JP4307241B2

JP4307241B2 - 保護シート付き加飾シートおよび加飾成形品の製造方法

Info

Publication number: JP4307241B2
Application number: JP2003430034A
Authority: JP
Inventors: 弘一浜岡; 徳広中嶋
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP2004299384A

Description

本発明は、保護シート付き加飾シートおよびこれを用いた加飾成形品の製造方法に関する。

先行公知文献として、深い絞りの３次元形状のインサート成形品表面に耐磨耗性および耐薬品性を付与するための積層フィルムおよび表面に耐磨耗性および耐薬品性を付与された深い絞りの３次元形状のインサート成形品の製造方法という特許文献１がある。この発明の積層フィルムは、耐熱性の離型フィルムと、離型フィルムの離型面上に形成された特定の材質からなる転写層と、賦形性フィルムとからなるものであり、離型フィルムの離型面と接する転写層表面には柔軟性に富んだ未硬化樹脂成分を含む表面保護層が形成されている。

そして、この積層フィルムから耐磨耗性および耐薬品性を付与された深い絞りの３次元形状のインサート成形品を製造する方法は、積層フィルムから離型フィルムを剥離除去し、残された転写層と賦形性フィルムとからなるインサートフィルムを、成形金型面と表面保護層とが接するように成形金型内に挿入配置し、インサート成形した後、インサート成形品の表面保護層に活性エネルギー線を照射することにより表面保護層を硬化させ耐磨耗性および耐薬品性を付与するものである。

特開２０００−０７９７９６

しかし、上記方法でインサート成形を繰り返すと、表面保護層が成形金型面に常時触れたままの状態にさらされているため、表面保護層に含まれる未硬化樹脂成分が成形金型面に徐々に付着、堆積して成形金型面の平滑性を損ない、インサート成形品表面にその堆積物の凹凸形状が転移してしまう不具合があり、頻繁に成形金型面を掃除しなければならないという問題があった。また未硬化樹脂成分を含む表面保護層は非常に傷付きやすく、成形工程において取り扱いが難しいという問題もあった。

そこで、本発明者は、上記問題点を解決するため、加飾層が形成された賦形性シート上に、メタアクリル当量１００〜３００ｇ／ｅｑ、水酸基価２０〜５００、重量平均分子量５０００〜５００００のポリマーと多官能イソシアネートとを有効成分として含有する熱または活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる厚み３〜７０μｍの表面保護層が形成され、該表面保護層の上に厚み２０〜２００μｍの保護シートが貼付された保護シート付き加飾シートを発明した。

すなわち、本発明は、特定材質および特定膜厚の表面保護層を選定し、特定膜厚の保護シートを設けた高い表面硬度を持った深い絞りの３次元形状のインサート成形品を得るための保護シート付き加飾シートであり、表面保護層の未硬化樹脂成分が成形金型面に付着しないため、頻繁に成形金型面を掃除するという手間がかからなくなる。また、保護シートが表面保護層に傷が付くのを防止しているため、取り扱いがしやすくなる。

また、本発明は、保護シートが、ポリエチレンシート上にエチレンビニルアルコール樹脂を主成分とする粘着層が形成された保護シートである保護シート付き加飾シートであってもよい。また、本発明は、賦形性シートが、鉛筆硬度Ｆ以上で厚み５０〜３００μｍの賦形性シートである保護シート付き加飾シートであってもよい。

また、本発明は、保護シート付き加飾シートを射出成形金型に挿入し、該射出成形金型に成形樹脂を射出して加飾成形品を得た後、保護シートを剥離し、加飾成形品表面の表面保護層に活性エネルギー線を照射して表面保護層を硬化させることを特徴とする加飾成形品の製造方法である。

したがって、本発明の保護シート付き加飾シートは、表面保護層の未硬化樹脂成分が成形金型面に付着したりすることがなく、頻繁に成形金型面を掃除するという手間がかからなくなる効果がある。また、保護シートが表面保護層に傷が付くのを防止しているため、取り扱いがしやすくなり、高い表面硬度を持った所望の加飾成形品を容易に得られる効果がある。

以下、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、この発明の保護シート付き加飾シートの一実施例を示す断面図である。図２は、この発明の保護シート付き加飾シートにより得られた加飾成形品の一実施例を示す断面図である。

保護シートは、賦形性シートと同様の深絞り性を有するシート基材上に、高温高圧のかかる成形工程を経ても表面保護層と固着したり、反応したりしない粘着層が形成された構成からなる。ただし、シート基材自身が適度な粘着性を有する場合には粘着層を省略してもよい。

保護シートのシート基材の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタン、エチレン酢酸ビニル、エチレンビニルアルコール等の樹脂から選択される単層フィルム、または上記の中から選択された２種以上の樹脂による積層フィルムまたは共重合フィルム等がある。保護シートのシート基材の厚みとしては、１０〜１８０μｍにするのが好ましい。１０μｍより薄いとしわが入りやすく、１８０μｍより厚いと取り扱いにくいためである。

保護シートの粘着層の材質としては、エチレンビニルアルコール、ポリエステル、アクリル、ウレタン等の樹脂がある。粘着層の厚みは５〜１００μｍにするのが好ましい。３０μｍより薄いと粘着性が不足することがあり、１００μｍより厚いと粘着層に含まれる残留溶剤が表面保護層等を侵すことがあるためである。

保護シート全体の厚みとしては、２０〜２００μｍにするのが好ましい。２０μｍより薄いと成形工程の際に保護シートが破断することがあり、２００μｍより厚いと射出成形樹脂の熱および圧力を受けて保護シートが変形したり、穴が空いたりすることがあるためである。

その中でも、ポリエチレンシートを基材とし、エチレンビニルアルコール樹脂を粘着層とする保護シートが好ましい。他のものに比べてすぐれた粘着性とクッション性があり、取り扱いやすく容易に加飾成形品を得ることができるためである。

表面保護層は、熱及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる。熱及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とは、ポリマーと多官能イソシアネートとを有効成分として含有する樹脂組成物のことである。とくに、メタアクリル等量１００〜３００ｇ／ｅｑ、水酸基価２０〜５００、重量平均分子量５０００〜５００００の熱及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、未硬化時は柔軟性に富み充分な深絞り加工が可能で、硬化後は耐磨耗性等にすぐれたハードコート塗膜を形成できる特長がある。

表面保護層の厚みは３〜７０μｍが好ましい。厚みが３μｍ未満であると所望の耐磨耗性、耐擦傷性等が得られず、厚みが７０μｍを超えると乾燥が困難となり生産性が大きく低下する。さらに、４０〜７０μｍの間は厚みを厚くしても耐磨耗性、耐擦傷性等がほとんど変わらないため、生産性の向上の点から表面保護層の厚みを３〜４０μｍにする方がより好ましい。

表面保護層を形成する理由は、表面の耐磨耗性、耐擦傷性等を向上させるためであり、賦形性シートのみでは硬度を高くするにしても２Ｈ程度が限界で耐磨耗性や耐擦傷性等が従来のハードコート被膜に比べて劣るためである。

賦形性シートは、一定水準以上の硬度と充分な深絞り性、その他基材としての諸機能を有することが求められる。

賦形性シートの硬度は、ＪＩＳ−Ｋ−５４００の測定方法において鉛筆硬度Ｆ以上であることが好ましい。鉛筆硬度Ｆ以上とするのは、下地の賦形性シートに硬度があるほどハードコート性のある表面保護層が形成されるためであり、例えば鉛筆硬度Ｆの賦形性シートを用いて本発明を実施すれば鉛筆硬度２Ｈ〜８Ｈの加飾成形品が得られるためである。

賦形性シートの厚みは１０〜２０００μｍが好ましい。厚みが１０未満であると剛性がなく表面保護層等を設けるのが困難となり、厚みが２０００μｍを超えると深絞り加工に時間がかかり生産性が低下する。

賦形性シートとしては、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、アクリル、オレフィン、ウレタン、アクリロニトリルブタジエンスチレン等の樹脂から選択される単層シート、または上記の中から選択された２種以上の樹脂による積層シートまたは共重合シートが挙げられるが、耐光性などの点からアクリルシートが最も好ましい。

アクリルシートは、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステルなどの硬質のアクリル樹脂と軟質のアクリルゴムとからなる。その比率は重量％で６０：４０〜９０：１０の範囲内で、硬質のアクリル樹脂の割合が高いほど硬度が高くなり、より好ましい傾向にある。ただし、比率が重量％で９０：１０を超えるとシート化するのが困難となる。

また、２種以上の樹脂シートの積層による賦形性シートの例としては、アクリルシートとアクリロニトリルブタジエンスチレンシートが積層されたものがある。これらの積層方法としては、熱ラミネート、ドライラミネートなどがある。

加飾層は、木目柄、石目柄、布目柄、文字、幾何学模様、全面ベタ等の加飾したい絵柄を表現するための印刷層である。なお、加飾層は並列して複数形成してもよい。また、加飾層は賦形性シートの表面保護層形成面側に設けてもよいし、その反対側に設けてもよい。

加飾層２の材質は、アクリル、塩化ビニル脂、硝化綿、ウレタン、塩化ゴム、アクリル−酢酸ビニル共重合、アクリル−塩化ビニル、アクリル−ウレタン等の樹脂などを挙げることができるが、特に限定されない。

また、加飾層は、真空蒸着やメッキ等の方法によって、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素などの金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は全面でもパターン状でもよい。また、光輝性顔料を含んだインキや塗料を用いてパール調やメタリック調、金属光沢調等にしてもよい。

加飾層の厚みは０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。厚みが０．５μｍより薄いと、十分な意匠性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。但し、金属膜層の場合は５０Å〜１２００Åが好ましい。金属膜層の膜厚が５０Åより薄いと、十分な金属光沢感が得られないという問題があり、１２００Åより厚いと、クラックが生じやすいという問題があるためである。

加飾層を設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の印刷法、各種コーティング法、蒸着、イオンプレーティング、スパッタ法等の金属薄膜形成法等がある。

また、賦形性シートの表面保護層と反対側の面に、必要に応じて接着層を形成してもよい。接着層の材質は、アクリル、塩化ビニル、ウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート脂、ビニロン、アセテート、ポリアミド等の樹脂を挙げることができ、被着体との密着性に応じて適宜好ましい材料を選択する。とくに、塩化ビニルと酢酸ビニルとアクリルの樹脂からなる接着層は、接着できる被着体の適用範囲が広く有用である。

接着層の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な密着が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。接着層の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどの方法がある。

また、各層間の密着性が乏しい場合には必要に応じてアンカー層を設けてもよい。アンカー層の材質は、アクリル、塩化ビニル、ウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ビニロン、アセテート、ポリアミド等の樹脂を挙げることができ、各層との密着性に応じて適宜好ましい材料を選択する。

アンカー層の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な密着が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。アンカー層５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの方法のほか、塗装、ディッピング、リバースコーターなどの方法がある。

得られた保護シート付き加飾シートを射出成形金型に挿入し、該射出成形金型に成形樹脂を射出すれば加飾成形品が得られる。その後は、保護シートを剥離してから加飾成形品表面の表面保護層に活性エネルギー線を照射して表面保護層を硬化させるか、加飾成形品表面の表面保護層に活性エネルギー線を照射して表面保護層を硬化させてから保護シートを剥離する。このいずれかの方法により所望の表面硬度の高い加飾成形品が得られる。

活性エネルギー線の照射量は、表面保護層の材質や厚みによって変わるが積算光量５０〜１０００ｍＷ／平方センチメートルの範囲が好ましい。積算光量が５０ｍＷ／平方センチメートル未満であると硬化不足で表面保護層の機能が得られず、積算光量が１０００ｍＷ／平方センチメートルを超えると生産性が低下するためである。

成形樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、アクリル、ウレタン、ポリエステル、アセテート、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。

なお、保護シート付き加飾シートを射出成形金型に挿入する前に、真空成形、圧空成形、プレス成形などの方法により保護シート付き加飾シートを所望の深絞り三次元形状に加工しておいてもよいし、トムソン打ち抜き、金型プレス、ルーター加工などの方法により保護シート付き加飾シートを所望の形状にカットしておいてもよい。

厚み２００μｍで鉛筆硬度Ｈのアクリルシート上に、アクリル−塩化ビニル系樹脂からなる加飾層、ウレタン系樹脂からなるアンカー層をグラビア印刷によりそれぞれ厚み３μｍで形成し、メタアクリル等量２５０ｇ／ｅｑ、水酸基価４００、重量平均分子量４００００のポリマーと多官能イソシアネートとを有効成分として含有する熱または活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる表面保護層をリバースコート法により厚み４０μｍで塗布し、加飾シートを得た。

つぎに、厚み１００μｍのポリエチレンシートにエチレンビニルアルコール樹脂からなる厚み４０μｍの粘着層が形成された保護シートを用意し、共押し出しラミネート法によって上記加飾シートの表面保護層面に貼付し、保護シート付き加飾シートを得た。

この保護シート付き加飾シートを圧空成形法により深絞り三次元形状に加工し、所望の形状にカットした後、射出成形金型面に保護シートが接するように載置してポリカーボネート樹脂で射出成形した。得られた加飾成形品の表面保護層面に積算光量３００ｍＷ／平方センチメートルの紫外線を照射し、保護シートを剥離すると鉛筆硬度３Ｈの所望の加飾成形品が得られた。

厚み２５μｍの離型処理がされたニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、メタアクリル等量１５０ｇ／ｅｑ、水酸基価１２０、重量平均分子量８０００のポリマーと多官能イソシアネートとを主成分として含有する熱または活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる表面保護層をリップコート法により厚み２０μｍで塗布し、その上にウレタン系樹脂からなるアンカー層、アクリル−塩化ビニル系樹脂からなる加飾層、塩化ビニル系樹脂からなる接着層をグラビア印刷によりそれぞれ厚み４μｍで形成した転写シートを用意した。

この転写シートを、あらかじめ厚み５０μｍ、鉛筆硬度Ｆのアクリルシートと厚み２００μｍのアクリロニトリルブタジエンスチレンシートとが積層された賦形性シートに熱転写し、ニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した。一方、厚み２０μｍのポリエチレンシートにエチレンビニルアルコール樹脂からなる厚み４０μｍの粘着層が形成された保護シートを用意し、共押し出しラミネート法によってニ軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離後の表面保護層面に貼付し、保護シート付き加飾シートとした。

この保護シート付き加飾シートを真空成形法により深絞り三次元形状に加工し、所望の形状にカットした後、射出成形金型面に保護シートが接するように載置してポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂でインサート成形した。得られた加飾成形品から保護シートを剥離し、積算光量２００ｍＷ／平方センチメートルの紫外線を照射すると、鉛筆硬度２Ｈの所望の加飾成形品が得られた。

本発明により得られた加飾シートは、家電製品、住宅機器、事務機器、自動車部品などに利用される成形品の加飾に用いられる。

本発明に係る保護シート付き加飾シートの一実施例を示す断面図である。本発明に係る保護シート付き加飾シートにより得られた加飾成形品の一実施例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ加飾シート
１保護シート
２表面保護層
３加飾層
４賦形性シート
５成形樹脂

Claims

賦形性シートと、その賦形性シート上に形成された加飾層と、その加飾層上に形成された、メタアクリル当量１００〜３００ｇ／ｅｑ、水酸基価２０〜５００、重量平均分子量５０００〜５００００のポリマーと多官能イソシアネートとを有効成分として含有する熱及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる厚み３〜７０μｍの表面保護層と、その表面保護層上に貼り付けられた、厚み２０〜２００μｍであり、ポリエチレンシート上にエチレンビニルアルコール樹脂を主成分とする粘着層が形成された保護シートとを有する保護シート付き加飾シートを用いた加飾成形品の製造方法であって、
前記保護シート付き加飾シートを所望の深絞り３次元形状に加工する工程と、
前記加工された保護シート付き加飾シートを射出成形金型内に挿入し、その射出成形金型に成形樹脂を射出して、前記保護シート付き加飾シートと一体化した加飾成形品を得る工程と、
前記保護シートを剥離し、前記得られた加飾成形品の前記表面保護層に活性エネルギー線を照射して前記表面保護層を硬化させるか、前記得られた加飾成形品の前記表面保護層に活性エネルギー線を照射して前記表面保護層を硬化させ、前記保護シートを剥離する工程とを備えた、加飾成形品の製造方法。