JP6163925B2 - マット調転写フィルム、及びそれを用いた成形品 - Google Patents

Description

本発明は、マット調転写フィルム及びそれを用いた成形品に関し、さらに詳しくは、工業製品の加飾に適したマット調転写フィルム、及びそれを用いた成形品に関するものである。

従来から、プラスチック成形品への加飾方法には、塗装などの直接的な加飾方法の代替として、転写フィルムを用いた熱転写法が用いられている。高い表面硬度の成形品を得るために、一般的に転写フィルムはハードコート層を設けた構成となっており、基材フィルムの一方の面に、離型層、ハードコート層、加飾層、接着層を順次積層した構成となっている。
上記の転写フィルムを用いて被転写体に熱転写する方法としては、例えば、射出成形と同時にハードコート層／加飾層／接着層を転写する方法（インモールド射出成形法）や、熱ロールの熱圧でハードコート層／加飾層／接着層を被転写体へ転写する方法、真空もしくは圧空または加熱機を利用して被転写体へ転写する方法などがある。

ここで離型層は、被転写体（プラスチック成形品など）への熱転写時に、ハードコート層からの良好な剥離性を付与する機能が求められる。さらには、ハードコート層を形成する際のインキ塗工時におけるインキのハジキが発生しないこと（上塗り性）、転写時の熱に耐えうる耐熱性があること、基材フィルム又は下地との密着が強いこと、被転写物の形状に追従できること（延伸性）、といった性能が求められる。
前記離型層を構成する材料としては、粘着テープの離型剤に多用されているシリコーン又はフッ素樹脂などがある。しかしながら、これらの材料は離型層の上に形成されるハードコート層形成用のインキの塗工時にハジキが発生し易いという問題がある。

上記問題の解決策として、離型層にメラミン樹脂、特にアクリルメラミン樹脂を使用することが多い。
工業製品の中でも、特に電子機器の筐体の場合、表面のギラツキ防止や高級感の付与を目的として、成形品の表面をマット調にすることが求められることが多い。転写フィルムを用いて成形品表面をマット調にするためには、転写フィルムの離型層にフィラー（例えばシリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなど）を含有させ、離型層に微細な凹凸を形成することによって、剥離後のハードコート層には微細な凹凸が形成され、成形品表面をマット調にするといった方法を用いることができる（特許文献１）。

特開２００４−１２２７５６号公報

工業製品の加飾に転写フィルムを使用する場合、転写フィルムは成形品の形状に追従できなければならないため、高い延伸性が要求される。しかし、成形品表面をマット調にするために、メラミン樹脂の離型層にフィラーを入れると、この延伸性が失われ、成形品表面にクラックが発生するといった問題があった。また、メラミン樹脂の離型層にフィラーを入れると、熱転写時にＰＥＴフィルムとの密着が極端に低下し、ＰＥＴフィルムと離型層との界面で剥がれる不具合も多かった。このような密着不良の改善策として、ＰＥＴフィルム上に易接着層を設け、密着を保つことが一般に行われているが、易接着層を設けることは、製造コストが高くなり好ましくない。
本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、被転写体への熱転写時にハードコート層にクラックが発生するのを低減でき、且つ、安価なマット調転写フィルムを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために鋭意研究されたものであり、以下のような手段で達成される。
本発明の一態様は、基材フィルムの一方の面に、少なくとも離型層、ハードコード層、及び接着層をこの順に有する転写フィルムであって、前記離型層を、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂で形成し、且つフィラーを含んだ層としたことを特徴とするマット調転写フィルムである。

また、上記マット調転写フィルムにおいて、前記シリコーン変性アクリルウレタン樹脂を、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成したこととしてもよい。
また、上記マット調転写フィルムにおいて、前記離型層に、水酸基を含有するセルロース誘導体をさらに含めたこととしてもよい。
また、上記マット調転写フィルムにおいて、前記離型層に、水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を含有するアクリルウレタン樹脂をさらに含めたこととしてもよい。

また、上記マット調転写フィルムにおいて、前記ハードコート層と前記接着層との間に、加飾層を設けたこととしてもよい。
また、上記マット調転写フィルムにおいて、前記ハードコート層と前記加飾層との間に、プライマー層を設けたこととしてもよい。
本発明の別の態様は、上記マット調転写フィルムを用いて製造したことを特徴とする成形品である。

本発明の一態様に係るマット調転写フィルムを使用すれば、離型層がシリコーン変性アクリルウレタン樹脂で形成されているため、熱転写時に優れた離型性を呈し、且つ、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂の優れた延伸性によって、熱転写時に発生するハードコート層のクラックを低減できるマット調転写フィルムを提供することができる。さらに、基材フィルムがＰＥＴフィルムである場合でも、ＰＥＴフィルム上に易接着層を設けなくても、十分にＰＥＴフィルムと離型層とを密着させることができる。よって、安価なマット調転写フィルムを提供することができる。

また、本発明の一態様に係るマット調転写フィルムにおいて、前記離型層に、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成された前記アクリルウレタン樹脂を用いた場合には、室温〜５０℃程度の低温で硬化反応が終了し、基材フィルムへの熱負荷の少ない離型層を作製することができる。

また、本発明の一態様に係るマット調転写フィルムにおいて、前記離型層が水酸基を含有するセルロース誘導体をさらに含む場合には、射出成形と同時に転写するインモールド転写、すなわち高温での耐熱性が要求されるインモールド転写の場合でも、水酸基を含有するセルロース誘導体の存在により耐熱性が向上し、熱シワやブロッキングを抑制することができる。
また、本発明の一態様に係るマット調転写フィルムにおいて、前記離型層が水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を有するアクリルウレタン樹脂をさらに含む場合には、離型性と延伸性を向上することができる。さらに、離型層塗工時のレベリング性が向上するため、均一な離型層を形成することができる。

本発明のマット調転写フィルムの一実施形態を示す断面概略図である。 本発明のマット調転写フィルムの一実施形態を示す断面概略図である。 図１のマット調転写フィルムを転写した成形品の断面概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係るマット調転写フィルムは、基材フィルム１、離型層２、ハードコート層３、接着層４からなる積層体である（図１参照）。なお、マット調転写フィルムに絵柄を付与したい場合、ハードコート層３と接着層４の間に加飾層５を設けてもよい(図２参照)。ここで、加飾層５は、複数層である場合が多く、エンボス加工やパール顔料などの光学効果を有する加飾材料も入れることも可能である。また、加飾層５を設ける場合、加飾層５が成形品に対して充分接着性を有する場合には、接着層４を設けなくても良い。なお、本実施形態では、加飾層５を備えないマット調転写フィルムを「マット調転写フィルム１００」と表記し（図１参照）、加飾層５を備えたマット調転写フィルムを「マット調転写フィルム１０１」と表記する（図２参照）。以下、マット調転写フィルム１００、１０１を構成する上記各層について説明する。

(基材フィルム１)
基材フィルム１としては、例えば、ＰＥＴフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ナイロンフィルム、セロファンフィルム、アクリルフィルム、塩ビフィルムといった基材が使用可能である。使用可能なフィルム厚みとしては、２５μｍから２５０μｍの範囲内が使用可能であり、特に３８μｍから１５０μｍの範囲内の厚みが好ましい。

（離型層２）
離型層２は、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂で形成され、且つフィラーを含んだ層である。そして、そのシリコーン変性アクリルウレタン樹脂は、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成されたものである。

離型層２を形成するためのインキ組成物には、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂が含まれている。このシリコーン変性アクリルウレタン樹脂を用いることにより、熱転写時には優れた離型性を呈し、且つ、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂の優れた延伸性によって、熱転写時に発生するハードコート層３のクラックを低減することができる。さらに、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂を用いることで、基材フィルム１にＰＥＴフィルムを用いた場合でも、ＰＥＴフィルムとの十分な密着性を確保することができる。よって、ＰＥＴフィルム上に易接着層を設けなくてもよい。

シリコーン変性アクリルウレタン樹脂からなる離型層２の形成方法としては、例えば、アクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物とからなるインキ組成物を、基材フィルム１の一方の面に塗布し、その後、架橋させる方法がある。なお、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂の配合量は、アクリルポリオール樹脂に対して２重量％以上３０重量％以下の範囲内であることが好ましいが、特に限定するものではない。

離型層２に無機フィラーや樹脂フィラー（以下、単に「フィラー」ともいう。）を含有させることによって、成形品表面をマット調にすることが可能である。離型層２にフィラーによる微細な凹凸を形成することで、剥離後のハードコート層３に微細な凹凸が形成され、成形品表面がマット調となる。なお、良好なマット調外観とするためには、含有させるフィラーの粒径は０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内であることが望ましい。また、離型層２の厚みは、含有させるフィラーを保持する必要があるため、フィラーの粒径に合わせて適宜設定する必要がある。例えば、２μｍ程度の粒径のフィラーを用いる場合、離型層２の厚みは３〜４μｍ程度が望ましい。一方、離型層２の厚みによってマット感を調整することができるため、所望のマット感に合わせて離型層２の厚みを微調整する必要がある。

離型層２に使用されるフィラーとしては、種々の無機フィラーや樹脂フィラーを用いることができる。無機フィラーとしては、シリカ、カーボンブラック、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、沈降性バリウム、タルク、ガラスビーズ、酸化亜鉛などを使用することができる。一方、樹脂フィラーとしては、アントラキノン、フタロシアン、ジオキサジンなどを使用することができる。

マット調転写フィルム１００、１０１は、用途によって転写時に極度に熱がかかる場合がある。例えば、射出成形と同時に転写するインモールド射出成形法では、転写時に１６０℃程度の熱がかかる。この場合、インモールド射出成形法に用いられるマット調転写フィルム１００、１０１の離型層２には、水酸基を含有するセルロース誘導体を配合することで耐熱性を向上することができる。本実施形態で使用することが望ましい、水酸基を含有するセルロース誘導体は、ニトロセルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロースである。このときのセルロース誘導体の配合量は、主剤（アクリルポリオール樹脂）に対して、２０重量％以上１００重量％以下の範囲内であることが好ましい。

また、剥離時の高速化やウレタンを含有する密着性の高いハードコート層３の場合、離型層２の剥離がより軽いことが要求される場合がある。この際には、水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を含有するアクリルウレタン樹脂を配合することで、上塗り性を落とさずに剥離を軽くすることができる。なお、炭素数が１０未満の場合には、熱転写時の離型性が不十分で被転写体の表面に転写ムラが生じて品質欠陥となる。また、炭素数が３０を超えると、ハードコートインキの塗布時にハジキが生じ、均一なハードコート層３を形成することができない。このときのアクリルウレタン樹脂の適当な配合量は、主剤（アクリルポリオール樹脂）に対して、０．５重量％以上１５重量％以下の範囲内である。また、離型層２の厚みは、特に制限が無いが、０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲内の厚みが最適である。

（ハードコート層３）
ハードコート層３は、転写後に基材フィルム１を剥離した際に、成形品２００の最表面層となる層である。ハードコート層３の材料としては、被転写体への転写前にはタックフリー状態であり、被転写体に転写後、紫外線やエレクトロンビームを照射することで架橋できる樹脂からなることが望ましい。転写後に架橋する理由としては、ハードコート層３を予め架橋すると転写の延伸時にクラックが生じやすく、外観不良となるためである。一方、転写前にタックフリー状態とならなければ、耐ブロッキング性と射出成形時の耐熱性が不十分となる。また、紫外線やエレクトロンビームを照射することで架橋できる樹脂を使用する理由としては、前記樹脂を使用したハードコート層３であれば、紫外線もしくはエレクトロンビームを照射することによって、直ちに成形品２００の表面を硬化させることができるため、成形品２００の生産効率が向上することになる。また、ハードコート層３の厚みは、特に制限はないが、硬度の発現と硬化収縮、コストを考慮すると、２μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。

マット調転写フィルムに絵柄を付与したい場合、ハードコート層３と接着層４の間に加飾層５を設けてもよい。加飾層５は、上記各層と比べて、特に材料的な違いはない。加飾層５の形成において採用可能な加飾技術としては、色インキによる一般印刷は勿論のこと、パールや蛍光、ミラー、再帰反射、磁気印刷などの特殊印刷、熱や紫外線によって凹凸構造（各種レンズ効果やホログラム）を形成するエンボス加工、アルミニウムや銀、クロム、酸化チタン、硫化亜鉛などを真空蒸着やスパッタによって形成する薄膜形成技術などが挙げられる。

（接着層４）
接着層４としては、公知のヒートシール性接着剤又は粘着剤を使用できる。例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、塩酢ビ樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。接着層４の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲内の厚みが最適である。
本実施形態における各層の形成方法は、既存の塗布・印刷方法を採用することができ、例えば、ダイレクトグラビア、グラビアリバース、マイクログラビア、ロールコート、カーテンコート、ダイコート、スプレーコート、マイヤーコート、コンマコート、スクリーン印刷、フレキソ印刷などが挙げられる。

本実施形態に係るマット調転写フィルム１００を用いて、インモールド射出成形もしくは熱転写することにより、成形品２００を製造することができる。インモールド射出成形法は、マット調転写フィルム１００を射出成形用金型内へ挿入し、マット調転写フィルム１００の接着層４側から該射出成形用金型のキャビティ内へ成形樹脂６を射出成形する方法である。このインモールド射出成形法を用いて成形樹脂６の表面にマット調転写フィルム１００を転写する。そして、成形樹脂６及びマット調転写フィルム１００が冷却した後、射出成形用金型を解放する。最後に、マット調転写フィルム１００の基材フィルム１及び離型層２を剥離して成形品２００を取り出す。こうして成形された成形品２００を、図３に示す。

また、マット調転写フィルム１００を用いて、真空圧空成形機で成形することにより、成形品２００を製造することができる。真空圧空成形機での成形は、被転写体を真空圧空成形機にセットし、高温下で真空または圧空にして、マット調転写フィルム１００と被成形体を密着させて、マット調転写フィルム１００を転写するといった方法である。

(効果)
本実施形態に係るマット調転写フィルム１００、１０１は、離型層２がシリコーン変性アクリルウレタン樹脂で形成されている。このため、マット調転写フィルム１００、１０１を使用すれば、熱転写時に優れた離型性を呈し、且つ、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂の優れた延伸性によって、熱転写時に発生するハードコート層３のクラックを低減できるマット調転写フィルムを提供することができる。さらに、マット調転写フィルム１００、１０１を使用すれば、基材フィルム１がＰＥＴフィルムである場合でも、ＰＥＴフィルム上に易接着層を設けなくても、十分にＰＥＴフィルムと離型層２とを密着させることができる。よって、安価なマット調転写フィルムを提供することができる。

また、マット調転写フィルム１００、１０１は、離型層２に、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成されたシリコーン変性アクリルウレタン樹脂を用いている。このため、マット調転写フィルム１００、１０１であれば、室温〜５０℃程度の低温で硬化反応が終了し、基材フィルム１への熱負荷の少ない離型層２を作製することができる。

また、マット調転写フィルム１００、１０１は、離型層２に水酸基を含有するセルロース誘導体を含んでいる。このため、マット調転写フィルム１００、１０１を使用すれば、射出成形と同時に転写するインモールド転写、すなわち高温での耐熱性が要求されるインモールド転写の場合でも、水酸基を含有するセルロース誘導体の存在により耐熱性が向上する。よって、離型層２に生じる熱シワやブロッキングを抑制することができる。

また、マット調転写フィルム１００、１０１は、離型層２が水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を有するアクリルウレタン樹脂を含んでいる。このため、マット調転写フィルム１００、１０１を使用すれば、離型層２の離型性と延伸性を向上させることができる。さらに、離型層塗工時のレベリング性が向上するため、均一な離型層２を形成することができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
＜実施例１＞
厚さ５０μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱樹脂社製：Ｇ４４０Ｅ５０）を基材フィルムとして、その一方の面に、下記組成の離型インキをマイクログラビア法を用いて、乾燥後の膜厚が０．２μｍ厚となるように塗布、乾燥し、その後５０℃で５日間エージングして、離型フィルムを作製した。

（離型インキの組成）
アクリルポリオール樹脂（東栄化成社製ＬＣ＃６５６０）：１００重量部
ニトロセルロース（Ｈ１／４）：１０重量部
アクリルシリコン樹脂：５重量部
イソシアネート化合物（日本ポリウレタン社製コロネートＬ）：２０重量部
シリカ（粒径２μｍ）：４重量部
次に、上記離型フィルムの一方の面に、下記組成のハードコートインキをマイクログラビア法にて、乾燥後の膜厚が４．０μｍになるように塗布、乾燥してハードコート層を形成した。

（ハードコートインキの組成）
紫外線硬化樹脂（ＤＩＣ社製ＲＣ２９−１１７：紫外線重合開始剤入り、固形分３０％）：１００重量部
シリカ（日産化学社製：粒径１０〜２０ｎｍ、ＭＥＫ分散液、固形分３０％）：２０重量部

次に、上記ハードコート層の上に、接着層としてアクリルポリオール／イソシアネート系インキ（東洋インキ社製：Ｖ４２５アンカー）を、グラビア法を用いて乾燥後の膜厚が２μｍになるように塗布して、マット調転写フィルムを作製した。
上記で得られたマット調転写フィルムを射出成形機の金型内部にセットして、ポリカーボネート／ＡＢＳアロイ樹脂を射出成形して、成形と同時に転写してマット調成形品を得た。

＜実施例２＞
実施例１と同様にして、基材フィルムの一方の面に、離型層、ハードコート層を順次積層した。
次に、上記ハードコート層の上に、プライマー層としてアクリルポリオール／イソシアネート系インキ（東洋インキ社製：Ｖ４２５アンカー）を、グラビア法を用いて乾燥後の膜厚が２μｍになるように塗布した。その上に所定の加飾インキで印刷して加飾層を形成し、さらにその上に接着インキ（東洋インキ社製：Ｋ５３９ＨＰ接着ワニス）を用いて、グラビア法により乾燥後の膜厚が１μｍとなるように塗布して接着層を形成し、マット調転写フィルムを作製した。
次に、真空圧空成形機（ＴＯＭ成形機）に上記マット調転写フィルムと、ポリカーボネート／ＡＢＳアロイ樹脂からなるノートパソコン筐体をセットし、１２０℃で真空圧空成形して、転写したマット調の表面を有する成形品を得た。

＜比較例１＞
実施例１と同様の基材フィルムの一方の面に、実施例１の離型インキのアクリルポリオール樹脂の代わりにメラミン系インキを用い、マイクログラビア法にて、乾燥後の膜厚が０．２μｍになるように塗布し、その後、１８０℃で焼き付けして離型フィルムを作製した。
次に、上記離型フィルムの離型層上に実施例１と同様にしてハードコート層を形成した。

＜評価及び方法＞
実施例１、２及び比較例１で作製したマット調転写フィルムについて、各マット調転写フィルムの被成形体（ノートパソコン筐体）への転写性を目視にて評価した。外観異常がない場合（実用上問題のないレベル）を○、ある場合（実用上問題がある）を×とした。結果を表１に示す。

＜比較結果＞
実施例１及び２で得られたマット調転写フィルムは、成形品表面にクラックが発生せず、良好な外観の成形品を得ることができた。また、基材フィルムと離型層の密着も十分であり、良好な剥離性を有していた。一方、比較例１で得られたマット調転写フィルムでは、成形品表面にクラックが発生した。また、基材フィルムと離型層の密着が不足していたため、成形品に離型層まで転写され、良好な外観の成形品を得ることができなかった。

本発明の一態様により得られたマット調転写フィルムは、家電製品、住宅機器、事務機器、自動車部品などに利用されるパネル部材等の表面保護兼加飾に用いることが可能である。

１…基材フィルム
２…離型層
３…ハードコート層
４…接着層
５…加飾層
６…成形樹脂
１００…マット調転写フィルム
１０１…マット調転写フィルム
２００…成形品

Claims (7)

1. 基材フィルムの一方の面に、少なくとも離型層、ハードコード層、及び接着層をこの順に有する転写フィルムであって、
   前記離型層を、シリコーン変性アクリルウレタン樹脂で形成し、且つフィラーを含んだ層としたことを特徴とするマット調転写フィルム。
2. 前記シリコーン変性アクリルウレタン樹脂を、少なくともアクリルポリオール樹脂と、水酸基を含有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート化合物との架橋反応から生成したことを特徴とする請求項１に記載のマット調転写フィルム。
3. 前記離型層に、水酸基を含有するセルロース誘導体をさらに含めたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマット調転写フィルム。
4. 前記離型層に、水酸基及び炭素数１０以上３０以下の長鎖アルキル基を含有するアクリルウレタン樹脂をさらに含めたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマット調転写フィルム。
5. 前記ハードコート層と前記接着層との間に、加飾層を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマット調転写フィルム。
6. 前記ハードコート層と前記加飾層との間に、プライマー層を設けたことを特徴とする請求項５に記載のマット調転写フィルム。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマット調転写フィルムを用いて製造したことを特徴とする成形品。

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