ホットスタンピング（箔加飾）

ホットスタンピング（箔加飾）

重要ポイント

• ドライプロセスで、インキ、溶剤、硬化は不要です。ダイが上がった時点で部品を取り扱えます。
• 温度、圧力、保持時間が接着を決め、剥離（ピール）が縁の仕上がりを決めます。
• 箔は樹脂に合わせる必要があります。ABS、PS、PC、PMMAは標準箔に対応し、PPにはポリオレフィン用グレードまたは前処理が必要です。
• 可変データには対応できません。シリアル番号はレーザーまたはインクジェットの領域です。

ホットスタンピング（箔加飾）

ホットスタンピングは、加熱したダイで多層構造の箔をプラスチック部品に押し当てるドライの加飾プロセスです。ダイが接触した部分にだけ、顔料層または金属蒸着層と熱活性接着剤がキャリアフィルムから基材に転写されます。ホットフォイルスタンピングとも呼ばれます。熱転写加飾は、印刷済みのグラフィック全体を転写する点で異なります。

その強みは、乾燥や後硬化なしで、1〜3秒のサイクルで得られる鏡面の金属調仕上げにあります。

箔の構造と種類

箔は、通常12〜19 µmのポリエステルをベースとしたコーティングロールで、4つの層で構成されます。転写後に廃棄されるPETキャリア、設定温度で離れる（ホットピールまたはコールドピール）ワックスまたは樹脂の離型層、色または金属の層（顔料入りラッカー、あるいは厚さ数十ナノメートルの真空蒸着アルミニウム上の保護ラッカー）、そしてダイ温度で流動し基材との適合性を決める熱可塑性樹脂の接着層（サイズコート）です。そのため箔は色ではなく、樹脂ファミリーで指定します。

プロセスパラメータとバリエーション

キャリアが剥がれる前に、サイズコートが溶融して部品を濡らし、再び固化する必要があります。各設定は相互に影響し合います。他の成形会社の条件表は出発点であり、仕様ではありません。

方式：垂直プレスによる平面スタンピング、ロールオン（加熱したシリコーンローラーでキャップやペンを横断）、周面スタンピング（部品を曲面ダイに対して回転させ360°の帯を形成）、テーパー部品やドーム形状に対応する縦型およびラップ方式、1ストロークで多色の印刷済みグラフィックを転写する熱転写ラベル、そして成形前にスタンプし、金属調がスキンの下に位置するインモールドラベル用ホットフォイルです。

基材の適合性

サイズコートが部品を濡らす必要があります。表面エネルギーが約38 dyne/cmを超える非晶性樹脂は容易にスタンプできますが、低エネルギーの結晶性樹脂はできません。

ホットスタンプ部品の設計ルール

現場での不具合の大半は、プレスを選ぶ前の設計段階で作り込まれています。

• 平面または一定半径の面。 ダイが均等に荷重できるのは平面か単一半径の面だけです。複合曲面では柔らかいダイが必要になり、細部が失われます。
• 抜き勾配と盛り上げパッド。 部品が再現性良く収まるよう1〜2°とします。0.1〜0.3 mmのパッドはダイのストッパーとなり、ダイの肩を部品から離します。
• 最小線幅。 シリコーンダイでは、凸文字で0.5 mm、白抜きで0.75 mm、光沢面に金属ダイを用いる場合は0.2〜0.3 mmです。
• パーティングライン、ゲート、ヒケを避ける。 段差があるとダイが浮き、ヒケはダイが届かない凹みを残します。
• 金型のシボ。 光沢から軽いシボ（SPI A-1〜B-3）まではきれいにスタンプできますが、粗いシボでは山の部分にしか転写されません。

不良とトラブルシューティング

ホットスタンプ加飾の仕様化と検証

図面に「ホットスタンプ、金」とだけ書いても、何も指定したことにはなりません。図面には、箔メーカーと品番、適格性確認済みの樹脂グレード、画像の位置と基準面、そして試験の実施時期を含む合否判定試験を記載してください。サイズコートは約24時間にわたって強度が上昇し続けるため、プレスの脇で行う試験は、後で不良となる部品も合格させてしまいます。

• 密着性：24時間後にASTM D3359の方法Bを実施します。テープの種類と最小クラス（通常は4B）を明記してください。
• 耐摩耗性：Taber（ASTM D4060、CS-10ホイール）またはクロックメーターで、規定のサイクル数まで試験します。最初に不合格となるのは金属箔です。
• 耐薬品性：製品が接触する液体を用いたASTM D1308のスポット試験。携帯品や自動車部品には、日焼け止めとDEETを使用します。
• 耐候性：屋外用部品にはASTM G154またはG155。顔料は退色し、金属調は多孔質のラッカーを通して変色します。

パッド印刷はツーリングが安価で、深い曲面に多色印刷できますが、乾燥が必要で鏡面の金属調は出せません。レーザーマーキングは永久的で、消耗品なしで可変データを印字できますが、色も金属調もありません。インクジェットは可変のフルカラー印刷ができますが、前処理とUV硬化が必要です。インモールド加飾は最も耐久性が高く、ツーリングのコストも最も高くなります。ホットスタンピングは、金属調の効果と量産時の1個あたりのコストで優位ですが、部品ごとに図柄が変わる場合には不向きです。

関連用語・関連資料

• 加飾・仕上げサービス
• プラスチック加飾方法の比較
• 耐摩耗性・耐薬品性試験
• パッド印刷
• ASTM D3359テープ試験

現場での活用

The Sabreen Groupは、ホットスタンピングの適格性確認、箔の選定、加飾の密着トラブルシューティングについて、独立した立場でエンジニアリング支援を提供しています。プロセスの仕様策定、材料の適格性確認、生産上の問題のトラブルシューティングをお考えの場合は、当社のエンジニアリングサービスチームがお手伝いします。お問い合わせのうえ、お客様の用途についてご相談ください。

よくあるご質問

ABSのホットスタンピングでは、ダイ温度をどのくらいにすべきですか？

150 °C、保持時間1秒、ショアA 70のシリコーンダイから始め、圧力や保持時間を調整する前に、温度を10 °C刻みで動かします。ほとんどのABS部品は120〜160 °Cで落ち着きます。ブリッジングやハローは温度が高すぎ、ピンホールやフレーキングは接着剤が流動しなかったことを示します。

ホットスタンプが、プレス脇のテープ試験には合格するのに、数週間後に剥がれるのはなぜですか？

プレス脇の試験は早すぎるからです。サイズコートは約24時間かけて密着性が高まり、直後の引き剥がしでは、可塑剤の移行、離型剤のブルーム、使用中に生じる日焼け止めによる侵食を検出できません。24時間後と薬品暴露後にも試験を行い、箔のグレードが樹脂と合っていることを確認してください。

ポリプロピレンにホットスタンピングはできますか？

はい、条件付きで可能です。低表面エネルギー向けに配合されたポリオレフィン用グレードの箔を使うか、火炎処理またはコロナ処理で部品を40 dyne/cm以上にしてから標準箔を使用します。PPは160〜200 °Cのダイ温度域の近くで軟化するため、許容範囲は狭くなります。樹脂ロットごとに密着性を確認してください。

ダイはシリコーンゴムと金属のどちらにすべきですか？

大半の用途ではシリコーンゴムです。シボ、曲率、平行度の誤差を吸収でき、ショアA 60〜80は平面に対応し、より柔らかいグレードは輪郭に沿います。線幅が0.3 mmを下回る場合や、白抜き文字がブリッジングする場合は、真鍮または鋼を選びます。金属は光沢面でより鮮明な縁を保ちますが、部品に痕が早く付きます。

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