JP2021160219A - 加飾フィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色むらの無い反射面を形成する加飾フィルム及びその製造方法の提供。
【解決手段】基材１２の表面に光輝顔料２０ａ，２０ｂを含む反射層１４を備え、反射層１４が、基材１２に近い第１の反射層１４ａと第１の反射層１４ａよりも基材１２から離れた第２の反射層１４ｂを有し、第１の反射層１４ａの反射率が第２の反射層１４ｂの反射率よりも大きい加飾フィルム１。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のボディ等に貼り付けられる加飾フィルム及びその製造方法に関する。

金属または樹脂の表面にフィルムを貼り付けて複合材料を製造する方法が特許文献１に記載されている。

特開２０１６−８７９６０号

工業製品、特に自動車において、魅力的なボディカラーを車体に与えるため、光を反射する顔料を塗料と混ぜて、その塗料を用いて車体を塗装することがある。フィルムを貼り付けることにより車体にボディカラーを与える場合も、同様に、アクリルなどのフィルムの材料に顔料を混ぜて、光沢のある加飾フィルムが形成される。一方、車体などの基材にフィルムを貼り付けるとき、フィルムは、表面に生じ得る皺を押さえるために固定される。このとき、固定されているフィルムの近傍において、フィルムは引き伸ばされるように力を与えられるため、フィルムに含まれる顔料の隙間が広がり、透過する光が増え、光が反射され難くなることがある。したがって、光の反射率がフィルムの場所に応じて変化するようになるため、フィルムに色むらや装飾むらが生じ得る。このフィルムを車体に貼り付ける場合、所望のボディカラーが得られない虞がある。

そこで、本願発明は、曲面の多い自動車のボディ等に貼り付けた場合でも、光の反射率が常にほぼ一様になる加飾フィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の実施形態に係る加飾フィルムは、基材の表面に光輝顔料を含む反射層を備えた加飾フィルムであって、
前記反射層が、前記基材に近い第１の反射層と前記第１の反射層よりも前記基材から離れた第２の反射層を有し、
前記第１の反射層の反射率が前記第２の反射層の反射率よりも大きい、ことを特徴とする。

本発明の別の実施形態に係る加飾フィルムは、透明又は半透明な基材の裏面に光輝顔料を含む反射層を備えた加飾フィルムであって、
前記反射層は、前記基材から離れた第１の反射層と前記第１の反射層よりも前記基材に近い第２の反射層を有し、
前記第１の反射層の反射率が前記第２の反射層の反射率よりも大きい、ことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に係る加飾フィルムの製造方法は、
フィルム基材の表面に、光輝顔料を含む反射塗料を塗布して反射層を形成する工程と、
前記フィルム基材から離れた前記反射層の表面に、着色剤を含む着色塗料を塗布して着色層を形成する工程を含み、
前記反射層を形成する工程は、前記フィルム基材の表面に第１の塗料を塗布する工程と、前記第１の塗料の上に第２の塗料を塗布する工程とを含み、
前記第１の塗料の反射率が前記第２の塗料の反射率よりも大きい、ことを特徴とする。

本発明の別の実施形態に係る加飾フィルムの製造方法は、
透明又は半透明なフィルム基材の裏面に、着色剤を含む着色塗料を塗布して着色層を形成する工程と、
前記フィルム基材から離れた前記着色層の裏面に、光輝顔料を含む反射塗料を塗布して反射層を形成する工程とを含み、
前記反射層を形成する工程は、前記着色層の裏面に第２の塗料を塗布する工程と、前記第２の塗料の上に第１の塗料を塗布する工程とを含み、
前記第１の塗料の反射率が前記第２の塗料の反射率よりも大きい、ことを特徴とする。

これらの実施形態によれば、基材に近い第１の反射層の反射率が第２の反射層の反射率よりも大きいことにより、加飾フィルムが覆う面の形状に関わらず（つまり、加飾フィルムが覆う面が曲面又は屈曲面であっても）、被覆面は一様な反射率を発揮する。したがって、加飾フィルムを例えば曲面の多い自動車のボディ等に貼り付けた場合、色むらや装飾むらの無い面が得られる。

実施形態に係る加飾フィルム製造装置の概略構成を示す概略図。 実施形態に係る加飾フィルムの断面図。 他の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。 他の実施形態に係る加飾フィルムの断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る加飾フィルムの製造方法と、その方法で製造される加飾フィルムの実施形態を説明する。なお、以下の図面を参照した説明では、図面の左右方向をｘ方向、ｘ方向に直交する図面の表裏方向をｙ方向、ｘ方向とｙ方向に直交する図面の上下方向をｚ方向という。また、図示する装置の大きさやそれを構成する各部分の大きさと形状は誇張して示されており、実際のものとは異なる。

図１は、加飾フィルム１を製造する加飾フィルム製造装置（以下、「フィルム製造装置」という。）１００の概略構成を示す。以下に説明する実施形態において、加飾フィルム１は、図２に示すように、薄いシート状の基材１２、該基材１２の一方の表面（上面）に配置される反射層１４、該反射層１４の表面（上面）に配置される着色層１６、及び該着色層１６の表面（上面）に配置されるコーティング層１８を含む。

反射層１４は複数の層で構成される。実施形態では、反射層１４は、反射層１４の下に位置する基材１２に接する下部反射層（第１の反射層）１４ａと、反射層１４の上に位置する着色層１６に接する上部反射層（第２の反射層）１４ｂを有する。

図１に戻り、フィルム製造装置（塗布装置）１００は、製造される加飾フィルム１を支持する下部構造１０２と、製造される加飾フィルム１の基材１２の表面に反射層１４、着色層１６、及びコーティング層１８を積層（塗布）する上部構造１０４を有する。実施形態において、フィルム製造装置１００はオフセット式塗布装置である。ただし、塗布装置は、これに限らず、グラビア印刷装置やスクリーン印刷装置等の各種印刷装置と同様の構成を有する各種塗布装置が利用可能である。

下部構造１０２は、ｙ方向に伸びる中心軸を中心に回転可能な略円柱形状の第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄを有する。第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄは、図の左側から右側に順番に配置されている。第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄは図面上近接して配置されているが、それらの間隔は任意に決めることができる。

上部構造１０４は、ｙ方向に伸びる中心軸を中心に回転可能な略円柱形状の第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄを有する。第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄは、それぞれ第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄの上に平行に配置されている。図示しないが、第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄの近傍にはそれぞれ、第１〜第４の塗料供給ローラが配置されている。第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ、第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ、及び第１〜第４の塗料供給ローラは、モータを含む駆動系１２０に駆動連結されており、予め決められた速度で図示する方向（バックアップローラと塗料供給ローラは時計周り方向、塗布ローラは反時計周り方向）に回転するように構成されている。

これら第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄはそれぞれ、対応する第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄと第１〜第４の塗料供給ローラと組み合わされて、下部反射層１４ａ，上部反射層１４ｂ，着色層１６、及びコーティング層１８を印刷する第１〜第４の塗装工程１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを構成している。

図２に示すように、一般的に、下部反射層１４ａ，上部反射層１４ｂ，着色層１６、及びコーティング層１８の厚さは異なる。そのため、第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄとこれらに対応する第１〜第４の塗料供給ローラとの接触圧又は間隔（ギャップ）、及び、第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄとこれらに対応する第１〜第４のバックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄとの間隔（ギャップ）は、印刷される層の厚さや印刷する材料の性質（例えば、粘度）に応じて適宜決められる。

基材１２、及びそれに印刷される下部反射層１４ａ、上部反射層１４ｂ、着色層１６、コーティング層１８の材料について説明する。

基材１２は、図示するように、ｘ方向とｙ方向に所定の長さを有する平坦なフィルムである。基材１２は、金属（例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、ニッケル、チタン、白金）からなるフィルムであってもよいし、プラスチック［例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）］、又はその他のエンジニアリングプラスチック［超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、熱可塑性ポリエステルエラストマ（ＴＰＥＥ）］からなるフィルムであってもよいし、金属とプラスチックを積層した複合フィルムであってもよい。

反射層１４を構成する塗料は、アクリル樹脂又はウレタン樹脂からなる塗料基材に光輝顔料を混合した反射塗料である。実施形態では、この反射層１４の内、下部反射層１４ａを構成する塗料（以下、適宜「第１の塗料」という。）に含まれる光輝顔料２０ａは、限定的ではないが、例えば、酸化アルミニウムフレークを基材とし、フレーク表面にシリカ層を被覆し、さらに金属粒子をメッキしたメタリック顔料が使われる。この光輝顔料２０ａの屈折率は約１．７６である。一方、上部反射層１４ｂを構成する塗料（以下、適宜「第２の塗料」という。）に含まれる光輝顔料２０ｂは、同様に限定的ではないが、例えば、アルミニウムフレークを基材とし、フレーク表面にシリカ層を被覆し、さらに金属粒子をメッキしたメタリック顔料が使われる。この光輝顔料２０ｂの屈折率は約１．４８である。また、下部反射層１４ａの塗料に含まれる光輝顔料２０ａと、上部反射層１４ｂの塗料に含まれる光輝顔料２０ｂは、それぞれ、約１０〜２０マイクロメートルの平均粒径を有する。なお、光輝顔料は薄い板状フレームを基材としており、顔料の平均粒径はフレークの長手方向のサイズである。

下部反射層１４ａの反射率と上部反射層１４ｂの反射率について説明する。それぞれの反射層の反射率は以下の数式１から求まる。この数式１から求まる値Ｒは、それぞれの反射層の反射率を示す。また、変数ｎ_１は、第１の塗料及び第２の塗料の屈折率であり、実施形態における塗料基材がアクリル樹脂又はウレタンであるため、約１．４９である。一方、変数ｎ_２は、光輝顔料２０ａ，２０ｂの上述の屈折率である。

この数式１から、下部反射層１４ａの反射率は約６．９０×１０^−３と求まる。一方、上部反射層１４ｂの反射率は約１．１３×１０^−５と求まる。したがって、下部反射層１４ａの反射率は上部反射層１４ｂの反射率よりも大きい。

このように構成された実施形態の加飾フィルム１によれば、外部から加飾フィルム１に照らされる光は、主にコーティング層１８から入射する。この光は、上部反射層１４ｂの塗料を透過することで減衰した後、下部反射層１４ａの光輝顔料２０ａで反射される。結果として、下部反射層１４ａの光輝顔料２０ａで反射される光は、上部反射層１４ｂの光輝顔料２０ｂで反射される光に比べて減衰する。しかし、実施形態の加飾フィルム１では、下部反射層１４ａの反射率が上部反射層１４ｂの反射率よりも大きく設定されている。したがって、上部反射層１４ｂを透過した光は上部反射層１４ｂよりも反射率が大きい下部反射層１４ａで反射されるため、上部反射層１４ｂで反射される光の輝度（明るさ）と下部反射層１４ａで反射される光の輝度が同じ又はほぼ同じになり、全体として色むらの無い発色を実現できる。

着色層１６は、所望の色の着色剤を含む塗料（以下、適宜「第３の塗料」という。）である。例えば、加飾フィルムが自動車のボディ表面の外装材として使用される場合、塗料にはウレタン塗料、アクリル塗料が利用される。

コーティング層１８は、例えばガラスを材料とする透明又は半透明の塗料（以下、適宜「第４の塗料」という。）である。

上述のフィルム製造装置を用いた加飾フィルムの製造を説明する。

図１に示す状態で、駆動系１２０の駆動に基づいて、バックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ、塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ、及び塗料供給ローラがそれぞれ所定の方向に回転する。これにより、第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄの外周面にはそれぞれ、隣接する第１〜第４の塗料供給ローラから第１〜第４の塗料が供給され、所望の厚さの塗膜が形成される。また、第１〜第４の塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄの塗膜は、バックアップローラ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄと塗布ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄとの間を図の左側から右側に向かって搬送される基材１２に順次転写され、これにより、基材１２の表面には所定の厚さの下部反射層１４ａ、上部反射層１４ｂ、着色層１６、及びコーティング層１８が順次積層され、図２に示す層構造を有する加飾フィルム１が製造される。

このように製造された加飾フィルム１を、例えば凸状曲面又は凸状屈曲面を有する車体表面上に、その面方向に力を加えながら貼り付けた場合、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分では、上部反射層１４ｂが下部反射層１４ａよりも大きく伸びる。したがって、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分では、特に上部反射層１４ｂにおける光輝顔料２０ｂの間隔が広がるため、コーティング層１８から入射する光が、その光輝顔料２０ｂの間を通過し易い。一方、上述のように、加飾フィルム１は、下部反射層１４ａの反射率が上部反射層１４ｂの反射率よりも大きくなるように設定されているため、下部反射層１４ａで反射される光の輝度と上部反射層１４ｂで反射される光の輝度はほぼ同等になる。結果として、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分は、その他の平坦な面を覆うフィルム部分と同等の反射率を発揮し、色むらの無い反射面が得られる。

上述の実施形態では、反射層１４を２つの層、すなわち、下部反射層１４ａと上部反射層１４ｂで構成したが、反射層１４を構成する層の数は限定的ではない。例えば、図３は、反射層２１４を３つの層２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃで構成した実施形態を示しており、そこでは、下部反射層２１４ａの反射率が中間反射層２１４ｂと上部反射層２１４ｃの反射率よりも大きい。したがって、上部反射層２１４ｃと中間反射層２１４ｂを透過することで減衰した光が下部反射層２１４ａで反射されるため、凸状曲面又は凸状屈曲面を覆うフィルム部分がその他の平坦な面を覆うフィルム部分と同等の反射率を発揮し、色むらの無いきれいな塗装面が得られる。

上述の実施形態では、基材１２の表面に所定の厚さの下部反射層１４ａ、上部反射層１４ｂ、着色層１６、及びコーティング層１８が順次積層されて、加飾フィルム１が製造されるが、透明又は半透明な基材３１８の裏面に所定の厚さの着色層３１６、上部反射層３１４ｂ、及び下部反射層３１４ａが順次積層されて、加飾フィルムが製造されてもよい（図４参照）。

上述の実施形態では、塗装装置としてオフセット式の塗布装置を採用したが、それ以外の塗布装置、例えば、ダイコータを使った塗布装置を使用してもよい。

上述の実施形態では、第１〜第４の塗装工程を一定の間隔に配置しているが、隣接する塗装工程の間隔は適宜決定すればよいし、隣接する塗装工程の間に適宜乾燥工程を設けてもよい。また、上述の実施形態では、バックアップローラの上に塗布ローラを配置したが、逆に、塗布ローラの上にバックアップローラを配置し、基材の下面に塗料を塗布してもよい。

上述の実施形態では、基材と着色層を単一の層で形成しているが、それらは複数の層で形成されてもよい。

１：加飾フィルム、１２：基材、１４：反射層、１４ａ：第１の反射層（下部反射層）、
１４ｂ：第２の反射層（上部反射層）、２０ａ，２０ｂ：光輝顔料。

Claims (7)

1. 基材の表面に光輝顔料を含む反射層を備えた加飾フィルムであって、
   前記反射層は、前記基材に近い第１の反射層と前記第１の反射層よりも前記基材から離れた第２の反射層を有し、
   前記第１の反射層の反射率が前記第２の反射層の反射率よりも大きい、ことを特徴とする加飾フィルム。
2. 前記第１の反射層は第１の塗料基材と第１の光輝顔料とを含み、
   前記第２の反射層は第２の塗料基材と第２の光輝顔料とを含み、
   前記第１の光輝顔料の屈折率は前記第２の光輝顔料の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の加飾フィルム。
3. 前記反射層の前記基材から離れた表面に着色剤を含む着色層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加飾フィルム。
4. 透明又は半透明な基材の裏面に光輝顔料を含む反射層を備えた加飾フィルムであって、
   前記反射層は、前記基材から離れた第１の反射層と前記第１の反射層よりも前記基材に近い第２の反射層を有し、
   前記第１の反射層の反射率が前記第２の反射層の反射率よりも大きい、ことを特徴とする加飾フィルム。
5. フィルム基材の表面に、光輝顔料を含む反射塗料を塗布して反射層を形成する工程と、
   前記フィルム基材から離れた前記反射層の表面に、着色剤を含む着色塗料を塗布して着色層を形成する工程を含み、
   前記反射層を形成する工程は、前記フィルム基材の表面に第１の塗料を塗布する工程と、前記第１の塗料の上に第２の塗料を塗布する工程とを含み、
   前記第１の塗料の反射率が前記第２の塗料の反射率よりも大きい、ことを特徴とする加飾フィルムの製造方法。
6. 前記第１の塗料は第１の塗料基材と第１の光輝顔料とを含み、
   前記第２の塗料は第２の塗料基材と第２の光輝顔料とを含み、
   前記第１の光輝顔料の屈折率は前記第２の光輝顔料の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の加飾フィルムの製造方法。
7. 透明又は半透明なフィルム基材の裏面に、着色剤を含む着色塗料を塗布して着色層を形成する工程と、
   前記フィルム基材から離れた前記着色層の裏面に、光輝顔料を含む反射塗料を塗布して反射層を形成する工程とを含み、
   前記反射層を形成する工程は、前記着色層の裏面に第２の塗料を塗布する工程と、前記第２の塗料の上に第１の塗料を塗布する工程とを含み、
   前記第１の塗料の反射率が前記第２の塗料の反射率よりも大きい、ことを特徴とする加飾フィルムの製造方法。

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