JP6260219B2 - インモールド成形用転写フィルム及びそれを用いた成形品 - Google Patents

Description

本発明は、インモールド成形用転写フィルムに関し、さらに詳しくは工業製品の加飾に適した凹凸およびマット調インモールド用成形転写フィルム、及びそれを用いた成形品に関するものである。

インモールド成形用転写フィルムを用いた成形品は、日用品や生活用品などの機器本体、食品や各種物品の容器類、電子機器や事務用品などの筐体類などに用いられる。

インモールド成形用転写フィルムとは、基材となるベースフィルム上に、たとえば、離型層、ハードコート層、加飾層、接着層を形成したプラスチック加飾成形用の転写フィルムである。インモールド成形は、一対の射出成形用金型間に該転写フィルムを供給し、該射出成形用金型によって形成されるキャビティに加熱加圧した成形樹脂を充填後、ベースフィルム及び離型層を剥離して、成形樹脂に印刷層を転写して装飾を行う成形方法である。

従来のインモールド成形用転写フィルムは、文字や絵柄等をベースフィルム上に平面的に印刷しただけの構造であるため、成形品表面の立体感が乏しいという問題があった。

成形品表面に立体感を持たせる方法として、成形時にキャビティを構成する一対の射出成形用金型の内側のベースフィルムが対接する側に、予め凹凸を設けておくことで、成形品表面に凹凸を形成することができる。

一方で、工業製品の中でも、特に電子機器の筐体の場合、表面のギラツキ防止や高級感の付与を目的として、成形品の表面をマット調にすることを求められることが多い。転写フィルムを用いて成形品表面をマット調にするためには、転写フィルムの離型層にフィラー（シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなど）を含有させ、離型層に微細な凹凸を形成することによって、剥離後のハードコート層には微細な凹凸が形成され、成形品表面をマット調にするといった方法を用いることができる。（特許文献１）
ここで離型層は、転写後に、ハードコート層からの良好な剥離性を付与する機能が求められる。さらには、ハードコート層を形成する時のインキ塗工時のインキのハジキが発生しないこと（上塗り性）、転写時の熱に耐えうる耐熱性があること、ベースフィルム又は下地との密着が強いこと、被転写物の形状に追従できること（延伸性）、といった性能が求められる。

前記離型層を構成する材料としては、粘着テープの離型剤に多用されているシリコーン又はフッ素樹脂などである。しかしながら、これらの材料はその上に形成されるハードコート層形成用のインキの塗工時にハジキが発生し易いという問題がある。

上記の問題に対して、離型層にメラミン樹脂、特にアクリルメラミン樹脂が使用されることが多い。

特開２００４−１２２７５６号公報

成形品表面に凹凸パターンを形成する場合、転写フィルムは成形品表面の凹凸形状に追従できなければならないため、高い延伸性が要求される。しかし、成形品表面を凹凸およびマット調にするために、メラミン樹脂の離型層にフィラーを入れると、延伸性が失われ、ハードコート層にクラックが発生するといった問題があった。

本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、インモールド転写成形品の表面に、表面のハードコート層にクラックを発生させることなく、所望の凹凸形状やマット調の仕上がり光沢を表現できる転写フィルム、および転写成形品を提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決するために鋭意研究されたものであり、以下のような手段で達成される。

本発明に係る請求項１の発明は、ベースフィルムの一方の面に、少なくとも離型層、ハードコード層、接着層を順次積層してなるインモールド成形用転写フィルムであって、
前記離型層が、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂であり、フィラーを含んでおり、
前記ベースフィルムの離型層とは反対側の面に、凹凸形成層を有し、
前記アクリルウレタン樹脂が、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成されることを特徴とする、インモールド成形用転写フィルムである。

本発明に係る請求項２の発明は、前記離型層がセルロース誘導体を含むことを特徴とする請求項１に記載の、インモールド成形用転写フィルムである。

本発明に係る請求項３の発明は、前記離型層が水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を有するアクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のインモールド成形用転写フィルムである。

本発明に係る請求項４の発明は、前記ハードコート層と前記接着層との間に、加飾層を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の、インモールド成形用転写フィルムである。

本発明に係る請求項５の発明は、前記ハードコート層と加飾層との間に、プライマー層を設けたことを特徴とする請求項４に記載の、インモールド成形用転写フィルムである。

本発明に係る請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載のインモールド成形用転写フィルムを用いて製造された成形品である。

本発明に係る凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを使用すれば、前記離型層がシリコーン変性アクリルウレタン樹脂であることにより、熱転写時に優れた離型性を呈し、且つ、アクリルウレタン樹脂の優れた延伸性によって、凹凸パターンを有する成形品表面において、ハードコートのクラックを防止できる凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを提供することができる。

また、ベースフィルムの前記離型層の反対側に凹凸形成層を設けることにより、転写時
に、凹凸形成層を構成する樹脂の厚みにより、その凹凸パターンに従った凹凸を成形品の表面に形成することができる。これにより、多様な凹凸模様に対応する場合に、多数の射出成形用金型を用意する必要がなく、金型作製のコストを削減することができる。また、従来の凹凸パターンのない射出成形用金型を使用して、成形品表面に凹凸を形成することができるため、金型の交換にかかるコストを削減できて経済的である。さらに、インモールド用転写フィルムの絵柄と凹凸模様を対応させることも容易である。

前記離型層に、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成された前記アクリルウレタン樹脂を用いることにより、室温〜５０℃程度の低温で硬化反応が終了し、ベースフィルムへの熱負荷の少ない離型層を作製することができる。

また、前記離型層がセルロース誘導体を含むことにより、射出成形と同時に転写するインモールド転写、すなわち高温での耐熱性が要求されるインモールド転写の場合でも耐熱性が向上し、熱シワやブロッキングを抑制することができる。

また、前記離型層が水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を有するアクリル樹脂を含むことにより、離型性と延伸性を向上することができる。さらに、離型層塗工時のレベリング性が向上するため、均一な離型層を形成することができる。

本発明によれば、以上のような効果を得ることができ、インモールド転写成形品の表面に、表面のハードコート層にクラックを発生させることなく、所望の凹凸形状やマット調の仕上がり光沢を表現できる転写フィルム、および転写成形品を提供することが可能となる。

は本発明に係る凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムの一実施形態を示す断面概略図である。 は図１の凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを用いて、射出成形する様子の一実施形態を示す断面概略図である。 は図１の凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを転写した成形品の一実施形態を示す断面概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムの一実施形態を示す断面概略図である。図１に示すように、本発明の凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムは、ベースフィルム１、離型層２、ハードコート層３、接着層５からなる積層体であり、ベースフィルム１の、離型層２とは反対側には凹凸形成層６が形成されている。なお、マット調インモールド成形用転写フィルムに絵柄を付与したい場合、ハードコート層３と接着層５の間に加飾層４を設けてもよい。ここで、加飾層４は、複数層である場合が多く、エンボス加工やパール顔料などの光学効果を有する加飾材料も入れることも可能である。また、加飾層４を設ける場合、加飾層４が成形品に対して充分接着性を有する場合には、接着層５を設けなくても良い。

前記ベースフィルム１としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ナイロンフィルム、セロファンフィルム、アクリルフィルム、塩ビフィルムといった基材が使用可能である。使用可能なフィルム厚みとしては、２５μｍから２５０μｍが使用可能であるが、凹凸パターンの付与には、３８μｍから５０μｍの厚みが好ましい。

前記離型層２を形成するためのインキ組成物には、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂を含むことを特徴とする。シリコーン変性アクリルウレタン樹脂を用いることにより、熱転写時には優れた離型性を呈し、且つ、アクリルウレタン樹脂の優れた延伸性によって、凹凸のある成形品においても、ハードコートに発生するクラックを低減することができる。さらに、アクリルウレタン樹脂を用いることで、ベースフィルム１にポリエステルフィルムを用いた場合でも、ポリエステルフィルムとの十分な密着性を確保することができる。

シリコーン変性アクリルウレタン樹脂からなる離型層２の形成方法としては、例えば、アクリルポリオール樹脂と、水酸基含有するアクリルシリコン樹脂とイソシアネート化合物とからなるインキ組成物を、ベースフィルム１の一方の面に塗布し、その後、架橋させる方法がある。なお、水酸基含有するアクリルシリコン樹脂の推奨の配合量は、アクリルポリオール樹脂に対して２重量％〜３０重量％の範囲が好ましいが、特に限定するものではない。

前記離型層２に無機フィラーや樹脂フィラーを含有させることによって、成形品表面をマット調にすることが可能である。離型層２にフィラーによる微細な凹凸を形成することで、剥離後のハードコート層３に微細な凹凸が形成され、成形品表面がマット調となる。なお、良好なマット調外観とするためには、含有させるフィラーの粒径は０．５μｍ〜１５μであることが望ましい。また、離型層２の厚みは、含有させるフィラーを保持する必要があるため、フィラーの粒径に合わせて適宜設定する必要がある。例えば、２μｍ程度の粒径のフィラーを用いる場合、離型層２の厚みは３〜４μｍ程度が望ましい。一方、離型層２の厚みによってマット感を調整することができるため、所望のマット感に合わせて離型層２の厚みを微調整する必要がある。

離型層２に使用されるフィラーとしては、種々の無機フィラーや樹脂フィラーを用いることができる。無機フィラーとしては、シリカ、カーボンブラック、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、沈降性バリウム、タルク、ガラスビーズ、酸化亜鉛などを使用することができる。一方、樹脂フィラーとしては、アントラキノン、フタロシアン、ジオキサジンなどを使用することができる。

マット調インモールド成形用転写フィルムは、転写時に１６０℃程度の熱がかかる。そこで、水酸基含有するセルロース誘導体を配合することで、耐熱性を向上することができる。本発明で使用することが望ましい水酸基含有するセルロース誘導体は、ニトロセルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロースである。ここで、セルロース誘導体の配合量としては、主剤（アクリルポリオール樹脂）に対して、２０重量％〜１００重量％が好ましい。

また、剥離時の高速化やウレタンを含有する密着性の高いハードコートの場合、離型層２の剥離がより軽いことが要求される場合がある。この際には、長鎖アルキル基を有するアクリルウレタン樹脂を配合することで、上塗り性を落とさずに剥離を軽くすることができる。なお、炭素数が１０未満の場合には、熱転写時の離型性が不十分で被転写体の表面に転写ムラが生じて品質欠陥となる。また、炭素数が３０を超えると、ハードコートインキの塗布時にハジキが生じ、均一なハードコート層３を形成することができない。このときの適当な配合量としては、主剤（アクリルポリオール樹脂）に対して、０．５重量％〜１５重量％である。この離型層２の厚みは、特に制限が無いが、０．１〜５μｍ厚が最適である。

ハードコート層３は、転写後にベースフィルム１を剥離した際に、成形品の最表面層となる層である。ハードコート層３の材料としては、被転写体への転写前にはタックフリー状態であり、被転写体に転写後、紫外線やエレクトロンビームを照射することで架橋できる樹脂からなることが望ましい。転写後に架橋する理由としては、ハードコート層３を予め架橋すると転写の延伸時にクラックが生じやすく、外観不良となるためである。一方、転写前にタックフリー状態とならなければ、耐ブロッキング性と射出成形時の耐熱性が不十分となる。また、紫外線やエレクトロンビームを照射することで架橋できる樹脂を使用する理由としては、前記樹脂を使用したハードコート層３であれば、紫外線もしくはエレクトロンビームを照射することによって、直ちに成形品表面を硬化させることができるため、成形品の生産効率が向上することになる。また、ハードコート層３の厚みは、特に制限はないが、硬度の発現と硬化収縮、コストを考慮すると、２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムに絵柄を付与したい場合、ハードコート層３と接着層５の間に加飾層４を設けてもよい。加飾層４は、特に材料的な違いはないが、本発明で採用可能な加飾技術としては、色インキによる一般印刷は勿論のこと、パールや蛍光、ミラー、再帰反射、磁気印刷などの特殊印刷、熱や紫外線によって凹凸構造（各種レンズ効果やホログラム）を形成するエンボス加工、アルミニウムや銀、クロム、酸化チタン、硫化亜鉛などを真空蒸着やスパッタリングによって形成する薄膜形成技術を採用することが可能である。

ハードコート層３と加飾層４の密着が困難である場合、ハードコート層３と加飾層４の間にプライマー層を設けてもよい。プライマー層としては、ハードコート層３と加飾層４との密着を保つために適した樹脂を適宜使用することができる。

前記接着層５としては、公知のヒートシール性接着剤又は粘着剤を使用できる。例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、塩酢ビ樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などがあげられる。接着層５の厚みとしては、０．５〜１０μｍ厚の範囲が最適である。

本発明の各層の形成方法は、既存の塗布・印刷方法を採用することができ、例えば、ダイレクトグラビア、グラビアリバース、マイクログラビア、ロールコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、マイヤーコート、コンマコート、スクリーン印刷、フレキソ印刷などが挙げられる。

凹凸形成層６は、グラビア印刷法やスクリーン印刷法によって、凹凸パターンを印刷することで形成できる。凹凸形成層６の材料としては転写時に受ける熱や圧力に耐えることのできる熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いることができる。

また、凹凸形成層６は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂をグラビア印刷法、グラビアコート法、ロールコート法、ナイフコート法、シルクスクリーン印刷法、その他通常のコート法ないし印刷法で塗工後、該熱硬化性樹脂や該紫外線硬化性樹脂をエンボス加工することによって形成しても良い。

図２は図１の凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを用いて、射出成形する様子の一実施形態を示す断面概略図である。
まず、マット調インモールド成形用転写フィルム１００を準備する。そして、該マット調インモールド成形用転写フィルム１００を用いれば、凹凸パターンのない射出成形用金型
を使用した場合であっても、インモールド射出成形を行うことにより、表面に凹凸のあるマット調の成形品を製造することができる。これは、凹凸パターンを有する射出成形用金型を使用してインモールド射出成形を行って成形品表面に凹凸を形成する場合と比べて、パターン毎に必要となる金型作製のコストや、金型の交換にかかる手間を削減できて経済的である。インモールド射出成形は、該マット調インモールド成形用転写フィルム１００を、キャビティを構成する一対の射出成形用金型内へ挿入し、該マット調インモールド成形用転写フィルムの接着層５側から該射出成形用金型のキャビティ内へ成形樹脂７を射出成形することで、該成形樹脂７の表面にマット調インモールド成形用転写フィルムを転写する。この射出成形の際、インモールド用転写箔１００には圧力がかかるので、凹凸形成層６の凹凸パターンに従って成形品のインモールド用転写箔１００ならびに成形樹脂７に凹凸模様が形成される。

図３は図１の凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを転写した成形品の一実施形態を示す断面概略図である。
インモールドで射出成形および金型内で転写が完了した後、射出成形用金型を開放し、凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルム１００のベースフィルム１及び離型層２を剥離して成形品２００を取り出し、所望の凹凸や表面のマット光沢を有する成形品２００を得ることができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

＜実施例１＞
厚さ５０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱樹脂社製：Ｇ４４０Ｅ５０）をベースフィルムとして、その一方の面に、下記組成の離型インキをマイクログラビア法を用いて、乾燥後の膜厚が０．２μｍ厚となるように塗布、乾燥し、その後５０℃で５日間エージングして、離型フィルムを作製した。
（離型層の組成）
アクリルポリオール樹脂（東栄化成社製ＬＣ＃６５６０）： １００重量部
ニトロセルロース（Ｈ１／４）： １０重量部
アクリルシリコン樹脂： ５重量部
イソシアネート化合物（日本ポリウレタン社製コロネートＬ）：２０重量部
シリカ（粒径２μｍ）：４重量部
次に、上記離型フィルムの一方の面に、下記組成のハードコートインキをマイクログラビア法にて、乾燥後の膜厚が４．０μｍになるように塗布、乾燥してハードコート層を形成した。
（ハードコート層の組成）
紫外線硬化樹脂（ＤＩＣ社製ＲＣ２９−１１７：紫外線重合開始剤入り、固形分３０％）： １００重量部
シリカ（日産化学社製：粒径１０〜２０ｎｍ、ＭＥＫ分散液、固形分３０％）： ２０重量部
次に、上記ハードコート層の上に、接着層としてアクリルポリオール／イソシアネート系インキ（東洋インキ社製：Ｖ４２５アンカー）を、グラビア法を用いて乾燥後の膜厚が２μｍになるように塗布した。

次に、該ベースフィルム２の反離型層側に、凹凸形成層として、グラビア印刷法にて熱硬化性のウレタン系樹脂を塗工した後、５０℃雰囲気下で６日間放置することによりウレタン系樹脂を硬化させることで、凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを作製した。

上記で得られた凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムを射出成形用金型に固定し、型締めしてＰＣ（ポリカーボネート）／ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂を射出成形した。冷却後、射出成形用金型を開放し、該インモールド成形用転写フィルムのベースフィルムを離型層とともに成形品から剥離した後、成形品表面に高圧水銀灯を用いて、積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、ハードコート層を架橋硬化させ、表面に凹凸を有するマット調成形品を得た。

＜比較例１＞
実施例１と同様のベースフィルムの一方の面に、実施例１の離型インキのアクリルポリオール樹脂の代わりにメラミン系インキを用い、マイクログラビア法にて、乾燥後の膜厚が０．２μｍになるように塗布し、その後、１８０℃で焼き付けして離型フィルムを作製した。また、これ以外は実施例１と同様の構成となるように各層を積層して、比較用のインモールド成形用転写フィルムを作製した。

次に、この比較用転写フィルムを用いて実施例１と同様にして射出成形を行い、比較用の転写成形品を得た。

＜評価及び方法＞
実施例１及び比較例１で作製した凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムについて、それぞれの凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルムによる被成形体（ノートパソコン筐体）への転写性を目視にて評価した。外観異常がない場合（実用上問題のないレベル）を○、ある場合（実用上問題がある）を×とした。結果を表１に示す。

＜比較結果＞
実施例１で得られた成形品は、凹凸パターンにもクラックが発生せず、良好な外観の仕上がりで得ることができた。一方、比較例１では、成形品表面の凹凸パターンにクラックが発生し、良好な外観の成形品を得ることができなかった。

１…ベースフィルム
２…離型層
３…ハードコート層
４…加飾層
５…接着層
６…凹凸形成層
７…成形樹脂
８…成形用金型
１００…凹凸およびマット調インモールド成形用転写フィルム
２００…成形品

Claims (6)

1. ベースフィルムの一方の面に、少なくとも離型層、ハードコード層、接着層を順次積層してなるインモールド成形用転写フィルムであって、
   前記離型層が、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂であり、フィラーを含んでおり、
   前記ベースフィルムの離型層とは反対側の面に、凹凸形成層を有し、
   前記アクリルウレタン樹脂が、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成されることを特徴とする、インモールド成形用転写フィルム。
2. 前記離型層がセルロース誘導体を含むことを特徴とする請求項１に記載の、インモールド成形用転写フィルム。
3. 前記離型層が水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を有するアクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の、インモールド成形用転写フィルム。
4. 前記ハードコート層と前記接着層との間に、加飾層を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の、インモールド成形用転写フィルム。
5. 前記ハードコート層と加飾層との間に、プライマー層を設けたことを特徴とする請求項４に記載の、インモールド成形用転写フィルム。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のインモールド成形用転写フィルムを用いて製造された成形品。