JP4542667B2 - 光輝性加飾シートと光輝性加飾成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンソールパネル、センタークラスター、スイッチベースなどの自動車内装部品や、サイドマットガード、バンパー、ホイルキャップ、モールなどの自動車外装部品などに用いることができる光輝性加飾シートと光輝性加飾成形品の製造方法に関する。
【０００２】
自動車の内装部品や外装部品に用いる光輝性加飾シートは、優れた立体加工性を有するとともに、所定の表面硬度や厚さを有することが要求されるので、この発明の光輝性加飾シートと光輝性加飾成形品の製造方法は、特に好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、プラスチック成形品などに対して金属光沢を有する装飾を行う方法として、基体シート上に金属薄膜層などを形成した加飾シートを射出成形用金型内に供給し、立体形状の成形品を成形するのと同時に加飾シートを成形品に一体的に接着して装飾を行う方法がある。このような構成の光輝性加飾シートは金属薄膜層を有するため、金属光沢を利用した光輝性の高い図柄を表現することができる。
【０００４】
基体シートとしては、立体加工性が求められるため、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル共重合樹脂、非結晶性または低結晶性ポリプロピレン樹脂などからなるフィルムが用いられる。また、金属薄膜層も立体加工性が求められるため、アルミニウム膜などが用いられる。
【０００５】
金属薄膜層を形成するには、通常、真空成形法などが用いられる。ところが、立体加工性を有する基体シートは熱伸縮が激しいため、金属薄膜層を真空蒸着法などで部分的に形成すると基体シートが部分的に伸縮するので適していない。
【０００６】
そこで、金属薄膜層の形成により基体シートが伸縮することがなく、また、自動車の内装部品や外装部品に用いるため所定の表面硬度や厚さを有する光輝性加飾シートとして、たとえば、硬度Ｈ以上で厚さ２００μｍ以上の立体加工性を有する熱可塑性シートを基体シートとし、その上に金属薄膜層を転写法によって形成したものがある。また、硬度ＨＢ以下、厚さ２００μｍ以上の立体加工性を有する熱可塑性シートを基体シートとし、その上に金属薄膜層を転写法によって形成した後、硬度Ｈ以上の立体加工性を有する熱可塑性シートをカバーシートとして金属薄膜層上に積層したものがある。
【０００７】
このような光輝性加飾シートを用いて、光輝性加飾成形品を得るには、光輝性加飾シートを真空成形法により立体加工して予備成形し、所望の形状に打ち抜き加工した後、射出成形用の金型内に入れて型締め後、成形樹脂をキャビティに射出し、成形樹脂を固化した樹脂成形品に光輝性加飾シートの基体シート側を一体化接着させる方法や、光輝性加飾シートを金型内で加熱吸引し型締め後、成形樹脂をキャビティに射出し、成形樹脂を固化した樹脂成形品に光輝性加飾シートの基体シート側を一体化接着させる方法があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような光輝性加飾シートには、以下のような問題があった。
【０００９】
基体シート上に金属薄膜層を転写した前者の光輝性加飾シートは、熱軟化温度が高いため、真空成形時の予備加熱に時間がかかり、熱可塑性シートの熱移動とともに金属薄膜層が移動してマイクロクラックが発生したり、予備加熱の時間を短くすると立体形状に追随できず、基体シートが白化したりするという問題があった。
【００１０】
また、硬度ＨＢ以下の基体シートに金属薄膜層を転写して形成した後、硬度Ｈ以上のカバーシートを金属薄膜層上に積層した後者の光輝性加飾シートは、カバーシートを積層した後あるいは予備成形後に樹脂収縮などの残留応力が作用して金属薄膜層に接する部分に微細なズレが生じ、層間剥離が生じるという問題があった。
【００１１】
したがって、この発明は、上記のような問題点を解消し、金属薄膜層にマイクロクラックが生じたり、基体シートに白化が生じたりすることがなく、また複数のシートを積層しても層間剥離が生じることがなく、高硬度で立体加工性に優れた光輝性加飾シートとこれを用いた光輝性加飾成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の光輝性加飾シートは、以上の目的を達成するために、つぎのように構成した。
【００１３】
つまり、この発明の光輝性加飾シートは、立体加工性を有する熱可塑性の低硬度シートと立体加工性を有する熱可塑性の高硬度シートとがラミネート法によって貼合された基体シートと、前記基体シートの高硬度シート側に形成され、立体加工性を有する金属薄膜層とを、備える光輝性加飾シートであって、低硬度シートがアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂からなり、硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｂ以下、厚さ５０〜５００μｍであり、高硬度シートがアクリル系樹脂からなり、硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｈ以上、厚さ５０〜２００μｍであり、光輝性加飾シート全体の厚さが７００μｍ以下であるように構成した（図１参照）。
【００１７】
また、上記の発明において、金属薄膜層が、アルミニウム、インジウム、クロム、スズ、ニッケル、銀、金、銅、白金またはこれらの合金あるいは化合物からなるように構成してもよい。
【００１８】
また、上記の発明において、金属薄膜層が転写法により積層されたものであるように構成してもよい。
【００１９】
また、この発明の光輝性加飾成形品の製造方法は、請求項１〜６に記載の光輝性加飾シートをキャビティを有する金型内に設置し、金型内に溶融樹脂を射出し、加飾シートと溶融樹脂とが一体化した成形品を得るように構成した。
【００２０】
また、上記の発明において、光輝性加飾シートを金型内に設置する前に、光輝性加飾シートを立体形状に加工し、所望の形状に打ち抜き加工するように構成してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００２２】
図１は、この発明の光輝性加飾シートの一実施例を示す断面図である。図２〜３は、この発明の光輝性加飾成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。図４は、この発明の光輝性加飾成形品の製造方法によって得られた光輝性加飾成形品の一実施例を示す断面図である。図中、１は光輝性加飾シート、２は低硬度シート、３は高硬度シート、４は金属薄膜層、５は基体シート、６は金型、８はクランプ部材、９はゲート部、１０は成形樹脂である。
【００２３】
この発明の光輝性加飾シート１は、立体加工性を有する熱可塑性の低硬度シート２と立体加工性を有する熱可塑性の高硬度シート３とが積層された基体シート５の高硬度シート３側に立体加工性を有する金属薄膜層４が少なくとも積層された光輝性加飾シート１であって、低硬度シート２が硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｂ以下、厚さ５０〜５００μｍであり、高硬度シート３が硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｈ以上、厚さ５０〜２００μｍであり、光輝性加飾シート１全体の厚さが７００μｍ以下であるものである（図１参照）。
【００２４】
低硬度シート２は、立体加工性を有する熱可塑性のシートであって、硬度がＪＩＳ Ｋ５４０１に定められる測定法にてＢ以下であり、厚さが５０〜５００μｍであるものを用いる。
【００２５】
低硬度シート２としてこの範囲にあるものを用いると、軟化点より低い温度でも十分な柔軟性を有するため、成形品が溝部などのシャープな形状を有するものであってもその形状に追随し、予備成形における成形形状が不十分な成形であっても金型６に入れ型締めしたときに低硬度シート２が白化しない。ここで、低硬度シート２の硬度がＢを越えると、高硬度シート３と積層したときに硬くなりすぎ、型締めしたときに白化しやすいものとなる。また、低硬度シート２の厚さが５０μｍに満たないと、低硬度シート２の成膜工程上、均一な成膜が困難になる。また、５００μｍを越えると、光輝性加飾シート１の不要部分をトリミングする際、光輝性加飾シート１が柔らかくなりすぎるため打ち抜き型でカットするのが困難となる。
【００２６】
このような性質を有する低硬度シート２として、具体的には、ポリカーボネート樹脂、アクリルゴム、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などからなるものを用いることができる。
【００２７】
特に、低硬度シート２として、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）からなるものを用いるのが好ましい。自動車の内装部品や外装部品として多用されているアクリル系樹脂からなる成形品に対して、特に接着層を介することなく、熱圧着することによって接着することが可能だからである。また、ＡＢＳ樹脂中のブタジエン量を増やすことにより、硬度や軟化点が低くなり、より低温での成形が可能になる。
【００２８】
高硬度シート３は、立体加工性を有する熱可塑性のシートであって、硬度がＪＩＳ Ｋ５４０１に定められる測定法にてＨ以上であり、厚さが５０〜２００μｍであるものを用いる。
【００２９】
高硬度シート３としてこの範囲にあるものを用いると、光輝性加飾シート１の成形性を有し、かつ、その上に積層される金属薄膜層４の表面硬度を高いものとすることができる。ここで、高硬度シート３の硬度がＨに満たないと、積層される金属薄膜層４の種類によっては、自動車の内装部品や外装部品として一般的に要求される硬度ＨＢを満たすことができないおそれがある。また、高硬度シート３の厚さが５０μｍに満たないと、成膜時に膜厚が一定せず、また、低硬度シート２の影響を受け十分な表面強度が発揮されないおそれがある。また、２００μｍを越えると、加工時に白化するおそれがある。
【００３０】
このような性質を有する高硬度シート３として、具体的には、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＳ樹脂などからなるものを用いることができる。
【００３１】
特に、高硬度シート３が、アクリル系樹脂からなるものであるのが好ましい。
耐光性に優れ、低硬度シート２がＡＢＳ樹脂からなる場合は低硬度シート２との密着性にも優れたものとなる。
【００３２】
低硬度シート２と高硬度シート３とを積層するには、押出しラミネート法、ホットメルトラミネート法、熱ラミネート法、ドライラミネート法などのラミネート法によるのが好ましい。低硬度シート２と高硬度シート３とが同系樹脂であれば、特に接着剤を介することなく両者を密着させることができる。また、低硬度シート２と高硬度シート３とが同系樹脂でなくても適切なラミネート方式を選択することにより十分な密着強度を得ることができる。また、熱ラミネート法によると、金属薄膜層４の形成を転写法によって行う場合、低硬度シート２と高硬度シート３との積層と、金属薄膜層４の転写とを一工程に集約できるので好適である。
【００３３】
金属薄膜層４は、金属光沢を表現するための層であり、立体加工性を有するものを用いる。
【００３４】
金属薄膜層４としては、アルミニウム、インジウム、クロム、スズ、ニッケル、銀、金、銅、白金、鉄、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金または化合物を用いるとよい。特に、アルミニウム、インジウム、クロム、スズ、ニッケル、銀、金、銅、白金またはこれらの合金や化合物からなるものであるのが好ましい。立体加工性と物性を兼ね備えたものだからである。
【００３５】
金属薄膜層４を形成するには、転写法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などによるとよい。
【００３６】
特に、金属薄膜層４は、転写法により積層するのが好ましい。金属光沢と併せて文字や絵柄などの多彩な加飾を行う場合、一工程ですべての加飾が可能となる。
【００３７】
転写法により金属薄膜層４を形成するには、ベースフィルム上に金属薄膜層４、接着層などの転写層を形成した転写材を用意し、基体シート５の高硬度シート３側に転写材の転写層側を重ね合わせ、熱圧を加えて基体シート５と転写材とを接着し、転写材のベースフィルムを剥離して転写層を基体シート５に転移させることができる。
【００３８】
また、金属薄膜層４は、部分的に形成してもよい。部分的に金属薄膜層４を形成する場合の一例としては、金属薄膜層４を必要としない部分に溶剤可溶性樹脂層を形成した後、その上に全面的に金属薄膜を形成し、溶剤洗浄を行って溶剤可溶性樹脂層と共に不要な金属薄膜を除去する方法がある。また、別の一例としては、全面的に金属薄膜を形成し、次に金属薄膜を残しておきたい部分にレジスト層を形成し、酸またはアルカリでエッチングを行い、レジスト層を除去する方法がある。
【００３９】
このようにして構成される光輝性加飾シート１全体の厚さは、７００μｍ以下とする。この範囲内にあれば、立体加工時、成形品が溝部などのシャープな形状を有するものであってもその形状に光輝性加飾シート１が追随し、予備成形で不十分な成形であっても金型６に入れ型締めしたとき基体シート５が白化しない。
【００４０】
なお、この発明の光輝性加飾シート１は、上記の構成に限定されるものではなく、次のように構成してもよい。
【００４１】
たとえば、図柄層を有するようにしてもよい。図柄層は、金属薄膜層４による金属光沢の表現に加えて、さらに装飾を表現する層であり、具体的には、文字・記号などの図柄、べた柄、木目柄、石目柄、カーボンクロス柄などの模様が挙げられる。図柄層は部分的に設けてもよい。図柄層の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。図柄層は、オフセット印刷法、グラビア印刷法、またはスクリーン印刷法などの通常の印刷法や、ロールコート法、またはスプレーコート法などのコート法などにより形成するとよい。図柄層の厚さとしては、０．１〜２０μｍが好ましい。通常の印刷法によれば、この範囲となる。
【００４２】
また、ハードコート層を形成してもよい。ハードコート層を形成することによって、光輝性加飾シート１の立体加工性が若干低下するものの、表面硬度を硬度４Ｈ程度まで高めることができる。
【００４３】
このような構成の光輝性加飾シート１を用いて光輝性加飾成形品を得るには、キャビティを有する金型６内に光輝性加飾シート１を設置し、金型６内に溶融樹脂を射出し、加飾シートと溶融樹脂とが一体化した成形品を得るようにする。具体的には、次のようにして行うとよい。
【００４４】
まず、金型６内に、光輝性加飾シート１を設置する。このとき、光輝性加飾シート１の図柄と金型６形状とが位置合わせされるように光電管センサーなどを用いて光輝性加飾シート１の固定位置を位置合わせしてもよい。
【００４５】
次いで、適宜加熱・吸引を行うことにより光輝性加飾シート１は金型６内に固定される（図２参照）。また、光輝性加飾シート１を加熱してキャビティ面に沿いやすくするために、赤外線ヒーターなどからなる加熱手段によって光輝性加飾シート１を加熱してもよい。また、キャビティ面に沿うように光輝性加飾シート１を真空成形または圧空成形してもよい。
【００４６】
次いで、金型６を閉じ、金型６内へ成形樹脂１０を射出し、光輝性加飾シート１と成形樹脂１０とを一体化させる（図３参照）。
【００４７】
成形樹脂１０としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリルスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、ガラス繊維を含有するＰＣとＡＢＳのアロイ樹脂などを用いるとよい。
【００４８】
成形樹脂１０が固化した後、型開きして光輝性加飾シート１が一体化して接着された樹脂成形品を取り出して、光輝性加飾成形品を得ることができる（図４参照）。
【００４９】
上記した方法は、成形手段の一例であって、これに限定されるものではない。
たとえば、成形用金型６内に光輝性加飾シート１を送り込む際、長尺の光輝性加飾シート１を用いてもよく、また、枚葉の光輝性加飾シート１を１枚づつ送り込んでもよい。また、光輝性加飾シート１は、あらかじめ金型６のキャビティ形状に沿うように、真空成形法などで立体形状に加工して予備成形したものであってもよい。また、光輝性加飾シート１は、あらかじめ成形品の形状に応じて周囲を切断したものであってもよい。また、成形加飾加工後に、光輝性加飾成形品の周囲の余分の光輝性加飾シート１を切断して除去してもよい。
【００５０】
【実施例】
（実施例１）以下のようにして、クロム色の自動車バンパーを得た。
【００５１】
厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをベースフィルムとし、その上にアクリル系樹脂からなる剥離層とウレタン系樹脂からなるアンカー層を順次形成し、次いで厚さ４０ｎｍのクロム蒸着層からなる金属薄膜層を形成し、次いでビニル系樹脂からなる接着層を形成して転写材を得た。
【００５２】
次いで、低硬度シートとして硬度２Ｂで厚さ４５０μｍのＡＢＳ樹脂フィルムを用い、その上に高硬度シートとして硬度２Ｈで厚さ５０μｍのアクリル系樹脂フィルム（三菱レイヨン株式会社製Ｎ−４７）を重ね合わせ、さらにその上に転写材の転写側の面を重ね合わせ、熱ラミネート法により低硬度シートと高硬度シートと転写シートを積層した後、転写材のベースフィルムを剥離して光輝性加飾シートを得た。
【００５３】
以上のようにして得られた光輝性加飾シートを真空成形機で立体形状に加工し、所望の形状に打ち抜いた後、射出成形用の金型に入れ、ＡＢＳ成形樹脂をキャビティ内に射出して光輝性加飾シートと溶融樹脂とが一体化した光輝性加飾成形品を得た。
【００５４】
このようにして得たクロム色の自動車バンパーである光輝性加飾成形品は、基体シートに白化が生じたり金属薄膜層にマイクロクラックが生じたりすることがなかった。また、低硬度シートと高硬度シートとの間に層間剥離が生じることもなかった。また、光輝性加飾成形品の表面は硬度Ｈと高硬度のものであった。
【００５５】
（実施例２）以下のようにしてスモーク色のセンタークラスターを得た。
【００５６】
厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをベースフィルムとし、その上にアクリル系樹脂からなる剥離層と、アクリル系樹脂からなるへアラインパターンの図柄層と、アクリル系樹脂からなるスモーク色ベタ柄の図柄層と、ウレタン系樹脂からなるアンカー層を順次形成し、次いで厚さ４０ｎｍのインジウム蒸着層からなる金属薄膜層を形成し、次いでビニル系樹脂からなる接着層を形成して転写材を得た。
【００５７】
次いで、低硬度シートとして硬度Ｂで厚さ２００μｍのＡＢＳ樹脂フィルムを用い、その上に高硬度シートとして硬度２Ｈで厚さ１２５μｍのアクリル系樹脂フィルム（住友化学工業株式会社製ＨＴ−５２６）を重ね合わせ、さらにその上に転写材の転写層側の面を重ね合わせ、熱ラミネート法により低硬度シートと高硬度シートと転写シートを積層した後、転写材のベースフィルムを剥離して光輝性加飾シートを得た。
【００５８】
以上のように得られた光輝性加飾シートを射出成形用の金型に入れ、型内吸引し型閉めし、ＡＢＳ成形樹脂をキャビティ内に射出して、光輝性加飾シートと溶融樹脂とが一体化した光輝性加飾成形品を得た。
【００５９】
このようにして得たスモーク色のセンタークラスターである光輝性加飾成形品は、基体シートに白化が生じたり金属薄膜層にマイクロクラックが生じたりすることがなく、また、低硬度シートと高硬度シートとの間に層間剥離が生じることもなかった。また、光輝性加飾成形品の表面は硬度２Ｈと高硬度のものであった。
【００６０】
【発明の効果】
この発明は、前記した構成からなるので、次のような効果を有する。
【００６１】
この発明の光輝性加飾シートは、立体加工性を有する熱可塑性の低硬度シートと立体加工性を有する熱可塑性の高硬度シートとがラミネート法によって貼合された基体シートと、前記基体シートの高硬度シート側に形成され、立体加工性を有する金属薄膜層とを、備える光輝性加飾シートであって、低硬度シートがアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂からなり、硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｂ以下、厚さ５０〜５００μｍであり、高硬度シートがアクリル系樹脂からなり、硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｈ以上、厚さ５０〜２００μｍであり、光輝性加飾シート全体の厚さが７００μｍ以下であるものを用いるので、光輝性加飾シートと溶融樹脂とが一体化した光輝性加飾成形品において、光輝性加飾成形品の金属薄膜層にマイクロクラックが生じたり、基体シートに白化が生じたりすることがなく、また低硬度シートと高硬度シートとの間で層間剥離が生じることがなく、高硬度で立体加工性に優れたものである。
【００６２】
また、この発明の光輝性加飾成形品の製造方法は、上記の光輝性加飾シートをキャビティを有する金型内に設置し、金型内に溶融樹脂を射出し、加飾シートと溶融樹脂とが一体化した成形品を得るので、金属薄膜層にマイクロクラックが生じたり基体シートに白化が生じたりすることがなく、また低硬度シートと高硬度シートとの間で層間剥離が生じることがなく、高硬度の表面を有する光輝性加飾成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光輝性加飾シートの一実施例を示す断面図である。
【図２】この発明の光輝性加飾成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】この発明の光輝性加飾成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】この発明の光輝性加飾成形品の製造方法によって得られた光輝性加飾成形品の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 光輝性加飾シート
２ 低硬度シート
３ 高硬度シート
４ 金属薄膜層
５ 基体シート
６ 金型
８ クランプ部材
９ ゲート部
１０ 成形樹脂

Claims (5)

1. 立体加工性を有する熱可塑性の低硬度シートと立体加工性を有する熱可塑性の高硬度シートとがラミネート法によって貼合された基体シートと、
   前記基体シートの高硬度シートの表面側に形成され立体加工性を有する金属薄膜層とを、
   備える光輝性加飾シートであって、
   低硬度シートがアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂からなり、硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｂ以下、厚さ５０〜５００μｍであり、
   高硬度シートがアクリル系樹脂からなり、硬度（測定法：日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ５４０１）Ｈ以上、厚さ５０〜２００μｍであり、
   光輝性加飾シート全体の厚さが７００μｍ以下であることを特徴とする光輝性加飾シート。
2. 前記金属薄膜層が、アルミニウム、インジウム、クロム、スズ、ニッケル、銀、金、銅、白金またはこれらの合金あるいは化合物からなるものである請求項１に記載の光輝性加飾シート。
3. 前記金属薄膜層が、転写法により積層されたものである請求項１〜２のいずれかに記載の光輝性加飾シート。
4. 請求項１〜３に記載の光輝性加飾シートをキャビティを有する金型内に設置し、金型内に溶融樹脂を射出し、加飾シートと溶融樹脂とが一体化した成形品を得ることを特徴とする光輝性加飾成形品の製造方法。
5. 光輝性加飾シートを金型内に設置する前に、光輝性加飾シートを立体形状に加工し、所望の形状に打ち抜き加工する請求項４に記載の光輝性加飾成形品の製造方法。

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