JP6146569B2 - 加飾フィルム及びこれを用いた成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂成型品の表面の加飾に使用される加飾フィルムに関するものである。より詳細には、インクジェット印刷機を用いて形成した着色層で起こり易いインク滲みの発生を防止可能な、加飾フィルムに関する。
近年、インモールド成形用の加飾フィルムとしては、図柄、模様を表現する着色層の印刷を、版を必要としない版レスによる低コスト化、短リードタイム化、多品種少量生産などのオンデマンド印刷が可能なインクジェット印刷機を用いて印刷するものがある。
その中でもインクの乾燥および硬化速度の観点から、水系、溶剤系インクよりもインクの乾燥および硬化速度が圧倒的に速い、紫外線硬化型インクを用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。
図７（ａ）（ｃ）（ｄ）は、従来の紫外線硬化型インクジェット印刷機を示す。
供給リール２００ａには、連続フィルムである部分層フィルム１００が巻き付けられている。この部分層フィルム１００は、図７（ｂ）に示すように、ＰＥＴやアクリルフィルム等からなるベースフィルム１０１の上に、剥離層１０２，保護層（ハードコート層とも呼ばれている）１０３，アンカー層１０７が順番に形成されており、ベースフィルム１０１が内側、アンカー層１０７を外側にして、供給リール２００ａに巻き上げられている。
供給リール２００ａから引き出された部分層フィルム１００は、ステージ２０３の上を経由してＹ１からＹ２方向に移送されて巻き取りリール２００ｂに巻き取られる。ステージ２０３は、部分層フィルム１００の印刷位置がズレないように吸引固定している。
ステージ２０３の上方位置には、図７（ａ）（ｃ）（ｄ）に示すようにインクジェットヘッド２０１と、インクジェットヘッド２０１から噴射してアンカー層１０７に着弾したインク１を硬化させるための紫外線ランプユニット２０２が設けられている。インクジェットヘッド２０１の各色の複数のヘッドは、部分層フィルム１００の移送方向（Ｙ１からＹ２方向）と交差するＸ１−Ｘ２方向に配列されている。このインクジェットヘッド２０１と紫外線ランプユニット２０２は、部分層フィルム１００の上でＸ１からＸ２方向に移動する往路では、部分層フィルム１００に印刷を実行する。Ｘ２からＸ１方向の復路では、往路で着弾した紫外線インクを紫外線ランプユニット２０２からの紫外光で硬化させる。一行の印刷が完了したインクジェットヘッド２０１と紫外線ランプユニット２０２は、Ｙ１−Ｙ２方向に移動して上記の印刷動作を繰り返す。
これが終わると、ステージ２０３による部分層フィルム１００の吸着を止め、供給リール２００ａ，巻き取りリール２００ｂにより、着色層２０４が未だ形成されていない任意の位置までＹ１からＹ２方向に任意の量だけ部分層フィルム１００を巻き取る。
この様なインクジェット印刷の方式はマルチパス方式と呼ばれている。この方式では、アンカー層１０７の面に着色層を形成することができるが、その印刷速度は平均でも０．１ｍ／分以下と遅く、生産性の面で劣る。
近年、この課題を解決するためにインクジェット印刷機でもシングルパス方式が開発されている。
図８（ａ）（ｂ）にシングルパス方式のインクジェット印刷機を示す。
シングルパス方式はマルチパス方式とは違い、インクジェットヘッド２０１及び紫外線ランプユニット２０２は固定した状態で、部分層フィルム１００をＹ１−Ｙ２方向に移動させながら印刷する方式である。
具体的には、図８に示した供給リール２００ａと巻き取りリール２００ｂによって、部分層フィルム１００をＹ１−Ｙ２方向に連続的に送り続けながら印刷する。インクジェットヘッド２０１の下に配置されたステージは、部分層フィルム１００がスムーズに送れるように、円筒のローラーが回転する構造のシリンダー型ステージ２０５となっている。また、部分層フィルム１００はシリンダー型ステージ２０５に吸着されておらず、部分層フィルム１００には任意のテンションが加わった状態で送られる。
インクジェットヘッド２０１の各色のノズルは、部分層フィルム１００の印字幅にわたってそれぞれ複数のノズルが、Ｙ１からＹ２方向と交差する方向に配置されている。また、色違いのノズルは、Ｙ１−Ｙ２方向に並列配置されている。これは必要な印刷幅および画像解像度、インクの色数に応じて任意の個数インクジェットヘッド２０１が配置される必要が有る。
インクジェットヘッド２０１の下を連続的に通過する部分層フィルム１００上に紫外線硬化型のインク１を吐出し任意の画像が表現された着色層２０４が形成されると、インクジェットヘッド２０１の下手側に配置された紫外線ランプユニット２０２の紫外線ランプ２から着色層２０４に紫外光３が照射されることで着色層２０４は光硬化（重合）し、その後、巻き取りリール２００ｂによって巻き取られる。
この図８の方式を用いることで、２０ｍ／分以上での高速印刷も可能となる。結果、マルチパス方式と比較するとシングルパス方式は格段に生産性が高くなる。
特開２００８−２７２９４６号公報
しかしながら、紫外線硬化型インクジェット印刷機においてシングルパス方式を用いる場合には、ＣＭＹＫの各色のヘッドが連続的に配置されており、マルチパス方式と違い、インクジェットヘッド２０１から描画する箇所にインクを連続的に部分層フィルム１００の上へ吐出させた後、紫外線ランプ２で一気に硬化させる印刷方式であるため、未硬化の状態の紫外線硬化型インク１が部分層フィルム１００の上へ連続的に着弾させられるため、図３（ａ）に示したように着弾後の紫外線硬化型インク同士が濡れ広がり、引っ付いて印刷滲みが発生する。
本発明は、着色層の印刷時の着弾後のインク同士が濡れ広がって引っ付くことによって発生する印刷滲みを防止しつつ、着色層の硬化不足も防止できる加飾フィルム及びこれを用いた成形品を提供することを目的とする。
本発明の加飾フィルムは、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの上に剥離層を介して形成されたインク受容層と、前記剥離層と前記インク受容層との間に設けられた保護層と、前記インク受容層の前記ベースフィルムとは反対の表面に紫外線硬化型インクで形成された着色層とを備え、前記インク受容層が、樹脂に光屈折材料で構成されたフィラーを含有し、且つ隣接した前記フィラー同士の間に空隙が形成して構成され、前記紫外線硬化型インクの一部が、前記インク受容層の表面から前記インク受容層の内部に向かって前記空隙に吸収され前記インク受容層内に埋没して硬化し、前記紫外線硬化型インクの残りが前記インク受容層の表面で硬化している、ことを特徴とする。
本発明の成形品は、本体部と、前記本体部の表面に配置され、インク受容層と着色層を有する転写部と、を備え、前記着色層は紫外線硬化型インクで形成され、前記インク受容層は内部に光屈折材料で構成されたフィラーを含有し、且つ空隙が設けられた、ことを特徴とする。
本発明の加飾フィルムによると、インクが着弾した際に、インクの一部がインク受容層内の空隙に速やかに吸収されることで、インクのインク受容層上での濡れ広がりが抑制され、隣接した紫外線硬化型インク同士の引っ付きが抑えられることで滲み防止となる。
また、着弾後のインクの硬化工程において照射される紫外線がインク受容層内を通過する際に、光屈折材料のフィラーにより効果的に反射、散乱されインク受容層中のインクに行き届き易く、インク受容層上に露出したインクだけでなく、インク受容層中のインクも硬化が進み易い。
さらに、インクの未硬化部位が残り難く、高速の紫外線硬化型インクジェット印刷機の印刷速度を落とすことなく、また余分な紫外線ランプユニットと紫外線ランプの増設も不要となり、着色層の印刷が終了したフィルムの巻き取り後のブロッキングが起こり難い加飾フィルムを得ることができる。
フィラーに更に光半導体微粒子が入っている場合には、光半導体微粒子に光が当たることで、光電効果により光半導体微粒子から電子が飛び出し、飛び出した電子がインク内へ侵入することで酸化還元反応が起こり、インクの硬化反応に寄与する。特に、インク濃度が濃い場合や、顔料が黒系、青系の場合は、光がインクへ到達しても一部の光が顔料に吸収されてしまい、インクの硬化反応に作用しない割合が増える。インク受容層中へ光半導体微粒子を含有させることでインク受容層中に到達した紫外線で光電効果が起こり、反応性の高い電子をインク受容層中に発生させ、電子はインク濃度、または顔料の種類等に依存せず、顔料による吸収が起こらないため直接的にインクの硬化反応に寄与させることができる。そのためより効果的にインク及びインク受容層上に出ている紫外線硬化型インクの硬化反応に寄与させることが可能となる。
本発明の実施の形態１における（ａ）着色層を印刷前の部分層フィルムの断面図と（ｂ）着色層の印刷が完了し更に表面を接着層で覆った場合の加飾フィルムの断面図 同実施の形態において（ａ）着色層に印刷するインクジェット印刷機の構成図と（ｂ）着弾したインクを硬化させる工程での部分層フィルムの断面図 （ａ）比較例１の加飾フィルムの断面図と、（ｂ）比較例２の加飾フィルムの断面図、および（ｃ）実施例１の加飾フィルムの断面図 （ａ）比較例１の加飾フィルムを使用した比較例３の成形品の断面図と、（ｂ）実施例１の加飾フィルムを使用した実施例２の成形品の断面図 本発明の実施の形態２における（ａ）着色層を印刷前の実施例３の加飾フィルムの断面図と（ｂ）着色層の印刷中のインクの飛行を示す加飾フィルムの断面図 本発明の実施の形態３における（ａ）着色層を印刷前の部分層フィルムの実施例４の断面図と（ｂ）実施例４の加飾フィルムを使用した実施例５の成形品の断面図 従来の（ａ）紫外線硬化型インクジェット印刷機の構成図と、（ｂ）部分層フィルムの断面図と、（ｃ）紫外線硬化型インクジェット印刷機の平面図、および（ｄ）断面図 従来のシングルパス方式での（ａ）インクジェット印刷機の構成図と（ｂ）平面図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は着色層を形成する前の部分層フィルム１００を示す。
この部分層フィルム１００は、ベースフィルム１０１の上に剥離層１０２，保護層１０３，インク受容層１０４が順に形成されている。インク受容層１０４を形成する主材料である樹脂には、空隙４と高屈折率微粒子から成るフィラー５が含有されている。インク受容層１０４の主材料としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂等の一般的な樹脂が使用可能である。
インク受容層１０４に、図３（ｃ）に示すように着色層２０４を形成した部分層フィルム１００の表面に、図１（ｂ）のように接着層１０５を形成したものが加飾フィルム１００Ａである。この加飾フィルム１００Ａをインモールド成形時に使用することによって、成型品本体を形成する樹脂層１０６の表面に転写層を転写した成形品３００を、図４（ｂ）に示す。
インク受容層１０４以外の各層については、従来の部分層フィルムの層と同じである。ベースフィルム１０１の厚みは平均膜厚２０〜１００μｍの間を使用し、剥離層１０２からインク受容層１０４までの総厚は、乾燥後の平均膜厚で６〜７０μｍの間の厚みで構成される。
具体的には、ベースフィルム１０１は５０μｍ、剥離層１０２の平均膜厚は乾燥後１μｍ程度、保護層１０３は紫外線硬化型のアフターキュアタイプで乾燥後の平均膜厚５μｍ、インク受容層１０４は乾燥後の平均膜厚１０μｍで形成したものを使用している。インク受容層１０４は、乾燥後の平均膜厚は５〜６０μｍの範囲で形成することが、透明性及び着色層２０４のインク吸収性の効果を得る上で望ましいが、同様の効果が得られればこれらに限定される必要は無い。
ここで記した紫外線硬化型のアフターキュアタイプの保護層１０３とは、インモールド成形後に紫外線３を当て硬化させるタイプのハードコート層を意味する。よって、部分層フィルム１００の段階では、保護層１０３を構成する樹脂は完全に光硬化（重合）されていない未硬化や半硬化の状態で存在する。今回使用した保護層１０３はインモールド成形後にメタルハライドランプで光硬化（重合）させるものを使用した。
インク受容層１０４の隙間４は、平均粒子径が異なるフィラー５同士が隣接することで形成されている。フィラー５としては、例えば、高屈折率微粒子且つ光半導体微粒子である酸化亜鉛、酸化チタン等が手ごろに入手でき有効であるが同様の効果が得られるものであればこれらに限定される必要は無い。
この図１（ａ）に示した部分層フィルム１００を、図８（ａ）（ｂ）で説明したインクジェット印刷機にセットして、インク受容層１０４への印刷を実施する。印刷工程は、供給リール２００ａから引き出されて巻き取りリール２００ｂに連続して巻き取られている部分層フィルム１００のインク受容層１０４に対して、インクジェットヘッド２０１から紫外線硬化型のインク１が発射される。
このように、インク受容層１０４に着弾した未硬化のインク１の着色層２０４は、空隙を有するインク受容層１０４中に一部吸収された状態となる。またインク１が一部インク受容層１０４に吸収される効果で着弾した後のインク１がインク受容層１０４上に露出される量が減少するため、その結果、インク１のインク受容層１０４上での濡れ広がる量が低減され、インク１同士が引っ付き難く、ドット形状を有した状態で紫外線ランプユニット２０２の下を通る。紫外線ランプ２の下を通る際に、紫外線ランプ２より発生した紫外線３が着色層２０４の上から照射される。この時、照射された紫外線３は図２（ｂ）に示すように着色層２０４内を通過し、インク受容層１０４まで到達する。
そして紫外線３の照射を受けると、インク受容層１０４の表面のインクを硬化させるだけでなく、インク受容層１０４の内部に侵入した紫外線３がフィラー５によって反射、散乱して隙間４に入り込んでいるインクを硬化させる。さらにここでは高屈折率だけでなく、光に当たると電子を発生させる光半導体微粒子である酸化亜鉛、酸化チタン等を用いているため、隙間４に入り込んでいるインクの硬化が、光電効果によって促進される。
今回使用したインク１は、光硬化反応に使用する紫外線３波長領域が主に３００〜４００ｎｍの広範囲であったため、紫外線ランプ２として主に３００ｎｍ以下の波長域で硬化する保護層１０３の硬化に寄与する波長をなるべく含まない紫外線発光ダイオード素子を使用した。また紫外線硬化型インク１の代わりに電子線硬化型インクを使用しても良い。紫外線ランプ２が発する紫外線３は３６０〜４１０ｎｍ波長領域で、その中でピーク波長は３８５ｎｍである。インク受容層１０４内に分散させるフィラー５として３００〜３７０ｎｍまでの広い紫外線３を散乱光及び反射光に変える効果と紫外線３により光電効果が起こる平均粒子径０．０３μｍの酸化亜鉛を用いた。また、３００〜３７０ｎｍ領域での紫外線３を更に効果的に反射及び散乱させたい場合は、主に３００〜３５０ｎｍ領域の紫外線３の波長を散乱光及び反射光に変える効果のある酸化チタンを酸化亜鉛と一緒に分散させても良い。今回、フィラー５として使用した酸化亜鉛は、インク受容層中の重量比でインク受容層１０４を形成する主材料である樹脂１００重量部に対してフィラー５の酸化亜鉛は１００重量部の割合で分散させインク受容層１０４として乾燥後の平均膜厚１０μｍになるように形成し最も厚い箇所の膜厚は１２μｍ、最も薄い箇所の膜厚８μｍ程度であった。インク受容層の膜厚より小さい粒子径のフィラーを使用することが好ましくまた、インク受容層内１０４で隣接するフィラー５同士の間において、一部樹脂が入り込めない箇所が形成される。これによりフィラー５が分散されたインク受容層１０４中において、隣接するフィラー５間で一部に空隙４が形成されインク受容層１０４が、ポーラスな膜構成となる。可能な限り多くの空隙４をインク受容層１０４中に形成する観点から、インク受容層１０４の平均膜厚が１０μｍの場合フィラー５の平均粒子径についてはインク受容層１０４の膜厚の半分より小さい径のものを使用することが望ましく、平均粒子径が０．０１〜４μｍの範囲ものを使用することが望ましい。平均粒子径が０．０１μｍより小さくなると、粒子の表面積が小さく紫外線３が照射されても紫外線３の反射及び散乱、吸収、光電効果等の十分な効果が得られにくくなる。フィラー５である高屈折率微粒子及び光半導体微粒子の材料違いでの分散後の紫外線３の反射及び散乱、吸収、光電効果の特性、インク受容層の透明性またはフィラー５同士の重なり合いで形成される空隙４等の効果において差が有るため一概に断定はできないため、前記の平均粒子径以外でも同様の効果が得られればこれらに限定される必要は無い。
また、平均粒子径の異なるフィラー５を混合して使用した方が、空隙４が形成され易いし、更に多孔質微粒子または空隙を有するフィラーを用いる場合は更に空隙４の形成に有効となる。また、フィラー５以外の手段で例えばインク受容層１０４を塗工し、乾燥させる際に、任意の熱量で揮発する成分を含有させたり、インク受容層１０４内に気泡を含有させたまま乾燥させる等の手法を用いる等して空隙４を形成しても良い。
フィラー５である高屈折率微粒子及び光半導体微粒子の分散割合についてもインク受容層１０４を構成する樹脂材料１００重量部に対してフィラー５は１０〜１８５重量部の範囲で分散させることが望ましい。フィラー５が１０重量部以下であると、インク受容層１０４内でフィラー５が高屈折率微粒子である場合紫外線３が十分に高屈折率微粒子に当たる確率が小さく紫外線３の反射、散乱効果が十分に得られない。またフィラー５が光半導体微粒子の場合も同様に、紫外線３が光半導体微粒子に当たる確率が小さく、着色層２０４の硬化反応に寄与させる十分な光電効果が起こらない。また、フィラー５が１８５重量部を超える場合、フィラー５の割合に対する樹脂の割合が少なく、インク受容層１０４が脆くなり、射出成形時に必要な伸び特性等が失われる。また、フィラー５に関してインク受容層１０４を構成する樹脂材料中で分散し易くするために、フィラー状態で樹脂材料中に分散させずに、フィラー５にカップリング処理等を施し予め媒中に分散させた分散液タイプのものを使用し樹脂材料中に分散させても良い。
他に、フィラー５の平均粒子径に関して塗工するインク受容層１０４（塗剤）の粘度調整及び乾燥後のインク受容層１０４の膜中に形成される空隙４の観点から平均粒子径が違うフィラー５を同時に分散させても良い。
インク受容層１０４は、フィラー５である高屈折率微粒子及び光半導体微粒子による触媒活性等でインク受容層１０４を構成する樹脂が分解、劣化しない様に、同時に光安定化剤、酸化防止剤等を必要に応じて一緒に分散させるかそれと同等の効果が得られる処理（例えばフィラー５が被覆された状態で樹脂中に分散させて、インク受容層１０４を構成する樹脂を分解させないようにする等）を施しても良い。また、インク受容層１０４に隣接する着色層２０４、保護層１０３及びアンカー層１０７の場合も同様に、それらの層に光安定剤、酸化防止剤等を加えるなどして紫外線３による劣化を防止しても良い。
インク受容層１０４を構成する樹脂材料のタイプについては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でも良く、また、光硬化性樹脂でも良い。主材料の樹脂についてもアクリル系、ウレタン系、塩化ビニル系等、一般的で透明性が高い材料であれば良い。また、フィラー５を分散させたインク受容層の樹脂材料（塗剤）の塗工方法は、部分層フィルム１００の他の層を形成する際に使用される一般的な塗工方法で、例えばスクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、コーター等で形成可能である。その際、それぞれの塗工方法に合わせたインク受容層１０４の樹脂材料の粘度調整を行い使用すれば良い。
このように、インク受容層１０４内に分散されたフィラー５である高屈折率微粒子及び光半導体微粒子と紫外線３が衝突することで、紫外線３は散乱光及び反射光となり着色層２０４に再度到達する。それと同時にフィラー５である光半導体微粒子に紫外線３が衝突することで光電効果が起こり、光半導体微粒子から電子が発生し、発生した電子が着色層２０４へ侵入し酸化還元反応による紫外線硬化型インクの硬化反応が促進される。結果、着色層２０４には上下の両方向から紫外線３が照射される状態となることと同時に、光電効果により発生する電子の一部が着色層２０４に到達することでインク１の硬化反応速度は、従来の部分層フィルム１００での上側からのみの紫外線３照射の場合と比較してより効果的に硬化反応が進む。結果、紫外線ランプユニット２０２の下を通過した着色層２０４は未硬化部位が残り難くなり、またインク受容層１０４内に入り込んだインク１についても硬化反応が進むようになり、巻き取りリール２００ｂに巻き取れた際にも着色層２０４が硬化しているためブロッキングが起こり難い。
また他の効果として、高速での紫外線硬化型インクジェット印刷時に、従来の部分層フィルム１００では着色層２０４を硬化させるための紫外線３が着色層２０４内を通過して、保護層１０３等の下の層にも到達する。本発明の部分層フィルム１００では保護層１０３と着色層２０４の間のインク受容層１０４中にフィラー５である高屈折率微粒子及び光半導体微粒子が含有されるため、着色層２０４を通過した紫外線３はインク受容層１０４で一部反射されるためインク受容層１０４を透過し難くなる。よって、着色層２０４を形成するインク１と同じ様な硬化条件の材料から成る紫外線硬化型のアフターキュアタイプの保護層１０３を使用している場合、インモールド成形前に既に保護層１０３が硬化してしまうことを防止できる。これにより従来、成形前に保護層１０３が光硬化（重合）すると起こり易かった成形後の剥離層１０２と保護層１０３間での層間剥離不良が起こり難い。そのため成形後に外観不良の少ない高品位なインモールド成形品を得ることができると同時に、ベースフィルム１０１からスムーズにインモールド成形品を剥がすことが可能となるため、設備停止での人手によるインモールド成形品のベースフィルム１０１からの引き剥がし作業も不要となり連続成形が可能となる。また、インクジェット印刷時の紫外線３の照射による部分層フィルム１００自体の劣化も効果的に防止できる。
次に、図３（ｃ）に示した実施例１の印刷後の部分層フィルム１００と、比較例とを比較して説明する。
図３（ａ）は比較例１を示す。これは、シングルパス方式の高速の紫外線硬化型インクジェット印刷機により印刷した際の従来の部分層フィルム１００である。
図３（ｂ）は比較例２を示す。これは、インク受容層１０４に別の方法で空隙４だけを形成してフィラー５が入っていない場合であって、その他は実施例１と同じ条件である。
前述した様に、本発明の実施例１の部分層フィルム１００には、図３（ｃ）のように空隙４と、高屈折率微粒子及び光半導体微粒子から成るフィラー５がインク受容層１０４内に分散されており、印刷後の着色層２０４の未硬化部位を極めて少なくする利点がある。その他の効果として着色層２０４の一部がインク受容層内１０４にできた空隙４に吸収、且つ硬化もされているため、着色層２０４を形成する個々の紫外線インク同士が濡れ広がることが防止でき、隣接する紫外線インク同士が引っ付き難く、印刷画像の解像度が落ちることも防止できる。
これに対して図３（ａ）に示した比較例１の場合では、インク受容層１０４の代わりにアンカー層１０７が形成されており紫外線インクを吸収する機能を持たない。そのため部分層フィルム１００上に形成された着色層２０４を形成する紫外線硬化型インク１の粒子は、着弾後、重力により濡れ広がり易く、隣接する紫外線硬化型インク１の粒子が引っ付き易い状態が起こる。
また、図３（ｂ）に示した比較例２の場合では、インク１の着弾後、一部インク受容層の中に吸収されるため、着弾後に隣接するインク１同士の濡れ広がりが比較例１より抑えられ、インク１同士が引っ付く印刷滲みを防止できる。また、インク受容層１０４内へ紫外線硬化型インク１を浸透させることで紫外線硬化型インク１の濡れ広がりを抑えながら紫外線硬化型インク１の膜厚を増すことが可能で、色濃度の薄いインク１を使用している場合でも色濃度の濃く且つ解像度の高い画像を形成できる。一方で、紫外線硬化工程において、比較例１よりインク１がインク受容層上に露出されている部位が少なく、深さ方向に深くインク１が入り込むため、紫外線硬化工程において紫外線３がインク受容層１０４内のインク１まで到達し難くなり、インク受容層１０４内のインク１において一部未硬化部位が残り易い状態となる。これにより印刷後のフィルム巻き取り時のブロッキングや、射出成形時に着色層２０４のインク流れが起こり易い。
本発明の実施例１においては、インク受容層中１０４に隣接するフィラー５の間に空隙４が有り、且つ高屈折率微粒子及び光半導体微粒子から成るフィラー５が含有されているため、比較例２で課題となっていたインク受容層１０４内の紫外線硬化型インク１の硬化不足がない。さらに、紫外線硬化工程において紫外線３がインク受容層１０４中のフィラー５に到達した際、フィラー５の高屈折率微粒子によって、反射及び散乱される紫外線硬化型インク１に作用する効果と、フィラー５の光半導体微粒子による光電効果によって、紫外線硬化型インク１へ到達した電子は酸化還元反応を起こす効果により、インク受容層１０４中の紫外線硬化型インク１の硬化反応も促進され紫外線硬化型インク１の硬化不足を防止することが可能となる。
これにより本発明の部分層１００を用いることで、色濃度が濃く、視認性、解像度の高い画像を形成しても、紫外線硬化後のインク１の硬化不足が効果的に防止できる。また、印刷後のフィルム巻き取り時のブロッキング防止ができる。
この実施例１の印刷後の部分層フィルム１００に対しては、巻き取りリール２００ｂに巻き取るまでの間に、インラインで、インク受容層１０４の上に図１（ｂ）に示すように接着層１０５を形成する場合がある。または、巻き取りリール２００ｂに巻き取った後に、別ラインにおいて、インク受容層１０４の上に接着層１０５を形成する場合がある。この場合に、着色層２０４の硬化状態が十分であると、接着層１０５形成時の溶剤により着色層２０４が侵されることも防止でき、且つ射出成形時に着色層２０４のインク流れも防止できる。また、本発明の部分層フィルム１００を用いることで、形成された着色層２０４のインク１の一部がインク受容層１０４内に埋没し、残りがインク受容層１０４上へ露出する体積が少なくなり、着色層２０４が塊になり難く、後工程の射出成形工程においても金型内での着色層２０４への射出樹脂による射出圧の応力も緩和され、インク流れが起こりにくくなる。結果、加飾フィルムの射出成形時に着色層２０４への亀裂、割れが発生することを効果的に防止できる。
この実施例１の加飾フィルムを使用してインモールド成形した成形品の断面図が、図４（ｂ）である。これを実施例２と呼ぶ。１０６は成形品本体を形成する樹脂層である。実施例２の成形品は、成形品の最表面で絵柄、模様等を表現した着色層２０４をゴミ，汚れなどから保護する保護層１０３、空隙４及び高屈折率微粒子及び光半導体微粒子から成るフィラー５を含有するインク受容層１０４、インク受容層１０４の空隙４内に一部吸収された紫外線インクから成る着色層２０４、着色層２０４と溶融樹脂とを密着させる役割の接着層１０５、溶融した樹脂が固化した樹脂層１０６で構成される。
これに対して図４（ａ）に示す比較例３は、比較例１に示した従来の加飾フィルムを使用してインモールド成形した成形品の断面図である。比較例３の成形品では、着色層２０４において隣接するインク１同士が引っ付くことで、保護層１０３を介して画像を形成している着色層２０４を視認する場合、解像度が低いものとなる。
これに対して図４（ｂ）に示す実施例２では、着色層２０４を形成するインク１が、インク受容層１０４の内部では、インク受容層１０４の樹脂層１０６側の表面側よりも保護層１０３側が細くなる先細りの形状、言い換えると着色層２０４のインクの一部が、インク受容層１０４内に埋没したインクの形状が、インク受容層１０４の表面１０４Ｓの側よりもインク受容層１０４の内部に向かって先細りとなっているため、保護層１０３を介して視認した場合、インク１がドットとして認識され易く、解像度が高く視認性の良い画像となる。さらに、着色層２０４を形成するインク１の深さ方向への長さが長いため、見る角度により奥行き感が出るため、立体的な画像として認識され易くなるため、より高品位な成形品となる。
実施例２では、着色層２０４は絵柄、模様等の意匠の構成により複数層で形成されても問題無く、インク１から成る第１の着色層２０４の後に、紫外線硬化型インク１と密着性の良い溶剤タイプのインク、水性タイプのインク、金属蒸着層などで第２、第３の着色層２０４を形成しても良い。また接着層１０５も溶剤タイプ以外に着色層２０４、樹脂層１０６との密着性の良い紫外線タイプ、水性タイプのもので形成しても良い。
また、本発明の加飾フィルム及びこれを用いた成形品によると、印刷後のインク１から成る着色層２０４の未硬化部位は残り難く、着色層２０４上に溶剤タイプの別のインクや接着層１０５を形成する際にそれらに含まれる溶剤で着色層２０４が侵され難く、着色層２０４自体の劣化も防止することができる。成形後の紫外線硬化型のアフターキュアタイプの保護層１０３の光硬化（重合）工程でも、保護層１０３を最表面にした状態で紫外線３を当てる際に保護層１０３の下にあるインク受容層１０４中の高屈折率微粒子及び光半導体微粒子から成るフィラー５で紫外線３の一部が反射、吸収されるため着色層２０４や、接着層１０５、樹脂層１０６へは紫外線３が当たることを抑制できる。そのため着色層２０４、接着層１０５、樹脂層１０６の劣化を防止できる。また成形品を太陽光にさらされる環境下で使用する際にも同様に、着色層２０４、接着層１０５、樹脂層１０６の劣化の起こりにくい耐候性に優れた成形品となる。
なお、この実施の形態ではフィラー５として散乱、吸収、光電効果を期待できる酸化亜鉛、酸化チタンを、高屈折率微粒子且つ光半導体微粒子として混合したが、比較例と比べると、フィラー５として高屈折率微粒子を混ぜるだけでも効果的である。
（実施の形態２）
図５（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例３の加飾フィルムの説明図である。
図５（ａ）は印刷前の部分層フィルム１００を示し、インク受容層１０４のフィラーとして、高屈折率微粒子と光半導体微粒子から成るフィラー５と一緒に導電性微粒子から成るフィラー５ａも含有されている。
導電性微粒子から成るフィラー５ａとしては、一般的に銀、銅、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、金、白金、酸化アンチモン、酸化亜鉛、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の導電性高分子等が挙げられるが、同様の効果が得られればこれらに限定される必要はない。導電性微粒子の導電性を向上させるための形状としてアスペクト比の大きい線状、ワイヤー形状、麟片形状等が望ましい。また導電性高分子の代わりに、イオン系導電剤を添加しても良い。
また実施の形態１と同様に、インク受容層１０４内には紫外線３によるインク受容層１０４の劣化を防止する目的で、光安定化剤、酸化防止剤等も必要に応じて一緒に分散させても良い。
導電性微粒子から成るフィラー５ａの分散の割合については、インク受容層１０４を構成する樹脂材料１００重量部に対してフィラー５は０．０５〜５重量部の範囲で分散させることが望ましい。０．０５重量部以下であるとインク受容層１０４内で十分な導電性生まれず、５質量部以上添加する場合、帯電防止効果を得る目的以上に導電性が良くなり、材料コストの上昇に繋がり、また帯電防止の効果としては頭打ちとなり上記範囲が適当であるが、上記範囲外でも用途等に応じて適宜調整されても問題ない。また、高屈折率微粒子及び光半導体微粒子から成るフィラー５との分散量の割合も考慮した上で最適な分散量を決定することが望ましい。
今回、インク受容層１０４中に分散せるフィラー５及び５ａとして実施の形態１と同様に高屈折率微粒子且つ光半導体材料であるフィラー５として平均粒子径が０．０３μｍの酸化亜鉛を樹脂材料１００重量部に対して１００重量部と、導電性微粒子であるフィラー５ａとして０．０５μｍの銀を樹脂材料１００重量部に対して０．２重量部分だけ混ぜた後、インク受容層１０４として平均膜厚１０μｍで形成し、最も膜厚の厚い箇所で１１μｍ、最も膜厚の薄い箇所で８μｍであった。
また、今回使用したインク１は、実施の形態１と同様で光硬化反応に使用する紫外線３波長領域が主に３００〜４００ｎｍの広範囲であったため、紫外線ランプ２として主に３００ｎｍ以下の波長で硬化する保護層１０３の硬化に寄与する波長をなるべく含まない紫外線−ＬＥＤランプを使用した。紫外線ランプ２が発する紫外線３は３６０〜４１０ｎｍ波長領域で、その中でピーク波長は３８５ｎｍである。
図５（ｂ）に示す様に、インク受容層１０４がインクジェットヘッド２０１方向に向けて配置された部分層フィルム１００が、Ｙ１からＹ２方向に連続的に送られる際に、部分層フィルム１００とシリンダー型ステージ２０５または図示されていない部分層フィルム１００に張力をかけるためのシリンダーロールとの間で摩擦により部分層フィルム１００に、従来の部分層フィルムでは帯電防止層が無ければ帯電が起こる。しかし、この実施例３の部分層フィルム１００では、インク受容層１０４中に導電性微粒子から成る酸化亜鉛と銀の微粒子から成るフィラー５，５ａが含有されており、印刷搬送中にシリンダー型ステージ２０５または図示されていない部分層フィルム１００に張力をかけるためのシリンダーロールとの間で部分層フィルム１００が帯電しても、フィラー５ａの作用によって、インク受容層１０４内で導電性微粒子による電子６の移動が起こるため、帯電防止の効果を得ることができる。その結果、インクジェットヘッド２０１の下を通る際に、インクジェットヘッド２０１より吐出されたインク１が僅かに帯電した場合でも、部分層フィルム１００が帯電していないため、インク１が部分層フィルム１００の電荷に反発、引っ張られることなく、位置精度良く着弾した着色層２０４が形成される。
本発明の部分層フィルムを用いることで、インクジェット印刷機の内部に数多くの箇所に静電気除去装置及び冶具を設ける必要もなくなりまた、部分層フィルム１００の帯電防止機能付与のため別で帯電防止層を設ける必要もなくなるため装置コスト及び部分層フィルムのコスト低減に繋がる。
なお、この実施の形態ではフィラー５として散乱、吸収、光電効果を期待できる酸化亜鉛、酸化チタンを、高屈折率微粒子且つ光半導体微粒子として混合し、フィラー５ａとして導電性高分子をさらに混合したが、比較例と比べると、フィラー５，５ａは、高屈折率微粒子と導電性高分子を混ぜるだけでも効果的である。
（実施の形態３）
図６（ａ）は、本発明の実施例４の加飾フィルムの説明図である。
図６（ｂ）は、実施例４の加飾フィルムを使用してインサート成形した成形品３００Ｂを示している。
図６（ａ）では、ベースフィルム１０１の上にアンカー層１０７、インク受容層１０４が順に形成されている。アンカー層１０７はベースフィルム１０１と塗剤及びインク等の密着を良くする。インク受容層１０４中には空隙４と高屈折率微粒子または光半導体微粒子から成るフィラー５が含有されている。インク受容層１０４ならびにフィラー５の組成は実施の形態１と同じである。
この実施例４の加飾フィルムを使用した実施例５の成形品では、ベースフィルム１０１が透明であり、インク受容層１０４のアンカー層１０７とは反対側に、樹脂層１０６がある。
なお、図６（ａ）では、図示していない保護層層１０３が、インク受容層１０４に対してベースフィルム１０１を介して反対側の面に形成されていても良い。
この実施例４の場合も、フィラー５として散乱、吸収、光電効果を期待できる酸化亜鉛、酸化チタンを、高屈折率微粒子且つ光半導体微粒子として混合したが、比較例と比べると、フィラー５として高屈折率微粒子を混ぜるだけでも効果的である。
また、この実施例４の場合も、実施例３の場合と同様に、インク受容層１０４のフィラーとして、高屈折率微粒子または光半導体微粒子もしくはその両方から成るフィラー５と一緒に導電性微粒子から成るフィラー５ａも含有することもできる。
上記の各実施の形態の加飾フィルムは、インク受容層１０４の表面に接着層１０５を形成したが、インク受容層１０４の主材料である樹脂や、インク１の材質によっては接着層を設けなくても、インク受容層１０４と樹脂層１０６とを接着することができる。
本発明は、インモールド成形、インサート成形等によるテレビやオーディオなどのＡＶ機器や携帯電話装置等の外装成形品、また自動車の外装成形部品等の外装デザインに幅広く適用できる。
１ 紫外線硬化型のインク
２ 紫外線ランプ
３ 紫外線
４ 空隙
５，５ａ フィラー
６ 電子
１００ 部分層フィルム
１０１ ベースフィルム
１０２ 剥離層
１０３ 保護層
１０４ インク受容層
１０５ 接着層
１０６ 樹脂層
１０７ アンカー層
２００ａ 供給リール
２００ｂ 巻き取りリール
２０１ インクジェットヘッド
２０２ 紫外線ランプユニット
２０４ 着色層
２０５ シリンダー型ステージ

Claims (8)

  1. ベースフィルムと、
    前記ベースフィルムの上に剥離層を介して形成されたインク受容層と、
    前記剥離層と前記インク受容層との間に設けられた保護層と、
    前記インク受容層の前記ベースフィルムとは反対の表面に紫外線硬化型インクで形成された着色層とを備え、
    前記インク受容層が、樹脂に光屈折材料で構成されたフィラーを含有し、且つ隣接した前記フィラー同士の間に空隙が形成して構成され、
    前記紫外線硬化型インクの一部が、前記インク受容層の表面から前記インク受容層の内部に向かって前記空隙に吸収され前記インク受容層内に埋没して硬化し、前記紫外線硬化型インクの残りが前記インク受容層の表面で硬化している、
    加飾フィルム。
  2. 前記着色層の紫外線硬化型インクの液滴が、前記インク受容層の表面から前記インク受容層の内部に向かって細くなっているように、前記紫外線硬化型インクの一部が前記インク受容層内に埋没している、
    請求項１記載の加飾フィルム。
  3. 前記インク受容層の一部は前記着色層から露出しており、
    前記着色層から露出した前記インク受容層の前記一部と前記着色層とを覆う接着層をさらに備えた、
    請求項１記載の加飾フィルム。
  4. 前記フィラーは光半導体材料を含む、
    請求項１記載の加飾フィルム。
  5. 前記フィラーは導電性材料を含む、
    請求項１記載の加飾フィルム。
  6. 本体部と、
    前記本体部の表面に配置され、インク受容層と着色層を有する転写部と、を備え、
    前記着色層は紫外線硬化型インクで形成され、
    前記インク受容層は内部に光屈折材料で構成されたフィラーを含有し、且つ隣接した前記フィラー同士の間に空隙が設けられ、
    前記紫外線硬化型インクの一部が、前記インク受容層の表面から前記インク受容層の内部に向かって前記空隙に吸収され前記インク受容層内に埋没して硬化し、前記紫外線硬化型インクの残りが前記インク受容層の表面で硬化している、
    成形品。
  7. 前記紫外線硬化型インクの液滴が、前記インク受容層の表面から前記インク受容層の内部に向かって細くなっているように、前記紫外線硬化型インクの一部が前記インク受容層内に埋没している、
    請求項６記載の成形品。
  8. 前記本体部の表面は樹脂層で形成されている、
    請求項６記載の成形品。
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