JP2013132827A - 転写用フィルム及びその基材フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルム表面にヘアラインのような微細な凹凸形状を容易に形成できるようにすること。
【解決手段】 この転写用フィルム１００は、表面に所定の凹パターン６が形成された基材フィルム１と、基材フィルム１の下層に設けた剥離層２と、剥離層２の下層にインクジェット印刷等により形成した加飾印刷層３と、加飾印刷層３の下層に設けた接着層４とからなる。剥離層２及び加飾印刷層３からなる転写層５を仮硬化した状態で転写用フィルム１００を製品の曲面に貼り付ける。転写層５は仮硬化状態で伸展性が高く基材フィルム１に追従して変形するので、転写用フィルム１００を確実に製品表面に貼り付けられる。そして、基材フィルム１を剥離すると凹パターン６に対応した凸パターン７が剥離層２の表面に形成される。このようにすれば、製品Ｓの表面に微細凹凸形状を容易に形成でき、より加飾性を高められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品の表面に対してフィルムを転写して加飾を行うための転写用フィルム及びその基材フィルムに関するものである。

従来から、印刷したフィルムを貼り付けて素材を加飾するＩＭＤ（In-Mold Decoration）技術が知られている。図６は、特許文献１に開示されたＩＭＤによる加飾方法を示す説明図である。この加飾方法では、透明な合成樹脂製のフィルム５０１に、紫外線硬化型のインクを用いた加飾印刷層５０２が積層形成され、更に、白色押さえ層５０３及びバインダー層５０４が積層形成される。そして、当該バインダー層５０４を介して製品Ｓである樹脂成形体の表面に転写用フィルム５００が熱圧着される。

特開２００８−２７２９４６号公報

近年、ＩＭＤ技術により加飾した製品に対して更なる加飾性が要求されており、例えばフィルムの表面に凹凸を形成するような加飾も提案されている。しかしながら、フィルムの表面にインクジェット印刷により凹凸を形成する場合、例えばヘアラインのような微細凹凸を形成することは極めて難しいという問題点がある。

そこで、この発明の目的は、フィルム表面に微細な凹凸形状を容易に形成できるようにすることにある。

第１の発明に係る転写用フィルムは、基材フィルムの表面に製品表面を加飾する転写層を備えた転写用フィルムであって、前記基材フィルムが、前記転写層との界面に沿って剥離可能な離型性を有すると共にその表面に厚さ方向の凹凸が形成され、且つ、伸展性を有する樹脂からなることを特徴とする。

転写用フィルムを製品の表面に貼り付け、前記基材フィルムを前記界面に沿って転写層から剥離させると、当該転写層の表面に基材フィルムの凹凸に対応する凹凸が転写される。これにより、製品表面に凹凸形状の加飾を容易に施すことができる。また、基材フィルムは伸展性を有するので、曲面を有する製品であっても当該転写用フィルムを確実に貼り付けて容易に剥離できるので、きれいな加飾ができるようになる。また、曲面への転写剥離後であっても上記基材フィルムを再利用できるので、例えばヘアラインのような微小凹凸形状を有する高価な基材フィルムを有効利用できる。なお、前記転写層は、ハードコート層を兼用した剥離層とインクジェットによる加飾印刷層との組み合わせから構成されても良いし、無色又は着色した剥離層のみから構成されても良いし、インクジェットによる加飾印刷層のみから構成されても良い。また、前記基材フィルムは、紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂に対して離型性が高いとされる材料により形成するか又は離型性を改善できる表面改質を施したものとする。

第２の発明に係る転写用フィルムは、第１の発明において、更に、前記転写層は、前記基材フィルムとの界面に沿って剥離可能な剥離層と、当該剥離層の下層に設けた加飾層とからなることを特徴とする。

剥離層を設けることで基材フィルムと剥離層との界面で当該基材フィルムをきれいに剥離できる。このため、基材フィルムの凹凸形状が目論見通りにきれいに転写される。また、剥離層の下層の加飾層が剥離層を通じて見える。このため、製品の加飾性がより向上する。

第３の発明に係る転写用フィルムは、第１又は第２の発明において、更に、前記転写層は、仮硬化状態であることを特徴とする。

仮硬化状態の樹脂は本硬化の状態よりも伸展性が高いため、その結果、転写用フィルム全体の伸展性が向上する。転写層の本硬化前に転写用フィルムを製品の表面に貼り付けるようにすれば、曲面を有する製品であっても、転写用フィルムが柔軟に変形して確実に貼り付けられる。貼り付け後、転写層を本硬化させてから前記基材フィルムを剥離することで、凹凸形状のきれいな加飾が実現できる。

第４の発明に係る転写用フィルムは、第１から第３のいずれかの発明において、更に、前記基材フィルムは、オレフィン系樹脂からなることを特徴とする。

即ち、基材フィルム自体をオレフィン系の樹脂により形成することで高い離型性が得られる。このため、転写層との剥離性が高くなり、基材フィルムの凹凸形状が目論見通りにきれいに転写される。

第５の発明に係る転写用フィルムの基材フィルムは、製品表面を加飾する転写層を形成する基材フィルムであって、前記基材フィルムが、前記転写層との界面に沿って剥離可能な離型性を有すると共にその表面に厚さ方向の凹凸が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、基材フィルムの凹凸を転写層に形成することで、製品の表面に高い加飾性を与えることができ、例えばヘアラインのような微細な凹凸形状も効率的に形成できるようになる。

この発明の実施の形態１に係る転写用フィルムの構造を示す断面図である。 転写用フィルムの曲面への貼り付け例を示す説明図である。 基材フィルムの製造方法の一例を示す説明図である。 基材フィルムの製造方法の別の例を示す説明図である。 基材フィルムの製造方法の別の例を示す説明図である。 従来のＩＭＤによる加飾方法の一例を示す説明図である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る転写用フィルムの構造を示す断面図であり、（ａ）は基材フィルムの剥離前の状態、（ｂ）は転写用フィルムを製品Ｓ表面に貼り付け、基材フィルム１を剥離した状態を示す。この転写用フィルム１００は、表面に所定の凹パターン６が形成された基材フィルム１と、基材フィルム１の下層に設けたハードコート層（保護層）を兼用した剥離層２と、剥離層２の下層にインクジェット印刷等により形成した加飾印刷層３と、加飾印刷層３の下層に設けた接着層４とからなる。製品Ｓには、接着層４を介して前記剥離層２と加飾印刷層３が貼り付けられて前記基材フィルム１の凹パターン６が転写された凸パターン７が形成されることから、この剥離層２及び加飾印刷層３を転写層５という。

基材フィルム１は、剥離性の高いオレフィン系の樹脂からなり（詳細は後述）、その表面の前記凹パターン６は、基材フィルム１の厚み方向に形成される。この凹パターン６には、断面がＶ字形状や逆台形等も含まれるものとする。なお、基材フィルム１表面の凹パターン６以外の部分は凸パターン７として観念できるが、以下では便宜のため基材フィルム１表面の凹凸形状は凹パターン６として説明する。

剥離層２には、透明の紫外線硬化型（ＵＶ硬化型）の樹脂系材料が用いられる。特に、ハードコート層を兼用する場合、アクリレート系樹脂を用いる。具体的には、主成分がポリマー型アクリレートを用いるのが好ましい。ポリマー型アクリレートは、ドライヤーにより７０℃の温度で５分間加熱することで仮硬化が可能であり、その際の引張伸度（ＪＩＳ Ｋ７１２７）は約５０％である。なお、自然乾燥により仮硬化させても良い。仮硬化時の硬度は、鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４ 塗料一般試験法、塗膜の機械的性質、引っかき硬度（鉛筆法））でＦ程度となる。即ち、ポリマー型アクリレートは、仮硬化状態で鉛筆硬度がＦ程度であるため基材フィルム１に対して高い剥離性を有し、且つ、引張伸度も高いために転写用フィルム１００の伸展性若しくは伸展性を高くできる。

剥離層２の紫外線による本硬化は、高圧水銀ランプ（８０Ｗ／ｃｍ）により５００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー条件により行う。高圧水銀ランプの主波長は３６５ｎｍであり、２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、４０５ｎｍ、４３６ｎｍの波長成分が強く出るので、ポリマー型アクリレートからなる剥離層２の硬化に好適である。

剥離層２の他の材料としては、ウレタンアクリレートを用いることができる。その他のアクリレート系樹脂としては、例えばウレタン系メタアクリレート、ビスフェノールＡ系、ビスフェノールＦ系、ビスフェノールＡＤ系、水添加型ビスフェノールＡ系、ダイマー酸変性系等からなるエポキシ系アクリレートまたはエポキシ系メタアクリレート、ポリエステル系アクリレート、ポリエステル系メタアクリレート、シリコーン系アクリレート、シリコーン系メタアクリレート、アルキッド系アクリレート、アルキッド系メタアクリレート等を用いることもできる。

この剥離層２は、コーター、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット等により形成される。剥離層２の厚さはバインダーを含んだ状態で１０μｍ〜５０μｍ程度、乾燥後の状態で５μｍ〜１５μｍである。

なお、上記では離型層２を仮硬化するようにしたが、離型層２の粘度や材料によっては仮硬化することなく高い伸展性を保持できる。係る場合は、上記仮硬化の工程を省略し、剥離層２の材料を印刷若しくは塗布したままで硬化前の剥離層２として使用できる。更に、剥離層２に対して加飾印刷層３を積層形成すれば、基材フィルム１と加飾印刷層３との間で剥離層２が保持されるので、仮硬化をしなくても転写フィルムのハンドリングを容易に行える。

加飾印刷層３は、紫外線硬化型のインクを用いてインクジェットにより描画された印刷描画層と、この印刷描画層の彩度を上げる白トナーをインクジェット印刷した白押さえ層とからなる。前記インクには、イソボルニルアクリレート（約５０重量％）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（約２０重量％）変性アミンアクリレートオリゴマー（約１０〜２５重量％）を主成分としたものを用いることで、高い引張伸度を得ることができる。加飾印刷層３の厚みは、５〜４０μｍが好ましく、２０〜３０μｍがより好ましい。なお、加飾印刷層３は、インクジェットの他、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷法、オフセット印刷法、熱転写印刷法等を用いて形成しても良い。なお、印刷デザインの内容によっては、白押さえ層は省略可能である。白押さえ層は、スクリーン印刷により形成しても良いし、白の樹脂層を積層して形成しても良い。

インクは、ＬＥＤによる紫外線照射を低エネルギーで行い、硬化させる。紫外線照射は、例えばインクジェットプリンターによる印刷時に行う。硬化の状態でインクの引張伸度は、１００％程度となる。なお、加飾印刷層３に用いる材料や粘度によっては、この時点で硬化させなくても良く、製品Ｓに対して貼り付けた後に上記条件の紫外線を照射して硬化させても良い。

接着層４には、例えば主要成分がシクロヘキサノンからなるものを用いる。その他、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などの樹脂を用いることもできる。接着層４の厚さは、貼り付ける製品Ｓの樹脂の種類により異なるが、一般的な厚さとしては５〜３０μｍ程度とする。

図１（ｂ）に示すように、この転写用フィルム１００は、接着層４を介して製品Ｓの表面に貼り付けられた後、基材フィルム１を剥離層２から剥がし、転写層５を本硬化させることで当該製品Ｓの表面に加飾を行う。剥離層２には、基材フィルム１の凹パターン６に対応した凸パターン７が形成されるので、基材フィルム１を剥離することで、製品Ｓの表面に所望の凸パターン７を有する加飾を行うことができる。凸パターン７は、例えば微細なライン等である。

製品Ｓへの貼り付けは、例えばＩＭＬ（In-Mold Lamination）技術により行う。ＩＭＬにおいては、転写用フィルム１００を所定の金型内に配置し、金型を閉じた状態で製品Ｓ表面に転写用フィルム１００を貼り付ける。なお、転写用フィルム１００の貼り付けには、ＩＭＬの他、ロール式又はアップダウン式の熱転写や真空プレス転写等を用いても良い。

特に、本発明に係る転写用フィルム１００を製品Ｓの湾曲部（又はコーナー部）に貼り付ける場合、前記基材フィルム１自体が伸展性を有すること及び前記転写層５が仮硬化状態で高い伸度を有することから、当該転写用フィルム１００が全体として高い柔軟性を持つことになる。換言すれば、転写層５が基材フィルム１よりも伸展性が高いため、基材フィルム１の変形や伸びに追従しやすくなるので、図２（ａ）に示すように、製品Ｓの湾曲部（又はコーナー部）に沿って転写用フィルム１００を無理なく貼り付けることができる。

そして、図２（ｂ）に示すように、基材フィルム１を剥離した後、転写層５に特定波長の紫外線を照射して本硬化させる。剥離層２は、本硬化によりハードコート層として機能する。紫外線の照射には、ＬＥＤ、水銀ランプ、メタルハライドランプ等を用いる。インクの硬化にはＬＥＤランプの主波長である３８０ｎｍ付近の紫外線照射が必要であり、剥離層２の硬化には大きなエネルギーが必要であるため高圧水銀ランプによる紫外線の照射が必要である。このため、ＬＥＤランプと高圧水銀ランプとにより同時に紫外線照射するのが好ましい。

また、基材フィルム１は伸展性を有するため、剥離層２からの剥離性が良く、また、剥離した後も再利用が可能である。基材フィルム１を再利用する際は、付着したゴミや剥離層２の成分等をクリーナー等で除去するのが好ましい。また、基材フィルム１は伸展性が高いことから曲面等で変形が加わっても、剥離の際に伸びながら剥がれるので、前記剥離層２を壊すことがない。特に、ヘアラインのような微細な凹凸の場合に有用である。また、剥離層２を本硬化させる前に基材フィルム１を剥離する場合、基材フィルム１自体が伸展性を備えていることは、剥離層２の損傷の防止の観点で有用である。

なお、基材フィルム１を剥離する前に、剥離層２を本硬化させても良い。基材フィルム１はＰＥ、ＰＰからなり、その厚さも５０μｍ〜１５０μｍ程度であるため紫外線を十分透過するため、基材フィルム１の上から紫外線を照射できる。

（基材フィルム１の製造方法）
図３は、基材フィルム１の製造方法の一例を示す説明図である。まず、図３（ａ）に示すように、金属製のローラー５１の表面に、剥離層２の表面に形成したい凸パターン５２をヘアライン加工機等により形成する。

続いて、図３（ｂ）に示すように、平面度の高いテーブル５３の上に基材フィルム１の素材５４を塗布する。基材フィルム１は、離型性の高いオレフィン系の樹脂からなる。例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ樹脂）、エチレン酢酸ビニール共重合樹脂（ＥＶＡ樹脂）、ポリオレフィン系軟質樹脂（ＴＰＯ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）等を挙げることができる。これらのオレフィン系樹脂の中でも、発明者らによる試作研究により、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ樹脂）が基材フィルム１として最も好ましい剥離性を持つことがわかった。なお、当該基材フィルム１の厚さは５０〜２５０μｍが好ましく、１００〜１８０μｍがより好ましい。

次に、図３（ｃ）に示すように、前記ローラー５１をテーブル５３に塗布した基材フィルム１の素材５４の上を転がし、ローラー面の凸パターン５２を基材フィルム１の凹パターン６として転写する。これにより、図３（ｄ）に示すように、所定の凹パターン６が基材フィルム１の表面に形成される。続いて、この凹パターン６を形成した基材フィルム１を架橋させ、図３（ｅ）に示すような所定の凹パターン６を有する基材フィルム１が完成する。

なお、図４に示すように、基材フィルム１の表面に離型層６１を形成しても良い。特に、離型性が若干劣るポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）を用いる際に有効である。離型性のある別の素材を積層すると前記凹パターン６が埋もれてしまうため、離型層６１はレーザ等による表面改質層として設けるのが好ましい。

転写層５は、本硬化前であれば平面方向に１．５〜２．０倍程度の高い伸展性を有するので、転写用フィルム全体の伸びは、基材フィルム１の伸びに依存することになる。上記の通り、基材フィルム１はＰＰ樹脂又はＰＥ樹脂が好適な材料であり、その厚さは例えば１４０μｍ程度であるから、２０〜３０％の引張伸度が期待できる。このため、転写用フィルム全体として高い伸展性が得られるので、製品Ｓの曲面やコーナー部に対して自然に貼り付けることができる。

以上の転写用フィルム１００によれば、基材フィルム１の凹パターン６に沿って剥離層２の表面に凸パターン７が形成されるので、微細な凸パターン７を簡単に表現できる。これにより、製品Ｓ表面に対して高いレベルの加飾が行えるようになる。また、転写用フィルム１００が高い伸展性を備えているので、製品Ｓの湾曲部分やコーナー部分にも自然に貼り付けが可能である。また、基材フィルム１は再利用できるので、転写用フィルム１００の生産効率が良くなる。

また、図５に示すように、上記加飾印刷層３を省略し、剥離層２に着色することで転写層６２を形成しても良い。これにより、剥離層２の表面の凸パターン７と着色による加飾が可能となる。この場合の着色剤としては、アルミニウム、クロム、ニッケル、錫、チタン、リン化鉄、銅、金、銀、真鍮などの金属、合金、又は金属化合物の鱗片状箔粉からなるメタリック顔料、マイカ状酸化鉄、二酸化チタン被覆雲母、二酸化チタン被覆オキシ塩化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、二酸化チタン被覆タルク、魚鱗箔、着色二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛などの箔粉からなる真珠光沢（パール）顔料、アルミン酸ストロンチウム、アルミン酸カルシウム、アルミン酸バリウム、硫化亜鉛、硫化カルシウムなどの蛍光顔料、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモンなどの白色無機顔料、亜鉛華、弁柄、朱、群青、コバルトブルー、チタン黄、黄鉛、カーボンブラックなどの無機顔料、イソインドリノンイエロー、ハンザイエローＡ、キナクリドンレッド、パーマネントレッド４Ｒ、フタロシアニンブルー、インダスレンブルーＲＳ、アニリンブラックなどの有機顔料（染料も含む）を１又は２種以上混合して用いることができる。

１００ 転写用フィルム
１ 基材フィルム
２ 剥離層
３ 加飾印刷層
４ 接着層
５ 転写層
６ 凹パターン
７ 凸パターン
Ｓ 製品

Claims (5)

1. 基材フィルムの表面に製品表面を加飾する転写層を備えた転写用フィルムであって、
   前記基材フィルムが、前記転写層との界面に沿って剥離可能な離型性を有すると共にその表面に厚さ方向の凹凸が形成され、且つ、伸展性を有する樹脂からなることを特徴とする転写用フィルム。
2. 更に、前記転写層は、前記基材フィルムとの界面に沿って剥離可能な剥離層と、当該剥離層の下層に設けた加飾層とからなることを特徴とする請求項１に記載の転写用フィルム。
3. 更に、前記転写層は、仮硬化状態であることを特徴とする請求項１又は２に記載の転写用フィルム。
4. 更に、前記基材フィルムは、オレフィン系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の転写用フィルム。
5. 製品表面を加飾する転写層を形成する基材フィルムであって、
   前記基材フィルムが、前記転写層との界面に沿って剥離可能な離型性を有すると共にその表面に厚さ方向の凹凸が形成されていることを特徴とする転写用フィルムの基材フィルム。
   

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