JP2016147489A

JP2016147489A - フィルムインサート成形品およびその製造方法

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Publication number: JP2016147489A
Application number: JP2016023951A
Authority: JP
Inventors: 理規杉原; Osanori Sugihara; 昇吾丸山; Shogo Maruyama
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2036-02-10
Also published as: JP6868337B2

Abstract

【課題】立体形状を有する樹脂成形品において、歪みを小さくし、画像や液晶などの表示を視認しやすくし、文字、模様などを正確に再現できるフィルムインサート成形品及びその製造方法を提供する。【解決手段】フィルムインサート成形品１は、透明部及び加飾部を有し、賦形がなされたインサートフィルム２を金型１４に配置し、溶融された熱可塑性樹脂を金型１４に射出して成形し、位相差が１９／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差４９．３ｎｍ）以下である低歪部を有することを特徴とする。フィルムインサート成形品１は、例えば、断熱手段８を用いて予熱し、賦形してインサートフィルム２を形成する賦形工程と、前記インサートフィルム２を金型１４に配置し、熱可塑性樹脂を金型１４に充填する射出成形工程と、を備える製造方法により製造できる。【選択図】図４

Description

本発明は、家電製品等の前面パネルに好適に用いられるフィルムインサート成形品及びその製造方法に関する。

家電製品、携帯電話、オーディオ機器などのディスプレイや自動券売機のタッチパネルスクリーンなどの液晶表示装置には、前面パネルとして樹脂成形品が用いられている。これら前面パネルの表面には文字や模様など加飾が施されていることがある。
従来、このような樹脂成形品を製造する方法としては、加飾フィルムをガラスやプラスチック板などの基材シートに貼り合わせる方法がある。
例えば、下記特許文献１には、タッチパネル前面板に、文字情報などを有する加飾フィルム（デザインシート）と基材シートとを貼り合せる方法が採用されている。
この方法は、平板状の基材シートには好適であるが、立体形状の基材シートには適用できないという問題がある。

また、加飾フィルムをインサートフィルムとして金型に配置し、基材となる樹脂を射出するフィルムインサート成形法がある（例えば、下記特許文献３参照）。この方法は、立体形状を有する樹脂成形品などにも適用できるが、立体形状の成形・転写時に加飾フィルム（転写フィルム）が熱などにより伸び、模様などの歪みが生じてしまうという問題がある。

そこで、下記特許文献２には、フィルムインサート成形法を用い、文字・パターン等の模様を表現する場合、歪みを予め補正した版下を用いる方法が開示されている。

ＷＯ０６／０９５６８４号公報特開平０１−４６７５４号公報特開２０００−３０９０３３号公報

しかし、成形工程で生じる歪みを正確に予測することは困難であり、立体形状を有する樹脂成形品において、表面に文字、模様などを正確に再現する技術は確立されているとはいえない。特に文字は線からなり注視される部分であるため模様などに比べて歪みが認識されやすいという問題があった。
また、樹脂成形品を電化製品などの前面パネルとして用いる場合、画像や液晶などの表示に歪みが生じていると視認しにくいものである。

そこで、本発明の目的は、立体形状を有する樹脂成形品において、歪みを小さくし、画像や液晶などの表示を視認しやすく、さらには文字、模様などを正確に再現できるフィルムインサート成形品及びその製造方法を提供することにある。

本発明の第一の形態は、透明部及び加飾部を有し、賦形がなされたインサートフィルムを金型に配置し、溶融された熱可塑性樹脂を該金型に射出して成形したフィルムインサート成形品であって、透明部の位相差が１９／１０４π以下（波長５４０ｎｍにおける位相差４９．３ｎｍ）であることを特徴とするフィルムインサート成形品である。

上記形態のフィルムインサート成形品は、透明部の位相差が低いため、この部分は歪みが小さく、この部分を画像や液晶などの表示画面とすれば、視認しやすいものとなる。また、その周囲の歪みを小さくすることができ、外観に優れる。

上記形態のフィルムインサート成形品は、断熱手段を用いて予熱し、賦形してインサートフィルムを形成する賦形工程と、前記インサートフィルムを金型に配置し、前記熱可塑性樹脂を該金型に充填する射出成形工程と、を備える製造方法で製造することができる。

このように、インサートフィルムの賦形工程において、インサートフィルムを形成する際、断熱手段を用いて予熱して賦形することにより、断熱手段を用いた箇所は、位相差が小さくなり、歪みが生じにくくなる。また、それを用いて成形したフィルムインサート成形品の位相差も小さくすることができ、歪みが小さい透明部を有するフィルムインサート成形品を製造することができる。また、文字、模様などの加飾部を断熱した場合は、文字、模様などの歪みが小さくなるものである。

本発明の一実施形態のフィルムインサート成形品を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。図１に示すフィルムインサート成形品の製造方法の一例を示し、インサートフィルムに加飾部を設けた状態を示した図である。図１に示すフィルムインサート成形品の製造方法の一例を示し、賦形の予熱工程において加飾部を設けたインサートフィルムに断熱材を配置する位置を示した図である。図１に示すフィルムインサート成形品の製造方法の一例を示し、賦形の予熱工程を模式的に示した図である。図１に示すフィルムインサート成形品の製造方法の一例を示し、賦形したインサートフィルムを示した斜視図である。図１に示すフィルムインサート成形品の製造方法の一例を示し、（Ａ）は射出成形する金型を模式的に示した図、（Ｂ）は射出圧縮成形する場合の樹脂を射出する時期を説明するための図である。実施例におけるインサートフィルム３，４の断熱手段を配置する範囲を示した図である。

以下、本発明の一実施形態のフィルムインサート成形品を、図面に基づいて説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態のフィルムインサート成形品１は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、表面側のインサートフィルム２と裏面側の基材樹脂３とからなり、平面部４と立ち壁部５とを有するものである。

インサートフィルム２の厚みは、特に限定するものではないが、１μｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、１５０μｍ以上３５０μｍ以下が特に好ましい。賦形時の破れ防止や賦形後の剛性保持などの観点からこの範囲が好ましい。

インサートフィルム２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどの樹脂組成物からなる樹脂フィルムを用いることができる。
インサートフィルム２は、全光線透過率９０％以上、特に９４％以上、さらに９８％以上であることが好ましい。
本発明において全光線透過率は、ＪＩＳＫ７３６１などに基づいて測定することができる。
インサートフィルム２の表面には、ＡＦ（防指紋）、ＡＲ（アンチリフレクション、反射防止、低反射）、ＨＣ（ハードコード）機能などを付与することができる。これら機能は従来からある方法で付与することができる。

インサートフィルム２は、ガラス転移温度１５０℃以下、特に１４０℃以下、さらに１３０℃以下であることが好ましい。後述する賦形工程におけるサイクル短縮の観点からこの範囲が好ましい。
インサートフィルム２は、特に限定するものではないが、線膨張係数が３０ｐｐｍ／Ｋ以上、９０ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは４０ｐｐｍ／Ｋ以上、８０ｐｐｍ／Ｋ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ／Ｋ以上、７０ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲である。線膨張係数を当該範囲にすれば、フィルムインサート成形品１におけるインサートフィルム２と基材樹脂３との線膨張係数の差を抑えることができ、フィルムインサート成形品１の表裏面における収縮率差を抑えて、フィルムインサート成形品１の歪みを小さくできる。
本発明において線膨張係数は、ＪＩＳＫ７１９７などに基づいて測定することができる。

インサートフィルム２には、図２に示すように、加飾部６を設けてもよい。加飾部６は、どのような加飾を施してもよいが、ベタ塗り、文字、模様などからなるものを挙げることができる。加飾部６以外の部分は透明部となる。本実施形態では、印刷を施さない長方形状の透明部７を設け、その外側に丸隅長方形状に適宜色でベタ塗りした加飾部６を設けてある。加飾部６の一部箇所は、透明に抜いて文字が表出するようにしてある。
加飾部６は、印刷することや金属箔などの貼り合せなどにより形成することができる。より具体的には、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの印刷、模様が付された又はコーティングされたフィルムの転写、金属箔の転写などにより形成することができる。この金属箔としては、アルミニウム、金、銅、ステンレス、チタンが挙げられ、これにより、鏡面を形成することができる。
加飾部６の部分の全光線透過率１０％以下、特に６％以下、さらに２％以下であることが好ましい。

インサートフィルム２は、フィルムインサート成形品１に成形する際に賦形して立体形状にする。
本実施形態では、長方形状の平面部４の周囲から垂下した立ち壁部５を有する形状に賦形する。立体形状は、これに限定されるものではなく用途に応じて適宜立体形状に賦形することができる。
賦形は、特に限定するものではないが、圧空成形などにより施すことができ、より具体的には、インサートフィルム２を、予熱後、フィルムのガラス転移温度付近まで昇温した賦形型に配置し、圧空によりインサートフィルム２を賦形型の形状に成形することができる。

インサートフィルム２は、賦形の予熱工程において、適宜箇所を断熱することにより位相差を３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）以下に調整することができる。
断熱する方法としては、例えば、ブロックごとに加熱温度を変える方法や断熱手段を使用する方法などが挙げられる。
断熱手段は、熱伝導率の低い材料を板状にした部材を用いることができ、特に限定するものではないが、熱伝導率が０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、好ましくは０．０４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．１８Ｗ／ｍ・Ｋ以下、さらに好ましくは０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料を用いることができ、具体的には、耐熱性に優れているという観点から、ケイ酸化合物及びガラス繊維などからなる断熱板が好ましい。
断熱材を使用して、予熱工程を行う場合、断熱材の大きさは図２に示すように透明部全体を覆い、且つ、文字等の印刷がなされる場合は、文字部も覆うようにすることがフィルムインサート成形品の歪を低減する観点から好ましい。また、断熱材のサイズは限定されないが、切削加工後のフィルムインサート成形品を正面から見た時の投影面積に対して、６５％以上、１００％未満、好ましくは８５％以上、９９％以下、さらに好ましくは９５％以上、９９％以下である。

本実施形態では、図２に示すように、印刷などにより加飾部６を設けた基材フィルムに、平面部４に相当する部分（図３の点線の範囲）に断熱板８を配置し、図４に示すように、表裏両面側からＩＲヒータなどのヒータ装置９で加熱して予熱した後、賦形する。
インサートフィルム２の透明部７における賦形後の位相差は、３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）以下、好ましくは９／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差２３．４ｎｍ）以下、さらに好ましくは１／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差２０．８ｎｍ）以下である。この範囲であることにより、低歪にすることができる。ちなみに、インサートフィルム２の断熱しない部分における位相差は５／２６π（波長５４０ｎｍにおける位相差５１．９ｎｍ）を超えるものである。断熱した加飾部６の位相差は測定することができないが、透明部７と同程度であると推測される。
インサートフィルム２の位相差を当該範囲に抑えることにより、フィルムインサート成形品１にした際に、位相差を適切な範囲に調整することができる。

また、賦形において、フィルム２の予熱時に断熱板８を使用することにより過剰な加熱を防いで賦形品のたわみ量を抑制することができ、後述する射出成形のための金型１４にセットしやすくなり、その結果、フィルムインサート成形品１の透明部や加飾部などを低歪化できる。
なお、インサートフィルムやフィルムインサート成形品の位相差は、該当部における透過前および透過後の偏光子を通じた透過光量差を把握することにより得られる。

また、インサートフィルム２の断熱した透明部７は、賦形後の位相差が３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）を超える面積割合が１４％以下、さらに好ましくは１３％以下、中でも１２％以下である。より好ましくは、透明部における賦形後の位相差が２３．４ｎｍ（９／１０４π）を超える、さらに好ましくは、２０．８ｎｍ（１／１３π）超える面積割合が当該範囲である。
この面積割合は、例えば、透明部において横方向を８カ所、縦方向を１２カ所に分割、つまり全体で９６カ所に分割し、各分割部分の位相差を測定し、３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）を超える面積の割合として算出することができる。

インサートフィルム２は、図５に示されるように、適宜形状に切断され、後述する射出成形のための金型１４にセットされる。この際、インサートフィルム２は、金型１４のゲート部１５側に伸びるフィルムゲート部１０を設けておくことが好ましい。フィルムゲート部１０の面積は、小さくすることが好ましい。このようにすることにより、フィルムインサート成形品１にした際に表裏面の収縮率差を小さくでき、フィルムインサート成形品１の位相差を小さくすることができる。これは、射出成形する際、フィルムゲート部１０は加熱されやすいため、他の部分と比較して残留歪みを生じやすくなる。フィルムゲート部１０の面積を小さくすることで、インサートフィルム２全体に残留する歪みを抑制して位相差を小さくすることができるものと考えられる。
フィルムゲート部１０の面積は、具体的には、金型１４のゲート部１５の正面面積に対して６０％以下、特に５５％以下、さらに３５％以下であることが好ましい。

フィルムインサート成形品の基材樹脂３は、例えば、熱可塑性樹脂を射出成形して形成することができる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（共重合体を含む）、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミドなどを挙げることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミドが高耐熱性の観点から好ましく、さらには、ポリカーボネートが高剛性、高耐熱性、高耐衝撃性の観点からより好ましい。

基材樹脂３の熱可塑性樹脂は、インサートフィルムと同様、フィルムインサート成形品が耐熱性を要求される液晶表示装置の前面パネルとして用いられる場合、ガラス転移温度が高い樹脂を選定することが好ましい。すなわち、ガラス転移温度１００℃以上、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１３０℃以上、さらに好ましくは１４０℃以上である。
この熱可塑性樹脂は、特に限定するものではないが、射出成形時のせん断速度の好ましい範囲は１０（１／ｓ）以上、１００００（１／ｓ）以下であり、より好ましくは、１００（１／ｓ）以上、１０００（１／ｓ）以下である。
この熱可塑性樹脂は、液晶表示装置の前面パネルとして用いられる場合、低歪化が強く要求されるため、射出成形時のせん断速度の好ましい範囲は３００（１／ｓ）以下、さらに好ましくは２８０（１／ｓ）以下、中でも２５０（１／ｓ）以下であることが好ましい。
基材樹脂３の熱可塑性樹脂のせん断速度は、金型の構造、樹脂のメルトフローレート、樹脂温度、金型温度を設定後、有限要素法を活用したシミュレーションなどで測定することができる。

また、この熱可塑性樹脂の線膨張係数は限定されないが、３０ｐｐｍ／Ｋ以上、９０ｐｐｍ／Ｋ以下、好ましくは４０ｐｐｍ／Ｋ以上、８０ｐｐｍ／Ｋ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ／Ｋ以上、７０ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲である。線膨張係数を当該範囲にすれば、フィルムインサート成形品１におけるインサートフィルム２と基材樹脂３との線膨張係数の差を抑えることができ、フィルムインサート成形品１の表裏面における収縮率差を抑えて、フィルムインサート成形品１の歪みを小さくできるためである。
したがって、前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、前記インサートフィルム２の線膨張係数を１００％としたとき、前記インサートフィルム２との線膨張係数との差が、４０％以内であることが好ましく、より好ましくは３０％以内、さらに好ましくは２０％以内である。つまり、前記熱可塑性樹脂の線膨張係数は、前記インサートフィルム２の線膨張係数の６０％〜１４０％の値が好ましい。
本発明において線膨張係数は、例えば、ＪＩＳＫ７１９７などに基づいて測定することができる。

基材樹脂３の熱可塑性樹脂のＭＦＲ（メルトフローレート、３００℃、１．２ｋｇ）は、１０ｃｍ^３／１０ｍｉｎ以上、４０ｃｍ^３／１０ｍｉｎ以下、好ましくは１５ｃｍ^３／１０ｍｉｎ以上、３５ｃｍ^３／１０ｍｉｎ以下、さらに好ましくは２０ｃｍ^３／１０ｍｉｎ以上、３０ｃｍ^３／１０ｍｉｎ以下である。成形性の観点からこの範囲が好ましい。
基材樹脂３の熱可塑性樹脂の曲げ弾性率は、１ＧＰａ以上、好ましくは１．５ＧＰａ以上、さらに好ましくは２．０ＧＰａ以上である。高剛性の観点からである。
基材樹脂３の熱可塑性樹脂の全光線透過率は、７０％以上、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上である。
これら物性値は、例えば、ＪＩＳＫ７２１０、ＪＩＳＫ７１７１、ＪＩＳＫ７３６１などに基づいて測定することができる。

フィルムインサート成形品１は、例えば、インサートフィルム２を金型のキャビティに配置して溶融した上記熱可塑性樹脂を射出成形してインサートフィルム２と基材樹脂３とを一体的に形成できる。

射出成形工程においては、金型を閉じる前に前記熱可塑性樹脂を該金型に充填する射出圧縮成形が好ましい。具体的には、フィルムインサート成形品１を射出成形する場合、図６（Ａ）に示すように、樹脂射出口１１を有する固定型１２と可動型１３とからなる金型１４を型締めして形成されるキャビティの少なくとも一方のキャビティ面に沿ってインサートフィルム２を配置し、キャビティ内に溶融した上記熱可塑性樹脂を射出して、まず、射出品を形成し、切削加工などをすることによりフィルムインサート成形品１を成形することができる。
樹脂の射出において、金型１４を完全に閉じる前（例えば、図６（Ｂ）に示すような状態）にキャビティ内に樹脂を充填した後、金型１４を閉じる圧縮成形することにより、成形後に歪みが残りにくいフィルムインサート成形品１を成形できる。
金型１４は、樹脂射出口１１を下方に設け、樹脂が下から上へ流動するようにするのがフィルムインサート成形品１を低歪にする観点から好ましい。

射出成形工程における成形温度は、特に限定されないが、射出される樹脂の融点以上、熱分解温度以下にするのが成形性として良好であり、具体的には、樹脂温度２５０〜３５０℃、特に２８０〜３１０℃の範囲内で設定されることが好ましい。なお、フィルムインサート成形品１の歪みを抑えるためには、樹脂温度を高く設定した方がよく、加熱による発泡成分が起因であるシルバーを抑えるためには、樹脂温度を低く設定した方がよい。
射出成形の金型１４内での樹脂圧縮量としては、１．２倍〜２．５倍が好ましい。フィルムインサート成形品１をより低歪とするためには、圧縮量１．８倍〜２．５倍の範囲が好ましく、金型１４内における空気成分の巻込み等が起因の外観不良を抑えるためには、圧縮量１．２倍〜１．８倍の範囲が好ましい。

金型１４のゲート部１５は、特に限定するものではないが、樹脂が均一に流動できるようなファン形状又はフィルム形状の構造であることが好ましい。このような形状に設計されることにより、成形後におけるフィルムインサート成形品１の歪みを軽減することができる。
なお、ファン形状のファンゲート部は、ノズルより充填された溶融樹脂が製品幅方向に広がり、速度を軽減しつつ一定にさせる効果がある。フィルム形状のフィルムゲート部は、製品の幅に広がった溶融樹脂をゲート幅の範囲において一定の速度で流動させることにより、反りや変形を低減させることが可能となる。

金型１４から取り出した射出品は、残留応力の緩和のためにアニールを行うことが好ましい。アニールは、ガラス転移点付近の温度領域で行うのが好ましく、例えば、１００℃〜１３０℃、１時間〜３時間の熱処理、より具体的には、約１０５℃×約２時間の熱処理により行うことができる。
フィルムインサート成形品１の歪みが発生するメカニズムとしては、射出成形時、流動状態の樹脂が金型１４に充填後、金型１４に接することで冷却され、金型１４付近の樹脂は収縮前に固化する（圧縮の残留応力）のに対し、金型１４の中央付近の樹脂は固化が遅れ、その後収縮しようとするが、表層付近の樹脂が固化しているため収縮不可となる（引張の残留応力）。これらの残留応力により歪みが発生すると考えられ、したがって、再度樹脂のガラス転移点付近の温度領域でアニールすることにより、樹脂の冷却固化による残留応力が解放され、フィルムインサート成形品１は低歪化となる。

射出品は、アニール後に、ゲート部１５側に形成された張出部を切削加工することが好ましい。張出部を切削加工することにより、上記メカニズムで発生していた樹脂の冷却固化による残留応力が、切削加工した部位において解放され、フィルムインサート成形品１は低歪化される。
切削加工は、アニールの前に行ってもよい。

本発明のフィルムインサート成形品１は、透明部７における位相差の平均値が１９／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差４９．３ｎｍ）以下、好ましくは１７／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差４４．１ｎｍ）以下、さらに好ましくは１５／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差３８．９ｎｍ）以下である。
また、本発明のフィルムインサート成形品１は、透明部における位相差が６２．３ｎｍ（３／１３π）を超える面積割合が４０％以下であることが好ましく、より好ましくは３５％以下である。この面積割合は、インサートフィルムと同様の方法で算出することができる。
フィルムインサート成形品１は、あらゆる分野の樹脂成形品として用いられるが、特に、立体形状を有し、且つ、高品質の美観や正確な模様の再現性が求められる用途に好ましく用いられる。中でも、金融機関のＡＴＭや鉄道駅・レストランなどの自動券売機に用いられるタッチパネルスクリーン、家庭電気製品、携帯電話、オーディオ機器、車載機器等の電子製品に搭載される液晶表示装置の前面パネルとして好適に用いられる。
フィルムインサート成形品１は、従来の樹脂基板やガラス基板に代えて、前面パネルとして用いることができ、裏面に接着層を形成し、センサー（電極）を取り付けることにより、前面パネルとすることができる。これによれば、模様の再現性に優れ、視認性にも優れる立体形状を有する前面パネルを作成することができる。

以下、本発明の一実施例を限定する。但し、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

図１に示すような形態のインサートフィルム成形品を作製するために、以下のフィルムを作製した。

＜インサートフィルムの作成＞
（フィルム１）
ポリカーボネートをＴダイにより製膜したフィルムを用い、このフィルムにＡＲ、ＡＦ、ＨＣ機能を付与したコート剤をロールコート法によりコーティングした。これを、枚葉にカット後、スクリーン印刷により印刷して基材フィルムとした。
次に、この基材フィルムを上下よりＩＲヒータで予熱した。予熱温度は、２１０℃とした。その後、予熱したフィルムを賦形型にセットし、２８０℃、８ＭＰａの条件で圧空により賦形を行った。得られたインサートフィルムの透明部の位相差を測定し、平均値を算出したところ９／２６π（波長５４０ｎｍにおける位相差９３．５ｎｍ）であった。また、得られたインサートフィルムの透明部中、位相差６２．３ｎｍ（３／１３π）を超える面積の割合は６５％であった。

（フィルム２）
上記フィルム１で用いた基材フィルムを用い、予熱工程において、文字部および透明部の温度を１００〜１２０℃、それ以外の部分の温度を２００℃〜２２０℃となるように調整した以外は、上記フィルム１と同じ手順でインサートフィルムを作成した。
具体的には、予熱エリアを６×６のブロックに分けて、ＩＲヒータの設定温度をブロックごとに変えて予熱し、各部分の温度が上記のように設定した。得られたインサートフィルムの透明部部分の位相差を測定し、平均値を算出したところ９／５２π（波長５４０ｎｍにおける位相差４６．７ｎｍ）であった。また、透明部中、位相差６２．３ｎｍ（３／１３π）を超える面積の割合は３２％であった。

（フィルム３）
上記フィルム１で用いた基材フィルムを用い、予熱工程において、フィルムインサート成形品製品部の正面投影面積に対して７０％を占める大きさ（２５２ｃｍ^２；横１２ｃｍ×縦２１ｃｍ）の断熱板（図７の２点鎖線８ａ）を、製品部中央に設置した以外は、上記フィルム２と同じ手順でインサートフィルムを作成した。
断熱板としては、ケイ酸化合物のバインダ及びガラス繊維からなる繊維複合材料「ミスミ社製ＨＩＰＡＬ」（厚さ５ｍｍ、線膨張係数７．３×１０^−５／℃、熱伝導率０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ）を使用した。断熱板は、図４に示すように、基材フィルムの加飾部及び透明部の上下に接触しないよう配置して予熱を行い、当該箇所にＩＲヒータの熱が遮断されるようにした。得られたインサートフィルムの透明部における位相差を測定し、平均値を算出したところ、２６．０ｎｍ（５／５２π）であった。また、透明部中、位相差６２．３ｎｍ（３／１３π）を超える面積の割合は１５％であった。

（フィルム４）
予熱工程において使用する断熱板の大きさを、フィルムインサート成形品製品部の正面投影面積に対して７９％（加飾部全体を覆う大きさ（２８６ｃｍ^２；横１３ｃｍ×縦２２ｃｍ）として、透明部及び文字部の全周囲において約１cm以上外側に及ぶ領域が覆われるように配置（図７の１点鎖線８ｂ）し、加飾部を含む範囲が断熱されるようにした以外は、上記フィルム３と同じ手順でインサートフィルムを作成した。得られたインサートフィルムの窓部部分の位相差を測定し、平均値を算出したところ１／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差２０．８ｎｍ）であった。また、透明部中、位相差６２．３ｎｍ（３／１３π）を超える面積の割合は１２％であった。

（フィルム５）
加飾を施さないフィルムを用いた以外は、上記フィルム４と同じ手順でインサートフィルムを作成した。得られたインサートフィルムの部位相差を測定し、平均値を算出したところ５／２６π（波長５４０ｎｍにおける位相差５１．９ｎｍ）であり、立ち壁部における位相差を測定し、平均値を算出したところ９／２６π（波長５４０ｎｍにおける位相差９３．５ｎｍ）であった。また、断熱部分全体のうち、位相差３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）を超える面積の割合は１８％であった。

（測定）
上記フィルム１〜５の位相差は以下のとおり測定した。また、インサートフィルム賦形時にたわみの有無を以下のとおりに判定した。これらの結果を下記表１に示す。

＜位相差＞
インサートフィルムの位相差は、株式会社フォトニック・ラティス社製の二次元複屈折評価システムＰＡ−１１０により測定した。より具体的には、該当部に透過前の入射光、および透過後の透過光を、偏光子を通じた時の透過光量差を把握することにより面方向の位相差を見出した。また、面積割合は、上述のように、９６区画に分割された各分割部分の位相差を測定し、位相差３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）を超える面積の割合を算出した。

＜たわみ＞
賦形の際、インサートフィルムの形状を目視で観察し、賦形型のキャビティの形状に大きく追随していないものはたわみ有りと判定した。

＜フィルムインサート成形品＞
上記フィルム３又は４を、金型のキャビティ面に配置して、溶融された熱可塑性樹脂を射出して、実施例１〜５及び比較例１〜３のフィルムインサート成形品を作製した。
射出樹脂を構成する樹脂組成物としては、ポリカーボネート樹脂（せん断速度が２５０［１／ｓ］以下、ガラス転移温度が１４０℃以上、メルトフローレート（３００℃、１．２ｋｇ）が２０ｃｍ^３／１０ｍｉｎ〜３０ｃｍ^３／１０ｍｉｎ、曲げ弾性率２ＧＰａ以上、全光透過率８５％以上）を使用した。
金型は、図５に示すように、樹脂射出口を下方に設けたものを使用した。

＜アニール＞
フィルムインサート成形品を作製するにあたり、アニールを施した。アニールの条件としては、１０５℃×２時間とした。

＜切削加工＞
切削加工は、樹脂組成物により金型のゲート部側に形成された張出部を切り落とした。

（実施例１）
フィルム４を用いて、樹脂温度３００℃、圧縮量１．８３倍の設定で、熱可塑性樹脂を射出して、フィルムインサート成形を行った。次いで、上述の条件でアニールを経て、張出部を切削加工してフィルムインサート成形品を作製した。この窓部部分の位相差を測定したところ２／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差４１．５ｎｍ）であった。

（実施例２）
フィルムインサート成形を行った後、張出部の切削加工を経て、アニールを行った点以外は、実施例１と同じ手順でフィルムインサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ２／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差４１．５ｎｍ）であった。

（実施例３）
樹脂温度３２０℃の設定で、フィルムインサート成形を行った点以外は、実施例１と同じ手順でフィルムインサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ１５／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差３８．９ｎｍ）であった。

（実施例４）
フィルムインサート成形時における金型の上下を逆にして樹脂射出口を上方にした以外は、実施例１と同じ手順でフィルムインサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ９／５２π（波長５４０ｎｍにおける位相差４６．７ｎｍ）であった。

（実施例５）
フィルムインサート成形時における圧縮量を約２倍にした点以外は、実施例１と同じ手順でフィルムインサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ７／５２π（波長５４０ｎｍにおける位相差３６．３ｎｍ）であった。

（比較例１）
フィルム３を用いて、フィルムインサート成形を行った点以外は、実施例１と同じ手順でフィルムインサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）以下であった。

（比較例２）
フィルム４を用いて、フィルムインサート成形後、１０５℃×２時間のアニール工程を経て、切削加工を行わなかった以外は実施例１と同じ手順で、インサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ位相差は５／２６π（波長５４０ｎｍにおける位相差５１．９ｎｍ）であった。

（比較例３）
フィルム４を用いて、インサート成形後、張出部の切削加工を経て、アニール工程を経なかった以外は実施例１と同じ手順で、インサート成形品を得た。この窓部部分の位相差を測定したところ位相差は５／２６π（波長５４０ｎｍにおける位相差５１．９ｎｍ）であった。

（試験）
実施例１〜５及び比較例１〜３のフィルムインサート成形品を用いて、以下の試験を行った。なお、位相差は上記と同様に測定した。これらの結果を下記表２に示す。

＜外観＞
外観の評価は、フィルムインサート成形品の窓部後方よりバックライトを当て、正面側より偏光板を通し、目視により虹ムラ、およびシルバーの発生有無について確認し、以下の指標で評価した。
◎：虹ムラ、シルバー共に発生せず、視認性に優れる
○：シルバーが少しみられるが、虹ムラはなく、視認性に優れる
×：虹ムラが発生しており、視認性が悪い

＜フィルムセット性＞
フィルムセット性は、フィルムインサート成形における金型への賦形品固定の際、以下の指標で評価した。
○：賦形品にたわみが無く金型に固定する際、支障がない
×：金型への固定に支障をきたすほどのたわみが賦形品に発生している

（試験結果）
表２に示すように、フィルムインサート成形品の窓部における位相差を特定範囲とした実施例１〜５は、加飾及び賦形がなされたインサートフィルムを用いて、立体的に成形されたフィルムインサート成形品でありながら、歪み・虹ムラがなく、視認性に優れるものであった。また、実施例１〜５は、賦形工程におけるフィルム予熱時の断熱板使用により過剰な加熱を防いで賦形品のたわみ量を抑制したものであるから、フィルムセット性に優れるものであることが示された。
一方、比較例１−３は、窓部における位相差が高く、視認性に劣り、印刷に向かないものであった。特に位相差が高い比較例１は、フィルムセット性の点からもたわみ量が大きく、成形に支障をきたす状態であった。

このように、本発明に規定する、フィルムインサート成形品の位相差の値が臨界点となって、外観やフィルムのセット性に大きな違いが出ることが、上述の実施例及び比較例の効果から実証された。

１フィルムインサート成形品
２インサートフィルム
３基材樹脂
４平面部
５立ち壁部
６加飾部
７透明部
８断熱板
９ヒータ装置
１０フィルムゲート部
１１樹脂射出口
１２固体型
１３可動型
１４金型
１５ゲート部

Claims

透明部及び加飾部を有し、賦形がなされたインサートフィルムを金型に配置し、溶融された熱可塑性樹脂を該金型に射出して成形したフィルムインサート成形品であって、透明部の位相差が１９／１０４π（波長５４０ｎｍにおける位相差４９．３ｎｍ）以下であることを特徴とするフィルムインサート成形品。
前記インサートフィルムは、賦形後において位相差が３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）以下である透明部を有する請求項１に記載のフィルムインサート成形品。
前記インサートフィルムは、賦形後において位相差が３／１３π（波長５４０ｎｍにおける位相差６２．３ｎｍ）を超える面積割合が１４％以下である透明部を有する請求項１又は２に記載のフィルムインサート成形品。
前記熱可塑性樹脂は、線膨張係数が３０ｐｐｍ／Ｋ以上９０ｐｐｍ／Ｋ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムインサート成形品。
前記熱可塑性樹脂は、射出成形時のせん断速度が３００（１／ｓ）以下である請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムインサート成形品。
請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムインサート成形品を用いてなる液晶表示装置の前面パネル。