JP7187990B2 - 樹脂成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
かかる計器は、例えば、情報を表示する表示部と、表示部の前面側(光出射面側)に配置されてなる透明板とを有している。
特許文献1には、表示素子上に配置する表示板として、「透光性の基板の前面に所定の模様をなす微細凹凸部が形成され、前記基板の背面に所定の色調である地色層が形成されてなる表示板」を開示している。
しかし、特許文献1の計器は、表示部の地色層の色味の重厚感が不足し、高級感を満足できないものであった。
[1]下記(1)~(3)の工程を有する、樹脂成形体の製造方法。
(1)上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、離型シート上に意匠層を含む転写層を有する転写シートを配置し、前記金型の他方の側に、凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aと相補的な形状を有する賦型シートを配置する工程。
(2)前記金型を締め、前記金型内に射出樹脂を注入し、前記転写シートの転写層側の面と、前記射出樹脂を含む射出樹脂層と、前記賦型シートとを密着させた積層体Aを得る工程。
(3)前記金型を開けた後、前記積層体Aから転写シートの離型シート及び賦型シートを剥離し、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる転写層とを有してなる、樹脂成形体を得る工程。
[2]表示素子と、前記表示素子の光出射面上に配置されてなる表示板と、前記表示板の光出射面上に空気層を介して配置されてなる透明板とを有してなり、
前記表示板は、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる意匠層を含む転写層とを有してなる樹脂成形体であり、
前記樹脂成形体は、前記射出樹脂層のモスアイ構造部Aが光出射面側となるように配置されてなり、
前記透明板は、光入射面側に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Bを有してなる、表示装置。
本発明の樹脂成形体の製造方法は、下記(1)~(3)の工程を有するものである。
(1)上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、離型シート上に意匠層を含む転写層を有する転写シートを配置し、前記金型の他方の側に、凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aと相補的な形状を有する賦型シートを配置する工程。
(2)前記金型を締め、前記金型内に射出樹脂を注入し、前記転写シートの転写層側の面と、前記射出樹脂を含む射出樹脂層と、前記賦型シートとを密着させた積層体Aを得る工程。
(3)前記金型を開けた後、前記積層体Aから転写シートの離型シート及び賦型シートを剥離し、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる転写層とを有してなる、樹脂成形体を得る工程。
工程(1)は、上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、離型シート上に意匠層を含む転写層を有する転写シートを配置し、前記金型の他方の側に、凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aと相補的な形状を有する賦型シートを配置する工程である(図1(a))。
工程(1)で用いられる転写シートは、離型シート上に意匠層を含む転写層を有するものである。
図2は、転写シート70の実施の形態を示す断面図である。図2の転写シート70は、離型シート30上に、意匠層11を含む転写層10を有している。なお、図2の転写シート70の転写層10は、意匠層11の他に、アンカーコート層12及び接着剤層13を有している。
転写シートを構成する離型シートは、射出樹脂層に転写層を転写した後に剥離可能なものであれば特に限定されず、支持体の単層構造、あるいは、支持体上に離型層を有する多層構造が挙げられる。
これらのプラスチックフィルムの中では、耐熱性、寸法安定性に優れ、転写時の位置合わせの適性に優れる2軸延伸ポリエステルフィルムが好適である。
離型層の樹脂は、所定の被膜強度を有し、転写層との接着力が低い材料であれば特に限定されず、汎用の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂組成物の硬化物、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物等が挙げられる。具体的には、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体樹脂、硝化綿等が挙げられる。
これらの中でも、熱硬化性樹脂組成物の硬化物が好ましく、アクリルポリオール及びイソシアネートを含む熱硬化性樹脂組成物がより好ましい。
離型層の厚みは、0.10~6.50μmであることが好ましく、0.50~6.00μmであることがより好ましく、0.70~5.50μmであることがさらに好ましい。
転写シートを構成する転写層は少なくとも意匠層を有するものであり、例えば、下記(Y1)~(Y6)の構成が挙げられる。なお、下記(Y1)~(Y6)において、「/」は層の界面を示し、左側に近いほど離型シートに近いことを意味する。
(Y1)意匠層の単層
(Y2)意匠層/接着剤層
(Y3)意匠層/アンカーコート層/接着剤層
(Y4)保護層/意匠層
(Y5)保護層/意匠層/接着剤層
(Y6)保護層/意匠層/アンカーコート層/接着剤層
意匠層は、樹脂成形体に色味等の意匠性を付与する役割を有する層である。本発明で得られる樹脂成形体は、意匠層を含む転写層に対して、モスアイ構造部Aを有する射出樹脂層が密着してなることから、射出樹脂層側から視認した際に意匠層の色味(≒樹脂成形体の色味)に重厚感を付与することができる。
なお、図3の樹脂成形体100を表示装置の部材として用いる際には、該樹脂成形体の中心部に時速を示す指針を付加して用いることが好ましい。
このように、第1領域A1は文字等の情報を視認させる役割を有する一方で、第2領域A2は文字等の情報の背景となる役割を有する。このため、第1領域A1と第2領域A2との配置は、前述した役割を満たす限り特に限定されない。なお、第1領域A1と第2領域A2とのコントラストにより第2領域A2の重厚感を感じさせやすくする観点からは、意匠層は、面内に独立した第1領域A1を複数有し、第2領域A2が個々の第1領域A1を囲うように形成されてなることが好ましい。
第1領域A1の意匠層に光拡散剤を含むことにより、表示素子に表示される情報の視野角を広げることができ、また、光の強度を和らげ情報を見やすくできる。光拡散剤の含有量は特に限定されず、樹脂成分100質量部に対して1~50質量部程度であることが好ましい。
暗色部は、第2領域A2の全面積の50%以上に形成されていることが好ましく、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上、よりさらに好ましくは99%以上である。
暗色部の樹脂成分としては、ポリビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂及びセルロース系樹脂等の汎用の樹脂が挙げられる。
暗色部の顔料としては、カーボンブラック等の暗色顔料、赤系顔料、青系顔料及び黄系顔料を混合して暗色化した混合顔料が挙げられる。該顔料の含有量は、樹脂成分100質量部に対して1~100質量部程度であることが好ましい。
L*値は12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましい。また、a*値の絶対値は8以下であることが好ましく、6以下であることがより好ましい。また、b*値の絶対値は14以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましい。
接着剤層は、射出樹脂層と転写層との接着性を良好にして、転写作業を良好にするために、必要に応じて、転写層の離型シートから最も遠い側に配置される。
接着剤層の厚みは、0.1~10μmであることが好ましく、0.5~5μmであることがより好ましい。
アンカーコート層は、インモールド成形時の高温環境への耐熱性を向上させるために必要に応じて設けられる層である。アンカーコート層は、意匠層と接着剤層との間に形成することが好ましい。
硬化性樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂組成物が挙げられる。
アンカーコート層の熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂組成物の実施の形態は、後述の保護層の熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂組成物の実施の形態と同様である。
アンカーコート層の厚みは、0.1~6μmであることが好ましく、0.5~5μmであることがより好ましい。
保護層は、転写後の意匠層を保護するために必要に応じて設けられる層である。保護層は、転写層の厚み方向において意匠層よりも離型シート側に配置される。
硬化性樹脂組成物の硬化物は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物が挙げられ、これらの中でも電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物が好ましい。
また、保護層は熱可塑性樹脂を含有してもよいが、耐擦傷性を向上する観点から、その量は微量であることが好ましい。具体的には、保護層中の熱可塑性樹脂の含有量は5質量%未満であることが好ましく、1質量%未満であることがより好ましく、0.1質量%未満であることがさらに好ましく、0質量%であることがよりさらに好ましい。
以下、硬化性樹脂組成物の硬化物及び熱可塑性樹脂のことを「樹脂成分」と称する場合がある。
電離放射線硬化性樹脂としては、エチレン性不飽和結合基を有する化合物が好ましい。また、転写シートを製造する過程で保護層が傷つくことを抑制する観点からは、電離放射線硬化性樹脂としては、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する化合物がより好ましく、中でも、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する、多官能性(メタ)アクリレート系化合物が更に好ましい。多官能性(メタ)アクリレート系化合物としては、モノマー及びオリゴマーのいずれも用いることができる。
なお、電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
3官能以上の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリレート系モノマーは、分子骨格の一部を変性しているものでもよく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等による変性がなされたものも使用することができる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、多価アルコール及び有機ジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの反応によって得られる。
また、好ましいエポキシ(メタ)アクリレートは、3官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と多塩基酸と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、及び2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等とフェノール類と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートである。
上記電離放射線硬化性樹脂は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、α-ヒドロキシアルキルフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α-アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等から選ばれる1種以上が挙げられる。
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合阻害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等から選ばれる1種以上が挙げられる。
工程(1)で用いられる賦型シートは、射出樹脂層の表面にモスアイ構造を形成する賦型材としての役割を有する。
賦型シートは、凸部群から形成されてなるモスアイ構造と相補的な形状を一方の面に備えたものを用いることができる。該相補的な形状は、賦型シートの一方の面の一部に形成されていてもよいが、賦型シートの一方の面の略全部に形成されていることが好ましい。
また、モスアイ原版に硬化性樹脂を流し込んだ後に、硬化性樹脂からなる塗膜上に基材を貼り合わせ、該基材とともに塗膜を剥離し、基材上に賦型された硬化膜を有する賦型シートを得ることもできる。
賦型シートの厚みは、強度及び取り扱い性のバランスの観点から、12~250μmであることが好ましく、25~200μmであることがより好ましく、38~125μmであることがさらに好ましい。
賦型シートにより賦型されるモスアイ構造の具体例は後述する。
工程(2)は、前記金型を締め、前記金型内に射出樹脂を注入し、前記転写シートの転写層側の面と、前記射出樹脂を含む射出樹脂層と、前記賦型シートとを密着させた積層体Aを得る工程である(図1(b))。
なお、射出する組成物は、射出樹脂に加えて、紫外線吸収剤及び酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。
工程(3)は、前記金型を開けた後、前記積層体Aから転写シートの離型シート及び賦型シートを剥離し、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる転写層とを有してなる、樹脂成形体を得る工程である(図1(c))。
上記のように、積層体Aを所望のサイズに断裁した後に、離型シート又は賦型シートを剥離することにより、離型シート又は賦型シートを樹脂成形体の保護シートとして機能させることができ、樹脂成形体の傷つきを抑制し得る点で有用である。特に、モスアイ構造部は傷つきやすいため、断裁後に賦型シートを剥離することは有用である。
また、上述した本発明の樹脂成形体の製造方法により得られた樹脂成形体は、意匠層を含む転写層にモスアイ構造部Aを有する射出樹脂層が密着してなることから、射出樹脂層側から視認した際に意匠層の色味(≒樹脂成形体の色味)に重厚感を付与することができる。
本発明の表示装置は、表示素子と、前記表示素子の光出射面上に配置されてなる表示板と、前記表示板の光出射面上に空気層を介して配置されてなる透明板とを有してなり、前記表示板は、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる意匠層を含む転写層とを有してなる樹脂成形体であり、前記樹脂成形体は、前記射出樹脂層のモスアイ構造部Aが光出射面側となるように配置されてなり、前記透明板は、光入射面側に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Bを有してなるものである。
図4の表示装置1000は、表示素子310と、表示素子の光出射面上に配置されてなる表示板100と、表示板の光出射面上に空気層320を介して配置されてなる透明板200とを有している。また、図4において、表示板(樹脂成形体)100は、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部A(21)を有してなる射出樹脂層20と、射出樹脂層のモスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる意匠層11を含む転写層10とを有している。また、図4において、樹脂成形体100は、射出樹脂層20のモスアイ構造部A(21)が光出射面側となるように配置されている。また、図4において、透明板200は、光入射面側に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部B(202)を有している。
表示素子は光を出射できるものであれば使用することができ、LED光源等の単なる光源でもよいが、任意の箇所を選択的に発光できたり、任意の箇所の発光色を可変できたりするものが好ましい。このため、表示素子は、液晶表示素子、EL(無機EL、有機EL)表示素子及びプラズマ表示素子等のディスプレイ用の表示素子であることが好ましい。また、表示素子は、液晶プロジェクター等のプロジェクターであることも好ましい。
なお、表示装置の表示素子が液晶表示素子である場合、液晶表示素子の樹脂成形体とは反対側の面にはバックライトが必要である。
本発明の表示装置を構成する表示板は、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる意匠層を含む転写層とを有してなる樹脂成形体である。また、前記樹脂成形体は、前記射出樹脂層のモスアイ構造部Aが光出射面側となるように配置されてなるものである。
射出樹脂層は上述したように熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。また、射出樹脂層は、射出樹脂に加えて、紫外線吸収剤及び酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。
なお、モスアイ構造部A又はモスアイ構造部Bに代替して多層の反射防止膜を形成する手段が考えられる。しかし、多層の反射防止膜は特定の角度(原則は正面)から視認することを前提として設計されるものであるため、該角度から離れて視認した際には反射防止性が低下するとともに、反射光に色味が生じる。このため、多層の反射防止膜では、意匠層の色味を重厚感のあるものとすることができない。
また、個々の凸部は、底部から頂部に向かうに従って、水平断面の断面積が徐々に小さくなる形状を有し、いわゆるテーパー形状を有するものである。凸部の底部の形状は特に限定されず、円形、多角形、不定形等のいずれであってもよい。また、凸部の頂部の形状は特に限定されず、平坦、鋭角、曲面等のいずれであってもよいが、賦型性の観点から曲面が好ましい。
凸部の周期は、反射率の波長依存性に影響を及ぼし、周期が長くなるほど可視光領域の短波長側の光に対する反射率が増加する傾向にある。一方、周期が200nm以下においては、周期の変動に伴う反射率の波長依存性の変化は少なくなる。また、凸型の周期が短すぎると凸部群を形成しにくくなる。
したがって、凸部の周期は、50~400nmであることが好ましく、100~360nmであることがより好ましい。
なお、モスアイ構造を斜めから視認した際には、モスアイ構造に由来する構造色が生じやすい。該モスアイ構造は、凸部の周期を短くすると抑制しやすくなる。このため、構造色を抑制し、重厚感を高める観点から、凸部の周期は200nm以下であることが好ましい。
凸部の周期、高さ及び間隔は、走査型電子顕微鏡(SEM)及び原子間力顕微鏡(AFM)等を用いて、凸部の縦断面を観察して20個分の周期、高さ及び間隔を測定し、その測定値の平均値とする。
したがって、凸部の高さは、60~2000nmであることが好ましく、100~800nmであることがより好ましい。
なお、上述した構造色は、凸部群を構成する凸部をランダムに配置することにより抑制しやすくできる。すなわち、斜めから視認した際の重厚感を良好にしやすくする観点から、凸部の周期及び間隔を不均一とすることが好ましい。この場合、凸部の高さは略均一であることが好ましい。
樹脂成形体を構成する転写層は、少なくとも意匠層を含むものである。また、転写層は、射出樹脂層のモスアイ構造部Aとは反対側の面に密着されてなるものである。
また、転写層に含まれる意匠層は、光透過性を有する第1領域と、光不透過性の第2領域とを有することが好ましい。また、意匠層の第2領域A2は少なくとも一部が暗色部であることが好ましい。
転写層の実施の形態は、本発明の樹脂成形体の製造方法において述べた通りである。
樹脂成形体は、意匠層の第1領域A1に対応する箇所の全光線透過率が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。第1領域A1の全光線透過率を前記範囲とすることにより、例えば、樹脂成形体を表示素子の前面板として用いる場合に、第1領域を通して表示素子の視認性を良好にすることができる。
また、樹脂成形体は、意匠層の第1領域A1に対応する箇所のヘイズが1~50%であることが好ましく、2~30%であることがより好ましい。
樹脂成形体の厚みは1.0mm以上であることが好ましい。樹脂成形体の厚みを1.0mm以上とすることにより、樹脂成形体の強度を良好にしやすくできる。
樹脂成形体の厚みは、強度と薄膜化とのバランスの観点から、1.0~5.0mmであることが好ましく、1.5~2.5mmであることがより好ましい。
本発明の表示装置は、表示板(樹脂成形体)と、透明板とを空気層を介して配置する。言い換えると、本発明の表示装置は、表示板(樹脂成形体)と透明板とを密着して配置するのではなく、表示板(樹脂成形体)と透明板とを間隔をもって配置する。通常、表示装置が空気層を有すると二重像が発生しやすくなるが、本発明の表示装置は、樹脂成形体及び透明板がモスアイ構造部を有するため、二重像を抑制することができる。
空気層の厚み(表示板と透明板との間隔)の程度は、表示装置のデザインにより異なるため特に限定されないが、通常は1~100mm程度である。
本発明の表示装置を構成する透明板は、光入射面側に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Bを有してなるものである。
上述したように、本発明の表示装置は、射出樹脂層のモスアイ構造部A及び透明板のモスアイ構造部Bにより、意匠層の色味を重厚感のあるものとすることができる。なお、透明板の光出射面側にモスアイ構造部を有する場合、人が指で触れることなどによってモスアイ構造部が容易に破損するため、長期に渡って効果を維持できない。
また、透明基材を備えた透明板は、該版に硬化性樹脂を流し込んだ後に、硬化性樹脂からなる塗膜上に透明基材を貼り合わせ、該透明基材とともに塗膜を剥離することにより得ることができる。
また、透明基材としては、離型シートの支持体として例示したプラスチックフィルムを用いることができる。透明基材としてのプラスチックフィルムは、耐衝撃性の観点からはポリカーボネートフィルムが好ましく、透明性の観点からはアクリルフィルムが好ましい。
透明板の光出射面側には、表面反射を抑制するために反射防止層を有することが好ましい。
反射防止層は、低屈折率層の単層構造、高屈折率層と低屈折率層との2層構造(該2層構造の場合、高屈折率層を被着体側に配置する)が挙げられ、さらに3層以上で反射防止層を形成してもよい。
また、低屈折率層の厚みは、80~120nmであることが好ましく、85~110nmであることがより好ましく、90~105nmであることがさらに好ましい。
ウェット法は生産効率の点で優れており、ウェット法の中でも、バインダー樹脂組成物に低屈折率粒子を含有させた低屈折率層形成用塗布液により形成することが好ましい。該バインダー樹脂組成物としては、例えば、保護層で例示した硬化性樹脂組成物を用いることができる。
空隙を有する構造をもつ粒子は、微細な空隙を内部に有しており、例えば、屈折率1.0の空気などの気体が充填されているので、それ自身の屈折率が低いものとなっている。このような空隙を有する粒子としては、無機系、又は有機系の多孔質粒子、中空粒子などが挙げられ、例えば、多孔質シリカ、中空シリカ粒子、又はアクリル樹脂などが用いられた多孔質ポリマー粒子や中空ポリマー粒子が挙げられる。
低屈折率粒子の一次粒子の平均粒子径は、5~200nmが好ましく、5~100nmがより好ましく、10~80nmがさらに好ましい。
また、高屈折率層の厚みは、200nm以下であることが好ましく、50~180nmであることがより好ましい。
高屈折率粒子の一次粒子の平均粒子径は、5~200nmが好ましく、5~100nmがより好ましく、10~80nmがさらに好ましい。
また、透明板の光出射面側には、耐擦傷性のためにハードコート層を有することが好ましい。さらには、表面反射の抑制と耐擦傷性とを両立する観点から、透明板の光出射面側には、ハードコート層及び反射防止層をこの順で有することが好ましい。
透明板の全光線透過率は90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、99%以上であることがさらに好ましい。
また、透明板のヘイズは1%以下であることが好ましく、0.5%以下であることがより好ましく、0.3%以下であることがさらに好ましい。
本発明の表示装置は、例えば、テレビ、デスクトップモニタ、ノートPC及び携帯情報端末に用いることができる他、乗り物用の計器に用いることもできる。
実施例及び比較例で得られた樹脂成形体又は表示装置について以下の測定、評価を行った。測定及び評価の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、対象サンプルを前記雰囲気に30分以上晒してから、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
モスアイ構造部Aを賦型した後でスクリーン印刷する前の比較例3の樹脂成形体をリファレンスとした。リファレンスの樹脂成形体、実施例1の樹脂成形体、及び比較例3の樹脂成形体のモスアイ構造部Aを原子間力顕微鏡(AFM)で観察し、リファレンスのモスアイ構造部Aと、実施例1及び比較例1のモスアイ構造部Aとを比較した。その結果、平均ピッチ、平均高さ及び平均間隔がリファレンスのモスアイ構造部Aと略同一であり、リファレンスと略同一のモスアイ構造部であったものを「A」、平均ピッチ、平均高さ及び平均間隔がリファレンスのモスアイ構造部Aと非同一であり、リファレンスに比べてモスアイ構造部に欠損が認められたものを「C」とした。
なお、リファレンスの平均ピッチ、平均高さ及び平均間隔に対する、比較対象物の平均ピッチ、平均高さ及び平均間隔が0.85~1.15のものを略同一とした。
天井に複数の蛍光灯が配置された室内で、実施例及び比較例の表示装置の表示素子を点灯した状態で正面方向から目視で観察した。評価者は、20歳代、30歳代、40歳代、50歳代の4つの年代から、男女5名ずつ合計40名とした。
重厚感があり意匠性に優れると感じるものを3点、どちらとも言えないものを2点、重厚感が不十分で意匠性が劣ると感じるものを1点として、上記40人の評価の平均点を算出し、下記の点数でランク分けした。
また、上記と同様の基準で、表示装置の斜め45度の方向から観察した際の評価を行った。
<評価基準>
A:平均点が2.5以上
B:平均点が2.0以上2.5未満
C:平均点が2.0未満
2-1.転写シートA
離型シート(表面に離型層が形成されてなる厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)の一部の領域に、光透過性を有する白色インキを塗布、乾燥して意匠層の第1領域A1を形成した。次いで、離型シート上の残部に光不透過性の黒色インキを塗布、乾燥して意匠層の第2領域A2を形成し、第1領域A1及び第2領域A2からなる意匠層を形成した。意匠層の厚みは、第1領域A1及び第2領域A2ともに2.0μmであった。
次いで、意匠層上に下記処方のアンカーコート層形成用塗布液を乾燥後の付着量が3.0g/m2となるように塗布し、塗膜を形成した後、40℃で72時間乾燥し、硬化させ、厚さ2μmのアンカーコート層を形成した。
次いで、アンカーコート層上に下記処方の接着剤層形成用塗布液を乾燥後の付着量が2.5g/m2となるように塗布し、塗膜を形成した。該塗膜を乾燥し、厚み2μmのヒートシール性を有する接着剤層を形成し、転写シートAを得た。
・アクリルポリオール 100質量部
(大日精化社製、商品名:TM-VMAC、固形分25質量%)
(トルエン/酢酸エチル/メチルエチルケトン混合溶剤)
・へキサンメチレンジイソシアネート 10質量部
(大日精化社製、商品名:PTC-RC3)
(固形分75質量%、溶剤:酢酸エチル)
・熱可塑性樹脂 465質量部
(大日精化社製、商品名:TM-R600、固形分20質量%)
・メチルエチルケトン 40質量部
離型シート(表面に離型層が形成されてなる厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)上の全面に、下記処方の低屈折率層形成用塗布液を塗布、乾燥した後、紫外線を照射し、厚み100nmの低屈折率層を形成した。
次いで、低屈折率層上の全面に、下記処方の高屈折率層形成用塗布液を塗布、乾燥した後、紫外線を照射し、厚み100nmの高屈折率層を形成した。
次いで、高屈折率層上の全面に、下記処方のハードコート層形成用塗布液を塗布、乾燥した後、紫外線を照射し、厚み5μmのハードコート層を形成した。
次いで、ハードコート層上に上記処方のアンカーコート層形成用塗布液を乾燥後の付着量が3.0g/m2となるように塗布し、塗膜を形成した後、40℃で72時間乾燥し、硬化させ、厚さ2μmのアンカーコート層を形成した。
次いで、アンカーコート層上に上記処方の接着剤層形成用塗布液を乾燥後の付着量が2.5g/m2となるように塗布し、塗膜を形成した。該塗膜を乾燥し、厚み2μmのヒートシール性を有する接着剤層を形成し、転写シートBを得た。
・光重合開始剤 7質量部
(BASF社製、商品名「Irgacure127」)
・紫外線硬化性樹脂 75質量部
(新中村化学工業社製、商品名「ATM-4P」)
・紫外線硬化性樹脂 25質量部
(日本化薬社製、商品名「PET-30」)
・中空シリカ微粒子分散液 700質量部
(固形分20%、平均一次粒子径60nm)
・反応性シリカ微粒子分散液 83質量部
(日産化学工業社製、商品名「MIBK-SD」 固形分30% 平均一時粒径10nm)
・メチルイソブチルケトン 9300質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 1100質量部
・プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート 100質量部
(商品名「ATM-4P」、新中村化学工業社製、固形分100%)
・五酸化アンチモン含有分散液 988質量部
(商品名「V-4564」、日揮触媒化成社製、固形分40.5%、平均一次粒子径20nm)
・フッソ系レベリング剤 300質量部
(商品名「メガファックF568」、DIC社製、固形分5%)
・光重合開始剤 8質量部
(商品名「イルガキュア127」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
・メチルイソブチルケトン 6800質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6500質量部
・アクリル系ポリマー(商品名「BL-2002」、星光PMC社製、固形分35%、質量平均分子量7万、アクリル当量265) 257質量部
・アクリル系ポリマー(商品名「BL-2184」、星光PMC社製、重量平均分子量:9000、アクリル当量:1000、固形分45%) 22質量部
・反応性シリカ微粒子(商品名「ELCOM V8802」、日揮触媒化成社製、固形分40%、平均一次粒子径10nm) 125質量部
・フッソ系レベリング剤(商品名「メガファックF554」、DIC社製、固形分100%) 0.3質量部
・光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
・メチルエチルケトン 360質量部
モスアイ構造が賦型されてなる、市販のモスアイ原版を準備した。該モスアイ原版に光重合開始剤を含む無溶剤の紫外線硬化性樹脂組成物(DNPファインケミカル製、商品名:FS15)を流し込み、該組成物からなる塗膜上に基材(厚み50μmのPETフィルム)を貼り合わせ、紫外線を照射して該塗膜を硬化した後に、該基材及び該塗膜を剥離して、塗膜厚み5.0μmの賦型シートを得た。
[実施例1]
上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、上記「2-1」で作製した転写シートAを配置し、該金型の他方の側に、上記「3」で作製した賦型シートを配置した。なお、転写シートAは転写層側の面が金型の内側(射出樹脂と接する側)を向くようにし、賦型シートは賦型面が金型の内側(射出樹脂と接する側)を向くように配置した。
次いで、金型を締め、金型内に射出樹脂(ポリカーボネート樹脂)を注入し、転写シートAの転写層側の面と、射出樹脂を含む射出樹脂層(厚み2.0mm)と、賦型シートとを一体化させた積層体Aを得た。
次いで、金型を開けた後、積層体Aから転写シートAの離型シート及び賦型シートを剥し、実施例1の樹脂成形体を得た。実施例1の樹脂成形体は、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、該射出樹脂層のモスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる転写層とを有するものである。なお、モスアイ構造部Aの凸部の平均ピッチは200nm、平均高さは300nm、平均間隔は50nmであった。
実施例1の樹脂成形体の第2領域A2の全光線透過率は0.0001%であった。また、実施例1の樹脂成形体の第2領域A2のL*値は8以下、a*値の絶対値は6以下、b*値の絶対値は7以下であった。全光線透過率及びL*値等を測定する際の光入射面は転写層側とした。
上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、上記「2-1」で作製した転写シートAを配置し、該金型の他方の側には何も配置しなかった。なお、転写シートAは転写層側の面が金型の内側(射出樹脂と接する側)を向くようにし配置した。
次いで、金型を締め、金型内に射出樹脂(ポリカーボネート樹脂)を注入し、転写シートAの転写層側の面と、射出樹脂からなる射出樹脂層(厚み2.0mm)とを一体化させた積層体Bを得た。
次いで、金型を開けた後、積層体Bから転写シートAの離型シートを剥離し、比較例1の樹脂成形体を得た。比較例1の樹脂成形体は、射出樹脂層の一方の面に密着してなる転写層を有するものである。
上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、上記「2-1」で作製した転写シートAを配置し、該金型の他方の側に、上記「2-2」で作製した転写シートBを配置した。なお、転写シートA及び転写シートBは転写層側の面が金型の内側(射出樹脂と接する側)を向くように配置した。
次いで、金型を締め、金型内に射出樹脂(ポリカーボネート樹脂)を注入し、転写シートAの転写層側の面と、射出樹脂を含む射出樹脂層(厚み2.0mm)と、転写シートBの転写層側の面とを一体化させた積層体Cを得た。
次いで、金型を開けた後、積層体Cから転写シートAの離型シート及び転写シートBの離型シートを剥離し、比較例2の樹脂成形体を得た。比較例1の樹脂成形体は、射出樹脂層の一方の面に意匠層を含む転写層を有し、射出樹脂層の他方の面に反射防止層(高屈折率層及び反射防止層の2層構成の反射防止層)を含む転写層を有するものである。
上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、上記「3」で作製した賦型シートを配置し、該金型の他方の側には何も配置しなかった。なお、賦型シートは賦型面が金型の内側(射出樹脂と接する側)を向くように配置した。
次いで、金型を締め、金型内に射出樹脂(ポリカーボネート樹脂)を注入し、賦型シートと、射出樹脂からなる射出樹脂層(厚み2.0mm)とを一体化させた積層体Dを得た。
次いで、金型を開けた後、積層体Dから賦型シートを剥離し、積層体Eを得た。積層体Eは、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層を有するものである。なお、モスアイ構造部Aの凸部の平均ピッチは200nm、平均高さは300nm、平均間隔は50nmであった。
次いで、積層体Eのモスアイ構造部Aを有する面とは反対側の面の一部の領域に、スクリーン印刷法により光透過性を有する白色インキを塗布、乾燥して意匠層の第1領域A1を形成した。次いで、該反対側の面の残領域に、スクリーン印刷法により光不透過性の黒色インキを塗布、乾燥して意匠層の第2領域A2を形成し、第1領域A1及び第2領域A2からなる意匠層を形成し、比較例3の樹脂成形体を得た。意匠層の厚みは、第1領域A1及び第2領域A2ともに2.0μmであった。
上記「3」で作製した賦型シートの賦型面側に光重合開始剤を含む無溶剤の紫外線硬化性樹脂組成物(DNPファインケミカル製、商品名:FS15)を流し込み、該組成物からなる塗膜上に透明基材(厚み50μmのアクリルフィルム)を貼り合わせ、紫外線を照射して該塗膜を硬化した後に、該透明基材及び該塗膜を剥離し、凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Bを有してなる塗膜を透明基材上に有してなる透明板を得た。モスアイ構造部Bの凸部の平均ピッチは200nm、平均高さは300nm、平均間隔は50nmであった。
[実施例1]
表示素子として、白色光ライトテーブル(富士フィルム社製の商品名「LEDビュワープロ 4×5」、外形寸法:186×111×13mm、光源:白色LED)を準備した。該表示素子上に実施例1の樹脂成形体を載置し、該樹脂成形体上に空気層(間隔10mm)を介して上記「5」で作製した透明板を配置し、実施例1の表示装置を得た。なお、樹脂成形体はモスアイ構造部Aが光出射面側となるようにして配置し、透明板はモスアイ構造部Bが光入射面側となるようにして配置した。
実施例1の樹脂成形体を比較例1~3の樹脂成形体に変更した以外は、実施例1の表示装置と同様にして、比較例1~3の表示装置を得た。
なお、比較例1の樹脂成形体は、転写層側の面が光出射面側となるようにして配置した。また、比較例2の樹脂成形体は、転写シートBの転写層(反射防止層を含む転写層)側の面が光出射面側となるようにして配置した。また、比較例3の樹脂成形体は、モスアイ構造部Aが光出射面側となるようにして配置した。
11:意匠層
12:アンカーコート層
13:接着剤層
20:射出樹脂層
21:モスアイ構造部A
30:離型シート
70:転写シート
80:賦型シート
100:樹脂成形体(表示板)
200:透明板
201:基材
202:賦型層
203:モスアイ構造部B
310:表示素子
320:空気層
401、501:送り出しロール
402、502:巻き取りロール
601、602:金型
1000:表示装置
Claims (4)
- 下記(1)~(3)の工程を有する、樹脂成形体の製造方法。
(1)上下一組のインモールド成形用金型の一方の側に、離型シート上に意匠層を含む転写層を有する転写シートを配置し、前記金型の他方の側に、凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aと相補的な形状を有する賦型シートを配置する工程。
(2)前記金型を締め、前記金型内に射出樹脂を注入し、前記転写シートの転写層側の面と、前記射出樹脂を含む射出樹脂層と、前記賦型シートとを密着させた積層体Aを得る工程。
(3)前記金型を開けた後、前記積層体Aから転写シートの離型シート及び賦型シートを剥離し、一方の面に凸部群から形成されてなるモスアイ構造部Aを有してなる射出樹脂層と、前記射出樹脂層の前記モスアイ構造部Aとは反対側の面に密着してなる転写層とを有してなる、樹脂成形体を得る工程。 - 前記意匠層が、光透過性を有する第1領域と、光不透過性の第2領域とを有する、請求項1に記載の樹脂成形体の製造方法。
- 前記意匠層の前記第2領域の少なくとも一部が暗色部である、請求項2に記載の樹脂成形体の製造方法。
- 前記第1領域の面積(S1)と前記第2領域の面積(S2)との比であるS1/S2が、0.01~1.0である、請求項2又は3に記載の樹脂成形体の製造方法。
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