JP7430124B2 - リサイクル型熱転写システム、再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルム、熱転写用加飾フィルム及び転写成形品 - Google Patents
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Description
また、熱転写後に回収したベースフィルムをリサイクルして得られる再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルム、再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをベースフィルムとする熱転写用加飾フィルム及び熱転写用加飾フィルムで転写された転写成形品に関するものである。
(I)熱転写後のベースフィルムをリサイクルして再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを製造する工程
(II)上記再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをベースフィルムとする熱転写用加飾フィルムを製造する工程
(III)上記熱転写用加飾フィルムを用いて熱転写する工程
(I)熱転写後のベースフィルムをリサイクルして再生PVA系樹脂フィルムを製造する工程
(II)上記再生PVA系樹脂フィルムをベースフィルムとする熱転写用加飾フィルムを製造する工程
(III)上記熱転写用加飾フィルムを用いて熱転写する工程
以下、各工程について詳述する。
本発明の方法では、まず転写後の熱転写用加飾フィルムからベースフィルムを回収・再利用して、新たなPVA系樹脂フィルムを製造する。
すなわち、被転写体に転写された後に残るベースフィルムは、通常、廃棄されるが、本発明においては、廃棄されるベースフィルムを回収し、新たなベースフィルムを製造するための原料として用いるものである。
上述のとおり回収した転写後のベースフィルには、通常、被転写体に転写されていない硬化性樹脂層、印刷層、粘着層または接着剤層等が残存している。これらは、非水溶性であり、一方PVA系樹脂は水溶性である。そのため、回収ベースフィルムを水で溶解させることにより、PVA系樹脂等のフィルム成分を含む水層と、硬化性樹脂等を含む非水溶性成分とに分離させることができる。
また、回収PVA系樹脂フィルム成分を含む水溶液や非水溶性成分除去PVA水溶液は、不溶解物や異物等を除去するため、適宜ストレーナーや樹脂あるいはディスクフィルター等を通過させることが好ましい。
なお、上記平均ケン化度は、JIS K 6726に準じて測定される。
上記アニオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリン酸カリウム等のカルボン酸型、オクチルサルフェート等の硫酸エステル型、ドデシルベンゼンスルホネート等のスルホン酸型、リン酸エステル型のアニオン系界面活性剤が挙げられる。
上記カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミン塩酸塩等のアミン類、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩類、ラウリルビリジニウムクロライド等のピリジウム塩等が挙げられる。
上記両性界面活性剤としては、例えば、N-アルキル-N,N-ジメチルアンモニウムベタイン等が挙げられる。
再生PVA系樹脂フィルムは、通常のPVA系フィルムと同様、例えば、Tダイから上記非水溶性成分除去PVA水溶液を製膜ベルト上、または製膜ドラム上に流延させ、乾燥させることにより得ることができ、必要に応じて更に熱処理してもよい。
上記熱処理の方法としては、例えば、熱ロール(カレンダーロールを含む)、熱風(フローティングドライヤー)、遠赤外線、誘電加熱等の方法が挙げられる。また、熱処理は、製膜ベルトまたは製膜ドラムに接した面の反対側となる面から行うことが好ましい。
なお、上記平均ケン化度は、JIS K 6726に準じて測定される。
(α)PVA系樹脂水溶液を乾燥して製膜する際の乾燥機温度を上下させてPVA系フィルムの加湿・除湿を行う方法;
(β)PVA系フィルムの巻き取り前に調湿槽に通過させることによりPVA系フィルムの加湿・除湿を行う方法;
(γ)PVA系フィルムの巻き取り前、もしくは巻き取り後に、熱処理を行うことによりPVA系フィルムの除湿を行う方法;
等が挙げられる。
本発明においては、上記の方法を組み合わせることにより、フィルムの水分率を調製することが好ましい。
上記チャック固定式延伸はバッチ式の延伸フィルムの作製に好適であり、上記ロール式延伸は一軸の延伸に好適である。また、装置が大掛りとなるが、上記テンター式延伸は工業的な規模で延伸フィルムを作製するには有効である。更には、ロール式延伸とテンター式延伸を組み合わせることで逐次二軸延伸を行うこともできる。延伸方法は一軸延伸、逐次二軸延伸、同時二軸延伸のいずれも採用しても構わないが、なかでも膜厚の均一性の点で、ロール式延伸とテンター式延伸とを組み合わせる二軸延伸が好ましい。
次に、上記再生PVA系樹脂を再生ベースフィルムとして熱転写用加飾フィルムを製造する。
上記熱転写用加飾フィルムは、上記再生PVA系樹脂フィルムをベースフィルムとし、その上に、硬化性樹脂層、印刷層、接着層または粘着層をこの順に積層することが好ましい。
上記硬化性樹脂層は、被転写体に転写後、ベースフィルムの剥離により、被転写体の最表層となる層である。硬化性樹脂層は、ベースフィルムを剥離するまでの間、または剥離後に硬化されて、被転写体の表面を保護するための保護層(ハードコート層)となる。なお、以下において「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルとを、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとの双方を包含する。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線の照射により硬化する官能基を有する化合物を含有するものであり、上記活性エネルギー線の照射により硬化する官能基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環式系ポリイソシアネート;
あるいはこれらポリイソシアネートの3量体化合物または多量体化合物、アロファネート型ポリイソシアネート、ビュレット型ポリイソシアネート、水分散型ポリイソシアネート(例えば、日本ポリウレタン工業社製の「アクアネート100」、「アクアネート110」、「アクアネート200」、「アクアネート210」等)等が挙げられる。これらのポリイソシアネートは、単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;
ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3',4,4'-テトラ(tert-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;
2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;
2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類;
等が挙げられる。なお、これらの光重合開始剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
前記熱硬化性樹脂組成物は、ウレタン結合を骨格に含む化合物を含有することが好ましく、2液性のポリウレタン樹脂であることがより好ましい。上記2液性のポリウレタン樹脂としては、例えば、主剤としてイソシアネート化合物、硬化剤として活性水素含有化合物を用いたものを挙げることができる。上記記イソシアネート化合物としては、ポリイソシアネートをポリオールによってプレポリマー化した、イソシアネート基末端ポリウレタンプレポリマーが好ましい。
(a)ベースフィルム上に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物層を積層した後、活性エネルギー線を照射し硬化;
(b)ベースフィルム上に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物層を積層した後、後述の印刷層を形成し、その後ベースフィルム側より活性エネルギー線を照射して硬化;
(c)更に、後述の接着層まで積層した後にベースフィルム側より活性エネルギー線を照射して硬化;
(d)熱転写用積層体を被転写体に接着させた後にベースフィルム側より活性エネルギー線を照射して硬化;
(e)熱転写用積層体を被転写体に接着させた後に、ベースフィルムを剥離し活性エネルギー線を照射して硬化;
等が挙げられる。なかでも、熱転写時の被転写体への追従性の点から、転写後に硬化させる(d)または(e)の方法が好ましく、特に(e)の方法が好ましい。なお、熱転写用加飾フィルムは、上記(a)~(c)のように、被転写体に接着する前に硬化性樹脂層が硬化されていてもよいが、上記(d)および(e)のように、被転写体に接着させた後に硬化性樹脂層が硬化されることが好ましい。
本発明で用いる熱転写用加飾フィルムが有する印刷層は絵柄等が印刷された層である。上記印刷層の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、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、アルキド樹脂等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ことができる。
本発明で用いる熱転写用加飾フィルムは、前記再生PVA系樹脂フィルム(ベースフィルム)上に、硬化性樹脂層、印刷層がこの順で積層され、さらに印刷上に粘着層または接着層が積層されたものである。
本発明では、このようにして得られた再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをベースフィルムとする熱転写用加飾フィルムを用いて熱転写を行う。
上記熱転写用加飾フィルムの熱転写方法としては通常の熱転写方法を用いることができ、例えば、
(1)被転写体の面に装飾を行う方法
(2)射出成型による成形同時転写法を利用して、被転写体である樹脂成型品の面に装飾を行う方法
等が挙げられる。
以下これらの方法について説明する。
上記(1)の方法は、上記熱転写用加飾フィルムを加熱し、熱転写用加飾フィルムの転写層を、被転写体の面に密着させ、上記熱転写用加飾フィルムのベースフィルム側から加熱加圧することにより、前記印刷層を被転写体に転写する工程;
上記被転写体から上記ベースフィルムを剥離する工程;
上記被写体の面に転写させた熱転写用加飾フィルムの硬化性樹脂層を硬化させる工程;
を含むものである。
以下、各工程について詳述する。
上記(2)の方法は、射出成形による成形同時転写法を利用して被転写体である樹脂成形品の面に装飾を行う方法であり、
上記熱転写用加飾フィルムのベースフィルムを、成形用金型の固定型と向かい合うように配する工程;
上記成形用金型内に成形樹脂を射出充満させて、熱転写用加飾フィルムの接着層または粘着層が接着された被転写体を成形する工程;
被転写体の成形後に、ベースフィルムを剥離する工程;
上記被写体に転写させた熱転写用加飾フィルムの硬化性樹脂層を硬化させる工程;
を含むものである。
以下、各工程について詳述する。
〔再生PVA系樹脂フィルム[i]の製造〕
硬化性樹脂層、印刷層、接着剤層等が残存している熱転写後のPVA系樹脂フィルム(ベースフィルム)を約1~2cm角の大きさに裁断して冷水に撹拌しながら徐々に投入し、その後90℃まで昇温し2時間撹拌して水溶解成分を溶解させ、回収ベースフィルム濃度8%の水溶液を得た。
次に、この水溶液を10メッシュの篩を通過させて未溶解成分を除去し、更に水と分離して水層より下に来る非水溶性成分をデカンテーションにて除去した。
上記で得られた水溶液に、回収ベースフィルム、バージンPVA系樹脂の合計の濃度が15%になるように、バージンのPVA系樹脂を加え、撹拌しながら昇温し90℃で3時間溶解した。その後85℃のオーブン内で10時間脱泡した。
上記で得られた水溶液をアプリケーターを用いて表面温度を85℃に調整したクロムメッキ表面処理した金属板の上に流延した。流延したPVA系樹脂水溶液を温度85℃の金属板上で4分間乾燥させ製膜した後、金属板からフィルムを剥離して厚み41μmの再生PVA系樹脂フィルム[i]を得た。再生PVA系樹脂フィルム[i]の再生率は60%であった。
〔PVA系樹脂フィルム[i’]の製造〕
ケン化度88モル%、20℃における4%水溶液粘度23mPa・sのポリビニルアルコール樹脂100部、フィラーとして澱粉(平均粒子径15μm)10部、可塑剤としてグリセリン5部、界面活性剤(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)0.5部からなる20%水溶液を調整し、この水溶液をアプリケーターを用いて表面温度を85℃に調整したクロムメッキ表面処理した金属板の上に流延した。流延したPVA系樹脂水溶液を温度85℃の金属板上で4分間乾燥させ製膜した後、金属板からフィルムを剥離して厚み40μmのPVA系樹脂フィルム[i’]を作製した。
得られたPVA系樹脂フィルム[i]について、20℃、65%RH環境下で20時間調湿後、PVA系樹脂フィルムを100mm(長手方向)×15mm(横方向)にカットし、この環境下で島津製作所社製オートグラフAG―Xplusにおいてチャック間距離50mm、引張速度200mm/minの速度で試験を実施し、引張強度(MPa)と引張伸度(%)を島津製作所社製解析ソフトTRAPEZIUMXで求めた。結果を表1に示す。
〔硬化性樹脂組成物の調整〕
下記の通り、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製した。
ウレタンアクリレート「UV-5670(三菱ケミカル社製)」100部に対して光開始剤「OMNIRAD184(IGM Resins B.V.社製)」3部加え、固形分が70%となるように酢酸エチルで希釈した。
アクリル樹脂溶液「N-9297(三菱ケミカル社製)」を酢酸エチルにて固形分12.5%に希釈した。
上記の再生PVA系樹脂フィルム[i]のマット面側(キャスト面と反対側)に、上記で調製した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を厚さバーコーターNo.8を用いて塗布し、これを65℃で3分間乾燥することで、ベースフィルム上に厚さ15μmの硬化性樹脂層を積層し、高圧水銀ランプにて紫外線を500mJ照射し、硬化性樹脂層を硬化させた。
この硬化性樹脂層面上に、上記の感圧接着剤層塗布液を厚さ250μmとなるようにアプリケーターで塗布し、これを65℃で10分乾燥することで、厚さ15μmの感圧着接着層を形成し、シリコンセパレーターを粘着剤層面に貼合し転写用加飾フィルムを得た。
転写用加飾フィルムを200×100mmサイズにカットし、四辺を固定した状態で150℃のオーブンに1分間入れる。この状態で粘着層側面にABS板80×80mmの板を圧し当て密着させた後、オーブンから取り出し室温に戻した。その後、最外層となる再生PVA系樹脂フィルム[i]を剥離し、剥離性を下記の基準で評価した。
○:容易に剥離できた
×:剥離できなかった
PVA系樹脂フィルム[i]の剥離後、硬化性樹脂層の面に蛍光灯を反射させ、蛍光灯の散乱度合いを目視観察し、硬化性樹脂組層の表面性(マット性)を下記の基準により評価した。
◎:蛍光灯の輪郭が確認できない。
○:蛍光灯の輪郭がぼやけて見える。
×:蛍光灯の輪郭がはっきり見える。
Claims (5)
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをベースフィルムとする熱転写用加飾フィルムを用いた熱転写において、少なくとも下記(I)~(III)の工程を含むことを特徴とするリサイクル型熱転写システム。
(I)熱転写後のベースフィルムをリサイクルして再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを製造する工程
(II)上記再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをベースフィルムとする熱転写用加飾フィルムを製造する工程
(III)上記熱転写用加飾フィルムを用いて熱転写する工程 - 上記再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを製造する工程(I)が、転写後のベースフィルムを水に溶解させ、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム成分とフィルム成分以外の非水溶性成分とを分離させる工程を含むことを特徴とする請求項1記載のリサイクル型熱転写システム。
- 上記熱転写用加飾フィルムが、上記再生ポリビニルアルコール系フィルム上に、硬化性樹脂層、印刷層がこの順で積層され、さらに印刷層上に接着層または粘着層が積層された転写層を有することを特徴とする、請求項1または2記載のリサイクル型熱転写システム。
- 上記熱転写用加飾フィルムが、上記再生ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの上に、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む活性エネルギー線硬化樹脂組成物、またはウレタン結合を骨格に含む熱硬化性樹脂組成物から形成される硬化性樹脂層を有することを特徴とする請求項1または2記載の熱転写システム。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の熱転写システムで転写されたことを特徴とする転写成形品の製造方法。
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