JP2023045792A - 加飾シート及び加飾成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡層を有し、小ロット多品種の製品展開に好適な加飾シート及び加飾成形品の製造方法を提供する。【解決手段】本開示の加飾成形品の製造方法は、発泡粒子を含有する発泡層が設けられた発泡層転写シートを加熱し、基材上の少なくとも一部に前記発泡層を転写する工程と、前記基材上に画像層を形成して加飾シートを作製する工程と、前記加飾シートと成形品とを粘着層を介して貼り合わせ、アウトモールド成形を行う工程と、前記発泡層を発泡させる工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、加飾シート及び加飾成形品の製造方法に関する。

立体成形品に対して加飾する方法の１つとして、アウトモールド成形が知られている。アウトモールド成形は、柄を後付けできる特性から、多様化する消費者のニーズに対応した小ロット多品種の展開が可能であり、また、印刷より環境負荷が低いため、近年、採用の機会が増えている。

アウトモールド成形は、延伸性のあるフィルムを用いた成形方法であるが、柄の印刷は主にグラビア印刷が用いられている。前述した通り、アウトモールド成形は小ロット多品種に向いた成形方法であるのに対し、グラビア印刷は大量生産に向いた方法であるため、数量によっては採算が合わない状況が発生する。小ロット多品種に向いた印刷方法として、インクジェット等のデジタル印刷が考えられる。インクジェットにはＵＶでインキを硬化させるタイプがあり、凹凸感の付与等の触感表現は可能だが、皮革のような弾性のある手触りを表現するのは向いていない。

弾性のある手触りを表現する手法として、発泡粒子を用いたものが知られている。例えば、特許文献１には、真空成型可能な熱可塑性シート上に熱発泡性インキを塗布した後、その塗布面に転写フィルムの絵柄インキ面を重ねるよう転写フィルムを積層し、加熱により熱発泡性インキを発泡させると同時に熱可塑性シートの真空成型を行う方法が開示されている。

しかし、特許文献１に記載の方法では、熱可塑性シート上に熱発泡性インキを塗布しているため、一様な厚みの発泡性インキ層しか形成することができず、小ロット多品種の製品展開には適していなかった。

特開平５－２５４２３８号公報

本開示は、発泡層を有し、小ロット多品種の製品展開に好適な加飾シート及び加飾成形品の製造方法を提供することを課題とする。

本開示の加飾成形品の製造方法は、発泡粒子を含有する発泡層が設けられた発泡層転写シートを加熱し、基材上の少なくとも一部に前記発泡層を転写する工程と、前記基材上に画像層を形成して加飾シートを作製する工程と、前記加飾シートと成形品とを粘着層を介して貼り合わせ、アウトモールド成形を行う工程と、前記発泡層を発泡させる工程と、を備える。

本開示の加飾シートは、基材と、前記基材の一方の面の第１領域上に設けられた少なくとも１層の第１発泡層、及び前記第１発泡層上に設けられた第１画像層を有する第１パネルと、前記基材の前記一方の面の第２領域上に設けられた少なくとも１層の第２発泡層、及び前記第２発泡層上に設けられた第２画像層を有する第２パネルと、前記基材の他方の面に設けられた粘着層と、を備え、前記第１パネルにおける前記第１発泡層の積層数と、前記第２パネルにおける前記第２発泡層の積層数とが異なる。

本開示によれば、発泡層を有し、小ロット多品種の製品展開に好適な加飾シートを提供できる。

発泡層転写シートの断面図である。 加飾シートの製造方法を説明する断面図である。 加飾シートの製造方法を説明する断面図である。 加飾シートの製造方法を説明する断面図である。 加飾成形品の断面図である。 加飾成形品の断面図である。 図７Ａ、図７Ｂは加飾シートの製造方法を説明する断面図である。 加飾シートの断面図である。 図９Ａ～図９Ｄは加飾成形品の断面図である。 加飾シートの製造方法を説明する断面図である。 加飾成形品の断面図である。 加飾成形品の断面図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

本開示の実施形態に係る加飾成形品の製造方法は、発泡層を有する加飾シートを作製し、この加飾シートを、アウトモールド成形、インモールド成形、インサート成形等の手法で成形品に貼り合わせ、発泡層を発泡させるものである。

加飾シートの製造方法について説明する。図１は、加飾シートの基材上に発泡層を転写する発泡層転写シート１０の断面図である。発泡層転写シート１０は、基材１１と、基材１１の一方の面上に設けられた発泡層１２とを有する。

発泡層１２は発泡粒子を含む。発泡粒子は、熱可塑性樹脂からなる外殻と、外殻に内包され、加熱することで気化する発泡剤を有する。そのため、発泡粒子は加熱により膨張する。

基材１１の他方の面に背面層（図示略）が設けられていてもよい。また、発泡層１２と基材１１との間に剥離層（図示略）が設けられていてもよい。また、発泡層１２上に接着層（図示略）が設けられていてもよい。

公知の熱転写プリンタを用いて、図２に示すように、加飾シートの基材１の一方の面に発泡層１２を転写する。例えば、熱転写プリンタのサーマルヘッドが、発泡層転写シート１０を所定のパターンで加熱し、基材１上に発泡層１２を部分的に転写する。転写パターンは特に限定されず、例えば、文字や模様である。

発泡層１２を転写する際に発泡層転写シート１０に印加する熱エネルギーは、発泡粒子が膨張しない程度のものとする。

後述する加飾成形工程がアウトモールド成形の場合、加飾シートの基材１の材料は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＯ（ポリオレフィン）、ＰＵ（ポリウレタン）、ＴＰＵ（ポリウレタン可塑性エラストマー）等が好ましい。加飾成形工程がインモールド成形の場合、基材１の材料は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が好ましい。加飾成形工程がインサート成形の場合、基材１の材料は、アクリル、アクリル／ＰＣ（ポリカーボネート）の複合材料、ＰＣ等が好ましい。基材１の厚みは２５μｍ以上１０００μｍ以下程度である。

発泡層１２の転写後、図３に示すように、発泡層１２を覆うように、基材１上に画像層２を形成する。例えば、画像層２は溶融転写方式で形成される。溶融転写方式とは、溶融インキを含む色材層が設けられた熱転写シートを用い、当該熱転写シートに画像情報に応じた熱エネルギーを印加して、熱エネルギーの印加により溶融、或いは軟化した色材層を、基材１上に層ごと転写して画像層を形成する画像形成方式である。溶融インキは、ブラック顔料、メタリック顔料、パール顔料、蛍光顔料等の着色剤である。溶融インキはホログラム等を含む装飾層であってもいい。画像層２の厚みに特に限定はないが、一例としては、０．１μｍ以上５．０μｍ以下である。

発泡層１２を覆うように基材１上に受容層を転写し、昇華転写方式により受容層に画像を印画して、画像層２を形成してもよい。昇華転写方式とは、昇華性染料を含有する色材層が設けられた熱転写シートを用い、当該熱転写シートに画像情報に応じた熱エネルギーを印加し、色材層が含有している昇華性染料を受容層に移行させて画像を形成する画像形成方式である。昇華性染料は、イエロー染料、マゼンタ染料、シアン染料、蛍光染料等である。

画像層２の形成後、画像層２上に保護層３を転写する。保護層３は、画像層２の画像を保護するものであり、公知の透明な樹脂材料を用いることができる。保護層３の厚みに特に限定はないが、一例としては、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。

図４に示すように、基材１の他方の面に粘着層４を形成し、加飾シートを得る。粘着層４の樹脂としては、汎用のアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、塩化ビニル系樹脂若しくは酢酸ビニル系樹脂、又はこれらの２種以上の混合物若しくは共重合体を用いることができる。粘着層４の厚みに特に限定はないが、一例としては、１μｍ以上３０００μｍ以下である。

図５に示すように、加飾シートの粘着層４と成形品５とを貼り合わせ、加飾シートと成形品５とを一体化する。成形品５の形状や材料は特に限定されず、樹脂製でもよいし、金属製でもよい。この加飾成形工程には、アウトモールド成形、インモールド成形、インサート成形等を適用できるが、アウトモールド成形が好ましく、その中でも真空成形が好ましい。

真空成形では、成形品５を真空成形機のチャンバーボックス内のテーブルにセットし、成形品５の上方に加飾シートをセットする。チャンバーボックス内を真空状態にすると共に、ヒータにより加飾シートを加熱する。加熱された加飾シートは軟化し、自重により垂れ下がる。テーブルを上昇させ、チャンバーボックスの加飾シートより上側の領域のみを大気圧状態にすることで、加飾シートが成形品５に密着し、成形することができる。

成形時のヒータによる加飾シートの加熱により、発泡層１２の発泡粒子を膨張させて、加飾成形品を製造する。これにより、表面の所望の領域に凹凸（凸部）が設けられた加飾成形品が得られる。

上記実施形態では、基材１上に発泡層１２を所定のパターンで転写する、すなわち基材１に部分的に発泡層１２を転写する例について説明したが、図６に示すように、基材１の全面に発泡層１２を転写してもよい。

発泡層１２を複数回転写してもよい。例えば、図７Ａに示すように、基材１上に発泡層１２を転写後、図７Ｂに示すように、発泡層１２の領域Ｒ１に発泡層１２を転写してもよい。領域Ｒ１とそれ以外の領域とで、発泡層１２の厚みを変えることができる。

発泡層１２の転写領域や転写回数を変えることで、図８に示すように、発泡層１２の積層数が異なる複数のパネルＰ１～Ｐ４が間隔を空けて設けられた加飾シートを作製することができる。

パネルＰ１は基材１上に１層の発泡層１２を有し、発泡層１２上に画像層２及び保護層３が順に積層されている。

パネルＰ２は基材１上に２層の発泡層１２を有し、発泡層１２上に画像層２及び保護層３が順に積層されている。

パネルＰ３は基材１上に３層の発泡層１２を有し、発泡層１２上に画像層２及び保護層３が順に積層されている。

パネルＰ４は発泡層１２が無く、基材１上に画像層２及び保護層３が順に積層されている。

基材１の他方の面に粘着層４を設け、アウトモールド成形により、加飾シートのパネルＰ１部分を成形品５と一体化し、発泡層１２を発泡させることで、図９Ａに示すような加飾成形品が製造される。

アウトモールド成形により、加飾シートのパネルＰ２部分を成形品５と一体化し、発泡層１２を発泡させることで、図９Ｂに示すような加飾成形品が製造される。

アウトモールド成形により、加飾シートのパネルＰ３部分を成形品５と一体化し、発泡層１２を発泡させることで、図９Ｃに示すような加飾成形品が製造される。

アウトモールド成形により、加飾シートのパネルＰ４部分を成形品５と一体化することで、図９Ｄに示すような加飾成形品が製造される。

図８に示すような加飾シートを用いることで、図９Ａ～図９Ｄに示すような、凸部の高さが異なる複数の加飾成形品や凹凸の無い加飾成形品が得られる。これは、凸部の高さが異なるサンプル品の作製など、小ロット多品種の製品展開に好適である。

上記実施形態では、基材１の一方の面に発泡層１２、画像層２及び保護層３が積層される構成について説明したが、図１０に示すように、基材１の一方の面に発泡層１２を転写し、基材１の他方の面に画像層２及び保護層３を形成してもよい。

その後、発泡層１２を覆うように、基材１の一方の面に粘着層４を形成し、アウトモールド成形により成形品５と密着させると共に発泡層１２を発泡させることで、図１１に示すような加飾成形品が得られる。

図１０、図１１は、発泡層１２を基材１の一方の面の一部に設ける構成を示しているが、図１２に示すように、発泡層１２を基材１の一方の面の全面に設けてもよい。

基材１の全面に発泡層１２を転写した後、発泡層１２の一部の領域の発泡粒子を収縮させてもよい。例えば、発泡倍率の上限に達した状態にする加熱や加圧を行い、発泡粒子を収縮させる。

その後、発泡層１２上に画像層２及び保護層３を形成し、基材１の他方の面に粘着層４を形成して加飾シートを作製する。この加飾シートをアウトモールド成形により成形品５と一体化させると共に、発泡層１２を発泡させると、事前に発泡粒子を収縮させた一部領域では発泡層１２の発泡が抑制され、その他の領域では発泡層１２が発泡した加飾成形品が得られる。

上記実施形態では、アウトモールド成形する工程で発泡層１２を発泡させる例について説明したが、アウトモールド成形により加飾シートを成形品５に密着させた後、加熱を行い、発泡層１２を発泡させてもよい。

次に、発泡層転写シート１０の材料について説明する。

（基材）
発泡層転写シート１０の基材１１についていかなる限定もされることはなく、熱転写シートの分野で従来公知のものを適宜選択して用いることができる。一例としては、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトンもしくはポリエーテルサルホン等の耐熱性の高いポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、ポリエチレン誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルペンテンまたはアイオノマー等のプラスチックの延伸または未延伸フィルムが挙げられる。また、これらの材料を２種以上積層した複合フィルムも使用できる。基材１１の厚さについて特に限定はないが、２μｍ以上１０μｍ以下の範囲が好ましい。

（剥離層）
発泡層１２の転写性を向上させるべく、基材１１上に剥離層を設けることができる。剥離層を構成するバインダー樹脂としては、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール等のビニル樹脂等に例示される熱可塑性樹脂、飽和又は不飽和ポリエステル、ポリウレタン樹脂、熱硬化性エポキシ－アミノ共重合体、及び熱硬化性アルキッド－アミノ共重合体（熱硬化性アミノアルキド樹脂）等に例示される熱硬化性樹脂、シリコーンワックス、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、フッ素樹脂、フッ素変性樹脂、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。

（発泡層）
発泡層１２は、発泡粒子及びバインダー樹脂を含有している。発泡粒子は、熱可塑性樹脂からなる外殻（シェル）と、それに内包される発泡剤（コア）とから構成される熱膨張性微小球である。発泡粒子はコア－シェル構造をとっており、微小球全体として熱膨張性（微小球全体が加熱により膨らむ性質）を示す。熱可塑性樹脂は、重合性成分の重合体である。

重合性成分は、分子内に少なくとも１つ以上の重合性基を有する単量体を意味し、重合することによって発泡粒子の外殻を形成する熱可塑性樹脂となる成分である。重合性成分としては、反応性炭素－炭素二重結合を１個有する非架橋性単量体（以下、単に非架橋性単量体という）、及び反応性炭素－炭素二重結合を２個以上有する架橋性単量体（以下、単に架橋性単量体という）が挙げられる。架橋性単量体により橋架け構造を重合体に導入できる。ここでいう反応性炭素－炭素二重結合は、ラジカル反応性を示す炭素－炭素二重結合を意味し、ベンゼン環やナフタレン環等の芳香環内にある炭素－炭素二重結合ではなく、ビニル基、（メタ）アクリロイル基、アリル基、ビニレン基等に含まれる炭素－炭素二重結合が挙げられる。ここで、（メタ）アクリロイル基は、アクリロイル基またはメタクリロイル基を意味するものとする。

発泡剤は、加熱することで気化する成分である。発泡剤としては、特に限定されないが、たとえば、メタン、エタン、プロパン、（イソ）ブタン、（イソ）ペンタン、（イソ）ヘキサン、（イソ）ヘプタン、（イソ）オクタン、（イソ）ノナン、（イソ）デカン、（イソ）ウンデカン、（イソ）ドデカン、（イソ）トリデカン等の炭素数３～１３の炭化水素、（イソ）ヘキサデカン、（イソ）エイコサン等の炭素数１３超で２０以下の炭化水素、プソイドクメン、石油エーテル、初留点１５０℃以上２６０℃以下および／または蒸留範囲７０℃以上３６０℃以下であるノルマルパラフィンやイソパラフィン等の石油分留物等の炭化水素、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等の炭素数１～１２の炭化水素のハロゲン化物、ハイドロフルオロエーテル等の含弗素化合物、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル－ｎ－プロピルシラン等の炭素数１～５のアルキル基を有するシラン類、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ´－ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４´－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等の加熱により熱分解してガスを生成する化合物等が挙げられる。

発泡剤は、１種の化合物から構成されてもよく、２種以上の化合物の混合物から構成されてもよい。発泡剤は、直鎖状、分岐状、脂環状のいずれでもよく、脂肪族であるものが好ましい。

発泡粒子の発泡剤の内包率は、発泡粒子の重量に対する内包された発泡剤の重量の百分率で定義される。発泡剤の内包率については、特に限定されないが、発泡粒子の重量に対して、好ましくは２重量％以上５０重量％以下である。

発泡粒子の膨張開始温度は、特に限定はないが、好ましくは７０℃以上である。発泡粒子の平均粒子径（Ｄ５０）は、５μｍ以上３０μｍ以下である。

発泡粒子が膨張する前の発泡層の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。発泡粒子が膨張した後の発泡層の厚みは、５０μｍ以上６００μｍ以下が好ましく、２５０μｍ以上がさらに好ましい。

発泡層に紫外線硬化樹脂が含有されていてもよい。

（接着層）
発泡層１２と、被転写体である基材１との密着性を向上させるべく、発泡層１２の上に接着層が設けられていてもよい。接着層の材料としては、例えば、エチルセルロース、酢酪酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリスチレン、ポリα－メチルスチレン等のスチレン共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール等のビニル樹脂、ポリエステル、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂及びポリウレタン等を挙げることができる。

（背面層）
基材１１の他方の面に設ける背面層の材料について限定はなく、例えば、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等のビニル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリルアミド、アクリロニトリル－スチレン共重合体等のアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリウレタン、シリコーン変性又はフッ素変性ウレタン等の天然又は合成樹脂等を挙げることができる。背面層は、これらの樹脂の１種を単独で含有してもよく、２種以上を含有してもよい。

本開示を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本開示の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。

１ 基材
２ 画像層
３ 保護層
４ 粘着層
５ 成形品
１０ 発泡層転写シート
１２ 発泡層

Claims (9)

1. 発泡粒子を含有する発泡層が設けられた発泡層転写シートを加熱し、基材上の少なくとも一部に前記発泡層を転写する工程と、
   前記基材上に画像層を形成して加飾シートを作製する工程と、
   前記加飾シートと成形品とを粘着層を介して貼り合わせ、アウトモールド成形を行う工程と、
   前記発泡層を発泡させる工程と、
   を備える加飾成形品の製造方法。
2. 前記アウトモールド成形を行う工程で前記発泡層を発泡させる、請求項１に記載の加飾成形品の製造方法。
3. 前記基材上に前記発泡層を所定のパターンで転写する、請求項１又は２に記載の加飾成形品の製造方法。
4. 前記基材の全面に前記発泡層を転写し、
   前記発泡層の所定領域の発泡粒子を収縮させる、請求項１又は２に記載の加飾成形品の製造方法。
5. 前記発泡層上に前記画像層を形成する、請求項１乃至４のいずれかに記載の加飾成形品の製造方法。
6. 前記基材の一方の面に前記発泡層を転写し、前記基材の他方の面に前記画像層を形成し、前記加飾シートの前記発泡層側と成形品とを粘着層を介して貼り合わせ、アウトモールド成形する、請求項１乃至４のいずれかに記載の加飾成形品の製造方法。
7. 前記発泡層を複数回転写し、前記基材上に、複数の前記発泡層を積層する、請求項１乃至６のいずれかに記載の加飾成形品の製造方法。
8. 基材と、
   前記基材の一方の面の第１領域上に設けられた少なくとも１層の第１発泡層、及び前記第１発泡層上に設けられた第１画像層を有する第１パネルと、
   前記基材の前記一方の面の第２領域上に設けられた少なくとも１層の第２発泡層、及び前記第２発泡層上に設けられた第２画像層を有する第２パネルと、
   前記基材の他方の面に設けられた粘着層と、
   を備え、
   前記第１パネルにおける前記第１発泡層の積層数と、前記第２パネルにおける前記第２発泡層の積層数とが異なる、加飾シート。
9. 前記基材の前記一方の面の第３領域上に設けられた第３画像層を有する第３パネルをさらに備え、前記第３パネルは発泡層を含まない、請求項８に記載の加飾シート。

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