JP6868337B2 - Film insert molded product and its manufacturing method - Google Patents
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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。 The present invention relates to a film insert molded product preferably used for a front panel of a home electric appliance or the like, and a method for manufacturing the same.
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。
Resin molded products are used as front panels in liquid crystal display devices such as displays for home appliances, mobile phones and audio equipment, and touch panel screens for automatic ticket vending machines. The surface of these front panels may be decorated with letters and patterns.
Conventionally, as a method of manufacturing such a resin molded product, there is a method of attaching a decorative film to a base sheet such as glass or a plastic plate.
For example, in Patent Document 1 below, a method of bonding a decorative film (design sheet) having character information and a base material sheet to a touch panel front plate is adopted.
This method is suitable for a flat base sheet, but has a problem that it cannot be applied to a three-dimensional base sheet.
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。
Further, there is a film insert molding method in which a decorative film is placed as an insert film in a mold and a resin as a base material is injected (see, for example,
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。
Therefore,
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。
However, it is difficult to accurately predict the strain generated in the molding process, and it cannot be said that a technique for accurately reproducing characters, patterns, etc. on the surface of a resin molded product having a three-dimensional shape has been established. In particular, since characters are composed of lines and are closely watched, there is a problem that distortion is more easily recognized than patterns.
Further, when a resin molded product is used as a front panel of an electric appliance or the like, it is difficult to visually recognize if the display such as an image or a liquid crystal is distorted.
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。 Therefore, an object of the present invention is a film insert molded product having a three-dimensional shape, which reduces distortion, makes it easy to visually recognize displays such as images and liquid crystals, and can accurately reproduce characters, patterns, and the like. The purpose is to provide a manufacturing method.
本発明の第一の形態は、表面側のインサートフィルムの裏面側に射出成形による基材樹脂を備えた二層からなり、平面部とその周囲を裏面側に立ち上げた立壁部とを有する形状をなし、該平面部に透明部を設け、該透明部の周囲を加飾部とした、フィルムインサート成形品であって、該透明部の位相差が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である。 The first embodiment of the present invention has a two-layer structure in which a base resin formed by injection molding is provided on the back surface side of the insert film on the front surface side, and has a flat surface portion and a standing wall portion whose periphery thereof is raised on the back surface side. This is a film insert molded product in which a transparent portion is provided on the flat surface portion and the periphery of the transparent portion is used as a decorative portion, and the phase difference of the transparent portion is 19 / 104π (phase difference 49 at a wavelength of 540 nm). It is a film insert molded product characterized by having a thickness of 3 nm) or less.
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。 In the film insert molded product of the above form, since the phase difference of the transparent portion is low, distortion is small in this portion, and if this portion is used as a display screen for an image or a liquid crystal, it becomes easy to see. In addition, the distortion around it can be reduced, and the appearance is excellent.
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。 The film insert molded product of the above-described form is preheated by using a heat insulating means and shaped to form an insert film, and the insert film is placed in a mold and the thermoplastic resin is placed in the mold. It can be manufactured by a manufacturing method including an injection molding step of filling.
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。 As described above, in the shaping process of the insert film, when the insert film is formed, the preheating is performed by using the heat insulating means to shape the insert film, so that the phase difference becomes small and distortion occurs in the portion where the heat insulating means is used. It becomes difficult. Further, the phase difference of the film insert molded product molded by using the same can be reduced, and the film insert molded product having a transparent portion with small distortion can be manufactured. Further, when the decorative portion such as a character or a pattern is insulated, the distortion of the character or the pattern is reduced.
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。 Hereinafter, a film insert molded product according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.
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。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the film insert molded product 1 of the embodiment of the present invention is composed of the
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。
The thickness of the
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。
As the
The
In the present invention, the total light transmittance can be measured based on JIS K7361 or the like.
AF (anti-fingerprint), AR (anti-reflection, anti-reflection, low reflection), HC (hard code) functions and the like can be imparted to the surface of the
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。
The
The
In the present invention, the coefficient of linear expansion can be measured based on JIS K7197 or the like.
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。
As shown in FIG. 2, the
The
The total light transmittance of the
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。
The
In the present embodiment, the shape is shaped so as to have a standing
The shaping is not particularly limited, but can be applied by compressed air molding or the like. More specifically, the
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。
In the shaping preheating step, the
Examples of the method of heat insulating include a method of changing the heating temperature for each block and a method of using heat insulating means.
As the heat insulating means, a plate-shaped member made of a material having a low thermal conductivity can be used, and the heat conductivity is not particularly limited, but the thermal conductivity is 0.03 W / m · K or more and 0.20 W / m · K. Hereinafter, materials preferably 0.04 W / m · K or more and 0.18 W / m · K or less, more preferably 0.05 W / m · K or more and 0.15 W / m · K or less can be used. Specifically, from the viewpoint of excellent heat resistance, a heat insulating plate made of a silicic acid compound, glass fiber, or the like is preferable.
When performing the preheating process using a heat insulating material, the size of the heat insulating material covers the entire transparent part as shown in FIG. 2, and when printing characters or the like, also covers the character part. This is preferable from the viewpoint of reducing the distortion of the film insert molded product. Further, although the size of the heat insulating material is not limited, 65% or more and less than 100%, preferably 85% or more and 99% or less, with respect to the projected area when the film insert molded product after cutting is viewed from the front. More preferably, it is 95% or more and 99% or less.
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。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
The phase difference after shaping in the
By suppressing the phase difference of the
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。
Further, in shaping, by using the
The phase difference between the insert film and the film insert molded product can be obtained by grasping the difference in the amount of transmitted light through the polarizer before and after transmission in the corresponding portion.
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。
Further, the heat-insulated
This area ratio is, for example, divided into 8 places in the horizontal direction and 12 places in the vertical direction in the transparent part, that is, divided into 96 places in total, and the phase difference of each divided part is measured and 3 / 13π (at a wavelength of 540 nm). It can be calculated as the ratio of the area exceeding the phase difference of 62.3 nm).
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。
As shown in FIG. 5, the
Specifically, the area of the
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。
The
Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate (including a copolymer), polymethylmethacrylate, polystyrene, polycarbonate, and polyamide. Of these, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and polyamide are preferable from the viewpoint of high heat resistance, and polycarbonate is more preferable from the viewpoint of high rigidity, high heat resistance, and high impact resistance.
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。
As for the thermoplastic resin of the
The thermoplastic resin is not particularly limited, but the preferred range of the shear rate during injection molding is 10 (1 / s) or more and 10000 (1 / s) or less, and more preferably 100 (1 / s) or less. s) or more and 1000 (1 / s) or less.
When this thermoplastic resin is used as a front panel of a liquid crystal display device, low strain is strongly required. Therefore, the preferred range of shear rate during injection molding is 300 (1 / s) or less, more preferably 280 (). It is preferably 1 / s) or less, and more preferably 250 (1 / s) or less.
The shear rate of the thermoplastic resin of the
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。
The coefficient of linear expansion of this thermoplastic resin is not limited, but is 30 ppm / K or more and 90 ppm / K or less, preferably 40 ppm / K or more and 80 ppm / K or less, and more preferably 50 ppm / K or more and 70 ppm / K or less. The range. If the linear expansion coefficient is set within the above range, the difference in the linear expansion coefficient between the
Therefore, when the coefficient of linear expansion of the thermoplastic resin is 100%, the difference between the coefficient of linear expansion of the thermoplastic resin and the coefficient of linear expansion of the
In the present invention, the coefficient of linear expansion can be measured based on, for example, JISK7197.
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、10cm3/10min以上、40cm3/10min以下、好ましくは15cm3/10min以上、35cm3/10min以下、さらに好ましくは20cm3/10min以上、30cm3/10min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。
Thermoplastic resin MFR of the base resin 3 (melt flow rate, 300 ° C., 1.2 kg) is, 10
The flexural modulus of the thermoplastic resin of the
The total light transmittance of the thermoplastic resin of the
These physical property values can be measured based on, for example, JISK7210, JISK7171, JISK7361 and the like.
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。
In the film insert molded product 1, for example, the
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。
In the injection molding step, injection compression molding in which the mold is filled with the thermoplastic resin before closing the mold is preferable. Specifically, when the film insert molded product 1 is injection-molded, as shown in FIG. 6A, the
In the resin injection, after the
It is preferable that the
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。
The molding temperature in the injection molding step is not particularly limited, but it is good for moldability to be equal to or higher than the melting point of the injected resin and lower than the thermal decomposition temperature. Specifically, the resin temperature is 250 to 350 ° C., particularly 280. It is preferably set within the range of ~ 310 ° C. In addition, in order to suppress the distortion of the film insert molded product 1, it is better to set the resin temperature high, and in order to suppress silver caused by the foaming component due to heating, it is better to set the resin temperature low.
The amount of resin compressed in the injection molding die 14 is preferably 1.2 times to 2.5 times. In order to reduce the strain of the film insert molded product 1, the compression amount is preferably in the range of 1.8 to 2.5 times, and in order to suppress appearance defects due to entrainment of air components in the
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。
The
The fan-shaped fan gate portion has the effect that the molten resin filled from the nozzle spreads in the product width direction to keep the speed constant while reducing the speed. The film-shaped film gate portion can reduce warpage and deformation by allowing the molten resin spread over the width of the product to flow at a constant speed within the range of the gate width.
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。
The injection product taken out from the
The mechanism by which the film insert molded product 1 is distorted is that during injection molding, the resin in a fluid state is filled in the
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。
For the injection product, it is preferable to cut the overhanging portion formed on the
The cutting process may be performed before annealing.
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。
In the film insert molded product 1 of the present invention, the average value of the phase difference in the
Further, in the film insert molded product 1 of the present invention, the area ratio in the transparent portion where the phase difference exceeds 62.3 nm (3 / 13π) is preferably 40% or less, more preferably 35% or less. This area ratio can be calculated by the same method as for the insert film.
The film insert molded product 1 is used as a resin molded product in all fields, but is particularly preferably used in applications that have a three-dimensional shape and require high-quality aesthetics and accurate pattern reproducibility. Above all, it is suitable as a front panel of a liquid crystal display device mounted on an ATM of a financial institution, a touch panel screen used in an automatic ticket vending machine such as a railway station / restaurant, a household electric appliance, a mobile phone, an audio device, an in-vehicle device, and other electronic products. Used for.
The film insert molded product 1 can be used as a front panel instead of the conventional resin substrate or glass substrate, and can be used as a front panel by forming an adhesive layer on the back surface and attaching a sensor (electrode). .. According to this, it is possible to create a front panel having a three-dimensional shape having excellent pattern reproducibility and excellent visibility.
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。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be limited. However, the present invention is not limited to this embodiment.
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。 In order to produce an insert film molded product having a form as shown in FIG. 1, the following film was produced.
<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。
<Creation of insert film>
(Film 1)
A film obtained by forming a film of polycarbonate with a T-die was used, and the film was coated with a coating agent having AR, AF, and HC functions by a roll coating method. This was cut into sheets and then printed by screen printing to obtain a base film.
Next, this base film was preheated from above and below with an IR heater. The preheating temperature was 210 ° C. Then, the preheated film was set in a shaping mold, and shaping was performed by compressed air under the conditions of 280 ° C. and 8 MPa. The phase difference of the transparent portion of the obtained insert film was measured, and the average value was calculated to be 9 / 26π (phase difference of 93.5 nm at a wavelength of 540 nm). Further, in the transparent portion of the obtained insert film, the ratio of the area having a phase difference of more than 62.3 nm (3 / 13π) was 65%.
(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。
(Film 2)
Using the base film used in the above film 1, the temperature of the character part and the transparent part was adjusted to 100 to 120 ° C., and the temperature of the other parts was adjusted to 200 ° C. to 220 ° C. in the preheating step. An insert film was prepared in the same procedure as the above film 1.
Specifically, the preheating area was divided into 6 × 6 blocks, and the set temperature of the IR heater was changed for each block to preheat, and the temperature of each part was set as described above. The phase difference of the transparent portion of the obtained insert film was measured, and the average value was calculated to be 9 / 52π (phase difference of 46.7 nm at a wavelength of 540 nm). Further, the proportion of the area having a phase difference of more than 62.3 nm (3 / 13π) in the transparent portion was 32%.
(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(252cm2;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。
(Film 3)
Using the base film used in the above film 1, in the preheating process, a heat insulating plate having a size (252 cm 2 ;
As a heat insulating plate, a fiber composite material "HICAL" made of silicic acid compound binder and glass fiber (
(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(286cm2;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。
(Film 4)
The size of the heat insulating plate used in the preheating process is 79% of the front projected area of the film insert molded product part (the size covering the entire decorative part (286 cm 2 ;
(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。
(Film 5)
An insert film was prepared in the same procedure as the
(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。
(Measurement)
The phase difference between the films 1 to 5 was measured as follows. In addition, the presence or absence of deflection at the time of shaping the insert film was determined as follows. These results are shown in Table 1 below.
<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。
<Phase difference>
The phase difference of the insert film was measured by a two-dimensional birefringence evaluation system PA-110 manufactured by Photonic Lattice Co., Ltd. More specifically, the phase difference in the plane direction was found by grasping the difference in the amount of transmitted light when the incident light before transmission and the transmitted light after transmission were passed through the polarizer in the corresponding portion. As for the area ratio, as described above, the phase difference of each divided portion divided into 96 sections was measured, and the ratio of the area exceeding the phase difference of 3 / 13π (phase difference of 62.3 nm at a wavelength of 540 nm) was calculated. ..
<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。
<Deflection>
At the time of shaping, the shape of the insert film was visually observed, and it was determined that the shape of the cavity that did not closely follow the shape of the shaping cavity was deflected.
<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20cm3/10min〜30cm3/10min、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。
<Film insert molded product>
The
The resin composition constituting the injected resin, a polycarbonate resin (shear rate 250 [1 / s] or less, the glass transition temperature of 140 ° C. or higher and a melt flow rate (300 ° C., 1.2 kg) is 20cm 3 / 10min~ 30 cm 3 / 10min, flexural modulus 2GPa or more, 85% or more total light transmittance) was used.
As shown in FIG. 5, the mold used had a resin injection port provided at the bottom.
<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。
<Annealed>
Annealing was performed to prepare a film insert molded product. The annealing conditions were 105 ° C. × 2 hours.
<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。
<Cutting>
In the cutting process, the overhanging portion formed on the gate portion side of the mold was cut off by the resin composition.
(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。
(Example 1)
Using the
(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。
(Example 2)
A film insert molded product was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the overhanging portion was cut after the film insert molding and then annealed. When the phase difference of this window portion was measured, it was 2 / 13π (phase difference of 41.5 nm at a wavelength of 540 nm).
(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。
(Example 3)
A film insert molded product was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the film insert molding was performed at a resin temperature of 320 ° C. When the phase difference of this window portion was measured, it was 15 / 104π (phase difference of 38.9 nm at a wavelength of 540 nm).
(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。
(Example 4)
A film insert molded product was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the mold was turned upside down during film insert molding and the resin injection port was turned upward. When the phase difference of this window portion was measured, it was 9 / 52π (phase difference of 46.7 nm at a wavelength of 540 nm).
(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。
(Example 5)
A film insert molded product was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the amount of compression during film insert molding was doubled. When the phase difference of this window portion was measured, it was 7 / 52π (phase difference of 36.3 nm at a wavelength of 540 nm).
(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。
(Comparative Example 1)
A film insert molded product was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the film insert was molded using the
(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。
(Comparative Example 2)
After the film insert molding using the
(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。
(Comparative Example 3)
An insert-molded product was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the
(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。
(test)
The following tests were carried out using the film insert molded products of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3. The phase difference was measured in the same manner as described above. These results are shown in Table 2 below.
<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
<Appearance>
The appearance was evaluated by shining a backlight from the rear of the window of the film insert molded product, passing a polarizing plate from the front side, visually confirming the presence or absence of rainbow unevenness and silver, and evaluating with the following indexes.
◎: Both rainbow unevenness and silver do not occur, and visibility is excellent. ○: Silver is seen a little, but there is no rainbow unevenness, and visibility is excellent. ×: Rainbow unevenness occurs, and visibility is poor.
<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
<Film setability>
The film settability was evaluated by the following indexes when fixing the shaped product to the mold in film insert molding.
◯: There is no deflection in the shaped product and there is no problem when fixing it to the mold. ×: The shaped product has enough deflection to interfere with fixing to the mold.
(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。
(Test results)
As shown in Table 2, Examples 1 to 5 in which the phase difference in the window portion of the film insert molded product is within a specific range are three-dimensionally molded films using the decorated and shaped insert film. Although it was an insert-molded product, it had no distortion or uneven rainbow, and had excellent visibility. Further, in Examples 1 to 5, since excessive heating is prevented by using a heat insulating plate at the time of preheating the film in the shaping step and the amount of deflection of the shaped product is suppressed, the film setting property is excellent. It has been shown.
On the other hand, Comparative Examples 1-3 had a high phase difference in the window portion, were inferior in visibility, and were not suitable for printing. In Comparative Example 1 in which the phase difference was particularly high, the amount of deflection was large from the viewpoint of film settability, which hindered molding.
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。 As described above, from the effects of the above-described Examples and Comparative Examples, the value of the phase difference of the film insert molded product defined in the present invention becomes a critical point, and a large difference appears in the appearance and the settability of the film. Demonstrated.
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
1 Film insert molded
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