JP2017107523A - フロントパネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示面部1の周囲に周囲部2を備えた前記パネル基材用部材1を射出成型によって形成する基材射出成型工程と、前記表示面部1及び周囲部2の表面に透明樹脂をコーティングしてコート層11,12を形成するコーティング工程とを備えたフロントパネルの製造方法において、前記表示面部1のコート層11の厚みの平均値Aavと、前記周囲部2のコート層12の厚みの平均値Bavとが、Aav<Bavの関係となるように、透明樹脂をコーティングすることを特徴とするフロントパネルの製造方法を提案する
【選択図】図2
Description
ところが、このように、防眩効果を付与するために、フロントパネルの画像表示面に微細な凹凸を形成した場合、その表面側に、上記特許文献1のようなハードコート層を積層すると、折角の防眩効果が低減してしまう場合があることが分かってきた。この際、ハードコート層の厚さを薄くすれば、防眩効果の低減を抑えることができる反面、上記平滑面にゆず肌が生じ易くなることも分かってきた。
そしてこの際、表示面部のコート層の厚みと、周囲部のコート層の厚みとに差を持たせて、表面に多数の凹凸を有する表示面部のコート層の厚みを比較的大きくすることで、表示面部における防眩効果を維持しつつ、周囲部におけるゆず肌の発生を防ぐことができる。よって、本発明が提案する製造方法で得られたフロントパネルは、例えば車載機器用タッチパネルディスプレイなどに好適に用いることができる。
本発明の実施形態の一例に係るフロントパネルの製造方法(「本製造方法」と称する)は、パネル基材用部材を射出成型する基材射出成型工程と、当該パネル基材用部材の基材表面部すなわち視認側表面部に透明樹脂をコーティングしてコート層を形成するコーティング工程とを備えたフロントパネル(「本フロントパネル」と称する)の製造方法である。
本製造方法は、前記基材射出成型工程及び前記コーティング工程を備えていれば、他の工程を備えていてもよい。例えば後述するアニーリング工程、印刷工程、切削工程、その他の工程を挿入することが可能である。
基材射出成型工程では、射出成型によってパネル基材用部材を形成する。
パネル基材用部材の材料は、透明な熱可塑性樹脂であればよい。例えばカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂やアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂などのアクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、脂環式ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂及びエポキシ系樹脂からなる群から選ばれる1種又は2種以上の樹脂を例示することができる。中でも、透明性と歪防止などの観点から、ポリカーボネート、アクリル系樹脂などを好ましく例示することができる。なかでも、車載機器用タッチパネルディスプレイに用いられるフロントパネルにおいては、飛散防止性の観点から、ポリカーボネートが好ましい。
ポリカーボネートとしては、ビスフェノールAを主原料とする一般的な芳香族ポリカーボネートに限定されず、例えば、他の原料を主原料とする芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、芳香族脂肪族ポリカーボネートを用いることもできる。例えばジオール成分として、イソソルバイトなどのエーテルジオールが主成分であるポリカーボネートなども包含する。また、ポリカーボネートは硬度が高くないため、塗布による硬度の向上が望まれる。そのため、本発明のパネル部材用基材としてポリカーボネートを用いた場合、コート層のゆず肌解消や防眩について、より一層効果的に享受することができる。
射出成型によれば、任意の形状及び厚みのパネル基材用部材を形成することができる。よって、例えば、図1に示すように、多数の凹凸を有する表示面部1と、平面視した際に当該表示面部1を囲むようにその周囲に、平滑面からなる周囲部2とを有する基材表面部表面を備えたパネル基材用部材3を形成することができる。
この際、周囲部2は、図1に示すように、周端縁部を湾曲面として形成してもよいし、うねり面として形成してもよい。また、周囲部2の適宜箇所に貫通穴などの開口部や凹部、凸部、リブなどを設けることも任意に可能である。また、適宜箇所に、格子模様や千鳥模様等の各種模様を付与することもできる。
かかる観点から、表示面部1の表面の表面粗さ(Rz)RzCは5μm〜24μmであるのが好ましく、中でも8μm以上或いは20μm以下、その中でも12μm以上或いは18μm以下であるのがさらに好ましい。
なお、表面粗さ(Rz)は、JIS B 0601―1994に規定される十点平均粗さであり、例えば表面粗さ測定機、形状測定機、工具顕微鏡、レーザー顕微鏡、その他の機器によって測定することができる(後述する表面粗さ(Rz)についても同様である。)。
かかる観点から、表示面部1の表面の凹凸の最大高さ(Ry)は10〜22μmであるのが好ましく、中でも14μm以上或いは20μm以下、その中でも特に16μm以上或いは18μm以下であるのがさらに好ましい。
なお、最大高さ(Ry)は、JIS B 0601―1994に規定される最大高さであり、例えば表面粗さ測定機、形状測定機、工具顕微鏡、レーザー顕微鏡、その他の機器によって測定することができる(後述する最大高さ(Ry)についても同様である。)。
かかる観点から、周囲部2の表面の表面粗さ(Rz)は、8μm以下であるのが好ましく、中でも6μm以下、その中でも4μm以下であるのがさらに好ましい。
射出成型では、射出成形金型の成形キャビティ内に射出成形用樹脂材料を射出して、該成形キャビティを上記樹脂材料で充填し、その充填された樹脂材料を上記成形キャビティ内で冷却して固化させた後、上記射出成形金型を開いて射出成形品を取り出すことにより、パネル基材用部材を作製することができる。
よって、例えば、上述のように、多数の凹凸を有する表示面部1の周囲に、平滑面からなる周囲部2を有する基材表面部を備えたパネル基材用部材3を形成するためには、雄雌の射出成形金型によって形成される金型成形キャビティを、本フロントパネルの形態に対応するように形成すると共に、射出成形金型の内側表面(型面)において、上記表示面部1に対応した部位(「表示面部形成部」とも称する)に、多数の凹凸に対応した表面形状を形成し、上記周囲部2に対応した部位(「周囲部形成部」とも称する)に滑面に対応した表面形状を形成すればよい。
必要に応じて、凹凸パターンが形成された表面を、砥石若しくは研磨布紙(サンドペーパー)によって研磨することが好ましい。また、必要に応じて、液状若しくはペースト状の研磨剤を用いて研磨することができる。
上記エッチング法では、例えば、フッ酸と、フッ化アンモニウムと、硫酸や硝酸などの無機酸、酢酸や蟻酸などの有機酸などの酸と、水と、その他添加剤とを含むフッ酸系エッチング液を用いて凹凸表面を形成することができる。
射出成型後、パネル基材用部材に生じた歪や反りを軽減するために、加熱してアニーリングするようにしてもよい。
アニーリング方法としては、公知の方法で行うことができる。例えば、大気雰囲気下で、炉内温度を80〜120℃、20分〜150分保持するように加熱処理すればよい。この際、炉内温度と品温はほとんど同温である。
コーティング工程では、上記パネル基材部材の表面側すなわち視認側に、例えば上記パネル基材用部材3の前記表示面部1及び周囲部2の表面に透明樹脂をコーティングしてコート層を形成する。
透明樹脂のコート方法としては、例えばスピンコート法、ディッピングコート法、スプレー法、スライドコート法、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、インクジェット法、シルクスクリーン法、ダイコート法、フローコート法、キャスト転写法等の公知の塗布方法を挙げることができる。
中でも、コート層の厚み調整及び塗り分けの観点から、スプレー法、インクジェット法、グラビアコート法、シルクスクリーン法を採用するのが好ましく、例えばロボットアームスプレーなどを使用して、透明樹脂をスプレー塗付するのが好ましい。
より具体的には、例えばロボットアームスプレーをコンピュータ制御するようにすれば、作業者としては、コーティングされるパネル基材用部材の形状や大きさに則した各部位での塗布量及び塗布回数(塗り重ね回数)などをコンピュータに入力することにより、前記表示面部1のコート層11の厚み及び前記周囲部2のコート層12の厚みを所望の厚みに調整することができる。
コーティング工程では、前記表示面部1のコート層11の厚みの平均値Aavと、前記周囲部2のコート層12の厚みの平均値Bavとが、Aav<Bavの関係となるように、透明樹脂をコーティングするのが好ましい。
このように、表示面部1のコート層11の厚みと、周囲部2のコート層12の厚みとに差を持たせて、表面に多数の凹凸を有する表示面部1のコート層11の厚みを、周囲部2のコート層12の厚みより大きくすることで、表示面部1における防眩効果を維持しつつ、周囲部2におけるゆず肌の発生を防ぐことができる。
表示面部1のコート層11の厚みの平均値Aavが10μm以下であれば、十分な防眩効果を得ることができる。他方、5μm以上であれば、画像の鮮明度を損なうことをより防ぐことができる。また、塗膜としての強度を十分付与することができる。
かかる観点から、表示面部1のコート層11の厚みの平均値Aavは、5μm〜10μmであるのが好ましく、中でも6μm以上或いは9μm以下、その中でも7μm以上或いは8μm以下であるのが特に好ましい。
周囲部2のコート層12の厚みの平均値Bavが30μm以下であれば、経時による塗膜収縮や塗膜の破損を防ぐことができる。他方、8μm以上であれば、ゆず肌が生じるのをより防止することができる。
かかる観点から、周囲部2のコート層12の厚みの平均値Bavは、8μm〜30μmであるのが好ましく、中でも10μm以上或いは25μm以下、その中でも12μm以上或いは20μm以下であるのが特に好ましい。
(1)・・表面粗さRzC>表面粗さRzA=表面粗さRzB
(2)・・表面粗さRzC>表面粗さRzA>表面粗さRzB
コートする樹脂組成物(「コート樹脂組成物」と称する)は、透明な樹脂組成物であれば特に限定するものではない。中でも、ハードコート材料として用いられている樹脂組成物が特に好ましい。
また、光重合性化合物を重合する際に照射する光としては、例えば可視光線、並びに紫外線、X線、電子線、α線、β線、およびγ線のような電離放射線などを挙げることができる。
光重合開始剤の添加量は、硬化性樹脂100質量部に対して、0.1〜5質量部添加することが好ましい。
溶剤乾燥型樹脂としては、透明ポリイミド前駆体ワニスなどを含む組成物を挙げることができる。
硬化剤としては、通常、イソシアネート、有機スルホン酸等がポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂に用いられ、アミンがエポキシ樹脂に、メチルエチルケトンパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチルエステル等のラジカル開始剤が不飽和ポリエステル系樹脂によく使用される。
また、コート樹脂組成物の濡れ性(JISK6768)は22.6dyn以下であるのが好ましく、コート樹脂組成物の粘度(JISK56002―2フローカッフ゜式)は7.5秒〜10.0秒であるのが好ましい。
かかる観点から、コート樹脂組成物のベース樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂が特に好ましい。中でも、表面硬度の観点からすると、アクリル樹脂が特に好ましい。
パネル基材用部材は、必要に応じて、所定の形状になるように余肉部分を切削するようにしてもよい。例えば、周囲部2の外周縁部を切断して、最終的なパネル基材の形態にすればよい。
切削工程は、コーティング工程の前後いずれに導入してもよい。
本製造方法は、必要に応じて印刷工程を備えていてもよい。
例えば、表示面部1の周囲に隠蔽部を形成するように、すなわち周囲部2に対応したパネル基材の裏面に印刷、例えば黒色印刷を施すようにしてもよい。
印刷工程は、コーティング工程の前後いずれに導入してもよい。
ミラー印刷層を設けることにより、ミラー効果を与えて良好なメタリック感を付与することができ、優れた意匠性を与え、高級感を付与することができる。
このような印刷インクの印刷方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷等の印刷法が用いられるが、なかでもスクリーン印刷が好適である。
この白色印刷は、内側のミラー印刷層にわずかに残る微少なピンホールを目止めし、光の透過を防止して、ミラー印刷によって得られたメタリック感のピンホールによる低下を抑えるためのものであり、白色着色剤を配合した通常の印刷インクが用いられ、スクリーン印刷等で印刷することができる。
この種の用途に使用される印刷インクとしては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などの透明合成樹脂をビヒクルとし、これにシリカ粉末、アルミナ粉末などの艶消し用の粉末を配合、分散した蒸発乾燥型あるいは紫外線硬化型の透明印刷インクが好ましい。
このような透明印刷の印刷方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷等の印刷法などを用いることができる。
本フロントパネルは、そのまま、スマートフォンやタブレット端末、携帯ゲーム機器などのフロントパネルのほか、カーナビゲーションや産業機械などの操作パネルに使用することができる。
本明細書において「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
「裏面側」とは、前記「表面側」とは反対側を意味し、フロントパネルの表示光が入光する側を意味する。
「透明」とは、無色透明に限られず、着色透明もこれに包含されるものとする。
車載ディスプレイフロントパネルの形状に対応した形状のキャビティを有し、表示面部の視認側表面に対応する型面がシボ加工面、周囲部の表面に対応する型面が鏡面である射出成形用金型を用意した。
次いで、このようにして得られたパネル基材用部材の余肉部分を切除した後、大気雰囲気下で炉内温度を100℃、700分保持するようにしてアニーリングを行って、パネル基材(サンプル)を得た。
表示面部1の表面の凹凸の最大高さ(Ry)は22μmであり、周囲部のそれは4μmであった。
さらに、周囲部2の裏面にシルクスクリーン印刷にて、黒色印刷を施した。
ロボットアームスプレーを使用してパネル基材(サンプル)の表示面部1及び周囲部2の表面に透明樹脂Aをコーティングしてコート層を形成し、フロントパネル(サンプル)を作製した。この際、ロボットアームスプレーを制御するコンピュータに、それぞれの位置におけるスプレー量と塗り重ね回数を入力することで、表示面部1のコート層11の厚み及び前記周囲部2のコート層12の厚みを表1に示すように調整した。
上記透明樹脂Aとしては、アクリル樹脂(粘度8.0秒)を使用した。この粘度は、JISK56002―2フローカッフ゜式に準拠して,アネスト岩田製NK2カッフ゜を使用して測定した値である。
また、コート層表面の鉛筆硬度は、いずれの実施例・比較例でも2Hであった。
金属板に対して実施例と同様にコート層11,12を形成し、電磁誘導式膜厚測定装置(株式会社ケット化学研究所製「パーマスコープMPOD」)を用いて、任意の3箇所のコート層11,12の厚みを計測し、その平均値をそれぞれ平均値Aav、Bavとした。
パネル基材(サンプル)の表面の表面粗さ、並びに、フロントパネル(サンプル)におけるコート層の表面の表面粗さは、東京精密株式会社製の表面粗さ計(製品名「SURFCOM(登録商標)NEX」)を用いると共に、先端の径が5μmの触針を使用して、JISB0601:1994に準じて、表面の十点平均粗さ(Rz)、最大高さ(Ry)を測定した。
スガ試験機株式会社製ダブルビーム方式ヘーズコンピュータ「HGM-2B」を用いて、JISK7136に準拠してヘイズを測定した。
実施例・比較例で作製したフロントパネル(サンプル)の表示面部について、表示面に蛍光灯を反射させ、反射して映った蛍光灯の鮮明性を目視で観察し、次の基準で評価した。
◎(very good):蛍光灯が適度にぼやけて映った
○(good) :蛍光灯はぼやけて映ったが、ぼやけ具合が十分でなかった
×(poor) :蛍光灯が鮮明に映った
実施例・比較例で作製したフロントパネル(サンプル)の周囲部について、外周部に光を反射させ、塗装面の凹凸感を観察し、次の基準で評価した。
◎(very good):凹凸感なく平滑だった。
○(good) :微細な凹凸感は残るものの、ほぼ平滑だった。
×(poor) :凹凸感があった。
かかる観点から、周囲部のコート層の厚みの平均値Bavは10μmより厚く30μm以下であるのが好ましく、表示面部のコート層の厚みの平均値Aavは5μm〜10μmであるのが好ましいことが分かった。
2 周囲部
3 パネル基材用部材
4 印刷部
11 コート層
12 コート層
Claims (10)
- 多数の凹凸を有する表示面部と該表示面部の周囲に、平滑面からなる周囲部とを有する基材表面部を備えたパネル基材用部材を射出成型によって形成する基材射出成型工程と、前記パネル基材用部材の表示面部及び周囲部の表面に透明樹脂をコーティングしてコート層を形成するコーティング工程とを備えたフロントパネルの製造方法であって、
前記表示面部のコート層の厚みの平均値Aavと、前記周囲部のコート層の厚みの平均値Bavとが、Aav<Bavの関係となるように、透明樹脂をコーティングすることを特徴とするフロントパネルの製造方法。 - 前記周囲部のコート層の厚みの平均値Bavが8μm以上30μm以下となるように、透明樹脂をコーティングすることを特徴とする請求項1に記載のフロントパネルの製造方法。
- 前記表示面部のコート層の厚みの平均値Aavが5μm以上10μm以下となるように、透明樹脂をコーティングすることを特徴とする請求項1又は2に記載のフロントパネルの製造方法。
- スプレー法、インクジェット法、グラビアコート法又はシルクスクリーン法によって透明樹脂を塗付することによってコート層を形成することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のフロントパネルの製造方法。
- コーティングをする際の塗付量の調整、塗付回数の調整、被塗装物距離の調整、塗布パターン、及び、吐出口の移動速度の調整のうちの何れか一種の調整又は二種以上の調整の組合せによって、前記表示面部のコート層の厚み及び前記周囲部のコート層の厚みを調整することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のフロントパネルの製造方法。
- 前記パネル基材用部材の表示面部の視認側表面は、シボ加工表面であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のフロントパネルの製造方法。
- 前記パネル基材用部材の周囲部の表面は、鏡面であることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のフロントパネルの製造方法。
- 前記表示面部のコート層の表面粗さRzAと、前記周囲部のコート層の表面粗さRzBと、前記パネル基材用部材の表示面部の表面粗さRzCとが、次の関係式(1)又は(2)を満たすように、透明樹脂をコーティングすることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のフロントパネルの製造方法。
(1)・・表面粗さRzC>表面粗さRzA=表面粗さRzB
(2)・・表面粗さRzC>表面粗さRzA>表面粗さRzB - パネル基材用部材の裏面に印刷を行う印刷工程を備えた請求項1〜8の何れかに記載のフロントパネルの製造方法。
- 前記フロントパネルは、車載機器用タッチパネルディスプレイに用いられるフロントパネルであることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の製造方法。
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