TW201536591A - 轉印薄膜、及使用其製造而成之轉印成形品 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種不損害熱塑性樹脂的熱成形性、防止因印刷、塗敷時的加熱乾燥所造成的變形且賦予耐溶劑性的轉印薄膜及一種使用其製造而成之轉印成形品。本發明的轉印薄膜(6)具備：基材薄膜(1)；形狀穩定層(2)，其係形成在基材薄膜(1)的兩面；和轉印層(3)，其係形成在形狀穩定層(2)當中一面上，從形狀穩定層(2)側依序積層至少表面保護層(4)和接著層(5)。

Description

轉印薄膜、及使用其製造而成之轉印成形品

本發明涉及轉印薄膜、及使用其製造而成之轉印成形品。

有使用真空加壓成形，在被轉印基材上轉印轉印層的轉印方法。此轉印方法使用的轉印薄膜係具備基材薄膜者，該基材薄膜有時需要供追隨被轉印基材的形狀用的延伸性。又，形成此基材薄膜的樹脂係熱塑性樹脂，且有要求其軟化溫度落在成形時的加熱溫度範圍內的情況。為此，此基材薄膜，例如，係廣泛使用以聚氯乙烯樹脂(例如參照專利文獻1)、非結晶性聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(例如參照專利文獻2)、非晶質聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(例如參照專利文獻3)等所形成者。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3175057號公報

[專利文獻2]日本專利第4402227號公報

[專利文獻3]日本特開2000-296591號公報

然而，上述的熱塑性樹脂具有優異的熱成形 性，另一方面，有容易因熱而變形，而在對基材薄膜印刷、塗敷時的乾燥溫度受到限制這樣的課題。又，也有依基材薄膜的材質而耐溶劑性差者，而有可使用的樹脂材料受到限制這樣的課題。

本發明係有鑑於這種情事而作成者，其目的 在於提供一種不損害熱塑性樹脂的熱成形性、防止因印刷、塗敷時的加熱乾燥所造成的變形且賦予耐溶劑性的轉印薄膜、及一種使用其製造而成之轉印成形品。

本發明為了達成上述的課題而採取如以下的手段。

即，本發明之一態樣係一種轉印薄膜，其特徵為具備：基材薄膜；形狀穩定層，其係形成在前述基材薄膜的兩面；和轉印層，其係形成在前述形狀穩定層當中一面上，從前述形狀穩定層側依序積層至少表面保護層和接著層。

根據本發明之一態樣，便可以提供一種不損害熱塑性樹脂的熱成形性、防止因印刷、塗敷時的加熱乾燥所造成的變形且賦予耐溶劑性的轉印薄膜、及一種使用其製造而成之轉印成形品。

1‧‧‧基材薄膜

2‧‧‧形狀穩定層

3‧‧‧轉印層

4‧‧‧表面保護層

5‧‧‧接著層

6‧‧‧轉印薄膜

7‧‧‧脫模層

第1圖係顯示本發明的實施形態的轉印薄膜的構造 之概略剖面圖。

第2圖係顯示本發明的實施形態的轉印薄膜的變形例中的構造之概略剖面圖。

[實施發明之形態]

以下的詳細說明係為了供完全理解本發明的實施形態而針對許多特定的細部加以記載。然而，應明瞭的是即使沒有那樣的特定細部仍能實施一個以上的實施形態。此外，為了使圖式簡潔，周知的構造及裝置係以略圖顯示。

以下，就本發明的實施形態，一面參照第1圖及第2圖一面詳細地說明。

本發明的實施形態的轉印薄膜6，係如第1圖所示，以在基材薄膜1的兩面具備形狀穩定層2，在形狀穩定層2的一面上具備依序積層至少表面保護層4和接著層5的轉印層3為基本構成。換言之，轉印薄膜6具備：基材薄膜1；形狀穩定層2，其係形成在基材薄膜1的兩面；和轉印層3，其係形成在形狀穩定層2當中一面上，從形狀穩定層2側依序積層至少表面保護層4和接著層5。

又，雖然沒有在第1圖及第2圖明白記載，但在表面保護層4和接著層5之間可以有裝飾層。裝飾層係例如，用於對成形品賦予任意的圖案或顏色、外觀上的效果的層，能藉由作成這樣的構成來使成形品的設計性飛躍地提升。

又，作為裝飾層，例如，能利用印刷圖案層、濺鍍 或蒸鍍等的金屬光澤層、或者是金屬調印刷層等，可以根據所要求的設計來設置。

形狀穩定層2係用於對基材薄膜1賦予熱變形 耐性和耐溶劑性的層。一般而言，真空加壓成形所使用的基材薄膜在熱成形性上是優異的，但另一方面，因在印刷、塗敷時的乾燥之際被加熱而容易變形。因此，不能將乾燥溫度設定為基材薄膜的熱變形溫度以上。其結果，有殘留在所得到的轉印薄膜的溶劑容易變多這樣的課題。若殘留在轉印薄膜的溶劑(以下也稱為「殘留溶劑」)多，則該殘留溶劑會因真空加壓成形時的加熱而氣化，有使例如膨脹或白化等外觀不良產生的情形。另一方面，為了利用在上述基材薄膜不會熱變形那樣的低溫下的乾燥來使殘留溶劑減少，便需要拉長乾燥時間，有帶動步驟時間變長等成本高的情形。

又，上述的基材薄膜會依所使用的材質而耐溶劑性差，也有當印刷、塗敷時能使用的溶劑種類受到限制這樣的課題。

但是，可以藉由在本實施形態的基材薄膜1的兩面，設置熱變形耐性、耐溶劑性優異的形狀穩定層2，來消除如上所述的步驟上的不方便。

形狀穩定層2必須設置在基材薄膜1的兩面。 在只在基材薄膜1的一面上形成形狀穩定層2的情況下，僅有基材薄膜1的面當中沒有形成形狀穩定層2的側的面之耐熱性變低、熱變形變大。為此，基材薄膜1整體變得容易發生翹曲或變形。

形狀穩定層2的厚度a，理想的是當將基材薄 膜1的厚度設為ρ時符合0.004ρ≦a≦0.2ρ的關係。若形狀穩定層2的厚度a比前述的量還厚，即若超過0.2ρ，則當形狀穩定層2塗敷形成時，形狀穩定層2本身的熱收縮或硬化收縮的影響會變大，基材薄膜1會變得容易變形。另一方面，若形狀穩定層2的厚度a比前述的量還薄，即若小於0.004ρ，則熱變形耐性及耐溶劑性的賦予變得不充分。

形狀穩定層2在熱成形溫度下的斷裂伸長率 ，合適的是在80%以上小於400%的範圍內。若斷裂伸長率比前述的值小，即若小於80%，則當熱形成時變得缺乏對被轉印基材的形狀追隨性，可以轉印的被轉印基材的形狀大大受到限制。另一方面，若斷裂伸長率比前述的值還大，即若為400%以上，則變得容易因印刷、塗敷時的加熱乾燥而變形，無法產生作為形狀穩定層的功能。

形狀穩定層2的軟化溫度T較佳為80℃<T< 150℃。若軟化溫度T過低，即若為80℃以下，則變得容易因印刷、塗敷時的加熱乾燥而變形，無法產生作為形狀穩定層的功能。另一方面，若軟化溫度T過高，即若為150℃以上，則必須將真空加壓成形時的加熱溫度設定得比一般還高，在熱能效率或步驟時間的點上是不利的。

又，本發明的實施形態的轉印薄膜6，係如第 2圖所示，可以在形狀穩定層2和表面保護層4之間設置脫模層7。但是，若從步驟數及材料削減和成本減少這樣的 觀點來考慮，更理想的是使形狀穩定層2具有脫模層的功能。

接下來，針對構成本發明的實施形態的轉印薄膜6的各材料、及轉印薄膜6的製造方法說明。

(基材薄膜)

作為基材薄膜1的材料，適合使用軟化溫度T為80℃<T<150℃者，一般能使用真空成形及/或加壓成形所用的樹脂。作為基材薄膜1的材料，例如，可舉出：聚氯乙烯樹脂、非結晶性聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、非晶質聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚丙烯樹脂、丙烯酸系樹脂等，但其中聚氯乙烯樹脂係可成形的溫度範圍廣又便宜，因而更佳。

基材薄膜1的厚度較佳為在25μm以上250μm以下的範圍內，更佳為在38μm以上150μm以下的範圍內。若基材薄膜1的厚度比前述的值還薄，即若小於25μm，則當真空加壓成形時變得容易斷裂，因而不佳。另一方面，若基材薄膜1的厚度比前述的值還厚，即若超過250μm，則除了成形性差以外，材料費變高，因而不佳。

(形狀穩定層)

形狀穩定層2必須至少具備耐熱性、耐溶劑性、最後塗敷性、延伸性。又，必須是用基材薄膜1不會熱變形的塗敷條件來形成形狀穩定層2。作為符合這些要求的形成方法，例如，能舉出以下2個方法。

作為第1方法，可舉出用含有至少將丙烯酸多元醇以異氰酸酯化合物交聯而成的丙烯酸胺基甲酸酯樹脂的樹 脂來形成形狀穩定層2的方法。在此方法的情況，丙烯酸多元醇和異氰酸酯化合物的交聯反應係藉由在室溫~50℃左右的低溫區域進行老化來進行，因此不必將基材薄膜暴露於高溫下。由此，能抑制因在高溫下進行硬化反應所假設的基材薄膜的皺摺發生或熱收縮、結晶化等不佳的狀況。

作為第2方法，可舉出將活性能量線硬化型樹脂塗布在基材薄膜1，對該活性能量線硬化型樹脂照射例如紫外線等，使其交聯硬化，藉此形成形狀穩定層2的方法。在此，作為活性能量線硬化型樹脂，尤其是若使用無溶劑型者的話，則即使是對不但耐熱性差而且耐溶劑性也差的基材薄膜也可以容易地形成形狀穩定層2。

(表面保護層)

表面保護層4，較佳為用以下的樹脂形成：在用於轉印前的轉印薄膜6中係無黏性狀態，在轉印於被轉印基材後，藉由照射活性能量線來交聯。在此，無黏性狀態係指僅藉由使溶劑部分蒸發而黏性消失的狀態。作為在轉印後照射活性能量線而使其交聯的理由，係若使用具備為已預先交聯的狀態的表面保護層的轉印薄膜進行真空加壓成形，則若轉印薄膜追隨被轉印基材的表面便會在延伸之際容易在表面保護層產生龜裂，成為外觀不良的原因的緣故。

作為構成表面保護層4的樹脂，若為對要求耐候性、耐磨耗性、耐損傷性、耐藥品性等諸物性能夠滿足者的話，便沒有特別的規定，例如，能從胺基甲酸酯系樹脂 、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂等適宜選擇。

作為供在用於轉印前的轉印薄膜6中表面保護層4成為無黏性狀態用的方法，主要有以下3個方法。第1方法，係作為構成表面保護層4的樹脂，例如，使用高分子型的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的方法。第2方法，係作為構成表面保護層4的樹脂，除了活性能量線硬化型樹脂以外，使其含有例如異氰酸酯/多元醇樹脂或環氧樹脂/胺類等交聯反應物，使其適度地硬化的方法。第3方法，係作為構成表面保護層4的樹脂，使用活性能量線硬化型樹脂，在不損害對被轉印基材的形狀追隨性的範圍內，適量照射活性能量線而將活性能量線硬化型樹脂作成半硬化狀態的方法。

使用上述任一方法所得到的表面保護層4，係保持著熱塑性，因此能追隨被轉印基材的表面形狀，同時進行轉印。然後，在轉印後照射活性能量線，藉此使表面保護層4完全地交聯、硬化。藉此，能使表面保護層4兼顧充分的硬度(硬塗性)和成形性。

又，表面保護層4的厚度，適合為3μm~20μm左右。

(接著層)

接著層5的材料若具備接著性及/或黏著性的話即可，也包含被稱為所謂的接著劑、黏著劑、熱熔體(hot melt)者，沒有特別的限定。

作為接著層5的材料，可列舉例如：單獨使用丙烯酸系、環氧系、醋酸乙烯酯系、氯乙烯系、異氰酸酯系、矽酮系、苯乙烯-丁二烯系、氯乙烯-醋酸乙烯酯系、乙 烯-醋酸乙烯酯系、聚酯系、氯化橡膠系、氯化聚丙烯系、聚胺基甲酸酯等樹脂，或是以它們的混合物為主成分的乳液系樹脂或有機溶劑型樹脂、水溶性樹脂等。

又，接著層5的厚度沒有特別的限制，但通常為0.5μm~10μm左右。

(效果)

如上所述，為了解決本案的課題，本發明的實施形態的轉印薄膜6係在基材薄膜1的兩面設置形狀穩定層2，對於其中一個形狀穩定層2，係以至少積層有轉印層3為基本構成。

因此，若為轉印薄膜6的話，便可以提供具有熱變形耐性和耐溶劑性，熱成形性優異的延伸性轉印薄膜、及使用其製造而成之轉印成形品。更詳細而言，可以提供為了使用真空加壓成形，對具有三維立體形狀的被轉印基材表面賦予功能性及設計性所適合使用的延伸性的轉印薄膜6、及使用其所得到的轉印成形品。

[實施例]

以下，基於實施例，針對本發明詳細地加以說明，但本發明並非僅限定於以下的實施例。

<實施例1>

作為基材薄膜1，使用厚度50μm的聚氯乙烯樹脂薄膜。用微凹版法，以乾燥後的厚度成為0.2μm的方式在基材薄膜1的兩面塗布分別添加了相對於100質量份的丙烯酸多元醇為10質量份的異氰酸酯化合物、1質量份的含有羥基的丙烯酸矽酮樹脂的樹脂塗敷液。依此方式，形成 實施例1的形狀穩定層2。

接下來，在形狀穩定層2的其中一面上依序積層以下的層作為轉印層3。首先，用逆凹版塗布法，以乾燥後的厚度成為10.0μm的方式塗布無黏性紫外線硬化型樹脂。依此方式，形成實施例1的表面保護層4。

接下來，利用凹版印刷，以乾燥後的厚度成為2.0μm的方式在表面保護層4的表面，積層丙烯酸樹脂系接著層作為接著層5。依此方式，得到實施例1的轉印薄膜6。

在上部具備有高低差5mm、開口部50mm正方的凹部的聚碳酸酯ABS合金樹脂成形品的表面，在以轉印薄膜6的表面溫度成為100℃的方式進行加熱的狀態下，將經過上述步驟得到的轉印薄膜6進行真空加壓成形而使其密著。在將依此方式使其密著的轉印薄膜6冷卻後剝離除去轉印薄膜6的基材薄膜1及形狀穩定層2，結果能得到轉印部沒有缺口或破裂的轉印成形品。

<實施例2>

作為基材薄膜1，使用厚度100μm的非結晶性聚對苯二甲酸乙二酯樹脂薄膜。用微凹版法，以硬化後的厚度成為20μm的方式在基材薄膜1的兩面塗布添加了相對於100質量份的紫外線硬化型丙烯酸樹脂為5質量份的光聚合引發劑的樹脂塗敷液。之後，使用80W/cm的高壓水銀燈，以累積光量成為400mJ/cm²的方式對已塗敷的樹脂塗敷液照射紫外線，使該樹脂塗敷液交聯硬化。依此方式，形成實施例2的形狀穩定層2。

接下來，在形狀穩定層2的其中一面上依序積層以下的層作為轉印層3。首先，用逆凹版塗布法，以乾燥後的厚度成為10.0μm的方式塗布無黏性紫外線硬化型樹脂。依此方式，形成實施例2的表面保護層4。

接下來，利用凹版印刷，在表面保護層4的表面形成由印刷印墨所構成的圖案層，另外，以乾燥後的厚度成為2.0μm的方式積層丙烯酸樹脂系接著層作為接著層5。依此方式，得到實施例2的轉印薄膜6。

依與實施例1相同的條件將經過上述步驟得到的轉印薄膜6進行轉印，結果能得到包含了圖案層的轉印部沒有缺口或破裂的轉印成形品。

<比較例1>

作為基材薄膜1，使用厚度50μm的聚氯乙烯樹脂薄膜。用逆凹版法，以乾燥後的厚度成為10.0μm的方式在基材薄膜1的其中一面塗布無黏性紫外線硬化型樹脂作為表面保護層4。依此方式，結果基材薄膜1的表面被塗布時的稀釋溶劑的醋酸正丁酯侵入，基材薄膜1表面的平滑性下降，不能得到轉印薄膜6。

<比較例2>

作為基材薄膜1，使用厚度50μm的聚氯乙烯樹脂薄膜。用微凹版法，以乾燥後的厚度成為0.1μm的方式在基材薄膜1的兩面塗布分別添加了相對於100質量份的丙烯酸多元醇為10質量份的異氰酸酯化合物、1質量份的含有羥基的丙烯酸矽酮樹脂的樹脂塗敷液。依此方式，形成比較例2的形狀穩定層2。

接下來，在形狀穩定層2的其中一面上，用逆凹版塗布法，以乾燥後的厚度成為10.0μm的方式塗布無黏性紫外線硬化型樹脂作為表面保護層4。依此方式，結果因在使塗敷液乾燥之際施加的熱的影響，在基材薄膜1大量產生了皺摺，不能得到轉印薄膜6。

<比較例3>

作為基材薄膜1，使用厚度100μm的非結晶性聚對苯二甲酸乙二酯樹脂薄膜。用微凹版法，以硬化後的厚度成為30μm的方式在基材薄膜1的兩面塗布添加了相對於100質量份的紫外線硬化型丙烯酸樹脂為5質量份的光聚合引發劑的樹脂塗敷液。之後，使用80W/cm的高壓水銀燈，以累積光量成為400mJ/cm²的方式對已塗敷的樹脂塗敷液照射紫外線，使該樹脂塗敷液交聯硬化。依此方式，形成比較例3的形狀穩定層2，結果因形狀穩定層2的硬化收縮而在基材薄膜1整體大量產生了波紋狀的變形，不能得到轉印薄膜6。

以下，針對在上述實施例使用的轉印方法更詳細地說明。

過去以來，作為塗裝的替代，提出了使用轉印薄膜的轉印方法的裝飾、功能賦予技術。此裝飾、功能賦予技術，例如，有與射出成形同時地在樹脂成形品上轉印轉印層的方法；或用熱輥的熱壓朝被轉印基材轉印轉印層的方法；利用真空及加壓、加熱機朝被轉印基材轉印的方法等。又，上述的轉印薄膜係例如，在基材薄膜上積層保護層(所謂的硬塗層)、接著層、轉印層者。又， 上述轉印層係具備例如保護層、裝飾層、接著層者。

上述轉印方法當中，在使用真空及加壓、加熱機的情況，係依以下的方式對被轉印基材進行轉印。首先，在被轉印基材的立體成形品的表面上，將已具備轉印層的具有熱成形性的轉印薄膜保持在加熱軟化的狀態。接下來，將位於被轉印基材與已加熱軟化的轉印薄膜之間的空氣抽成真空，同時根據需要而在轉印薄膜的背面側導入壓縮空氣。依此方式，使在轉印薄膜的兩面的空氣產生壓力差，以沿著被轉印基材表面的三維立體形狀的方式使轉印薄膜成形及密著。從已密著的轉印薄膜，將轉印層對被轉印基材表面均勻地轉印，使基材薄膜從轉印層剝離，從而完成轉印。

使用此真空加壓成形的轉印方法，不限定被轉印基材的材質，又，即使是對形狀比較複雜的被轉印基材也能適用，因此多用於金屬框體或家電製品、車用構件等的裝飾。

以上，參照特定的實施形態說明本發明，但並非打算利用這些說明限定本發明。對發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，可藉由參照本發明的說明，明瞭所揭露的實施形態的各種變形例以及本發明的其他實施形態。由此，申請專利範圍應解釋為網羅本發明的範圍及宗旨所包含的這些變形例或實施形態。

1‧‧‧基材薄膜

2‧‧‧形狀穩定層

3‧‧‧轉印層

4‧‧‧表面保護層

5‧‧‧接著層

6‧‧‧轉印薄膜

Claims (8)

1. 一種轉印薄膜，其特徵為具備：基材薄膜；形狀穩定層，其係形成在該基材薄膜的兩面；和轉印層，其係形成在該形狀穩定層當中一面上，從該形狀穩定層側依序積層至少表面保護層和接著層。
2. 如請求項1之轉印薄膜，其中該形狀穩定層的厚度a在將該基材薄膜的厚度設為ρ時符合0.004ρ≦a≦0.2ρ的關係。
3. 如請求項1或2之轉印薄膜，其中該形狀穩定層的斷裂伸長率在熱成形溫度下為在80%以上小於400%的範圍內。
4. 如請求項1至3中任一項之轉印薄膜，其中該形狀穩定層的軟化溫度T為80℃<T<150℃。
5. 如請求項1至4中任一項之轉印薄膜，其中該基材薄膜係利用以聚氯乙烯樹脂為主成分的樹脂形成。
6. 如請求項1至5中任一項之轉印薄膜，其中該形狀穩定層包含至少將丙烯酸多元醇以異氰酸酯化合物交聯而成的丙烯酸胺基甲酸酯樹脂。
7. 如請求項1至5中任一項之轉印薄膜，其中該形狀穩定層係利用活性能量線硬化型樹脂形成。
8. 一種轉印成形品，其特徵為使用如請求項1至7中任一項之轉印薄膜製造。