(57)【要約】【課題】  紫外線硬化性のインクジェット印刷による加飾印刷を行ないながら、インサート成形に必要な柔軟性を有し、加飾印刷層の剥離や亀裂を抑止し耐久性に優れた樹脂成形体フィルム加飾方法を提供する。【解決手段】  合成樹脂製のフィルム１１の裏面側に紫外線硬化型のインクによりインクジェット方式で加飾印刷を施し、その加飾印刷層１２の下面側に合成樹脂製のバインダー層１４ａを設けるとともに、このバインダー層側に、合成樹脂の射出成形によるインサート成形により樹脂成形体を熱接着する樹脂成形体フィルム加飾方法にあって、前記バインダー層１４ａの硬化後の硬度が、前記紫外線硬化型インクによる加飾印刷層１２の硬化後の硬度より柔軟性を有するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製のフィルムの裏面側に紫外線硬化型のインクによりインクジェット方式で加飾印刷を施し、
その加飾印刷層の下面側に合成樹脂製のバインダー層を設けるとともに、
このバインダー層側に、合成樹脂の射出成形によるインサート成形により樹脂成形体を熱接着する樹脂成形体フィルム加飾方法にあって、
前記バインダー層の硬化後の硬度が、前記紫外線硬化型インクによる加飾印刷層の硬化後の硬度より柔軟性を有することを特徴とする樹脂成形体フィルム加飾方法。
【請求項２】
バインダー層は、シルクスクリーン印刷方式により形成することを特徴とする請求項１記載の樹脂成形体フィルム加飾方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気製品のパネル部などの樹脂成形体へのフィルム加飾方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば洗濯機などの家庭用電気製品の操作パネルや表示部分の意匠性を有する部品は、予め加飾印刷が施され更にバインダー層を設けた樹脂製フィルムを、樹脂成形体たる成形部品を射出成形する成形用金型内に装入し、射出成形と同時に前記バインダー層を熱融解して前記成形部品に接着させる所謂インサート成形を利用して加飾印刷した意匠部品を製作するようにしている。上記インサート成形においては、熱接着することのみに限らず、例えば湾曲部分やスイッチ部のエンボス加工などの附形も同時にできる利点を有している。
【０００３】
しかるに、前記フィルムに加飾印刷する手段としては、従来シルクスクリーン印刷方式が多用されている。この印刷方式は、印刷色毎に専用の版を作製し、この版により印刷不要部はインクを通さないように覆い、印刷を必要とするスクリーン部分を通して、溶剤系のインクによりスクリーンを経てインクを押し出し、フィルム面にインクを乗せていく方法である。
【０００４】
図７は、上記シルクスクリーン印刷からインサート成形までの製作工程を模式的に示したものである。まず、工程（イ）では透明な合成樹脂製シートを後述するスクリーン４の版に合わせて枚葉シートに切断する。工程（ロ）では、その切断されたフィルム１の表面にコロナ放電処理や、印刷インクをなじみ易くするための薄いバインダーを塗布した易接着処理を施す。そして、工程（ハ）では、溶剤系のインクによるシルクスクリーン印刷が行われる。ここでは、まず第１色のシルクスクリーン印刷を行うべく、該当する色のインク２をスキージ３で版（図示せず）及びスクリーン４の必要な部位を通して押し出し、フィルム１上に乗せる。このシルクスクリーンインク２は、溶剤を含むため１色印刷する毎にヒータ５による乾燥行程を行う。その後、印刷パターンに合わせて位置ずれしないように第２色目のシルクスクリーン印刷及び乾燥行程が行われる。このような行程は、色数に応じて繰り返し実行される。
【０００５】
なお、その後、工程（ニ）として加飾印刷層の発色を良く見せるために、裏面全体に白色押さえ印刷をこのシルクスクリーン印刷で行う。続いて、工程（ホ）としてインサート成形するときの樹脂との相溶性を良くするために、樹脂分を含んだバインダーを塗布する。このバインダー層の形成は、同様にシルクスクリーン印刷でも良いし、或はスプレー塗装でも良い。
【０００６】
次いで、工程（ヘ）、（ト）はインサート成形に関する行程で、工程（ヘ）ではその予備行程にあって上記印刷を施したフィルム１がインサート成形で湾曲形状に附形される場合、その附形を容易にするため予め成形部品（図示せず）の形状に沿って予備成形する。これは、予備成形用金型６内でヒートプレスよって成形加工される。そして、工程（ト）では予備成形されたフィルム１を射出成形用の金型７内に収容して射出成形することで、射出した樹脂（成形部品）に対してバインダー層を介して熱接着するようにしている。
【０００７】
上記したようなシルクスクリーン印刷方式では、大量に印刷でき、インクが溶剤系であるため硬化後も柔軟性があり、このことは前記射出成形によるインサート成形時に湾曲した附形部分などにはストレスが掛かり易いが、そのストレスによる加飾印刷層の割れや亀裂、或はフィルムとの剥離などの憂いを軽減できる利点を有している。
【０００８】
ところが、このシルクスクリーン印刷方式では、１回に１色しか印刷できない。通常、意匠性を有する洗濯機の操作パネルなどでは５〜６色を必要することから、多数の印刷版を必要とし、コスト増や１色刷るごとに乾燥行程に入れるなど、作業効率の低下や、小ロット生産であるほど一層コスト的に不利となる問題点を有している。
【０００９】
そこで、上記問題点を解決する手段として、最近開発され更に改善検討が進められているインクジェット印刷方式を採用することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
この印刷方式によれば、１回に４〜６色程度のインクを吐出ヘッドから微小の粒としてフィルム上に吐出させる。そしてインクジェットヘッドは、同時にフィルム上をスキャン移動して印刷パターンを作っていく。このため、複雑なパターン、濃淡やぼかしなどのグラデーションのある場合でも、そのインク吐出量をコンピュータなどで制御することで、しかも印刷は１回の印刷で可能となり、写真や複雑な模様のあるパターンでも形成が可能である利点を有する。この結果、上記シルクスクリーン印刷に対し、問題点であった色数に応じた版を作製する必要がなく、作業性に優れ小ロット生産でも低コストで印刷することが可能となり、個性的な外観意匠のオーダーメイドにも対応できるなどの改善が期待できる。
【００１０】
ところが、このインクジェット印刷方式によると、上記シルクスクリーン印刷方式では容易にできたインサート成形などに難点があることが分った。まず、その一つに、このインクジェット印刷用のインクは、従来水性インクが一般的に用いられているが、例えば洗濯機などの家庭用電気製品に採用されている合成樹脂製フィルムに対しインクがはじいてしまい、印刷することが困難であるという問題を生じた。そして、上記水溶性であるため、水分に弱く、また耐熱性にも劣るため射出成形時の温度に耐えられず、結果的にインサート成形が不可能であるという問題を招いた。
【００１１】
一方、このインクジェット印刷において、最近紫外線硬化性のインクが開発されてきている。このインクは、紫外線を照射することで瞬時に硬化する特徴を有し、印刷時にインクジェットヘッドと同時に紫外線ランプを移動させ、印刷直後のインクに紫外線を照射し硬化させることで印刷パターンを形成するものである。
【特許文献１】特開２００５−２９６４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記紫外線硬化型インクによるインクジェット印刷によれば、インクは瞬時に硬化するのでフィルムとの密着性が良く、水に溶解するおそれもなく、耐熱性及び耐候性に優れている。このため、印刷直後にインサート成形しても、インクが溶解したり変色する心配は少ないなど、上記インクジェット印刷の問題点を解消できる。その他、インク中に溶剤が含まれていないため、作業環境の汚れも軽減され、１回の印刷でシルクスクリーン印刷と同様のレベルの数１０μｍの厚さまで印刷できるとともに、その都度加熱乾燥する必要がないなどの効果が期待できる。
【００１３】
しかしながら、紫外線で硬化するためにインク層でもある加飾印刷層が硬くなり、インサート成形時のフィルムが受けるストレスに弱く、例えば曲げ加工を要する湾曲部分や、エンボス形状部分ではインクが伸び難いため、該インクによる加飾印刷層が剥がれたり、亀裂や割れを生じたりすることがあり、この紫外線硬化性のインクジェット印刷では用途が限定されたものとなり、未だ十分に活用できない事情を有していた。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するために、紫外線硬化性のインクジェット印刷による加飾印刷を行ないながら、インサート成形に必要な柔軟性を有し、加飾印刷層の剥離や亀裂を抑止し耐久性に優れた樹脂成形体フィルム加飾方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂成形体フィルム加飾方法は、合成樹脂製のフィルムの裏面側に紫外線硬化型のインクによりインクジェット方式で加飾印刷を施し、その加飾印刷層の下面側に合成樹脂製のバインダー層を設けるとともに、このバインダー層側に、合成樹脂の射出成形によるインサート成形により樹脂成形体を熱接着する樹脂成形体フィルム加飾方法にあって、前記バインダー層の硬化後の硬度が、前記紫外線硬化型インクによる加飾印刷層の硬化後の硬度より柔軟性を有することを特徴とする（請求項１の発明）。
【発明の効果】
【００１６】
上記手段によれば、紫外線硬化インクによるインクジェット印刷するので、１回の印刷で効率良く、しかも模様やグラデーションなどの色調に制約を受けることなく印刷できる。また、柔軟性を有するバインダー層を設けたので、インサート成形した際に特に湾曲部分における加飾印刷層の剥離や亀裂を有効に抑止できる樹脂成形体フィルム加飾方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例につき、図１〜図６を参照して説明する。
そのうち、図１は加飾印刷を施した樹脂成形体のコーナー部分の拡大断面図、図２は本発明の樹脂成形体加飾印刷方法による製作工程を模式的に示す工程図、図３はインサート成形時における作用説明図、図４は従来相当の比較例を示す図１相当図である。
【００１８】
まず、図１は例えば洗濯機などの操作パネルのコーナーに見られる略直角に湾曲した樹脂成形体に加飾印刷されたフィルムが被着された構成を示している。１１は、透明な合成樹脂製のフィルムで、樹脂材としてポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴ樹脂と称す）、ポリカーボネート樹脂（以下、ＰＣ樹脂と称す）、ポリプロピレン樹脂（以下、ＰＰ樹脂と称す）、ポリエチレン樹脂（以下、ＰＥ樹脂と称す）などの厚さ２００μｍ程度のポリオレフィン樹脂シートを採用している。
【００１９】
このフィルム１１の裏面には、厚さ数１０μｍ程度まで可能な加飾印刷された加飾印刷層１２を形成しており、これは紫外線硬化型のインクを採用して印刷したものである。その裏面側には、加飾印刷層１２の彩度を上げる白色押さえ印刷層１３ａ、更には樹脂を含んだバインダー層１４ａが順次形成され、該バインダー層１４ａを介して樹脂成形体である成形部品１５に接着された構成を示していて、その接着手段はインサート成形による熱接着としている。
【００２０】
次いで、上記構成の製作工程につき図２を参照して説明する。
まず、工程（Ａ）では透明なＰＥＴ樹脂やＰＣ樹脂製シートを１回で印刷可能な範囲に合わせて枚葉シートに切断する。工程（Ｂ）では、その切断されたフィルム１１表面にコロナ放電処理や、印刷インクをなじみ易くするために薄いバインダーを塗布した易接着処理を施す。そして、工程（Ｃ）に至り、既述したシルクスクリーン印刷（図７参照）に代わり、インクジェット印刷方式による印刷と、ＵＶランプ１６による紫外線の照射が行われる。
【００２１】
すなわち、当該工程（Ｃ）では、コンピュータ制御に基づきインクジェットヘッド１７がスキャンしながら矢印方向に移動し、所定のノズルからインクの粒が吐出される。このインクは、紫外線硬化性で紫外線が照射されると瞬時に硬化する特徴を有する。従って、ＵＶランプ１６は、上記インクジェットヘッド１７に続いて一体的に移動する構成にあって、吐出された形成直後の加飾印刷層１２に対しＵＶランプ１６により紫外線を照射する。このように、印刷された加飾印刷層１２は瞬時に硬化するため、密着性に優れるとともに、上記シルクスクリーン印刷の場合のような乾燥行程を不要としている。
【００２２】
次いで、工程（Ｄ）として、加飾印刷層１２の彩度を上げるべく、裏面全体に白色押さえ印刷処理、及び続いて工程（Ｅ）として後段のインサート成形による熱接着を容易にするためのバインダー処理を行なう。
【００２３】
このような処理により形成される白色押さえ印刷層１３ａ及びバインダー層１４ａは、いずれも紫外線硬化型インクにて加飾印刷層１２に重ねて印刷をすることが可能で、且つ作業効率が良い当該インクジェット印刷にて行なうことが考えられる。しかしながら、紫外線硬化型インクによる印刷層は既述の如く硬くて脆い難点があるため、単に平坦状の形態であれば特に問題でないが、フィルム１１などを湾曲した形状とする場合には適正でない。そこで本実施例では、前記バインダー層１４の硬化後の硬度が、前記紫外線硬化型インクによる加飾印刷層１２の硬化後の硬度より柔軟性を持たせた構成としている。その具体的手段として、工程（Ｄ），（Ｅ）いずれの処理も溶剤系のインクによる上記シルクスクリーン印刷方式により印刷することで、加飾印刷層１２よりも柔軟性に富む白色押さえ印刷層１３ａ及びバインダー層１４ａを形成している。
【００２４】
なお、斯かる工程（Ｄ），（Ｅ）におけるシルクスクリーン印刷は、白色押さえ印刷層１３及びバインダー層１４が白色及び無色の単一色であることから、塗り分けする必要がなく、それぞれ１回のシルクスクリーン印刷で可能である。このため、多くの印刷用の版を用意する必要もなくベタ印刷にて作業性良く、低コストで実施できる。
【００２５】
次いで、工程（Ｆ）、（Ｇ）ではインサート成形に関する行程で、その前者の工程（Ｆ
）は、上記印刷を施したフィルム１１がインサート成形で湾曲形状に附形される場合、その附形を容易にするため予め成形部品１５の形状に沿って予備成形するものである。これは、予備成形用金型１８内に収容されヒートプレスよって成形加工される。そして、後者の工程（Ｇ）では上記予備成形されたフィルム１１を射出成形用の金型１９内に収容して射出成形することで、所定の形状に附形するとともに、射出成形により成形された樹脂成形部品１５に対してバインダー層１４ａを介して熱接着する、所謂インサート成形するようにしている。
【００２６】
なお、上記のようにインサート成形を行うフィルム１１の樹脂材料としては、ＰＥＴ樹脂やＰＣ樹脂が好適している。それは、融点が比較的高くて一般的に成形部品１５よりも高くできるので、上記インサート成形時にフィルム１１の融解や変形を招く心配がないこと、また曲げ加工が容易にできて当該形状を維持するに適しているからである。
【００２７】
しかして、図３は上記の製作工程のうちの工程（Ｇ）のインサート成形時における作用説明図で、成形部品１５のコーナー部を示している。射出成形後、コーナー部に沿うように略直角に折り曲がるよう附形され最も外表面に位置するフィルム１１には、各種のストレスがかかっており、例えばその外表面に近い部位にあっては矢印ｘで示す方向に引張り応力が作用する一方、裏面側に近い部位には矢印ｙで示す方向に圧縮応力が作用する。これは所謂スプリングバック現象と同じで、元の形状に戻ろうとする力が作用している。
【００２８】
従って、成形後に成形用金型１９から取り出された状態では、上記各応力が緩和される。例えば、図４では従来相当の比較例を示したもので、前記加飾印刷層１２は上記実施例と同じく紫外線硬化性のインクを使用しているため硬化後は硬い。しかるに、このものは白色押さえ印刷層１３ｂ及びバインダー層１４ｂも紫外線硬化性のインクを使用したインクジェット印刷にて形成した例を示しており、従って前記加飾印刷層１２と同じく硬くて柔軟性に欠けたものとなる。
【００２９】
そのため、成形用金型１９から取り出された後の応力緩和に追従できず、フィルム１１に対し、硬度の高い印刷層群である加飾印刷層１２、白色押さえ印刷層１３ｂ、バインダー層１４ｂとの間では異なる歪を生じ、結果として図示するように加飾印刷層１２とフィルム１１との間に隙間ｓが生じてしまう。この隙間ｓは、フィルム１１の裏面とインク界面とが剥離することにつながり、意匠的にも外観不良となる。また、硬い加飾印刷層１２にはコーナー部分における矢印ｚ部分に応力が集中し易くて、クラックや亀裂が発生することがある。
【００３０】
これに対して、図１に示す本実施例では、白色押さえ印刷層１３ａ及びバインダー層１４ａが、加飾印刷層１２に比して柔軟性を有する。すなわち、白色押さえ印刷層１３ａ及びバインダー層１４ａを共に溶剤系のインクによるシルクスクリーン印刷により設けているので、加飾印刷層１２と比較して柔軟性を有する。このため、成形用金型１９から取り出した後の応力緩和に追従でき、フィルム１１の裏面とインク界面とが剥離するように作用する力は小さくなり、隙間ｓ（図４参照）も生じなければ、コーナー部分における応力も緩和され、クラックや亀裂の発生を抑制することができる。
なお、上記実施例では突出したコーナー部分につき開示したが、逆に凹んだ窪み形状部分でも上記と同様のことが云える。
【００３１】
ここで、本実施例の加飾印刷方法による効果につき、検証した結果を示す図５，６を参照して説明する。
図５は、試験確認用に作製した、例えば洗濯機の操作パネルのエンボス加工部分を示す断面図で、図６はその試験結果をまとめたものである。なお、図５のエンボス形状は上記図１で開示したコーナー形状とは異なるが、説明の便宜上、実質的に同一の印刷手段には同一の符号を付して説明を簡略し、形状等で新たに説明を要する部分には、別の符号を付して説明する。
【００３２】
まず、図５の構成は、図６に示す「実施例１」相当し、これは上記した本実施例と同一の印刷処理が施されている。具体的には、樹脂成形部品１５は、射出成形によるインサート成形時に透孔１５ａが形成された構成としている。そして、この透孔１５ａを覆うように円形状のエンボス形状（以下、符号Ｈで示す）に形成されたフィルム１１、紫外線硬化インクによりインクジェット印刷された加飾印刷層１２、シルクスクリーン（インク）印刷による白色押さえ印刷層１３ａ及びバインダー層１４ａ、が印刷された一体構成にあっる。これは、インサート成形により成形部品１５の透孔１５ａの形成と併せて、その周縁に熱接着した構成からなるものである。斯かる構成は、図２にて開示した製作工程に基づき印刷され、成形加工される。なお、この種エンボス構成は、その下方に例えばスイッチ（図示せず）を設けていて、エンボス形状部Ｈを押し下げ操作することで所望のスイッチング入力が行われるスイッチ操作手段として多用されている。
【００３３】
そして、図中に示す符号ａ、ｂ、ｃ、ｄは、エンボス形状部Ｈに対し、成形時等にストレスがかかる円周上の位置を示している。まず、符号ａは、予備成形やインサート成形において加飾印刷層１２にストレスがかかる位置を指しており、符号ｂはエンボス形状部Ｈを押し下げ操作したとき加飾印刷層１２にストレスがかかる位置であり、符号ｃ、ｄは同操作時に白色押さえ印刷層１３ａやバインダー層１４ａなどの下層側にストレスがかかる位置を夫々示しており、これらについては後述する図６とともに説明する。
【００３４】
そして、図６は上記エンボス形状部Ｈは共通とした上で、各種印刷方法による実施例と対比した結果をまとめたものである。因みに、図６中に示す「実施例１」は、上記し図２に開示した本実施例に相当する。これに対し「実施例２」は、図中の印刷条件に明示するように白押さえ印刷層とバインダー層を兼用した印刷手段とした点で異なり、それ以外は上記「実施例１」と同じ条件で、謂わば本実施例に対する変形例に相当する。
【００３５】
これに対し、従来例に相当する「比較例１」は、加飾印刷層及び白押さえ印刷層を紫外線硬化型のインクを採用するのに対し、バインダー層は溶剤系のシルクスクリーンインクを採用しており、今一つの「比較例２」は、図７に基づき開示した実施例相当で、各印刷層は全てシルクスクリーンインクにより印刷されている。
【００３６】
しかして、図６において印刷に直接係る性能たる、「加飾性能、少量印刷対応、加飾印刷への印刷版」については、全ての印刷層をシルクスクリーンインクで行う「比較例２」のみが、他の例に比し劣る結果となった。これは、図７に基づき既述したようにシルクスクリーン印刷方式であるが故の不利な点が主たる要因としていることは明らかである。
【００３７】
続いて、図５に示したエンボス形状部Ｈが受けるストレスの結果について述べると、まず図６の「成形時の剥離の有無」については、すなわち予備成形及びインサート成形時にストレスがかかる位置ａに対しては、「比較例１」のみに一部剥離や亀裂が生じた。これは、白押さえ印刷層に紫外線硬化型のインクを採用しているため硬化後の柔軟性に劣るためで、他の例は白押さえ印刷層及びバインダー層のいずれもシルクスクリーンインク（シルクスクリーン印刷方式）による柔軟性を良好としているため、剥離等が生じなかった。なお、図４で開示した如くバインダー層１４ｂを紫外線硬化型のインク（インクジェット印刷方式）で行った場合も同様に、下層側の柔軟性が減少し成形時に剥離たる隙間ｓが生じることは既述したとおりである。
【００３８】
また、図６において「エンボス試験」において、特にストレスがかかる位置ｂ、ｃ、ｄについては、やはり「比較例１」において記述するように剥離や亀裂などを生じる結果となった。つまり、硬いエンボス形状部Ｈの押し下げ作用を繰り返し受けることによる耐久性に係る問題で、各位置ｂ、ｃ、ｄにおいて早期破損が生じたものである。
【００３９】
このように、試験結果にても確認できたように、図１，２に明示した本実施例の如くバインダー層１４ａを柔軟性を有するシルクスクリーンインクにより形成して、その硬化後の硬度が紫外線硬化型インクによる加飾印刷層１２の硬化後の硬度より柔軟性を有する加飾印刷方法としたことにより、紫外線硬化型インク及びインクジェット印刷方式による種々の利点を享受しながら、予備成形やインサート成形を容易に行え、特に附形を要する場合に生じ易い加飾印刷層１２などの剥離や亀裂を有効に抑止することができ、耐久性に優れた加飾印刷効果が期待できる樹脂成形体加飾印刷方法を提供できる。
【００４０】
なお、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限らず、例えば、白押さえ印刷層は必要に応じ設ければ良いし、或は上記「実施例２」の如くバインダー層と兼用した構成としても良いなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例を示す加飾印刷を施した樹脂成形体のコーナー部分の拡大断面図
【図２】樹脂成形体加飾印刷方法による製作工程を模式的に示す工程図
【図３】インサート成形時における作用説明図
【図４】従来相当の比較例を示す図１相当図
【図５】エンボス形状の試験用の実施例を示す拡大断面図
【図６】試験結果を示す図
【図７】従来例を示す図２相当図
【符号の説明】
【００４２】
図面中、１１はフィルム、１２は加飾印刷層、１３ａ，１３ｂは白色押さえ印刷層、１４ａ，１４ｂはバインダー層、１５は樹脂成形部品（樹脂成形体）、１６はＵＶランプ、１７はインクジェットヘッド、及び１９は成形用金型を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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