JP4602544B2 - マスキングフィルムを備えたペイントフィルムアセンブリおよびそのマスキング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、基材に装飾的機能を付与するための表面フィルムに関し、より詳細には自動車部品などの表面仕上物体に使用されるペイントフィルムに関し、さらにより詳細にはペイントフィルムと着脱自在に接着され、熱成形時にペイントフィルムの表面仕上げ、特にペイントフィルムの光沢およびＤＯＩを実質的に維持するマスキングフィルムを備えた熱成形可能なペイントフィルムアセンブリに関する。
【０００２】
発明の背景
多くの場合に製品の最も重要な特徴となるのは製品の外観である。自動車製造業者は、製造する自動車の外観に特に関心をもっている。例えば車体パネル、装備部品、サイドミラーハウジング、および同様の自動車部品などの構成部品は、所望の外観（すなわち、色および仕上）を得るためにこれまでは吹付け塗装が行われてきた。最近、ある種の自動車外装部品の吹付け塗装は、あらかじめ製造された多層ペイントフィルムに取って代わるようになってきた。他の利点に加えて、このようなペイントフィルムによって、塗料溶剤の蒸発に関する環境問題が避けられ、特別な塗装設備および関連する装備、オーブン、スラッジ処理、および排出物質制御システムが不用になる。しかし、従来のペイントフィルムの使用には、特に色彩および表面仕上に関して混合が発生する結果が得られていた。
【０００３】
通常このようなペイントフィルムは、所望の塗装仕上を有する化粧層が含まれ、熱成形（すなわち、加熱した状態でのフィルムの成形）などによって予備成形されることが多い。次に予備成形ペイントフィルムを所望の部品表面に接着する。部品がプラスチック成形部品の場合、ペイントフィルムはインサート成形によって部品と接着させてきた。あるペイントフィルムの化粧層はキャリア層上にキャスティングすることによって形成されている。その上に化粧層がキャスティングされるキャリア層表面は、化粧層上に所望の表面仕上が得られるように形成される。さらに、輸送と取り扱いの間そしてフィルムの部品への適用（例えば、部品に接着するための予備成形状熊へのペイントフィルムの熱成形）の間にペイントフィルムを保護するために、ペイントフィルムの製造後にペイントフィルム上のキャリア層を残しておくように教示されている。
【０００４】
自動車製造業者は、自動車の塗装面が非常に高い光沢とＤＯＩ（すなわち、Ｄｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ（像の明瞭さ）、言いかえれば鏡のような反射）を示すことを要求することも多く、特にメタリック塗装仕上においてはそうである。高光沢仕上を有するキャリア層上への化粧層のキャスティングによって、高光沢および高ＤＯＩを有するペイントフィルムが得られる。しかし、従来のキャリア層の一部では熱成形性が非常に制限されており、そのためこれらのペイントフィルムの使用は平坦あるいはわずかに起伏のある部品に制限されている。改良された熱成形性を示すキャリア層を有するペイントフィルムは、Ｓｈｉｍａｎｓｋｉらに付与された米国特許第５，２１５，８２６号に記載のようなものに見ることができる。しかし、これらのキャリア層の熱成形性は、依然として非常に制限されたものとなっている。さらに、従来のキャリア層は特定の用途において十分な熱成形性を示したとしても、ペイントフィルムおよびキャリア層の熱成形後にペイントフィルムの光沢およびＤＯＩの大きな低下が見られることが非常に多い。
【０００５】
従って、ペイントフィルムの表面仕上、特に光沢およびＤＯＩを実質的に維持しながら、輸送または取り扱いの間、およびその後のフィルムの部品への適用（例えば、部品と接着するための予備成形状熊へのペイントフィルムの熱成形）の間にペイントフィルムを保護するより優れた方法が要求されている。
【０００６】
発明の要約
この要求は、本発明の方式によってペイントフィルムと着脱自在に接着するマスキングフィルムを使用することで満たされ、これによって、ペイントフィルムの表面仕上、特に光沢およびＤＯＩ（すなわち、Ｄｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓ Ｏｆ Ｉｍａｇｅ（像の明瞭さ）、言いかえれば鏡のような反射）を実質的に維持しながら、ペイントフィルムの輸送または取り扱いの間、およびその後のペイントフィルムの物品または部品上への成形および加工（例えば、熱成形および／またはインサート成形）の間にペイントフィルムがより良好に保護される。
【０００７】
本明細書で使用する「ペイントフィルム」には、表面を保護しその下の物体に装飾を施す多層熱可塑性フィルムが含まれ、加工温度において下にある物体の輪郭と適合するために十分な可撓性を有し、層全体に着色剤を有するかまたはクリアコート層（外観と保護のため表面に設けられる）、補強層（強度のために着色層の下に設けられる）、および接着剤層（下にある物体との接着を確実にするために必要な場合に最下部に設けられる）の１つ以上の層に接着されることができる着色層と、およびライナー層（外面層上に設けられその層から除去可能）とを有する。さらに、本明細書での記載において、高光沢とは２０°の光沢度が少なくとも約６０であることを意味し、高ＤＯＩとは少なくとも約６０ＤＯＩであることを意味する。
【０００８】
本発明の１つの態様では、高光沢および高ＤＯＩを有する熱成形可能なペイントフィルムを含むペイントフィルムアセンブリを提供する。これは、例えばインサート成形によっても成形可能であるペイントフィルムに望ましいといえる。ペイントフィルムは、非常に細かい部分まで熱成形可能（すなわち、非常に起伏の大きい面に適合させるために深く熱成形させることが可能）であることが望ましい。ペイントフィルムはカラーコート層を含む。ペイントフィルムは、カラーコート層を覆うクリアコート層も含むことが望ましい。クリアコート層とカラーコート層は、任意の好適な方法で一体となるように成形および接着することができる。例えば、これらの層はそれぞれ押出しまたはキャスティングによって形成することができる。これらの層は別々に形成して積層または別の方法で互いに接着させることができ、または一方の層の上に他方をコーティングすることもできる（例えば、一方の上に他方を押出し、キャスティングまたは吹付けを行うことによって）。ウレタン層（例えば、キャスティングまたは押出しウレタン層）を含む熱成形可能なマスキングフィルムを、ペイントフィルムと積層するか他の方法で接着させることで、マスキング処理ペイントフィルムが形成される。ウレタン層は、ウレタンのみで構成される必要なない。熱成形可能なマスキング処理ペイントフィルムを形成できるように、マスキングフィルムはペイントフィルムとともに熱成形可能である。マスキング処理ペイントフィルムを熱成形した後でも、マスキングフィルムはペイントフィルムから容易に除去可能である。成形可能なマスキング処理ペイントフィルムを形成できるようにするために、マスキングフィルムはペイントフィルムとともに熱成形可能であることが望ましい。マスキング処理ペイントフィルムを成形した後で、マスキングフィルムは成形したペイントフィルムから容易に除去可能である。クリアーコートを有するペイントフィルムの場合は、マスキングフィルムのウレタン層がクリアコート層と接着することが望ましい。ウレタン層は、マスキング処理ペイントフィルムが熱成形および／または成形されマスキングフィルムがペイントフィルムから除去された後に、ペイントフィルム、特にクリアコート層を有するペイントフィルムの高光沢および高ＤＯＩを少なくとも実質的に維持する効果を得るように適合させる。
【０００９】
ペイントフィルムを構造的に支持するために、ペイントフィルムは、カラーコート層の裏面に接着または他の方法により結合する支持または補強層を含むことが望ましい場合がある。この支持層は、物品または部品の一部または全体を形成する基材（例えば、成形したプラスチック製シェル）と接着できる（例えば、成形によって）ことが望ましい。
【００１０】
マスキングフィルは、マスキング処理ペイントフィルムの熱成形および／または成形の間にペイントフィルムと実質的に同程度まで引き延ばすことができる（すなわち、伸長できる）ように適合させたものが望ましいと考えられる。引伸ばされたマスキング処理ペイントフィルムのマスキングフィルムが、加熱（例えば、熱成形および／または成形）後にマスキング処理ペイントフィルムを冷却したときにペイントフィルムと実質的に同程度の記憶（すなわち、伸長量からの回復の程度）を示すことも望ましいと考えられる。加熱後に冷却した後に実質的に回復を示さなくても、熱成形および／または成形温度において、マスキングフィルムが、マスキング処理ペイントフィルムのペイントフィルム部分と少なくとも同程度またはより高強度であることもさらに望ましいと思われる。
【００１１】
マスキングフィルムは、マスキング処理ペイントフィルムの取り扱いの前または加工（例えば、熱成形および／または成形）中に実質的に剥離することがなく接着したままとなるようにペイントフィルムと十分に接着し、さらにそのように加工した後でペイントフィルムからなお容易に除去できることが望ましい。
【００１２】
ペイントフィルムは、金属フレークを含有するカラーコート層を含むことができる。本発明のマスキングフィルムは、このようなカラーコート層を含むペイントフィルムの高光沢および高ＤＯＩを維持するために特に望ましい。金属フレークを含有するカラーコート層を有するペイントフィルムは、熱成形した場合にその光沢およびＤＯＩの低下がより起こりやすいと思われる。ペイントフィルムとマスキングフィルムは一緒に形成することもできるし別々に形成することもできる。ペイントフィルムとマスキングフィルムは別々に形成し、ペイントフィルムは高光沢および高ＤＯＩ仕上を一方の面に有し、マスキングフィルムは高光沢および高ＤＯＩ仕上を一方の面に有し、ペイントフィルムとマスキングフィルムはそれぞれの仕上面を他方と接触するように合わせて積層することが望ましいと思われる。
【００１３】
本発明の別の態様では、ペイントフィルムアセンブリの作製方法を提供する。この方法は、高光沢および高ＤＯＩを有するペイントフィルムを提供する段階と、ウレタン層を含むマスキングフィルムを提供する段階と、マスキングフィルムをペイントフィルムと接着させて熱成形可能および／または成形可能なマスキング処理ペイントフィルムを形成する段階とを含み、ここでマスキングフィルムはペイントフィルムから容易に除去可能である。マスキング処理ペイントフィルムを熱成形および／または成形してマスキングフィルムを除去した後に、ペイントフィルムが最初の高光沢および高ＤＯＩを少なくとも実質的な程度において維持するように、ウレタン層が作用するよう適応させる。本発明の方法は、接着段階の前に、ペイントフィルムとマスキングフィルムを別々に形成する段階を含むことができる。
【００１４】
形成段階ではペイントフィルムとマスキングフィルムの仕上面を形成することが望ましく、接着段階ではペイントフィルムの仕上面とマスキングフィルムの仕上面とを合わせて積層してマスキング処理ペイントフィルムを形成することを含むことが望ましい。別々の形成段階では、ペイントフィルムの形成を、ペイントフィルム上に高光沢および高ＤＯＩを示す仕上面を形成するように、例えばペイントフィルムを基材（例えば、ライナー）の高光沢面上に水または溶剤キャスティングすることによって行う段階を含むことができる。別々の形成段階では、マスキングフィルムの形成を、ウレタン層上に高光沢を示す仕上面を形成するように、例えばウレタン層を別の基材（例えば、ライナーまたはペイントフィルム）の高光沢面上に液体（すなわち、水または溶剤）キャスティングすることによって行う段階も含むことができる。ウレタン層のキャスティングに使用する基材がペイントフィルムではない場合は、接着段階の前に、ペイントフィルムを基材から除去し、ウレタン層を別の基材から除去する。接着段階には、ペイントフィルムの仕上面とウレタン層の仕上面とを合わせて積層してマスキング処理ペイントフィルムを形成することが含まれる。ペイントフィルムがクリアコート層を含めて提供される場合は、ペイントフィルム形成段階には、クリアーコート上に光沢を有する仕上面を形成することでペイントフィルムに高光沢および高ＤＯＩをもたせるように基材面上にクリアコートを形成することが含まれる。
【００１５】
本発明の方法は、マスキング処理ペイントフィルムを所望の形状に熱成形してマスキングフィルムをペイントフィルムから除去する段階を含むことができる。本発明の方法は、マスキング処理ペイントフィルムを所望の形状に熱成形して、マスキング処理ペイントフィルムを基材と接着させて、マスキングフィルムをペイントフィルムから除去する段階を含むこともできる。さらに、本発明の方法は、マスキング処理ペイントフィルムを所望の形状に熱成形して、マスキング処理ペイントフィルムを成形プラスチック部品にインサート成形し、マスキングフィルムをペイントフィルムから除去する段階も含むことができる。
【００１６】
発明の詳細な説明
ここで本発明を具体的な実施例の観点から説明するが、当業者であれば本発明の精神から逸脱することなしに種々の変更、再編成、および置き換えを容易に行うことができるであろう。従って、本発明の範囲は本明細書に付け加えられる特許請求の範囲によってのみ制限される。
【００１７】
図１を参照すると、本発明によるペイントフィルムアセンブリ２０は、熱成形可能なペイントフィルム２２とマスキングフィルム２４とを含んでいる。ペイントフィルムは高光沢および高ＤＯＩ（すなわち、像の明瞭さ）の表面２６を有する。表面２６は、２０°において少なくとも約６０の光沢度と少なくとも約６０ＤＯＩとを有することが望ましい。マスキングフィルム２４は、高光沢面３０を有するウレタン層２８を含んでいる。ウレタン層２８の高光沢面３０は、ペイントフィルム２２の高光沢／高ＤＯＩ面２６と接着し、熱成形可能なマスキング処理ペイントフィルム３２を形成するように容易に除去可能である。マスキングフィルム２４の面３０は、２０°において少なくとも約６０の光沢度を有することが望ましい。
【００１８】
図２を参照すると、マスキングフィルム２４は、マスキング層２４をペイントフィルム２２から除去する時により容易に除去できるようにするために、ウレタン層２８の裏面（すなわち、面３０の反対側）に接着する補強層３４を含むことが望ましいこともある。補強層３４がなければ、ウレタン層２８は分裂しやすくなり、熱成形および／または成形ペイントフィルム２２に引っ張られてばらばらになることがある。補強層３４があれば、マスキングフィルム２４の分裂しない可能性が高くなる。剥離ライナーまたはキャリア３８の高光沢面３６上にキャスティングするウレタン分散液を使用することで満足のいく結果が得られている。満足の行くキャスティング可能なウレタン混合物とその組成の例を、以下に詳細に説明する。ウレタン層２８の面３０が高光沢をもつようにするために、ライナー３８の面３６は可能な限り最も高い光沢を有することが望ましい。ウレタン層２８は、厚さが約０．６ミル（ｍｉｌ）〜約１．６ミルの範囲内が望ましいことが分かった。ふくれの発生する可能性を減少させるために、ウレタン層２８の厚さは約１．２ミルを超えないことがより望ましいことが分かった。
【００１９】
以下に説明する例示的なウレタン層２８のライナー３８を作製するために、ポリエステル材料を用いると良好な結果が得られた。許容できるポリエステルライナー３８は、高光沢仕上を有する表面をもつように形成され、例えば、クロム製ローラー上にキャスティングし、高引張り強度をもつようにするために二軸延伸することによって形成される。ライナー３８もウレタン層２８から容易に除去できるので、面３０と面３６の分離によってウレタン表面３０の示す光沢度が有意に低下することはない。
【００２０】
マスキングフィルム２４のウレタン層２８は、架橋しない（すなわち、完全に熱可塑性である）ことが望ましい。それでも、マスキング処理ペイントフィルム３２の熱成形および／または成形の間に、なおマスキングフィルム２４がペイントフィルム２２とともに引き延ばすことができる限りは、ウレタン層２８のある程度の架橋を許容することができる。層２８用の架橋を含まないキャストウレタン材料の一例としては、ＩＣＩ Ｒｅｓｉｎｓ ＵＳ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）で製造される名称ＮｅｏＲｅｚ Ｒ ９６７９のラテックス分散液の形態のウレタン樹脂が挙げられる。このウレタンラテックス分散液樹脂は、例えば、酢酸ジブチルおよび／またはＢｕｔｙｌ Ｃａｒｂｉｔｏｌなどの共通溶剤と混合される。またこの具体例としてのウレタン材料は、均一なぬれをえるためのＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｄａｎｂｕｒｙ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）で製造される名称Ｔｒｉｔｏｎ ＧＲ−７Ｍの界面活性剤と、マスキングフィルム２４とペイントフィルム２２の間の接着力を低下させる（すなわち、マスキングフィルム２４の再剥離性を促進する）ためのＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ ＵＳＡ（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）で製造される名称ＢＹＫ ３０１およびＢＹＫ ３０７の二種類の流動性シリコーンと、マスキングフィルム２４の存在を検査するためブラックライトを照射すると白く見えるＣｌａｒｉａｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎ
ａ）で製造される名称Ｌｅｖｃｏｐｈｏｒ Ｂ−３０２の検査用添加剤とを含有している。
【００２１】
第１の例のウレタン層２８は、６．０ｇの界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ ＧＲ−７Ｍを３０００ｇのウレタン樹脂ＮｅｏＲｅｚ Ｒ ９６７６に加えたものと、３．０ｇのＵＶ着色料Ｌｅｕｃｏｐｈｏｒ Ｂ３０２とを予備混合して調製した。次に、９．０ｇの液体シリコーンＢＹＫ ３０１と３．０ｇの液体シリコーンＢＹＫ ３０７を、２１０ｇの酢酸ジブチルと混合した。次に、高剪断ミキサーを使用して液体シリコーンと溶剤の混合物をウレタン樹脂プレミックスにゆっくりと加えることでウレタン層材料を調製した。すべての材料を加えてから、ミキサーを約１０分間運転した。脱気するために、ふたをした状態で組成物を約２４時間静置した。厚さ０．０６ｍｍの高光沢で平滑なポリエステルフィルムキャリアをナイフコーターに通して、未乾燥塗膜厚さ０．１５ｍｍでウレタン層材料をポリエステルキャリアの高光沢面上にナイフコーティングした。次にこの未乾燥塗膜をオーブンに入れて、６６℃で２分間、９３℃で２分間、そして１４９℃で１分間乾燥させた。得られたウレタン層２８は公称厚さが０．０３ｍｍであった。ウレタン層２８はマスキングフィルム２４として単独で使用することもできるし、１つ以上の層で補強することもできる。
【００２２】
第２の例のウレタン層２８を、２，７９０．０ｇのＮｅｏＲｅｚ Ｒ ９６７９と、６．０ｇのＴｒｉｔｏｎ ＧＲ−７Ｍと、９．０ｇのＢＹＫ ３０１と、３．０ｇのＢＹＫ ３０７と、３．０ｇのＬｅｕｃｏｐｈｏｒ Ｂ−３０２と、１８９．０ｇの溶剤Ｂｕｔｙｌ Ｃａｒｂｉｔｏｌを使用したこと以外は、第１の実施例の層２８に関する上記手順に従って作製した。これらバッチのウレタン材料の種々の成分のいずれかを混合する場合、酢酸ジブチルとブチルカルビトールのそれぞれは、混合物に衝撃を与えて凝集することを防止するため非常にゆっくりと加えるべきである。
【００２３】
液体キャスティングして層２８を形成するために適したウレタン材料の別の例では、上述のＮｅｏＲｅｚ Ｒ ６７９ウレタン樹脂と、例えば、ＩＣＩ Ｒｅｓｉｎｓ ＵＳで製造される名称ＮｅｏＣｒｙｌ ＣＸ−１００の架橋剤などの適当な架橋剤とを含む。この例のウレタン材料は、上述の界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ ＧＲ−７Ｍと、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎなどで製造される共通溶剤のブチルカルビトールも含む。希望するなら、検査用添加剤Ｌｅｕｃｏｐｈｏｒ Ｂ−３０２をこの架橋性ウレタン材料バッチに加えることができる。
【００２４】
第３の例のウレタン層２８は、ある程度の架橋を有するものであり、９０．７９重量％のウレタン樹脂ＮｅｏＲｅｚ Ｒ ９６７６と０．１８重量％の界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ ＧＲ−７Ｍとを予備混合することで作製することができる。次に、９．０３重量％の溶剤ブチルカルビトールを、高剪断ミキサーを使用してウレタン樹脂プレミックスにゆっくりと加えた。すべての材料を加えてから、ミキサーをさらにある時間運転させる。ウレタン層を形成する直前に、１．２０重量％の架橋剤ＮｅｏＣｒｙｌ ＣＸ−１００を混入する。脱気するためにふたをしてこの組成物を適当な時間静置する。高光沢で平滑なポリエステルフィルムキャリアをナイフコーターに通して、所望の乾燥層厚さを得るために適した未乾燥塗膜厚さでウレタン層材料をポリエステルキャリアの高光沢面上にナイフコーティングする。次にこの未乾燥塗膜をオーブンで乾燥する。
【００２５】
ウレタン層２８は、液体（すなわち、水系または溶剤）キャスティングまたは押出し成形（例えば、インフレーション法）によって形成することができると考えられる。押出し層２８は、ペイントフィルムに接着（例えば、積層）される。このようなキャストまたは押出しウレタン層２８は、１種類のウレタン樹脂、ウレタンコポリマー、またはウレタンのポリマーアロイから作製可能であると思われる。
【００２６】
随意選択の補強層３４の作製に適したポリマー材料の一例として、Ｇｅｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｖｏｎ，Ｏｈｉｏ）で製造される名称Ｇｅｏｎ １７８のＰＶＣ樹脂粉末と、Ｖｅｌｓｉｃｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｈａｔｔａｎｏｏｇａ，Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ）で製造される名称Ａｄｍｅｘ ７７０の高分子量可塑剤と、Ｗｉｔｃｏ（Ｇｒｅｎｎｗｉｃｈ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）で製造される名称Ｎｕｏｓｔａｂ Ｖ−１９２３の熱安定剤と、共通溶剤のミネラルスピリット、ジイソブチルケトン、およびキシロールとを含有する溶剤キャストポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）分散液が挙げられる。
【００２７】
一例としての補強層３４は、４．０４ｇのミネラルスピリットと、７．６３ｇのジイソブチルケトンと、１０．７８ｇのキシロールとの混合物である溶剤混合物を調製することによって作製することができる。次に、１８．７２ｇの高分子量可塑剤Ａｄｍｅｘ ７７０と、２．６７ｇの熱安定剤Ｎｕｏｓｔａｂ Ｖ−９１２３とを溶剤に加える。次に、高剪断ミキサーを使用して５６．１６ｇのＰＶＣ樹脂Ｇｅｏｎ １７８を溶剤混合物にゆっくりと加えて樹脂を分散させ、続いて１時間混合して補強層３４用の均一組成物を調製する。次に補強層用組成物を、未硬化塗膜厚さが０．０７６ｍｍとなるように、ポリエステルキャリア３８上にあるウレタン層２８上に直接ナイフコーティングする。この未硬化マスキングフィルム２４をオーブンに入れて、６６℃で１分間、９３℃で１分間、１４９℃で１分間、さらに２０４℃で１分間乾燥する。得られる補強層３４は厚さが約０．０３８ｍｍであり、得られるマスキングフィルムは厚さが０．０６８ｍｍである。
【００２８】
図３を参照すると、一実施例のペイントフィルム２２は、カラーコート層４２と接着したクリアコート層４０を含んでいる。クリアコート層４０とカラーコート層４２は、任意の好適な方法で互いに形成し接着させることができる。例えば、これらはそれぞれ押出し成形またはキャスティングによって形成することができる。これらは別々に形成して積層あるいは他の方法で合わせて接着することもできるし、これらは一方を他方の上にコーティングすることもできる（例えば、一方を他方の上に押出し、キャスト、または吹付けコーティングすることによって）。ペイントフィルム２２は、カラーコート層４２の裏面に接着させた補強層４４を含むことが望ましいことが分かった。アクリル樹脂に分散させた熱可塑性フッ素化ポリマーのアロイから作製したクリアコート層４０を使用すると良好な結果が得られた。例えば、クリアコート層４０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）マトリックスまたはポリメタクリル酸エチル（ＰＥＭＡ）マトリックス中にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が分離した相として分散した分散液であってもよい。クリアコート層４０は、ペイントフィルム２２の高光沢／高ＤＯＩ面２６を得るようにするために、ライナーまたはキャリア４８の面４６上に分散液をキャストして乾燥させたものであってもよい。前述のポリエステルライナー３８と同様に、ポリエステルで作製したライナー４８を使用することで満足の行く結果が得られた。ライナー４８も、ペイントフィルム面２６の光沢およびＤＯＩを有意に損なうことのないようにクリアコート層４０から除去可能でなければならない。カラーコート層４２は、ＰＭＭＡに分散させたＰＶＤＦ分散液をクリアコート層４０上に分散液キャスティングすることによって形成することが望ましいことが分かった。層４２の色は、クリアコート層４０上にキャスティングする前に金属色粒子またはフレークをＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ分散液と混合することを含めた任意の適当な手段によって得ることができる。
【００２９】
本発明が必ずしもそのように制限されることを意図するものではないが、ＰＭＭＡに分散させたＰＶＤＦの分散液キャスティングによって作製したクリアコート層４０は、ＰＶＤＦのＰＭＭＡ溶液の溶剤キャスティングによって作製した同様のクリアコート層よりも望ましくなりうることが分かった。通常このような分散液キャストクリアコート層４０は、同様の溶液キャスト層４０よりも製造コストが低くなる。本明細書で教示する本発明のマスキングフィルム２４の使用によって、マスキング処理ペイントフィルム３２の熱成形および／または成形の間に、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ分散液キャストクリアコート層４０は高光沢を維持することができ、その結果ペイントフィルム２２が高光沢および高ＤＯＩとなることが分かった。このようなＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ分散液キャストクリアコート層４０を有するペイントフィルム２２は、マスキングフィルム２４がなければ、熱成形および／または成形の間に光沢およびＤＯＩの著しい低下が起こることが分かった。溶液キャストＰＶＤＦ／ＰＭＭＡクリアーコートを有するペイントフィルムの例は、国際出願日１９８８年３月２５日、国際公開日１９８８年１０月６日のＰＣＴ出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ８８／００９９１号（国際公開番号第ＷＯ ８８／０７４１６号）に見ることができる。
【００３０】
他のペイントフィルムの例は、１９９６年９月１６日出願の米国特許出願第０８／７１６，６８１号（現在は放棄された）の出願記録継続出願である１９９７年９月３０日出願の米国特許出願第０８／９４１，７５１号、発明の名称ＰＡＩＮＴ ＦＩＬＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＴＯ ＯＢＪＥＣＴＳ ＳＵＣＨ ＡＳ ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥ ＰＡＲＴＳ（自動車部品などの物体へのペイントフィルムならびに製造および適用方法）に見ることができ、これは本出願と同じ譲受人に譲渡されている。別のペイントフィルムの例は、１９８９年３月７日発行の米国特許第４，８１０，５４０号、１９９０年６月５日発行の第４，９３１，３２４号、１９９０年７月２４日発行の第４，９４３，６８０号、および１９９３年６月１日発行の第５，２１５，８２６号にも見ることができる。米国特許第５，２１５，８２６号とは異なり、本発明のマスキングフィルム２４の高光沢面３０は、ウレタン材料の層を伴って形成される。さらに、第５，２１５，８２６号特許に開示されるものと比較して、本発明のマスキング処理ペイントフィルム３２は起伏の大きい部品への使用においてより深く熱成形させることができる。
【００３１】
補強層４４は、ペイントフィルム２２にさらなる強度を与えるために含むことができる。熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）またはアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から作製した押出し補強層４４を使用すること満足の行く結果が得られた。例えばポリウレタン（ＰＵＲ）接着剤（例えば、湿気硬化ＰＵＲ接着剤）から作製された接着剤層５０を使用して、補強層４４をカラーコート層４２の裏面と接着することが望ましいことが分かった。接着剤層５０は、カラーコート層４２上に、例えば、リバースロールコーティングまたはナイフコーティングすることができる。接着剤層５０の接着強度を増大させるために、カラーコート層４２と補強層４４の面５２と面５４のそれぞれをコロナ処理することができる。
【００３２】
ペイントフィルム２２の一例では、ＰＭＭＡまたはＰＥＭＡに分散させたＰＶＤＦ分散液をＰＥＴキャリア４８の高光沢面４６上に液体キャスティングし、未乾燥適用層４０を乾燥させて乾燥厚さ約１．９ミルとした形成したクリアコート層４０が含まれる。次にカラーコート層４２を乾燥したクリアコート層４０上にキャスティングする。着色層は、ＰＶＤＦをＰＭＭＡに分散させた着色分散液をクリアコート層４０の裏面（すなわち、面２６と反対の面）上にキャスティングすることで作製される。カラーコート層４２は、乾燥したときの厚さが約１．５ミルとなるように適用される。ＴＰＯまたはＡＢＳから作製され厚さが約１７ミルである押出し補強層４４の表面をコロナ処理して、厚さ約０．３ミルのＰＵＲ接着剤層５０を用いてカラーコート層４２のコロナ処理した裏面と接着する。
【００３３】
図４を参照にすると、ペイントフィルムアセンブリ２０のマスキング処理ペイントフィルム３２は、マスキングフィルム２４とペイントフィルム２２とを合わせて接着することで形成することができる。最初に、ライナー４８をペイントフィルム２２から除去し、ライナー３８をマスキングフィルム２４から除去する。次にマスキングフィルム２４の高光沢面３０とペイントフィルム２２の高光沢／ＤＯＩ面２６とを剥離可能となるように合わせて接着する。このような剥離可能な接着を得るための１つの方法は、フィルム２２とフィルム２４を合わせて積層することである。積層方法の一例では、ペイントフィルム２２とマスキングフィルム２４をそれぞれの供給ローラー５６および５８から引き出して、ゴムローラー６２とスチールローラー６４の間に形成される加熱ニップ部位６０を通過させる。スチールローラー６４は従来の手段によって加熱する。ペイントフィルム２２とマスキングフィルム２４を互いに積層させる前に、ライナー４８とライナー３８を除去する。マスキングフィルム２４が供給ローラー５８上にあるときは、ライナー３８がフィルム２４上に残っていることが望ましい。次に、ライナー３８を、マスキングフィルム２４から引き剥がして、マスキングフィルム２４がニップ部位６０に達する前に巻き上げローラー６６上に巻き上げる。ライナー４８は、ペイントフィルム２２を供給ローラー５６上に巻き取る前に除去することができる。あるいは、ペイントフィルム２２は、ライナー４８が接着したままでローラー５６上に巻き取ることができる。次に、ペイントフィルム２２とマスキングフィルム２４を互いに積層する前に、ライナー４８を剥離して巻き上げローラー６８（図４に示す）上に巻き取る。
【００３４】
表面におけるデュロメーター（Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）測定値がＳｈｏｒｅ Ａ約７０であるゴムローラー６２を使用し、加熱ローラー６４によってニップ部位６０における温度が約１６０°Ｆ〜約２３０°Ｆの範囲内となり、ローラー６２および６４によって約１００ｐｓｉ〜１１０ｐｓｉの圧力がかけられ、フィルム２２および２４が約３フィート／分〜約２０フィート／分の範囲の速度で移動する場合に良好な結果が得られた。
【００３５】
ペイントフィルム２２とマスキングフィルム２４を互いに積層させた後、得られたマスキング処理ペイントフィルム３２を別の巻き上げローラー７０で巻き上げて、熱成形および／または成形操作などの後の工程に備える。あるいは、マスキング処理ペイントフィルム３２は、引き続いてインラインで加工（例えば、熱成形）することができ、ローラー７０には巻き上げず、巻き取らないまま続けてさらに加工することができる。
【００３６】
図５Ａ〜Ｆを参照にすると、マスキング処理ペイントフィルム３２は、成形されるべき最終物品または部品（例えば、自動車サイドモールディング、サイドミラーハウジング、バンパー、フェンダー等）の所望の形状または構成に予備成形（例えば、熱成形工程によって）することができる。本発明のマスキング処理ペイントフィルム３２は、当該産業分野において公知の従来技術を使用して熱成形することができる。通常は、このような熱成形工程は、マスキング処理ペイントフィルム３２をローラー７０から巻き出して、フィルム３２を従来型熱成形装置７２に供給する手順を含む。熱成形装置７２は、雄型真空成形型７４と、マスキング処理ペイントフィルム３２を軟化させるための適当な加熱手段（例えば、フィルム３２を上方から加熱するＩＲヒーター）とを備える。加熱されたフィルム３２は、雄型７４の上方に配置される。型７４を通過するように形成された複数の吸引穴吸引穴７６は、加熱したフィルム３２と型７４の間を真空にして、軟化したフィルム３２が雄型７４の外部輪郭または外形と適合するまで、加熱したフィルム３２を型７４まで引き下げるために使用される。一度マスキング処理ペイントフィルム３２が完全に所望の形状に熱成形されると（図５Ｅ参照５Ｅ）、この予備成形フィルム３２を型７４から取り外して冷却あるいは空冷する。この時点で、マスキングフィルム２４を、形成された予備成形マスキング処理ペイントフィルム３２から取り外すか、ペイントフィルム２２の後の加工（例えば、成形）までそのままにしておくかする。
【００３７】
必要であれば、次に予備成形マスキング処理ペイントフィルム３２は、余分のフィルム３２が、例えば標準的な打抜型７８などの従来手段（ここでは向かい合う切刃で表している）によって切り取られる。このような打抜型７８は、熱成形段階の後で自動的に切り取り操作が行われるように熱成形装置７２の一部とすることができる。あるいは、切り取り操作は、打抜型７８を使用してオフラインで手動または自動的に行うことができる。このような打抜型７８で完全に切り取り操作を行うよりも、打抜型７８で予備成形マスキング処理ペイントフィルム３２の一部のみを切り取り、残りは手作業で切り取ることが好ましいこともある。この後者の２段階の切り取り操作は、予備成形ペイントフィルム２２を続いて加工（例えば、インサート成形）する前のマスキングフィルム２４を除去する時に行うことが望ましいこともある。マスキングフィルム２４の除去は、切り取るべきフィルム３２の部分をはさみで切ることによって容易になりうることが分かった。はさみによる切断によって、マスキングフィルム２４がペイントフィルム２２から十分に分離してよりつかみやすくなる傾向にある。一度つかむことができれば、マスキングフィルム２４をペイントフィルム２２からはがすことはより容易となる。
【００３８】
図８Ａ〜Ｆを参照すると、雄型真空成形型７４の代わりに、熱成形装置７２は加熱したマスキング処理ペイントフィルム３２を型穴８２内に引き込むために配置した吸引穴７６を備えた雌型真空成形型８０を含むことができる。雌型真空成形型８０を使用してマスキング処理ペイントフィルム３２を熱成形することによって、より高い費用効果でフィルム３２を成形することができると思われる。通常、複数の型７４および／または８０を使用して、マスキング処理ペイントフィルム３２の所与の部分またはシートの熱成形が行われる。このように、マスキング処理ペイントフィルム３２は、その複数の位置において同時に熱成形して、熱成形した各部分が物品または部品を覆うために適するようにすることができる。雌型８０を使用すると、雄型７４よりも、マスキング処理ペイントフィルム３２の単位面積当りに形成できる熱成形部分８３（図８Ｅおよび８Ｆを参照）の数を多くすることができると考えられる。マスキング処理ペイントフィルム３２の多くの部分を利用することによって、切り落とされる廃棄部分が少なくなる。
【００３９】
型７４または８０のどちらの種類もマスキング処理ペイントフィルム３２の熱成形に使用され、マスキングフィルム２４の除去によって、ペイントフィルム２２の高光沢／高ＤＯＩ面２６が、作製される物品または部品の外面または露出面を形成するように、型７４または８０に対するフィルム３２の方向が合わされる。通常、マスキング処理ペイントフィルム３２を図５Ａ〜Ｆの雄型で熱成形する場合で、フィルム３２が物品または部品のおおむね凸型の部分を覆うために使用される場合は、マスキングフィルム２４の側がマスキング処理ペイントフィルム３２の真空成形型７４と接触しない側となる。マスキング処理ペイントフィルム３２を雌型成形型８０を使用して熱成形する場合で、フィルム３２が物品または部品のおおむね凸型の部分を覆うために使用される場合は、マスキングフィルム２４が型８０と接触する側となるようにマスキング処理ペイントフィルム３２の方向を決める。物品または部品のくぼんだ部分のためにマスキング処理ペイントフィルム３２が熱成形される場合は、マスキングフィルム２４を、型７４および８０のそれぞれの種類について前述したものと反対の方向に向ける。引き続く工程にインサート成形が含まれる場合、マスキングフィルム２４のあるまたはない（すなわち、フィルム２４を残したままか除去するか）予備成形マスキング処理ペイントフィルム３２は、通常は例えば、手作業および／または打抜型７８（図５Ｆおよび図８Ｆ参照）の使用によって型８４（図６Ａ〜Ｅ参照）内におさまるように最終形状に切り取られる。
【００４０】
他に指示がなければ、マスキング処理ペイントフィルム３２のあらゆる参照は、図６Ａ〜Ｅに関する以下の記述において、マスキングフィルム２４を有するまたは有しないフィルム３２について適用できる。代表的なインサート成形装置８４は、それらの間に型穴９０が定義される２つのダイ半体８６および８８を備える。ダイ半体８６と８８を分離して、予備成形ペイントフィルム３２をダイ半体８６および８８の間に配置する。予備成形フィルム３２は、ダイ半体８６（図に示すように）または８８の一方と接触するように配置させることが望ましい。次に型８４を閉じて、注入口９２から予備成形ペイントフィルム３２の裏側の空隙９０部分に所望のプラスチック材料を充填する。注入したプラスチック材料はフィルム３２と接着する。固化することで、プラスチック材料はペイントフィルム２２の基材９４を形成する。得られたペイントフィルムアセンブリ２０は、作製する物品または部品の一部または全体となることができる。基材９４およびペイントフィルム３２を冷却して、型８４を開放して、ペイントフィルムアセンブリ２０を取り出す。
【００４１】
マスキング処理ペイントフィルム３２を型８４（例えば、型半体８６として）内に見られるものと実質的に同一の幾何学的細部をもつように予備成形しなければ、予備成形フィルム３２は型８４と適切に適合しない。従来技術により教示されるようなフィルムと比較すると、本発明のマスキング処理ペイントフィルム３２は非常に細かい部分まで熱成形する場合に特に適している。特に、フィルム３２のどちら側にプラスチックを注入するかによって、本発明のマスキング処理ペイントフィルム３２は、図６Ａ〜Ｅに示されるように型穴９５またはコア９６が長方形または立方体構造であるような型穴９５またはコア９６の輪郭と一致するように熱成形可能であると考えられる。本発明のマスキング処理ペイントフィルム３２は、半円または半球状の部分９８（図６Ｆ参照）を有するように熱成形して、このような形状の型穴またはコアの輪郭とうまく一致させることができた。
【００４２】
図７Ａ〜Ｇを参照すると、前述のようにマスキング処理ペイントフィルム３２を予備成形（図５Ａ〜Ｆおよび図８Ａ〜Ｆを参照）して次に予備成形ペイントフィルム３２をインサート成形（図６Ａ〜Ｆ参照）する代わりに、マスキング処理ペイントフィルム３２の作製と成形を同時に行うことが好ましい場合もある。すなわち、マスキング処理ペイントフィルム３２を完全に型内で加工することができる。このような型内の工程の図解例では、マスキング処理ペイントフィルム３２のあらかじめ分離した断片をダイ半体８６および８４の間の型８４内に配置する。マスキング処理ペイントフィルム３２の断片は、ダイ半体８６および８８によって固定される外周部分１００（例えば、周辺の縁）を有することが望ましいことがある。例えば、外周縁１００は、雌型半体８６に留めるかまたは他の方法で固定することができる。ダイ半体８６と８８の間にマスキング処理ペイントフィルム３２の断片を配置して、型８４を閉じる。型８４を閉じると、コア９６がマスキング処理ペイントフィルム３２と接触し、フィルム３２をダイ半体８６の空洞部分９５に押込む。コア部分９６が空洞部分９５内に移動する時に、マスキング処理ペイントフィルム３２は最初に引伸ばされる（すなわち、伸長する）。型８４を閉じた（図７Ｄ参照）後で、注入口９２から型穴９０に溶融ポリマー材料を充填する。型穴９０がポリマー材料で充填されるにつれて、部分的に形成されたマスキング処理ペイントフィルム３２が押しつけられて空隙部分９５の輪郭と一致する最終形状になる（図７Ｅ参照）。希望するなら、注入口９２をダイ半体８６の内部に形成することができ、部分的に形成されたペイントフィルム３２がコア部分９６の輪郭と一致するよう押しつけられるように空洞９０に充填することができる。一度ポリマー材料が固化して基材９４を形成すれば、型８４を開放して、得られたペイントフィルムアセンブリ２０を取り出す。得られたペイントフィルムアセンブリ２０は、基材９４が背面に付いていない周辺部分１００を含むことができる。希望するなら、この周辺部分１００を例えば、手作業および／または打抜型７８などの任意の適当な手段によって切り取ったり他の方法で除去したりすることができる。
【００４３】
このような型内での工程および装置の例は、米国特許出願第０８／６１２，２０９号、１９９６年３月７日出願、発明の名称ＰＡＩＮＴ ＦＩＬＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＴＯ ＯＢＪＥＣＴＳ ＳＵＣＨ ＡＳ ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥ ＰＡＲＴＳ（自動車部品などの物体へのペイントフィルムならびに製造および適用方法）に開示されており、この出願は本出願の譲受人に譲渡されている。
【００４４】
成形操作の間に、マスキングフィルム２４と該当するダイ半体（例えば、図６Ａ〜Ｅおよび図７Ａ〜Ｇに示されるダイ半体８６）の間に空気が閉じ込められるのを防止するために、ウレタン層２８およびライナー３８のそれぞれの面３０および３４にしぼ加工することが望ましいこともある。そうすることでウレタン層２８のしぼ加工した側に層２８と該当する型半体の間に空気の排出される経路が形成される。これにはウレタン層２８の反対側（すなわち、層２８のキャスティング間に空気にさらされる側）がペイントフィルム２２の面２６と積層されることが必要となる。通常、ウレタン層２８のキャスティング時に空気にさらされる側は高光沢を示す。
【００４５】
本発明の一般的原則の上記開示内容および前述の詳細な説明から、当業者であれば本発明が影響する種々の修正は容易に理解できるであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲ならびにその等価物によってのみ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方式によるペイントフィルムアセンブリの断面図である。
【図２】 ライナー上に取り付けた本発明によるマスキングフィルムの断面図である。
【図３】 ライナー上に取り付けた本発明によるペイントフィルムの断面図である。
【図４】 ペイントフィルムとマスキングフィルムとを合わせて積層してマスキング処理ペイントフィルムを形成する工程の説明図である。
【図５Ａ〜Ｆ】 熱成形工程の種々の段階における、本発明による雄型熱成形型とマスキング処理ペイントフィルムシートの断面図である。
【図６Ａ〜Ｅ】 インサート成形工程の種々の段階における、本発明によるインサート型とマスキング処理ペイントフィルムまたはペイントフィルムの予備成形シートとの断面図である。
【図６Ｆ】 本発明による熱成形およびインサート成形した半球状型部分を有するペイントフィルムアセンブリの断面図である。
【図７Ａ〜Ｇ】 マスキング処理ペイントフィルムがインサート成形の間に形成されるインサート成形工程の種々の段階における、本発明によるインサート型とマスキング処理ペイントフィルムシートの断面図である。
【図８Ａ〜Ｆ】 熱成形工程の種々の段階における、本発明による雌型熱成型とマスキング処理ペイントフィルムシートとの断面図である。

Claims (8)

1. ２０°の光沢度が少なくとも６０である高光沢および少なくとも６０ＤＯＩの高い像の明瞭さ（ＤＯＩ）を有する熱成形可能なペイントフィルム（２２）と、
   前記ペイントフィルム（２２）に結合し容易に除去可能なウレタン層（２８）を含み、熱成形可能なマスキング処理ペイントフィルム（３２）を形成する熱成形可能なマスキングフィルム（２４）
   を含むペイントフィルムアセンブリ（２０）であって、前記ウレタン層（２８）は（ａ）ウレタンラテックス材料とシリコーン材料、または（ｂ）ある程度架橋させたウレタンラテックス材料を含み、前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を熱成形して前記マスキングフィルム（２４）を前記ペイントフィルム（２２）から除去した後に、前記ペイントフィルム（２２）の高光沢及び高ＤＯＩを少なくとも実質的に維持する作用が得られるように前記ウレタン層（２８）を適合させたペイントフィルムアセンブリ（２０）。
2. 前記ウレタン層（２８）が水系ウレタンラテックス材料を含む、請求項１に記載のペイントフィルムアセンブリ（２０）。
3. 前記ペイントフィルム（２２）がカラーコート層（４２）上のクリアコート層（４０）を含み、前記クリアコート層（４０）が前記マスキングフィルム（２４）の前記ウレタン層（２８）に除去自在となるように結合している、請求項１に記載のペイントフィルムアセンブリ（２０）。
4. 前記ペイントフィルムが結合する基材（９４）を含む、請求項１に記載のペイントフィルムアセンブリ（２０）。
5. ペイントフィルムアセンブリの製造方法であって、
   ２０°の光沢度が少なくとも６０である高光沢および少なくとも６０ＤＯＩの高い像の明瞭さ（ＤＯＩ）を有するペイントフィルム（２２）を提供する工程、
   熱成形可能なマスキングフィルムを提供する工程、
   このマスキングフィルム（２４）をペイントフィルム（２２）に接着して熱成形可能でありかつ前記マスキングフィルム（２４）がペイントフィルム（２２）から容易に除去可能となるマスキング処理ペイントフィルム（３２）を形成する工程
   を含み、前記マスキングフィルム（２４）はウレタン層（２８）を含み、このウレタン層（２８）は前記接着工程の間にペイントフィルム（２２）に接着し、ウレタン層（２８）はウレタンラテックス材料を含み、前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を熱成形して前記マスキングフィルム（２４）を除去した後に、前記ペイントフィルム（２２）の高光沢及び高ＤＯＩを少なくとも実質的に維持する作用が得られるように前記ウレタン層（２８）を適合させ、前記ウレタンラテックス材料が流動性シリコーンまたは架橋剤と混合されていることを特徴とする方法。
6. 前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を所望の形状に熱成形する工程を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を所望の形状に熱成形する工程、および前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を基材に接着する工程を含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を所望の形状に熱成形する工程、および前記マスキング処理ペイントフィルム（３２）を成形プラスチック部品にインサート成形する工程を含む、請求項５に記載の方法。

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