加飾フィルム、加飾フィルムの製造方法及び射出成型品
【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ＵＶインク層１６とが形成されており、ＵＶインクを硬化させる紫外線波長と、保護層１２を硬化させる紫外線波長とが異なる波長である。
【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ＵＶインク層１６とが形成されており、ＵＶインクを硬化させる紫外線波長と、保護層１２を硬化させる紫外線波長とが異なる波長である。
【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、加飾フィルムの製造方法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ＡＢＳ樹脂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易成形性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用い、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。なお、このハードコートはＵＶ硬化性のものであるが、成形性を持たせるために成形当初はＵＶ硬化させず、最終の成形後にＵＶ照射をして硬化させている。
【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へ照射され、本来であれば最後に照射されるべき紫外線がこの段階で照射されることとなり、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インク層とが形成されており、前記ＵＶインクを硬化させる紫外線波長と、前記保護層を硬化させる紫外線波長とが異なる波長であ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、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ために紫外線を照射しても、この紫外線波長は保護層が硬化する紫外線波長と異なる波長であるので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でフィルムを延伸する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】
本発明にかかる加飾フィルムの製造方法によれば、紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層が形成されている基材に対して、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ＵＶインク層を形成する加飾フィルムの製造方法において、前記保護層が硬化する紫外線波長と、前記ＵＶインク層が硬化する紫外線波長を異ならせることにより、前記ＵＶインク層を硬化させる際には、半硬化状態の保護層の硬化を抑制することを特徴としている。
この方法を採用することにより、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ために紫外線を照射しても、この紫外線波長は保護層が硬化する紫外線波長と異なる波長であるので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でフィルムを延伸する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。
【００１２】
また、本発明にかかる加飾フィルムの製造方法において、前記保護層を硬化させるための紫外線を照射する第１の光源と、前記ＵＶインク層を硬化させるための紫外線を照射する第２の光源とを用いることが好ましい。
これによれば、ＵＶインク層を硬化させるときと保護層を硬化させるときとでは異なる光源を用いることによって、ＵＶインク層の硬化時に保護層が硬化することを抑制できる。
【００１３】
さらに、本発明にかかる加飾フィルムの製造方法において、前記第２の光源は、照射する紫外線の波長領域が前記保護層を硬化する波長及び前記ＵＶインク層を硬化する波長を含む波長幅を有しており、前記第２の光源により前記ＵＶインク層を硬化させる際には、前記保護層が硬化する波長の透過を阻止するフィルタを前記第２の光源と前記加飾フィルムとの間に配置することが好ましい。
これによれば、ＵＶインク層を硬化させるときに保護層を硬化させる紫外線波長がフィルタによりカットされるので、ＵＶインク層の硬化時に保護層が硬化することを抑制できる。
【００１４】
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または請求項２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り、加飾フィルムと注入樹脂材料とが一体的に固定された後に前記保護層を硬化させる波長の紫外線が照射されて前記保護層が硬化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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の加飾フィルム、加飾フィルムの製造方法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】ＵＶインクの成分表である。
【図３】加飾フィルム及び射出成型品を製造する工程を説明するフローチャートである。
【図４】ＵＶインク層の効果の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の射出成型品を示す断面図である。
【図６】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７】（ａ）図６の装置において金型内に加飾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６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６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。
【図８】ＩＭＬにおける実施形態を示す断面図である。
【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】
ハードコート層１２を構成する硬化塗料は、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、その他充填剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によって硬化塗料は、固体に変換し対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【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、ＵＶインクの成分としては、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、顔料、その他消泡剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によってＵＶインクは樹脂状となり印刷された状態として対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【００２２】
また、ハードコート層１２を構成する硬化塗料、及びＵＶインク層１６を構成するＵＶインクは、それぞれ硬化時の紫外線波長が異なっている。硬化時の紫外線波長を異ならせるためには、それぞれの波長に合わせた光重合開始剤を使用するとよい。
【００２３】
さらに、ＵＶインクとしては、伸びる性質を有するものを用いるとさらに好適である。
伸びる性質を有するＵＶインクを用いることによって、ＵＶインク層１６が完全に硬化した場合であってもＵＶインク層１６そのものが延びる。このため、加飾フィルム１０を射出成型品に固定する場合にＵＶインク層１６の割れを防止できる。
【００２４】
図２に、伸びる性質のＵＶインク及び伸びない性質のＵＶインクの成分の一例を、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色について示す。ここでは、各色の伸びる性質のインクについては、ＵＶインクとＬＨ−１００、伸びない性質のインクについては、Ｆ２００とＬＦ−２００というそれぞれ２つの商品について示している。これらは、出願人の商品名である。また、数字はその成分が含まれる％である。
【００２５】
図２によれば、各色の伸びない性質のＵＶインクは、アクリル酸エステルが主成分となっている。
一方、伸びる性質のＵＶインクの成分は、伸びない性質のＵＶインクとはその成分が大きく異なっている。以下、最大含有率が１０％よりも大きい成分についてのみ記す。
まず、伸びる性質のＵＶインクのＦ２００について、シアンとイエローは、イソボルニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、アクリル酸イソオクチル、脂肪族系ウレタンアクリレートがそれぞれ１０〜２０％の含有成分となっている。マゼンダは、イソボルニルアクリレートが１０〜２５％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが１０〜３０％、アクリル酸イソオクチルが１０〜２５％、脂肪族系ウレタンアクリレートが１０〜２０％の含有成分となっている。ブラックは、イソボルニルアクリレートが１０〜２５％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが１０〜３０％、変性アミンアクリレートオリゴマーが５〜２５％、アクリル酸イソオクチルが１０〜２５％の含有成分となっている。
【００２６】
伸びる性質のＵＶインクのＬＦ−２００について、シアンとイエローは、イソボルニルアクリレートが５０〜６０％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが５〜２０％、変性アミンアクリレートオリゴマーが１０〜２０％、ジフェニル-2.4.6-トリメチルベンゾイルホスフィン＝オキシドが５〜１５％。アクリル酸2-「2-（エチルオキシ）エチルオキシ」エチルが５〜１５％の含有成分となっている。マゼンダは、イソボルニルアクリレートが４０〜５０％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが１０〜２０％、変性アミンアクリレートオリゴマーが１〜１５％、ジフェニル-2.4.6-トリメチルベンゾイルホスフィン＝オキシドが５〜１５％。アクリル酸2-「2-（エチルオキシ）エチルオキシ」エチルが５〜１５％、置換トリアジンが１〜１５％の含有成分となっている。ブラックは、イソボルニルアクリレートが４０〜５０％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが５〜１５％、変性アミンアクリレートオリゴマーが１０〜２０％、アクリル酸2-「2-（エチルオキシ）エチルオキシ」エチルが１０〜２０％の含有成分となっている。
【００２７】
上述してきたような成分を含む伸びる性質のＵＶインクでは、ＵＶ硬化後であっても約２倍程度には伸びることができる。このため、かかるＵＶインクを用いたＵＶインク層１６を有する加飾フィルム１０は、後述するような容器状の成型品本体１１に、クラックを生じさせずに固定することができる。
【００２８】
なお、伸びない性質のＵＶインクを用いたＵＶインク層１６を有する加飾フィルム１０であっても、平板状の成型品本体（図示せず）に固定する場合には、加飾フィルム１０が延伸しないので、問題なく固定することが可能である。
【００２９】
（加飾フィルムの製造方法）
図３の前段及び図４に基づいて、図１に示した加飾フィルムを製造する製造方法について説明する。
基材１１は、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。
【００３０】
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２３から吐出されるＵＶインクを基材１１に着弾させることによって施される（ステップＳ２）。
ＵＶインクが着弾後、インクジェットプリンタのキャリッジに搭載された第２の光源（紫外線を照射する手段）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Ｓ３）。
【００３１】
このステップＳ３で用いられる第２の光源としては、例えばメタルハライドランプ（metal halide lamp）２４を採用することができる。メタルハライドランプ２４とは、ハロゲン化金属を水銀と共に封入したランプであって、紫外線硬化用のメタルハライドランプ２４としては、例えば２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲で連続して紫外線を出力することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、ＵＶインクの硬化する紫外線波長が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間の波長であり、ハードコート層１２の硬化する紫外線波長が２８０ｎｍであるとする。
そしてメタルハライドランプ２４と加飾フィルム１０との間にはハードコート層１２が硬化する波長成分をカットする機能を有するフィルタ２５を配置する。
フィルタ２５は、ハードコート層１２が硬化する紫外線波長を遮断するので、ハードコート層１２は、第２の光源の紫外線照射によっても硬化せず、半硬化状態のままで存在することができる。上記のフィルタ２５としては、２８０ｎｍの波長を吸収する成分が含まれており、２５０ｎｍから４５０ｎｍの波長のうち、２８０ｎｍ付近の波長をカットする機能を有している。
【００３３】
（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５に基づいて説明する。
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。なお、加飾フィルム１０のＵＶインク層１６と成型品本体２１との間には、バインダ層１８が形成されている。バインダ層１８は、加飾フィルム１０のＵＶインク層１６と成型品本体２１との間の接合力を高めるための接合剤として設けられている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
続いて、図３の後段及び図６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、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、注入樹脂材料とＵＶインク層１６との接着を良好とするために、ＵＶインク層１６の表面にバインダ（結合剤）を塗布してバインダ層１８を形成する（ステップＳ４）。
そして、バインダ層１８がＵＶインク層１６側に形成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２１の壁部に加飾フィルム１０が固定された射出成型品２０が形成される（ステップＳ６）。
【００３８】
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第1の光源２７より照射される（ステップＳ７）。この第１の光源２７はＬＥＤを用い、２８０ｎｍを中心とした紫外線を照射させるようにする。このため既に硬化したＵＶインク層１６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。
【００３９】
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６〜図７に基づいて説明する。
図６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。
【００４０】
図７（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。
【００４１】
図７（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。
【００４２】
図７（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。
【００４３】
（ＩＭＬの実施形態）
上述してきた実施形態はいわゆるＩＭＤによって加飾フィルムを射出成型品に固定するものであった。しかしながら、加飾フィルムとしては、基材であるフィルムを剥がして用いるＩＭＬ（In Mold Lamination）を採用する場合であっても、本発明を好適に実施できる。
【００４４】
図８にＩＭＬの実施形態の断面図を示す。
ＩＭＬの加飾フィルム４０は、プラスチックからなる基材１１の他方の面側に離型剤層４２、ハードコート層４４が形成されており、さらにハードコート層４２の他方の面側にＵＶインク層４６が形成されている。
ＵＶインク層４６の他方の面側には、結合剤からなるバインダ層４８が形成されており、バインダ層４８によって任意の部材に加飾フィルム４０を貼り付けることができる。また、バインダ層４８を任意の部材に貼り付け後は、離型剤層４２から基剤１１を剥がす。するると、ＵＶインク層４６の表面にハードコート層４２が施されていて、印刷面が傷ついたりしない製品を提供することができる。
【００４５】
なお、基材１１の原料としては、上述してきた実施形態と同様に、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。
【００４６】
基材１１をハードコート層４２から剥離するための離型剤層４２は、シリコーン等の材料で構成されている。
この剥離剤層４２及びハードコート層４４は、基材１１を製造するフィルムメーカ内で予め形成され、フィルムメーカから出荷されたものを用いることができる。
【００４７】
ハードコート層４４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が用いられる。また、ハードコート層４４は、加飾フィルム４０のＵＶインク層４６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４４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。
【００４８】
ハードコート層４４を構成する硬化塗料は、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、その他充填剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によって硬化塗料は、固体に変換し対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【００４９】
ＵＶインク層４６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、ＵＶインクの成分としては、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、顔料、その他消泡剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によってＵＶインクは樹脂状となり印刷された状態として対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【００５０】
また、ハードコート層４４を構成する硬化塗料、及びＵＶインク層４６を構成するＵＶインクは、それぞれ硬化時の紫外線波長が異なっている。硬化時の紫外線波長を異ならせるためには、それぞれの光重合開始剤の種類を異ならせるようにするとよい。
本実施形態においても、上述してきた実施形態と同様に、例としてＵＶインク層４６の硬化する紫外線波長が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間の波長であり、ハードコート層４４の硬化する紫外線波長が２８０ｎｍであるとする。
【００５１】
本実施形態においてもハードコート層４４の硬化には第１の光源、ＵＶインク層４６の硬化には第２の光源を用いる。
第１の光源としては、例えば、２８０ｎｍの波長の紫外線を照射できるＬＥＤ２７（図５参照）を用い、第２の光源としては、例えば２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲で連続して紫外線を出力することができるメタルハライドランプ２４（図４参照）を用いることができる。
【００５２】
また、第２の光源には、フィルタ２５（図４参照）が設けられ、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長のうち特定の２８０ｎｍ付近の波長を遮断するようにする。このようにすることで、第２の光源によってＵＶインク層４６を硬化させる際に、第２の光源から照射された紫外線による基材１１のハードコート層４４の硬化を抑制できる。
【００５３】
まず、基材１１の他方の面側（ハードコート層４４の表面）にインクジェットプリンタによってＵＶインク層４６を形成する。そして、第２の光源を用いてＵＶインク層４６のみを硬化させる。このとき、ハードコート層４４は第２の光源からの紫外線によっては硬化が促進されないので、半硬化状態のままである。
そして、硬化したＵＶインク層４６の表面に結合剤を塗布してバインダ層４８を形成した後、バインダ層４８によって加飾フィルム４０を任意の部材に貼り付ける。このとき、ハードコート層４４は、まだ半硬化の状態であるので凹凸のある部材に貼り付ける場合であってもハードコート層４４のクラックを生じさせないようにできる。
その後、第１の光源によって紫外線を照射してハードコート層４４を硬化させる。
【００５４】
このように、ＩＭＬに用いる加飾フィルム４０であっても、ＵＶインク層４６とハードコート層４４が硬化する紫外線波長を異ならせたので、ハードコート層４４のクラックを防止できる。また、硬化したＵＶインク層４６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。
【００５５】
なお、ハードコート層を硬化させる紫外線波長及びＵＶインク層を硬化させる紫外線波長としては、上述してきた各実施形態の波長に限定されることはなく、他の波長であってもよい。
【００５６】
上述してきたように、ＵＶインク層１６を硬化させる紫外線波長と、ハードコート層（保護層）１２を硬化させる紫外線波長とを異なる波長とすることにより、着弾されたＵＶインクを硬化させるために紫外線を照射しても、この紫外線波長は保護層が硬化する紫外線波長と異なる波長であるので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、フィルムを延伸する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。
【００５７】
また、ハードコート層（保護層）１２を硬化させるための紫外線を照射する第１の光源２７と、ＵＶインク層１６を硬化させるための紫外線を照射する第２の光源２４とを用いることによれば、ＵＶインク層１６を硬化させるときにハードコート層１２が硬化することを抑制できる。
【００５８】
さらに、第２の光源２４は、照射する紫外線の波長領域がハードコート層（保護層）１２を硬化する波長及びＵＶインク層１６を硬化する波長を含む波長幅を有しており、第２の光源２４によりＵＶインク層１６を硬化させる際には、ハードコート層１２が硬化する波長の透過を阻止するフィルタ２５を配置すると、ＵＶインク層１６を硬化させるときハードコート層１２を硬化させる紫外線波長がフィルタ２５によりカットされ、ＵＶインク層１６の硬化時にハードコート層１２が硬化することを抑制できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０，４０ 加飾フィルム
１１ 基材
１２，４４ ハードコート層（保護層）
１６，４６ ＵＶインク層
１８，４８ バインダ層
２０ 射出成型品
２１ 成型品本体
２３ ヘッド
２４ 第２の光源
２５ フィルタ
２７ 第１の光源
３０ 金型
３２，３４ 分割型
３６ キャビティ
３８ ゲート
４２ 離型剤層
【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、加飾フィルムの製造方法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ＡＢＳ樹脂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易成形性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用い、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。なお、このハードコートはＵＶ硬化性のものであるが、成形性を持たせるために成形当初はＵＶ硬化させず、最終の成形後にＵＶ照射をして硬化させている。
【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へ照射され、本来であれば最後に照射されるべき紫外線がこの段階で照射されることとなり、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インク層とが形成されており、前記ＵＶインクを硬化させる紫外線波長と、前記保護層を硬化させる紫外線波長とが異なる波長であ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、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ために紫外線を照射しても、この紫外線波長は保護層が硬化する紫外線波長と異なる波長であるので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でフィルムを延伸する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】
本発明にかかる加飾フィルムの製造方法によれば、紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層が形成されている基材に対して、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ＵＶインク層を形成する加飾フィルムの製造方法において、前記保護層が硬化する紫外線波長と、前記ＵＶインク層が硬化する紫外線波長を異ならせることにより、前記ＵＶインク層を硬化させる際には、半硬化状態の保護層の硬化を抑制することを特徴としている。
この方法を採用することにより、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ために紫外線を照射しても、この紫外線波長は保護層が硬化する紫外線波長と異なる波長であるので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でフィルムを延伸する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。
【００１２】
また、本発明にかかる加飾フィルムの製造方法において、前記保護層を硬化させるための紫外線を照射する第１の光源と、前記ＵＶインク層を硬化させるための紫外線を照射する第２の光源とを用いることが好ましい。
これによれば、ＵＶインク層を硬化させるときと保護層を硬化させるときとでは異なる光源を用いることによって、ＵＶインク層の硬化時に保護層が硬化することを抑制できる。
【００１３】
さらに、本発明にかかる加飾フィルムの製造方法において、前記第２の光源は、照射する紫外線の波長領域が前記保護層を硬化する波長及び前記ＵＶインク層を硬化する波長を含む波長幅を有しており、前記第２の光源により前記ＵＶインク層を硬化させる際には、前記保護層が硬化する波長の透過を阻止するフィルタを前記第２の光源と前記加飾フィルムとの間に配置することが好ましい。
これによれば、ＵＶインク層を硬化させるときに保護層を硬化させる紫外線波長がフィルタによりカットされるので、ＵＶインク層の硬化時に保護層が硬化することを抑制できる。
【００１４】
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または請求項２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り、加飾フィルムと注入樹脂材料とが一体的に固定された後に前記保護層を硬化させる波長の紫外線が照射されて前記保護層が硬化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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の加飾フィルム、加飾フィルムの製造方法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】ＵＶインクの成分表である。
【図３】加飾フィルム及び射出成型品を製造する工程を説明するフローチャートである。
【図４】ＵＶインク層の効果の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の射出成型品を示す断面図である。
【図６】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７】（ａ）図６の装置において金型内に加飾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６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６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。
【図８】ＩＭＬにおける実施形態を示す断面図である。
【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】
ハードコート層１２を構成する硬化塗料は、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、その他充填剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によって硬化塗料は、固体に変換し対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【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、ＵＶインクの成分としては、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、顔料、その他消泡剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によってＵＶインクは樹脂状となり印刷された状態として対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【００２２】
また、ハードコート層１２を構成する硬化塗料、及びＵＶインク層１６を構成するＵＶインクは、それぞれ硬化時の紫外線波長が異なっている。硬化時の紫外線波長を異ならせるためには、それぞれの波長に合わせた光重合開始剤を使用するとよい。
【００２３】
さらに、ＵＶインクとしては、伸びる性質を有するものを用いるとさらに好適である。
伸びる性質を有するＵＶインクを用いることによって、ＵＶインク層１６が完全に硬化した場合であってもＵＶインク層１６そのものが延びる。このため、加飾フィルム１０を射出成型品に固定する場合にＵＶインク層１６の割れを防止できる。
【００２４】
図２に、伸びる性質のＵＶインク及び伸びない性質のＵＶインクの成分の一例を、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色について示す。ここでは、各色の伸びる性質のインクについては、ＵＶインクとＬＨ−１００、伸びない性質のインクについては、Ｆ２００とＬＦ−２００というそれぞれ２つの商品について示している。これらは、出願人の商品名である。また、数字はその成分が含まれる％である。
【００２５】
図２によれば、各色の伸びない性質のＵＶインクは、アクリル酸エステルが主成分となっている。
一方、伸びる性質のＵＶインクの成分は、伸びない性質のＵＶインクとはその成分が大きく異なっている。以下、最大含有率が１０％よりも大きい成分についてのみ記す。
まず、伸びる性質のＵＶインクのＦ２００について、シアンとイエローは、イソボルニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、アクリル酸イソオクチル、脂肪族系ウレタンアクリレートがそれぞれ１０〜２０％の含有成分となっている。マゼンダは、イソボルニルアクリレートが１０〜２５％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが１０〜３０％、アクリル酸イソオクチルが１０〜２５％、脂肪族系ウレタンアクリレートが１０〜２０％の含有成分となっている。ブラックは、イソボルニルアクリレートが１０〜２５％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが１０〜３０％、変性アミンアクリレートオリゴマーが５〜２５％、アクリル酸イソオクチルが１０〜２５％の含有成分となっている。
【００２６】
伸びる性質のＵＶインクのＬＦ−２００について、シアンとイエローは、イソボルニルアクリレートが５０〜６０％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが５〜２０％、変性アミンアクリレートオリゴマーが１０〜２０％、ジフェニル-2.4.6-トリメチルベンゾイルホスフィン＝オキシドが５〜１５％。アクリル酸2-「2-（エチルオキシ）エチルオキシ」エチルが５〜１５％の含有成分となっている。マゼンダは、イソボルニルアクリレートが４０〜５０％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが１０〜２０％、変性アミンアクリレートオリゴマーが１〜１５％、ジフェニル-2.4.6-トリメチルベンゾイルホスフィン＝オキシドが５〜１５％。アクリル酸2-「2-（エチルオキシ）エチルオキシ」エチルが５〜１５％、置換トリアジンが１〜１５％の含有成分となっている。ブラックは、イソボルニルアクリレートが４０〜５０％、テトラヒドロフルフリルアクリレートが５〜１５％、変性アミンアクリレートオリゴマーが１０〜２０％、アクリル酸2-「2-（エチルオキシ）エチルオキシ」エチルが１０〜２０％の含有成分となっている。
【００２７】
上述してきたような成分を含む伸びる性質のＵＶインクでは、ＵＶ硬化後であっても約２倍程度には伸びることができる。このため、かかるＵＶインクを用いたＵＶインク層１６を有する加飾フィルム１０は、後述するような容器状の成型品本体１１に、クラックを生じさせずに固定することができる。
【００２８】
なお、伸びない性質のＵＶインクを用いたＵＶインク層１６を有する加飾フィルム１０であっても、平板状の成型品本体（図示せず）に固定する場合には、加飾フィルム１０が延伸しないので、問題なく固定することが可能である。
【００２９】
（加飾フィルムの製造方法）
図３の前段及び図４に基づいて、図１に示した加飾フィルムを製造する製造方法について説明する。
基材１１は、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。
【００３０】
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２３から吐出されるＵＶインクを基材１１に着弾させることによって施される（ステップＳ２）。
ＵＶインクが着弾後、インクジェットプリンタのキャリッジに搭載された第２の光源（紫外線を照射する手段）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Ｓ３）。
【００３１】
このステップＳ３で用いられる第２の光源としては、例えばメタルハライドランプ（metal halide lamp）２４を採用することができる。メタルハライドランプ２４とは、ハロゲン化金属を水銀と共に封入したランプであって、紫外線硬化用のメタルハライドランプ２４としては、例えば２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲で連続して紫外線を出力することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、ＵＶインクの硬化する紫外線波長が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間の波長であり、ハードコート層１２の硬化する紫外線波長が２８０ｎｍであるとする。
そしてメタルハライドランプ２４と加飾フィルム１０との間にはハードコート層１２が硬化する波長成分をカットする機能を有するフィルタ２５を配置する。
フィルタ２５は、ハードコート層１２が硬化する紫外線波長を遮断するので、ハードコート層１２は、第２の光源の紫外線照射によっても硬化せず、半硬化状態のままで存在することができる。上記のフィルタ２５としては、２８０ｎｍの波長を吸収する成分が含まれており、２５０ｎｍから４５０ｎｍの波長のうち、２８０ｎｍ付近の波長をカットする機能を有している。
【００３３】
（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５に基づいて説明する。
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。なお、加飾フィルム１０のＵＶインク層１６と成型品本体２１との間には、バインダ層１８が形成されている。バインダ層１８は、加飾フィルム１０のＵＶインク層１６と成型品本体２１との間の接合力を高めるための接合剤として設けられている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
続いて、図３の後段及び図６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、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、注入樹脂材料とＵＶインク層１６との接着を良好とするために、ＵＶインク層１６の表面にバインダ（結合剤）を塗布してバインダ層１８を形成する（ステップＳ４）。
そして、バインダ層１８がＵＶインク層１６側に形成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２１の壁部に加飾フィルム１０が固定された射出成型品２０が形成される（ステップＳ６）。
【００３８】
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第1の光源２７より照射される（ステップＳ７）。この第１の光源２７はＬＥＤを用い、２８０ｎｍを中心とした紫外線を照射させるようにする。このため既に硬化したＵＶインク層１６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。
【００３９】
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６〜図７に基づいて説明する。
図６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。
【００４０】
図７（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。
【００４１】
図７（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。
【００４２】
図７（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。
【００４３】
（ＩＭＬの実施形態）
上述してきた実施形態はいわゆるＩＭＤによって加飾フィルムを射出成型品に固定するものであった。しかしながら、加飾フィルムとしては、基材であるフィルムを剥がして用いるＩＭＬ（In Mold Lamination）を採用する場合であっても、本発明を好適に実施できる。
【００４４】
図８にＩＭＬの実施形態の断面図を示す。
ＩＭＬの加飾フィルム４０は、プラスチックからなる基材１１の他方の面側に離型剤層４２、ハードコート層４４が形成されており、さらにハードコート層４２の他方の面側にＵＶインク層４６が形成されている。
ＵＶインク層４６の他方の面側には、結合剤からなるバインダ層４８が形成されており、バインダ層４８によって任意の部材に加飾フィルム４０を貼り付けることができる。また、バインダ層４８を任意の部材に貼り付け後は、離型剤層４２から基剤１１を剥がす。するると、ＵＶインク層４６の表面にハードコート層４２が施されていて、印刷面が傷ついたりしない製品を提供することができる。
【００４５】
なお、基材１１の原料としては、上述してきた実施形態と同様に、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。
【００４６】
基材１１をハードコート層４２から剥離するための離型剤層４２は、シリコーン等の材料で構成されている。
この剥離剤層４２及びハードコート層４４は、基材１１を製造するフィルムメーカ内で予め形成され、フィルムメーカから出荷されたものを用いることができる。
【００４７】
ハードコート層４４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が用いられる。また、ハードコート層４４は、加飾フィルム４０のＵＶインク層４６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４４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。
【００４８】
ハードコート層４４を構成する硬化塗料は、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、その他充填剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によって硬化塗料は、固体に変換し対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【００４９】
ＵＶインク層４６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、ＵＶインクの成分としては、光重合性のオリゴマー、モノマー、触媒としての光重合開始剤、顔料、その他消泡剤等の補助剤とを含んでおり、紫外線が照射されることで、光重合開始剤がラジカルを発生し、このラジカルがオリゴマーの重合を開示させる。このような重合反応によってＵＶインクは樹脂状となり印刷された状態として対象物に定着する。なお、光重合開始剤としては、様々な種類が存在しているが、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系等が一般的に用いられている。
【００５０】
また、ハードコート層４４を構成する硬化塗料、及びＵＶインク層４６を構成するＵＶインクは、それぞれ硬化時の紫外線波長が異なっている。硬化時の紫外線波長を異ならせるためには、それぞれの光重合開始剤の種類を異ならせるようにするとよい。
本実施形態においても、上述してきた実施形態と同様に、例としてＵＶインク層４６の硬化する紫外線波長が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間の波長であり、ハードコート層４４の硬化する紫外線波長が２８０ｎｍであるとする。
【００５１】
本実施形態においてもハードコート層４４の硬化には第１の光源、ＵＶインク層４６の硬化には第２の光源を用いる。
第１の光源としては、例えば、２８０ｎｍの波長の紫外線を照射できるＬＥＤ２７（図５参照）を用い、第２の光源としては、例えば２５０ｎｍから４５０ｎｍの範囲で連続して紫外線を出力することができるメタルハライドランプ２４（図４参照）を用いることができる。
【００５２】
また、第２の光源には、フィルタ２５（図４参照）が設けられ、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長のうち特定の２８０ｎｍ付近の波長を遮断するようにする。このようにすることで、第２の光源によってＵＶインク層４６を硬化させる際に、第２の光源から照射された紫外線による基材１１のハードコート層４４の硬化を抑制できる。
【００５３】
まず、基材１１の他方の面側（ハードコート層４４の表面）にインクジェットプリンタによってＵＶインク層４６を形成する。そして、第２の光源を用いてＵＶインク層４６のみを硬化させる。このとき、ハードコート層４４は第２の光源からの紫外線によっては硬化が促進されないので、半硬化状態のままである。
そして、硬化したＵＶインク層４６の表面に結合剤を塗布してバインダ層４８を形成した後、バインダ層４８によって加飾フィルム４０を任意の部材に貼り付ける。このとき、ハードコート層４４は、まだ半硬化の状態であるので凹凸のある部材に貼り付ける場合であってもハードコート層４４のクラックを生じさせないようにできる。
その後、第１の光源によって紫外線を照射してハードコート層４４を硬化させる。
【００５４】
このように、ＩＭＬに用いる加飾フィルム４０であっても、ＵＶインク層４６とハードコート層４４が硬化する紫外線波長を異ならせたので、ハードコート層４４のクラックを防止できる。また、硬化したＵＶインク層４６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。
【００５５】
なお、ハードコート層を硬化させる紫外線波長及びＵＶインク層を硬化させる紫外線波長としては、上述してきた各実施形態の波長に限定されることはなく、他の波長であってもよい。
【００５６】
上述してきたように、ＵＶインク層１６を硬化させる紫外線波長と、ハードコート層（保護層）１２を硬化させる紫外線波長とを異なる波長とすることにより、着弾されたＵＶインクを硬化させるために紫外線を照射しても、この紫外線波長は保護層が硬化する紫外線波長と異なる波長であるので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、フィルムを延伸する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。
【００５７】
また、ハードコート層（保護層）１２を硬化させるための紫外線を照射する第１の光源２７と、ＵＶインク層１６を硬化させるための紫外線を照射する第２の光源２４とを用いることによれば、ＵＶインク層１６を硬化させるときにハードコート層１２が硬化することを抑制できる。
【００５８】
さらに、第２の光源２４は、照射する紫外線の波長領域がハードコート層（保護層）１２を硬化する波長及びＵＶインク層１６を硬化する波長を含む波長幅を有しており、第２の光源２４によりＵＶインク層１６を硬化させる際には、ハードコート層１２が硬化する波長の透過を阻止するフィルタ２５を配置すると、ＵＶインク層１６を硬化させるときハードコート層１２を硬化させる紫外線波長がフィルタ２５によりカットされ、ＵＶインク層１６の硬化時にハードコート層１２が硬化することを抑制できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０，４０ 加飾フィルム
１１ 基材
１２，４４ ハードコート層（保護層）
１６，４６ ＵＶインク層
１８，４８ バインダ層
２０ 射出成型品
２１ 成型品本体
２３ ヘッド
２４ 第２の光源
２５ フィルタ
２７ 第１の光源
３０ 金型
３２，３４ 分割型
３６ キャビティ
３８ ゲート
４２ 離型剤層
【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インク層とが形成されており、
前記ＵＶインクを硬化させる紫外線波長と、前記保護層を硬化させる紫外線波長とが異なる波長であることを特徴とする加飾フィルム。
【請求項２】
紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層が形成されている基材に対して、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ＵＶインク層を形成する加飾フィルムの製造方法において、
前記保護層が硬化する紫外線波長と、前記ＵＶインク層が硬化する紫外線波長を異ならせることにより、前記ＵＶインク層を硬化させる際には、半硬化状態の保護層の硬化を抑制することを特徴とする加飾フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記保護層を硬化させるための紫外線を照射する第１の光源と、前記ＵＶインク層を硬化させるための紫外線を照射する第２の光源とを用いることを特徴とする請求項２記載の加飾フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記第２の光源は、照射する紫外線の波長領域が前記保護層を硬化する波長及び前記ＵＶインク層を硬化する波長を含む波長幅を有しており、
前記第２の光源により前記ＵＶインク層を硬化させる際には、前記保護層が硬化する波長の透過を阻止するフィルタを前記第２の光源と前記加飾フィルムとの間に配置することを特徴とする請求項３記載の加飾フィルムの製造方法。
【請求項５】
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り、加飾フィルムと注入樹脂材料とが一体的に固定された後に前記保護層を硬化させる波長の紫外線が照射されて前記保護層が硬化されてなることを特徴とする射出成型品。
【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インク層とが形成されており、
前記ＵＶインクを硬化させる紫外線波長と、前記保護層を硬化させる紫外線波長とが異なる波長であることを特徴とする加飾フィルム。
【請求項２】
紫外線硬化性を有する半硬化状態の保護層が形成されている基材に対して、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ＵＶインク層を形成する加飾フィルムの製造方法において、
前記保護層が硬化する紫外線波長と、前記ＵＶインク層が硬化する紫外線波長を異ならせることにより、前記ＵＶインク層を硬化させる際には、半硬化状態の保護層の硬化を抑制することを特徴とする加飾フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記保護層を硬化させるための紫外線を照射する第１の光源と、前記ＵＶインク層を硬化させるための紫外線を照射する第２の光源とを用いることを特徴とする請求項２記載の加飾フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記第２の光源は、照射する紫外線の波長領域が前記保護層を硬化する波長及び前記ＵＶインク層を硬化する波長を含む波長幅を有しており、
前記第２の光源により前記ＵＶインク層を硬化させる際には、前記保護層が硬化する波長の透過を阻止するフィルタを前記第２の光源と前記加飾フィルムとの間に配置することを特徴とする請求項３記載の加飾フィルムの製造方法。
【請求項５】
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り、加飾フィルムと注入樹脂材料とが一体的に固定された後に前記保護層を硬化させる波長の紫外線が照射されて前記保護層が硬化されてなることを特徴とする射出成型品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０６２６２（Ｐ２０１２−２０６２６２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１５２８（Ｐ２０１１−７１５２８）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００１３７８２３）株式会社ミマキエンジニアリング (437)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００１３７８２３）株式会社ミマキエンジニアリング (437)
【Ｆターム（参考）】
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