嵌入成形品、嵌入成形品的製造方法及油墨的製作方法

2023-06-08 17:34:36

專利名稱：嵌入成形品、嵌入成形品的製造方法及油墨的製作方法
技術領域：
本發明是關於嵌入成形品、嵌入成形品的製造方法及油墨。
背景技術：
目前，例如各種儀錶盤或攜帶電話的外殼、和家用電器製品的顯示操作零件等中使用有嵌入成形品。製造這些嵌入成形品時，首先，在印刷工序中，一般為了保護印刷層，在透明膜的背面(裹面)上，利用含有聚碳酸酯類等樹脂成分的著色油墨實施印刷，形成從該透明膜表面側目視的加飾印刷層。接著，在成形工序中，將上述形成加飾印刷層的膜加工成規定成形品的表面形狀。進而，在噴射成形工序中，將由上述成形品的表面形狀形成的膜，以加飾印刷層作為內側，安裝在金屬模內，在該金屬模內，向上述加飾印刷層側噴射熔融樹脂，使該噴射的樹脂和上述膜形成一個整體。據此完成了嵌入成形品，其是由透明膜、加飾印刷層及噴射樹脂構成，並實施了可從透明膜的表面側目視的印刷。
這樣，嵌入成形品的製造工序，一般由印刷工序、成形工序、和噴射成形工序構成。在印刷工序中，①被印刷油墨與膜的粘接性要充分，在整個過程，保持其粘接性成為必須條件。在成形工序中，②隨著經加熱進行延伸的膜，加飾印刷層的油墨也進行延伸，不發生裂痕或從膜上產生剝離成為必須條件。在噴射成形工序中，③加飾印刷層不能伴隨著噴射的高溫熔融樹脂流動而進行流動，及④噴射的熔融樹脂冷卻固化時，該冷卻固化的樹脂和加飾印刷層的油墨牢固地粘接成為必須條件。
這些必須條件①～④，任何一個都是與形成加飾印刷層的油墨相關連的條件。為此，作為印刷加飾印刷層的油墨，提出了將各種聚碳酸酯樹脂作為樹脂成分的油墨(特開平8-3502號公報、特開2001-19885號公報、特開2001-249793號公報)。然而，即使使用將這些聚碳酸酯樹脂作為樹脂成分的油墨形成加飾印刷層，印刷的膜含有聚碳酸酯時，可充分獲得印刷油墨與必須條件①的膜的粘接性，印刷膜為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯等時，粘接性不一定充分。進而關於必須條件②～④，會產生所謂滿足任何一個條件而不滿足其他條件的關係，很難高度滿足全部必須條件①～④。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種在嵌入成形時，能高度滿足成為必須的全部條件的嵌入成形品，以及嵌入成形品的製造方法。還提供為其使用的各種油墨。
為了解決上述課題，本發明提供的嵌入成形品，其特徵是由以下部分形成，即，具有透明性的膜；在該膜的背面上，用交聯性印刷油墨印刷，為從該膜的表面目視的熱柔軟性的加飾印刷層；在該熱柔軟性的加飾印刷層上，用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷的粘接劑層；向該粘接劑層上噴射成形的樹脂。
本發明提供的嵌入成形品的製造方法，其特徵是包括以下工序，即，在具有透明性膜的背面上用交聯性印刷油墨實施印刷，在為從該膜的表面看的熱柔軟性的加飾印刷層上用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨實施印刷形成粘接劑層的第二印刷工序；將利用這些印刷工序形成上述熱柔軟性加飾印刷層及粘接劑層的膜，加工成規定成形品表面形狀的成形工序；將利用該成形工序加工的上述形狀膜，以上述熱柔軟性加飾印刷層為內側裝入金屬模具內，在該金屬模具內，向上述粘接劑層側噴射熔融樹脂，並使該噴射樹脂和上述膜形成整體的噴射成形工序。
進而，本發明提供了嵌入成形品製造中使用的油墨，該油墨是上述嵌入成形品的製造方法中使用的交聯性印刷油墨或低交聯性印刷油墨，其特徵是由以具有羥基的聚酯樹脂為樹脂成分的油墨成分，和以多官能異氰酸酯化合物為交聯劑的交聯劑成分形成的二液性油墨。再有，本發明提供了嵌入成形品製造中使用的油墨，該油墨是上述嵌入成形品的製造方法中形成上述粘接層的非交聯性油墨，其特徵是含有從氯乙烯(共)聚合物、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯樹脂中選出的至少一種以上樹脂。
因此，在印刷工序中，在具有透明性膜的背面上印刷交聯性印刷油墨，設置從表面側看的熱柔軟性加飾印刷層，同時，再在該熱柔軟性加飾印刷層上印刷低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨，設置粘接劑層。這時，由於熱柔軟性加飾印刷層是印刷交聯性印刷油墨而設置，所以，選擇交聯性印刷油墨的樹脂成分，可充分獲得印刷油墨與膜的粘接性(必須條件①)。用這樣的交聯性印刷油墨印刷形成的熱柔軟性加飾印刷層和用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨形成的粘接劑層的粘接性也可充分得到。
同樣，在其後的成形工序中，將在背面上使熱柔軟性加飾印刷層和粘接劑層層疊的膜加熱軟化，通過擠壓成形、真空成形、壓空成形等，加工成規定成形品的表面形狀。這時，印刷交聯性印刷油墨，設置熱柔軟性加飾印刷層，由於是熱柔軟性的，所以熱柔軟性加飾印刷層的油墨隨著加熱延伸的膜進行延伸，在熱柔軟性加飾印刷層上不會產生裂痕、不會發生與膜剝離(必須條件②)。用交聯性印刷油墨印刷形成的熱柔軟性加飾印刷層和用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷形成的粘接劑層的粘接性可充分得到，所以粘接劑層也伴隨著熱柔軟性加飾印刷層進行延伸。
進而，在其後噴射成形工序中，以熱柔軟性加飾印刷層為內側，將膜裝入金屬模內，在該金屬模內，向上述熱柔軟性加飾印刷層側，即粘接劑層噴射熔融樹脂。這時，如前所述，印刷交聯性印刷油墨，設置熱柔軟性加飾印刷層，所以熱柔軟性加飾印刷層不會伴隨著噴射的高溫熔融樹脂流動而流動，進而利用粘接劑層保護，會進一步形成穩定地固定(必須條件③)。
進而在噴射工序中，將該噴射的樹脂冷卻固化，與上述膜形成整體。這時，由於直接粘接噴射樹脂的是用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷形成的粘接劑層，所以粘接劑層和冷卻固化的樹脂牢固地粘接。如上述，用交聯性印刷油墨印刷形成的熱柔軟性加飾印刷層和用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷形成的粘接劑層的粘接性也能充分得到。因此，噴射冷卻固化的樹脂，通過粘接劑層與熱柔軟性加飾印刷層形成牢固的粘接(必須條件④)。
另外，印刷在上述熱柔軟性加飾印刷層上的粘接劑層的油墨，如果具有透明性的話，從膜的表面側觀察熱柔軟性加飾印刷層時，粘接劑層對於熱柔軟性加飾印刷層的加飾性不會產生影響，是優選的。
當詳細說明本發明時，本發明中使用的且有透明性的膜，多數是加工成嵌入成形品形狀後使用，所以優選是適於這種要求的熱塑性膜。由於要求耐熱性和耐久性，所以最優選使用聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂，或含有這些樹脂的混合樹脂的膜。
膜表面一般是平滑的，為了給予無光澤感，也可以具有不失去透明性程度的粗糙面。所用膜的厚度，可根據要求適當選擇，但使用時一般為80～800μm左右，特別是100～500μm左右。
接著，在上述膜背面上設置熱柔軟性加飾印刷層。本發明中，作為這種熱柔軟性加飾印刷用油墨，可使用含有以下成分的二液性油墨，即，含有具有官能基的熱可塑性樹脂油墨成分，和與上述官能基反應生成交聯結構的交聯劑成分。
油墨材料的選定，可將以下試驗作為基準進行。即，將要使用的油墨成分與交聯劑成分進行混合，將該混合物塗敷在剝離紙上，在80℃、2小時以上的條件去除溶劑，製作10μm左右厚的膜。接著，將該膜在30℃放置20天，充分促進交聯反應。在常溫下將這樣得到的膜的一部分在環己酮中浸漬30分鐘，確認完全不溶解。進而將上述一部分膜切割成短格子狀，在25℃和80℃進行拉伸試驗，確認80℃的斷裂伸展大於25℃的斷裂伸展。
將符合以上二個確認事項的交聯性油墨材料進行組合，以判斷適宜形成本發明熱柔軟性加飾印刷層的材料。
若例示出具體的適宜材料，作為具有官能基的熱塑性樹脂，優選是含有羥基的聚酯樹脂、含有羥基的聚氨酯樹脂、含有羥基的聚(甲基)丙烯酸樹酯等。這些中，特別優選的是含羥基的聚酯樹脂。作為其理由可舉出，聚碳酸酯樹脂膜和聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜的粘合性都很好，作為市售品，可購買到很多類型的，適於本發明目的很容易選定。即，通過以下酸和醇的凝聚反應製得的聚酯樹脂，即，將鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、己二酸、來自天然油脂的各種脂肪酸等作為酸成分，將乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇等作為醇成分，進而作為導入羥基的醇，可使用甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、季戊四醇等，由於其原料組合很豐富，所以很容易設計各種分子。為此，為了使嵌入成形品用加飾油墨充分滿足上述必須條件①～④，從市售品中也極容易選定需要的樹脂。
嵌入成形品加飾用油墨的樹脂成分，作為市售樹脂的優選實例，有東洋紡績(株)制的バィロン200、220、240、300、500、GK250，日本合成化學工業(株)制的ニチゴ-ポリェスタ-TP-220、LP-033、SP-170、SP-154、或ダィナミットノ-ベル社(獨)制的DYNAPOLL411，L850、LH812等。
然而，發現即使選定這些樹脂成分，僅此還得不到完全滿足嵌入成形品必須條件①～③的加飾用油墨，還必須並用與聚酯樹脂的羥基慢慢反應而生成交聯結構的多官能異氰酸酯化合物等。
作為多官能異氰酸酯化合物的實例，有住友バィェルゥレタン(株)制的スミジコ-ルN-75、N3200、N3300、HT、デスモジュ-ルZ4470、HL、或日本ポリゥレタン工業(株)制的コロネ-トHX、HL、2298-90H、2094、2096、或武田バ-ディシェゥレタン工業(株)制的タケネ-ト110、160N、500、600、700等。
本發明的熱柔軟性加飾印刷層形成用的交聯性印刷油墨，如前所述，在印刷之前，使含有帶官能基的樹脂成分的油墨成分和與官能基反應、形成交聯結構的交聯劑成分混合進行製造的。
進而，熱柔軟性加飾印刷層形成用油墨可含有各種著色劑。作為這些著色劑，含有白色、黑色顏料、及其他各色顏料。作為特殊顏料，還包括蓄光顏料、由紫外線發光的BL顏料、螢光顏料、全息照相顏料、珍珠顏料、用金屬氧化物塗覆的氧化鋁薄片顏料、用金屬氧化物塗覆的氧化矽薄片顏料、由具有帶キラル相的液晶結構的定向三維交聯物質形成的液晶顏料等。關於這些特殊顏料的詳細說明記載在特願2002-280771號說明書中。
本發明嵌入成形品的製造中，多數是使用如上述配合的加飾用交聯性印刷油墨，在具有透明性的膜的背面上進行所要求的印刷，形成從膜表面側看是熱柔軟性加飾印刷層，在使用隱蔽性弱顏料的加飾性印刷油墨層上，重疊印刷上用以賦予隱蔽性的經著色的交聯性印刷油墨。有時也部分地重疊印刷不同的色澤，以使圖案不產生間隙。作為上述的特殊顏料，在例示的顏料中，對於發揮閃光性(閃光)的顏料場合，在不重疊印刷黑色和白色的加飾用交聯性印刷油墨時，有時不發揮其顏料本來的性能，所以多數情況是多層印刷加飾用交聯性印刷油墨。
想要在本發明嵌入成形品上設置透明部分時，當然在該部分上有時也不印刷加飾用交聯性印刷油墨，因此，不一定經常在整個膜面上印刷加飾用交聯性印刷油墨。在嵌入成形品中，在不太需要耐摩擦性等部分上，有時直接在膜表面上印刷加飾用交聯性印刷油墨。
進而，在第1加飾印刷層上重疊印刷加飾用交聯性油墨，形成充分厚度的熱柔軟性加飾印刷層時，第1加飾印刷層也可以由非交聯性油墨形成。
一般講，熱柔軟性加飾印刷層，每層優選設定為1～10μm左右。因此，優選使用能容易調整該範圍印刷層的絲網印刷法，也可使用其他印刷法。
以下對形成粘接劑層的油墨進行說明時，粘接劑層必須對用交聯性油墨形成的熱柔軟性加飾印刷層和噴射成形的熔融樹脂都能呈現出良好的粘接性。為此，可知使用低交聯性印刷油墨或非交聯性油墨也是有效的。本發明中，低交聯性由墨意味著，在和形成熱柔軟性加飾印刷層的交聯性印刷油墨相同的條件下進行交聯成膜時，所得前者膜顯示出比後者膜大的環己烷膨潤性。作為低交聯性印刷油墨的淺近實例，可舉出有減少熱柔軟性加飾印刷層形成用的交聯性油墨中使用的交聯劑量而使用的油墨。作為非交聯性油墨中使用的樹脂實例，可舉出氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯樹脂等，及它們的混合物。作為特別優選的實例，有氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，或將其作為主成分的混合樹脂。粘接劑層形成用油墨，有時在不進行加飾印刷的透明部分上也可印刷，由於熱流動，透明部分有時也會受到汙染。因此，粘接劑層優選是透明的，特別優選具有無色透明性。
粘接劑層的厚度通常優選為1～10μm，優選利用篩網印刷形成。其厚度和印刷法也可以是前述以外的厚度和印刷法。


圖1是表示本發明一實施形態中印刷工序的剖面圖。
圖2是表示同一實施形態中成形工序的剖面圖。
圖3是表示噴射工序及成形品的剖面圖。
符號說明1透明膜2熱柔軟性加飾印刷層3粘接層4凸部5合成樹脂6成形品發明的實施形態以下根據

本發明的實施形態。本實施形態，如圖3所示，示出了製造中央部分具有凸部4的成形品6。
首先，在第1印刷工序中，如圖1(a)所示，準備透明膜1，該膜由具有透明性的聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等有耐熱性的膜形成。這樣，利用絲網印刷，在該透明膜1的背面上印刷由以下配合形成的交聯性印刷油墨A，再形成熱柔軟性加飾印刷層2。
交聯性印刷油墨A油墨著色顏料(三菱カ-ボンMA100) 8重量份聚酯多元醇樹脂(バィロン200) 25重量份環己酮 35重量份芳香烴系溶劑30重量份添加劑 2重量份交聯劑異氰酸酯系交聯劑(コロネ-ト2096) 10重量份在第1印刷工序中形成的熱柔軟性加飾印刷層2，是印刷上述交聯性印刷油墨而設置的，所以充分得到透明膜1和印刷油墨的粘接性(必須條件①)。
接著，在第2印刷工序中，如圖1(b)所示，在熱柔軟性加飾印刷層2上，用絲網印刷印刷上由下述配比形成的透明的低交聯性印刷油墨B或者非交聯性印刷油墨C或D，形成粘接劑層3。
低交聯性印刷油墨B油墨細粉末氧化矽 8重量份聚酯多元醇樹脂(バィロン200)25重量份環己酮 37重量份芳香烴系溶劑 31重量份添加劑 2重量份交聯劑異氰酸酯系交聯劑(コロネ-ト2096)5重量份非交聯性印刷油墨C細粉末氧化矽 5重量份氯乙烯-醋酸乙烯共聚物(デンカビニ
-ル1000MT2)20重量份環己酮 40重量份芳香烴系溶劑 33重量份添加劑 2重量份非交聯性印刷油墨D細粉末氧化矽 5重量份甲基丙烯酸樹脂(パラロィド A11) 25重量份環己酮 35重量份芳香烴系溶劑 33重量份交聯劑 2重量份用這些低交聯性印刷油墨B或非交聯性印刷油墨C或D印刷形成的粘接劑層3和用交聯性印刷油墨印刷形成的熱柔軟性加飾印刷層2的粘接性也能充分得到。
進而，在成形工序中，如圖2所示，將上述熱柔軟性加飾印刷層2和粘接劑層3形成的透明膜，例如用熱板式真空壓空成形法進行成形加工，形成凸部4。這時，在由成形加工向上突起部分Q1，Q2中，透明膜1也延長，與此同時，熱柔軟性加飾印刷層2也隨著加熱延伸的透明膜1進行延伸，在熱柔軟性加飾印刷層2上不產生裂痕，也不會從透明膜1上剝離下來(必須條件②)。由於用交聯性印刷油墨A印刷形成的熱柔軟性加飾印刷層2和用低交聯性印刷油墨B或者非交聯性印刷油墨C或D形成的粘接劑層3的粘接性也充分得到，所以兩個印刷層2、3在折曲部分P1、P2、P3、P4處不會產生龜裂和斷裂。
在最後的噴射成形工序中，將成形加工的透明膜1裝入金屬模具中，使具有熱柔軟性加飾印刷層2和粘接劑層3的背面側向著內側，然後，如圖3所示，向上述金屬模具中噴射熱熔融合成樹脂5(聚碳酸酯樹脂、ABS樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、苯乙烯(共)聚合物樹脂等)。這時，由於上述的熱柔軟性加飾印刷層2是通過印刷交聯性印刷油墨而設置的，所以不會伴隨著噴射的高溫熔融樹脂流動而進行流動(必須條件③)。
然後，使該噴射的樹脂冷卻固化，與透明膜1形成一個整體。這時，與噴射樹脂直接粘接的是用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷形成的粘接劑層3，粘接劑層3與冷卻固化的合成樹脂5形成牢固的接合。如上述，用交聯性印刷油墨印刷形成的熱柔軟性加飾印刷層2和用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷形成的粘接劑層3的粘接性也能充分獲得。因此，噴射後冷卻固化的合成樹脂5通過粘接劑層3，與熱柔軟性加飾印刷層2形成牢固的接合(必須條件④)。
在合成樹脂5冷卻固化後，打開模具，如圖所示，完成中央部分具有凸部4的成形品6的成形。從外部觀察該成形品6時，通過透明膜1觀察熱柔軟性加飾印刷層2，得到上述部分Q1、Q2、P1、P2、P3、P4(參照圖2)上也沒有龜裂和斷裂的成形品6。
在本實施形態中，作為成形品6，示出了中央具有凸部4的成形品，但不限於此，當然無需多說，對於具有更複雜的凹凸形狀的，或扁平形狀的成形品，也能適用本發明。
正如以上說明，根據本發明，提供的嵌入成形品及嵌入成形品的製造方法，在嵌入成形時，可全部滿足成為必須的四個條件，即，①印刷油墨與膜的粘接性，②伴隨著加熱後延伸的膜，熱柔軟性加飾印刷層油墨也進行延伸，不產生裂痕，也不與膜剝離，③熱柔軟性加飾印刷層不會伴隨著噴射高溫熔融樹脂的流動而流動，和④噴射的熔融樹脂冷卻固化時，該冷卻固化的樹脂與熱柔軟性加飾印刷層的油墨形成牢固的接合。
權利要求
1.嵌入成形品，其特徵是由以下部分形成，即具有透明性的膜；在該膜的背面上用交聯性印刷油墨印刷的、為了從該膜的正面看的熱柔軟性加飾印刷層；使用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨，在該熱柔軟性加飾印刷層上印刷形成的粘接劑層；在該粘接劑層上噴射成形的樹脂。
2.根據權利要求1記載的嵌入成形品，其特徵是所述熱柔軟性加飾印刷層含有交聯的聚酯樹脂作為樹脂成分。
3.嵌入成形品，其特徵是所述粘接劑層，含有交聯度比權利要求1或2記載的構成熱柔軟性加飾印刷層的樹脂成分低的低交聯性樹脂成分作為樹脂成分。
4.根據權利要求1或2記載的嵌入成形品，其特徵是所述粘接劑層含有選自氯乙烯(共)聚合物、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯樹脂中的至少一種以上的樹酯作為樹脂成分。
5.根據權利要求1，2，3或4記載的嵌入成形品，其特徵是所述粘接劑層是具有透明性的。
6.嵌入成形品的製造方法，特徵是包括以下工序，即，在具有透明性的膜的背面上用交聯性印刷油墨實施印刷，從該膜的正面看，形成熱柔軟性加飾印刷層的第1印刷工序；在所述熱柔軟性加飾印刷層上，使用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨實施印刷，形成粘接劑層的第2印刷工序；將利用這些印刷工序形成有所述熱柔軟性加飾印刷層及粘接劑層的膜，加工成規定成形品表面形狀的成形工序；將利用該成形工序加工的所述形狀膜，以所述柔軟性加飾印刷層作為內側裝入金屬模中，在該金屬模內，向所述粘接劑層側噴射熔融樹脂，並使該噴射樹脂和所述膜形成整體的噴射成形工序。
7.根據權利要求6記載的嵌入成形品製造方法，其特徵是在所述熱柔軟性加飾印刷層上印刷的低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨是具有透明性的。
8.製造嵌入成形品用的油墨，其為在權利要求6記載的嵌入成形品製造方法中使用的、形成所述熱柔軟性加飾印刷層的交聯性印刷油墨或形成所述粘接劑層的低交聯性印刷油墨，其特徵是由以下成分形成的二液性油墨，即，將具有羥基的聚酯樹脂作為樹脂成分的油墨成分，和將多官能異氰酸酯化合物作為交聯劑的交聯劑成分。
9.嵌入成形品製造用的油墨，其為在權利要求6記載的嵌入成形品製造方法中形成所述粘接劑層的非交聯性油墨，其特徵在於含有選自氯乙烯(共)聚合物、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯樹脂中的至少一種以上的樹脂。
全文摘要
本發明提供一種在嵌入成形時，能高度滿足全部必須條件的嵌入成形品及嵌入成形品的製造方法。嵌入成形品6由以下部分形成，即具有透明性的膜1；使用交聯性印刷油墨，在該膜1的背面上印刷，從該膜表面看的熱柔軟性加飾印刷層2；在該熱柔軟性加飾印刷層2上，用低交聯性印刷油墨或非交聯性印刷油墨印刷形成的粘接劑層3；在該粘接劑層3上噴射成形的合成樹脂5。
文檔編號B29C45/14GK1500610SQ20031011568
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月13日 優先權日2002年11月13日
發明者關根祥賀 申請人:帝國印刷油墨製造株式會社