JPWO2010113601A1 - 加飾成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対し、アクリル樹脂やポリスチレン樹脂、ABS樹脂等を主成分とする基材シートの表面に、架橋硬化型のアクリル樹脂からなる表面保護層が形成されてなるシートの反対面に接着剤層を設けて、熱成形により三次元形状に成形すると同時に樹脂成形体に貼り付けて一体化する方法、即ち真空成形同時加飾法の提案がされている(例えば特許文献1参照)。この方法であれば、無溶剤で、射出成形体等の樹脂成形体に印刷調意匠の装飾を行うことが可能である。
本発明者らは、該熱収縮性を有する樹脂シートを保持した状態で、且つ、該樹脂シートの同一面内にある複数の部位が異なる表面温度となるように、且つ、複数の部位の少なくとも1つの表面温度が前記樹脂シートの配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように加熱すると、複数の部位のシート挙動が異なる結果各々の部位に膜厚差を生じることを見出した。本発明はこのシートの温度差を利用することで、膜厚差即ち凹凸を故意的に生じさせることに成功した。
赤外線吸収インキは赤外線吸収剤等を含有するインキであり、照射された赤外線を吸収し発熱する。即ち赤外線吸収インキで印刷された樹脂シートに赤外線を照射すると、前記赤外線吸収インキで印刷された部位のみに、赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わる。
一方、赤外線反射インキは赤外線反射物質を含有するインキであり、照射された赤外線を反射する。赤外線反射インキで印刷された樹脂シートに該樹脂シート側(即ち樹脂シートの印刷面とは反対側の面)から赤外線を照射すると、該樹脂シートを通過した赤外線が該赤外線反射インキで反射されることにより、赤外線透過部位と反射部位とが重なる印刷部位のみに、赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わる(これは具体的には、絵柄を設けない部位Bと比較し、部位Aはより効率よくシートへ熱を供給できる結果、と推定している)。
即ち、赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキを印刷した部位のみに、赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わるため、該部位の表面温度を高くすることができ、結果、樹脂シートの、赤外線吸収インキで印刷された部位と印刷されない部位とに温度差を生じさせることができる。
この場合、部位A及び部位Bともに赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わるが、部位Aは部位Bよりインキ濃度が高い結果、より熱が加わる。従って、部位Aのほうが相対的に部位Bよりも表面温度が高くなる。
前記赤外線吸収または反射率の高いインキで絵柄を設けた部位Aと前記赤外線吸収または反射率の低いインキで絵柄を設けた部分Bとが異なる表面温度となるようにする。
この場合、部位A及び部位Bともに赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わるが、部位Aは部位Bよりも赤外線吸収または反射率の高いインキを設けた結果、より熱が加わる。従って、部位Aのほうが相対的に部位Bよりも表面温度が高くなる。
前記樹脂シートを真空成形法により被着体に貼り付けて一体化する工程(2)とを有する加飾表面に凹凸を有する加飾成形体の製造方法を提供する。
本発明において、該樹脂シートの同一面内にある複数の部位が異なる表面温度となるように前記(1)〜(3)の手段とした場合、本発明において、凹凸が出現するのは赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けた部位である。インキはグラビア印刷等の汎用の印刷方法で絵柄印刷でき、凹凸を付与するための物理的な方法を必要としないため、シート製造工程において過剰の装置を必要とすることなくコストが押さえられる。
本発明において凹凸の形成は、前述の通り、熱収縮性を有する樹脂シートを保持した状態で、該樹脂シートの同一面内にある隣り合う部位Aと部位Bとが異なる表面温度となることで生じる。本発明においては、相対的に表面温度の高い部位を部位A、相対的に表面温度の低い部位を部位Bと定義する。この時部位Aは相対的に凹部となり部位Bは相対的に凸部となる。
この自己収縮挙動による厚み変化は、樹脂シートをなんら保持しない状態では、起点を持たず全体的に収縮が起こり全体的に厚くなる傾向があるが、樹脂シートをクランプ等で該シート外周の一部のみもしくは外周全部を保持した状態(以下単に「保持した状態」と称する場合がある)では、温度の低いクランプ部分等を起点に収縮が発生する傾向がありこの結果部位Aの薄膜化が発生すると考えられる。従って、部位Aは赤外線照射前、即ち収縮前の樹脂シートの膜厚よりも薄くなる場合が多い。
図1のように前記樹脂シートに赤外線を照射することにより、図2の通り、高濃度の赤外線吸収インキの印刷部4即ち部位Aが最も薄膜化が生じ即ち凹部となり、低濃度の赤外線吸収インキ5が、前記印刷部4よりは厚膜となるが)色インキ印刷部6よりは薄膜となり前記印刷部4からみると凸部となる。さらに色インキ印刷部6が最も厚膜となるために最も高い凸部となる。
前記色インキ印刷部6を使用せずに非印刷部を有する樹脂シートの場合は、高濃度の赤外線吸収インキ印刷部が凹部となり、低濃度の赤外線吸収インキ印刷部が低い凸部、非印刷部が最も高い凸部となる。(図不示)
このように相対的に薄膜化と厚膜化が生じるため、凹凸が生じる。
柄の例としては、点描や線描(具体的には絵画や文字の輪郭、木目、ストライプ、ヘアライン模様等が挙げられる)で表現された描画や、ドットや幾何学模様、文字やマークそのものを浮き出したい場合にはその模様の面積が小さい物の方がより好ましい。勿論本発明においてはこの限りではなく、模様や文字等、模様状の全ての柄を表現することが可能である。
図4〜図7に、本発明において凹凸で表現される柄模様の例を示す。黒部分が赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄印刷された部分である。図4はストライプ、図5はドット、図6は幾何学模様、図7は木目を表す。
本発明においては、前記温度の指標として「前記部位Aと前記部位Bとの表面温度」と定義しているが、前述の通り樹脂シートの前記部位Aと前記部位Bの熱挙動は前記部位Aと部位Bとの表面だけではなく内部まで均等に温度がかかった状態で生じるものと推定される。しかしながら内部温度を測定する手段はないために、表面温度で定義した。本発明において表面温度はNEC/Avio社製「サーモトレーサー9100」を使用した。
本発明で使用する熱収縮性を有する樹脂シート(以下樹脂シートSと略す)は、加熱により展延性を示しフィルム化可能な樹脂であり、更に配向戻り強度変曲点を有する樹脂シートである。更に真空成形時の展延性の容易さから熱可塑性樹脂シートであることが好ましい。
本発明における配向戻り強度変曲点温度とは、フィルムに外部から熱が加えられた時のフィルム温度であって、フィルム自体がこの温度になると延伸された分子が収縮し始めることにより、フィルム全体が収縮する温度であり、本発明においては、下記方法において配向戻り強度変曲点温度Tを定義している。
本発明においては前記熱収縮応力測定法を利用して、配向戻り強度と加熱温度との関係を示す右上がりグラフの凸となる変曲点の温度Tを求めた。凸となる変曲点が複数ある場合は、最も高い温度域の変曲点の温度を配向戻り強度変曲点温度Tとした。
具体的には、日理工業株式会社製D.N式ストレステスターを用い、電圧調整メモリを6とし、ヒーター温度を5℃刻みで昇温し、各測定温度での配向戻り応力を測定し、収縮応力が発現した後、配向戻り強度と加熱温度との関係を示すグラフの変曲点温度Tを求めた。図16に例を示した。図16は、東洋紡績株式会社製の二軸延伸PETシート「ソフトシャインX1130(膜厚125μm)」(実施例におけるシートS1)を測定したときのグラフである。該グラフの最も高い温度域の凸となる変曲点の温度T188℃を、シートS1の配向戻り強度変曲点温度Tとした。
また、使用される樹脂は、延伸可能な樹脂であれば特に限定はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂やポリスチレン樹脂、ナイロンやビニロン等を使用することができる。中でもポリエステル樹脂が延伸後の厚みの均一性が良好な事から好ましい。
前記(1)〜(3)の手段で使用する赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキについて説明する。
赤外線吸収インキとは赤外線吸収剤を含むインキであり、赤外線反射インキは赤外線反射物質を含有するインキであり、いずれもセキュリティインキ等に利用されているインキである。
前述の通り、赤外線吸収インキは照射された赤外線を吸収し発熱する。即ち赤外線吸収インキで印刷された樹脂シートに赤外線を照射すると、前記赤外線吸収インキで印刷された部位のみに、赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わる。一方、赤外線反射インキは赤外線反射物質を含有するインキであり、照射された赤外線を反射する。赤外線反射インキで印刷された樹脂シートに該樹脂シート側(即ち樹脂シートの印刷面とは反対側の面)から赤外線を照射すると、該樹脂シートを通過した赤外線が該赤外線反射インキで反射されることにより、赤外線透過部位と反射部位とが重なる印刷部位のみに、赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わる。即ち、赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキを印刷した部位のみに、赤外線照射で付与される熱量以上の熱量が加わるため、該部位の表面温度を高くすることができ、結果、樹脂シートの、赤外線吸収インキで印刷された部位と印刷されない部位とに温度差を生じさせることができる。
部位Aのみが配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように赤外線照射してもよく、また、部位Aと部位Bの両方が配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように赤外線照射してもよい。この場合、後者のほうがより深い凹凸を得ることができる。
一方、前記インキ濃度は、濃度が高い程部位Aにかかる熱量が大きくなる。従って所望する凹凸の程度により適宜含有量を変えることが好ましい。一方濃度が低すぎると赤外線照射により発生する熱量や赤外線反射量が少なすぎて凹部とならず、濃度が高すぎると発生する熱量や赤外線反射量が大きくなりすぎて、破れや穴あき等の原因となるので、後述の通り成形時の弾性率が0.5MPa以下にならない様に適宜調整をする必要がある。
絵柄は、通常は、前記樹脂シートSを被着体に貼り付けた際に、前記樹脂シートSと被着体との間となるように設けると、樹脂シートSにより絵柄が保護されることや、美観が付与されることから好ましい。通常は、図1のように、赤外線が樹脂シートを透過して赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキ層に到達するように照射する。特に赤外線反射インキを使用した場合には、このような照射方法としないと、逆に赤外線反射インキが樹脂シートを透過する前に赤外線を反射してしまい、即ち樹脂シートの印刷部に赤外線が透過せずに可塑化されない可能性がある。従って例えば使用する真空成形装置の赤外線照射装置が、成形用シートの保持(クランプ)部と被着体との間に設置されている場合、即ち成形用シートを加熱する際に該シートの被着体との密着面から加熱するように設計されている真空成形装置を使用する場合は、得られた加飾成形体の加飾部分は、赤外線から得た熱を反射させる物質を含有するインキ層/樹脂シートS/被着体の順となるように成形するのが好ましい。
前記(2)の手段は、具体的には、インキ濃度の異なるインキを使用して部位A及び部位Bを設ける、あるいは、インキは1種であるがそのインキ盛り量を部位Aにより多くするなどの方法により、インキ濃度を調整することが可能である。
また、部位Aは1つである必要はなく、例えば、インキ濃度の異なる3種のインキを使用した場合、濃度の最も低いインキを使用した部位は部位Bとなり凸部となり、濃度の最も高いインキを使用した部位は最も深い凹部である部位A”となる。またインキ盛り量で調節することも勿論可能である。
前記赤外線吸収インキの吸収率、あるいは赤外線反射インキの反射率は一概には比較できないが、大まかな目安としては、アルミニウムを使用した赤外線反射インキとカーボンブラックを使用した赤外線吸収インキを併用した場合には、アルミニウムを使用したインキが凹部となりカーボンブラックを使用したインキは凸部となる。またカーボンブラックを使用した赤外線吸収インキと酸化チタンを使用した赤外線吸収インキとを併用した場合には、カーボンブラックを使用したインキが凹部となり酸化チタンを使用したインキは凸部となる。
従って、具体的には、部位Aをアルミニウムを含むインキで印刷し、部位Bをカーボンブラックを含むインキで印刷すれば、部位Aは凹部となり部位Bが凸部となる。また、部位Aをカーボンブラックを含むインキで印刷し、部位Bを酸化チタンを含むインキで印刷すれば、部位Aは凹部となり部位Bが凸部となる。このように、熱発生物質は、所望する凹凸意匠と視認性を有する絵柄意匠とを加味して適宜選択することが可能である。
また赤外線吸収インキであって濃度の低いインキと濃度の高いインキとを使用して印刷を行い、且つ非印刷部を設けた場合は、濃度の高いインキの刷り部位が最も深い凹部であり、濃度の低いインキを使用の刷り部位が前記濃度の高いインキの刷りの部位からみると凸部であり非印刷部からみると凹部であり、且つ非印刷部が凸部であるような凹凸を与えることができる。
また、前記樹脂シートSの他に、本発明の効果を損なわない範囲で、他の層を有していても良い。本発明においては、加熱することで配向戻り強度変曲点を有し熱収縮性を示すシートを使用するため、該収縮性を阻害せず、樹脂シートSよりも低温で可塑性を示す樹脂層を加えることが可能である。また樹脂シートSよりも高い温度で可塑性を示す樹脂層であっても、前記部位Aと部位Bとの膜厚差にある程度追従できる柔軟性を備えていれば加えることが可能である。このような観点から、可塑性を示す樹脂層からなる接着剤や粘着剤等の接着層を付与することは、被着体と接着力をより高めることから好ましい。前記接着層は樹脂シートSと被着体とに接着する材質のものを適宜選択することが可能である。
接着層は、前記樹脂シートSの被着体と密着すべき面に設けることが好ましい。多くの場合樹脂シートSは加飾後の加飾面を保護する目的も兼ね備えていることから、熱発生物質を含むインキが設けてある場合は、
樹脂シートS/熱発生物質を含むインキ/接着層
の順に積層されていることが好ましい。
粘着付与剤の配合量は特に限定されず、全樹脂固形分100質量部に対して100質量部以下、好ましくは50質量部以下とすることが好ましい。
本発明の加飾表面に凹凸を有する加飾成形体の製造方法は、具体的には、
前記(1)〜(3)の手段を施した樹脂シートSを、保持した状態で、該樹脂シートの同一面内にある隣り合う部位Aと部位Bとが、前記部位Aと前記部位Bとの表面温度が異なり、且つ、少なくとも部位Aの表面温度が前記樹脂シートの配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように、赤外線照射して、前記部位Aと部位Bとに膜厚差を生じさせる工程(1)と、前記樹脂シートを真空成形法により被着体に貼り付けて一体化する工程(2)とを有する。
前記工程1において、保持した状態とは、前述の通り、該樹脂シートS外周の一部のみもしくは外周全部を固定した状態、即ち、該シートSの被着体に貼り付ける面は基板等でなんら支持されない状態を指す。具体的には、樹脂シートSの一部分を挟持等で固定する方法や樹脂シートSの全周囲を枠状クランプで挟持させ固定する方法等が挙げられるが、樹脂シートSの張力を適正化(均一化)することができるためシートの全周囲を枠状クランプで挟持させ固定する方法が好ましい。
なおここで固定とは、枠状クランプ等のジグを使用して挟持する方法の他、樹脂シートSの可塑化や収縮を防止することによっても可能である。具体的には、樹脂シートSの被着体に貼り付ける面以外の部分、好ましくはシート外周部位のシート温度をガラス転移温度(以下Tgと称する場合がある)以下に保ち可塑化を防ぐことによっても、固定が可能である。
前記樹脂シートSを保持した状態で、少なくとも部位Aの表面温度が前記樹脂シートの配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように赤外線照射することで、前記部位Aと前記部位Bとが異なる表面温度となって加温され、結果、前記部位Aと部位Bとに膜厚差が生じる。
このとき照射する赤外線は、赤色から近赤外、赤外レーザー光の波長域であれば特に限定はなく使用できる。赤外線照射量の上限は、特に制限はないが、あまり高い熱量がかかると樹脂シートSの剛性が落ち、可塑化が進み破れ発生等、成形に支障をきたすおそれがあるため、使用する樹脂シートSの最も高い部分の温度が、JIS K7244−1法で求められる動的粘弾性測定の貯蔵弾性率(E’)の値として0.5MPa以上となる様にすることが好ましく、より好ましくは1MPa以上となるように照射量を設定することが好ましい。
多くの場合、真空成形法、圧空真空成形法等に用いる既存の熱成形機には、加熱手段として赤外線照射装置が設置あるいは外付けできるようになっているので、これを利用することが好ましい。赤外線照射装置は熱発生物質のみが吸収可能な波長を照射する必要があるため、中赤外から近赤外の領域に強い波長ピークをもつハロゲンヒーター、短波長ヒーター、カーボンヒーター、中赤外線ヒーター等を使用することが好ましい。これら赤外線照射装置のメイン波長のピークは1.0〜3.5μm内にあることが好ましく、効率よい膜厚さを生じさせることが出来、吸熱性物質とその他の部分の温度差が付きすぎず効率の良い生産が可能な事から1.5〜3.0μmの範囲が更に好ましい。
赤外線照射の最低量は、樹脂シートSの少なくとも部位Aの表面温度が前記樹脂シートの配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように設定する。一方、部位Aの温度は、あまり高い温度となると部位Aの可塑化が進み穴あき等の不良が発生するおそれがあることから、部位Aの動的粘弾性測定で測定されるE’が0.5MPa以上とするように、赤外線照射の最高量を設定することが好ましく、より好ましくは1.0MPa以下である。
本発明で使用する被着体としては、特に限定されず、透明または不透明で表面意匠性を要するものであれば何でもよい。具体的には、樹脂、金属、ガラス、木、紙などの各種形状物を用いることができ、前記形状物は、塗装、メッキ、スクラッチ等の常用加飾法により加飾されていてもよい。
樹脂シートSとしては、以下の6つのシートを使用した。
シートS0:東洋紡績株式会社製の二軸延伸PETシート「ソフトシャインX1130」(膜厚188μm)
シートS1:東洋紡績株式会社製の二軸延伸PETシート「ソフトシャインX1130」(膜厚125μm)
シートS2:帝人デュポンフィルム株式会社製の二軸延伸PETシート「テフレックスFT3PE」(膜厚50μm)
シートS3:二軸延伸ポリスチレンシート(膜厚250μm)「DIC社製ポリスチレンCR−4500を押出機用いて210℃にて押出後、Tダイから無延伸原反を成膜した。その後、130℃の温度条件で延伸加工を行いMD方向0.4Mpa、TD方向0.5Mpaの熱収縮応力を持つ膜厚250μmの延伸シートとした」
シートS4:住友化学社製の一軸延伸シート「テクノロイS001」(膜厚125μm)
シートS5:ポリテック社製の未延伸シート「A−PET PT700M」(膜厚250μm)
前記樹脂シートSの配向戻り強度変曲点温度Tは、以下のように行った。
日理工業株式会社製D.N式ストレステスターを用い、電圧調整メモリを6とし、ヒーター温度を5℃刻みで昇温し、各測定温度での配向戻り応力を測定し、配向戻り強度変曲点温度Tを読み取った。
結果、
シートS0の配向戻り強度変曲点温度T: 188℃
シートS1の配向戻り強度変曲点温度T: 188℃
シートS2の配向戻り強度変曲点温度T: 170℃
シートS3の配向戻り強度変曲点温度T: 109℃
シートS4の配向戻り強度変曲点温度T: 110℃
シートS5の配向戻り強度変曲点温度T: 無し
である。
赤外線吸収インキ、赤外線反射インキ及び色インキは各々以下のインキを使用した。
インキP1:三菱鉛筆社製「ペイントマーカー」黒色 赤外線吸収インキとして使用。
インキP2:三菱鉛筆社製「ペイントマーカー」銀色 赤外線反射インキとして使用。
インキP3:三菱鉛筆社製「ペイントマーカー」青色 色インキとして使用。
インキG1:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」黒色 カーボンブラックを全固形分に対し40質量%含み赤外線吸収インキとして使用。
インキG2:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」銀色 アルミペーストを全固形分に対し13質量%含み赤外線反射インキとして使用。
インキG3:DICグラフィック社製グラビア印刷用インキ「NH−NT(A)」白色 酸化チタンを全固形分に対し50質量%含み赤外線吸収インキとして使用。
インキG4:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」黒色を希釈用XS−756メジュームインキにてカーボンブラックを全固形分に対し18質量%となるようにしたインキ。赤外線吸収インキとして使用。
インキGH1:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」赤色 色インキとして使用。
インキGH2:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」青色 色インキとして使用
インキGH3:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」黄色 色インキとして使用
インキGH4:DIC社製グラビア印刷用インキ「XS−756」パール色 色インキとして使用
なお、前記インキG1とインキG2では、G2のほうが表面温度が高くなる。
前記樹脂シートSに、前記インキG1〜G4、GH1〜GH4を使用して、グラビア4色印刷機にて厚さ3μmの絵柄を印刷した。
また、前記樹脂シートSに、前記インキP1〜P3を使用して、手書きにて直線を描いた。
樹脂シートSとしてシートS0〜シートS5のいずれかを使用し、流れ方向(MD)及びクロス方向(CD)に、前記インキP1〜P3を使用して幅2mmの直線を描いた。これを後述の布施真空株式会社製「NGF−0709成形機」を使用し、真空下、シート周囲を完全にクランプで固定した状態で、ヒーターとしてヘリウス社製中赤外線ヒーターを使用し前記樹脂シートSを前記直線を描いた面とは反対側から間接加熱した。
キーエンス社製FT−H30放射温度計にて、樹脂シートSの表面温度がヒーター設定温度まで上昇したことを確認した後、常温まで冷却しクランプをはずして試料とした。
インキが描かれている部位Aとインキが描かれていない部位Bの表面温度は、NEC/Avio社製サーモトレーサーTH9100を使用して、前記部位Aが、使用する樹脂シートSの配向戻り強度変曲点温度Tとなった時の、前記部位Aと前記部位Bの温度差/℃と、使用する樹脂シートSの表面温度がヒーター設定温度まで上昇した時(該温度は、通常、熱成形が可能となったことを判断する温度である)の、前記部位Aと前記部位Bの温度を測定した。
また、前記部位Aと前記部位Bの膜厚の測定は、アンリツ社製K351C、高低差測定は東京精密社製サーフコムver1.71表面粗さ系を使用し、前記部位Aと前記部位Bとの最大膜厚差を測定した。
以下、シートS0〜S5と、インキP1〜P3の組み合わせを表1に従い適宜変更したものを、実施例1〜7,比較例1〜4とした。
結果を表1−1、表1−2及び表2に示す。
比較例1は、シートの配向戻り強度変曲点温度よりも部位Aの温度が低い例であるが、凹凸を発現させることができなかった。
また、比較例2は、シートS4全面に膜厚500μmのガラス板を貼り付けたものを使用している。これは、シートの配向戻り強度変曲点温度よりも部位Aの温度が高いにも関わらず、凹凸を発現させることができなかった。
また比較例3は、色インキを使用したものであるが、部位Aが配向度戻り開始点温度以上になったにもかかわらず凹凸を発現させることができなかった。
また、比較例4は、熱収縮性を示さない(配向戻り強度変曲点温度がない)シートS5を使用した例である。ヒーターの設定温度はS5の熱軟化点を超える温度であり、成形は問題なくできる温度であるが、凹凸を発現させることができなかった。
布施真空株式会社製「NGF−0709成形機」を使用し、熱成形を行った。
グラビア4色印刷機にて厚さ3μmの絵柄を印刷した樹脂シートSの周囲を完全にクランプで固定した後、成形機の上下ボックスを閉じ、ボックス内をほぼ完全真空状態にした後、ヒーターとしてヘリウス社製中赤外線ヒーターを使用し前記樹脂シートSを上面より間接加熱し、前記樹脂シートSの表面温度が設定温度まで上昇した後に、被着体を乗せたテーブルを上昇させ、上ボックス中に0.2MPaの圧空を吹き込み、前記樹脂シートSを被着体に貼り付けて一体成形させた。
真空成形時における樹脂シートSの表面温度分布測定は真空状態で出来ないため、成形機下ボックスに開口を空け、NEC/Avio社製サーモトレーサーTH9100を用いて表面温度分布測定を行った。ヒーターは成形前に昇温を開始するシステムとなっているが、ヒーターの最終温度は約900〜930℃であった。
また、樹脂シートSの表面温度が設定温度に達したかどうかの測定は、キーエンス社製FT−H30放射温度計により行った。
なお、ヒーターと樹脂シートSとの距離は250mm程度、被着体は膜厚差を測定できる様に、縦80mm×横150mm×厚さ2mmの平板を使用した。
樹脂シートSとしてシートS1を使用した。インキG1〜G4、GH1〜GH4のいずれかを使用してグラビア印刷にて所定の絵柄印刷を行った。(絵柄印刷版は、実施例8:図8、図9参照、実施例9:図10、図11参照、実施例10:図12、図13参照、実施例11:図14、図15参照、実施例12:図17、図18参照、実施例13:図8、図9参照)
絵柄印刷済みのシートS1を使用し、前記真空成形同時貼り付け方法により平板への加飾成形を行った。得られた加飾成形体の凹凸差の最大値を測定した。結果を表3−1及び3−2に示す。
何れも、インキG1〜G4を使用した模様部分に明瞭な凹凸の発現が認められる加飾成形体を得た。
また、インキG2を2版使用して印刷した実施例9(これは前記インキ濃度の高い部位Aと前記インキ濃度の低い部位Bとを有する例であり、各々の版の重なり部分が部位Aに相当し、1版で刷られた部分が部位Bに相当する)、は、各々の版の重なり部分である部位Aに凹が生じた。
またシートS1にインキG1,GH1、GH2、GH4の4版で印刷した実施例10(これは前記赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けた部位Aと絵柄を設けない部位Bとを有する例である)は、インキG1の印刷部のみが凹となった。
尚、日本分光社製FTIR−4200を用いATR法で測定した中赤外波長に相当する4000cm−1の赤外線吸収量(ABS)は、インキG1が8.6、インキG4は4.9であった。
シートS1にインキG1及びインキGH2を使用してグラビア印刷にて、図8に示す絵柄印刷を行った。得られたシートS1を、展開倍率を変えて前記真空成形同時貼り付け方法により平板へ加飾成形を行った。得られた加飾成形体の、凹凸差の最大値を測定した。結果を表4に示す。何れも、明瞭な凹凸を有する加飾成形体を得た。
尚、展開倍率は、メス型箱形状の金型の中に被着体を設置し、その深さを変えることで、展開倍率が100%(未延伸)、160%、290%となるようにした。
表面保護層を塗布したシートS1の該表面保護層(以下TPと称す)とは反対側の面にインキG1またはインキGH2を使用してグラビア印刷にて図8に示す絵柄印刷を行った。得られたシートS1を、前記真空成形同時貼り付け方法により平板へ加飾成形を行った。結果を表5に示す。
前記表面保護層は、水酸基含有共重合体とポリイソシアネート化合物を1:1の割合で混合したものを使用し、10μmの厚さに塗布した。
酢酸ブチル850部とパーブチルZ(商品名、日本油脂社製、t−ブチルパーオキシベンゾエート)1部の混合溶液中を110℃に加熱し、メチルメタクリレート660部、t−ブチルメタクリレート150部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート190部の混合溶液、及び、酢酸イソブチル200部、パーブチルO(商品名、日本油脂社製、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)9部、パーブチルZ(商品名、日本油脂社製、t−ブチルパーオキシベンゾエート)2部の混合溶液を、窒素雰囲気下で約5時間かけて滴下混合した後、15時間攪拌し、固形分含有率60%の水酸基含有共重合体を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は100,000、固形分の水酸基価は79KOHmg/g、ガラス転移温度Tgは95℃であった。ここで、重量平均分子量はGPC測定のポリスチレン換算値、水酸基価はモノマー仕込み組成よりKOH中和量としての算出値、ポリマーTgはDSCによる測定値である。
ポリイソシアネート化合物として、イソシアヌレート環含有ポリイソシアネート「BURNOCK DN−981」(商品名、DIC株式会社製、数平均分子量約1000、不揮発分75%(溶剤:酢酸エチル)、官能基数3、NCO濃度13〜14%)を用いた。
実施例8において、加熱源として所定の温度に加熱保温しているタバイ社製ギアオーブンGPHH−100に5分間投入した以外は実施例8と同様にして加飾成形体を得た。その結果、膜厚差は生じず、凹凸を有する加飾成形体は得られなかった。
2:赤外線
3:熱収縮性を有する樹脂シート
4:高濃度の赤外線吸収インキ印刷部
5:低濃度の赤外線吸収インキ印刷部
6:(赤外線を吸収しない)色インキ印刷部
7:被着体
8:インキG1またはG3
9:インキG2
10:インキGH1
11:インキGH2
12:インキGH3
13:インキGH4
14:インキG4
Claims (7)
- 熱収縮性を有する樹脂シートを、保持した状態で、
該樹脂シートの同一面内にある隣り合う部位Aと部位Bとが、前記部位Aと前記部位Bとの表面温度が異なり、且つ、少なくとも部位Aの表面温度が前記樹脂シートの配向戻り強度変曲点温度T以上の表面温度となるように、赤外線照射して、前記部位Aと部位Bとに膜厚差を生じさせる工程(1)と、
前記樹脂シートを真空成形法により被着体に貼り付けて一体化する工程(2)とを有することを特徴とする、加飾表面に凹凸を有する加飾成形体の製造方法。 - 前記熱収縮性を有する樹脂シートが、赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けており、前記赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けた部位Aと絵柄を設けない部位Bとを有する、請求項1に記載の加飾成形体の製造方法。
- 前記熱収縮性を有する樹脂シートが、赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けており、前記インキ濃度の高い部位Aと前記インキ濃度の低い部位Bとを有する、請求項1に記載の加飾成形体の製造方法。
- 前記熱収縮性を有する樹脂シートが、赤外線吸収率または反射率の異なる複数種の赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けており、前記赤外線吸収または反射率の高いインキで絵柄を設けた部位Aと前記赤外線吸収または反射率の低いインキで絵柄を設けた部位Bとを有する、請求項1に記載の加飾成形体の製造方法。
- 前記熱収縮性を有する樹脂シートが、二軸延伸性ポリエチレンテレフタレートである、請求項1〜4のいずれかに記載の加飾成形体の製造方法。
- 熱収縮性を有する樹脂シート上に赤外線吸収インキ又は赤外線反射インキで絵柄を設けてなり、赤外線を用いた熱成形により凹凸が発現する事を特徴とする熱成形用加飾シート。
- 前記熱収縮性を有する樹脂シートが二軸延伸シートである請求項6に記載の熱成形用加飾シート。
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