JP4412884B2

JP4412884B2 - 高輝度加飾フィルム

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Publication number: JP4412884B2
Application number: JP2002234228A
Authority: JP
Inventors: 友也渡瀬; 佳隆江本
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2004074442A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に金属調の意匠を付与するための高輝度加飾フィルムに関するもので、とくに熱プレス法および成形同時絵付け法などによって樹脂成形品や金属・木材・紙製品・ガラスなどに高輝度の金属調意匠を加飾する加飾フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属調の意匠を施す方法としてアルミニウム、クロムなどの金属蒸着法が知られている。しかし、金属蒸着膜は伸度が小さく、蒸着後に基材を延伸すると追随できず金属蒸着層にクラックが発生する。また、部分的にパターンで金属意匠を設けたい場合は、アルカリでエッチング処理する方法や水性インキでマスキングする方法などが知られているが、いずれも工程が複雑で歩留まりが悪く、コスト高となる欠点が有る。
【０００３】
最近、金属蒸着並みの輝度を有する高輝度インキが開発され、二軸延伸ＰＥＴフィルム上に印刷して、該印刷フィルムを金型内で一体化するインサート成形という方法による成形品の加飾に利用されている。この高輝度インキを用いると、金属調の意匠が得られ、かつ樹脂バインダーが含まれているため、立体形状に対応することも可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、さまざまな熱可塑性樹脂フィルム上に高輝度インキを印刷してみたが、金属蒸着並みの輝度の意匠が得られたのは、二軸延伸ＰＥＴフィルム上に直接印刷した場合だけであった。また、金属蒸着並みの輝度の意匠が得られたといっても、密着性はよくなかった。従って、使用できるのは密着性が低くても問題にならない文字や記号等の面積の小さいパターン部分だけで、意匠的にかなり制約があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述のような問題点を解決するために、本発明者は、基材フィルム上に、少なくともアンカー層およびミラーインキ印刷層が順次積層形成された高輝度加飾フィルムであって、該アンカー層が熱硬化性のエポキシ樹脂またはウレタン樹脂からなり、ミラーインキ印刷層を形成する高輝度インキが、その塗膜表面のＪＩＳＺ８７４１の方法で測定した６０°グロス値が１６４以上であり、樹脂バインダーと顔料の組成比（重量比）が３：１〜１：２０であり、かつ顔料が、粒子径が５〜３０μｍのものが少なくとも８５％以上占め、樹脂バインダーがセルロース系樹脂、あるいは、アクリル系樹脂からなることを特徴とする高輝度加飾フィルムとした。
【０００６】
即ち、本発明は、高輝度インキに含まれている多量の希釈溶剤によって、その下層である基体シート層や剥離層の表面が荒らされる（溶解することにより凹凸ができる）のを防止するため、高輝度インキ層を形成する前に、下地として耐溶剤性がありかつ密着性のよい熱硬化性樹脂からなるアンカー層を形成することを特徴としている。そして、そのアンカー層の材質として、熱硬化性のエポキシ樹脂やウレタン樹脂を選定することを特徴としている。以下、この発明の内容になった理由について、詳細に説明する。
【０００７】
本発明者は、当初、高輝度インキをアクリルフィルムやポリカーボネートフイルムなどの成形加工のしやすい熱可塑性フィルム上に直接印刷し、金属調の加飾成形品を得ようと試みていた。また、二軸延伸ＰＥＴフィルム上に剥離層を形成し、その上に高輝度インキ層を形成して、金属調の転写箔を得ようと試みていた。しかし、前述したように、金属蒸着並みの輝度の意匠が得られたのは、二軸延伸ＰＥＴフィルム上に直接印刷した場合だけであり、この場合でも密着性が不充分であった。
【０００８】
その原因を調べるために、本発明者は各々の試料を分析した。その結果、熱可塑性フィルムの場合は高輝度インキ層と接する側の表面が、転写箔の場合は高輝度インキ層と接する剥離層の表面が、両方とも凸凹となっていて、しかも凹凸の程度も乱雑なものであり、かつ高輝度インキ層の金属フレークの配向もバラバラであることがわかった。一方、二軸延伸ＰＥＴフィルム上に直接印刷した場合は、高輝度インキ層の界面付近側に金属粉のフレークが面方向に整然と配向し、かつ整然と充填されていることがわかった。
【０００９】
本発明者は、金属フレークの配向がバラバラになった原因は、高輝度インキ層と接している熱可塑性フィルムまたは剥離層の表面部分が、高輝度インキに含まれる多量の希釈溶剤によって、溶解して荒らされ凹凸になったためであり、高輝度インキ層の前に印刷表面の平滑性に優れた特性をもつ材料からなるアンカー層を形成すれば、そのような問題は解決できると考えた。
【００１０】
ところが、印刷インキとして多用されているアクリル系樹脂やビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂は、高輝度インキ層との密着性・印刷の機上安定性・表面の平滑性に優れるものの、熱可塑性フィルム上に直接印刷した場合と同様に高輝度インキに含まれる多量の希釈溶剤によって侵食され界面の平滑性が崩れる問題があった。
【００１１】
その対策として、耐溶剤性に優れる常温硬化性樹脂も検討したが、版づまりなどの印刷の機上安定性に問題があった。また、硬化をしすぎると延伸性がなくなり、真空成形や圧空成形等によりフィルムを三次元形状に加工しにくいだけでなく、アンカー層自体にクラックが生じる問題があった。以上の問題に鑑み、検討した結果、アンカー層としてエポキシ系樹脂やウレタン系樹脂を材質とする熱硬化性樹脂を選定するに至った。
【発明の実施の形態】
【００１２】
まず、アンカー層について説明する。アンカー層とは、特定層（本発明の場合は高輝度インキ層に該当）を形成する前に設ける場合と、特定層を形成した後に設ける場合の２種類が有り、前者の場合を前アンカー層、後者を後アンカー層と呼ぶ。アンカー層は、特定層と別の層の間に設けることにより層間の密着性を向上させたり、特定層の腐食を防ぐなどの耐性を向上させる等の効果を目的とするものである。本発明でいうアンカー層は、このうちの前アンカー層に該当する。
【００１３】
本発明で、アンカー層の材質として熱硬化性樹脂を選定したのは、常温でチキソトロピー性のある平滑性に優れた樹脂材料であって、加熱条件によって硬化の度合いを操作できる特性をもつからである。すなわち、印刷時は未硬化の状態にして機上安定性をよくし、その後の熱乾燥によって硬化させ耐溶剤性を向上させることができるためである。そして、硬化後の塗膜が弾性に富み、延伸性のある材質としてエポキシ樹脂やウレタン樹脂を選定したのである。
【００１４】
エポキシ樹脂とは、分子内にエポキシ基を２個以上有する樹脂を指し、アミン系硬化剤や酸無水物等と容易に反応して三次元ポリマーを形成する。形成された塗膜は、強靭かつ金属等に対する接着性に富み、耐水性・耐薬品（溶剤）性に優れる特徴がある。また、反応硬化中に副生成物を生成しないため欠陥部をつくるおそれが少ない。
【００１５】
一方、ウレタン系樹脂とは、分子内にウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を有する樹脂を指し、ポリイソシアネートと容易に反応して三次元ポリマーを形成する。形成された塗膜は、強靭かつ弾性に富み、耐油性・耐薬品（溶剤）性に優れる特徴がある。また、反応硬化中に副生成物を生成しないため欠陥部をつくるおそれが少ない。
【００１６】
本発明ではこれらのウレタン系樹脂、エポキシ樹脂の混合物でも良いし、これらの重合体に変性を加えてもよい。たとえば、ゴム変性したエポキシ樹脂は、タワミ性や凝集力が向上して、本発明においてより適した材料となる。また、表面の平滑性を向上させるためにレベリング剤を加えたり、濡れ性を向上させるために体質顔料やワックスを添加してもよい。これらの樹脂によって形成されたアンカー層は、高輝度インキを印刷塗工した際に高輝度インキの希釈溶剤によって溶解せず、その界面の平滑性が保たれる。
【００１７】
アンカー層の塗布膜厚は、乾燥状態で０．２μｍ〜２０μｍが好ましい。膜厚が０．２μｍ未満であると、高輝度インキの希釈溶剤が通り抜けてしまい効果がでない。膜厚が２０μｍを超えると、平滑性が低下したり、延伸時にクラックが生じ易くなる。より好ましくは、膜厚が安定しやすい１μｍ〜５μｍである。なお、アンカー層は、透明であれば着色しても良い。たとえば高輝度メタリックインキは通常シルバー色であるが、前アンカー層を黄色透明着色することでゴールド色とすることができる。
【００１８】
次に、高輝度インキ層について説明する。高輝度インキ層とは、基材フィルム上に樹脂バインダーと顔料からなる高輝度インキを一定の厚みの塗膜として形成した層であって、その塗膜表面のＪＩＳＺ８７４１の方法で測定した６０°グロス値が１３０以上のものを指す。したがって、鏡面を呈するいわゆるミラーインキ印刷層もこれに含まれる。
【００１９】
高輝度インキ層の樹脂バインダーと顔料の組成比（重量比）は３：１〜１：２０に設定する。樹脂バインダーと顔料の組成比が１：２０よりも顔料のほうが多いと、層内剥離が生じやすい。樹脂バインダーと顔料の組成比が３：１よりも顔料のほうが少ないと、高い輝度がえられない。印刷塗工前のインキの状態では、樹脂バインダーと顔料のほかに多量の希釈溶剤が含まれ、その量は樹脂バインダーと顔料の合計重量に対して３〜２０倍程度になる。すなわち、本発明の高輝度インキは、一般の色インキよりも、希釈溶剤の比率が高く樹脂バインダーの比率が低い組成比である。
【００２０】
高輝度インキ層の樹脂バインダーは、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、硝化綿、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド系樹脂などを用いることができる。とくに、セルロース系樹脂を主成分とすれば、非常に高い輝度感が得られる。その理由は、セルロース系樹脂が高い凝集力および上記顔料との高い密着力をもつことと、粘度が高いため低い固形分で印刷適性粘度に設定することができるため、インキ中の樹脂分の比率を低くして顔料比率を高くできるからである。セルロース系樹脂はエチルセルロース、メチルセルロース、プロピルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロースなどがある。なかでも、ニトロセルロースは、他のセルロース系樹脂に比較して、印刷適性、耐候性が安定するため最も好ましい。
【００２１】
高輝度インキ層の顔料は、アルミニウム、金、銀、銅、亜鉛、クロム、インジウムなどの金属粒子粉末や、パール顔料、偏光顔料などであり、これらを混合して用いても良い。ただし、これらの顔料であっても、高い輝度を呈するためには、粒子径が５〜３０μｍのものが少なくとも８５％以上占めていることが必要である。８５％未満であれば、粒度分布が広くて粒子のサイズがバラバラであるため、配向しにくくなって高い輝度がえられない。また、粒子径が５μｍ未満のものは、光が散乱しやすく輝度を低下させる。粒子径が３０μｍを超えるものは、印刷適性を低下させ、粒子感の表面（粒子からなることが肉眼で視認できるようなブツブツした状態になった表面）が生じる原因になる。ここで、粒子径とは粒子の最大辺の長さのことをいう。粒子径の測定は、粒径測定装置でレイリー散乱等の光散乱法により行う。
【００２２】
高輝度インキの希釈溶剤は、グラビア印刷で印刷する場合はメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、メタノール、エタノールなどが適している。コーターで塗工する場合も、グラビア印刷と同様の希釈溶剤が適している。シルク印刷する場合は、酢酸ブチル、イソホロン、アノンなどの希釈溶剤が適している。また、必要によって分散剤やワックスを添加しても良い。
【００２３】
高輝度インキ層の形成方法は、一般的な印刷塗工であるグラビア印刷、シルク印刷が適している。あるいは、必要に応じてオフセット印刷やリップコーター、リバースコーター、グラビアコーターなどの塗工でも良い。
【００２４】
高輝度インキ層の膜厚は、乾燥状態で０．５μｍ〜１０μｍが適している。膜厚が０．５μｍ未満であると隠蔽が不足し、１０μｍを超えると三次元加工する際にクラックが生じ易くなるため好ましくない。乾燥状態とは、印刷塗工後乾燥させて希釈溶剤の大部分を揮発させた状態を指し、少量の残留溶剤が塗膜に含まれている状態も含まれる。
【００２５】
以上により、基材フィルムや剥離層上などにアンカー層を形成し、高輝度インキ層を形成すれば、金属蒸着並みの輝度の高い加飾フィルムが得られる。なお、加飾フィルムは、転写箔のほか、化粧シート、インサートフィルムなども含まれる。転写箔の場合、基材フィルム・離型層・剥離層・図柄層・接着層からなるが、高輝度インキ層は図柄層自身またはその一部である。図柄層には、高輝度インキ層以外の他の色のインキを用いて文字や絵などの別のパターンを形成してもよい。また、高輝度インキ層およびアンカー層もパターン形成してもよいし、全面ベタでもよい。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）図１は、ロール転写用転写箔で、高輝度インキ組成物が全面ベタで形成されている。厚さ２５μｍの２軸延伸ＰＥＴフィルムを基体シートとし,処理面に離型層・剥離層・アンカー層・高輝度インキ層・接着層を順次印刷形成し、転写箔を得た。離形層は、メラミン樹脂からなる組成のインキをリバースコート法で基体シート処理面に塗布し，焼き付け温度２００℃、ライン速度５ｍ／分で焼き付け処理を行なうことで得た．塗布膜厚は５μｍであった。
【００２７】
剥離層は、アクリル樹脂と塩素化ビニル樹脂の混合物からなる組成のインキをグラビアコート法で離型層面に塗布し，乾燥温度８０℃、ライン速度３０ｍ／分で乾燥処理を行なうことで得た。塗布膜厚は１μｍであった。アンカー層は、表１に示す組成のインキを剥離層と同様の方法で得た。塗布膜厚は１．５μｍであった。
【００２８】
【表１】

【００２９】
高輝度インキ層は下記のＡ、Ｂ２種類を用い剥離層と同様の方法で得た。
＜高輝度インキＡの組成＞
顔料粒子径５〜３０μｍの金属粉が８８％以上含まれる金属粉末
樹脂バインダーアクリル系樹脂
希釈溶剤（重量比）メチルエチルケトン：トルエン：酢酸エチル＝５０：３０：２０
組成（重量比）顔料：樹脂バインダー：希釈溶剤：添加剤＝１１：１０：６８：３
＜高輝度インキＢの組成＞
顔料粒子径５〜３０μｍの金属粉が８５％以上含まれる金属粉末
樹脂バインダーセルロース系樹脂
希釈溶剤（重量比）メチルエチルケトン：酢酸エチル：イソプロパノール＝７０：２０：１０
組成（重量比）顔料：樹脂バインダー：希釈溶剤：添加剤＝４：１５：７８：３
【００３０】
接着層は、アクリル樹脂からなる組成のインキを剥離層と同様の方法で得た。塗布膜厚は１μｍであった。このようにして得た転写箔（図１）と、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂からなる成形品とを用い、シリコンラバーローラーによる転写機で２２０℃、３ｍ／分、１５Ｎ／ｃｍ^２の転写条件で転写加工を行ない転写成形品（被転写体）を得た。
【００３１】
表２は、高輝度インキＡを用いて、各種樹脂系をアンカー層とした時の転写成形品のグロス値と高輝度インキ層Ａとアンカー層との密着性を示すものである。表３は、高輝度インキＢを用いて、各種樹脂系をアンカー層とした時の転写成形品のグロス値と高輝度インキ層Ｂとアンカー層との密着性を示すものである。輝度の評価はグロス値で判定し、測定において株式会社堀場製作所製光沢計グロスチェッカーＩＧ−３３００（６０度計モード）を使用した。密着性の評価は、ＪＩＳＫ５４００の碁盤目密着試験で評価し、◎：全く剥がれが認められない、○：若干の剥がれが認められるが問題ないレベル、△：面積の５〜３０％程度が剥がれ問題となるレベルとした。
【００３２】
【表２】

【００３３】
【表３】

【００３４】
（実施例２）図２は深絞り用のインサートフィルムで、高輝度インキ層がパターンで形成されている。インサートフィルムは、厚さ１２５μｍの無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材フィルムとし、コロナ放電処理をした後、その処理面にアンカー層・高輝度インキ層・接着層を順次印刷形成することで得られた。アンカー層・高輝度インキ層・接着層は実施例１と同様のインキ組成物で、同様の方法により形成した。比較例として、高輝度インキを用いず金属蒸着にした場合も形成した。このようにして得たインサートフィルムを用い、真空成形後、成形同時絵付け法によって、深絞り成形同時絵付け品を得た。
【００３５】
表４は、そのうち、高輝度インキＡを用いて、各種樹脂系をアンカーとした時の深絞り成形同時絵付け品のグロス値と高輝度インキ層とアンカー層との密着性を示すものである。グロス値および密着性の評価方法及び基準は、実施例１と同様とした。延伸部のクラック評価基準は、◎：グロス値に関して未延伸部との差異がない、○：未延伸部に比較して若干のグロス値の低下が見受けられる、△：白化してグロス値の低下が見受けられる、×：ひび割れが見られ著しいグロス値の低下が見受けられる、とした。
【００３６】
【表４】

【００３７】
【表５】

【００３８】
【発明の効果】
本発明の高輝度加飾フィルムのアンカー層および高輝度インキ層は、金属蒸着によってしかできなかった高輝度の金属調意匠が形成可能であり、かつ基材フィルムや剥離層との密着を良好にすることができる。
【００３９】
また、本発明の高輝度加飾フィルムのアンカー層および高輝度インキ層は、印刷により形成することができるため、様々なパターンを容易に得ることができ、他の一般柄との組み合わせも容易に得ることができる。
【００４０】
また、本発明の高輝度加飾フィルムのアンカー層および高輝度インキ層は、樹脂バインダーを含むため、クラックの生じない外観美麗な深絞り成形同時絵付け品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加飾フィルムのうち、転写箔の一実施例の断面図である。
【図２】本発明の加飾フィルムのうち、インサートフィルムの一実施例の断面図である。
【符号の説明】
１基材フィルム
２離型層
３剥離層
４アンカー層
５高輝度インキ層
６接着層

Claims

基材フィルム上に、少なくともアンカー層およびミラーインキ印刷層が順次積層形成された高輝度加飾フィルムであって、該アンカー層が熱硬化性のエポキシ樹脂またはウレタン樹脂からなり、ミラーインキ印刷層を形成する高輝度インキが、その塗膜表面のＪＩＳＺ８７４１の方法で測定した６０°グロス値が１６４以上であり、樹脂バインダーと顔料の組成比（重量比）が３：１〜１：２０であり、かつ顔料が、粒子径が５〜３０μｍのものが少なくとも８５％以上占め、樹脂バインダーがセルロース系樹脂、あるいは、アクリル系樹脂からなることを特徴とする高輝度加飾フィルム。