JP4693317B2

JP4693317B2 - 凹凸転写シート、透明窓部を有する凹凸シートとその製造方法および凹凸面を有する加飾成形品の製造方法

Info

Publication number: JP4693317B2
Application number: JP2001304556A
Authority: JP
Inventors: 泰秀深田; 富士男森
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003103996A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話部品や電化製品部品、自動車内装部品などの表面を加飾するための材料である凹凸転写シート、透明窓部を有する凹凸シートとその製造方法および凹凸面を有する加飾成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基体シートの片面全面に凹凸が形成され、その凹凸を埋めるように全面に熱可塑性樹脂層が形成され、熱可塑性樹脂層上に接着層が形成された凹凸転写シートの接着層を、三次元形状に変形可能な透光性シート上に接着させ、凹凸転写シートの基体シートを剥離して、熱可塑性樹脂層の表面にヘアライン状パターンなどの凹凸が形成された凹凸シートがある。前記凹凸は、（１）ヘアライン状パターンなどを機械的に形成したものや、（２）凹凸パターンを印刷層で形成したものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記凹凸シートでは、次のような課題があった。
【０００４】
（１）では、ヘアライン状パターンの凹凸が機械的に金属等の爪でひっかいて形成されているため、凹凸の不要な部分にまでヘアライン状パターンの凹凸が形成されてしまうなど、凹凸が形成される部分を制御することができない。
【０００５】
（２）では、ヘアライン状パターンの凹凸が印刷層で形成されているため、前記機械的に爪でひっかいて形成したような風合を再現することができない。
【０００６】
また、前記いずれの凹凸シートにおいても、基体シートから写し取られる凹凸は全て熱可塑性樹脂層によって形成されているため、凹凸シートを３次元形状に変形させる際の加熱により、凹凸シートの熱可塑性樹脂層が軟化してしまい、ヘアライン状パターンのシャープさが半減したり、表面の凹凸が全て消滅したりしてしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の凹凸転写シートは、片面全面に凹凸を有する基体シートの前記凹凸のうち少なくとも透明窓部形成予定部の凹凸を埋めるように透光性の熱可塑性樹脂層が形成されるとともに、透明窓部形成予定部以外の凹凸を埋めるように硬化性樹脂層が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法は、前記凹凸転写シートの基体シートと反対面を三次元形状に変形可能な透光性シートと接着させ、凹凸転写シートの基体シートを剥離し、熱可塑性樹脂層と硬化性樹脂層の表面に凹凸が形成された凹凸シートを加熱により３次元形状に変形させるとともに、凹凸シートのうち熱可塑性樹脂層の凹凸を消滅させて平坦面の透明窓部を形成することを特徴とする。
【０００９】
上記製造方法における凹凸シートを三次元形状に変形させる方式が、真空成形または圧空成形であり、変形前の凹凸シートの表面温度をＴ℃とし、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂のＴｇ（ガラス転移点）をＴｇ１としたとき、Ｔｇ１≦Ｔ≦２００℃の関係式を満たすものでもよい。
【００１０】
上記製造方法において、三次元形状に変形可能な透光性シートが、射出成形樹脂と相溶性のある熱可塑性樹脂シートであって、凹凸転写シートを接着させる方法が熱ラミネート法であってもよい。
【００１１】
この発明の透明窓部を有する凹凸シートは、三次元形状に変形した透光性シート上に、硬化性樹脂層の凹凸面と、熱可塑性樹脂層の平坦面とが並んで形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明の凹凸面を有する加飾成形品の製造方法は、前記透明窓部を有する凹凸シートを射出成形用金型に入れ、成形樹脂と一体化接着させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、この発明の凹凸転写シートを説明する（図１参照）。
【００１４】
この発明の凹凸転写シートは、片面全面に凹凸３を有する基体シート１の前記凹凸３のうち少なくとも透明窓部形成予定部２の凹凸３を埋めるように透光性の熱可塑性樹脂層４が形成されるとともに、透明窓部形成予定部以外の凹凸３を埋めるように硬化性樹脂層５が形成されたものである。
【００１５】
凹凸３のパターンとしては、ヘアライン状パターンや梨子地状パターン、石目状パターン、砂目状パターンなどのエンボスパターンがある。凹凸３のパターンは基体シート１に部分的に形成されていてもよい。例えば、部分ヘアラインや部分マットなどのパターンがある。凹凸３の深さは、２〜１０μｍとすることができる。透光性を有する熱可塑性樹脂層４に形成された凹凸の消滅のしやすさと、硬化性樹脂層５に形成された凹凸によるヘアライン状パターンなどの認識のしやすさとのバランスをとるためには、凹凸３の深さとしては、３〜５μｍに設定するのが好ましい。
【００１６】
凹凸３の形成方法としては、サンドペーパー、金属製ブラシ、不織布などを基体シート１の表面に機械的に擦り付けるヘアライン加工法や、版胴表面に凹凸が形成されたエンボスロールと圧胴ロールとの間に基体シート１を挟み込むエンボスロール法などがある。
【００１７】
基体シート１と、熱可塑性樹脂層４および硬化性樹脂層５とが剥離しにくい場合は、凹凸３の表面に離型層を形成してもよい。離型層は、アミノアルキッド系樹脂やメラミン系樹脂などを用いて、オフセット印刷やグラビア印刷などで、厚み１〜５μｍとなるように形成することができる。
【００１８】
熱可塑性樹脂層４は、透明窓部形成予定部２の凹凸を埋めるように形成する。熱可塑性樹脂層４は、硬化性樹脂層５と見当合わせをして形成されていてもよいが、図１のように硬化性樹脂層５を覆うように形成してもよいし、また硬化性樹脂層５により覆われるように形成してもよい（図示せず）。熱可塑性樹脂層４は透光性を有する。透明窓部形成予定部２に形成されるからである。透光性には半透明や、染料で着色された透明なども含まれる。透光性は、全光線透過率（ＪＩＳ−Ｋ７１０５（１９８１）５．５項「光光線透過率及び全光線反射率」）にて５０％以上あればよい。熱可塑性樹脂層４の材質としては、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂などがある。なかでも透光性、表面強度、剥離層を兼ね備えるアクリル系樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂層４の膜厚としては１〜５μｍとすることができる。その理由は、基体シート１から剥離し凹凸３を転移するための必要最低限の膜厚だからである。透光性の熱可塑性樹脂層４を構成する樹脂のＴｇ（ガラス転移点）としては、２０〜１１０℃のものがある。その理由は３次元形状に変形させる際の加熱によって十分に軟化させるためである。２０℃未満だとブロッキングなどの問題が発生しやすくなり、１１０℃を超えると３次元形状に変形させる際の加熱で凹凸３を十分に消滅させにくくなるからである。熱可塑性樹脂層４の形成方法としては、オフセット印刷法やグラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法の他、リップコート法やリバースコート法、ダイレクトコート法などのコート法や注型法などがある。
【００１９】
透明窓部形成予定部２は、基体シート１の片面の一部の領域に位置する。透明窓部形成予定部２は、具体的には携帯電話の液晶表示用窓部や、家電製品の液晶表示用窓部、自動車用内装部品のヒーターコントロールパネルの窓部になるものである。
【００２０】
硬化性樹脂層５は、透明窓部形成予定部以外の凹凸を埋めるように形成する。硬化性樹脂層５は、図１のように熱可塑性樹脂層４によって覆われるように形成してもよいし、熱可塑性樹脂層４を覆うように形成してもよい（図示せず）。硬化性樹脂層５の材質としては、熱硬化性樹脂や電離放射線硬化性樹脂層などがある。熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオール系樹脂、ウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂、アミノ系樹脂、メラミン系樹脂などがある。これらの中でも特に好ましいのはアクリルポリオール系樹脂である。その理由はアクリル樹脂による柔軟性と、三次元架橋による形状保持性とを兼ね備えるからである。電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂がある。紫外線硬化性樹脂としては、シアノアクリレート系樹脂やビニルエステル系樹脂などがある。電子線硬化性樹脂としてはアクリルウレタン系樹脂などがある。硬化性樹脂層５は、透明でも半透明でも不透明でもよい。硬化性樹脂層５の形成方法としては、オフセット印刷法やグラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法の他、リップコート法やリバースコート法、ダイレクトコート法などのコート法や注型法などがある。
【００２１】
接着層７は、必要により形成される。接着層７は、熱可塑性樹脂層４および／または硬化性樹脂層５上に形成することができる。接着層７は透光性を有する。透明窓部９上にも形成されるからである。透光性には半透明や着色された透明も含まれる。接着層７の材質としては、アクリル系樹脂やビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂などがある。その膜厚は２〜５μｍとすることができる。
【００２２】
絵柄層６は、必要により形成される。絵柄層６は、文字や図形、記号、模様、色彩などを表現するための層である。絵柄層６の形成方法としては、オフセット印刷法やグラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法の他、リップコート法やリバースコート法、ダイレクトコート法などのコート法や注型法などがある。絵柄層６を熱可塑性樹脂層４と重なる部分に形成すると、文字などが透明窓部９に形成されることになる。図１〜４においては、絵柄層６の端部と硬化性樹脂層５の端部とを一致させることによって、透明窓部の輪郭を形成している。硬化性樹脂層５が透光性である場合は、絵柄層６の文字などがヘアラインなどの凹凸３の下に透けて見えるようになる。
【００２３】
次に、前記凹凸転写シートを用いた透明窓部を有する凹凸シートの製造方法を説明する。
【００２４】
この発明の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法は、前記した凹凸転写シートの基体シートと反対面を三次元形状に変形可能な透光性シート８と接着させ、凹凸転写シートの基体シート１を剥離し（図２参照）、熱可塑性樹脂層４と硬化性樹脂層５の表面に凹凸が形成された凹凸シートを加熱により３次元形状に変形させるとともに、凹凸シートのうち熱可塑性樹脂層４の凹凸を消滅させて平坦面の透明窓部９を形成するものである。
【００２５】
まず、前記した凹凸転写シートの基体シート１と反対面を三次元形状に変形可能な透光性シート８と接着させ、凹凸転写シートの基体シート１を剥離し、熱可塑性樹脂層４と硬化性樹脂層５の表面に凹凸が形成された凹凸シートを得る（図２、３参照）。
【００２６】
具体的には、いわゆる転写法で行なうことができる。転写法とは、凹凸転写シートの基体シート１の反対面を三次元形状に変形可能な透光性シート８に接するように載置し、上から加熱されたシリコンロールなどの柔軟性のある物品で押えつけた後、凹凸転写シートの基体シート１を剥離し、熱可塑性樹脂層４と硬化性樹脂層５を、三次元形状に変形可能な透光性シート８に転移させるのである。熱可塑性樹脂層４と硬化性樹脂層５の表面は、基体シート１に形成されていた凹凸３が写し取られる。シリコンロールの加熱温度は、一例として、１８０〜２５０℃であり、圧力は１０〜３００ＫＰａとすることができる。なお、前記転写法において、凹凸転写シートの基体シート１の反対面を、三次元形状に変形可能な透光性シート８上に接着させる方法としては、前記シリコンロールなどで行なう方法以外に、熱ラミネート法もある。熱ラミネート法とは、加熱された二本のロール間に２枚以上のシートを重ねて通過させることにより各シートを熱圧着で接着する方法である。熱ラミネート法によると、上記転写法よりも強固に接着でき、剥がれにくくなる。
【００２７】
三次元形状に変形可能な透光性シート８の材質としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などを用いるとよい。この発明の透明窓部９を有する凹凸シートを、射出成形用金型に入れ、成形樹脂と一体化接着させて凹凸面を有する加飾成形品を製造する場合、透光性シート８としては、射出成形に用いる成形樹脂と相溶性のある材質を採用することができる。透明窓部９を有する凹凸シートと成形樹脂との接着強度が向上するからである。
【００２８】
つぎに、前記凹凸シートを加熱により３次元形状に変形させる（図４参照）。
【００２９】
「３次元形状」の具体例としては、携帯電話部品のように大きな曲率半径の立上がりのある皿状や、自動車内装部品のような、なだらかな曲面状のものがある。
【００３０】
変形させる方法の具体例としては、真空成形法や圧空成形法、射出成形同時絵付け法がある。
【００３１】
真空成形法の一例としては、つぎのような方法がある。まず、三次元形状に変形させることが可能なシートの周囲を真空成形金型に対してクランプ材により固定し、真空成形金型とシートとの間のキャビティに空気が入らないように密閉する。ヒーターなどの熱源１０によりシートを一定時間加熱して軟化させる。真空成形金型とシートとの間の空気を吸引し、真空成形金型のキャビティにシートを密着させて所望の三次元形状に変形させる。この場合の加熱温度は１４０〜２００℃がある。熱可塑性樹脂層４の材質や凹凸の深さのことを考えると特に好ましいのは、１５５〜１７０℃である。
【００３２】
圧空成形法の一例としては、つぎのような方法がある。まず、三次元形状に変形させることが可能なシートの周囲をクランプ材により固定する。ヒーターなどの熱源１０によりシートを一定時間加熱して軟化させる。圧空成形金型をシート上に被せ、この圧空成形金型とシートとの間の空間に空気を押し込んでシートに圧力をかけて、圧空成形用母型のキャビティ面に密着させて所望の三次元形状に変形させる。この場合の加熱温度は８０〜１４０℃がある。真空成形法よりも加熱温度が低いのは、大気圧を利用できるので高温にしなくても必要な圧力が得られるためである。熱可塑性樹脂層４の材質や凹凸の深さのことを考えると特に好ましいのは、８０〜１００℃である。
【００３３】
射出成形同時絵付け法の一例としては、つぎのような方法がある。三次元形状に変形させることが可能なシートを射出成形用金型に入れ、ヒーター等の熱源１０によりシートを加熱し、型閉め後、射出成形用金型のキャビティに成形樹脂を射出して、成形品と凹凸シートとを一体化接着させる方法のことをいう。凹凸シートの加熱は、成形樹脂を射出する前に行なう。この場合の加熱温度は、成形樹脂の材質によるが、アクリル系樹脂であれば２００〜２４０℃がある。ポリカーボネート系樹脂であれば、２５０〜２９０℃である。
【００３４】
上記各種方法では、真空成形金型や圧空成形金型、射出成形金型において、シートを密着させるキャビティ面を平滑にすることができる。平滑の程度としては、表面光沢度Ｇｓ（６０°）＝１５０以上の鏡面である。各金型のキャビティ面を平滑にしておいても、凹凸シートの表面の必要な凹凸３まで消滅することはない。つまり、硬化性樹脂層５は、加熱されても塑性変形しないので凹凸３は保持される。なお、透光性の熱可塑性樹脂層４の表面は、加熱による凹凸３の消滅に加えて、さらに平滑になる。
【００３５】
以上のようにすることによって、三次元形状に変形した透光性シート８上に、硬化性樹脂層５の凹凸面と、透光性の熱可塑性樹脂層４の平坦面とが並んで形成される。
【００３６】
なお、硬化性樹脂層５の材質として電離放射線硬化性樹脂を用いた場合は、凹凸シートを三次元形状に変形させる前に電離放射線を照射して硬化性樹脂層５を硬化させてもよいし、凹凸シートを三次元形状に変形させた後に電離放射線を照射して硬化性樹脂層５を硬化させてもよい。
【００３７】
前記、凹凸シートを三次元形状に変形させる方式が真空成形または圧空成形であり、変形前の凹凸シートの表面温度をＴ℃とし、透光性の熱可塑性樹脂層４を構成する樹脂のＴｇ（ガラス転移点）をＴｇ１としたとき、Ｔｇ１≦Ｔ≦２００℃の関係式を満たすものでもよい。
【００３８】
この条件を満たすと次の点で効果的である。Ｔｇ１≦Ｔとすることにより、熱可塑性樹脂層に形成された凹凸３が確実に軟化し凹凸３を消滅させることができるとともに、Ｔ≦２００℃とすることにより、ドローダウンが激しくなって、硬化性樹脂層５の凹凸３が変形したり、絵柄層６の文字や図形が歪んだり、透明窓部９を有する凹凸シートが破れたりすることを防止することができる。
【００３９】
図４の透明窓部９を有する凹凸シートは、三次元形状に変形した透光性シート８上に、接着層７と絵柄層６を介して、硬化性樹脂層５の凹凸面と、透光性の熱可塑性樹脂層４の平坦面（透明窓部９）とが並んで形成されているものである。
【００４０】
【実施例】
以下のようにして、光透過文字部とヘアラインを有する自動車内装用ハーフ蒸着プレートを作成した。
【００４１】
片面に深さ３〜５μｍでヘアライン形状の凹凸を有する厚み２５μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる基体シートを用意した。この基体シートの透明窓部形成予定部に、透光性を有するアクリル系樹脂を用いてグラビア印刷法により厚み２μｍの熱可塑性樹脂層を形成した。熱可塑性樹脂層のＴｇは９３℃であった。熱可塑性樹脂層の存在しない部分を覆うようにウレタン系樹脂を用いてグラビア印刷法により熱硬化性樹脂層を厚み２μｍで形成した。次に、ウレタン系樹脂を用いて蒸着前アンカー層をグラビア印刷により厚み３μｍで印刷した。次に、真空蒸着法により全光線透過率３０％のアルミニウム蒸着膜を形成し、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂からなる透光性の接着層をグラビア印刷により５μｍで形成し凹凸転写シートを得た。
【００４２】
以上のように構成された凹凸転写シートの接着層側が接着するように、熱ラミネート法により厚み０．３ｍｍのポリカーボネート樹脂からなる透光性シートにラミネートし、基体シートを剥離し、凹凸シートとした。ポリカーボネート樹脂からなるシートは、三次元形状に変形可能な透光性シートである。
【００４３】
次に、この凹凸シートを、表面温度１３０℃、２０２６ＫＰａにて圧空成形を行い三次元に変形させて透明窓部を有する凹凸シートを得た。このとき、凹凸シートを３次元形状に変形させる際の加熱により、凹凸シートのうち透光性の熱可塑性樹脂層の表面の凹凸は消滅して平坦面の透明窓部が形成され、硬化性樹脂層の表面の凹凸は消滅しなかった。
【００４４】
次に、この透明窓部を有する凹凸シートを、トムソン刃により所望の形状に打ち抜いた後、射出成形用金型に入れ、２８３℃で溶融したポリカーボネート樹脂からなる成形樹脂と一体化接着し成形品を得た。
【００４５】
得られた成形品は、バックライトにより透明窓部が発光し、それ以外の部分はヘアラインを有する意匠性に優れた成形品であった。
【００４６】
【発明の効果】
この発明では以上のように構成したので、つぎのような作用効果がある。
【００４７】
この発明の透明窓部を有する凹凸シートは、熱可塑性樹脂層と硬化性樹脂層とを用いているため、硬化性樹脂層には、機械的に形成したヘアラインの風合を有する凹凸が形成されるだけでなく、熱可塑性樹脂の軟化により任意の箇所に平坦面の透明窓部を形成することができる。
【００４８】
また、凹凸は硬化性樹脂で構成されているため、凹凸シートを３次元形状に変形させる際の加熱により、ヘアラインのシャープさが半減したり、表面の凹凸が全て消滅したりすることもないため、意匠性の優れた凹凸が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の凹凸転写シートの一例を示す断面図である。
【図２】この発明の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】この発明の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】この発明の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１基体シート
２透明窓部形成予定部
３凹凸
４熱可塑性樹脂層
５硬化性樹脂層
６絵柄層
７接着層
８透光性シート
９透明窓部
１０熱源

Claims

片面全面に凹凸を有する基体シートの前記凹凸のうち少なくとも透明窓部形成予定部の凹凸を埋めるように透光性の熱可塑性樹脂層が形成されるとともに、透明窓部形成予定部以外の凹凸を埋めるように硬化性樹脂層が形成されたことを特徴とする凹凸転写シート。
請求項１に記載の凹凸転写シートの基体シートと反対面を三次元形状に変形可能な透光性シートと接着させ、凹凸転写シートの基体シートを剥離し、熱可塑性樹脂層と硬化性樹脂層の表面に凹凸が形成された凹凸シートを加熱により３次元形状に変形させるとともに、凹凸シートのうち熱可塑性樹脂層の凹凸を消滅させて平坦面の透明窓部を形成することを特徴とする透明窓部を有する凹凸シートの製造方法。
凹凸シートを三次元形状に変形させる方式が、真空成形または圧空成形であり、変形前の凹凸シートの表面温度をＴ℃とし、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂のＴｇ（ガラス転移点）をＴｇ１としたとき、Ｔｇ１≦Ｔ≦２００℃の関係式を満たす請求項２に記載の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法。
三次元形状に変形可能な透光性シートが、射出成形樹脂と相溶性のある熱可塑性樹脂シートであって、凹凸転写シートを接着させる方法が熱ラミネート法である請求項２または３に記載の透明窓部を有する凹凸シートの製造方法。
三次元形状に変形した透光性シート上に、硬化性樹脂層の凹凸面と、熱可塑性樹脂層の平坦面とが並んで形成されていることを特徴とする透明窓部を有する凹凸シート。
請求項５に記載の透明窓部を有する凹凸シートを射出成形用金型に入れ、成形樹脂と一体化接着させることを特徴とする透明窓部を有する凹凸面を有する加飾成形品の製造方法。