(57)【要約】【課題】クラックの発生原因に鑑みて、ハードコート層にクラックが生じない加飾フィルム及びこれを固定した射出成型品を提供する。【解決手段】基材１１に対して、紫外線硬化性を有するＵＶインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷された加飾フィルム１０において、基材１１は、紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層１２と、インクジェットプリンタにより印刷された硬化状態のＵＶインク層１６と、ＵＶインク層１６と前記保護層１２との間に介在する紫外線吸収層１４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に対して、紫外線硬化性を有するＵＶインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷された加飾フィルムにおいて、
前記基材には、
紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層と、前記インクジェットプリンタにより印刷された硬化状態のＵＶインク層と、該ＵＶインク層と前記保護層との間に介在する紫外線吸収層とが形成されていることを特徴とする加飾フィルム。
【請求項２】
射出成型に用いられる金型のキャビティ内に、請求項１記載の加飾フィルムを配置させた状態で、キャビティ内に注入樹脂材料を注入することにより金型内で加飾フィルムが壁部に一体的に固定されてなることを特徴とする射出成型品。
【請求項３】
前記加飾フィルムは、壁部側にＵＶインク層が形成され、ＵＶインク層よりも外側に紫外線吸収層が形成されていることを特徴とする請求項２記載の射出成型品。
【請求項４】
前記加飾フィルムの基材はプラスチックであって、該プラスチックの一方の面に保護層が形成され、他方の面に紫外線吸収層が形成されて成り、
該紫外線吸収層は、ＵＶインク及びプラスチックに対する接着力を有する接着機能を有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の射出成型品。
【請求項５】
加飾フィルムの厚さは１６μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項記載の射出成型品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に印刷がなされた加飾フィルム及び当該加飾フィルムを用いた射出成型品に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成型品では基材として例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の熱可塑性の注入樹脂材料を用いている。しかし、この熱可塑性の樹脂材料が表面に露わになった状態の射出成型品は表面硬度が低いので傷などがつきやすい。
そこで、ハードコート層が形成されたフィルムを表面に固定した射出成型品が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、ハードコートフィルムの基材層としてポリカーボネート及びポリエステルを用い、基材層の片面又は両面にアクリル系ポリマーと、多官能オリゴマーと、モノマー成分と、光重合開始剤とを含有した紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物から成ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６０２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
射出成型品の表面にフィルムを固定する技術として、射出成型に用いられる金型のキャビティ内にフィルムを配置させた状態で、キャビティ内に注入樹脂材料を注入することにより、金型内でフィルムと注入樹脂材料と密着させ、フィルムを射出成型品の本体壁部に一体的に固定する、インモールド成型（ＩＭＤ：In Mold Decoration）と呼ばれる方法が開発されている。
なお、ＩＭＤと称される技術では、フィルムに印刷された文字や模様を金型内で成型品に熱転写する技術であるとしている場合もあるが、本願発明においては、成型品とフィルムとを金型内で一体に成型している技術として説明する。
【０００６】
ところが、ハードコート層を有するフィルムを、上記のＩＭＤにより射出成型品に固定しようとすると、ハードコート層にクラックが生じてしまうという課題が存在する。そこで、本発明者は、ハードコート層にクラックが生じる原因を突き止めるべく、様々な仮説をたて検証を試みたところ、その原因を突き止めることに成功した。
【０００７】
本発明者が突き止めたクラックの原因を以下に説明する。
まず射出成型品に固定するフィルムとして加飾フィルムを用いることが一般的である。加飾フィルムとは、印刷が施されたフィルムのことである。
加飾フィルムの印刷は、インクジェットプリンタを用い、紫外線で硬化する感光性樹脂を有するＵＶインクをフィルム上に着弾させて行う。
【０００８】
インクジェットプリンタの印刷速度は、近年高速化が進んでいる。印刷速度の高速化に伴い、フィルム上に着弾したＵＶインクを確実に硬化させるため、インクジェットプリンタでは、キャリッジに搭載された紫外線照射手段からの紫外線照射強度を大きくしてキャリッジを走査するようになっている。
このように、インクジェットプリンタ内でＵＶインクを硬化させるための紫外線照射強度が大きくなることにより、加飾時にＵＶインクを硬化させる紫外線がフィルムを通過してフィルムのハードコート層の硬化が促進されて脆くなってしまう。そして、ハードコート層が脆くなった状態で、ＩＭＤにより射出成型品にフィルムを固定しようとすると、フィルムへの負荷が大きくフィルムが延伸することに伴ってハードコート層にクラックが入ってしまうのである。
【０００９】
そこで、本発明者は、上述したクラックの発生原因に鑑みてその課題を解決すべく鋭意研究して本発明に想到するに至った。
すなわち本発明は、クラックの発生原因に鑑みて課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、ハードコート層にクラックが生じない加飾フィルム及びこれを固定した射出成型品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる加飾フィルムによれば、基材に対して、紫外線硬化性を有するＵＶインクを用いてインクジェットプリンタにより印刷された加飾フィルムにおいて、前記基材には、紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層と、前記インクジェットプリンタにより印刷された硬化状態のＵＶインク層と、該ＵＶインク層と前記保護層との間に介在する紫外線吸収層とが形成されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、加飾フィルムに紫外線吸収層を設けたので、インクジェットプリンタで印刷時に、着弾されたＵＶインクを硬化させる際の紫外線が、保護層を硬化させることを抑制する。このため、加飾フィルムを射出成型品に固定する場合に、ＩＭＤにより行う場合であっても保護層が脆くなってクラックを生じてしまうことを防止できる。
【００１１】
本発明にかかる射出成型品によれば、射出成型に用いられる金型のキャビティ内に、請求項１記載の加飾フィルムを配置させた状態で、キャビティ内に注入樹脂材料を注入することにより金型内で加飾フィルムが壁部に一体的に固定されてなることを特徴としている。
この構成を採用することによって、ＩＭＤのようにフィルムに大きな負荷がかかる方法を用いて、加飾フィルムを射出成型品に固定した場合であっても、加飾フィルムの保護層にクラックを生じてしまうことを防止できる。
【００１２】
また、前記加飾フィルムは、壁部側にＵＶインク層が形成され、ＵＶインク層よりも外側に紫外線吸収層が形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、加飾フィルムの外側から紫外線を照射して保護層を完全硬化させる際に、保護層を通過した紫外線は紫外線吸収層で吸収されるので、既に硬化済みのＵＶインク層への紫外線による退色等の悪影響を抑制できる。
【００１３】
さらに、前記加飾フィルムの基材はプラスチックであって、該プラスチックの一方の面に保護層が形成され、他方の面に紫外線吸収層が形成されて成り、該紫外線吸収層は、ＵＶインク及びプラスチックに対する接着力を有する接着機能を有することを特徴としてもよい。
この構成によれば、紫外線吸収層とＵＶインクとの間に接着層などを設けなくてもよい。
【００１４】
なお、加飾フィルムの厚さは１６μｍ〜５００μｍであることを特徴としてもよい。
すなわち、加飾フィルムの基材は厚ければ厚いほど紫外線吸収能力が高くなる。したがって、厚い加飾フィルムであれば、紫外線照射時におけるハードコート層への影響を低減することができる。しかし、ＩＭＤにより加飾フィルムを射出成型品に固定する場合、加飾フィルムが厚すぎると成型不良となるおそれもある。
そこで、加飾フィルムの厚さを１６μｍ〜５００μｍとすることで、ＩＭＤにより良好に壁部に固定させた射出成型品とすることができ、且つ加飾フィルム自体の厚さにより紫外線吸収機能も期待できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の加飾フィルム及び射出成型品によれば、射出成型に用いられる金型のキャビティ内に加飾フィルムを配置させた状態で、キャビティ内に注入樹脂材料を注入することにより、金型内で加飾フィルムと注入樹脂材料と密着させ、加飾フィルムを射出成型品の本体壁部に一体的に固定する場合であっても、加飾フィルムの保護層にクラックが生じないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の加飾フィルムを示す断面図である。
【図２】本発明の射出成型品を示す断面図である。
【図３】射出成型品を製造する構成を説明するフローチャートである。
【図４】射出成型品を成型するための装置について説明する説明図である。
【図５】（ａ）図４の装置において金型内にフィルムを配置したところを示す説明図である。（ｂ）フィルム配置後、図４の装置を型閉じして注入樹脂材料を注入しようとするところを示す説明図である。（ｃ）注入樹脂材料注入後、図４の装置を型開きして成型された射出成型品を取り出したところを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（加飾フィルム）
本発明の好適な実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に、本実施形態の加飾フィルムの断面図を示す。
加飾フィルム１０は、プラスチックからなる基材１１を有するフィルムである。基材１１の一方の面側にハードコート層（特許請求の範囲でいう保護層）１２が形成され、基材１１の他方の面側に紫外線吸収層１４とＵＶインク層１６が形成されている。
【００１８】
基材１１の原料としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル樹脂などの樹脂を採用することができる。また、アクリル樹脂としては、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などがある。
【００１９】
ハードコート層１２は、上記の基材１１や当該加飾フィルム１０が固定される対象となる射出成型品の表面を、傷から保護するために形成されている。ハードコート層１２は、紫外線により硬化する紫外線硬化性を有する硬化塗料を用いるとよい。また、ハードコート層１２は、加飾フィルム１０のＵＶインク層１６の加飾層が表面から見えるように無職透明であることが必要である。なお、本実施形態における、ハードコート層１２の硬化完了した後の鉛筆硬度としては２Ｈ〜３Ｈ程度となるような硬化塗料を用いている。
【００２０】
紫外線吸収層１４としては種々のものが存在するが、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤を用いることができる。
これらの紫外線吸収剤は、粉末状又は液状である。紫外線吸収剤が液状の場合には、そのまま基材１１の他方の面側に塗布することによって紫外線吸収層１４を形成することができる。紫外線吸収剤が粉末状の場合には、接着剤に粉末の紫外線吸収剤を混合させることで、基材１１の他方の面側に塗布することができる。
また、粉末状の紫外線吸収剤を接着剤に混合させることで、紫外線吸収層１４としては基材１１への接着性とＵＶインクへの接着性が高くなるため、より強固な加飾フィルム１０として提供できる。
なお、紫外線吸収剤が液状の場合であっても、接着剤に液状の紫外線吸収剤を混合させて基材１１に塗布してもよい。
【００２１】
ＵＶインク層１６は、インクジェットプリンタ（図示せず）によってプリンタヘッドから着弾されたＵＶインクが硬化して形成された層である。
ＵＶインクは、紫外線が照射されることによって重合反応を起こし硬化するタイプのインクである。さらに詳細に説明すると、インクを構成する低分子のモノマーが、紫外線を受けることにより結合をして（重合反応）、高分子のポリマーに変化して樹脂状となり印刷された状態として対象物に定着する。
【００２２】
なお、加飾フィルム１０の厚さとしては、１６μｍ〜５００μｍの範囲であることが好ましいと考えられる。
ちなみに、加飾フィルム１０の厚さが１６μｍ未満であれば、現実のフィルムとしては薄すぎてしまい強度の維持ができない。また、加飾フィルム１０の厚さが５００μｍよりも大きい場合には、基材１１の厚さが大きくなることに起因して基材１１で紫外線を良好に吸収できるというメリットが生じる。ただし、あまり加飾フィルム１０が厚すぎると、ＩＭＤによる成型時に変形等の不具合を生じやすくなるというデメリットも生じる。
そこで、ＩＭＤにより良好に成型できる範囲と、紫外線吸収機能とのバランスを考慮した場合において加飾フィルム１０の厚さとして１６μｍ〜５００μｍであることが好ましいとの結論に至った。
【００２３】
（射出成型品）
次に、上述してきた加飾フィルムを壁部に固定した射出成型品の好適な実施形態を、図２に基づいて説明する。なお、図２では、成型品本体２１と、加飾フィルム１０の間に隙間を空けているように記載しているが、これは図面上わかりやすくするためであって、実際には互いに完全に密着している。
本実施形態の射出成型品２０は、注入樹脂材料によって形成された容器状の成型品本体２１の壁部に、ハードコート層１２を有する加飾フィルム１０を固定したものである。
【００２４】
射出成型品２０の成型品本体２１の原料（注入樹脂材料）としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル樹脂などの樹脂を採用できる。アクリル樹脂としては、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などがある。
【００２５】
なお、成型品本体２１の壁部に固定されている加飾フィルム１０としては、第１の実施形態において説明してきた加飾フィルム１０と同一のものであるとする。ここでは、加飾フィルム１０の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
射出成型品２０は、インモールド成型（ＩＭＤ：In Mold Decoration）によって成型される。ＩＭＤは後述するように、いわゆるインサート成型と同様に、射出成型用金型内に加飾フィルム１０を配置させ、注入樹脂材料を押し出してフィルムを注入樹脂材料とを同時に密着させて所定形状に成型させるようにした成型方法である。
【００２７】
続いて、図３に基づいて射出成型品の製造工程について説明する。
まず、加飾フィルム１０の基材１１の一方の面側にハードコート層１２を形成する（ステップＳ１）。ハードコート層１２の形成は、フィルムメーカによって行われる。ハードコート層１２は半硬化された状態で、フィルムメーカから出荷される。
【００２８】
次に、ハードコート層１２が半硬化された状態の基材１１の他方の面側に紫外線吸収剤を塗布する（ステップＳ２）。ここで紫外線吸収剤に接着剤を混入させることにより、基材１１への接着性及び後述するＵＶインクの接着性が良好となる。
【００２９】
そして、紫外線吸収剤が塗布された側にインクジェットプリンタにより所定の印刷を行う。インクジェットプリンタによる印刷は、ヘッドから吐出されるＵＶインクが基材１１に着弾した後（ステップＳ３）、キャリッジに搭載された紫外線照射手段によって紫外線を照射してＵＶインクを硬化させる（ステップＳ４）。
【００３０】
このときの紫外線の照射はＵＶインク層１６の上方から行われるので、ＵＶインクを硬化させる際に照射する紫外線は紫外線吸収層１４によって吸収され、ハードコート層１２への紫外線照射量が抑制される。このため、インクジェットプリンタ内での半硬化状態のハードコート層１２はＵＶインク硬化用の紫外線によっては硬化することがない。このため、後のＩＭＤにおいてハードコート層１２のクラック発生の抑制に繋がる。
【００３１】
インクジェットプリンタによるフィルムへの印刷が終了すると、印刷された加飾フィルム１０は、射出成型用の金型のキャビティ内に配置される（ステップＳ５）。
そして、金型内に注入樹脂材料が射出され、成型品本体の壁部に加飾フィルムが固定された射出成型品が形成される（ステップＳ６）。
成型された射出成型品には、ハードコート層１２を硬化させるための紫外線が照射される（ステップＳ７）。このときの紫外線照射は、ハードコート層１２の上方から行うようにする。また、このとき照射する紫外線は、ハードコート層１２と基材１１を透過した後に紫外線吸収層１４で吸収される。このため既に硬化したＵＶインクへさらに紫外線が照射されることによる退色等の影響を小さくすることができる。
【００３２】
続いて、本実施形態における射出成型品のＩＭＤによる製造工程について、図４〜図５に基づいて説明する。
図４に示すように、ＩＭＤには射出成型用の金型３０が用いられる。金型３０は、互いに接離動可能な分割型３２、３４によって構成されている。金型３０には、一方の分割型３２と他方の分割型３４を組み付けた状態において成型品の形状に合わせた形状のキャビティ３６が形成されている。他方の分割型３４には、注入樹脂材料をキャビティ３６内に注入するためのゲート３８が形成されている。また、この分割型３４のゲート３８には、射出スクリューや加熱筒を有する射出装置（図示せず）が接続されている。
【００３３】
図５（ａ）には、キャビティ３６の一方の分割型３２側内部に、加飾フィルム１０を配置したところを示している。加飾フィルム１０のＵＶインク層１６は、注入樹脂材料側（他方の分割型３４側）に向くように配置される。
キャビティ３６の一方の分割型３２側内部に加飾フィルム１０を配置した後、一方の分割型３２と他方の分割型３４とを型閉じする。
【００３４】
図５（ｂ）には、一方の分割型３２と他方の分割型３４とを型閉じしたところを示している。
型閉じ後、他方の分割型３４のゲート３８から注入樹脂材料を注入し、キャビティ３６内で注入樹脂材料と加飾フィルム１０とを一体的に成型する。
【００３５】
図５（ｃ）には、成型後に、一方の分割型３２と他方の分割型３４とを型開きして射出成型品２０を取り出したところを示す。この後、取り出した射出成型品２０のハードコート層１２を最終的に硬化させるべく、ハードコート層１２側から紫外線照射を行う。上述したように本実施形態のハードコート層１２の硬度としては、鉛筆硬度で２Ｈ〜３Ｈ程度である。
このように、ＩＭＤにより、ハードコート層１２を有する加飾フィルム１０を成型品本体２１の外側に密着させて固定することができる。また、加飾フィルム１０を成型品本体２１に固定する際に接着剤等が必要ないので、低コストで容器状の射出成型品２０を提供できる。
【００３６】
（他の実施形態）
なお、ＵＶインク層とハードコート層との間に紫外線吸収層を配置させる構成以外に、インクジェットプリンタ内におけるハードコート層１２への紫外線の影響を低減させるべく、ハードコート層１２が硬化する紫外線の波長領域と、ＵＶインクが硬化する紫外線の波長領域を異ならせるようにしてもよい。
このようにすれば、インクジェットプリンタ内でＵＶインクを硬化させるために紫外線を照射してもハードコート層１２への影響を減らすことができる。また、ＩＭＤ後にハードコート層１２を硬化させるために紫外線を照射してもＵＶインクの退色等の影響を減らすことができる。
【００３７】
さらに、ＵＶインク層とハードコート層との間に紫外線吸収層を配置させる構成以外に、インクジェットプリンタ内におけるハードコート層１２への紫外線の影響を低減させるべく、インクジェットプリンタ内における紫外線の照射強度を弱くし、ハードコート層１２への影響が小さくなるようにしてもよい。
このようにすれば、インクジェットプリンタ内でＵＶインクを硬化させるために紫外線を照射してもハードコート層１２への影響を減らすことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  加飾フィルム
１１  基材
１２  ハードコート層（保護層）
１４  紫外線吸収層
１６  ＵＶインク層
２０  射出成型品
２１  成型品本体
３０  金型
３２，３４  分割型
３６  キャビティ
３８  ゲート
【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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