JP5119638B2 - 凹凸加飾射出成形品 - Google Patents

Description

本発明は、表面及び内面の双方に凹凸模様が付与された、凹凸加飾射出成形品に関するものである。

樹脂成形物の表面側に被着体として加飾シートを積層一体化することで加飾した射出成形品が各種用途で使用されている。これらの射出成形品の装飾性を高めるため、木目導管溝等の凹凸模様を設けて立体意匠感を付与することが広く行なわれている。
この凹凸模様を設ける方法として、電離放射線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂の基材フィルムに熱圧を加えるエンボス加工を施して凹凸模様を賦形した加飾シートを製造し、それを射出成形品の内部凹凸模様形成に用いる方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）
また、硬化性樹脂を基材フィルムに塗工した後、硬化せしめて凹凸模様を賦形した凹凸フィルムを用いて射出成形品の表面に凹凸模様を設ける方法も提案されている。（例えば、特許文献２及び３参照）
しかしながら、硬化性樹脂を塗工した基材フィルムの外側表面に凹凸模様を賦形した加飾シートを射出成形に用いる場合は、硬化性樹脂の硬化度が低過ぎると真空成形工程にて加飾シートを予備成形する時の熱圧及びその後の射出成形工程での熱圧によって、エンボスされた凹凸模様の凹凸形状が消失し易く、また高過ぎると、凹凸模様に歪みや亀裂等が生じ易く、真空成形工程や射出成形工程の作業性も悪くなるという問題があった。
さらに、加飾シートの両面にエンボス加工するためには、金属−金属のロールでニップが必要となるが加飾シートの厚みは、１００〜１５０μｍ程度のものが多く、１５０℃以上、例えば１７０℃の温度での隙間制御が難しい。そして、加飾シートの厚みを厚くすると、熱容量の関係でエンボスされた凹凸模様が入らなくなることがあり、また、真空成形時の必要温度が高くなりエンボスされた凹凸模様が消失するという問題があった。
このように、現状では、基材フィルムの外側表面及び内面の双方に凹凸模様を形成した射出成形品を得ることは困難であり、凹凸模様の立体意匠感は未だ充分とはいえなかった。

特開平７−３２５４８号公報 特開平７−３２４７６号公報 特開２００２−２４００７８号公報

本発明は、このような状況下で、複合的な凹凸模様が形成され、より高級感のある立体意匠性が付与された射出成形品を提供することを課題とするものである。

本発明者は、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、射出成形品の表面及び内面の双方に凹凸模様を付与することにより、前記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
１．透明又は半透明の樹脂フィルムからなる表面保護層と、表面保護層の内側に積層された着色層と、着色層の内側に積層された接着剤層と、射出樹脂層とを有する射出成形品であって、該表面保護層の表面ならびに該着色層及び該接着剤層が凹凸模様を有することを特徴とする凹凸加飾射出成形品。
２．表面保護層の表面の凹凸模様が、シボ加工された射出成形金型のキャビティ面の凹凸により付与されたものである上記１に記載の凹凸加飾射出成形品。
３．着色層及び接着剤層の凹凸模様が、表面保護層に裏面からエンボス加工することにより付与されたものである上記１又は２に記載の凹凸加飾射出成形品。
４．着色層が、光反射層を有する上記１〜３のいずれかに記載の凹凸加飾射出成形品。
５．着色層が、絵柄印刷層及び／又は着色ベタ層を有する上記１〜４のいずれかに記載の凹凸加飾射出成形品。

本発明によれば、複合的な凹凸模様が形成され、より高級感のある立体意匠性が付与された射出成形品を提供することができる。

以下、本発明を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の凹凸加飾射出成形品の断面模式図である。
図１にあるように、本発明の凹凸加飾射出成形品１は、表面側から、表面保護層１１、着色層１２、接着剤層１３及び射出樹脂層２０の順に積層されている。これらの内、表面保護層１１、着色層１２及び接着剤層１３から加飾シート１０が構成されている。
表面保護層１１の表面側から見た凸部１１１及び凹部１１２からなる凹凸模様Ａが付与されており、着色層１２及び接着剤層１３にも着色層の表面側から見た凸部１２１及び凹部１２２ならびに接着剤層の表面側から見た凸部１３１及び凹部１３２からなる凹凸模様Ｂが付与されている。これら凹凸模様Ａ及びＢが複合的に凹凸模様に深みを与え、高級感あふれる立体的意匠性を現出させる。
図２は、本発明の凹凸加飾射出成形品１の平面模式図である。
凹凸加飾射出成形品１の表面保護層１１の表面側から見た凸部１１１と着色層１２の表面側から見た凸部１２１とが複合的に組み合わされている。この組み合わせは、これに限らず、凹凸模様Ａを構成する凸部１１１及び／又は凹部１１２と、凹凸模様Ｂを構成する凸部１２１及び／又は凹部１２２とが複合的に組み合わさればよい。

図３は、本発明で利用する射出成形方法の一形態（サーモジェクト成形）を説明する概念図である。射出成形金型は、射出成形金型（雄型）３１と吸射出成形金型（雌型）３２とからなっている。真空成形工程において、加飾シート１０を所定温度に加熱し、シートクランプ３５により吸射出成形金型（雌型）３２に押圧固定した後、吸引孔３３から真空吸引して所定の型付けを完了する。その直後の射出成形工程において、射出樹脂３４を射出成形金型内に射出し、射出樹脂層２０を形成する。射出成形完了し、冷却した後、射出成形金型から凹凸加飾射出成形品１を取り出す。
本発明の凹凸加飾射出成形品１の表面保護層１１の表面に凹凸模様Ａを付与するためには、射出成形時の真空成形工程及び射出成形工程で、シボ加工された吸射出成形金型（雌型）３２のキャビティ面の凹凸を表面保護層１１に熱圧下転写すればよい。ここで、シボ加工とは、金属の表面に模様を付ける金属微細加工法のひとつであり、主に薬品によって金属を溶解するため、化学腐食（エッチング）ともいう。
金型の正面部３６の表面シボ深さは、通常５〜１，０００μｍ程度であるが、深くする場合は、例えば１００〜１，０００μｍ程度とすることができる。

本発明においては、金型のシボ加工に限られず、金型のブラスト加工、スクラッチ（傷つけ）加工等により射出成形金型（雌型）３２の表面に凹凸模様Ａを付与してもよい。目的とする凹凸模様を精密に加工できる点で、シボ加工が好ましい。

また、本発明の凹凸加飾射出成形品１に用いられる加飾シート１０の着色層１２及び接着剤層１３の凹凸模様Ｂは、射出成形前に、予め表面保護層１１に裏面からエンボス加工することにより付与することができる。エンボス加工は、従来公知の熱プレス方式の枚葉又は輪転式エンボス機を用いて、加熱軟化させた加飾シート１０の表面保護層１１の裏面側にエンボス版を押圧して形成すればよい。
エンボス加工は、通常、表面保護層１１の裏面側に凹凸模様Ｂが適切に付与されるように深さを調整して行なわれる。エンボス深さは、凹凸加飾射出成形品において４０〜６０μｍであることが好ましい。

本発明の凹凸加飾射出成形品１の表面保護層１１として、透明又は半透明の樹脂フィルムが用いられる。樹脂フィルムとしては、透明性に優れ、その結果、優れた塗装感も付与できるアクリル樹脂フィルムやポリカーボネート樹脂フィルム等が好ましい。この樹脂フィルムの厚さは、好ましくは２０〜５００μｍ程度であり、より好ましくは５０〜１５０μｍ程度である。
樹脂フィルムに用いられるアクリル樹脂としては、例えば、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート−ブチル（メタ）アクリレート共重合体、メチル（メタ）アクリレート−スチレン共重合体等のアクリル樹脂〔但し、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう〕を単体又は２種以上の混合物として、単層又は２層以上の積層体のフィルムとして用いる。なお、表面保護層１１は半透明であってもよいが、透明であることが着色層１２の着色を鮮やかにして好ましい。透明である場合は、無色透明の他に、着色透明でもよい。また、表面保護層１１の樹脂フィルム中には、必要に応じて、適宜、上述の艶消し剤、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス等の滑剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、微粒子酸化セリウム系等の紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系ラジカル捕捉剤等の光安定剤、可塑剤、安定剤、着色剤等の各種添加剤を、物性調整の為に添加してもよい。

本発明の凹凸加飾射出成形品１の着色層１２は、光反射層を有することが好ましい。光反射層としては、例えば、樹脂フィルムの裏面に金属（アルミニウム、クロム、銀等）を蒸着して全面あるいは部分的に形成した金属薄膜層、あるいは裏面に反射率が優れた白色塗膜又は金属光沢塗膜を有する樹脂フィルム等が挙げられる。光反射層が着色層の全面に形成される場合はベタ反射層となり、着色層の部分的に形成される場合は絵柄層となる。
また、本発明に係る着色層１２は、光反射層に加えて、又は光反射層の代わりに、絵柄印刷層及び／又は着色ベタ層を有していてもよい。さらに、所望により、着色層１２が、磁性体層、導電性層等の機能性層等を有していてもよい。磁性体層には磁性体が含まれ、導電性層には導電性材料が含まれる。

本発明に係る着色層１２は、着色ベタ層を有することが好ましく、この着色ベタ層に加えて、絵柄印刷層をも有することが意匠性を向上する観点から特に好ましい。通常、絵柄印刷層は着色ベタ層の外側に印刷される。
着色ベタ層及び絵柄印刷層としては、バインダーの樹脂を特定の樹脂から構成し、所望する色彩を得るための適当な着色剤を配合する他は、基本的には特に制限は無い。着色ベタ層及び絵柄印刷層は、通常は、印刷インキでグラビア印刷、活版印刷、シルクスクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷法で形成すればよい。また、着色ベタ層は、ロールコート等の公知の塗工法でもよい。

絵柄印刷層及び着色ベタ層の形成に使用するインキ（あるいは塗液）としては、接着性等を考慮して公知のものの中から適宜選択使用すればよい。例えば、インキ（あるいは塗液）のバインダーの樹脂としては、通常、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が用いられる。これらの内、バインダーの樹脂は、アクリル樹脂単独又はアクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との混合物を主成分とするのがより好ましい。表面保護層１１としてアクリル樹脂を用いる場合は、表面保護層１１との密着性を出す為にアクリル樹脂を用い、さらに塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体又は別のアクリル樹脂を混合すると印刷適性、成形適性がさらに好適となる。
ここで、アクリル樹脂としては、上述の表面保護層１１のところで列記したものと同様のものの中から適宜選択する他、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート等の分子中に水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステルとを共重合させて得られるアクリルポリオールを用いることも出来る。
また、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体としては、通常、酢酸ビニル含有量が５〜２０質量％程度、平均重合度３５０〜９００程度のものが用いられる。必要に応じ、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体にさらにマレイン酸、フマル酸等のカルボン酸を共重合させてもよい。アクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との混合比は、アクリル樹脂／塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体＝１／９〜９／１（質量比）程度である。この他、副成分の樹脂として、必要に応じて、適宜その他の樹脂、例えば、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン等の樹脂を混合してもよい。
また、インキ（あるいは塗液）に含有させる着色剤としては、例えば、チタン白、亜鉛華、カーボンブラック、鉄黒、弁柄、カドミウムレッド、群青、コバルトブルー、黄鉛、チタンイエロー等の無機顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、イソインドリノンイエロー、キナクリドンレッド、ペリレンレッド等の有機顔料、アルミニウム、真鍮等の金属の粉末又は鱗片等の金属顔料、二酸化チタン被覆雲母の粉末又は鱗片等の真珠光沢（パール）顔料、あるいは染料等が用いられる。
絵柄層及び絵柄印刷層の絵柄は、例えば、木目模様、石目模様、砂目模様、布目模様、皮絞模様、タイル貼模様、煉瓦積模様、幾何学図形、文字、記号等である。

本発明の加飾用シート１０に用いられる接着剤層１３としては、例えば感熱型の接着剤として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の公知の樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂では、例えば、アクリル樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂等の１種又は２種以上の混合物が用いられる。また、熱硬化性樹脂では、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。
接着剤層１３は、これら樹脂による接着剤を、グラビア印刷、ロールコート等の公知の印刷又は塗工法により形成する。また、接着剤層１３の厚さは特に制限は無いが、通常は１〜２０μｍ程度、好ましくは１〜１０μｍである。

本発明の凹凸加飾射出成形品１に用いられる加飾シート１０を製造する方法は、例えば、表面保護層１１となる樹脂フィルムの裏面に、別の樹脂フィルムの裏面に金属薄膜層あるいは白色塗膜又は金属光沢塗膜を形成した光反射層からなる着色層１２を積層した後、接着剤層１３を塗工すればよい。また、所望により、光反射層の表面に絵柄印刷層を印刷し、次に光反射層の裏面に接着剤層１３を塗工してもよい。さらに、表面保護層１１となる樹脂フィルムの裏面に、光反射層に代えて、絵柄印刷層、着色ベタ層の順で印刷又は塗工し、次に接着剤層１３を塗工してもよい。
次に、加飾シート１０は公知の方法で接着剤層１３面に公知の方法でエンボス加工される。エンボス加工時の加飾シート温度は通常１５０℃以上であって、例えば２００〜２４０℃であり、エンボス版温度は通常９０℃程度である。表面保護層１１に裏面からエンボス加工を施した場合は、射出樹脂が高温であっても、接着剤層１３面の裏面側から見た凹部に直ちに射出樹脂が満たされるので、エンボスされた凹凸模様の凹凸形状が消失することがない。

本発明の凹凸加飾射出成形品１の射出樹脂層２０に用いられる樹脂としては、基本的には特に制限はなく公知の樹脂でよい。製品の要求物性やコスト等に応じて選定すればよい。熱可塑性樹脂であれば、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂等である。また、硬化性樹脂であれば、２液硬化型の樹脂、例えば、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の未硬化樹脂液等である。熱可塑性樹脂は加熱熔融して流動状態で射出し、また硬化性樹脂は（その未硬化物を）室温又は適宜加熱して流動状態で射出する。
なお、射出樹脂は、用途に応じて適宜、着色剤を添加して着色した樹脂を使用してもよい。着色剤には、上記の着色層１２で述べた如き公知の着色剤を使用すればよい。また、射出樹脂には、必要に応じ適宜、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機物粉末、ガラス繊維等の充填剤、安定剤、滑剤等の公知の各種添加剤を含有させてもよい。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
アクリル樹脂（メチルメタクリレート樹脂）からなる樹脂フィルム（膜厚１２５μｍ）の裏面に、ポリブチルメタクリレート／塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（質量比：２／１）組成物からなる絵柄印刷層をグラビア印刷し、絵柄印刷層が印刷されていない部分に金属光沢塗膜をグラビア印刷し光反射層とし、絵柄印刷層と同じ組成物に高隠蔽性顔料（チタン白及び着色顔料）を含有させた着色ベタ層をロールコートにより塗工し、さらに、アクリル樹脂からなる接着剤層をロールコートにより塗工した。乾燥後、表面保護層に裏面から（接着剤層面側に）所定のエンボス加工（シート温度を２００〜２４０℃に、エンボス版温度を約９０℃に制御した。）を施して、着色層と接着剤層に凹凸模様が付与された加飾シートを得た。
この加飾シートを１００℃に加熱し、射出成形金型（金型温度６０℃）内で真空成形し、射出成形金型（雌型、抜き角５°）に密着させた。その後、射出成形工程で、樹脂圧３５０ｋｇ／ｃｍ²、樹脂温度２３０℃にてＡＢＳ樹脂を射出し、加飾シートの表面保護層に熱と圧力をかけた。これにより、表面保護層の樹脂フィルムが金型表面のシボに沿って変形し、金型表面のシボ模様が凹凸加飾射出成形品に転写された。金型正面部の表面シボ深さを１００μｍとした。樹脂が金型に接触した瞬間に、樹脂熱が金型に逃げるため、加飾シート表面は９０℃程度になった。冷却後、射出成形金型から取り出した凹凸加飾射出成形品の外観は、エンボス加工及び金型シボ加工による略同一形状の２種類の凹凸模様が複合して立体的に表出し、模様が浮き出た感じで高級感を漂わせるものであった。さらに表面の凹凸の蝕感（ザラザラ感）による意匠感も得られて、模様の視覚による意匠感との複合効果をも奏することができた。

本発明の凹凸加飾射出成形品は、各種の自動車用内装品や外装品、ビルディング・家屋内装品、高級日用雑貨品等に好適に用いられる。

本発明の凹凸加飾射出成形品の断面模式図である。 本発明の凹凸加飾射出成形品の平面模式図である。 本発明で利用する射出成形方法の一形態を説明する概念図である。

符号の説明

１ 凹凸加飾射出成形品
１０ 加飾シート
１１ 表面保護層
１１１ 表面保護層の表面側から見た凸部
１１２ 表面保護層の表面側から見た凹部
１２ 着色層
１２１ 着色層の表面側から見た凸部
１２２ 着色層の表面側から見た凹部
１３ 接着剤層
１３１ 接着剤層の表面側から見た凸部
１３２ 接着剤層の表面側から見た凹部
２０ 射出樹脂層
３１ 射出成形金型（雄型）
３２ 射出成形金型（雌型）
３３ 吸引孔
３４ 射出樹脂
３５ シートクランプ
３６ 金型の正面部

Claims (5)

1. 透明又は半透明の樹脂フィルムからなる表面保護層、着色層、接着剤層の順に有する加飾シートに、前記接着剤層側からエンボス加工を行い凹凸模様を付与した後、凹凸形状をキャビティ面に有する金型と前記表面保護層とが接するように設置して前記接着層側へと樹脂を射出し、前記金型の凹凸形状を前記表面保護層に転写すると共に加飾シートに射出樹脂層を積層させることを特徴とする凹凸加飾射出成形品の製造方法。
2. 前記金型の凹凸形状をシボ加工により形成し、シボ深さが５〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. エンボス深さが４０〜６０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記着色層が光反射層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. 前記着色層が絵柄印刷層及び／又は着色ベタ層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。

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