JP2022031615A - インサート成形用ハードコートフィルムおよびインサート成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)基材フィルムの面上に、電離放射線により硬化する組成物で構成され、ナノインデンテーション法により測定される押し込み硬さが、30℃において10~200N/mm2であり、150℃において100N/mm2以下である、ハードコート層を形成して、ハードコートフィルムを得る工程。
(2)前記ハードコート層の面上に、前記ハードコート層に接する面の算術平均表面粗さ(Ra)が200nm以下である粘着剤層を有する保護フィルムを貼り合わせる工程。
(3)前記保護フィルムを剥離して、前記ハードコートフィルムをプレフォーム型で成形品表面の形状に成形する工程。
(4)前記成形したハードコートフィルムに、電離放射線を照射して前記ハードコート層を硬化させる工程。
(5)前記硬化させたハードコートフィルムを、射出成形機の成形用金型である可動型と固定型の間に配置する工程。
(6)前記成形用金型の型締め後、キャビティ内に樹脂を射出成形すると同時に樹脂成形品の表面に前記硬化させたハードコートフィルムを一体化接着する工程。
(7)前記樹脂成形品の冷却固化後に型開きして、前記樹脂成形品の表面に前記硬化させたハードコートフィルムが一体接着されたインサート成形品を前記成形用金型の型外に取り出す工程。
基材フィルム12は、透明性を有していれば、特に限定されるものではない。基材フィルム12としては、透明高分子フィルム、ガラスフィルムなどが挙げられる。透明性とは、可視光波長領域における全光線透過率が50%以上であることをいい、全光線透過率は、より好ましくは85%以上である。上記全光線透過率は、JIS K7361-1(1997)に準拠して測定することができる。
ハードコート層14は、インサート成形用ハードコートフィルム10の耐擦傷性の向上に寄与する。ハードコート層14は、鉛筆硬度H以上であることが好ましく、より好ましくは3H以上、さらに好ましくは4H以上である。鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4に準拠して測定することができる。
粘着剤層16は、保護フィルム18をハードコート層14の面上に貼り付けるためのものである。粘着剤層16は、粘着剤を含む粘着剤組成物で構成される。粘着剤としては、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。また、粘着剤層16は、粘着付与剤を含有する樹脂組成物で構成されてもよい。樹脂組成物の樹脂としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。
保護フィルム18は、例えばロールプロセスなどで連続加工や、ハードコート層14の形成に続く加飾工程などの取扱い時において、ハードコート層14の表面に傷が付くのを抑えることができるものである。保護フィルム18は、印刷工程後、プレフォームする前に、粘着剤層16とともにハードコート層14の面から剥がされる。このため、粘着剤層16は、ハードコート層14と粘着剤層16の間の接着力よりも保護フィルム18と粘着剤層16の間の接着力のほうが強く、ハードコート層14と粘着剤層16の間で界面剥離可能な接着力に調整される。
(2)ハードコート層の面上に粘着剤層を介して保護フィルムを貼り合わせる工程。
(3)粘着剤層とともに保護フィルムを剥離して、ハードコートフィルムをプレフォーム型で成形品表面の形状に成形する工程。
(4)成形したハードコートフィルムに電離放射線を照射してハードコート層を硬化させる工程。
(5)硬化させたハードコートフィルムを射出成形機の成形用金型である可動型と固定型の間に配置する工程。
(6)成形用金型の型締め後、キャビティ内に樹脂を射出成形すると同時に樹脂成形品の表面に、硬化させたハードコートフィルムを一体化接着する工程。
(7)樹脂成形品の冷却固化後に型開きして、樹脂成形品の表面に硬化させたハードコートフィルムが一体接着されたインサート成形品を成形用金型の型外に取り出す工程。
アクリル樹脂を含有する紫外線硬化性組成物(日本化工塗料製「NXD-001A」を用いた。
<ハードコート層形成用樹脂組成物2の調製>
変性アクリル樹脂およびシリカ粒子を含有する紫外線硬化性組成物(アイカ工業製「Z-624-12L」)を用いた。
変性アクリル樹脂を含有する紫外線硬化性組成物(アイカ工業製「Z-608-2AF(PGM)」)に溶剤を加え、固形分濃度20質量%となるように希釈して、ハードコート層形成用組成物<3>を得た。
変性アクリル樹脂およびシリカ粒子を含有する紫外線硬化性組成物(アイカ工業製「Z-624-12L」)と、ジペンタエリスリトールペンタ/ヘキサアクリレートを含有する紫外線硬化性組成物(東亞合成製「M403」)とを、固形分の質量比が8:1となるように混合し、溶剤を加え、固形分濃度30質量%となるように希釈して、ハードコート層形成用組成物<4>を得た。
基材フィルム(エスカーボシート製「C003F」、PC/PMMA複合フィルム(PC厚230μm/PMMA厚70μm))のPMMA層上に、ワイヤーバーを用いて、ハードコート層形成用組成物を塗布した後、80℃×60秒で乾燥し、基材フィルムの面上にハードコート層(厚み3.5μm)を形成した。
上記ハードコート層の面上に、粘着剤層がハードコート層に接するように、粘着剤層付き保護フィルムを配置し、ハンドローラを用いて貼合した後、ラミネーターを用いて圧着した(ニップ圧0.6MPa/500mm)。その後、294×210mmにカットし、16.2g/cm2(294×210mmのフィルムに対し10kg)の荷重をかけて48時間静置した。以上により、ハードコートフィルムを作製した。
・自己粘着性保護フィルム<2>:東レフィルム加工製「7A82」(粘着付与剤含有ポリエチレン系粘着層を有するポリプロピレンフィルム30μm)
・自己粘着性保護フィルム<3>:フタムラ化学製「FSA-150M」(ゴム系粘着層を有するポリプロピレンフィルム30μm)
作製したハードコートフィルムを210×148mmにカットし、粘着剤層付き保護フィルムを剥離した後、2台の赤外線ヒータを用いて、ハードコートフィルムを上下から挟むようにして加熱した。赤外線ヒーターとハードコートフィルム間の距離は100mm、赤外線ヒーターの温度600℃、加熱温度7秒とした。加熱7秒後のハードコートフィルム1の表面温度は150℃であった。次いで、ハードコートフィルムからハードコート層とは反対側の赤外線ヒーターを遠ざけ、直ちに、プレフォーム型(42×60mm、絞り深さ30mmの箱型)とハードコートフィルムとの間を真空にしながら、ハードコートフィルムのハードコート層とは反対側の面を押し当てて、プレフォーム型に沿わせて成形した。このとき、ハードコート層側の赤外線ヒーターは600℃のまま加熱し続け、プレフォーム型の温度は90℃とした。ハードコートフィルムをプレフォーム型に押し当てて5秒間静置後、プレフォーム型から取り出した。
プレフォームしたハードコートフィルムのハードコート層側に、紫外線照射装置(アイグラフィックス製、高圧水銀ランプ)を用いて光量200mJ/cm2の紫外線を照射して、ハードコート層を完全に硬化させた。
(ハードコート層の厚さ)
ハードコートフィルムのハードコート層の厚さは、厚み測定システム(フィルメトリクス製「Filmetrics F20」)を用い、分光干渉法により測定した。
粘着剤層付き保護フィルムを剥離したハードコートフィルムを15mm×15mmにカットし、超微小押し込み硬さ試験機(エリオニクス社製「ENT-NEXUS」)を用いて、ISO14577 Standard methodに基づいて、30℃および150℃の環境下、Berkovich圧子(三角錐ダイヤモンド圧子、稜間角115°)を測定サンプルに押し込み、荷重―除荷試験を行い試験データの解析によりハードコート層の押込み硬さを得た。最大押し込み荷重を400μN、最大荷重保持時間を5秒とし、解析時に使用する除荷の割合は200%とした。
非接触表面・層断面形状計測システム(三菱ケミカルシステム製「Vertcan2.0(型式:R5300GL-L-A100-AC)」)を用い、表面の算術平均粗さRaを測定した。
プレフォーム後のインサート成形用ハードコートフィルムを、蛍光灯下で目視観察し、以下の基準で評価した。
〇・・・凹凸が全く見られない
△・・・わずかに表面がうねって見える
×・・・はっきりと凹凸が見える
ハードコートフィルムを、保護フィルムを上にして鉄板(厚さ6mm)の上に置き、ステンレス製圧子(1.5kg、先端形状直径1mmの円柱)を乗せた。5秒間荷重をかけた後に除荷し、5分後に粘着剤層付き保護フィルムを剥離して、ハードコート層表面を蛍光灯下で目視観察し、以下の基準で評価した。
〇・・・圧子の跡が全く見られない
×・・・圧子の跡が見える
プレフォーム後紫外線を照射して完全に硬化させた後のインサート成形用ハードコートフィルムを50mm×100mmにカットし、厚さ2mmのガラス板の上に置き、ハードコート層表面の鉛筆硬度を測定した。鉛筆硬度試験機(テスター産業製)を使用してJIS K 5600-5-4に規定された方法によって測定した。試験荷重は500gで、鉛筆の硬度を変えながら繰り返し試験を行い、同じ鉛筆で、生じたキズやへこみが5回中1回以内であったときの最大の硬度を評価値とした。
12 基材フィルム
14 ハードコート層
16 粘着剤層
18 保護フィルム
22 樹脂成型品
24 プレフォーム型
26 電離放射線を照射する装置
Claims (4)
- 基材フィルムと、前記基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、を有し、
前記ハードコート層は、電離放射線により硬化する組成物で構成されており、
前記ハードコート層の、ナノインデンテーション法により測定される押し込み硬さが、30℃において10~200N/mm2であり、150℃において100N/mm2以下である、インサート成形用ハードコートフィルム。 - 前記基材フィルムは、ポリカーボネートを含む層とポリ(メタ)アクリレートを含む層を有する多層構造で構成され、前記ハードコート層は、前記基材フィルムのポリ(メタ)アクリレート層を含む層に接して形成されている、請求項1に記載のインサート成形用ハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層の面上に、粘着剤層を介して保護フィルムが配置されており、前記粘着剤層の前記ハードコート層に接する面の算術平均表面粗さ(Ra)が200nm以下である、請求項1または請求項2に記載のインサート成形用ハードコートフィルム。
- 以下の(1)~(7)の工程を有する、インサート成形品の製造方法。
(1)基材フィルムの面上に、電離放射線により硬化する組成物で構成され、ナノインデンテーション法により測定される押し込み硬さが、30℃において10~200N/mm2であり、150℃において100N/mm2以下である、ハードコート層を形成して、ハードコートフィルムを得る工程。
(2)前記ハードコート層の面上に、前記ハードコート層に接する面の算術平均表面粗さ(Ra)が200nm以下である粘着剤層を有する保護フィルムを貼り合わせる工程。
(3)前記保護フィルムを剥離して、前記ハードコートフィルムをプレフォーム型で成形品表面の形状に成形する工程。
(4)前記成形したハードコートフィルムに、電離放射線を照射して前記ハードコート層を硬化させる工程。
(5)前記硬化させたハードコートフィルムを、射出成形機の成形用金型である可動型と固定型の間に配置する工程。
(6)前記成形用金型の型締め後、キャビティ内に樹脂を射出成形すると同時に樹脂成形品の表面に前記硬化させたハードコートフィルムを一体化接着する工程。
(7)前記樹脂成形品の冷却固化後に型開きして、前記樹脂成形品の表面に前記硬化させたハードコートフィルムが一体接着されたインサート成形品を前記成形用金型の型外に取り出す工程。
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