が拡がる方向に沿って伸長されると、前記加飾フィルムと共に前記方向に伸長する、ことを特徴とする加飾フィルム。
前記光輝性顔料は非伸縮性光輝性顔料を含むことを特徴とする請求項１に記載の加飾フィルム。
前記伸縮性光輝性顔料は薄板状フレークを波形に加工して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の加飾フィルム。
前記反射層は、前記フィルム基材に近い第１の反射層と前記第１の反射層よりも前記フィルム基材から離れた第２の反射層を有しており、
前記第１の反射層は前記伸縮性光輝性顔料を含み、
前記第２の反射層は前記非伸縮性光輝性顔料を含むことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の加飾フィルム。
透明又は半透明なフィルム基材の裏面に光輝性顔料を含む塗料を塗布して形成された反射層を有する加飾フィルムであって、
前記光輝性顔料は伸縮性光輝性顔料を含み、
前記伸縮性光輝性顔料は、前記加飾フィルムが、前記加飾フィルムの表面が拡がる方向に沿って伸長されると、前記加飾フィルムと共に前記方向に伸長する、ことを特徴とする加飾フィルム。