JP2004202816A

JP2004202816A - 塗装代替フィルム及びその貼合方法

Info

Publication number: JP2004202816A
Application number: JP2002373785A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Okane; 仁大金; Keisuke Kojima; 圭介小島; Akihiro Shibuya; 明宏渋谷; Noriyuki Yamanaka; 紀幸山中
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Also published as: US20040131864A1; US7101610B2

Abstract

【課題】経済的な加飾成形品が得られ、加飾対象物の成形工程と塗装代替フィルムの被着工程とを独立して設けることが可能な塗装代替フィルム及びその貼合方法を提供する。
【解決手段】加飾対象物Ｓに塗装代替として貼合され、表面側から順にガードフィルム２と、ガードフィルム２寄りに形成された光硬化性樹脂層４を含む加飾層３とを備えた塗装代替フィルム１であって、加飾対象物Ｓと加飾層３との密着強度ＡＳ１と、ガードフィルム２と加飾層３との密着強度ＡＳ２と、加飾層３の破断強度ＴＳとが、ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳの関係を有する構成とした。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の外装部品等を塗装する代わりに用いる塗装代替フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の外装部品等（例えば、フェンダ、バンパ、ボンネット、ホイールキャップ等の樹脂成形品）の着色を行う場合にはスプレー塗装を用いる方法が一般的であったが、このようなスプレー塗装を含む塗装工程においては、塗装と乾燥を繰り返して行うために大きな設備とスペースを必要とし、生産性や管理性が低下するという問題がある。このような問題に対し、塗装工程の代替として、予め着色された加飾フィルム（以下、塗装代替フィルムという）を外装部品等に貼合する方法が近年、検討されている。
【０００３】
前記塗装代替フィルムの従来例としては、特許文献１にも開示されているように、透明フィルム、着色塗膜、接触被膜の３層構造からなるフィルムを挙げることができる。また、特許文献１には、このフィルムを加飾対象物に被着する技術が記載されている。その概略的な被着工程を図６に示す。先ず、図６（ａ）に示すように、フィルム３１は、加飾対象物の表面形状に適合するべく、予備型３２により立体的に成形され、その後、図６（ｂ）に示すように、フィルム３１の端部がトリミング処理される。トリミング処理されたフィルム３１は、図６（ｃ）に示すように、例えば射出成形金型３４に入れられ、加飾対象物３３の成形に伴って加飾対象物３３に被着されたうえで加飾成形品として取り出される（図６（ｄ））。このような射出成形金型を利用した塗装代替フィルムの被着技術に関しては、この他に特許文献２においても開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１２３４６９号公報（第６頁、図４）
【特許文献２】
特開平７−９４８４号公報（第１０頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６で説明した塗装代替フィルムの被着工程によれば、例えばカッター刃やレーザ、加熱線等によるトリミング工程が不可欠であり、特に加飾対象物３３の形状が複雑形状の場合、トリミング部位も複雑となるため、トリミングコストが高くなり、総体的に高価な加飾成形品になりやすい。
【０００６】
また、射出成形金型を利用した技術によれば、加飾対象物の成形と塗装代替フィルムの被着が同時に行われることとなり、加飾対象物が射出成形可能な材質に限られるという問題もある。
【０００７】
本発明は以上のような問題を解決するために創作されたものであり、経済的な加飾成形品が得られる塗装代替フィルム及びその貼合方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、加飾対象物に塗装代替として貼合され、表面側から順にガードフィルムと、該ガードフィルム寄りに形成された光硬化性樹脂層を含む加飾層とを備えた塗装代替フィルムであって、前記加飾対象物と前記加飾層との密着強度ＡＳ１と、前記ガードフィルムと前記加飾層との密着強度ＡＳ２と、前記加飾層の破断強度ＴＳとが、ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳの関係を有する構成とした。
【０００９】
当該構成によれば、「ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳ」なる関係を有するため、加飾対象物の端部において、ガードフィルムの剥離動作に伴ってフィルムのトリミングを行うことができる。したがって、別途にトリミング工程を要する必要がなく、加飾対象物に貼合するに当たり、経済的な塗装代替フィルムとなる。また、既成の加飾対象物に塗装代替フィルムを貼合することができるので、加飾対象物の材質が射出成形用の材質に限定されなくなる。
【００１０】
また、前記光硬化性樹脂層を、その硬化後の伸び率が５〜１０％となるように設定すれば、加飾対象物に貼合した際、加飾対象物の変形量に対して良好な追従性が得られ、且つ、加飾層のトリミング端面を平滑なものにできる。
【００１１】
さらに、以上の塗装代替フィルムを加飾対象物に貼合するに当たり、以下の工程をその順序で行う塗装代替フィルムの貼合方法とすれば、別途にトリミング工程を要することなく、加飾対象物に貼合するに当たり、経済的な塗装代替フィルムとなる。また、既成の加飾対象物に塗装代替フィルムを貼合することができるので、加飾対象物の材質が射出成形用の材質に限定されなくなる。さらに、簡易な貼合工程となるので、加飾成形品の生産効率が向上する。
（１）前記加飾対象物に対して余端部が生ずるように前記塗装代替フィルムを貼合する工程
（２）前記ガードフィルム越しに光を照射し、前記光硬化性樹脂層を硬化させる工程
（３）前記光硬化性樹脂層が硬化した後に、前記ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳの関係により、前記加飾対象物に貼合された加飾層に対して前記ガードフィルムを剥離するとともに、前記余端部を除去する工程
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は塗装代替フィルム１の部分拡大断面図である。塗装代替フィルム１は、表面側から順にガードフィルム２と、このガードフィルム２寄りに形成された（本実施形態ではガードフィルム２に接面する）光硬化性樹脂層４を含む加飾層３とを備えている。加飾層３は、表面側から順に、前記光硬化性樹脂層４と、着色層５と、接着層６とを有した三層構造からなる。
【００１３】
ガードフィルム２は、主に加飾対象物Ｓ（図２）に貼合する前の工程において加飾層３を保護する機能を担うものであり、後記するように貼合後は剥離除去される部材である。このガードフィルム２の材質を選択するにあたっては、以下のような点を考慮する必要がある。
（１）光硬化性樹脂層４の形成時（塗布時）においてその光硬化性樹脂内に含まれる溶剤によってクラックを生じることがないよう、耐溶剤性に優れること。
（２）ガードフィルム２越しに光硬化性樹脂層４を光硬化させ得るだけの透明性を有していること。
（３）加飾対象物Ｓが、図２に示すような曲面部を有していたり、深絞り形状を呈している場合であっても、その形状に充分に追従可能となるだけの伸び率を有すること。
（４）良好な剥離性を有すること。
【００１４】
以上のような要件を満足するフィルムとして、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや無延伸ポリプロピレンフィルムが好適である。また、そのフィルム厚は、薄すぎると取り扱いの便宜性に欠け、厚すぎると成形性が低下することから、５０〜３００μｍの範囲とすることが好ましい。なお、場合によっては、ガードフィルム２として、無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや無延伸ポリプロピレンフィルムを組み合わせたラミネートフィルムを用いることも可能である。
【００１５】
光硬化性樹脂層４を形成する光硬化性樹脂として、例えばアクリルポリマー、ウレタンオリゴマー、エラストマー成分及び光重合開始剤の混合物等を挙げることができる。この混合物は紫外線を吸収することにより連続的に重合を開始し、アクリルベースの樹脂塗膜を形成するものである。光硬化性樹脂層４は、ガードフィルム２の除去後は最表層となることから、硬化後において充分な耐磨耗性と耐薬品性を有していることが重要であり、この点からも前記した樹脂は有効である。このように、硬化後において充分な耐磨耗性と耐薬品性を有する光硬化性樹脂層４とすることで、別途に保護膜を形成する必要がなく、経済的な塗装代替フィルム１とすることができる。
【００１６】
なお、光硬化性樹脂層４の光硬化後の伸び率に関しては、図４に示すように、加飾層３をテストピースとし、そのテストピース幅を２５ｍｍ、長手方向の引張り速度を５０ｍｍ／ｍｉｎとした引張り試験において、破断するまでの伸び率（最大破断伸び率）が５％〜１０％となるように調整することが好ましい。この理由については後記する。
【００１７】
着色層５は塗装代替となる着色部を有した層であって、その材質としては、例えばポリウレタン系樹脂をバインダーとし、任意の色に調色した顔料や染料等を着色剤として含有する着色塗料が挙げられる。また、接着層６を形成する接着剤については、加飾対象物Ｓの材質に対応させて適宜に選択可能であり、例としてエポキシ基やウレタン基を含む有機材料を用いることができる。
【００１８】
以上の層構成からなる塗装代替フィルム１の製造方法は特に限定されるものではないが、例えばロールコータやナイフコータ、コンマコータなどの公知のコーティング装置を用いて、ガードフィルム２に対して、光硬化性樹脂層４、着色層５、接着層６を構成する各樹脂剤をその順序で塗布することにより、経済的に製造できる。
【００１９】
さて、本発明は、塗装代替フィルム１において、加飾対象物Ｓと加飾層３（具体的には接着層６）との密着強度ＡＳ１と、ガードフィルム２と加飾層３（具体的には光硬化性樹脂層４）との密着強度ＡＳ２と、加飾層３の破断強度ＴＳとが、「ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳ」なる関係を有することを主な特徴とする。破断強度ＴＳとは、加飾層３に対して面方向に引張力が作用した際に加飾層３全体が破断するときに要した強度をいう。これら各強度ＡＳ１、ＡＳ２，ＴＳの単位は勿論、「単位面積当たりの力」である。
【００２０】
本発明者は、前記密着強度ＡＳ１，ＡＳ２の関係については、図５に示すように、塗装代替フィルム１の面方向を剪断方向とする剪断剥離試験によりその確認を行った。本剪断剥離試験は、テストピース幅を２５ｍｍとし、また、ガードフィルム２と加飾対象物Ｓとの剪断方向の重なり代を２５ｍｍとして、ガードフィルム２を引張り速度を５０ｍｍ／ｍｉｎにて引っ張るものである。また、破断強度ＴＳについては、前記したように、図４に示した引張り試験（加飾層破断強度試験）により求めた。
【００２１】
両試験を実施したところ、破断強度ＴＳの値が１９．６ＫＰａ、密着強度ＡＳ２の値が１１８ＫＰａ、という結果が得られた。そして、加飾対象物Ｓと加飾層３との間において、剥離、破壊、ズレ、シワ等が生じなかったことから、密着強度ＡＳ１については、少なくとも１１８ＫＰａよりも大きい密着強度を有していることが判明した。以上により、塗装代替フィルム１は、「ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳ」なる関係を有していることが確認された。
【００２２】
また、「ＡＳ２＞ＴＳ」の関係を成立させるためには、加飾層３全体の膜厚を１００μｍ以下にすると、良好な結果が得られることも判明した。ガードフィルム２と加飾層３（つまり、光硬化性樹脂層４）との密着強度ＡＳ２は、主として両者が真空密着をもって接面することで生じる強度であり、この密着強度ＡＳ２の値を調整することは比較的難しい。そこで、破断強度ＴＳ側にて調整するに当たり、加飾層３全体の膜厚を１００μｍ以下にすることで、「ＡＳ２＞ＴＳ」の関係を容易に成立でき、製品のばらつき精度の点についても充分に対応可能であることが判明した。
【００２３】
以下、塗装代替フィルム１を加飾対象物Ｓに貼合する手順について説明する。なお、加飾対象物Ｓとしては、自動車の外装部品、例えば、バンパ等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００２４】
先ず、塗装代替フィルム１を例えば真空成形法等により加飾対象物Ｓの表面に貼合する。特に、公知の両面吸引真空成形装置（図示せず）を用いると、意匠面に真空孔の痕が残らないため、良好な加飾製品が得られる。これにより、塗装代替フィルム１は、前記した密着強度ＡＳ１をもって加飾対象物Ｓに貼合される。また、塗装代替フィルム１を加飾対象物Ｓに貼合する際には、図３（ａ）に示すように、加飾対象物Ｓに貼合されない部位、つまり加飾対象物Ｓの端部からはみ出した余端部１ａを有するように貼合する。
【００２５】
次いで、ガードフィルム２越しに紫外線を照射し、光硬化性樹脂層４を硬化させる。光硬化性樹脂層４が硬化したら、図３（ｂ）に示すようにガードフィルム２を剥離する。「ＡＳ１＞ＡＳ２」の関係により、加飾層３は加飾対象物Ｓに貼合された状態であり、ガードフィルム２のみが剥離されることとなる。また、加飾層３には密着強度ＡＳ１が作用しているため、加飾対象物Ｓに貼合されている部位に関しては、ガードフィルム２の剥離によって破断が生じることがない。
【００２６】
そして、図３（ｃ）に示すように、ガードフィルム２の剥離が加飾対象物Ｓの端部に達した時点において、余端部１ａは、加飾対象物Ｓに対して密着強度ＡＳ１を有さないことから、「ＡＳ２＞ＴＳ」の関係により、加飾対象物Ｓの端部で破断することとなり、ガードフィルム２とともに除去される。これにより、別工程で何ら余端部１ａのトリミング作業を必要とせず、ガードフィルム２の剥離動作に伴って端部が自動的にトリミングされる加飾成形品を得ることができる。
【００２７】
なお、光硬化性樹脂層４の光硬化後の伸び率に関して、前記したように５％〜１０％の範囲に設定すると、以下に示す理由により有効である。伸び率が５％未満の場合、加飾対象物Ｓに貼合した際、加飾対象物Ｓの変形（気温変化による膨張や収縮等）に追従できずに塗膜割れが生じやすくなり、また、伸び率が１０％よりも大きい場合には、ガードフィルム２の剥離時に加飾層３全体が伸びやすくなり、その結果、前記余端部１ａが除去された際にバリ状の破断面が残り、平滑なトリミング端面が得にくくなる。このような問題に対して光硬化性樹脂層４の光硬化後の伸び率を５％〜１０％の範囲とすることで品質上、満足のいく塗装代替フィルム１とすることができる。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、各構成要素のレイアウトや形状等は、図面に記載したものに限定されず、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。また、加飾対象物Ｓとしては、自動車の部品等に限られることなく、船舶や家電製品、オーディオ製品、建設部材、鋼板製品等が適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る塗装代替フィルムによれば、加飾対象物と加飾層との密着強度ＡＳ１と、ガードフィルムと加飾層との密着強度ＡＳ２と、加飾層の破断強度ＴＳとが、「ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳ」なる関係を有するため、加飾対象物の端部において、ガードフィルムの剥離動作に伴ってフィルムのトリミングを行うことができる。したがって、別途にトリミング工程を要する必要がないため、加飾対象物に貼合するに当たり、経済的な塗装代替フィルムとなる。また、既成の加飾対象物に塗装代替フィルムを貼合することができるので、加飾対象物の成形工程と塗装代替フィルムの被着工程とを独立して設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装代替フィルムの部分拡大断面図である。
【図２】塗装代替フィルムと加飾対象物との関係を示す説明図である。
【図３】塗装代替フィルムの作用を示す断面説明図であり、（ａ）はガードフィルムを剥離する前の状態、（ｂ）はガードフィルムを剥離した状態、（ｃ）はガードフィルムとともに余端部を除去した状態を示す。
【図４】加飾層の破断強度の試験方法を示す概略説明図である。
【図５】剪断剥離の試験方法を示す概略説明図である。
【図６】従来の塗装代替フィルムの被着工程を示す概略説明図である。
【符号の説明】
Ｓ加飾対象物
１塗装代替フィルム
１ａ余端部
２ガードフィルム
３加飾層
４光硬化性樹脂層
５着色層
６接着層

Claims

加飾対象物に塗装代替として貼合され、表面側から順にガードフィルムと、該ガードフィルム寄りに形成された光硬化性樹脂層を含む加飾層とを備えた塗装代替フィルムであって、
前記加飾対象物と前記加飾層との密着強度ＡＳ１と、前記ガードフィルムと前記加飾層との密着強度ＡＳ２と、前記加飾層の破断強度ＴＳとが、
ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳ
の関係を有することを特徴とする塗装代替フィルム。
前記光硬化性樹脂層は、硬化後の伸び率が５〜１０％であることを特徴とする請求項１に記載の塗装代替フィルム。
請求項１又は請求項２に記載の塗装代替フィルムを加飾対象物に貼合するに当たり、以下の工程をその順序で行うことを特徴とする塗装代替フィルムの貼合方法。
（１）前記加飾対象物に対して余端部が生ずるように前記塗装代替フィルムを貼合する工程
（２）前記ガードフィルム越しに光を照射し、前記光硬化性樹脂層を硬化させる工程
（３）前記光硬化性樹脂層が硬化した後に、前記ＡＳ１＞ＡＳ２＞ＴＳの関係により、前記加飾対象物に貼合された加飾層に対して前記ガードフィルムを剥離するとともに、前記余端部を除去する工程