(57)【要約】      （修正有）【課題】これまでのインモールド・デコレーション方法では、インク落ち防止層を何度も繰り返してプリントしているため、製造時間及びコストが大幅に増加してしまうため、射出されたプラスチック材料によって図案のインクが破損されることを防止し、コスト低の方法を提供する。【解決手段】第１の表面２０ａと第１の表面に相対する第２の表面２０ｂとを有するフィルム基材２０を提供する。続いて、図案２２をフィルム基材の第１の表面２０ａ上にプリントする。その後、ハードコーティング層２４を図案２２上に塗布し（３Ｄ立体形状の場合には、先に熱プレス成形を行う）、第１の表面上のハードコーティング層にＵＶ光を照射して硬化させる。その後、フィルム基材２０に対して圧延プロセスを行い、フィルム基材に対して射出成形プロセスを行って、プラスチック材料２６をフィルム基材の第２の表面上に形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面及び前記第１の表面に相対する第２の表面を有するフィルム基材を提供するステップと、
図案を前記フィルム基材の前記第１の表面にプリントするステップと、
ハードコーティング層を前記図案上に塗布するステップと、
前記ハードコーティング層に光を照射し硬化させるステップと、
前記フィルム基材に対して圧延プロセスを行うステップと、
前記フィルム基材に対して射出成形プロセスを行い、前記フィルム基材の前記第２の表面にプラスチック材料を形成するステップと、
を含むインモールド・デコレーション方法。
【請求項２】
ハードコーティング層を塗布する前記ステップとハードコーティング層に光を照射する前記ステップとの間に、熱プレスプロセスを行って、前記フィルム基材に立体形状を持たせることを更に含む、
請求項１に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項３】
前記熱プレスプロセスを行うステップの前に、熱風乾燥プロセスを行って、前記ハードコーティング層を初期乾燥させることを更に含む、
請求項２に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項４】
前記ハードコーティング層に光を照射するプロセスは、５００〜８００ジュールの紫外線を前記ハードコーティング層に照射する、
請求項１に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項５】
図案を前記フィルム基材の前記第１の表面にプリントする前記ステップの前に、インク落ち防止層を前記フィルム基材の前記第１の表面に塗布することを更に含む、
請求項１に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項６】
図案を前記フィルム基材の前記第１の表面にプリントする前記ステップは、ロール・ツー・ロール印刷の方式によって行われる、
請求項１に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項７】
図案を前記フィルム基材の前記第１の表面にプリントする前記ステップの後、保護フィルムを前記フィルム基材の前記第１の表面に貼付するステップをさらに含み、前記図案に傷がつくことを防止する、
請求項１に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項８】
ハードコーティング層を前記図案上に塗布する前記ステップの前に、前記保護フィルムを剥ぎ取るステップをさらに含む、
請求項７に記載のインモールド・デコレーション方法。
【請求項９】
ハードコーティング層を塗布する前記ステップの後に、保護フィルムを前記フィルム基材の前記第１の表面に貼付するステップを更に含み、前記ハードコーティング層が汚れることを防止する、
請求項１に記載のインモールド・デコレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインモールド・デコレーション（ｉｎ−ｍｏｌｄ  ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ）方法に関し、特に射出成形するプラスチック材料及びプリントする図案を、それぞれフィルム基材両側の表面に配置する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造技術の発展及び進歩に伴い、新世代の電子製品は、他とは異なる独自の特色及びスタイルで、消費者の電子製品に対する従来の印象を変化させるために、高い機能や効果及びヒューマナイズされた操作インタフェースが追求されているだけでなく、外観デザインも刷新が行われている。また、外観デザインの多様な特色及び魅力によって、消費者の評価を獲得し、市場のシェアを高めている。
【０００３】
このような趨勢において、インモールド・デコレーション技術（Ｉｎ  Ｍｏｌｄ  Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ；ＩＭＤ）は、関連業界で幅広く応用されている表面装飾技術である。インモールド・デコレーション技術は、成形可能なフィルムを用いて金型内で加飾を行う技術であって、従来の製造プロセスにおける部品の成形後の艶出し、プリント、ホットスタンピング（ｈｏｔ  ｓｔａｍｐｉｎｇ）及びクロムめっき（ｃｈｒｏｍｅ  ｐｌａｔｉｎｇ）等の作業を代替することができる。また、製品の表面効果やパターンを増やすことができるだけでなく、完成品に必要なステップを顕著に減少させることができ、製品の製造プロセスの時間を短縮できるほかに、コストも大幅に下げることができる。このため、携帯電話、ノートパソコン、及び洗濯機等の家電用品に広く応用されており、さらには自動車の計器及び車体の装飾にも応用されている。
【０００４】
図１には、現在のインモールド・デコレーション技術によって製造された製品が示されている。その主な製造ステップは、まずフィルム基材１０の表面にインクがプリントされ、図案１４が形成される。次に、図案１４の表面にインク落ち防止層１６及び粘着層１７がプリントされる。最後に、粘着層１７の表面に射出成形処理が行われ、プラスチック材料１８が粘着層１７の表面に形成される。
【０００５】
しかしながら、射出するプラスチック材料１８がフィルム基材１０上の図案１４を破損することを防止するために、従来技術においては、通常インク落ち防止層１６を何度も繰り返してプリントしているため、このようにして、図案１４のインクが、射出されたプラスチック材料１８によって破損されることが防止できたとしても、製造時間及びコストも大幅に増加してしまう。
【０００６】
また、インモールド・デコレーション技術を応用して製造された製品が立体形状を有する場合には、射出成形のプロセスを行う前に、さらに熱プレスのプロセスを行うため、熱プレス金型により、フィルム基材が熱によって成形される。また、使用するフィルム基材がすでに表面硬化処理されている場合は、熱プレス成形の過程において表面に亀裂が発生しやすいため、現在のインモールド・デコレーション技術によって製造された製品は、その立体成形の高度及びＲ角が制限され、製品の工業デザイナーの要求を満たすことはできなくなっている。
【発明の開示】
【０００７】
本発明はインモールド・デコレーション方法を提供し、主に以下のステップを含む。まず、第１の表面と第１の表面に相対する第２の表面とを有するフィルム基材を提供する。次に、図案をフィルム基材の第１の表面にプリントする。その後、ハードコーティング層を図案上に塗布し、第１の表面上のハードコーティング層に光を照射し、硬化させる。その後、フィルム基材に対して圧延プロセスを行い、フィルム基材に対して射出成形プロセスを行って、プラスチック材料をフィルム基材の第２の表面に形成する。
【０００８】
実施の形態において、本発明のインモールド・デコレーション方法を３Ｄ立体形状の製品に応用する場合には、ハードコーティング層を塗布するステップとハードコーティング層に光を照射するステップとの間に、熱プレスプロセスによって、フィルム基材を立体形状とすることを更に含む。また、熱プレスプロセスを行う前に、第１の表面上にハードコーティング層（ｈａｒｄ  ｃｏａｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を塗布した後に熱風乾燥処理を行い、ハードコーティング層を初期乾燥させることを更に含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図２ａ〜２ｄには、本発明が提供するインモールド・デコレーション方法に基づく関連フローが示されている。まず、図２ａに示すように、第１の表面２０ａと第１の表面２０ａに相対する第２の表面２０ｂとを有するフィルム基材２０を用意する。実施の形態において、このフィルム基材２０は透明フィルムであり、ロール・ツー・ロール方式によって収納されている。
【００１０】
次に、図２ｂに示すように、ロール・ツー・ロール式のフィードプリンタを用いて、インクをプリントする方式によって、図案２２をフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に形成する。また、図案２２をフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上にプリントするステップは、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）印刷方式によって行われる。すなわち、図案２２のプリントが完了した後、フィルム基材２０は依然としてロール・ツー・ロール方式によって収納される。
【００１１】
本実施の形態では、後段の製造過程における射出成形プロセスにおいて、図案２２がインク落ちにより破損することを防止するために、図案２２をフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に形成するステップの前に、まずインク落ち防止層２１をフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に選択的にプリントした後、前記図案２２をインク落ち防止層２１の上側の表面にプリントすることも考えられる。インク落ち防止層２１を形成する前記ステップも、ロール・ツー・ロール印刷の方式によって行われる。
【００１２】
また、図案２２をプリントした後のフィルム基材２０は、ロール・ツー・ロール方式によって収納されるため、フィルム基材２０上の図案２２が傷ついたり汚れたりすることを防止するために、図案２２をフィルム基材２０上にプリントするステップの後、保護フィルムをフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に選択的に貼付し、図案２２を被覆してから、フィルム基材をロール・ツー・ロールで収納してもよい。ここで、保護フィルムを貼付するステップは、後糊加工機によって行うことができる。
【００１３】
その後、図２ｃに示すように、ハードコーティング層２４を図案２２の表面に塗布し、ハードコーティング層２４にＵＶ光を照射して硬化させる。ここで、ハードコーティング層２４を図案２２上に塗布するプロセスは、自動塗布機を用いる。続いて、塗布後の熱風乾燥処理を行い、ハードコーティング層を初期乾燥させた後、ＵＶ光を照射することによって、ハードコーティング層２４を硬化させる。
【００１４】
当然、フィルム基材２０に図案２２が形成された後、保護フィルムが貼付されている場合には、ハードコーティング層２４を図案２２上に塗布する前に、まず保護フィルムを剥がさなければならない。また、ハードコーティング層２４を塗布するステップの後、ハードコーティング層２４が汚れるのを防止するために、オプションとして保護フィルムをフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に再度貼付してもよい。
【００１５】
続いて、図２ｄに示すように、フィルム基材２０に対して圧延プロセスを行い、鋼鉄の刃のついた圧延機によって、フィルム基材２０に対して外形のカッティングを行い、必要なフィルム基材２０の一部を切り取る。その後、射出成形機によって、フィルム基材２０に対して射出成形プロセスを行い、プラスチック材料２６をフィルム基材２０の第２の表面２０ｂ上に形成する。射出されたプラスチック材料２６はフィルム基材２０の第２の表面２０ｂ上に形成されるため、第１の表面２０ａ上の図案２２にインク落ちの現象は発生しないことになる。
【００１６】
本発明のインモールド・デコレーション技術を応用して３Ｄ立体形状の製品を作る場合には、上記のハードコーティング層２４を塗布するステップとハードコーティング層２４にＵＶ光を照射するステップとの間に、別途熱プレスプロセスを行い、フィルム基材２０を立体形状とすることを特に説明しておく。
【００１７】
図３ａ〜３ｄには、本発明のインモールド・デコレーション方法を用いて立体製品を製作するための関連フローが示されている。図３ａに示すように、インク落ち防止層２１、図案２２及びＵＶハードコーティング層２４を選択的にプリントし、フィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に順番に形成した後、熱プレスのプロセスを行う前に、まず熱風乾燥処理を行い、ハードコーティング層２４を初期乾燥させることができる。
【００１８】
熱風乾燥プロセスが完了した後、ハードコーティング層２４は初期乾燥しているので、その後のフィルム基材２０の成形が容易となる。次に、図３ｂに示すように、加熱プレス機（ｈｏｔ  ｐｒｅｓｓ）に熱プレス金型を装着して、フィルム基材２０の第１の表面２０ａに対して熱プレスを行い、フィルム基材２０を必要な立体形状に加工する。
【００１９】
熱プレスのプロセスが完了した後、図３ｃに示すように、続いてハードコーティング層２４に光を照射するプロセスを行い、紫外線の照射によって、ハードコーティング層２４を完全に硬化させる。実施の形態において、この段階の光の照射は、５００〜８００ジュールの紫外線をハードコーティング層２４に照射する。照射が完了すると、ハードコーティング層２４の硬度は５００〜７６５ｇ／Ｈに達する。
【００２０】
上記の塗布及びＵＶ光の照射プロセスを完了した後、続いて、図３ｄに示すように、フィルム基材２０に対して圧延プロセスを行い、必要な形状を切り出し、フィルム基材２０に対して射出成形プロセスを行い、プラスチック材料２６をフィルム基材２０の第２の表面２０ｂ上に形成する。
【００２１】
図４には、本発明のインモールド・デコレーション方法を応用した詳細なフローが示されている。まず、ステップＳ１で、ロール・ツー・ロール印刷方式によって、インク落ち防止層２１をフィルム基材２０の第１の表面２０ａ上に形成する。一般的には、インク落ち防止層２１をプリントした後、ステップＳ２０で、フィルム基材２０を温度６５〜９０℃の環境において約５〜１５分乾燥させ、インク落ち防止層２１を乾かす。上述したように、その後の射出プロセスでインク落ちの現象が起こらない場合には、このステップＳ１を省略できる。
【００２２】
続いて、ステップＳ２において、ロール・ツー・ロール印刷方式によって、インクをフィルタ基材２０上にプリントして、図案２２をインク落ち防止層２１の表面に形成する。同様に、図案２２をプリントした後、ステップＳ２０で、フィルム基材２０を温度６５〜９０℃の環境において約５〜１５分乾燥させ、インク落ち防止層２１を乾かす。
【００２３】
その後、ステップＳ３で、保護フィルムを図案２２の表面に形成する。当然、上記と同様に、このステップＳ３も必要に応じて省略することができる。次に、ステップＳ４で、図案２２の表面にハードコーティング層２４を塗布する。ハードコーティング層２４の塗布が完了した後、ステップＳ４０で、熱風乾燥処理を行って、ハードコーティング層２４を初期乾燥させる。次に、必要に応じて、ステップＳ５を選択的に行い、ハードコーティング層２４の表面に保護フィルムを形成する。
【００２４】
製品が３Ｄ立体形状の場合には、ハードコーティング層２４を初期乾燥させた後、ステップＳ６で、フィルム基材２０に対して熱プレス成形を行う。その後、ステップＳ７で、紫外線を照射することにより、ハードコーティング層２４を完全に硬化させる。
【００２５】
その後、ステップＳ８で、フィルム基材２０に対して圧延プロセスを行って裁断する。そして、ステップＳ９で、フィルム基材２０に対して射出成形プロセスを行い、第２の表面２０ｂ上にプラスチック材料２６を形成し、最終的な製品を得る。
【００２６】
本発明が提供するインモールド・デコレーション方法には、次のような利点がある。第一に、射出成形するプラスチック材料とプリントする図案は、それぞれフィルム基材の両側の表面に配置されているため、射出されたプラスチック材料はインクと直接接触することはなく、インク落ちの現象を効果的に避けることができる。このようにして、インク落ちを防止するためのプリントの回数を大幅に減少し、効果的にコストを下げ、射出成形した製品の競争力を高めることができる。
【００２７】
第二に、加熱乾燥のプロセスによって、まずハードコーティング層を初期乾燥させ、続いてフィルム基材の熱プレス成形を行った後、紫外線の照射を行い、ハードコーティング層を完全に硬化させ、表面の物性要求を達成する。このため、成形後のフィルム基材は立体形状を維持でき、表面の硬度不足によって成形後のフィルム基材が変形することを避けることができる。また、熱プレスプロセスにおいて、フィルム基材も金型に粘着しにくいので、熱プレスプロセスの生産効率を高めることができる。
【００２８】
第三に、ハードコーティング層を初期乾燥した後も、フィルム基材は依然として相当の延性（ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ）を有するため、熱プレス金型に基づいて必要な立体形状を鋳造し、その後、紫外線の照射を行って、表面を硬化させることができる。そのため、流通しているフィルム基材のように、表面の硬度が高すぎるため、熱プレスプロセスにおいて表面の亀裂が発生する、ということはない。
【００２９】
本発明を実施する最良の形態を上記のように説明したが、本発明の主旨及び発明の実態は上記の実施の形態のみに限定されない。本発明の主旨及び範囲を逸脱せずに行われた変更は、いずれも以下の請求の範囲に含まれることとする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のインモールド・デコレーション方法によって製造された製品を示す。
【図２】図２ａ〜図２ｄは、本発明が提供するインモールド・デコレーション方法に基づいて平面製品を作るための関連フローを示す。
【図３】図３ａ〜図３ｄは、本発明に係るインモールド・デコレーション方法を用いて立体製品を作るための関連フローを示す。
【図４】本発明に係るインモールド・デコレーション方法を応用する際の詳細なステップを示す。
【符号の説明】
【００３１】
１０  フィルム基材
１４  図案
１６  インク落ち防止層
１７  粘着層
１８  プラスチック材料
２０  フィルム基材
２０ａ  第１の表面
２０ｂ  第２の表面
２１  インク落ち防止層
２２  図案
２４  ハードコーティング層
２６  プラスチック材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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