JP2012030478A

JP2012030478A - 加飾体、及び加飾体の製造方法

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Publication number: JP2012030478A
Application number: JP2010171834A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takahashi; 大高橋
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP5710170B2

Abstract

【課題】電子機器等の動作に影響を及ぼすことのない材料を用いながら、金属的な光沢と所望の色とを有した美麗な外観を得ることのできる加飾体、及び加飾体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の加飾体は、透光性を有する基材の表側となる面の上に設けられる金属酸化物の誘電体薄膜からなる反射増加膜層と、前記基材の一方の面に設けられる色濃度勾配を有するグラデーション状の着色層と、反射増加膜層が形成される側と反対の基材面上には遮光用の下地層とが形成されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器、特に携帯電話機等の意匠性が重視される筐体に用いられる加飾体、及び加飾体の製造方法に関する。

従来、携帯電話機や他の電子機器等の意匠性が重視される筐体に対して美観を高めるために、その表面に金属的な光沢（メタリック感）を持たせる技術が知られている。このような技術としては基材フィルムに所望の色をプリンタを用いて印刷により形成した有色樹脂層と、金属薄膜層とを有した加飾シートを形成し、この加飾シートを用いてインサート成形により加飾シート成形体を得て、金属光沢を有する樹脂成形体を得る方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−２５５６６６号公報

しかしながら、特許文献１のように金属光沢を付与するために導電性の金属薄膜層を形成すると、携帯電話機や他の電子機器等の動作不良を招き易くなる。特に携帯電話機のようにアンテナを用いて送受信を行うような機器の場合には受信感度が低下する等の問題が生じやすい。また、従来には見られないデザイン性を持った外観が求められている。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、電子機器等の動作に影響を及ぼすことのない材料を用いながら、金属的な光沢と所望の色とを有した美麗な外観を得ることのできる加飾体、及び加飾体の製造方法を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の加飾体は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）透光性を有する基材の表側となる面の上に設けられる金属酸化物の誘電体薄膜からなる反射増加膜層と、前記基材の一方の面に設けられる色濃度勾配を有するグラデーション状の着色層と、が形成されてなることを特徴とする。
（２）（１）の加飾体において、前記反射増加膜層は前記基材の屈折率に対して高い屈折率を持つ薄膜と相対的に低い屈折率を持つ薄膜とが交互に積層されてなることを特徴とする。
（３）（２）の加飾体において、前記反射増加膜層と前記基材との間、または前記下地層と前記基材との間にはハードコート層が形成されていることを特徴とする。
（４）（３）の加飾体において、前記グラデーション状の着色層の色は黒色であることを特徴とする。
（５）（４）の加飾体において、前記グラデーション状の着色層は前記基材の一方の面に昇華性染料の定着により染色されることにより形成されていることを特徴とする。
（６）（１）乃至（５）に何れか記載の加飾体において、さらに前記反射増加膜層が形成される側と反対の基材面上には遮光用の下地層が形成されていることを特徴とする加飾体。
（７）加飾体の製造方法において、透光性を有する基材の片面に色濃度勾配を有するグラデーション状の着色層を形成する第１ステップと、前記基材の表側となる面上に反射増加膜層を形成する第２ステップと、前記反射増加膜層が形成される側と反対の基材面上に遮光用の下地層を形成する第３ステップと、を有することを特徴とする。
（８）（７）の加飾体の製造方法において、前記下地層は白色にて形成し、前記着色層は黒色のグラデーションにて形成することを特徴とする。

本発明によれば、電子機器等の動作に影響を及ぼすことのない材料を用いながら、金属的な光沢と所望の色とを有した美麗な外観を得ることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は本実施形態の加飾体の例を示した模式図である。

図示する加飾体１０は、ベースとなる基材１に着色層２、反射増加膜層３、下地層４が形成されてなる。基材１としては、ある程度の耐熱性を有し透明の樹脂フィルムを好適に用いることができる。具体的にはポリエチレンテレフタラート，ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂や、ポリイミド、ポリエポキシ等の熱硬化性樹脂を使用することが可能である。また、基材１の厚さは、フィルムとして用いる場合、好ましくは０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度である。また基板として用いる場合には、１．０ｍｍより厚く、５．０ｍｍ以下程度である。基材フィルムを加飾体として用いる場合には、例えば携帯電話機や他の電子機器等の外形形態に成形加工された筐体に張り合わせたり、所定の型枠にフィルムを置いた状態で樹脂を流し込み、インサート成形によりフィルムと筐体とを一体的に成形することができる。また基板を加飾体として使用する場合には、加飾体とされた基板を外形形態に成形加工された筐体自体として用いればよい。

着色層２は基材１の片面を着色することにより形成される層である。着色される面は基材１の表面、裏面のどちらでも良いが、本実施形態では基材１の裏面側に着色層２を形成するものとしている。また、本実施形態では図２に示すように基材１の片面に所望の色にて濃度勾配を有するように形成されたグラデーション状の着色層２を形成するものとしている。このような着色層２は、例えば、染色、印刷、塗装により形成することができる。着色層２の色は種々の色を用いることができるが、後述する反射増加膜層による反射光の色を好適に強調させるためには黒色の着色層であることが好ましい。なお、本実施形態では気相転写染色方法を用いて昇華性を有する染料を基材１に蒸着させた後、加熱により定着させて染色を行い着色層２を形成するものとしている。

次に本実施形態における基材１を着色する方法について説明する。図３は気相転写染色方法の工程の概略を示した模式図である。気相転写染色用インク３種類（赤、青、黄）を市販のインクジェットプリンタ用のインクカートリッジ４１にそれぞれ入れ、図示するインクジェットプリンタ４０（以後、プリンタと記す）にこのカートリッジを装着する。プリンタ４０は市販のものが使用可能である。なお、気相転写染色用インクに用いられる染料としては、キノフタロン系やアントラキノン系等の昇華性染料が好適に用いられる。

次に、このプリンタ４０を使用して所望の色をプリントさせるために、市販されているパーソナルコンピュータ５０（以下ＰＣという）を使用して、印刷される色相及び濃度の調製を行う。色相の調製はＰＣ５０のドローソフトにより行うため、所望する色データをＰＣ５０内に保存しておくことができ、必要になったときに何度でも同じ色調が得られるようになっている。また、色の濃淡もデジタル管理されるため、必要なときに何回でも同じ濃度の色を所望することができる。

昇華性染料を印刷する基体には、市販のプリンタ用紙が使用可能である。基体１００はプリンタ用紙に限らずプリンタ４０にて印刷可能なものであれば特に限定されないが、気相転写時に熱を加えるため、熱吸収のよいものを使用することが好ましい。また、本実施形態ではインクジェットプリンタを用いているが、これに限るものではなく、例えばレーザプリンタ等の昇華性染料を所定の基体に塗布することのできる印刷手段であればよい。

プリンタ４０に基体１００を入れ、ＰＣ５０の操作により、予め設定しておいた色相及び濃度にてグラデーション状の印刷を行う。印刷された基体１００には染色用インクが塗布されたグラデーション状の着色層１００ａが印刷される。

次に着色された基体１００を用いて気相転写染色法により基材１を染色する。気相転写染色法は、昇華性染料が塗布された基体を真空雰囲気中にて加熱し、染料を昇華させ対向する基材１に蒸着させた後、基材１を所定温度で加熱することにより染料を定着させ染色を行うものである。初めに着色された基体１００と基材１を真空気相転写機本体２０内に設置して着色層１００ａの昇華性染料を基材１に蒸着させる。２０は真空気相転写機本体であり、正面には基体１００や基材フィルム１を出し入れするための図示無き取出し口が設けられている。２１は基体１００に形成された着色層１００ａの染料を昇華させるための加熱手段となるハロゲンランプである。なお、本実施形態では加熱手段としてハロゲンランプを用いているが、これに限るものではなく、基体を加熱することができるものであればよい。２２はロータリーポンプであり、本体２０内をほぼ真空にさせるために使用する。２３はリークバルブであり、このバルブを開くことでほぼ真空になった本体２０内に外気を入れ大気圧に戻すものである。

３０は基体１００と基材１とをセットするための治具である。治具３０は基材１を載置するための載置台と基体１００を載置するための基体載置台からなる。基材１の染色予定面と基体１００の着色層１００ａ側の面とを非接触にて対向させた状態にて治具３０にセットした後、本体２０を密封してロータリーポンプ２２を用いて真空状態にする。本体２０が所定の真空度に達したらハロゲンランプ２１を点灯させ、基体１００を上方から非接触にて加熱する。基体１００上での加熱温度は染料の変質やフィルムの変形が生じない中で、できるだけ高い温度になるようにすることが好ましい。

ハロゲンランプ２１の点灯により基体１００が加熱されるため、着色層１００ａより染料が昇華、蒸散し、基材１の染色予定面に蒸着する。ハロゲンランプ２１の点灯による基体１００への加熱は着色層１００ａ上の染料が殆ど昇華、蒸散するまで行えばよい。

加熱が終了したら、ハロゲンランプ２１の点灯を止めるとともにリークバルブ２２を開いて常圧に戻し、本体２０の扉を開け染料が蒸着した基材１を取り出す。基材１には昇華した染料が蒸着しているが、このままでは取れやすいので、オーブン６０に入れ、常圧下にて加熱し定着させる。この工程は基材１の耐熱温度以下で、できるだけ高温に設定された温度にオーブン内を加熱し、所望の色相及び濃度を得るために予め定めておいた時間が経過した後にオーブン内から基材１を取り出すといった手順で実行される。オーブン６０の加熱温度は染料の変質やフィルムの変形が生じない範囲でできるだけ高い温度が好ましく、例えば、加熱温度は５０〜１５０℃程度である。オーブン６０によって所定時間加熱されることによって、基材１に蒸着した染料は定着してグラデーション状の着色層２を形成し、基材１の片面が所望の色にて濃く染色された部分から全く染色されていない部分にかけて徐々に薄くなるような濃度勾配を有した状態で染色されることとなる。

図１に示す反射増加膜層３は、基材１の表側となる面上に形成される。反射増加膜層３は金属酸化物の誘電体薄膜を１層、または２層以上形成することによって構成され、透過性を有しつつ、基材１の表側から入射される光を反射して金属的な光沢を生じさせるための層である。なお、一般的に用いられる透明基板の両面合わせた反射率は数％程度とされている。したがって、これ以上の反射率を得られれば反射増加膜として効果があるとされる。このため、反射増加膜層３による反射率は可視域において１０％〜８０％程度が得られる膜構成であればよい。反射率が８０％を超えるような膜構成を形成することも可能であるが、薄膜の積層数を増加させる必要があるため、生産性が悪くなる。

このような反射増加膜層３を構成する薄膜は、使用する基材１の種類（材料）に応じて適宜選択されるが、基材１の屈折率よりも高い屈折率を持つ薄膜と、基材１の屈折率よりも低い屈折率（または高屈折率の薄膜に対して相対的に低い屈折率）を持つ薄膜とを用いて、これらの薄膜を基材１上に単層、もしくは交互に積層することにより反射増加膜層３が形成される。なお、基材１上に最初に形成される薄膜は高屈折率の薄膜となる。１層のみ形成する場合も高屈折率の薄膜を形成させる。このような高屈折率の薄膜は、屈折率１．５０〜２．５０程度の範囲のものが使用される。具体的には高屈折率の薄膜の主成分には、ＺｒＯ₂（屈折率１．９）や、ＴｉＯ₂（屈折率２．２）等の金属酸化物が挙げられる。また、これ以外にもＴａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅を用いてもよい。また、低屈折率の薄膜は、屈折率１．３５〜１．６０程度の範囲のものが使用され、具体的に低屈折率の薄膜の主成分にはＳｉＯ₂（屈折率１．４６）等の金属酸化物挙げられる。これらの高屈折率及び低屈折率の薄膜は、所望する反射増加効果が得られるために必要な膜厚であればよい。なお、より好ましくは、特定の波長域の光を特に反射させるように各誘電体薄膜の膜厚を調整することにより、反射増加膜層３による反射光に特定の色を付することができ、より美麗な金属光沢のある外観を表現させることが可能である。
なお、本実施形態では、高屈折率の薄膜としてＴｉＯ₂を用い、低屈折率の薄膜としてＳｉＯ₂を用いるものとし、基材１に形成された着色層２上に高屈折率の薄膜を、その上に低屈折率の薄膜を形成し、これを交互に３層積層させることにより反射増加膜３を形成する。このような薄膜の形成は、真空蒸着法やスパッタ法等、の既知の薄膜形成手法により行うことができる。

また、反射増加膜層３が形成される基材１の面と反対側の面（裏面）には下地層４が形成される。下地層６は印刷等により白色の裏打ちを行うことにより形成され、着色層２と反射増加膜層３によるデザイン色を際立たせるものである。このような工程を得ることによって金属光沢を有した加飾体１０が得られることとなる。なお、下地層４は反射増加膜層３及び着色層２によって得られる装飾的要素をより際立たせるために形成されるものであるため、必要に応じて形成されていればよい。

このような加飾体１０は、反射増加膜層３による反射光色によって所定の色合いを有した金属的な光沢が得られるが、この際、着色層２のグラデーション部分にて反射光色が強調される。一方、着色層２におけるグラデーションの無色部分（着色されていない部分）では下地層４の影響を受けるため、反射増加膜層３の反射色よりも下地層４による拡散反射の色が視感的に強調される。その結果、着色層２の着色部分（グラデーション状）と無色部分とにおける反射色の見え方の違いにより、グラデーション状に反射光色が視感的に得られることとなる。

前述したように、加飾体１０がシート状のものであれば、例えば携帯電話機や他の電子機器等の外形形態に成形加工された筐体に張り合わせたり、所定の型枠にフィルムを置いた状態で樹脂を流し込み、インサート成形によりフィルムと筐体とを一体的に成形することで加飾成形体を得ることができる。また、フィルムよりも厚い基板を加飾体とした場合には、加飾体とされた基板自体を外形形態に成形加工された加飾成形体として用いればよい。

また、本実施形態では得られる加飾体の耐久性を向上させるためにハードコートを行ってもよい。ハードコート層は反射増加膜層３と基材１との間、または下地層４と着色層２との間に形成されればよい。ハードコート材料としては、ウレタン樹脂やアクリル樹脂を主成分とする有機系材料や、シラン化合物を主成分とするシリコン系の材料等のハードコート材料として既存の材料を用いることができる。ハードコート材料の基材１への塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート等、既知の塗工方法を用いることができ、ハードコートの硬化は熱硬化型、紫外線硬化型の何れでもよい。

なお、本実施形態では基材１の一方の面上に反射増加膜層を形成し、他方の面に着色層を形成するものとしているが、これに限るものではない。基材１の一方の面のみに反射増加膜層と着色層とを形成した例を第２の実施形態として図４に示す。なお、各構成要素は図１に示す構成要素と同機能を有するため同符号を付してある。図示するように、基材１の表側となる面に着色層２を形成し、さらにその上に上述した反射増加膜層３を形成する。また、下地層４は基材１の裏面となる側に形成される。このような構成により得られる加飾体１０´は、図１に示した加飾体１０と同様に美麗な金属光沢を有する。

＜実施例１＞
基材として、Ａ４サイズ，厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタラートのフィルムを用いた。図１に示す構成にて反射増加膜層、着色層、下地層を形成した。着色層は基材の片面に気相転写染色法を用いて染色を行うことにより形成した。市販のパーソナルコンピュータに附属のドローソフトを使用して、黒色が得られるように赤、青、黄のインクの出力量を設定し、プリンターを用いてＡ４サイズのプリンタ用紙に黒色でグラデーション状の色濃度となるように出力を行った。使用したインクはアントラキノン系昇華性染料を含有する（株）ニデック製、Red NK-1，Yellow NK-１，Blue NK-１を用いた。

前述した真空気相転写機を用いて、インク塗布済の紙から基材フィルムへ染料を昇華させ蒸着を行った。蒸着条件としては、真空度0.2ｋPa、加熱温度は紙上にて２３０℃となるまでハロゲンランプを点灯させた。片面に染料が蒸着したフィルムをオーブン（ヤマト科学（株）製、DKN612）にて約１２０℃、２時間の加熱を行い染料の定着作業を行った。

次に、真空蒸着機を用いて染色された基材フィルムの染色面とは反対側の面に反射増加膜層を形成した。反射増加膜は面側より順に光学膜厚２０ｎｍのＴｉＯ₂膜，１２５ｎｍのＳｉＯ₂膜，１２５ｎｍのＴｉＯ₂膜を形成し、反射増加膜を形成した。次に染色面側に白色の塗料を用いてスクリーン印刷により下地層を形成し、加飾体を得た。得られた加飾体付き成形体を反射増加膜側から目視にて観察したところ、メタリック感のある美麗な外観であった。

本実施形態における加飾体の構成を示した模式図である。基材上にグラデーション状の着色層を形成した状態を示した模式図である。気相転写染色方法を用いて基材を染色するための工程の概略を示した模式図である。第２の実施形態における加飾体の構成を示した模式図である。

１基材
２着色層
３反射増加膜層
４下地層
１０加飾体

Claims

透光性を有する基材の表側となる面の上に設けられる金属酸化物の誘電体薄膜からなる反射増加膜層と、前記基材の一方の面に設けられる色濃度勾配を有するグラデーション状の着色層と、が形成されてなることを特徴とする加飾体。
請求項１の加飾体において、前記反射増加膜層は前記基材の屈折率に対して高い屈折率を持つ薄膜と相対的に低い屈折率を持つ薄膜とが交互に積層されてなることを特徴とする加飾体。
請求項２の加飾体において、前記反射増加膜層と前記基材との間、または前記下地層と前記基材との間にはハードコート層が形成されていることを特徴とする加飾体。
請求項３の加飾体において、前記グラデーション状の着色層の色は黒色であることを特徴とする加飾体。
請求項４の加飾体において、前記グラデーション状の着色層は前記基材の一方の面に昇華性染料の定着により染色されることにより形成されていることを特徴とする加飾体。
請求項１乃至請求項５に何れか記載の加飾体において、さらに前記反射増加膜層が形成される側と反対の基材面上には遮光用の下地層が形成されていることを特徴とする加飾体。
透光性を有する基材の片面に色濃度勾配を有するグラデーション状の着色層を形成する第１ステップと、前記基材の表側となる面上に反射増加膜層を形成する第２ステップと、前記反射増加膜層が形成される側と反対の基材面上に遮光用の下地層を形成する第３ステップと、を有することを特徴とする加飾体の製造方法。
請求項７の加飾体の製造方法において、前記下地層は白色にて形成し、前記着色層は黒色のグラデーションにて形成することを特徴とする加飾体の製造方法。