JP2010052277A - レーザエッチング用転写材および多色成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多色成形品のレーザ光が照射された領域においても最表面にハードコート層を残すことができ、耐摩耗性を得る。
【解決手段】 剥離性を有する基体シートに少なくともハードコート層、着色層の順序でハードコート層と着色層の対が複数対積層された多色成形品形成用のレーザエッチング用転写材とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、家電製品、音響機器、自動車のインジケータなどの表示パネルやキーボタンなどに用いられる多色成形品を製造するためのレーザエッチング用転写材および多色成形品の製造方法に関する。

従来、剥離性を有する基体シート１０２に剥離層１０３および複数の着色層（第１着色層１０４、第２着色層１０５）が積層されたレーザエッチング用転写材１０１がある（図９（ａ）参照）。このレーザエッチング用転写材１０１によって樹脂成形品１０７の表面に複数の着色層および最表面に剥離層１０３が形成された成形品を得て、この成形品に対してレーザ光１１１を照射する（図９（ｂ）参照）。このレーザ光１１１の照射により表面側の着色層（第１着色層１０４）を除去することによって、樹脂成形品側の着色層（第２着色層１０５）を現出した多色成形品１０８を得ることができる（図９（ｃ）参照）。

特開２００３−１７５６７２

しかし、この技術においては剥離層１０３に硬度を設けることによって表面側にある着色層（第１着色層１０４）に対する耐摩耗性は確保できるが、レーザ光が照射されて表面に現出した樹脂成形品側の着色層（第２着色層１０５）において耐磨耗性が得られないという問題があった。

本発明はレーザ光が照射された領域でも耐摩耗性を得るためのレーザエッチング用転写材および多色成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するため、以下のような特徴を備える。

本発明のレーザエッチング用転写材は、剥離性を有する基体シートに少なくともハードコート層、着色層の順序でハードコート層と着色層の対が複数対積層された多色成形品形成用の構成をとる。

また、上記の発明において、ハードコート層のうち、基体シートに最も近い側のハードコート層を除くハードコート層は、レーザが照射される部分に少なくとも形成されてもよい。

また、上記の発明において、ハードコート層がレーザ光の透過率９０％以上の透明樹脂よりなるようにしてもよい。

本発明の多色成形品の製造方法は、着色層、ハードコート層の順序で着色層とハードコート層の対が複数対積層された樹脂成形品に対し、所望のハードコート層が露出するまでレーザエッチングによりその所望のハードコート層よりも表側に積層されたハードコート層および着色層を除去する工程をとる。

また、上記の発明において、ハードコート層がレーザ光の透過率９０％以上の透明樹脂からなるようにしてもよい。

また、上記の発明において、樹脂成形品の着色層およびハードコート層が、上記の発明のレーザエッチング用転写材から樹脂成形品に転写して形成されてもよい。

本発明のレーザエッチング用転写材によると、多色成形品のレーザ光が照射された領域においても最表面にハードコート層を残すことができる。したがって、この領域でも耐摩耗性を得ることができる。

また、本発明のレーザエッチング用転写材によると、この転写材によって表面に着色層が形成された樹脂成形品のレーザ光が照射されない領域では最表面のみにハードコート層を形成されるようにできる。したがって、ハードコート層の量を節約できる。

また、本発明のレーザエッチング用転写材によると、ハードコート層がレーザ光の透過率９０％以上の透明樹脂からなるようにできる。したがって、レーザ光を加飾層に確実に吸収させて加飾層を発熱除去させることによって多色成形品のレーザ光が照射された領域において確実に最表面にハードコート層を残すことができる。

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。

図１は、本発明の多色成形品の製造方法を示す断面図である。図２は、本発明のレーザエッチング用転写材の断面図である。図３は、転写法により樹脂成形品の表面に転写層を設ける工程を示す断面図である。図４は、成形同時転写法により樹脂成形品の表面に転写層を設ける工程を示す断面図である。図５は、表面に転写層が転写された樹脂成形品の断面図である。図６は、レーザ光の照射によって互いに異なる文字が形成された多色成形品の斜視図である。図７は、本発明の他の多色成形品の製造方法を示す断面図である。図８は、本発明の他の多色成形品の製造方法を示す断面図である。図９は、従来のレーザエッチング用転写材を用いた多色成形品の製造方法を示す断面図である。

まず、本発明のレーザエッチング用転写材１について説明する。

本発明のレーザエッチング用転写材１は、剥離性を有する基体シート２に転写層１１が形成されたものである。転写層１１は少なくともハードコート層（第１ハードコート層３、第２ハードコート層５）、着色層（第１着色層４、第２着色層６）の順序でハードコート層と着色層の対（第１ハードコート層３と第１着色層４、および、第２ハードコート層５と第２着色層６）が複数対積層されたものである（図２参照）。転写層１１は、後述する転写法または成形同時転写法によって、樹脂成形品２２の表面に転写される層である。転写層１１には後述する接着層７を基体シート２の着色層が形成された側の最表面に備えてもよい。

基体シート２としては、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ビニロン樹脂、アセテート樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などのプラスチックシートを使用することができる。基体シート２の厚さとしては、１０〜１００μｍのものを使用するとよい。基体シート２はそれ自体で剥離性を有するものを用いるとよい。また、より剥離性を安定させるために、離型層（図示せず）を形成してもよい。離型層は転写工程後に基体シート２とともに除去される層である。離型層の材質としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂などの硬化性樹脂を用いるとよい。離型層の形成方法としては、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

ハードコート層（第１ハードコート層３、第２ハードコート層５）のうち、基体シート２あるいは離型層に面して形成されるハードコート層（第１ハードコート層３）は、転写後または成形同時転写後に基体シート２を剥離した際に、基体シート２または離型層から剥離して被転写物の最外面となる層である。ハードコート層の材質としては、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などを選定して用いるとよい。ハードコート層はレーザ光の透過率９０％以上の透明樹脂とするのが好ましい。このようにすると、後述の多色成形品２１の形成の際、ハードコート層に照射されるレーザがハードコート層を透過して確実に後述の着色層（第１着色層４）に到達して着色層を発熱励起させることができ、多色成形品２１の表面に着色層が最表面に露出することを防ぐことができるからである（図１参照）。ハードコート層の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。

着色層（第１着色層４、第２着色層６）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。着色層の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法などを用いるとよい。着色層の厚さとしては、１〜３０μｍが好ましい。着色層は着色インキに限らず、レーザ照射で励起しやすい金属蒸着層等を形成して金属光沢のある意匠表現をする場合もある。金属蒸着層の材質としては、アルミ、クロム、銅、スズなどを用いる。金属蒸着層の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いればよい。また、着色層が着色インキの場合にはレーザで発熱励起しやすいようにアルミペースト・カーボンブラック等の添加剤を加えることもできる。また、複数形成されるハードコート層と着色層との対において個々の対の構成としては、１層のハードコート層と、互いに隣接して形成される複数の着色層群との対であってもよい。着色層には着色顔料や添加剤等が含有するので、後述の多色成形品２１の形成の際にレーザ光３４を照射すると、レーザ光３４はハードコート層（第１ハードコート層３）を通り越して着色層（第１着色層４）を発熱励起させる。その結果、発熱励起させた着色層（第１着色層４）より内側にあるハードコート層（第２ハードコート層５）が最表面に位置するように多色成形品２１が形成されることになる（図１参照）。

また、接着層７を必要に応じて形成してもよい。接着層７は基体シート２の着色層が形成された側の最表面に形成される。接着層７は転写法または成形同時転写法により転写層１１を樹脂成形品２２に接着させるための層である。樹脂成形品２２の材質がポリアクリル系樹脂の場合は、接着層７の材質としてポリアクリル系樹脂を用いるとよい。また、樹脂成形品２２の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを、接着層７の材質として使用すればよい。接着層７の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコーティングや、グラビア印刷、スクリーン印刷法などを用いるとよい。接着層７の乾燥膜厚は、１〜５μｍとするのが一般的である。

上記の構成であるレーザエッチング用転写材１から樹脂成形品２２上へ転写層１１を転写する方法を説明する。

樹脂成形品２２に用いられる成形樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等の公知の熱可塑性樹脂がいずれも使用できる。これらの樹脂は単独あるいは２種以上を混合して使用することも可能である。

転写法によって、レーザエッチング用転写材１から樹脂成形品２２上へ転写層１１を転写するには次のようにして行う。まず、樹脂成形品２２の表面に、レーザエッチング用転写材１の転写層１１側を密着させる。次に、シリコンラバーなどの耐熱ゴム状弾性体３１を備えたロール転写機、アップダウン転写機などの転写機を用い、温度８０〜２６０℃程度、圧力５００〜２０００Ｐａ程度の条件に設定した耐熱ゴム状弾性体３１を介してレーザエッチング用転写材１の基体シート２側から熱と圧力とを加える。こうすることにより、転写層１１が樹脂成形品２２表面に接着する。最後に、冷却後に基体シート２を剥がすと、転写層１１が樹脂成形品２２の表面に転写され、転写工程が完了する（図３参照）。

成形同時転写法によって、レーザエッチング用転写材１から樹脂成形品２２上へ転写層１１を転写するには次のようにして行う。まず、可動型と固定型とからなる成形用金型３２内にレーザエッチング用転写材１を送り込む。その際、枚葉のレーザエッチング用転写材１を１枚ずつ送り込んでもよいし、長尺のレーザエッチング用転写材１の必要部分を間欠的に送り込んでもよい。長尺のレーザエッチング用転写材１を使用する場合、位置決め機構を有する送り装置を使用して、レーザエッチング用転写材１と成形用金型３２との見当が一致するようにするとよい。また、レーザエッチング用転写材１を間欠的に送り込む際に、レーザエッチング用転写材１の位置をセンサーで検出した後に転写シート１１を可動型と固定型とで固定するようにしてもよい。成形用金型３２を閉じた後、ゲートから成形樹脂３３を金型内に射出充填させ、樹脂成形品２２を形成するのと同時にその面にレーザエッチング用転写材１を接着させる（図４（ａ）参照）。樹脂成形品２２を冷却した後、成形用金型３２を開いて樹脂成形品２２を取り出す。最後に、基体シート２を剥がすと、転写層１１が樹脂成形品２２の表面に転写され、転写工程が完了する（図４（ｂ）参照）。

以上の転写法または成形同時転写法によって、レーザエッチング用転写材１の転写層１１が樹脂成形品２２の表面に転写されることにより、着色層（第２着色層６、第１着色層４）、ハードコート層（第２ハードコート層５、第１ハードコート層３）の順序で着色層とハードコート層の対（第２着色層６と第２ハードコート層５、および、第１着色層４と第１ハードコート層３）が複数対積層された樹脂成形品２２を形成することができる（図５参照）。

こうして表面に転写層１１が転写された樹脂成形品２２の一部にレーザ光３４を照射する（図１（ａ）参照）。すると、レーザ光３４が照射された領域の転写層１１のうち、表側の着色層（第１着色層４）およびハードコート層（第１ハードコート層３）がレーザ光３４のエネルギーによって焼失されることによって除去される。所望のハードコート層が露出するまでレーザエッチングによりその所望のハードコート層よりも表側に積層されたハードコート層および着色層を除去することにより多色成形品２１が形成される（図１（ｂ）参照）。この多色成形品２１はレーザ光３４が照射されていない領域の着色層（第１着色層４）に加え、レーザ光３４が照射された領域の着色層（第２着色層６）もハードコート層（第２ハードコート層５）を通して表側から視認できるものである。また、このレーザ光３４が照射された領域の着色層（第２着色層６）はハードコート層（第２ハードコート層４）によって覆われている。このようにレーザ光が照射された領域でも最表面にハードコート層を残すことができるので、この領域でも耐摩耗性を得ることができる。

レーザ光３４を照射して任意の文字や図形を形成する方法として、例えばレーザ光３４を固定して樹脂成形品２２を前後左右に移動する方法や、樹脂成形品２２を固定してレーザ光３４を前後左右に移動する方法を使用できる。レーザエッチングを行うためのレーザ装置としては、例えば炭酸ガスレーザ装置、ルビーレーザ装置、半導体レーザ装置、アルゴンレーザ装置、エキシマレーザ装置、ＹＡＧ レーザ装置等を挙げることができる。中でも、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ、８２４ｎｍのＡｌＧａＡｓレーザ等の半導体レーザ等が一般的で使用しやすい。

ハードコート層について、他の実施形態をいくつか説明する。

例えば携帯電話のウインドウパーツとして用いられる2つの異なる多色成形品２３、２４を形成する場合について説明する（図６参照）。これらの多色成形品２３、２４はともに印刷により「ABC」の文字が形成されるが、一方の多色成形品２３には「１２３」の文字、他方の多色成形品２４には「４５６」の文字がレーザエッチングにより形成されるものである。このような多色成形品を形成する場合には、レーザエッチング用転写材１のハードコート層のうち、基体シート２に最も近い側のハードコート層を除くハードコート層は、部分的に、レーザが照射される部分（「１２３」あるいは「４５６」の文字が形成される領域）に少なくとも形成されたようにしてもよい。このようなレーザエッチング用転写材１を用いて、例えばレーザを照射せずに常に同じ柄を得たい領域３５（「ABC」の文字が形成される領域）にはハードコート層が表面だけに形成されるようにして、複数の着色層どうしを間にハードコート層を介さずに積層させてもよい（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

また、レーザエッチング用転写材１のハードコート層は、各々の着色層の基体シート側の面だけでなく、基体シート２から最も遠い側の着色層よりも遠い側に形成されてもよい。このようなレーザエッチング用転写材１を用いると、樹脂成形品２２と着色層との間にハードコート層（第３ハードコート層８）を設けることができる（図８（ａ）参照）。このハードコート層（第３ハードコート層８）より表面側の層をレーザにより除去すれば、表面からハードコート層（第３ハードコート層８）を介して樹脂成形品２２の色が視認できる多色成形品２１を得ることができる（図８（ｂ）参照）。

なお、これまでの実施形態で説明した着色層とハードコート層の対の数は２対（第１ハードコート層３と第１着色層４の対および第２ハードコート層５と第２着色層６の対）であったが、当然3対以上であってもよい。

厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを基体シート２とし、次いで、転写層１１として第１ハードコート層３と第１着色層４と第２ハードコート層５と第２着色層６と接着層７を順次グラビア印刷法により形成して、レーザエッチング用転写材１を得た。第１ハードコート層３と第２ハードコート層５はウレタン系樹脂からなるインキ、第１着色層４と第２着色層６はアクリル系樹脂からなるインキ、接着層７は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂からなるインキを用いて形成した。このレーザエッチング用転写材１は基体シートにハードコート層、着色層の順序でハードコート層と着色層の対が複数対積層されたものである（図２参照）。

次いで、このようにして得たレーザエッチング用転写材１を、成形用金型の間に配置し、型締めした後、成形樹脂３３を射出して一体化し、型開き後、レーザエッチング用転写材１の基体シート２を剥離して転写層１１が転写された樹脂成形品２２を得た（図４（ａ）、（ｂ）参照）。この樹脂成形品２２は着色層、ハードコート層の順序で着色層とハードコート層の対が複数対積層されたものである（図５参照）。

次いで、ＹＡＧ レーザ装置を用いて、この着色層、ハードコート層の順序で着色層とハードコート層の対が複数対積層された樹脂成形品２２の一部にレーザ光３４を照射して、レーザ光３が照射された領域の第１ハードコート層３と第１着色層４を除去することにより多色成形品２１を得た（図１（ａ）、（ｂ）参照）。

このようにして得た多色成形品２１は、レーザ光が照射された領域でも最表面にハードコート層５が残っているため耐摩耗性を備えるものであった。

本発明の多色成形品の製造方法を示す断面図である。 本発明のレーザエッチング用転写材の断面図である。 転写法により樹脂成形品の表面に転写層を設ける工程を示す断面図である。 成形同時転写法により樹脂成形品の表面に転写層を設ける工程を示す断面図である。 表面に転写層が転写された樹脂成形品の断面図である。 レーザ光の照射によって互いに異なる文字が形成された多色成形品の斜視図である。 本発明の他の多色成形品の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の多色成形品の製造方法を示す断面図である。 従来のレーザエッチング用転写材を用いた多色成形品の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１ レーザエッチング用転写材
２ 基体シート
３ 第１ハードコート層
４ 第１着色層
５ 第２ハードコート層
６ 第２着色層
７ 接着層
８ 第３ハードコート層
１１ 転写層
２１ 多色成形品
２２ 樹脂成形品
２３ 多色成形品
２４ 多色成形品
３１ 耐熱ゴム状弾性体
３２ 成形用金型
３３ 成形樹脂
３４ レーザ光
３５ 領域
１０１ レーザエッチング用転写材
１０２ 基体シート
１０３ 剥離層
１０４ 第１着色層
１０５ 第２着色層
１０６ 接着層
１０７ 樹脂成形品
１０８ 多色成形品
１１１ レーザ光

Claims (6)

1. 剥離性を有する基体シートに少なくともハードコート層、着色層の順序でハードコート層と着色層の対が複数対積層された多色成形品形成用のレーザエッチング用転写材。
2. ハードコート層のうち、基体シートに最も近い側のハードコート層を除くハードコート層は、レーザが照射される部分に少なくとも形成された請求項１に記載のレーザエッチング用転写材。
3. ハードコート層がレーザ光の透過率９０％以上の透明樹脂よりなる請求項1または２に記載のレーザエッチング用転写材。
4. 着色層、ハードコート層の順序で着色層とハードコート層の対が複数対積層された樹脂成形品に対し、
   所望のハードコート層が露出するまでレーザエッチングによりその所望のハードコート層よりも表側に積層されたハードコート層および着色層を除去することを特徴とする多色成形品の製造方法。
5. ハードコート層がレーザ光の透過率９０％以上の透明樹脂からなる請求項４に記載の多色成形品の製造方法。
6. 樹脂成形品の着色層およびハードコート層が、請求項１〜３のいずれかに記載のレーザエッチング用転写材から樹脂成形品に転写して形成されたものである請求項４に記載の多色成形品の製造方法。
   

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