JP4156415B2

JP4156415B2 - 賦型方法、賦型フィルム、及び射出成形品

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Publication number: JP4156415B2
Application number: JP2003078562A
Authority: JP
Inventors: 智之鈴木; 美貴子北條; 雅尚松岡; 真治田島
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP2004284178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な凹凸を立体面へ賦型する賦型方法に関し、さらに詳しくは、賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入し射出成形することで、射出成形品の立体面へ、賦型フィルムの微細な凹凸を賦型することのできる賦型フィルム、賦型方法、及び射出成形品に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
（技術の背景）射出成形による成形品は、日用品や生活用品などの機器本体、食品や各種物品の容器類、電子機器や事務用品などの筐体類など、多くのものに使用されている。高意匠化のために、成形後の成形品の表面に、印刷や転写による絵付けをしたり、また、射出成形時に、印刷フィルムやホログラム転写フィルムを金型内へ挿入して、射出成形と同時に絵付けやホログラム転写することが行われている。
さらなる高意匠化のために、成形品の立体部分へも、ホログラムなどの微細な凹凸を賦型することが求められている。しかしながら、該賦型は平面又は１方向の曲面に制限される。立体部分は溶融した射出成形樹脂の流れによって、賦型フィルムが伸張されて、シワや破れが発生し成形できなかった。
そこで、立体面へ微細な凹凸が賦型された射出成形品を得るために、通常の射出条件で射出成形時に、平面状の賦型フィルムが立体面にそって、シワや破れることなく伸張して、射出成形と同時に賦型フィルムの微細な凹凸を賦型できる賦型フィルム、及び賦型方法が求められている。また、煩雑な製造工程及びメッキ排水処理を要する、従来の射出成形用Ｎｉスタンパが不要で、さらに、微細な凹凸形状を有する専用金型でなく金型本体は共通で使用することができることも求められている。
【０００３】
（先行技術）従来、ホログラム（表面の微細な凹凸）を成形品へ賦型する賦型方法は、ホログラム像形成用スタンパ版を金型内へ載置し射出成形することで、スタンパ版表面の微細な凹凸を成形品の表面へ賦型する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、賦型できる表面が平面に限られるという問題点がある。
また、本出願人も、金属又は樹脂製のスタンパ版を金型内へ載置し成形することで、スタンパ版表面の微細な凹凸を成形品の表面へ賦型する方法を開示している（例えば、特許文献２〜３参照。）。しかしながら、金属又は樹脂製のスタンパ版を、超硬金型へ困難な装着加工せねばならず、その金型はその成形品のみの専用金型となってしまうという問題点がある。また、耐久性の低い樹脂製のスタンパ版では、複数回の射出成形によって、凹凸の形状が変形して大量生産できないという欠点がある。
さらに、上記のいずれの方法でも立体面への賦型はできず、射出成形品の立体面へ微細な凹凸を賦型する賦型方法については記載も示唆もされていない。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１４６６２４号公報
【特許文献２】
特開平０２−３０９３８５号公報
【特許文献３】
特開平０４−１１２６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、賦型フィルムを金型内へ挿入し射出成形することで、射出成形品の立体面へ、賦型フィルムの微細な凹凸を賦型することのできる賦型フィルム、賦型方法、及び立体面へ賦型された射出成形品を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、射出成形品の表面の、少なくとも１部に微細な凹凸を賦型する賦型方法において、（ａ）微細な凹凸を有する原版を用意する工程と、（ｂ）該原版から、微細な凹凸形成用のスタンパ版を作成する工程と、（ｃ）該スタンパ版を用いて、表面の微細な凹凸が複製された樹脂製の賦型フィルムを作成する工程と、（ｄ）該賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入する工程と、（ｅ）該射出成形用金型へ樹脂を射出成形し密着させることで、該樹脂の表面へ賦型フィルムの微細な凹凸を賦型する工程と、（ｆ）冷却後、金型を解放し、賦型フィルムを剥離して成形品を取り出す工程と、からなる射出成形品の立体面へ微細な凹凸を賦型する賦型方法であって、前記賦型フィルムが基材と凹凸形成層とからなり、該凹凸形成層はウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されるアクリレートオリゴマーと、離型剤とを必須成分として含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物からなることを特徴とする賦型方法を提供する。本発明によれば、通常の射出条件で射出成形でき、かつ、射出成形と同時に微細な凹凸が賦型できるので、工程が増加せず安価に、短時間で高意匠性の成形品を作成できる賦型方法が提供される。
本発明の賦型方法においては、前記アクリレートオリゴマーが、分子内に反応性官能基を２つ以上有するウレタンアクリレートであること好ましい。また、本発明の賦型方法においては前記アクリレートオリゴマーが、イソホロンジイソシアネートの３量体と、（メタ）アクリル化合物との反応性生物として得られるウレタンアクリレートであることが好ましい。さらに本発明の賦型方法は、賦型フィルムを作成する工程では、微細な凹凸を連続的又は間歇的に設けて長尺の賦型フィルムとし、該賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入する工程では、前記賦型フィルムを成形サイクル毎に間歇的に挿入することで、射出成形を連続的に行うことが好ましい。
本発明に係わる賦型フィルムは、上記本発明の賦型方法で用いる立体面へ微細な凹凸を賦型する賦型フィルムにおいて、該賦型フィルムが少なくとも基材と凹凸形成層とからなり、該凹凸形成層の表面は微細な凹凸を有し、かつ、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されるアクリレートオリゴマーと、離型剤とを必須成分として含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とするものである。本発明の賦型フィルムは、上記凹凸形成層が、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されるアクリレートオリゴマーと、アクリル樹脂と、離型剤とを必須成分として含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物であってもよい。また、本発明の賦型フィルムは、上記アクリル樹脂が、下記一般式（１）で表される構造式のウレタン変性アクリル樹脂であってもよい。さらに本発明の賦型フィルムは、前記アクリレートオリゴマーが、分子内に反応性官能基を２つ以上有するウレタンアクリレートであってもよく、あるいは前記アクリレートオリゴマーが、イソホロンジイソシアネートの３量体と、（メタ）アクリル化合物との反応性生物として得られるウレタンアクリレートであってもよい。本発明によれば、専用の射出成形用金型が要らず、高価な金型本体は共通で使用することができ、賦型フィルムを挿入することで、三次元の立体部分へ、微細な凹凸形状を容易に賦型できる賦型フィルムが提供される。
本発明の射出成形品の製造方法は、上記本発明の賦型フィルムを用いて、上記本発明の賦型方法で、射出成形と同時に、立体面へ微細な凹凸を賦型することを特徴とするものである。本発明の射出成形品の製造方法は、上記微細な凹凸が、ホログラム、回折格子、モスアイ構造の凹凸であるように、したものであってもよい。本発明によれば、立体面の意匠性がより高められ、また、光学機能も付与できる立体面へ賦型された射出成形品が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（発明のポイント）
図１は、本発明の賦型フィルムの断面図である。
本発明の賦型フィルム１は、少なくとも基材１１と凹凸形成層１５とからなり、凹凸形成層１５の表面には微細な凹凸１７が形成されている。従来の樹脂スタンパ版を射出成形用金型へ挿入してインサート射出成形すると、平面部では問題なく成形できる。しかしながら、立体面部では立体に起因する伸張力を受けて、樹脂スタンパ版は追従できずに、シワが発生したり、破れたりする。
ところが、後述する特定の樹脂からなる凹凸形成層を有する本発明の賦型フィルム１を用いれば、立体面部でも、賦型フィルム１が追従してしわや破れがなく、射出成形品の三次元の立体部分へも、容易に微細な凹凸１７が転写し賦型することができる。
【０００８】
微細な凹凸１７が賦型された射出成形品の意匠性はより高められ、また、微細な凹凸１７を光学機能を発現するようにすることで、光学機能をも付与することができる。
さらに、射出成形金型へ装着するニッケルスタンパ版が要らず、その煩雑な製造工程、及びメッキの排水処理が要らない。
さらにまた、微細な凹凸１７形状は賦型フィルムを差し替えることでよく、金型を専用とすることがない。高価な金型本体は共通で使用することができる。
射出成形は、通常の射出条件で射出することで、射出成形と同時に微細な凹凸１７が賦型できるので、工程が増加せず安価に、短時間で射出成形品を作成できる。
賦型フィルム１を作成する工程を要するが、それを補って余りある上記の効果をもたらすことを見出して本発明に至った。
【０００９】
（方法）
図２は、本発明の賦型方法の１実施例を示すフロー図である。
本発明の賦型法は、（ａ）微細な凹凸を有する原版を用意する工程（ステップ１０１）と、（ｂ）該原版から、微細な凹凸形成用のスタンパ版を作成する工程（ステップ１０２）と、（ｃ）該スタンパ版を用いて、表面の微細な凹凸が複製された樹脂製の賦型フィルムを作成する工程（ステップ１０３）と、（ｄ）該賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入する工程（ステップ１０４）と、（ｅ）該射出成形用金型へ樹脂を射出成形し密着させることで、該樹脂の表面へ賦型フィルムの微細な凹凸を賦型する工程（ステップ１０５）と、（ｆ）冷却後、金型を解放し、賦型フィルムを剥離して成形品を取り出す工程（ステップ１０６）と、必要に応じて、反射層を設ける工程（ステップ１０７）とからなり、立体面へ微細な凹凸が賦型された射出成形品が得られる。工程に従って、使用する材料も含めて詳細に説明する。
【００１０】
（ステップ１０１）（ａ）微細な凹凸を有する原版を用意する工程
まず、微細な凹凸１７を有する原版を用意するが、該原版は公知のものでよい。微細な凹凸１７としては、光拡散、反射防止、防眩、光回折などの機能を発現するものが好ましく、例えば、フーリエ変換やレンチキュラーレンズ、光回折パターン、モスアイ、が形成されたものである。また、光回折機能はないが、特異な光輝性を発現する万線状の凹凸、干渉パターンなどでもよい。
光回折凹凸パターンとしては、物体光と参照光との光の干渉による干渉縞が凹凸模様で記録されたホログラムや回折格子が適用できる。ホログラムとしては、フレネルホログラム等のレーザ再生ホログラム、及びレインボーホログラム等の白色光再生ホログラム、さらに、それらの原理を利用したカラーホログラム、コンピュータジェネレーティッドホログラム（ＣＧＨ）、ホログラフィック回折格子などがある。
【００１１】
回折格子としては、ホログラム記録手段を利用したホログラフィック回折格子があげられ、その他、電子線描画装置等を用いて機械的に回折格子を作成することにより、計算に基づいて任意の回折光が得られる回折格子をあげることもできる。また、機械切削法でもよい。これらのホログラムおよび／または回折格子の単一若しくは多重に記録しても、組み合わせて記録しても良い。
これらの原版は公知の材料、方法で作成することができ、通常、感光性材料を塗布したガラス板を用いたレーザ光干渉法、電子線レジスト材料を塗布したガラス板に電子線描画法、機械切削法などが適用できる。
【００１２】
（ステップ１０２）（ｂ）該原版から、微細な凹凸形成用のスタンパ版を作成する工程
次に、上記で得た微細な凹凸が形成された原版を用いて、スタンパ版（複製版材ともいう）を作成する。原版を用いて、１〜複数（奇数）回の複製を繰り返してスタンパ版を作成する。該スタンパの凹凸形状は複製回数を選定することで、原版の凹凸パターンと鏡像関係（雌型、ネガ型ともいう）にある凹凸パターンであるようにする。回折格子のようにネガ型、ポジ型どちらでもよいものもある。該スタンパとしては、メッキによる金属スタンパ版、又は樹脂スタンパ版が適用できる。
金属スタンパ版は、原版の表面に金やＮｉなどを蒸着し、これを電極に厚さ１００μｍ〜５ｍｍ程度、好ましくは３００μｍ〜３ｍｍのニッケルメッキ層を形成してから、ニッケル層を剥離してスタンパ版とする。樹脂スタンパ版はメッキする以前の、２Ｐ法による樹脂版そのものを樹脂製スタンパ版として用いてもよい。Ｎｉメッキ及び２Ｐ法の材料及び製法については、いずれも公知のものが適用できる。
【００１３】
（ステップ１０３）（ｃ）該スタンパ版を用いて、表面の微細な凹凸が複製された樹脂製の賦型フィルムを作成する工程
まず、凹凸形成層１５の材料について説明する。凹凸形成層１５の材料は、微細な凹凸の複製性、射出成形に耐える耐熱及び耐変形性、剥離性が必要で、かつ、本発明では立体射出成形品の立体部で伸張されるので、伸張追従性を備えているものを適用する。該凹凸形成層１５の材料としては、次の光硬化性樹脂組成物の硬化物を適用する。
【００１４】
該光硬化性樹脂組成物としては、離型剤とアクリレートアリゴノマーとを必須成分とし、該アクリレートアリゴノマーがウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されたもの、上記成分へさらにアクリル樹脂を加えたもの、さらに該アクリル樹脂を一般式（１）で表されるウレタン変性アクリル系樹脂へ特定したものを用いる。なお、式中、Ｚは嵩高い環状構造の基を表わし、６個のＲ₁は夫々互いに独立して水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ₂はＣ₁〜Ｃ₁₆の炭化水素基を表わし、Ｘ及びＹは直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表わす。ｌ（エル）とｍとｎとｏ（オー）とｐの合計を１００とした場合に、ｌは０〜９０、ｍは０〜８０、ｎは０〜５０、ｏ＋ｐは１０〜８０、ｐは０〜４０の整数である。
【００１５】
上記離型剤としては、凹凸形成の際のスタンパーからの剥離性を付与するために用いることができる。公知のワックス、界面活性剤、フッ素系離型剤、シリコーン系離型剤等が用いられるが、中でもシリコーン系離型剤が好ましく用いられる。
【００１６】
上記オリゴマーとしては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート等の、反応性官能基を有するアクリレートオリゴマーである。
反応性官能基を有するオリゴマーは、ここでは一般にアクリロイル基またはメタクリロイル基を有するオリゴマーを指すが、分子量が３万程度あるいはそれ以上の高分子量タイプのものも含む。オリゴマーは、１種類、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１７】
反応性官能基を有するオリゴマーの中では、ウレタンアクリレートが微細な凹凸の複製性に優れており、好ましく用いられる。中でも、反応性官能基は分子中に２つ以上持つものが好ましく、３つ以上がより好ましい。ウレタンアクリレートは、ポリイソシアネートとポリオールとヒドロキシ（メタ）アクリレートの反応物、あるいはポリイソシアネートとヒドロキシ（メタ）アクリレートの反応物等が挙げられる。また、本出願人が特開２００１−３２９０３１号公報で開示している、融点が４０℃以上イソシアネート化合物と、（メタ）アクリロイル基と反応し得る（メタ）アクリル化合物の反応生成物であるウレタンアクリレート、特にイソシアネートがイソホロンジイソシアネートの３量体であるウレタンアクリレートは、微細な凹凸の複製性、射出成形に耐える耐熱性及び耐変形性の点で、好ましい。
【００１８】
凹凸形成層をエンボス法により形成する場合には、コーティングのための成膜性付与や微細な凹凸の複製性を目的として、光硬化性樹脂組成物へアクリル樹脂等のポリマーを添加する。ポリマーとしては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、又はポリオレフィンなどの１又は複数のものを用いることができる。アクリレートオリゴマーとの相溶性の点で、アクリル樹脂が好ましい。アクリル樹脂は、アクリル基、メタクリル基、ビニル基等の二重結合を有するモノマーを重合させて得られる。
【００１９】
該アクリル樹脂に反応性官能基を導入して、さらなる射出成形の耐熱性、耐変形性を付与することができる。反応性官能基は、ウレタン変性、エポキシ変性等でアクリル樹脂に導入するが、より好ましくは、一般式（１）で表されるウレタン変性アクリル樹脂である。
なお、式中、６個のＲ₁は夫々互いに独立して水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ₂はＣ₁〜Ｃ₁₆の炭化水素基を表わし、Ｘ及びＹは直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表わす。ｌ（エル）とｍとｎとｏ（オー）とｐの合計を１００とした場合に、ｌは０〜９０、ｍは０〜８０、ｎは０〜５０、ｏ＋ｐは１０〜８０、ｐは０〜４０の整数である。Ｚはかさ高い環状構造の基を表し、かさ高い環状構造を導入するためのモノマーとしては、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、アダマンチル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルピロリドン、ビニルカプロラクトン、イソボルニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２０】
また、光硬化性樹脂組成物へは、凹凸形成層の粘度低下、あるいは架橋度を高くして耐熱性を向上させることを目的として、反応性官能基を有するモノマーを添加してもよい。特に、凹凸形成層をポッティング法で形成する場合には、ポリマーを添加するかわりに、これらのモノマーを添加する方が好ましい。反応性官能基を有するモノマーとしては、単官能、２官能、あるいは３官能以上のものを用いることができ、必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。単官能のものとしては、Ｎ−ビニルピロリドン、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等、２官能では１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、３官能以上では、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。
【００２１】
以上の光硬化性樹脂組成物へは、後述するようなスタンパ版でエンボスして、微細な凹凸１７を複製中又は複製した後に、紫外線などの電離放射線線照射で重合・硬化させるために、重合開始剤を添加する。該重合開始剤としては、公知のものであればいずれも使用できる。例えば、ベンゾイン等のベンゾイン化合物、アントラキノン、メチルアントラキノン等のアントラキノン化合物、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のフェニルケトン化合物等や、製品としてはチバスペシャルティケミカルズ製のイルガキュア１８４、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９等が挙げられる。但し、電離放射線として電子線を用いる場合には、重合開始剤はいらない。
【００２２】
また、光硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、上記の各成分に加えて、重合禁止剤、粘度調整剤、界面活性剤、消泡剤、有機金属カップリング剤、無機フィラー、スチレンブタジエンゴム等の高分子体等を添加することができる。
【００２３】
凹凸形成層１５の表面に微細な凹凸を複製する方法としては、公知のエンボス法、ポッティング法が適用できる。
エンボス法は、まず、基材１１へ、必要に応じてプライマ層１３を設け、上記の凹凸形成層の樹脂を溶剤へ溶解又は分散させたインキ化を用いて、公知のグラビア印刷法、ロールコーティング法、３本リバースロールコーティング法などの塗布方法で、乾燥後の厚さが０．２〜１０μｍになるように、塗布し乾燥させて、凹凸形成層１５を形成する。該凹凸形成層１５の表面を、前述の金属又は樹脂製のスタンパ版を加熱又は加熱せずに加圧しエンボスして、微細な凹凸１７を複製した後に電離放射線を照射するか、又はエンボス中に電離放射線を照射してからスタンパ版を剥離することで微細な凹凸１７を複製する。このように、凹凸形成層１５の表面に微細な凹凸１７が複製して、本発明の賦型フィルム１となる。
【００２４】
また、ポッティング法は、金属製又は樹脂製のスタンパ版の微細な凹凸１７上へ、上記の凹凸形成層の樹脂を、そのまま、又は反応性モノマで稀釈した組成物を用いて、公知のディスペンサー法でポッテング滴下し、基材１１を重ねて気泡が混入しないように、組成物を加圧して厚さが０．２〜１０μｍで、略均一な厚さになるようにした後に、電離放射線を照射してからスタンパ版を剥離することで微細な凹凸１７を複製する。このように、凹凸形成層１５の表面に微細な凹凸１７が複製して、本発明の賦型フィルム１となる。この操作を長尺で連続的に行ってもよく、詳しくは、本出願人が、特開平０２−２０３４４４号公報で開示している。
【００２５】
上記のいずれの賦型フィルム１は、少なくとも基材１１と凹凸形成層１５とからなり、必要に応じて基材１１と凹凸形成層１５との間にプライマ層１３や、基材１１の凹凸形成層１５と反対側面に保護層、離型層などを設けてもよい。プライマ層１３、保護層、離型層などは、当業者に公知で既存のものが適用できる。基材１１としては、射出成形に耐える耐熱及び耐変形性が必要で、かつ、本発明では立体射出成形品の立体部で伸張されるので、伸張追従性を備えているものを適用する。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−トなどのポリエステル系樹脂、ポリメチルペンテン、環状ポリオレフィン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリカ−ボネ−トなどが適用できる。基材１１の厚さとしては特に限定はされず、４〜５００μｍ程度、好ましくは６〜３００μｍであり、連続的に供給する長尺の場合には、４〜２００μｍ程度、好ましくは６〜１００μｍである。
【００２６】
また、該賦型フィルムとしての、伸張追従性を表わす伸び率（ＪＩＳＺ１７０２）としては、１〜１００％程度、好ましくは１〜５％である。
この範囲を超えると、賦型フィルムが変形して微細な凹凸の賦型精度が低下し、表面での回折による意匠性効果がなくなる。この範囲未満では、立体部で伸張されてフィルムのシワや破れの発生がしやすくなる。
【００２７】
（ステップ１０４）（ｄ）該賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入する工程賦型フィルム１を、微細な凹凸面を射出樹脂が接触するように、成形射出用金型内へ挿入する。該挿入方法は、特に限定されることはないが、通常の射出成形装置に用いる公知の自動箔送り装置が例示できる。該自動箔送り装置は、賦型フィルムを供給する給紙部、一定量を送る駆動部、ガイドロール類、賦型後に排出されるフィルムを巻上げる排紙部、間歇で走行する賦型フィルムの張力を一定に保つ制御部、必要に応じてセンサー及びその制御部を有する。
【００２８】
微細な凹凸１７の絵柄がエンドレスやランダム模様の場合には、所望の一定量を送ればよい。孤立した絵柄が一定周期で面付けされている場合には、絵柄毎にレジスターマークを設け、該レジスターマークをセンサで捕らえて、所望量を送ればよい。レジスターマークは、微細な凹凸１７の原版やスタンパ版を作成する際に、一緒に凹凸で設けてもよく、別にグラビア印刷やスクリーン印刷などの印刷法で、微細な凹凸１７に対応するように、設けてもよい。
【００２９】
（ステップ１０５）（ｅ）該射出成形用金型へ樹脂を射出成形し密着させることで、該樹脂の表面へ賦型フィルムの微細な凹凸を賦型する工程
賦型フィルム１が挿入された射出成形金型を閉じ、公知の射出成形法で、溶融した樹脂を金型内へ射出する。溶融した樹脂は金型内を流動しへ充満し、金型内へ挿入されている賦型フィルムの微細な凹凸１７へも射出圧力で密着する。金型が冷却すると、射出樹脂が固化して、その表面に微細な凹凸１７が賦型される。また、射出成形後に、さらに加圧する射出圧縮成形がより好ましい。
また、射出成形品には、微細な凹凸１７部分以外に、機器への組み付けに使用するフランジ、嵌合突起、ノッチ、穴などの補助部分も同時に成形してもよく、さらに、多面付けにしてもよい。
さらに、異なる微細な凹凸１７を形成した賦型フィルム１を作成し、挿入すれれば、別の異なる微細な凹凸１７を同じ射出成形金型で成形することができる。高価な射出成形金型を共通で使用し、複数の微細な凹凸１７を形成でき、より安価に大量生産することができる。
【００３０】
射出成形法で用いる樹脂としては、所望の用途に応じて種々の材料が適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、環状ポリオレフィン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、エンジニアリング樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂などで、これらの共重合体でもよく、また、これらの単独又は混合物でもよい。好ましくは、光学特性に優れるアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は環状ポリオレフィン樹脂などであり、さらに好ましくは、アクリル樹脂、又はポリカーボネート樹脂が好適である。
【００３１】
射出成形の条件としては、賦型に伴う温度、圧力などの制約事項が少ないので、通常の条件で成形することができる。
また、本発明の賦型フィルム１を用いることで、射出成形品の立体面にも賦型フィルムの伸張し追従することができるので、シワや破れなしも発生しにくく、射出成形品の立体部分にも精度よく、微細な凹凸１７を賦型することができる。
【００３２】
（ステップ１０６）（ｆ）冷却後、金型を解放し、賦型フィルムを剥離して成形品を取り出す工程
射出成形し、射出成形金型を冷却した後に、射出成形金型を解放し、賦型フィルムを剥離して取り出せば、立体面に微細な凹凸１７をが賦型された射出成形品が得られる。
また、賦型フィルムを微細な凹凸１７を連続的又は間歇的に設けて長尺の賦型フィルムとしておき、該賦型フィルムの射出成形用金型内へ挿入を、成形サイクル毎に間歇的に挿入することで、挿入−射出成形−取り出しが連続的に行うことができる。新鮮な賦型フィルムが次に挿入されて行くので、賦型される微細な凹凸１７は変形や劣化することなく、連続的に大量生産ができる。
【００３３】
（ステップ１０７）（ｇ）必要に応じて反射層を設ける工程
射出成形品に賦型された微細な凹凸１７部に、光学機能を高めるために、反射層を設けてもよい。該反射層は、例えば、金属光沢反射層、透明反射層、高輝度インキ反射層などが適用できる。
金属光沢反射層は、アルミニウム、金、銀、銅などの金属薄膜を、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの真空薄膜法などにより設ければよい。透明反射層は、例えば、凹凸形成層と屈折率に差のある透明金属化合物が適用でき、光回折層２４よりも光の屈折率の高い薄膜、および光の屈折率の低い薄膜とがあり、前者の例としては、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｓ₃、ＳｉＯ、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ等があり、後者の例としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ₂、ＡｌＦ₃がある。透明金属化合物の形成は、０．０１〜０．１μｍ程度、好ましくは０．０３〜０．０８μｍの厚みになるよう、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの真空薄膜法などにより設ければよい。、
【００３４】
高輝度インキ反射層は、セルロース誘導体で表面処理した金属蒸着膜細片を含有させた高輝度インキを用いて、グラビア印刷又はスクリーン印刷などの印刷法で、金属光沢の反射をする高輝度インキ反射層を設けたりしてもよい。該インキは、セルロース誘導体で表面処理した金属蒸着膜細片、バインダ、添加剤、及び溶剤からなり、必要に応じてグラビアインキ、スクリーンインキ、又はフレキソインキ化すればよい。
具体的には、セイコーアドバンス社製の鏡面インキＮｏ２（商品名）、帝国インキ製造社製のＭＩＲ−８０００（商品名）や、大日本インキ化学工業社製のファインラップスーパーメタリックインキ（商品名）などが例示できる。
また、高輝度インキ反射層は、着色したり、該着色は透明でも不透明でもよく、不透明であればパール調、パステル調の外観が得られる。さらに印刷法で、部分的、又は任意の画像としたり、微細な凹凸１７と同調するように設けることで、意匠効果が高められる。
【００３５】
反射層を設ける替わりに、金属光沢物を練り込んだ樹脂を射出成形樹脂としてもよく、反射層がなくとも光回折効果を向上できる。前述の射出成形樹脂に、金属光沢を付与できる、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、真鍮などの金属粉末、銀メッキした硝子ビーズ、アルミニウムメッキした硝子繊維、ニッケルメッキした雲母粉などを混入し、分散すればよい。
【００３６】
（射出成形品）このように、射出成形品の立体面へ、微細な凹凸を賦型することができ、該射出成形品の形状としては、特に限定されず、少なくとも１部分に立体部があれば、適用できる。立体部とは二次面、三次面でもよく、波状、曲面状、多面体状、円又は角錐状、球状などがあり、これらの１、又は複数の組合わせ、若しくはランダム形状でもよい。
【００３７】
【実施例】
（実施例１、含式１組成物−回折格子−ＶＭ）
＜アクリル樹脂の調製＞
まず、光硬化性樹脂組成物の１成分であるアクリル樹脂Ａを合成する。冷却器、滴下ロート及び温度計付きの２リットル４つ口フラスコに、トルエン２０ｇ、メチルエチルケトン２０ｇをアゾ系の開始剤とともに仕込み、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４０．０ｇ、メチルメタクリレート１９．０ｇ、イソボルニルメタクリレート４５ｇ、トルエン２０ｇ、及びメチルエチルケトン２０ｇの混合液を滴下ロートを経て、約２時間かけて滴下させながら１００〜１１０℃の温度下で約８時間反応させた後、室温まで冷却した。
これに、２−イソシアネートエチルメタクリレート（昭和電工製、カレンズＭＯＩ：商品名）４５．０ｇ、トルエン２０ｇ及びメチルエチルケトン２０ｇの混合液を加え、ラウリン酸ジブチルスズを触媒として付加反応させた。
反応生成物の赤外分光光度計（ＩＲ分析）により、２２００ｃｍ^-1の吸収ピークの消失を確認し、反応を終了した。得られた樹脂の分子量はポリスチレン換算で６５０００であった。
＜光硬化性樹脂組成物１の調製＞
下記の配合割合の組成物をトルエン、メチルエチルケトンを１：１の混合比で希釈して組成物の固形分を１０％（コーティング時の固形分）に調製し、本発明の実施例１のホログラム形成層を形成するための光硬化性樹脂組成物１を調製した。
組成物１の配合割合は、アクリル樹脂Ａ（固形分基準）７０重量部、ウレタンアクリレート（日本合成化学工業製、紫光ＵＶ−１７００Ｂ：商品名）２５重量部、シリコーンオイル（信越化学工業製、ＫＦ−８０１２：商品名）０．５重量部、光重合開始剤（イルガキュア９０７：商品名、チバスペシャルティケミカルズ製）４．５重量部とした。
＜凹凸形成層の形成＞
裏面を帯電防止処理加工し、表面に易接着処理したＰＥＴフィルム３８μの表面に乾燥塗布量５ｇ／ｍ²になるようにロールコーティング法にて光硬化性樹脂組成物１を塗布し乾燥して、凹凸形成層を形成した。
＜微細な凹凸の原版、スタンパ版、賦型フィルムの作成＞
公知のレーザー干渉法により単純回折格子からなるガラス原版を作成した。該ガラス原版へＮｉメッキし剥離して得たスタンパ版を鉄芯シリンダーに巻き込んでエンボスロールを作成した。
上記のＰＥＴフィルム上へ形成した凹凸形成層の表面を、加熱したエンボスロールにより加圧してエンボスし、その後に、高圧水銀灯を用いて５１０ｍＪ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）の紫外線を照射して硬化させて、表面に微細な凹凸を有する賦型フィルムを得た。
＜射出成形＞
上記賦型フィルムを射出成形装置の自動箔送り装置に、微細な凹凸面が成形樹脂側になるように挿入（インサート）し、スミペックスＳＴＨ−５５（住友化学社製、アクリル樹脂商品名）を、溶融温度２５０℃、金型温度８０℃の通常条件で射出成形を行った。冷却後、金型を解放し、賦型フィルムを剥離して取り出した。なお、該射出成形は成形サイクル１２秒で連続的に成形した。得られた成形品は３次元形状（周囲に５ｍｍの縁取りがあり、中央部が球面状に盛り上った直径１５０ｍｍのＣＤプレイヤーの部材）を有しており、球面部及び縁取り部分にも賦型フィルムは追随し、アクリル樹脂表面に賦型フィルムの微細な凹凸の鏡像関係にある形状が賦型されていた。
＜反射層加工＞
上記の凹凸面にスパッタ法によりアルミ反射層を形成したところ、得られた回折格子は３次曲面にそって形成しており、ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００３８】
（実施例２、含式１他の組成物−回折格子−高輝度インキ）
＜光硬化性樹脂組成物の調製＞下記の配合割合の組成物をトルエン、メチルエチルケトンを１：１の混合比で希釈して組成物の固形分を１０％（コーティング時の固形分）に調製し、本発明の実施例２の微細な凹凸形成層を形成するための感光性樹脂組成物を調製した。下記配合により光硬化性樹脂組成物２を得た。組成物２の配合割合は、アクリル樹脂Ａ（固形分基準）６５重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬製、ＫＡＹＡＲＡＤ−ＤＰＨＡ：商品名）２５重量部、ウレタンアクリレート（日本合成化学工業製、紫光ＵＶ−１７００Ｂ：商品名）５重量部、シリコーンオイル（信越化学工業製、Ｘ−２１−３０５６：商品名）０．５重量部、光重合開始剤（イルガキュア９０７：商品名、チバスペシャルティケミカルズ製）４．５重量部とした。
＜凹凸形成層の形成＞
裏面を帯電防止処理加工し、表面に易接着処理したＰＥＴフィルム３８μの表面に乾燥塗布量５ｇ／ｍ²になるようにグラビアリバースコーティング法にて光硬化性樹脂組成物２を塗布し乾燥して、凹凸形成層を形成した。
＜微細な凹凸の原版、スタンパ版、賦型フィルムの作成＞、及び＜射出成形＞は、実施例１と同様にして、３次元形状の成形品を得、アクリル樹脂表面に賦型フィルムの微細な凹凸の鏡像関係にある形状が賦型されていた。
＜反射層加工＞
上記微細な凹凸面に、アルミ粉を顔料とする高輝度インキとして鏡面インキＮｏ２（セイコーアドバンス社製、高輝度インキ商品名）を用いて、公知のスクリーン印刷法でロゴ名を印刷をしたところ、上記で得られた回折格子は２次曲面形状を形成しており、高輝度インキの印刷部分が回折するロゴが得られた。ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００３９】
（実施例３、ＥＢ回折格子）
レーザー干渉法により回折格子の代わりに、研磨を施したソーダガラス板へ電子線レジスト１μｍ塗布してレジスト原版とし、電子線描画法で凹凸の高さが０．２μｍ、ピッチが１．５μｍの細条溝からなる回折格子画素を、該回折格子の回折方向がランダムに変化するように、隣接して設けた画素群とした以外は、実施例１と同様にした。得られた回折格子画素群は３次曲面にそって形成しており、ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００４０】
（実施例４、ホロ）
回折格子の代わりに、公知のレーザ光の２光束法を用いて作ったレリーフホログラムを用いた以外は、実施例２と同様にした。得られたレリーフホログラムは３次曲面にそって形成しており、ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００４１】
（実施例５、別組成物−ポッティング２Ｐ−ＶＭ）
＜光硬化性樹脂組成物３の調製＞
紫光ＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学社製、ウレタンアクリレート商品名）３５重量部、１，６ヘキサンジオールジアクリレート３５重量部、ジペンタエリスリトールトリアクリレート１０重量部、ビニルピロリドン１５重量部、１ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２重量部、光開始剤（ベンゾフェノン２重量部、ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン社製、離型剤商品名）１重量部とを混合して光硬化性樹脂組成物３を調製した。
＜微細な凹凸の原版、スタンパ版（ホログラム樹脂版）、凹凸形成層及び賦型フィルムの作成＞
公知のレーザー干渉法によりレリーフホログラムのガラス原版を作成した。該ガラス原版から公知の２Ｐ法でホログラム樹脂版を作成した。該ホログラム樹脂版のホログラム（微細な凹凸）面に、上記光硬化性組成物３の液を滴下し、該液面に、基材フィルムとして厚さが０．２ｍｍのポリカーボネートを重ね合わせた後、高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を５１０ｍＪ／ｃｍ²照射して硬化させて、賦型フィルムを得た。該賦型フィルムの製造方法は、当業者がポッティング２Ｐ法と呼ぶもので、凹凸形成層の層形成と微細な凹凸の形成とが同時に行われる。詳しくは、本出願人が特開平０２−２０３４４４号公報で開示している。また、この操作を間歇的に行うことで、長尺フィルムにもできる。
＜射出成形＞
射出成形は、上記のポリカーボネート基材フィルム／凹凸形成層からなる賦型フィルムを用いる以外は、実施例１と同様にして、３次元形状の成形品を得、アクリル樹脂表面に賦型フィルムの微細な凹凸の鏡像関係にある形状が賦型されていた。
＜反射層加工＞
上記の凹凸面にスパッタ法によりアルミ反射層を形成したところ、得られた射出成形品には、その３次曲面にそってホログラムが形成されており、ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００４２】
（実施例６、別組成物−ポッティング−高輝度インキ）
光硬化性樹脂組成物として下記の光硬化性樹脂組成物４を用い、反射層として下記の高輝度インキをシルク印刷する以外は、実施例５と同様にした。
光硬化性樹脂組成物４としては、紫光ＵＶ−７５００Ｂ（日本合成化学社製、ウレタンアクリレート商品名）３５重量部、１，６ヘキサンジオールジアクリレート３０重量部、ジペンタエリスリトールトリアクリレート１５重量部、ビニルピロリドン１５重量部、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２重量部、重合開始剤（ベンゾフェノン）２重量部、ＴＳＦ４４４０（ＧＥ東芝シリコーン社製、離型剤商品名）１重量部を配合混合した。
反射層としては、ファインラップスーパーメタリックシルバーインキ（大日本インキ化学工業社製、高輝度インキ商品名）１００質量部に対して、ＣＶＬハードナー（大日本インキ化学工業社製、硬化剤商品名）５質量部、及び透明黄色染料を０．５質量部を添加した高輝度インキを用いて、公知のシルク印刷法で、乾燥後の厚さが２μｍになるように印刷し乾燥して、所望の絵柄を有する着色高輝度インキ反射層を形成した。
このようにして得られたホログラムは、射出成形品の立体面に形成されており、シワや欠けもなく、高輝度インキの印刷部分は略金色の明るいホログラムが得られた。ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００４３】
（実施例７、透明ホロ）
反射層として硫化亜鉛を用いる以外は、実施例５と同様にしたところ、得られた射出成形品には、その３次曲面にそって透明ホログラムが形成されており、ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００４４】
（実施例８、反射性樹脂を射出）
射出樹脂としてニッケルメッキ雲母５質量％を含有させたアクリル樹脂を用い、反射層を設けない以外は、実施例５と同様にしたところ、得られた射出成形品には、その３次曲面にそってホログラムが形成されており、ラベルやホットスタンプでは得られない、意匠性に優れる効果が得られた。
【００４５】
【発明の効果】
射出成形は、通常の射出条件で射出することで、射出成形と同時に微細な凹凸が賦型できるので、工程が増加せず安価に、短時間で成形品を作成できる。
また、微細な凹凸形状は賦型フィルムを差し替えることでよく、金型を専用とすることがない。高価な金型本体は共通で使用することができる。
Ｎｉスタンパ版が不要で、その煩雑な製造工程、及びメッキの排水処理が要らない。三次元の立体部分へ、容易に賦型することができるので、立体面の意匠性をより高められる。また、光学機能を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の賦型フィルムの断面図である。
【図２】本発明の賦型方法の１実施例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１賦型フィルム
１１基材
１３プライマ層
１５凹凸形成層
１７微細な凹凸

Claims

射出成形品の表面の、少なくとも１部に微細な凹凸を賦型する賦型方法において、（ａ）微細な凹凸を有する原版を用意する工程と、（ｂ）該原版から、微細な凹凸形成用のスタンパ版を作成する工程と、（ｃ）該スタンパ版を用いて、表面の微細な凹凸が複製された樹脂製の賦型フィルムを作成する工程と、（ｄ）該賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入する工程と、（ｅ）該射出成形用金型へ樹脂を射出成形し密着させることで、該樹脂の表面へ賦型フィルムの微細な凹凸を賦型する工程と、（ｆ）冷却後、金型を解放し、賦型フィルムを剥離して成形品を取り出す工程と、からなる射出成形品の立体面へ微細な凹凸を賦型する賦型方法であって、
前記賦型フィルムが基材と凹凸形成層とからなり、該凹凸形成層はウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されるアクリレートオリゴマーと、離型剤とを必須成分として含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物からなることを特徴とする賦型方法。
前記アクリレートオリゴマーが、分子内に反応性官能基を２つ以上有するウレタンアクリレートであることを特徴とする、請求項１に記載の賦型方法。
前記アクリレートオリゴマーが、イソホロンジイソシアネートの３量体と、（メタ）アクリル化合物との反応性生物として得られるウレタンアクリレートであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の賦型方法。
賦型フィルムを作成する工程では、微細な凹凸を連続的又は間歇的に設けて長尺の賦型フィルムとし、該賦型フィルムを射出成形用金型内へ挿入する工程では、前記賦型フィルムを成形サイクル毎に間歇的に挿入することで、射出成形を連続的に行うことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の賦型方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の賦型方法で用いる立体面へ微細な凹凸を賦型する賦型フィルムにおいて、該賦型フィルムが少なくとも基材と凹凸形成層とからなり、該凹凸形成層は、表面に微細な凹凸を有し、かつ、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されるアクリレートオリゴマーと、離型剤とを必須成分として含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする賦型フィルム。
上記凹凸形成層が、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートから選択されるアクリレートオリゴマーと、アクリル樹脂と、離型剤とを必須成分として含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする請求項５に記載の賦型フィルム。
上記アクリル樹脂が、下記一般式（１）で表される構造式のウレタン変性アクリル樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の賦型フィルム。

（式中、Ｚは嵩高い環状構造の基を表わし、６個のＲ_１は夫々互いに独立して水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ_２はＣ_１〜Ｃ_１６の炭化水素基を表わし、Ｘ及びＹは直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表わす。ｌ（エル）とｍとｎとｏ（オー）とｐの合計を１００とした場合に、ｌは０〜９０、ｍは０〜８０、ｎは０〜５０、ｏ＋ｐは１０〜８０、ｐは０〜４０の整数である。）
前記アクリレートオリゴマーが、分子内に反応性官能基を２つ以上有するウレタンアクリレートであることを特徴とする、請求項５から請求項７までのいずれかの請求項に記載の賦型フィルム。
前記アクリレートオリゴマーが、イソホロンジイソシアネートの３量体と、（メタ）アクリル化合物との反応性生物として得られるウレタンアクリレートであることを特徴とする、請求項５から請求項８までのいずれかの請求項に記載の賦型フィルム。
請求項５〜９のいずれかに記載の賦型フィルムを用いて、請求項１〜４のいずれかに記載の賦型方法で、射出成形と同時に、立体面へ微細な凹凸を賦型することを特徴とする射出成形品の製造方法。
上記微細な凹凸が、ホログラム、回折格子、モスアイ構造の凹凸であることを特徴とする請求項１０に記載の射出成形品の製造方法。