JP4338512B2

JP4338512B2 - 転写箔及びその製造方法、成形同時加飾成形品の製造方法

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Publication number: JP4338512B2
Application number: JP2003429553A
Authority: JP
Inventors: 飯室暁之; 浜岡弘一; 永山静男
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP2005186395A

Description

この発明は、紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層が設けられた転写箔及びその製造方法と、前記転写箔を用いた成形同時加飾成形品の製造方法に関する。

コレステリック液晶の薄膜は、温度によって見える色が変化し、高い輝度と分光特性を持った美しい外観を呈することが知られているが、硬度が低く耐磨耗性や耐擦傷性に劣る性質がある。

このようなコレステリック液晶薄膜を家電製品、住宅機器、事務機器、自動車部品等の成形品表面に成形同時加飾する場合には、基体シート上に熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂の保護層を形成し、その上にコレステリック液晶の薄膜を形成した転写箔を使用していた。

特開２０００−２９６７００

しかし、保護層として熱硬化性樹脂を用い、転写箔作製時に加熱して熱硬化性樹脂を熱硬化させる場合には、成形品表面の耐薬品性、耐磨耗性が一般的に劣るという課題があった。一方、保護層として紫外線硬化性樹脂を用い、転写箔作製時に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を紫外線硬化させた場合には、樹脂の架橋密度を高めることにより耐磨耗性、耐擦傷性を改良できるが、その反面、保護層が脆くなり、成形同時加飾時に成形品曲面部に位置する保護層にクラックが発生するという課題があった。

そこで、本発明者は、前記課題を解決するために次のような発明をした。すなわち、本発明の第１態様は、基体シート上に紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層、紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層、紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層が順次積層された転写箔である。

また、本発明の第２態様は、基体シート上に紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層を形成し、該保護層上に紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層を形成し、該紫外線吸収層上に紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層を形成し、該コレステリック液晶層側から紫外線を照射しコレステリック液晶層のみを紫外線硬化させることを特徴とする転写箔の製造方法である。

また、本発明の第３態様は、前記転写箔を射出成形金型に設置し、型締めし、成形樹脂を注入し、冷却固化させた後、型開きして得られた成形品の保護層表面に紫外線を照射して、該保護層を紫外線硬化させることを特徴とする成形同時加飾成形品の製造方法である。

本発明の転写箔は、成形同時加飾の際にクラックが生じることなく、成形品表面に美しい外観と高い耐磨耗性・耐擦傷性を併せもつコレステリック液晶層を形成できる効果がある。また、本発明の転写箔の製造方法は、前記転写箔を容易に得ることができる効果がある。また、本発明の成形同時加飾成形品の製造方法は、美しい外観と高い耐磨耗性・耐擦傷性を併せもつコレステリック液晶層を有した成形同時加飾成形品を容易に得ることができる効果がある。

以下、本発明の転写箔の発明の一例を説明する。本発明の転写箔１は、離型層３９を形成した基体シート３０上に剥離層３１、紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層３２、紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層３３、紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層３４、及び接着層３５が順次積層されたものである（図１参照）。

成形樹脂２に接着した後は基体シート３０と離型層３９が剥離除去され、剥離層３１、保護層３２、紫外線吸収層３３、コレステリック液晶層３４、及び接着層３５の積層物が成形樹脂２上に形成された成形同時加飾成形品４が得られる（図３参照）。

なお、基体シート３０が離型性を有する場合は離型層３９を、保護層３２が剥離性を有する場合は剥離層３１を、コレステリック液晶層３４が接着性を有する場合は接着層３５を、それぞれ省略してもよい。

基体シート３０の材質は、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂などの樹脂シート、アルミニウム箔、銅箔などの金属箔、グラシン紙、コート紙、セロハンなどのセルロース系シート、およびこれらが複合されたシートなどが好ましい。

基体シート３０の膜厚は５μｍ〜５ｍｍが好ましい。膜厚が５μｍより薄いと、シートに剛性がなく転写層３が支持できないという問題があり、５ｍｍより厚いと、剛性がありすぎて取り扱いにくいという問題があるためである。

基体シート３０の形成方法は、押出成形、カレンダー成形、キャストなどの汎用の製膜方法で構わない。なお、基体シート３０は、必要に応じて印刷層を形成する側の表面に予めコロナ放電処理、プラズマ処理、易接着プライマーコート処理等の易接着処理を施しておいてもよい。

離型層３９の材質は、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、アルキッド系樹脂、フェノール系樹脂等を挙げることができ、剥離層からの離型性に応じて、適宜、好ましい材料を選択する。

剥離層３１の材質としては、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂等を挙げることができ、離型層からの剥離性に応じて、適宜、好ましい材料を選択する。

離型層３９、剥離層３１の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどの方法でもよい。

離型層３９、剥離層３１の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な離型性または剥離性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。

保護層３２の材質としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の紫外線硬化性樹脂に光重合開始剤を配合したものを主材として、架橋剤を添加したものを挙げることができ、離型層からの剥離性に応じて、適宜、好ましい材料を選択する。保護層３２に含ませる架橋剤としては、熱架橋型のイソシアネート、有機酸無水物、ポリアミンなどが挙げられる。

光重合開始剤としては、アゾ系の重合開始剤や光カチオン重合開始剤が挙げられ、紫外線硬化性樹脂に対して０．５〜５重量％配合させると良い。

保護層３２の形成方法は、グラビア、オフセット、スクリーンなどの各種印刷方法や、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、コンマコート、リップコートなどのコート法でもよい。また、塗装、ディッピングなどの方法でもよい。これらの方法で塗布した後は、適度の加熱をしてタックフリーの状態にすると良い。

保護層３２を半硬化状態にする方法は、保護層３２を形成する紫外線硬化型のモノマーやオリゴマー等に熱によって弱い架橋反応を起こす官能基を部分的に導入し、架橋剤の添加と加熱によってモノマーやオリゴマー等を部分的に架橋させる方法があるが、これ以外の方法であっても構わない。

保護層３２が半硬化状態か否かは、保護層３２表面の硬度によって判定する。そして、本発明でいう半硬化状態とは、硬化すれば本来得られるべき硬度にまだ達していない状態をいう。

保護層３２の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な耐磨耗性・耐擦傷性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。

紫外線吸収層３３の材質としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の紫外線硬化性樹脂に紫外線吸収剤を配合したものを挙げることができ、２４０〜３８０ｎｍの範囲における平均光透過率が１０％未満になるよう紫外線吸収剤の含有量を調整すると良い。。

紫外線吸収剤の材質としては、少なくとも最大吸収波長が２４０〜３８０ｎｍの範囲にあり、前記保護層３２の紫外線硬化性樹脂に均一に溶解し、耐候性が良好なものを用いると良い。具体的には、２−ヒドロキシベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤を挙げることができる。

紫外線吸収層３３の形成方法は、グラビア、オフセット、スクリーンなどの各種印刷方法や、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、コンマコート、リップコートなどのコート法でもよい。また、塗装、ディッピングなどの方法でもよい。

紫外線吸収層３３の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な紫外線吸収性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。

コレステリック液晶層３４の材質としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の紫外線硬化性樹脂と、コレステリック液晶を閉じ込めたマイクロカプセルと光重合開始剤とを含むものを挙げることができる。

光重合開始剤としては、アゾ系の重合開始剤や光カチオン重合開始剤が挙げられ、紫外線硬化性樹脂に対して０．５〜５重量％添加させると良い。

コレステリック液晶層３４の形成方法は、グラビア、オフセット、スクリーンなどの各種印刷方法や、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、コンマコート、リップコートなどのコート法でもよい。また、塗装、ディッピングなどの方法でもよい。

コレステリック液晶層３４の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な輝度や美しい外観が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。なお、コレステリック液晶層３４は、未硬化状態であっても、半硬化状態であっても、完全硬化状態であってもよい。

接着層３５の材質としては、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂を挙げることができ、成形樹脂との接着性に応じて、適宜、好ましい材料を選択する。

接着層３５の形成方法は、グラビア、オフセット、スクリーンなどの各種印刷方法や、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、コンマコート、リップコートなどのコート法でもよい。また、塗装、ディッピングなどの方法でもよい。

接着層３５の膜厚は０．５μｍ〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な密着が得られないという問題があり、１０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。

なお、必要に応じて木目柄、石目柄、布目柄、文字、幾何学模様、ベタパターン等の加飾層３８を設けてもよい。加飾層は並列して複数形成してもよいし、必要に応じて金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は全面でもパターン状でもよい。

加飾層３８の材質は、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、硝化綿系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂などを挙げることができるが、特に限定されない。また、金属膜層の場合には、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素などを挙げることができるが、特に限定されない。。

加飾層３８の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどの方法がある。金属膜層の場合には、真空蒸着やメッキ等の方法がある。

加飾層３８の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な意匠性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。ただし、金属膜層の場合は１５０Å〜１２００Åが好ましい。膜厚が１５０Åより薄いと、十分な隠蔽性が得られないという問題があり、１２００Åより厚いと、クラックが生じやすいという問題があるためである。

つぎに、本発明の転写箔の製造方法の発明を説明する。本発明の転写箔の製造方法は、基体シート上に紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層を形成し、該保護層上に紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層を形成し、該紫外線吸収層上に紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層を形成し、該コレステリック液晶層側から紫外線を照射しコレステリック液晶層のみを紫外線硬化させることを特徴とする転写箔の製造方法である（図２参照）。

通常、紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層を使用した転写箔を作成する場合、コレステリック液晶層をタックフリーにするために転写箔への紫外線照射が必須条件になり、このとき保護層も硬化させてしまうため、成形同時加飾時にクラックが入る問題がある。

しかし、本発明のように保護層とコレステリック液晶層との間に紫外線吸収層を設け、コレステリック液晶層側から紫外線照射を照射する製造方法では、照射された紫外線は、コレステリック液晶層を透過しても紫外線吸収層によってほとんど吸収され、保護層にはほとんど届かない。

したがって、コレステリック液晶層は紫外線によって硬化することにより皮膜強度が向上するが、保護層は半硬化状態のまま保持されるため成形同時加飾時にクラックが入るのを防止できる。

コレステリック液晶層側から照射する紫外線の強度は、１００〜１０００ｍＪ／ｍ^２程度が好ましい。１００ｍＪ／ｍ^２より弱いとコレステリック液晶層の皮膜強度が不充分となり、溶融した成形樹脂の熱圧によってコレステリック液晶層が破壊されやすく、１０００ｍＪ／ｍ^２より強いと、一部の紫外線が紫外線吸収層を透過して保護層を硬化させるため、成形同時加飾時にクラックが生じやすくなるからである。さらに、常にコレステリック液晶層の皮膜強度が充分で、かつ一部の紫外線が紫外線吸収層を透過することがないようにするためには、コレステリック液晶層側から照射する紫外線の強度を、２００〜５００ｍＪ／ｍ^２程度にするのが好ましい。

つぎに、本発明の成形同時加飾成形品の製造方法の発明を説明する。本発明の成形同時加飾成形品の製造方法は、本発明の転写箔を射出成形金型に設置した後、型締めし、成形樹脂を注入し、冷却固化させた後、型開きして得られた成形品の保護層表面に紫外線を照射して、該保護層を紫外線硬化させることを特徴とする（図３参照）。

すなわち、成形同時加飾法によって成形品を得た後、成形品の保護層表面に紫外線を照射して、半硬化状態の保護層を硬化する方法である。したがって、射出成形時には保護層は半硬化状態にありクラックが生じることがなく、成形同時加飾成形品製造完了時には保護層は硬化状態にあり、硬化した保護層の優れた耐磨耗性、耐擦傷性によってコレステリック液晶層が保護される。

成形品の紫外線硬化性を有する保護層表面に照射する紫外線量は、各層の材質に悪影響がでない限り、強いほど好ましい。

なお、本発明では、成形同時加飾法によって成形品を得た場合を示したが、先に成形品を製造しておき、その成形品の曲面に熱転写する場合であっても、同様の方法にて同様の効果が得られるものである。

シリコン系の離型層が形成された厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、ポリアミンを１重量％含ませたエポキシ系の紫外線硬化性樹脂からなる半硬化状態の保護層をリバースコート法にて厚み５μｍで形成し、１２０℃の温風を３０秒間当ててタックフリーにさせた。ついで、この保護層の上にシアノアクリレート系紫外線吸収剤を１％含むアクリルポリオール系樹脂からなる紫外線吸収層をグラビア印刷にて形成した。

ついで、コレステリック液晶を閉じ込めたマイクロカプセルとエポキシ系の紫外線硬化性樹脂と光重合開始剤とからなるコレステリック液晶インキを、リバースコート法にて厚み１μｍで紫外線吸収層上に塗布し、コレステリック液晶層を形成した。その後、コレステリック液晶層側の面から紫外線を２００ｍＪ／ｍ^２照射してコレステリック液晶層を硬化させた。

次に、コレステリック液晶層上に塩酢ビ系の接着層をグラビア印刷にて厚み１μｍで形成した。上記のようにして得た転写箔を射出成形金型のキャビティにセットし、金型を締めてポリスチレン樹脂を充填し、冷却後、型開きし、成形品を取り出した。そして、得られた成形品表面に紫外線を６００ｍＪ／ｍ^２照射し、保護層を硬化させた。

得られた成形同時加飾成形品表面には美しい外観のコレステリック液晶層が形成され、その耐磨耗性は砂消しゴムで擦って取れないものであり、その耐擦傷性はＨの鉛筆で引っ掻いても傷つかないという優れたものであった。

メラミン系の離型層が形成された厚み２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、有機酸無水物を１重量％含ませたエポキシ系の紫外線硬化性樹脂からなる保護層をリバースコート法にて厚み８μｍで形成し、１２０℃の温風を３０秒間当てて半硬化状態にさせた。ついで、この保護層の上にシアノアクリレート系紫外線吸収剤を３％含むアクリルポリオール系樹脂からなる紫外線吸収層をスクリーン印刷にて形成した。

ついで、コレステリック液晶を閉じ込めたマイクロカプセルとアクリル系の紫外線硬化性樹脂からなるコレステリック液晶インキを、リバースコート法にて厚み２μｍで紫外線吸収層上に塗布し、コレステリック液晶層を形成した。次に、コレステリック液晶層上に塩酢ビ系の接着層をグラビア印刷にて厚み１μｍで形成した。

その後、接着層側の面から紫外線を５００ｍＪ／ｍ^２照射してコレステリック液晶層のみを硬化させた。上記のようにして得た転写箔を射出成形金型のキャビティにセットし、金型を締めてアクリル系の成形樹脂を充填し、冷却後、型開きし、成形品を取り出した。こうして得られた成形品表面に紫外線を１２００ｍＪ／ｍ^２照射し、保護層を硬化させた。

得られた成形同時加飾成形品表面には、美しい外観のコレステリック液晶層が形成され、その耐磨耗性は砂消しゴムで擦って取れないものであり、その耐擦傷性は２Ｈの鉛筆で引っ掻いても傷つかないという優れたものであった。

本発明により得られた転写箔は、家電製品、住宅機器、事務機器、自動車部品などに利用されるパネル部材等の加飾に用いられる。

本発明に係る転写箔の一例を示す断面図である。本発明に係る転写箔の一製造例を示す断面図である。本発明に係る成形同時加飾成形品の一製造例を示す断面図である。

１転写箔
２成形樹脂
３転写層
４成形同時加飾成形品
３０基体シート
３１剥離層
３２保護層
３３紫外線吸収層
３４コレステリック液晶層
３５接着層
３８加飾層
３９離型層

Claims

基体シート上に紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層、紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層、紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層が順次積層された転写箔。
基体シート上に紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層を形成し、該保護層上に紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層を形成し、該紫外線吸収層上に紫外線硬化性を有するコレステリック液晶層を形成し、該コレステリック液晶層側から紫外線を照射しコレステリック液晶層のみを紫外線硬化させることを特徴とする転写箔の製造方法。
請求項１に記載の転写箔を射出成形金型に設置し、型締めし、成形樹脂を注入し、冷却固化させた後、型開きして得られた成形品の保護層表面に紫外線を照射して、該保護層を紫外線硬化させることを特徴とする成形同時加飾成形品の製造方法。