JPWO2011128973A1 - 金属調加飾シート、その製造方法、及び、樹脂成形物 - Google Patents

金属調加飾シート、その製造方法、及び、樹脂成形物 Download PDF

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Abstract

本発明品は、従来技術品よりもより金属光沢感が向上し、深絞り形状やエッジの尖った形状であっても光沢めっき製品に匹敵する充分に良好な金属調外観が維持され、生産性が良好で、製造コストが安価、かつ、高温環境下においても層間剥離などの問題が生じない金属調加飾シートを提供することを目的とする。本発明は、離型性基材（６）の平滑な離型面に金属層（３）を形成してなる転写フィルムの金属層側面に第１接着剤層（４）を介して熱可塑性樹脂シート（５）を積層するベースシート積層工程、前記離型性基材（６）を剥離除去して中間積層シートを得る離型性基材除去工程、および、前記中間積層シートの金属層（３）側面に第２接着剤層（２）を介してアクリル系樹脂フィルム（１）を積層する表面フィルム積層工程を、この順で備えた金属調加飾シートの製造方法である。

Description

本発明は、自動車内外装、家具、建築材料、鞄、家電製品、オーディオ、パソコン、携帯電話、カメラ、ビデオカメラ、看板、ディスプレイ、ネームプレート、額縁、パチンコ−パチスロ等アミューズメント製品、各種雑貨等の樹脂製品の表面に新規な質感を付加する金属調加飾シート、その製造方法、及び、かかる金属調加飾シートを用いて成形された樹脂成形物に関する。
樹脂成形品の成形にあたって、金属調加飾シートを金型に挿入して成形品表面に金属調の外見を付与する方法や、金属調加飾シートを基材樹脂シートに押出ラミネートにより積層したのちに、真空成形等により成形して成形品表面に金属調の外見を付与する方法は、高級感を減ずることなく、従来の金属材料と置き換えが可能で、かつ、同時に省工程、低コスト、軽量化などを達成することができるために、様々な金属調加飾シートの技術が提案されている。
このような金属調加飾シートに関して、本出願人も過去、いくつかの提案をしている。
このような提案の中の１つである、特開２００４−１２４３公報（特許文献１）記載の技術では、透明あるいは半透明の表面フィルム層、接着剤層、少なくとも片面に金属層を有する金属層保持用フィルム層、接着剤層、及ぴ、ベースフィルム層をこの順で有し、かつ、前記金属層保持用フィルム層がベンゼン環とナフタレン環とを主鎖に有するポリエステル系高分子化合物、または、ベンゼン環とシクロヘキサン環を主鎖に有するポリエステル系高分子化合物からなる金属調加飾シートが提案されている。
ここで、金属調加飾シートの表面フィルム層として、高透明性であり、成形性に優れ、かつ、最終製品である成形品に耐擦傷性、耐薬品性、及び、耐候性を付与することができるので、アクリル系樹脂フィルムを用いることが好ましいが、アクリル系樹脂フィルムは割れやすいために取り扱い上の必要により、通常、厚さを５０μｍ以上とし、これより薄いものを用いることは取り扱いが困難である。
これに対して、特許文献１に記載の技術では、例えば２０μｍなどの薄いポリエステル系高分子化合物からなる金属保持用フィルムに対して真空蒸着などの真空応用技術による金属層形成を行うことが可能となり、このとき、金属層形成装置内に原料フィルムロールの収納、装置内減圧、金属層形成、減圧の解除、そして、金属層形成済みフィルムの装置外への取り出しからなるフィルムへの金属層形成工程において、金属層形成装置内に収納できる１つのロールにおけるフィルム長さを長くすることが可能となり、金属調加飾シートの製造コストにおいて大きい部分を占める、金属層形成コストを大幅に圧縮することが可能となる。
しかしながら、特許文献１に記載の技術で用いる、ベンゼン環とナフタレン環とを主鎖に有するポリエステル系高分子化合物、または、ベンゼン環とシクロヘキサン環を主鎖に有するポリエステル系高分子化合物からなる金属層保持用フィルムは、深絞りに対応できるフィルムとして特に選ばれたものであったものの、これらフィルムの成形性は最近の厳しい要求には対応できず、深絞り成形品や、エッジの特に尖った成形品の場合に、製品形状に追随できないと云う問題が生じるようになった。
また、これらポリエステル系高分子化合物からなるフィルムの透明度は低く、やはり、最近要求されるようになってきたレベルでの金属調の輝度は得られなかった。
さらに、上記ポリエステル系高分子フィルムと蒸着金属との密着力が低いために、フィルム内部の残留応力より、例えば、１００℃・２４時間の耐熱試験などの高温環境下においてフィルムと蒸着金属との界面で剥離が起きるなどの問題も生じることが判った。
このような問題に対して特開２００５−２６２４４７公報記載の技術では、ポリエステル系高分子フィルムを用いず、このために上記ポリエステル系高分子フィルムに起因する問題は解消されているが、この技術ではアクリル系樹脂フィルムに予めポリウレタン系樹脂からなるバリア層を設ける工程が必要となること、アクリル系樹脂フィルムを金属層形成のためにロール状に巻き取る際に損傷を防止するために一旦、保護フィルムを貼り合わせる必要があること、さらに、アクリル樹脂系フィルムの厚さに起因する金属層形成時の低生産性などにより極めて生産性の低い、高コストなものとなっていた。
特開２００４−１２４３公報 特開２００５−２６２４４７公報 特開２００５−２４６８９１公報
本発明は、従来技術品よりもより金属光沢感が向上し、深絞り形状やエッジの尖った形状であっても光沢めっき製品に匹敵する充分に良好な金属調外観が維持され、生産性が良好で、製造コストが安価、かつ、高温環境下においても層間剥離などの問題が生じない金属調加飾シートを提供することを目的とする。
本発明者等は、上記課題を解決するために、特開２００５−２４６８９１公報（特許文献３）記載の技術を応用してヘアーラインのない試作品を作製・評価、検討を行った。その結果、この公報記載の技術ではヘアーラインの形成を行わない場合であっても光沢めっき製品と同等な、てりと高級感とがある金属調外観が得られないこと、その原因が金属層の表面状態であることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明の金属調加飾シートの製造方法は、請求項１に記載の通り、離型性基材の平滑な離型面に金属層を形成してなる転写フィルムの金属層側面に第１接着剤層を介して熱可塑性樹脂シートを積層するベースシート積層工程、前記離型性基材を剥離除去して中間積層シートを得る離型性基材除去工程、および、前記中間積層シートの金属層側面に第２接着剤層を介してアクリル系樹脂フィルムを積層する表面フィルム積層工程を、この順で備えたことを特徴とする金属調加飾シートの製造方法である。
本発明の金属調加飾シートは請求項２に記載の通り、請求項１記載の金属調加飾シートの製造方法によって製造されたことを特徴とする金属調加飾シートである。
本発明の樹脂成形物は請求項３に記載の通り、請求項２に記載の金属調加飾シートを用いて成形されたことを特徴とする樹脂成形物である。
本発明の金属調加飾シートの製造方法によれば、従来技術品よりもより金属光沢感が向上し、深絞り形状やエッジの尖った形状であっても光沢めっき製品に匹敵する充分に良好な金属調外観が維持され、生産性が良好で、製造コストが安価、かつ、高温環境下においても層間剥離などの問題が生じない金属調加飾シートを得ることができる。
本発明の金属調加飾シートは、従来技術品よりもより金属光沢感が向上し、深絞り形状やエッジの尖った形状であっても光沢めっき製品に匹敵する充分に良好な金属調外観が維持されており、低コストで、かつ、高温環境下においても層間剥離などの問題が生じない金属調加飾シートである。
本発明の樹脂成形品は、従来技術品よりもより金属光沢感が向上し、深絞り形状やエッジの尖った形状であっても光沢めっき製品に匹敵する充分に良好な金属調外観が維持されており、低コストで、かつ、高温環境下においても層間剥離などの問題が生じない樹脂成形品である。
本発明の金属調加飾シートの製造方法を示すモデル図である。 実施例で成形テストに用いた金型を示すモデル図である。
本発明の金属調加飾シートの製造方法は、上述のように、離型性基材の平滑な離型面に金属層を形成してなる転写フィルムの金属層側面に第１接着剤層を介して熱可塑性樹脂シートを積層するベースシート積層工程、前記離型性基材を剥離除去して中間積層シートを得る離型性基材除去工程、および、前記中間積層シートの金属層側面に第２接着剤層を介してアクリル系樹脂フィルムを積層する表面フィルム積層工程を、この順で備える。
本発明で用いる離型性基材（図１（ａ）符号６）とは形成される金属層との離型性に優れた素材からなり、フィルム状であってその少なくとも一方の面（金属層形成面）の平滑性が良好であることが必要である。このような平滑面を有するものとしては、市販の一般的な樹脂フィルムが挙げられる。
さらに好ましい条件としては、安価で、かつ、薄くしてロール状に巻き取っても切断や割れが生じないものが、低コストでの金属層形成が可能となるので好ましい。このようなものとしてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等からなる２軸延伸フィルムが挙げられ、このうちポリエチレンテレフタレートからなる２軸延伸フィルムであると、平滑で厚さむらの少ないフィルムが安価に入手できるので好ましい。さらに、このようなフィルムの金属層を形成する側の面にシリコーンコーティング等の離型処理を行い、離型層を形成したものも用いることができる。
離型性素材の厚さは上述のように、薄いほど金属層系性のコストを低くすることができるので必要な機械的強度（伸び）が得られる範囲で薄いことが望ましく、通常、１２μｍ以上１００μｍ以下とする。
このような離型性基材の平滑な離型面に金属層（図１（ｂ）符号３）を形成する。金属層は、真空蒸着、ＣＶＤ、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ、スパッタリング等の真空応用技術により形成する。この場合、これら金属膜形成装置の限られた大きさの真空容器部に、より長尺のフィルム（シート）が収納できることが金属層形成ではコスト的に望ましい。
用いる金属としては、たとえば、アルミニウム、クロム、インジウム、錫、ニッケルおよびこれらの合金が挙げられるが、特に、角部でも金属光沢を充分に確保することができ、かつ、耐腐食性が高いので、錫、あるいは、インジウムであることが望ましい。
金属保持用フィルムに形成する金属層の厚さとしては１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。１０ｎｍ未満であると金属層形成の効果が充分に得られず、一方、１００ｎｍ超であるとコストアップとなり実用的ではない。
このとき、形成される金属層の離型性基材側の面は離型性基材の平滑面に沿って形成されるために平滑な面となり、本発明の金属調加飾シートではこのような平滑な金属面が、アクリル系樹脂フィルム側に配されることにより優れた金属調加飾シートとなる。
上記のように離型性基材の平滑な離型面に金属層を形成してなる転写フィルムを得た後、この転写フィルムの金属層側面に第１接着剤層（図１（ｃ）符号４）を介して熱可塑性樹脂シート（図１（ｃ）符号５）を積層する（ベースシート積層工程）。
第１接着剤層を形成する接着剤としては少なくとも本発明に係る金属調加飾シートを用いた成形時の熱に耐えられる耐熱性を有していることが必要である。このようなものとしてはウレタン系の接着剤が挙げられる。第１接着剤層は転写フィルムの金属層側面にのみ形成しても、熱可塑性樹脂シートに形成しても、あるいは、両者に形成しても良い。この第１接着剤層の厚さとしては通常２μｍ以上５０μｍ以下とする。
熱可塑性樹脂シートは、本発明に係る金属調加飾シートのベースシートとなる部分であり、このような熱可塑性樹脂シートを構成する樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどから、最終の成形品を成形する樹脂に合わせて、リサイクル性を考えて適宜選択する。
また、熱可塑性樹脂シート層の厚さは、取り扱い性、成形性、剛性、コスト等を勘案して決定するが、通常は１００μｍ以上１０００μｍ以下とする。
次いで、離型性基材を剥離除去して中間積層シートを得る（離型性基材除去工程（図１（ｄ）参照））。このとき、金属層が中間積層シートから剥離されたり、傷ついたりしないように剥離条件（剥離角度、剥離速度、および、剥離張力）を調整する。
次いで、中間積層シートの金属層側面に接着剤（図１（ｅ）符号２）を介してアクリル系樹脂フィルム（図１（ｅ）符号１）を積層する表面フィルム積層工程を行う。
すなわち、最外層には、高透明性であり、成形性に優れ、かつ、最終製品である成形品に耐擦傷性、耐薬品性、及び、耐候性を付与することができるので、上記のようにアクリル系樹脂フィルムからなることが必要である。ここで、アクリル系樹脂は、メタクリル酸エステルを主体とする重合体であり、単独重合体としては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエチルヘキシルメタクリレート等が挙げられる。また、メタクリル酸エステルと他の単量体との共重合体であっても良く、そのようなものとしてポリメチルメタクリレート・スチレン共重合体等が挙げられる。さらに、メタクリル樹脂と他の樹脂とのアロイであっても良く、そのようなものとして、ポリメチルメタクリレート・ポリフッ化ビニリデンアロイ等が挙げられる。また、柔軟性を付与する目的でゴム粒子を含有したものであっても良い。
アクリル系樹脂フィルムは、割れ易いために取り扱い上の必要性により、通常、厚さ５０μｍ以上とすることが好ましい。また、５０μｍ未満であると加飾シートとしての深みや艶が得られなくなることがある。ただし、あまり厚すぎるとシャープな型形状への追随性が悪くなるとともに貼り合わせ作業性が低下し、コストが高くなるために、通常は５００μｍ以下とし、好ましくは２５０μｍ以下である。さらに、平行光線透過率が９０％以上であると、加飾シートとしての充分な色の深みや艶を得ることができるので好ましい。
なお、アクリル系樹脂フィルムは無色でも、着色されていても良く、また、透明でも、半透明でも良い。
アクリル系樹脂層と金属層との間の第２接着剤層を形成する接着剤としては基本的に透明な接着剤によって構成されるが、着色されていても良い。着色は、顔料、染料などの着色剤を接着剤ベース成分に配合することで行われる。このような着色剤の接着剤への配合はディゾルバーなどで容易に、均一分散させることができる。
着色剤の配合を行うときの上記第２接着剤層における接着剤に対する着色剤の配合比は、高すぎても低すぎても深みが得られにくくなる。最適な配合範囲は、着色剤の色、用途にもよるが、通常、接着剤１００重量部あたり、０．５部以上、１００部以下であることが好ましく、より好ましくは１部以上５０部以下である。
そして、この第２接着剤層の厚さを１０μｍ以上とすると、充分に深みがあり、鮮やかな発色の金属調加飾シートとすることができる。厚さが１０μｍ未満とすると、充分に深みがあり、鮮やかな発色を付与することができないことがある。好ましい範囲は１５μｍ以上である。なお、さらに厚く、５０μｍ程度とすることもできるが、このとき、接着剤の希釈溶媒の乾燥不良による品質低下を引き起こしやすく、通常は３０μｍ以下とすることが好ましい。
このような厚い接着剤層は一般的でないが、例えば、ダイコーターによるダイコート法により上記のアクリル系樹脂層フィルムの片面に、着色剤が配合された接着剤を塗布することで効率よく、かつ、均一な厚さに形成することができる。
ここで、ダイコーターの製造者としては井上金属工業社やヒラノテクシード社などが知られている。
また、アクリル系樹脂層と金属層との間の第２接着剤層を形成する接着剤としては少なくとも本発明に係る金属調加飾シートを用いた成形時の熱に耐えられる耐熱性を有していることが必要である。このようなものとしてはウレタン系の接着剤が挙げられる。
このようにして形成された加飾シートは、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、などにより、あるいは、これらにより成形されたのちにインサートとして金型内にセットされた後、インサート成形されて成形物となる。
以下に本発明の金属調加飾シートの実施例について具体的に説明する。
＜転写フィルムの作製＞
厚さが１２μｍの、離型層付２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（市販品）の離型層側の面に真空蒸着法により厚さが４０ｎｍのインジウム層を形成し転写フィルムを作製した。
＜ベースシート積層工程＞
ベースシートとする熱可塑性樹脂シートとして厚さが２５０μｍのアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体製シートを用いた。
次いで、上記転写フィルムの金属層側面に第１接着剤層を介して熱可塑性樹脂シートを積層した。
具体的には上記転写フィルムの金属層側面にウレタン系接着剤を乾燥後の厚さが５μｍとなるようにダイコーターを用いて塗布し、その後加熱により溶媒の酢酸エチルを充分に蒸発除去させた後、上記熱可塑性樹脂シートを貼り合わせた。
＜離型性基材除去工程＞
上記離型性基材を剥離除去して中間積層シートを得た。
＜表面フィルム積層工程＞
表面フィルム、すなわち、アクリル系樹脂フィルムとしてポリメチルメタクリレートフィルム（住友化学社製Ｓ００１）の一方の面に上記ウレタン系接着剤αを乾燥後の厚さが５μｍとなるようにダイコーターを用いて塗布し、その後加熱により溶媒の酢酸エチルを充分に蒸発除去させて接着剤層（第２接着剤層）を形成したのち、上記中間積層シートの金属層側面に積層して本発明に係る金属調加飾シートＡを得た。
＜成形品の製造＞、
上記本発明に係る金属調加飾シートＡを用いて、図２に示す型αを用いて真空成形により成形し、成形品Ａ１を得た。
このとき、成形物に最も高い金型忠実性が得られるように成形条件（成形温度）を調整しながら成形を行った。
＜成形品の評価＞、
上記成形品Ａ１を工業デザイナーの１０人の合議体により、室内光下で、型忠実性、金属光沢について評価を行った（以下の官能評価は同様の合議体によって行われた）。
その結果、極めて高い型忠実性が得られていることが確認され、金属光沢については、成形物Ａ１の細部にわたって、メッキ同等の金属光沢が得られていたと判断された。
＜比較例Ｂ＞
上記金属調加飾シートＡと同様に、ただし、離型性基材の平滑な離型面に金属層を形成してなる転写フィルムの金属層側面に接着剤層を介してアクリル系樹脂フィルムを積層した後、離型性基材を剥離除去し、次いで、この積層物の金属層側面に熱可塑性樹脂シートを積層して、比較例に係る金属調加飾シートＢを得た。
この金属調加飾シートＢを用いて上記同様に成形を行って、成形物Ｂ１を得た。この成形物Ｂ１について評価を行ったところ、高い型忠実性は得られたものの、成形品表面全体に亘り、金属光沢が鈍く、白っぽい外観であると評価された。
＜比較例Ｃ＞
厚さが２５μｍの変性ポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム社製テフレックス。ＦＴ−３ベンゼン環とシクロヘキサン環とを主鎖に有するポリエチレンテレフタレートフィルム）を金属層保持フィルムとしてその一方の面に真空蒸着法により厚さが４０ｎｍのインジウム層を形成した。
このインジウム層形成金属層保持フィルムの金属層側面に、実施例１同様にして接着剤層を介して熱可塑性樹脂シートを積層し、次いで、この積層品の金属層保持フィルム側面に、接着剤層を介してアクリル系樹脂フィルムを積層し、比較例に係る金属加飾シートＣを得た。
この金属調加飾シートＣを用いて上記同様に成形を行って、成形物Ｂ１を得た。この成形物Ｂ１について評価を行ったところ、型忠実性については、図２に示された型αの立ち上がり部α１およびα２の形状が再現できてていないとの評価結果であり、さらに、金属光沢については、全体にメッキと比較して金属光沢が鈍いとの評価であった。
１ アクリル系樹脂フィルム
２ 第２接着剤層
３ 金属層
４ 第１接着剤層
５ 熱可塑性樹脂シート

Claims (3)

  1. 離型性基材の平滑な離型面に金属層を形成してなる転写フィルムの金属層側面に第１接着剤層を介して熱可塑性樹脂シートを積層するベースシート積層工程、
    前記離型性基材を剥離除去して中間積層シートを得る離型性基材除去工程、および、
    前記中間積層シートの金属層側面に第２接着剤層を介してアクリル系樹脂フィルムを積層する表面フィルム積層工程を、
    この順で備えたことを特徴とする金属調加飾シートの製造方法。
  2. 請求項１記載の金属調加飾シートの製造方法によって製造されたことを特徴とする金属調加飾シート。
  3. 請求項２に記載の金属調加飾シートを用いて成形されたことを特徴とする樹脂成形物。
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