JP5212562B2 - 成形品及びインモールド転写箔 - Google Patents
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- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
Description
インモールド転写箔は、ベースフィルムと、該ベースフィルム上に形成された転写層から構成されている。転写層は、複数の層から構成されており、一例としてベースフィルム側から順にハードコート層、図柄や文字等(絵柄)が施された加飾層、接着層の積層構造となっている。絵柄を印刷したインモールド転写箔を成型金型内にセットし、射出された溶融樹脂の圧力と熱によりインモールド転写箔の転写層を1次成形樹脂に転写する。このようにしてインモールド転写箔に施した絵柄を樹脂成形部に転写し、成形と表面加飾を同時に行う。
加飾層のベースフィルム側にはハードコート層を設けたものが多い。ハードコート層は転写した加飾層を摩擦や引っ掻きによる傷から守るための層である。ハードコート層は、印刷法によって形成されることもあるが、例えばブレードコーターを用いてベースフィルム全面に塗布されることも多い。
また、転写層の中には、例えば導電インキを印刷することによって、アンテナや静電スイッチのような回路の機能を担う導電配線を形成することもできるが、もしもこのような導電配線が形成されている場合には、箔流れが起こると、導電配線のショートや断線が発生して回路が設計どおりに動作しなくことがある。
1.第1の実施形態(加飾層、導電配線層のベースフィルム側に箔流れ防止のための印刷層を有する例:図9)
2.第2の実施形態(導電配線層の上下に印刷層を有する例:図10)
3.第3の実施形態(加飾層、導電配線層のベースフィルム側に箔流れ防止のための印刷層を有し、2次成形層が透明な例:図11)
4.第4の実施形態(導電配線層の上下に印刷層を有し、2次成形層が透明な例:図12)
5.第5の実施形態(接着層が1次成形層側と2次成形層側の双方に有する例:図13)
6.第6の実施形態(導電配線層の上下に印刷層を有し、接着層が1次成形層側と2次成形層側の双方に有する例:図14)
7.第7の実施形態(接着層がはみ出した例:図15,図16)
8.実施例と比較例
(成形品の構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る、図示しない電子機器の外観上見える部分の一部を構成する構造体である成形品(2色成形品)として、その電子機器の筐体の一部である前面カバーの成形品を示す平面図である。
図4〜図7は、前面カバー100の、インモールド成形による製造方法を説明するための図である。
ここで、インモールド転写箔の転写層に導電配線層を設け、多色成形方法を適用した成形品に電気的な機能を付与することを想定する。具体的な電気的機能としては、例えばアンテナや静電スイッチ、タッチセンサ、配線などがある。なお、特許3118276号公報などに導電配線層の例が記載されているが、この特許公報に記載されたものは単一の樹脂による成形に係るものであり、2色成形品に係るものではない。
以下、第1の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2色成形を行う場合を説明する。
本実施形態は、インモールド転写箔の加飾層及び導電配線層のベースフィルム側に、従来のハードコート層ではなく所定樹脂からなる印刷層(箔流れ防止用印刷層の一例)を設け、2次成形において、1次成形品に転写された層の変形・破壊の防止を図る例である。
導電配線は1層であってもよいし、プリント基板の多層基板のような回路を形成するために、2層以上であってもよい。2層以上にする場合には、多層基板と同様に、層と層の間に絶縁層を配置し、ある層の回路を別の層の回路と接続する必要がある場合には、絶縁層の適当な箇所にスルーホールを設け、スルーホールに導電材料を充填して接続するようにする。
次に、第2の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2色成形を行った場合を説明する。本例は、上記印刷層31を導電配線層の上下両側に設けた例である。
また第1の実施形態と同様に、加飾層や導電配線層は1層であってもよいし、2層以上であってもよい。
次に、第3の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2色成形を行った場合を説明する。本例は、1次成形層10が不透明な樹脂とし、2次成形層20が透明又は半透明な樹脂としたものである。不透明な樹脂である1次成形層10の材料としては、第1の実施形態で2次成形層20の材料として説明したものが用いられる。例えば、1次成形層10の材料として、機械的強度が比較的高いABS樹脂、PC樹脂、ABS樹脂とPC樹脂の合成樹脂、PMMA(ポリメタクリル酸メチル(アクリル))、PS(ポリスチレン)等の樹脂が用いられる。また、透明又は半透明な樹脂である2次成形層20の材料としては、第1の実施形態で2次成形層20の材料として説明したものが用いられる。例えば、2次成形層20の材料として、塩化ビニル、アクリル樹脂、ABS樹脂等の汎用樹脂、PC樹脂、ABS樹脂とPC樹脂の混合樹脂等のプラスチックが用いられる。
なお、この第3の実施形態に係るインモールド転写箔50′を構成する各層やベースフィルムは、他の実施形態で説明した各層やベースフィルムと同じものが適用可能であり、具体的な各層の材料名,機能,膜厚は省略する。
本例では、印刷層31を加飾層33及び導電配線層32の上側(第1成形層側)に形成する。
次に、第4の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2色成形を行った場合を説明する。本例は、1次成形層10が不透明な樹脂とし、2次成形層20が透明又は半透明な樹脂とした上で、上記印刷層31を導電配線層の上下両側に設けた例である。
不透明な樹脂である1次成形層10の材料と、透明又は半透明な樹脂である2次成形層20の材料は、第3の実施形態で説明したものが用いられる。
また、この第4の実施形態に係るインモールド転写箔60′を構成する各層やベースフィルムは、他の実施形態で説明した各層やベースフィルムと同じものが適用可能であり、具体的な各層の材料名,機能,膜厚は省略する。
次に、第5の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2次成形を行った場合を説明する。本例は、第3の実施形態に係るインモールド転写箔に、さらに2次成形層と1次成形層との接着強度を向上させるために、加飾層33の2次成形層側(インモールド転写箔においてはベースフィルム側)に、2次成形樹脂との接着層を設けたものである。
また、この第5の実施形態に係るインモールド転写箔70′を構成する各層やベースフィルムは、他の実施形態で説明した各層やベースフィルムと同じものが適用可能であり、具体的な各層の材料名,機能,膜厚は省略する。
本例では、印刷層31を加飾層33及び導電配線層32の上側(第1成形層側)に形成する。
次に、第6の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2色成形を行った場合を説明する。本例は、第4の実施形態に係るインモールド転写箔に、さらに2次成形層と1次成形層との接着強度を向上させるために、第1の印刷層31−1の2次成形層側(インモールド転写箔においてはベースフィルム側)に、2次成形樹脂との接着層を設けたものである。
また、この第6の実施形態に係るインモールド転写箔80′を構成する各層やベースフィルムは、他の実施形態で説明した各層やベースフィルムと同じものが適用可能であり、具体的な各層の材料名,機能,膜厚は省略する。
次に、第7の実施形態に係るインモールド転写箔を用いて2次成形を行った場合を説明する。本例は、第5の実施形態に係るインモールド転写箔と同様の層構成とした上で、第1の接着層34−1を、他の層よりもはみ出した外形形状としたものである。
また、この第7の実施形態に係るインモールド転写箔90′を構成する各層やベースフィルムは、他の実施形態で説明した各層やベースフィルムと同じものが適用可能であり、具体的な各層の材料名,機能,膜厚は省略する。
図16は、図15Aに示すインモールド転写箔90′の平面図である。図16に示すように、ベースフィルム3と接した第1の接着層34−1が、インモールド転写箔90´の周囲全てで、はみ出し部34−1aを有する。即ち、第1の接着層34−1が、加飾層33、導電配線層32、印刷層31、第2の接着層34−2の外形よりも大きくなっている。
上記のように第1の接着層34−1にはみ出し部34−1aを設けると、印刷の位置ずれによって第1の接着層34−1の外形から加飾層33、導電配線層32、印刷層31がはみ出すのを防ぐことができ、転写不良の発生を抑制できる。
なお、図15,図16の例では、第5の実施形態に係るインモールド転写箔と同様の層構成とした上で、第1の接着層34−1を、他の層よりもはみ出した外形形状とした。これに対して、その他の構成のインモールド転写箔において、ベースフィルムと接した接着層を、同様に加飾層33や箔流れ防止用の印刷層31などの外形より大きくしてもよい。
[第1実施形態に係る実施例]
以下、第1の実施形態に係る実施例を説明する。この実施例は、インモールド転写箔において導電配線層の2次成形層側のみに箔流れ防止用印刷層を有し、その箔流れ防止用印刷層に種々の材料を適用した例である。
箔流れ防止用印刷層に、ポリエステル系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表1に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。メーカー名は、「株式会社」を省略して表記している。
型番:200硬化剤
メーカー:帝国インキ製造
箔流れ防止用印刷層に、ポリウレタン系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表2に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
箔流れ防止用印刷層に、セルロース系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表3に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
a)箔流れ防止用印刷層の硬化剤
型番:H硬化剤
メーカー:セイコーアドバンス
b)加飾層の硬化剤
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
箔流れ防止用印刷層に、ポリイミド系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表4に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
以下、第2の実施形態に係る実施例を説明する。これらの実施例は、インモールド転写箔において導電配線層の1次成形層側と2次成形層側の両側に箔流れ防止用印刷層を有し、その箔流れ防止用印刷層に種々の材料を適用した例である。
箔流れ防止用印刷層に、ポリエステル系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表5に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
型番:200硬化剤
メーカー:帝国インキ製造
箔流れ防止用印刷層に、ポリウレタン系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表6に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
箔流れ防止用印刷層に、セルロース系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表7に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
a)箔流れ防止用印刷層の硬化剤
型番:H硬化剤
メーカー:セイコーアドバンス
b)加飾層の硬化剤
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
箔流れ防止用印刷層に、ポリイミド系樹脂を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表8に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは8μmである。
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
(1.印刷条件)
導電配線層は250メッシュのポリエステルメッシュを使用したスクリーンマスクを用い、その他の層は200メッシュのポリエステルメッシュを使用したスクリーンマスクを用いて、スキージ角度70度、スキージスピード25mm/秒で各層を印刷した。
(2.乾燥・硬化のための加熱処理条件)
2−1.実施例1−4,2−4以外の場合
各層を印刷した後に90℃で10分間乾燥して、積層していき、全部の層を積層した後に140℃で60分加熱処理を行った。
2−2.実施例1−4,2−4の場合
各層を印刷した後に、箔流れ防止用印刷層は140℃で10分間、他の層は90℃で10分間乾燥して、積層していき、全部の層を積層した後に150℃で60分加熱処理を行った。
次に、第1の実施形態に係る実施例1−1〜1−4及び第2の実施形態に係る実施例2−1〜2−4と、比較例を比較評価した実験の結果を説明する。まず、比較例として、箔流れ防止用印刷層の材料もしくは厚さが本開示の条件を満たさない2例のインモールド転写箔を説明する。
箔流れ防止用印刷層に、本開示で指定する樹脂以外の樹脂(エポキシ系樹脂)を適用した場合のインモールド転写箔の構造を、表9に示す。
加飾層のインキには、次の硬化剤を10%添加して使用している。
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
箔流れ防止用印刷層に、本開示で指定する樹脂(ポリウレタン系樹脂)を適用したが、厚さが不足した場合のインモールド転写箔の構造を、表10に示す。この例では箔流れ防止用印刷層の厚さは1μmである。
型番:JA−950
メーカー:十条ケミカル
2次成形層の成形条件のピーク圧力と充填時間を変えて、実施例と比較例のインモールド転写箔の転写層をどれだけ過酷な成形条件に耐えられるかを比較した。図17A,B,Cはそれぞれ、各実施例の1次成形層の外形、2次成形層の外形、2色成形品の断面を示す図である。図18は、実施例の転写層の導電配線の形状と2次成形層との位置関係を示した平面図である。
1)透明アクリル樹脂を用いて成形した1次成形層に実施例と比較例のインモールド転写箔の転写層を転写し、さらに黒いABS樹脂を用いて2次成形層を成形して、図17A,図17B,図17Cのような2色成形品を作製する実験を行った。図17Aは1次成形層の外形を示す図である。図17Bは2次成形層の外形を示す図である。図17Cは2色成形品の断面(図17BのBーBの位置の断面)を示す図である。
2)転写層の導電配線層は、図18のような形状とし、2次成形後に導電配線21が断線したかどうかをテスタで検査した。
3)導電配線以外の層は、図11Aの1次成形層10の形状を覆うようなベタ印刷層とし、2次成形後に箔流れが発生したかどうかを目視で評価した。
図19のような2次成形時の圧力プロファイルのピーク圧力と充填時間を変えて成形を行い、(1)箔流れが発生するか、(2)導電配線層の断線が発生するかを評価した。
・実験1
2次成形時の充填時間を0.3秒に固定して、ピーク圧力をどこまで上げると箔流れ・断線が発生するかを調べた。
・実験2
2次成形時のピーク圧力を150MPaに固定して、充填時間をどれだけ長くすると箔流れ・断線が発生するかを調べた。
・実験1の結果
箔流れが発生したピーク圧力は表11の通りで、すなわちどの実施例でも150MPa以下では箔流れも断線も発生しなかった。これに対して比較例では100MPa以下で箔
流れ・断線が発生した。
箔流れが発生した充填時間は表12の通りで、すなわちどの実施例でも充填時間1秒以下では箔流れも断線も発生しなかった。これに対して比較例では0.4秒以下で箔流れ・断線が発生した。
図20A,Bは箔流れが生じた成形品(比較例1,2)、図20Cは本開示のインモールド転写箔を用いた場合の成形品の例を示す説明図である。
図20A〜Cは図1と同じ向きに2色成形品を見た写真で、下側に2次成形樹脂を充填するためのゲートがあり、図の下から上に向かって2次成形樹脂が流れる。写真(図20C)のように1次成形層10側から見ると、もし箔流れが全く無い場合には、透明アクリル樹脂と透明な接着層を通して、白い加飾層33だけが見える。しかしながら、図20A,Bに示す箔流れが発生した比較例1,2においては、加飾層33などが2次成形樹脂に流されて破損し、その下にある黒い2次成形樹脂20b1〜20b4が見える。これに対して箔流れが発生しなかった図20Cの実施例の2色成形品においては白い加飾層33だけが見える。
(1)
1次成形層と、
加飾層、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層を少なくとも有し、前記1次成形層側から近い順に前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層であり、前記1次成形層の表面に転写された転写層と、
前記転写層の前記箔流れ防止用印刷層側に形成された2次成形層と、
を有する成形品。
(2)
前記箔流れ防止用印刷層の膜厚が2μm〜40μmである
前記(1)に記載の成形品。
(3)
前記1次成形層に対する距離が前記加飾層より遠く前記箔流れ防止用印刷層より近い導電配線層、をさらに有する
前記(1)又は(2)に記載の成形品。
(4)
前記箔流れ防止用印刷層が、前記導電配線層の上下両側に形成されている
前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の成形品。
(5)
前記箔流れ防止用印刷層の膜厚が5μm〜20μmである
前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の成形品。
(6)
前記転写層の前記2次成形層側に形成された接着層、をさらに有し、
前記接着層は、前記転写層の前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層の外形よりも大きくした
前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の成形品。
(7)
1次成形層と、加飾層、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層を少なくとも有し、
前記1次成形層側から近い順に前記箔流れ防止用印刷層、前記加飾層であり、
前記1次成形層の表面に転写された転写層と、前記転写層の前記加飾層側に形成された2次成形層と、
を有する成形品。
(8)
前記箔流れ防止用印刷層の膜厚が2μm〜40μmである
前記(7)に記載の成形品。
(9)
前記1次成形層に対する距離が前記箔流れ防止用印刷層より遠く前記加飾層より近い導電配線層、をさらに有する
前記(7)又は(8)に記載の成形品。
(10)
前記箔流れ防止用印刷層が、前記導電配線層の上下両側に形成されている
前記(7)〜(9)のいずれか1項に記載の成形品。
(11)
前記箔流れ防止用印刷層の膜厚が5μm〜20μmである
前記(7)〜(10)のいずれか1項に記載の成形品。
(12)
前記転写層の前記2次成形層側に形成された接着層、をさらに有し、
前記接着層は、前記転写層の前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層の外形よりも大きくした
前記(7)〜(11)のいずれか1項に記載の成形品。
(13)
離型性を有するベースフィルムと、
前記ベースフィルム上に、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層、加飾層、1次成形層が接着される接着層を少なくとも有し、前記ベースフィルム側から近い順に前記箔流れ防止用印刷層、前記加飾層、前記接着層である転写層と、を備える
インモールド転写箔。
(14)
離型性を有するベースフィルムと、
前記ベースフィルム上に、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層、加飾層、1次成形層が接着される接着層を少なくとも有し、前記ベースフィルム側から近い順に前記加飾層、箔流れ防止用印刷層、前記接着層である転写層と、を備えるインモールド転写箔。
(15)
前記転写層の前記ベースフィルム側に形成された接着層、をさらに有し、
前記接着層は、前記転写層の前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層の外形よりも大きくした
前記(13)又は(14)に記載のインモールド転写箔。
また、例えば箔流れ防止用印刷層を加飾層として利用してもよい。
Claims (5)
- 1次成形層と、
加飾層、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層、アクリル又はポリエステル又はポリカーボネートのいずれかからなる接着層を少なくとも有し、前記1次成形層側から近い順に前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層、前記接着層であり、前記1次成形層の表面に転写された転写層と、
前記転写層の前記接着層側に形成された2次成形層と、
前記1次成形層に対する距離が前記加飾層より遠く前記箔流れ防止用印刷層より近い導電配線層と、
を有し、
前記箔流れ防止用印刷層の膜厚が2μm〜40μmである
成形品。 - 前記箔流れ防止用印刷層が、前記導電配線層の上下両側に形成されている
請求項1に記載の成形品。 - 1次成形層と、
加飾層、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層、アクリル又はポリエステル又はポリカーボネートのいずれかからなる接着層を少なくとも有し、前記1次成形層側から近い順に前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層、前記接着層であり、前記1次成形層の表面に転写された転写層と、
前記転写層の前記接着層側に形成された2次成形層と、
を有し、
前記接着層は、前記転写層の前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層の外形よりも大きくした
成形品。 - 離型性を有するベースフィルムと、
前記ベースフィルム上に、アクリル又はポリエステル又はポリカーボネートのいずれかからなる2次成形層が接着される第1の接着層、ポリエステル又はポリウレタン又はポリイミド又はセルロースのいずれか、もしくはこれらのうちの2以上の組み合わせからなる混合物を主成分とする箔流れ防止用印刷層、加飾層、1次成形層が接着される第2の接着層を少なくとも有し、前記ベースフィルム側から近い順に、前記第1の接着層、前記箔流れ防止用印刷層、前記加飾層、前記第2の接着層である転写層と、を備える
インモールド転写箔。 - 前記第1の接着層は、前記転写層の前記加飾層、前記箔流れ防止用印刷層の外形よりも大きくした
請求項4記載のインモールド転写箔。
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