JP5907904B2

JP5907904B2 - 金属立体加飾板およびその製造方法

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Publication number: JP5907904B2
Application number: JP2013019058A
Authority: JP
Inventors: 真一北村; 充康奥田
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: JP2014148137A

Description

本発明は、家電製品装飾用部品、表示パネル、操作パネル、アミューズメント機器用操作部品および筐体、通信機器用操作部品および筐体などにおいて、試作や小ロット生産に適した成形品表面への装飾に用いられるものとして、金属製基材に意匠性を付与して成形する金属加飾板およびその製造方法に関するものである。

従来、金属製基材に意匠性が付与された金属加飾板を得る方法として、あらかじめ金属製基材の上面に塗装方法やプライマー処理により形成されたプライマー層を有する金属製基材と、オフセット印刷やグラビア印刷などの印刷方式によりインキを用いてフィルム上に図柄を形成して得られた加飾シートとを密着させて加熱又は加圧することにより、金属製基材の表面に図柄を転写して、金属加飾板を得る方法が知られている（特許文献１）。

また、加飾シートにあらかじめプライマー層を形成し、プライマー層を有する加飾シートと金属製基材とを密着させて、加熱又は加圧することにより、金属製基材の表面に図柄を転写する方法もあった。

特開２０００−２５５１９９号公報

しかし、あらかじめ金属製基材の上面にプライマー層を形成する方法として、スプレー法や浸漬法などの塗装方法があるが、これらの方法は、塗膜表面を微細な単位で均一に形成することが困難である。そのため、金属製基材の表面に図柄を転写した金属加飾板をプレス成形した場合、金属製基材と加飾シートとの密着性が悪いため、形状追従性が悪く角部などにクラックが発生しやすいという問題点があった。そのため、プライマー層の塗膜表面を微細な単位で均一に形成することにより、金属製基材と加飾シートとの密着性を向上させる必要があった。

また、プライマー層の塗膜表面を微細な単位で均一に形成する方法として、あらかじめ加飾シートにプライマー層を微細な単位で塗膜表面を均一に形成できるコーター機を別途使用してプライマー層を形成する方法がある。また、別途機械を稼働させないようにするために、プライマー層含めた加飾シートの全層をコーター機で形成した場合、多大な時間と労力がかかる。そのため、試作や小ロット生産のような多種少量の生産を要求される分野では、別途機械の稼動又は機械の多大時間の稼働により単価コストが高額となるため、不向きだという問題点があった。

また、塗装方法によりプライマー層が形成された金属加飾板は、プライマー層の膜厚不均一により干渉ムラ、位相差ムラによる虹などの外観不良が発生しやすいという問題点もあった。さらに、溶剤を使用して印刷する点、および、金属製基材がアルミニウム板である場合、アルマイト処理が必要となる点により、環境汚染も問題点としてあった。

したがって本発明は、前記課題を解決し、金属製基材と加飾シートの密着不良によるクラックの発生や外観不良を低減し、小ロット生産や試作にも適した、環境に優しい金属立体加飾板とその製造方法を提供することである。

本発明は上記課題を解決するために、以下のように構成した。

本発明の第１態様によれば、金属立体加飾板の製造方法は、基材シートの上に、少なくとも剥離層と接着層とが順次積層されたプライマー層が形成されたプライマーシートの接着層の面を金属製基材の一方の面の上に転写する工程と、次いで、基材シートの上に、少なくとも柄層と接着アンカー層とが順次積層された加飾シートを使用し、加飾シートの接着アンカー層面を、金属プライマー板の前記剥離層面に転写して金属加飾体を形成する工程と、次いで、前記金属加飾体を立体形状にプレス成形する工程からなるように構成した。

本発明の第２態様によれば、金属製基材の上に、少なくとも接着層、剥離層、接着アンカー層、柄層とが順時形成されたことを備えた構成にした。

また、金属加飾板の剥離層は、分子量４００００〜９５０００、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１５０℃であるアクリル樹脂からなるように構成してもよい。

本発明の第３態様によれば、基材シートの上に少なくとも剥離層と接着層とが順次積層されたプライマーシートを使用し、金属製基材の一方の面に前記プライマーシートの接着層面を転写することからなるように構成した。

本発明の第４態様によれば、金属プライマー板を、金属製基材の上に、少なくとも接着層と、剥離層とが順時積層されたことを備えた構成にした。

また、金属プライマー板の前記剥離層が、分子量４００００〜９５０００、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１５０℃であるアクリル樹脂からなるように構成してもよい。

以上説明したように、本発明の金属立体加飾板の製造方法は、プライマー層をあらかじめ金属製基材に転写方法によって形成させるため、膜厚を安定的に均一に成形することが可能となる。すなわち、金属製基材と加飾シートとの密着性が向上するため、プレス成形時の形状追従性がよくなり、クラックの発生を改善することができる。また、膜厚の不均一が軽減されるため、干渉ムラ、位相差ムラによる虹などの外観不良の発生を改善することができる。

また、あらかじめ転写方法により金属製基材にプライマー層を転写しているため、別途加飾シートにプライマー層を塗布する機械を可動させる必要がない。そのため、試作や小ロット生産のような多種少量の生産を要求される分野でも、単価コストが高額になることなく、製造することができる。

また、本発明では全ての層が転写方法により形成される。すなわち、溶剤を大量に使用することなく印刷が可能となるため、環境汚染を軽減することができる。また、金属製基材がアルミニウム板である場合、アルマイト処理が不要となるため、環境汚染を軽減することができる。

また、本発明の金属立体加飾板は、上記のように優れた効果を有するものである。

本発明の金属立体加飾板の製造工程の一実施例を示す断面図である。本発明の金属立体加飾板の一実施例を示す断面図である。本発明の金属プライマー板の一実施例を示す断面図である。

以下、本発明の金属加飾板７の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

本発明の金属立体加飾板１２の製造方法は、基材シート１の上に、少なくとも剥離層２と接着層３とが順次積層されたプライマー層５が形成されたプライマーシート１１の接着層３の面を金属製基材４の一方の面に転写する工程と、次いで、基材シート１の面の上に、少なくとも柄層９と接着アンカー層１０とが順次積層された加飾シート１３を使用し、加飾シート１３の接着アンカー層１０面を、金属プライマー板６の剥離層２面に転写して金属加飾体を形成する工程と、次いで、金属加飾体を立体形状にプレス成形する工程からなるように構成した（図１参照）。

まず、金属加飾板７の形成するために用いる金属プライマー板６について説明する。

［金属プライマー板］
金属プライマー板６は、金属製基材４にプライマーシート１１を転写し、金属製基材４の一方の面上にプライマー層５が形成されたものである（図１−ａ又は図３参照）。このように転写方法によりプライマー層５を構成すると、安定的に膜厚が均一に形成されるため、転写時による外観不良の発生、プレス成形時に、密着不良により生じるクラックの発生を防止することができる。
プライマー層５は、金属製基材４と加飾シート１３との接着性を向上させるために形成される層であり、接着層３および剥離層２が順時積層されたものである。

本発明に使用される金属製基材４としては、ステンレス鋼板、メッキ鋼板、冷延鋼板のような鋼板類、アルミニウム板のような非鉄金属製基材などの既知の大部分のものを用いることができる。

本発明のプライマーシート１１の基材として用いるベースシートは、プレス成形時の適性を考慮して選定され、代表的には熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムなどが使用される。たとえば、アクリル系樹脂、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、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ビニロン樹脂、アセテート樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の樹脂シート、アルミニウム箔、銅箔等の金属箔、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、あるいは以上の各シートの複合体など、通常の転写材の基材シート１として用いるものを使用することができる。特にプレス成形時の形状追従性をよくするためには、ＡＢＳ樹脂を用いるのが好ましい。
基材シート１の厚みは、用途に応じて選定されるが、通常、１２〜１００μｍのものを使用することができ、ハンドリング性の良さや成形安定性の良さを考慮すると２０〜５０μｍのものを使用することが好ましい。

基材シート１は、その上に形成される層との密着性を向上させるために、所望により、片面または両面に酸化法や凹凸化法などの物理的または化学的表面処理を施すことができる。
酸化法としては、たとえば、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、クロム酸化処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線処理法などが挙げられる。これらの表面処理は、ベースフィルムの種類に応じて適宜選択されるが、一般には、コロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から好ましく用いられる。

プライマー層５の一部である接着層３は、金属製基材４とプライマー層５との接着性を向上させる機能を有する層である。材料としては、金属製基材４に密着可能な材料であればよく、たとえば、エポキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等をなどが用いることができる。プレス成形時の形状追従性をよくするためには、エポキシ樹脂又はポリエステル系樹脂を用いるのが好ましい。接着層３の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。なお、接着層３の厚みは、接着層３の外観不良の発生を防ぐために、１〜３０μｍの厚みが必要になる。

プライマー層５の一部である剥離層２は、プライマーシート１１を金属製基材４に転写して、基材シート１を剥離するための剥離性と、プライマー層５が転写された金属製基材４に加飾シート１３を転写して、接着させるための接着性との２つの機能を有する層である。剥離層２の材料としては、アクリル樹脂が好ましく、分子量４００００〜９５０００、ガラス転移温度（Ｔｇ）３０〜１５０℃であればよい。剥離層２の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。なお、剥離層２の厚みは、０．２〜５μｍあればよい。

［加飾シート］
加飾シート１３は、金属製基材４に意匠性を付与する機能を有する層である。つまり、加飾シート１３は、基材シート１の一方の面の上に表面保護層８、柄層９および接着アンカー層１０を順次積層させたシートである。なお、表面摩擦強度を高めるために、加飾シート１３を転写した後、基材シート１を剥離しない方法がある。この場合、表面保護層８は、形成しなくてもよい。

加飾シート１３で用いる基材シート１は、プライマーシート１１で用いた基材シート１と同様のものを用いるとよい。

また、表面摩擦強度を高めるために基材シート１を剥離しない場合、基材シート１は、透明シートを用いても良い。透明シートは、透明で、熱追従性があればよく、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ビニロン樹脂、アセテート樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の樹脂を使用することができればよい。特に好ましくはアクリル系樹脂である。透明シートの厚さは１２〜１００μｍのものを使用することができ、ハンドリング性のよさや成形安定性のよさを考慮すると２０〜５０μｍのものを使用することが好ましい。

また、基材シート１に透明シートを使用した場合、柄層９との密着性を向上させる後アンカー層の材質は、透明シートの素材に適した樹脂を適宜使用するとよい。たとえば、透明シートの材質がアクリル系樹脂の場合はアクリル系樹脂を用いるとよい。また、透明シートの材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用すればよい。さらに、透明シートの材質がポリプロピレン樹脂の場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂が使用可能である。接着層３の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

表面保護層８は、柄層９の表面を保護する機能を有する層である。表面保護層８の材質としては、熱硬化性樹脂、２液反応硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを選定して用いるとよい。具体的には、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などを用いるとよい。表面保護層８は、柄層９との密着性の高いものを選定することができる。また、表面保護層８を構成する樹脂中に、体質顔料などの艶消材を混入してもよい。表面保護層８の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。なお、この表面保護層８の厚みは０．５〜３０μｍが好ましく、２〜１０μｍに形成すると特に好ましい。

図柄層は、図柄層のみからなるもの、あるいは図柄層に金属薄膜層が組み合わされたものでもよい。図柄層の材質としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。
特に金属製基材４の質感を出したい場合は、チントを用いるとよい。チントとは、透明なカラーインキを意味するものであり、ごく低濃度の顔料インキまたは染料インキなどが例示される。また、別のチント処理として、基材シート１として有色透明の樹脂フィルムを用いてもよい。このとき、有色透明の樹脂フィルムは、付与したい色目のものを用いてもよい。たとえば、黄色の透明フィルムを組み合わせると、金色の表面光沢を得ることができる。図柄層の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法などを用いるとよい。特に、多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷法やグラビア印刷法が適している。また、単色の場合には、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法を採用することもできる。図柄層は、表現したい図柄に応じて、全面的に設ける場合や部分的に設ける場合もある。

金属薄膜層は、金属製基材４とは異なる金属光沢を表現するためのものであり、真空蒸着法、スパッターリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などで形成する。表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金または化合物を使用する。部分的な金属薄膜層を形成する場合の一例としては、金属薄膜層を必要としない部分に溶剤可溶性樹脂層を形成した後、その上に全面的に金属薄膜を形成し、溶剤洗浄を行って溶剤可溶性樹脂層と共に不要な金属薄膜を除去する方法がある。この場合によく用いる溶剤は、水または水溶液である。また、別の例としては、全面的に金属薄膜を形成し、次に金属薄膜を残しておきたい部分にレジスト層を形成し、酸またはアルカリでエッチングを行い、レジスト層を除去する方法がある。なお、金属薄膜層を設ける際に、他の転写層と金属薄膜層との密着性を向上させるために、前アンカー層や後アンカー層を設けてもよい。前アンカー層および後アンカー層の材質としては、２液性硬化ウレタン樹脂、熱硬化ウレタン樹脂、メラミン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、塩素含有ゴム系樹脂、塩素含有ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニル系共重合体樹脂などを使用するとよい。前アンカー層および後アンカー層の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

接着アンカー層１０は、加飾シート１３の柄層９とプライマー層５との接着性を向上させる機能を有する層であり、柄層９とプライマー層５が接着できる材料であればよい。２液硬化型のウレタン樹脂系の接着アンカーは十分な密着力を持つことができないため、たとえば、アクリル樹脂、塩化酢酸ビニル、エポキシ樹脂などが好ましい。なお、この接着アンカー層１０の厚みは１〜３０μｍが好ましく、形状追従性や成形安定性のよさを考慮すると１〜１５μｍに形成すると特に好ましい。

［金属加飾板］
上記のように構成された金属プライマー板６と加飾シート１３を用いて金属加飾板７を形成する。すなわち、金属プライマー板６のプライマー層５の面に加飾シート１３の接着アンカー層１０の面を転写させる（図１−ｂ参照）。このようにプライマー層５および加飾シート１３を転写方法で形成されるように構成すると、安定的に膜厚が均一に形成されるため、転写時による外観不良の発生や、プレス成形時に密着不良により生じるクラックの発生を防止することができる。そのため、製造工程での歩留りが改善される。また、別途加飾シート１３に接着層３を塗装する必要がないため、小ロット生産や試作のように、多種少量の生産を要求される分野では、別途塗布する機械を可動する必要がない。

［金属立体加飾板］
金属加飾板７を用いて、立体形状を有するプレス機により立体成形することにより金属立体加飾板１２が形成される（図１−ｃ又は図２参照）。

金属加飾板７を立体形状に成形する方法としては、プレス成形法、真空成形法および真空圧空法など、通常の金属製基材４を所望の立体形状に成形する方法を用いるとよい。
プレス成形装置、真空成形装置および真空圧空装置で用いる型は、金属加飾板７を所望の立体形状に成形するための金型のキャビティ形成面と同じ形状の凹凸部を有するものであって、金属加飾板７を凹凸部内面に密着させるタイプのものがある。あるいは、インサート成形用金型のキャビティ形成面を写した凹凸部を有するものであって、金属加飾板７を凹凸部外面に密着させるタイプのものがある。真空成形装置は真空吸引孔を有する。金属加飾板７を成形しやすくするために、プレス成形時に、金属加飾板７を加熱して軟化させもよい。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明は、家電製品装飾用部品、表示パネル、操作パネル、アミューズメント機器用操作部品および筐体、通信機器用操作部品および筐体などの成形品表面への装飾用途に用いることができ、産業上有用なものである。

１基材シート
２剥離層
３接着層
４金属製基材
５プライマー層
６金属プライマー板
７金属加飾板
８表面保護層
９柄層
１０接着アンカー層
１１プライマーシート
１２金属立体加飾板
１３加飾シート

Claims

基材シートの上に剥離層と接着層とをこの順で積層したプライマーシートを形成する工程と、
前記プライマーシートを用いて、前記基材シートを剥離することにより、前記接着層と前記剥離層とがこの順で金属製基材の上に積層されるように転写する工程とを備え、
前記剥離層は、分子量が４００００〜９５０００であり、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１５０℃であるアクリル樹脂を含む、金属プライマー板の製造方法。
基材シートの上に表面保護層と柄層と接着アンカー層とをこの順で積層した加飾シートを形成する工程と、
前記加飾シートを用いて、前記基材シートを剥離することにより、請求項１に記載の金属プライマー板の製造方法で製造された金属プライマー板に前記接着アンカー層と前記柄層と前記表面保護層とがこの順で積層されるように転写する工程とを備え、
前記表面保護層は、熱硬化性樹脂、２液反応硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含み、
前記接着アンカー層は、アクリル樹脂、塩化酢酸ビニル及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つを含む、金属加飾板の製造方法。
請求項２に記載の金属加飾板の製造方法で製造された金属加飾板をプレス成形することにより立体形状に形成する工程を備えた、金属立体加飾板の製造方法。
金属製基材の上に接着層と剥離層とがこの順で積層された金属プライマー板と、
前記金属プライマー板の前記剥離層の上に形成された接着アンカー層と、
前記接着アンカー層の上に形成された柄層と、
前記柄層の上に形成された表面保護層とを備え、
前記剥離層は、分子量が４００００〜９５０００であり、ガラス転移温度Ｔｇが３０〜１５０℃であるアクリル樹脂を含み、
前記接着アンカー層は、アクリル樹脂、塩化酢酸ビニル及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つを含み、
前記表面保護層は、熱硬化性樹脂、２液反応硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む、金属加飾板。
請求項４に記載の金属加飾板は立体形状である、金属立体加飾板。