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1 加飾フィルムを使用する加飾技術の最新動向 MTO 技術研究所桝井捷平 2730 部分修正本資料は の Link 資料です 元の Website もご覧ください 1. まえがき近年各種のプラスチック加飾技術の検討が著しく進んでいる 現時点 (2010 年初頭 ) で筆者が把握している日本での加飾技術動向を表 1 に示す この中で 印刷 塗装 真空蒸着 着色などで加飾したフィルム ( またはシート ) を用いて フィルムを成形品表面に貼合せる あるいは印刷 塗装 真空蒸着などの加飾面を転写させる加飾技術はモバイル機器 通信機器 ソフト感を必要としない自動車内装品などに適用しやすく 各種のパターン 色などを施すことができ 現時点で最も活発な動きのある加飾技術である 2. フィルム使用加飾技術の開発の経緯従来 家電 OA 機器 携帯電話などに使用されているプラスチックの筐体の表面加飾には 印刷 塗装 蒸着 メッキ等が用いられてきた しかし 製品形状が複雑化し 機能性付与が求められ さらに環境負荷の問題 コスト面などから 加飾フィルム使用による加飾技術が多く用いられるようになった プラスチックのインモールド加飾技術の中におけるフィルム加飾技術の位置づけは一般的には図 1 のように考えられる 品質も高いが コストも高い方法で 1 つ下の 高機能着色樹脂使用 と 表面高品位転写成形 の組合せ技術がさらに進歩すると この方法との競合もあることを考慮しておく必要がある 逆に 薄いシートでソフト感が出せれば 視覚的 触覚的に感性にうったえる加飾ができ 新たな展開が期待できるのではないでしょうか 3. フィルム加飾に使用される成形方法成形方法としては射出成形によるインモールド成形 (IMF FIM) が主であるが, 成形品にあとから貼合 転写させる新規真空 圧着法 ( オーバーレイ法 ) として布施真空が TOM 工法 1) を開発して 形状適応性がさらに広がった インモールド成形はさらにフィルムを製品に残す貼合成形とフィルムの意匠面を製品に残す転写成形に分類される それぞれ FLM FTM(IMT) の略称が使われる しかし 表 2 に示すようにいろいろな略称が使用され 同じ略称でも異なる範囲を示すものもあり さらに商標登録されているものもあるので注意が必要である 代表的な方法として Nissha IMD-TypeTR( 日本写真印刷 ) 2) と TOM( 布施真空 ) を図 2 3 に示す 4. 加飾フィルム加飾フィルムならびにその成形技術は大日本印刷 日本写真印刷が数十年前から供給していたが 表 3 に示すように 近年この分野への参入メーカーが著しく増え ベースフィルム 意匠表現の異なるものが多く供給されている さらに新規参入を計画しているところもあり ますます競合が激しくなると思われる コンバーティング技術の取り込みと成形にまで踏み込んだ開発 提案が競争力のポイントになる 意匠表現もスタート時から使用されているグラビア印刷による方法以外に 各種印刷 塗装 着色 蒸着が用いられ さらにこれらの組合せによる意匠表現が用いられている 1

2 加飾フィルムの構成例を図 4 に示す 加飾フィルムは各種バリエーション 各種機能の組込みが可能で それぞれ表 4,5 に例を示した 加飾フィルムに使用されている主要なフィルムは表 6 のとおりであり 目的 使用する方法によって使い分けがされている 4. 海外の状況表 7 に示すように海外でも本分野の検討は活発である 全般的には日本の状況と同様であるが 次の点で異なる 1 自動車外装用の Dry Paint Film(Formable Film) の採用が進んでいる 2GAI( ガスアシスト射出成形 ) やミューセル発泡成形など他技術との組合せの発表が多く見られる 3 成形技術としては射出成形によるインモールド加飾 (Back Injection Molding) が中心であることは日本と同様であるが HDPF(Bayer の超高圧成形 ) も使用されている TOM 工法に類似する方法は見当たらない Dry Paint Film(Formable Film) としては 耐候性の優れたプラスチック材料が使用されている 5. フィルム加飾の使用部品と市場規模図 5~8 に日本および海外でのフィルム加飾部品例を示す また 表 10 にフィルム加飾が用いられる主要用途 状況 市場規模を示す リーマンショックの影響等で 需要予想そのものがかなりばらついているので ここでは 2008 年の各製品の生産台数を示す それぞれの製品で フィルム加飾が使用される割合 使用フィルム面積は明確ではないが ある調査資料では日本での加飾フィルムは 2009 年で 700 億円を超えていると言われている 現在の最大 ( 少なくとも数量ベース ) の用途は携帯電話筐体とノートパソコンの筐体で その他各種機器のタッチパネル 自動車内装トリム 化粧品容器 家電部品などに使用されている ただ 携帯電話は 特に海外で 開発期間が極めて短くなっており 製品ライフも短く 低コスト化が進んでいて より安価な加飾方法の模索も行われていると言われている この分野でフィルム加飾が永久に主流であり続けるか否かは明確ではないと思われる 4 プラスチックの加飾技術の動向と将来展望自動車, 家電製品, 日用品などにおいて 今や若い世代を中心に 製品表面の見栄えは購入を判断する重要な要素になっており 加飾は今後もますます盛んになると考えられる 加飾技術のなかで, 現時点でもっとも活発な動きのある加飾フィルムを使用した貼合 転写技術は 今後もさらに加飾フィルム 成形方法が進歩し 興隆をきわめると思われるが いずれは総合力の差で淘汰が進んで特定の方法が生き残っていくものと思われる 今後もそれぞれの加飾技術はその特徴を生かした範囲内で よりコストパフォーマンスの高い技術への改良が求められる コストパフォーマンスを高めるために 見栄え 感触の向上と同時に 機能付与もされる加飾技術 適用範囲の広い加飾技術が注目されると考えられる また ソフトフィールの要求も高くなっている さらに, 環境問題がより重視され カーボンニュートラルの材料など 製造における環境負荷が小さく リサイクルしやすい素材を選択し 有機溶剤の使用や廃棄物の量ができるだけ少ない環境にやさしい技術が求められる さらに, 消費者主導型の少量多品種の時代になっており 加飾技術も大量生産方式に適した方法よりも 多品種少量生産に適したものが主流になっていくものと考えられ TO M 等が有望である 2

3 5. 参考文献 1) 2) 藤井憲太郎, コンバーテック, 2008,6 3) 4) 長谷高和,TECHNO-COCMOS,21,(3),48,2008 3

4 品質 フィルム転写 貼合 軟質表皮材貼合 通常着色 / 成形 高機能着色 / 高品位転写高品位転写成形 コスト図 1 フィルム転写 貼合成形の位置付け 図 2 日本写真印刷の Nissha IMD-TypeTR 工程概念図 基材 + 表皮フィルム 図 3 布施真空の TOM 工程概念図 *:Three Demension Overlay Method 4

5 印刷箔 メッキ調箔 光彩色箔 光輝性メタリック箔 ( 麗光の HP から ) 3 ) ( 日本ビーケミカルの資料から ) 4) 図 4 加飾フィルムの構成例 5

6 森六テクノロジー 帝国インキ 日本写真印刷 図 5 日本のフィルム加飾製品例 -1 三菱エンシ ニアリンク フ ラスチック RIM 成形品の表面を三次元形状にフィットする 特殊なフイルムで一体成形して意匠を付与 アキレス富士通 ホンダ 植物由来プラスチックを使用した携帯電話 TOM 工法成形品例 図 6 日本のフィルム加飾製品例 -2 6

7 Johnson Controls PPfilm insert/ MuCell による発泡樹脂の back injection によるト アトリム PP フィルム厚さ : μ 形状等によって 予備賦形あり なし Benz E-class のト アトリムに採用 Bayer の Makrofol? 3D Metalic FG film を用いた IML K2007 図 7 海外のフィルム加飾製品例 -1 Smart car roof module consists of GE's Lexan SLX film back-molded with long-glass urethane composite. The 2003 and 2004 Acura 3.2 TL features TPO rocker panels and body side moldings decorated with Soliant s Fluorex dry paint film Metallic finish on the whole TPO instrument panel of the 2003 DaimlerChrysler Pacifica is provided by Avery Dennison s Thermark acrylic film laminate 図 8 海外のフィルム加飾製品例 -2 7

8 表 1 プラスチックの加飾トピックス ( 国内 -1) 分類 小分類 概要 1) 加飾フィルム貼合で 1 新オーバーレイ法 (TOM) の開発 フィルム 装置の改良 開発で多次元 高級転写 貼合に拡大 適用範囲の拡大 2 各種加飾フィルムの開発 ( 各社で 加飾面 ベースフィルムを改良した加飾フィルムを開発 ) 2) 低コスト加飾の展開 1 金型表面高品位転写射出成形 金型加熱冷却 エア注入などで 金型面を高品位転写 ( 表面層なし加飾 ) 2 機能性フィラー混錬材着品使用 メタリック等の意匠性付与 3 鏡面ブロー成形 スーパーポーラス電鋳型使用して 鏡面のブロー成形品 3) 高品位加飾の開発 1モルフォ蝶の構造色実現 微細金型加工 微細転写成形 光学系多層膜成膜組合せでモルフォ蝶の色再現 2 多層膜蒸着 薄い多層の蒸着膜で着色 見る方向で色が変化 4) ソフト表面部品の 1ソフト表皮材貼合成形での進展 2 種表皮部分貼合 2 樹脂 1 表皮部分貼合 超低圧成形 成形技術の進歩 22 層成形で表層にソフト層 ソフト / ハード 2 層成形で自動車内装トリム 5) 装飾 + 機能 1 特殊フィルム使用で機能も付与 特殊素材 処方のフィルム使用で機能も付与 ( 耐候 耐薬など ) 2 真空蒸着 EMI 付与 6) 環境対応加飾 1バイオマスプラスチック利用 バイオマスプラスチックの芯材 繊維 布など利用 2レーザー加飾 レーザーで樹脂を発色等 3UV 硬化インクジェット印刷 UV 硬化インクで成形品に印刷 4 水溶性塗料 溶剤不使用塗料で塗装 5インモールドコート 溶剤不使用塗料でインモールド塗装 表 2 フィルム貼合 転写加飾技術の名称と略語 成形方法 日本語名称 英語名称 略語 インモールド成形 インモールド成形 In-Mold Forming IMF フィルムインサート成形 Film Insert Moulding FIM バック射出成形 Back Moulding BM インモールド加飾 In-Mold Decorating IMD* インモールド インモールド転写 In-Mold Transfer IMT 転写成形 インモールド転写加飾 In-Mold Decorating IMD* フィルム転写成形 Film Transfer Moulding FTM インモールド インモールド貼合 In-Mold Laminating IML* 貼合成形 フィルムインモールド貼合 Film In-Mold Laminating FIML フィルム貼合成形 Film Laminate Moulding FLM ラベル貼合成形 In-Mold Labeling IML* オーバーレイ成形 オーバーレイ成形 Over ー Lay Forming OLF(OLM) 三次元オーバーレイ成形 Three Dimension TOM** Over-lay Methode オーバーレイ転写成形 オーバーレイ転写成形 Over ー Lay Transfer OLT オーバーレイ貼合成形 オーバーレイ貼合成形 Over ー Lay Laminate OLL 水圧転写 水圧転写 Water Presure Forming WPF ホットスタンプ ホットスタンプ Hot Stamping HS 注 )*: IML IMD は日本写真印刷が意匠登録 **: TOM は布施真空のOLMの名称 8

9 表 3 日本の代表的な加飾フィルム 意匠表現 主要メーカー 利用される 利用される ( フィルム供給他 ) フィルム材質 成形方法 印刷を中心に蒸着 大日本印刷 日本写真印刷 MMA PC PET (FIM OLM) 着色等の組合せ 凸版印刷 帝国インキ製造 特殊高耐候性材料 千代田グラビア クルツジャパン東レフィルム加工 東山フィルム麗光 住友 3M 信越ポリマーリケンテクノス DIC 等 着色中心 Avery Soliant Sabic 特殊材料多層構造 (FIM OLM) Mayco BASF Bayer 等 ( 自動車外装仕様 ) 塗装 日本ビーケミカル MMA PU PC (FIM OLM) 蒸着中心に印刷も併用新神戸電機 尾池工業 MMA (PET) (FIM OLM) 塗装 +レーザー剥離 日本ウエーブロック MMA (FIM OLM) 薄肉多層構造色 東レ リンテック 易成形性 PET (FIM OLM) 帝人デュポンフィルム シボ加工技術利用 龍田化学 TPO ABS PVC (FIM OLM) 注 1) FIM: インモールド貼合 転写成形 OLM: オーバーレイ成形 表 4 転写箔のバリエーション 分類 加工 材料 意匠効果 基材シート 艶消し すりガラス状 による 部分艶消し 艶 艶消しを併せ持つ バリエーション ヘアライン ヘアライン スピン 同心円状 エンボス 木目等 転写層材料 アルミペースト メタリック感 バリエーション パール顔料 キラキラ感 シリカなど 艶消し感 プロテイン シルクタッチ 工法による 金属蒸着 メタリック感 ヘアライン バリエーション ホログラム レインボー 9

10 表 5 加飾フィルムへの機能性付与 分類 機能 性能 用途例 一般機能ハードコート 耐擦傷性 携帯電話窓部 オ- テ ィオ製品ハ ネル 帯電防止 埃付着防止 店頭陳列製品など 抗菌性 カビ防止 菌繁殖防止 トイレタリ用品 浴室用品 ハーフミラー 選択的透視性 携帯電話窓部 オ- テ ィオ製品ハ ネル 電波 電波透過性 +ミラーミラー意匠を有し 電波透過 アンテナ内蔵携帯電話 ハ ソコン 電磁波 自動車エンフ レム ( 追突防止機器 ) 機能 電磁波遮蔽 EMI シールド ハ ラホ ラアンテナ EMI シールト 光機能 紫外線フィルター 太陽光による退色 劣化防止 有機 EL 使用機器の装飾ハ ネル化粧品容器 紫外線波長選択 カメラストロホ 発光部 ( 発行色の波長調整 ) 赤外線フィルター 赤外線波長選択 ハ ソコンの赤外受光部 熱線反射 赤外線反射 カメラストロホ 発光部 光学特性 高光線透過率 携帯電話窓部 オ- テ ィオ製品ハ ネル 光拡散 光拡散 オ-テ ィオ製品ハ ネル 表 6 インモールドフィルムの特性比較 項目 通常 PET 易成形 PET PC PMMA 厚み (μ) 引張り 190 強度 (MPa) 特性 190 伸度 (MPa) 熱特性 融点 ( ) ガラス転位温度 ( ) 耐薬品性耐酸性 耐アルカリ性 耐溶剤性 ー 耐油性 燃焼性 HB HB 自己消火性 HB 10

11 表 7 海外文献に見られる主要加飾フィルム 会社名 製品名 フィルム構成など 用途など Bayer Macrofol Bayfol PC PC/PBT 各種自動車内装採用 外装検討 Makrofol 3D クロム表面フィルム クロムメッキ代替え検討 Metalic FG Film Avery Aveloy AcryticとPVDF のClear Coat/ 同 Color Coat Body-Side Rea Tail Gateなど外装部品採用 /20-30milのABS or TPO Thermark Acrylic Instrument Panel 等採用 Soliant LLC Fluorex IMD Film AcryticとFluoropolymerのClear Coat/ 同 Color Coat Rocker Panel Body Side 等採用 /Adhesive Layer/ milのABS or TPO Fluorex Bright Bright Crome 調 (Florida Arizonaの1 年耐候試験合格 ) Bumper Fescia 採用 Mayco Plastic MIC Formable Film 4 層フィルム Front & Rear Facia 採用 Senoplast USA Senotop PMMA Clear/PMMA Color/ABS,PC Blend 1-2mm Bumper 等採用 GE Plastic Lexan SLX/Lexan Color Film Roof Module 採用 Front Fascia Fender Crome-look IMD Film Door Panel Hood 等検討 Ultem PEI Film KraussMaffei/GK カラーヘ イントフィルム (/25%LGFABS) Rear Door 試作 ( 射出 射出フ レス ) Johnson Control PPフィルム//MuCell 発泡樹脂 BenzのE-classのDoor Trim 採用 Evinik Degussa メタリック調 Vestamid Film PA612/PA62 層フィルム //PA6 66 樹脂? MMAフィルム//PC 自動車まどカ ラス Schraeiner ProTec CLF 保護層/ レーサ ー感応層 / ヘ ースカラー層 / 特殊接着層 レーサ ー書込み Advannced Decirative System 導電性インクを使用 電子回路を組み入れ Schster Kunststoffe Tecnik 磁化可能インクを用いたMMA,PCフォイル 3 次元立体感付与, 複雑形状面適用 Nwstal MucellとIMLの組合せ Battenfeld GAIとIMDの組合せ 表 8 加飾フィルムの主要用途 状況 市場規模 分野 主要用途 備考 需要 ( 主として日本の状況 ) 情報通信 携帯電話筐体 ローエント モテ ルでもFTM 加飾拡大 関係 東レのPICASUSがFLMとして採用 >700 億円 ノートパソコン筐体 40% 弱がFTM FLM(2008) 少量多品 と言われ 種とネットフ ック拡大でFLMの比率上昇 ている オーディオ製品パネル 家電関係 家電機器の操作パネル 大面積パーツでFLM 採用拡大 薄型テレビ筐体エアコン筐体 各種機器 各種機器のタッチパネル 2009 年に200 万 m 2 の需要 デジカメ 自動車 自動車内装トリム 日 韓では水圧転写普及しているが頭打ち 北米はFLM 中心 関係 TOM 工法の認知度上昇 自動車内装メーターパネル自動車外装 欧米で先行使用 自動車情報端末 化粧品 化粧容器 家庭用品 トイレタリー用品 注 1) 調査会社等の資料から 11