(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性を有するフィルムと、該フィルムの裏面に架橋性印刷インキを用いて印刷され該フィルムの表面側から目視するための熱柔軟性加飾印刷層と、該熱柔軟性加飾印刷層上に低架橋性印刷インキを用いて印刷されたバインダー層と、該バインダー層上に射出成形された樹脂とからなり、
前記バインダー層が、樹脂成分として前記熱柔軟性加飾印刷層を構成する樹脂成分よりも低い架橋化度を持つ低架橋性樹脂成分を含有するものであることを特徴とするインサート成形品。
【請求項２】
前記熱柔軟性加飾印刷層が、樹脂成分として架橋されたポリエステル樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項１記載のインサート成形品。
【請求項３】
前記バインダー層が、透明性を有するものであることを特徴とする請求項１記載のインサート成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日においては、例えば各種メータ盤や携帯電話のハウジング、家庭用電気製品の表示操作部品等にインサート成形品が使用されるに至っている。これらインサート成形品の製造に際しては、先ず印刷工程において、一般には印刷層を保護するために、透明フィルムの裏面にポリカーボネート類などの樹脂成分を含む着色インキによって印刷を施し、この透明フィルムの表面側から目視するための加飾印刷層を形成する。次に、フォーミング工程において、前記加飾印刷層が形成されたフィルムを所定の成形品の表面形状に加工する。さらに、射出成形工程においては、前記成形品の表面形状からなるフィルムを、加飾印刷層を内側にして金型に装着し、該金型内において前記加飾印刷層側に溶融した樹脂を射出して、この射出した樹脂と前記フィルムとを一体化させる。これにより、透明フィルム、加飾印刷層及び射出樹脂で構成され、透明フィルムの表面側から目視可能な印刷が施されたインサート成形品が完成することとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、インサート成形品の製造工程は、一般に印刷工程、フォーミング工程、及び射出成形工程で構成される。そして、印刷工程においては、▲１▼フィルムと印刷されたインキの接着性が充分であり、その接着性が全行程を通じて維持されることが必須条件となる。また、フォーミング工程においては、▲２▼加熱されて延伸するフィルムに追随して加飾印刷層のインキが延伸し、クラックの発生やフィルムからの剥離が生じないことが必須条件となる。また、射出成形工程においては、▲３▼加飾印刷層が、射出されてくる高温の溶融樹脂の流動に伴って流動しないこと、及び▲４▼射出された溶融樹脂が冷却固化したときに、この冷却固化した樹脂と加飾印刷層のインキとが強固に接着していることが必須条件となる。
【０００４】
これらの必須条件▲１▼〜▲４▼は、いずれも加飾印刷層を形成するインキに関連する条件である。このため、加飾印刷層を印刷するためのインキとして、各種のポリカーボネート樹脂を樹脂成分とするインキが提案されている（特開平８−３５０２号公報、特開２００１−１９８８５号公報、特開２００１−２４９７９３号公報参照）。しかし、これらポリカーボネート樹脂を樹脂成分とするインキを用いて加飾印刷層を形成しても、印刷されるフィルムがポリカーボネートを含有する場合は必須条件▲１▼のフィルムと印刷されたインキの接着性は充分に得られるものの、印刷フィルムがポリエチレンテレフタレート、ポリウレタンなどの場合は必ずしも接着性は充分ではない。さらに必須条件▲２▼〜▲４▼に関しては、いずれかの条件を満たすと他の条件が満たされないという関係が生じ、必須条件▲１▼〜▲４▼の全てを高度に満たすことは困難であった。
【０００５】
したがって、本発明の目的はインサート成形に際して必須となる全ての条件を高度に満たすことのできるインサート成形品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、透明性を有するフィルムと、該フィルムの裏面に架橋性印刷インキを用いて印刷され該フィルムの表面側から目視するための熱柔軟性加飾印刷層と、該熱柔軟性加飾印刷層上に低架橋性印刷インキを用いて印刷されたバインダー層と、該バインダー層上に射出成形された樹脂とからなり、前記バインダー層が、樹脂成分として前記熱柔軟性加飾印刷層を構成する樹脂成分よりも低い架橋化度を持つ低架橋性樹脂成分を含有するものであることを特徴とするインサート成形品を提供する。
【０００７】
なお、本発明に係るインサート成形品の製造方法としては、透明性を有するフィルムの裏面に架橋性印刷インキを用いて印刷を施し、該フィルムの表面側から目視するための熱柔軟性加飾印刷層上に低架橋性印刷インキを用いて印刷を施しバインダー層を形成する第２の印刷工程と、これら印刷工程により前記熱柔軟性加飾印刷層及びバインダー層が形成されたフィルムを所定の成形品の表面形状に加工するフォーミング工程と、このフォーミング工程によって加工された前記形状のフィルムを、前記熱柔軟性加飾印刷層を内側にして金型に装着して、該金型内において前記バインダー層側に溶融した樹脂を射出し、この射出した樹脂と前記フィルムとを一体化させる射出成形工程とを含む。
【０００８】
また、インサート成形品の製造方法において用いる架橋性印刷インキとしては、水酸基を有するポリエステル樹脂を樹脂成分とするインキ成分と、多官能イソシアネート化合物を架橋剤とする架橋剤成分よりなる二液性のインキであることが好ましい。
【０００９】
したがって、印刷工程においては、透明性を有するフィルムの裏面に架橋性印刷インキを印刷して、表面側から目視するための熱柔軟性加飾印刷層を設けるとともに、さらにこの熱柔軟性加飾印刷層上に低架橋性印刷インキを印刷して、バインダ−層を設ける。このとき、熱柔軟性加飾印刷層は架橋性印刷インキを印刷して設けられているので、架橋性印刷インキの樹脂成分の選択と相ってフィルムと印刷されたインキの接着性は充分に得られるものとなる（必須条件(1)）。また、このような架橋性印刷インキで印刷形成された熱柔軟性加飾印刷層と、低架橋性印刷インキで印刷形成されたバインダー層との接着性も充分に得られる。
【００１０】
そして、次のフォーミング工程においては、裏面に熱柔軟性加飾印刷層とバインダー層とが積層されたフィルムを熱軟化して、プレス成形、真空成形、圧空成形などにより、所定の成形品の表面形状に加工する。このとき、熱柔軟性加飾印刷層は架橋性印刷インキを印刷して設けられているが熱柔軟性であるために、熱柔軟性加飾印刷層のインキは加熱されて延伸するフィルムに追随して延伸し、熱柔軟性加飾印刷層にクラックの発生やフィルムからの剥離が生ずることがない（必須条件(2)）。また、架橋性印刷インキで印刷形成された熱柔軟性加飾印刷層と、低架橋性印刷インキで印刷形成されたバインダー層との接着性も充分に得られているので、バインダー層も熱柔軟性加飾印刷層に追随して延伸する。
【００１１】
さらに、次の射出成形工程においては、熱柔軟性加飾印刷層を内側にしてフィルムを金型に装着し、該金型内において前記熱柔軟性加飾印刷層側つまりバインダー層上に溶融した樹脂を射出する。このとき、前述のように熱柔軟性加飾印刷層は架橋性印刷インキを印刷して設けられているので、射出されてくる高温の溶融樹脂の流動に伴って流動することはないし、さらにバインダー層によって保護されているので、一層安定に定着している（必須条件▲３▼）。
【００１２】
さらに、射出工程においては、この射出した樹脂を冷却固化させて前記フィルムと一体化させる。このとき、射出された樹脂が直接接着するのは、低架橋性印刷インキで印刷形成されたバインダー層であるから、バインダー層と冷却固化した樹脂とが強固に接着する。また、前述のように、架橋性印刷インキで印刷形成された熱柔軟性加飾印刷層と、低架橋性印刷インキで印刷形成されたバインダー層との接着性も充分に得られている。したがって、射出されて冷却固化した樹脂は、バインダー層を介して熱柔軟性加飾印刷層と強固に接着することとなる（必須条件(4)）。
【００１３】
なお、前記熱柔軟性加飾印刷層上に印刷されるバインダー層のインキが透明性を有するものであれば、熱柔軟性加飾印刷層をフィルムの表面側から視認した際に、バインダー層が熱柔軟性加飾印刷層の加飾性に影響を与えることがなく好ましい。
【００１４】
さらに本発明を詳細に説明すると、本発明において用いられる透明性を有するフィルムはインサート形成品の形状にフォーミングして使用されることが多いので、それに適した熱可塑性フィルムであることが好ましい。また耐熱性や耐久性を要望されるために、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂あるいは、これらの樹脂を含有するブレンド樹脂のフィルムが最も好ましく使用される。
【００１５】
フィルム表面は一般に平滑であるが、マット感を与えるために透明性を失わない程度の粗面を有してもよい。また使用されるフィルムの厚みは目的に応じて適宣選ぶことができるが一般に、８０〜８００μｍ程度、特に１００〜５００μｍ程度のものが使用される。
【００１６】
次に前述のフィルムの裏面に熱柔軟性加飾印刷層を設ける。本発明においてはこの熱柔軟性加飾印刷用インキとしては官能基を有する熱可塑性樹脂を含むインキ成分と前記官能基と反応して架橋構造を生成する架橋剤成分とを含む二液性インキが使用される。
【００１７】
インキ素材の選定は次の試験を基準として、行われる。即ち必ず使用しようとするインキ成分と架橋剤成分とを混合し、その混合を物剥離紙上にコーティングし、８０℃、２時間以上の条件で溶剤を除去し、厚さ１０μｍ程度のフィルムを作製する。次にこのフィルムを３０℃において２０日間放置して架橋反応を充分に促進する。このようにして得られたフィルムの一部を常温において３０分間シクロヘキサノン中に浸漬して完全には溶解しないことを確認する。さらに前記フィルムの一部を短冊状に切り取り、２５℃と８０℃とにおいて引張り試験を行い８０℃の破断伸びが２５℃の破断伸びよりも大きいことを確認する。
【００１８】
以上二つの確認事項に合格した架橋性インキ素材の組合せは本発明の熱柔軟性加飾印刷層を形成するために適切なものと判断される。
【００１９】
具体的に適切な素材を例示すれば、官能基を有する熱可塑性樹脂として、水酸基を含有するポリエステル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂、水酸基含有ポリ（メタ）アクリル樹脂などが好ましい。これらの中でも水酸基含有ポリエステル樹脂は特に好ましいものである。その理由としてはポリカーボネート樹脂フィルムやポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムに共通して密着性がよい点、また、市販品として、極めて多種類のものが販売されており、本発明の目的に好適なものを選定し易いことが挙げられる。すなわち、ポリエステル樹脂は、酸成分としてフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、天然油脂由来の各種の脂肪酸などを酸成分とし、エチレングリコール、プロピレングリコール、１．４ブタンジオール、１．６ヘキサンジオールなどをアルコール成分として、さらに水酸基を導入するためのアルコールとしてグリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなども使用して、酸とアルコールの縮合反応によって製造されるものであり、その原料の組合せの豊富さのために各種分子設計が容易である。そのために、インサート成形用加飾インキの具備すべき前必須条件▲１▼〜▲４▼を充足するために必要な樹脂を市販品の中からも選定することが極めて容易である。
【００２０】
インサート成形品加飾用インキの樹脂成分として好ましい市販樹脂の例としては、東洋紡績（株）製のバイロン２００、２２０、２４０、３００、５００、ＧＫ２５０、日本合成化学工業（株）製のニチゴーポリエスターＴＰ−２２０、ＬＰ−０３３、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１５４、又ダイナミット ノーベル社（独）製のＤＹＮＡＰＯＬ Ｌ４１１、Ｌ８５０、ＬＨ８１２などがある。
【００２１】
しかしながら、これらの樹脂成分を選定したとしても、それだけではインサート成形の必須条件▲１▼〜▲３▼を完全に満たす加飾用インキが得られず、ポリエステル樹脂の水酸基と徐々に反応して架橋構造を生成する多官能イソシアネート化合物などの併用が必要であることを発見した。
【００２２】
多官能イソシアネート化合物の例としては、住友バイエルウレタン（株）製のスミジコールＮ−７５、Ｎ３２００，Ｎ３３００，ＨＴ、デスモジュールＺ４４７０、ＨＬ、又日本ポリウレタン工業（株）製のコロネートＨＸ、ＨＬ、２２９８−９０Ｈ、２０９４、２０９６、又武田バーディシェウレタン工業（株）製のタケネート１１０、１６０Ｎ、５００、６００、７００などがある。
【００２３】
本発明における熱柔軟性加飾印刷層形成用の架橋性印刷インキは、前述のように官能基を有する樹脂成分を含有するインキ成分と官能基と反応して架橋構造を形成する架橋剤成分を印刷に先だって混合して製造されるものである。
【００２４】
さらにまた熱柔軟性加飾印刷層形成用インキは各種の着色剤を含むものである。これら着色剤としては白色、黒色顔料、その他各色顔料が含まれる。また特殊顔料としては蓄光顔料、紫外線によって発光するＢＬ顔料、蛍光顔料、ホログラフィック顔料、パール顔料、金属酸化物でコートされたアルミナフレーク顔料、金属酸化物でコートされたシリカフレーク顔料、キラル相を有する液晶構造を有する配向三次元架橋物質からなる液晶顔料などを含むこともできる。これらの特殊顔料に関する詳細な説明は特願２００２−２８０７７１号明細書に記載されている。
【００２５】
本発明のインサート成形品の製造においては、前記のように配合された加飾用の架橋性印刷インキを用いて透明性を有するフィルムの裏側に所望の印刷を行ってフィルムの表面側から目視するための熱柔軟性加飾印刷層を形成するが、隠蔽性の弱い顔料を使用した加飾性印刷インキ層の上には隠蔽性を付与するための着色した架橋性印刷インキを重ねて印刷することが多い。また図柄のすき間を発生させないように部分的に異なった色を重ねて印刷することもある。また前述の特殊顔料として例示した顔料で、スパークル性（きらめき）を発揮する顔料の場合、黒色や白色の加飾用架橋性印刷インキを重ねて印刷しないとその顔料本来の性能を発揮しない場合があるので加飾用架橋性印刷インキは多層に印刷されることが多い。
【００２６】
本発明のインサート成形品に透明部分を設置したい場合には当然、その部分には加飾用架橋性印刷インキを印刷しないこともあり、したがって必ずしも常にフィルムの全面に加飾用架橋性印刷インキが印刷されるわけでもない。またインサート成形品において摩擦耐性などをあまり必要としない部分にはフィルムの表面に直接に加飾用架橋性印刷インキを印刷する場合もある。
【００２７】
さらにまた第１の加飾印刷層の上に加飾用架橋性インキが重ねて印刷されて充分な厚さの熱柔軟性加飾印刷層が形成される場合は第１の加飾印刷層は非架橋性インキによって形成されてもよい。
【００２８】
また一般に熱柔軟性加飾印刷層は一層につき１〜１０μｍ程度に設定されることが好ましい。したがってこの範囲の印刷層が調整して得られ易いスクリーン印刷法の適用が好ましいが、その他の印刷法も適宣使用できる。
【００２９】
次にバインダー層を形成するインキについて説明すると、バインダー層は架橋性インキで形成された熱柔軟性加飾印刷層とも射出成形される溶融樹脂にも良好な接着性を示すことが必要である。そのためには低架橋性印刷インキの使用が有効であることが判明した。本発明において、低架橋性インキは、熱柔軟性加飾印刷層を形成するための架橋性印刷インキと同条件で成膜架橋した場合、得られた前者の膜が後者の膜よりも大きなシクロヘキサン膨潤性を示すものを意味する。低架橋性印刷インキの最も卑近な例としては熱柔軟性加飾印刷層形成用の架橋性インキに使用される架橋剤量を減量して使用するインキを挙げることができる。バインダー層形成用インキは、加飾印刷されていない透明部分にも印刷されることもあり、また熱流動によって透明部分ににじみ出る場合もある。したがってバインダー層は透明であることが好ましく、特に無色透明性を有することが好ましい。
【００３０】
バインダー層は一般に１〜１０μｍの厚さであることが好ましいので、これもまたスクリーン印刷によって形成することが好ましい。しかしながら、その厚みも印刷法も前記以外のものであっても支障はない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って説明する。本実施の形態は、図３に示したように中央部に凸部４を有する成形品６を製造する場合を示すものである。
【００３２】
先ず第１印刷工程においては、図１（ａ）に示すように、透明性を有するポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の耐熱性を有するフィルムからなる透明フィルム１を用意する。そして、この透明フィルム１の裏面に、下記配合よりなる架橋性印刷インキＡを、スクリーン印刷により印刷して熱柔軟性加飾印刷層２を形成する。
【００３３】
架橋性印刷インキＡ
インキ
着色顔料（三菱カーボンＭＡ１００）                        ８重量部
ポリエステルポリオール樹脂（バイロン２００）            ２５重量部
シクロヘキサノン                                        ３５重量部
芳香族炭化水素系溶剤                                    ３０重量部
添加剤                                                    ２重量部
架橋剤
イソシアネート系架橋剤（コロネート２０９６）            １０重量部
【００３４】
この第１印刷工程で形成された熱柔軟性加飾印刷層２は前記架橋性印刷インキを印刷して設けられているので、透明フィルム１と印刷されたインキの接着性は充分に得られるものとなる（必須条件▲１▼）。
【００３５】
次に、第２印刷工程においては、図１（ｂ）に示すように、熱柔軟性加飾印刷層２上に、下記配合よりなる透明の低架橋性印刷インキＢを、スクリーン印刷により印刷してバインダー層３を形成する。
【００３６】
低架橋性印刷インキＢ
インキ
微粉末シリカ                                              ８重量部
ポリエステルポリオール樹脂（バイロン２００）            ２５重量部
シクロヘキサノン                                        ３７重量部
芳香族炭化水素系溶剤                                    ３１重量部
添加剤                                                    ２重量部
架橋剤
イソシアネート系架橋剤（コロネート２０９６）              ５重量部
【００３９】
この低架橋性印刷インキＢで印刷形成されたバインダー層３と、架橋性印刷インキで印刷形成された熱柔軟性加飾印刷層２の接着性も充分に得られた。
【００４０】
さらに、フォーミング工程においては、図２に示すように、前記熱柔軟性加飾印刷層２とバインダー層３とが形成された透明フィルムを例えば熱板式真空圧空成形法によりフォーミング加工して、凸部４を形成する。このとき、フォーミング加工より立ち上がる部分Ｑ１、Ｑ２において透明フィルム１が引き延ばされても、これに伴って熱柔軟性加飾印刷層２は加熱されて延伸する透明フィルム１に追随して延伸し、熱柔軟性加飾印刷層２にクラックの発生や透明フィルム１からの剥離が生ずることがない（必須条件(2)）。また、架橋性印刷インキＡで印刷形成された熱柔軟性加飾印刷層２と、低架橋性印刷インキＢで印刷形成されたバインダー層３との接着性も充分に得られているので、両印刷層２、３が屈曲された部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に亀裂や破断が生ずることもなかった。
【００４１】
そして、最後の射出成形工程においては、フォーミング加工された透明フィルム１を、熱柔軟性加飾印刷層２とバインダー層３とがある裏面側を内側に向けて金型に装着し、しかる後、図３に示すように、熱溶融した合成樹脂（ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン（共）重合体樹脂など）５を前記金型中に射出しする。このとき、前述のように熱柔軟性加飾印刷層２は架橋性印刷インキを印刷して設けられているので、射出されてくる高温の溶融樹脂の流動に伴って流動することはなかった（必須条件▲３▼）。
【００４２】
しかる後に、この射出した樹脂を冷却固化させて透明フィルム１と一体化させる。このとき、射出された樹脂が直接接着するのは、低架橋性印刷インキで印刷形成されたバインダー層３であり、バインダー層３と冷却固化した合成樹脂５とが強固に接着していた。また、前述のように、架橋性印刷インキで印刷形成された熱柔軟性加飾印刷層２と、低架橋性印刷インキで印刷形成されたバインダー層３との接着性も充分に得られている。したがって、射出されて冷却固化した合成樹脂５は、バインダー層３を介して熱柔軟性加飾印刷層２と強固に接着することとなる（必須条件(4)）。
【００４３】
そして、合成樹脂５が冷却固化した後型開きすることにより、図示したように、中央部に凸部４を有する成形品６の成形が完成する。この成形品６を外部から観察した場合、透明フィルム１を介して熱柔軟性加飾印刷層２が目視され、また前記部分Ｑ１、Ｑ２、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図２参照）にも亀裂や破断のない成形品６が得られることとなる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、成形品６として中央に凸部４を有するものを示したが、これに限らず、より複雑な凹凸形状等を有するもの、あるいは扁平状の成形品にも本発明を適用し得ることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インサート成形に際して必須となる四条件つまり、
▲１▼フィルムと印刷されたインキの接着性、
▲２▼加熱されて延伸するフィルムに追随して熱柔軟性加飾印刷層のインキが延伸し、クラックの発生やフィルムからの剥離が生じないこと、
▲３▼熱柔軟性加飾印刷層が射出されてくる高温の溶融樹脂の流動に伴って流動しないこと、▲４▼射出された溶融樹脂が冷却固化したときに、この冷却固化した樹脂と熱柔軟性加飾印刷層のインキとが強固に接着していること、
を全て満たすことのできるインサート成形品及びインサート成形品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態おける印刷工程を示す断面図である。
【図２】同実施の形態におけるフォーミング工程を示す断面図である。
【図３】射出工程及び成形品を示す断面図である。
【符号の説明】
１    透明フィルム
２    熱柔軟性加飾印刷層
３    バインダー層
４    凸部
５    合成樹脂
６    成形品
【図１】
0003718496.tif 000002
【図２】
0003718496.tif 000003
【図３】
0003718496.tif 000004