(57)【要約】【課題】真空圧空成形工程において、導電インク層のピッチの変化を抑制できるインサート成形用フィルムを提供する。【解決手段】インサート成形用フィルムは、基材フィルムと、基材フィルムの一方の主面に設けられた導電インク層と、基材フィルムの他方の主面に設けられた補強テープと、を備えたインサート成形用フィルムであって、補強テープは、基材フィルムよりもガラス転移点が高い。【選択図】図１−１
2020082461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムと、
前記基材フィルムの一方の主面に設けられた導電インク層と、
前記基材フィルムの他方の主面に設けられた補強テープと、
を備えたインサート成形用フィルムであって、
前記補強テープは、前記基材フィルムよりもガラス転移点が高い、インサート成形用フィルム。
【請求項２】
前記補強テープは、前記基材フィルムと真空圧空装置との位置決め箇所にわたって設けられている、請求項１に記載のインサート成形用フィルム。
【請求項３】
基材フィルムと導電インク層とを有するインサートフィルムを成形するための真空圧空金型であって、
前記インサートフィルムとの間の空間を真空状態にする真空成形金型と、
前記インサートフィルムとの間の空間の気圧を高めることができる圧空用金型と、
を備え、
前記真空成形金型は、２種類以上の温度調整ができる構造を持ち、前記導電インク層の一部を周囲よりも温度を早く下げることが出来る、真空圧空金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電製品や自動車部品などのインサートフィルム成形品によって、センサーなどインプット機能とＬＥＤや振動など応答機能を持ったプラスチック成形品のインサートフィルムの構成および成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家電製品や自動車部品に用いられる樹脂のフィルムインサート成形と呼ばれる工法がある。インサートフィルム成形は樹脂の射出成形とインサートフィルムによる加飾あるいは機能付与を同時に行う工法である。フィルムインサート成形の一連の工程について、図８−１乃至図９−３を用いて説明する。図８−１乃至図８−５は、平坦なインサートフィルムを製品の形状に成形する工程を説明する概略断面図である。図８−１乃至図８−５に記載の工程は、一般的に真空圧空成形と呼ばれている。
【０００３】
（１）図８−１は、真空圧空成形を行う各部材の構成を示す概略断面図である。真空圧空成形にあたって、インサートフィルム２、フィルムクランプ１９、フィルム加熱用のヒーター２０、製品形状をつくるための真空成形金型２１、圧空用金型２２、圧空供給ポンプ２３、真空ポンプ２４が図のように構成されている。この工程では、フィルムクランプ１９によって、インサートフィルム２を固定し、ヒーター２０によって、インサートフィルム２を構成する樹脂のガラス転移温度以上まで加熱する。
（２）次に、図８−２は、真空圧空成形の工程の概略断面図である。図８−２に示すようにフィルムクランプ１９、真空成形金型２１、圧空用金型２２が可動する。このときヒーター２０は干渉しないように移動している。インサートフィルム２は、真空成形金型２１に押し当てられることでインサートフィルム２が成形されるが、インサートフィルムは、真空成形金型２１と空間を介して圧空用金型２２とではさまれている。そして、インサートフィルム２と真空成形金型２１との間の空間を真空状態にした状態で、圧空供給ポンプ２３によって、インサートフィルム２と圧空用金型２２との間の空間の気圧を高める。また、真空ポンプ２４によって、インサートフィルム２と真空成形金型２１との間の空間の真空度を高めることで、よりインサートフィルム２を効率よく成形することができる。
【０００４】
（３）図８−３は、インサートフィルムの取り出しを説明する概略断面図である。この場合には、フィルムクランプ１９、真空成形金型２１、圧空用金型２２が可動し、インサートフィルム２を取り出す。
（４）図８−４は、取り出したインサートフィルム２のトリミングを説明する概略断面図である。インサートフィルム２の不要箇所は、例えば、トムソン金型あるいは機械加工によって、トリミング、つまり切断を行う。
（５）図８−５は、トリミング後のインサートフィルム２を示す概略断面図である。
【０００５】
図９−１乃至図９−３は、射出成形工程を説明する概略断面図である。
（ａ）図９−１に示すように、図８−５で得られた製品形状のインサートフィルム２を固定側の第一金型４と可動側の第二金型５に挿入し、射出成形樹脂をインサートフィルム２につけることで、インサートフィルム成形品を成形する。図９−１では固定側の第一金型４と可動側の第二金型５との間にフィルム供給ロボット１によってインサートフィルム２が可動側の第二金型５にセットされる。
（ｂ）次に、図９−２に示すように、固定側の第一金型４と可動側の第二金型５とが型締めされた状態で射出成形樹脂３が金型に射出され、インサートフィルム２が射出成形樹脂３の片面に構成され、一体となることで、インサートフィルム成形品６が得られる。
（ｃ）その後、図９−３に示すように、固定側の第一金型４と可動側の第二金型５とを型開きして、インサートフィルム成形品６を取り出す。
【０００６】
フィルムインサート成形は、主に目的が３つある。１つ目が図９−１乃至図９−３のようにインサートフィルムに施された塗膜により樹脂の表面加飾を行うためのものがある。２つ目が図１０−１乃至図１０−４に示すように、インサートフィルム２は製品の裏面に配置され、インサートフィルムに配置された導電材料や電子部品により電子回路機能をもたせるものがある。図１０−１乃至図１０−４は、図９−１乃至図９−３と別例の射出成形工程を説明する概略断面図である。３つ目が図１１−１乃至図１１−４のように樹脂の表側にインサートフィルムに施された塗膜と導電材料や電子部品により、樹脂に加飾と電子回路機能とを同時に付与するものがある。図１１−１乃至図１１−４は、さらに別例の射出成形工程を説明する概略断面図である。
【０００７】
図９、図１０および図１１に使われるインサートフィルム２について、図１２−１及び図１２−２で説明する。
図１２−１は、図９で使用するインサートフィルム２の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルム２は、製品面側から表面機能層７、基材フィルム８、絵柄層９、接着層１０の順に積層された構成となっている。
表面機能層７は、インサートフィルム成形品に傷や損傷の発生を防ぐことや、絵柄層９の絵柄の深み感を増すため、また紫外線による劣化を防ぐために、または防汚性の働きをするものである。この表面機能層７は、例えば、紫外線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いるとよい。
基材フィルム８は、表面機能層７、絵柄層９、接着層１０を塗布するためのキャリアフィルムの役割を果たすものである。基材フィルム８には、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネートおよびＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などの材料が用いられている。
絵柄層９は、樹脂表面に意匠性を与える働きをする層である。絵柄層９には、例えば、有機系顔料とポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂を材料として用いればよい。また、絵柄層９にはスパッタリングや真空蒸着などの工法でアルミやスズ、インジウムなど金属箔膜を形成することで樹脂表面に鏡面調の意匠性を与えることもできる。
接着層１０は、射出成形樹脂３と絵柄層９を密着させる役割を果たすものである。接着層１０には、例えば、成形樹脂と絵柄層９に合わせて親和性のあるポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂を用いるとよい。
図１２−２は、この図１２−１のインサートフィルム２を用いて、図９−１乃至図９−３に示す射出成形工程で得られるインサートフィルム成形品６の断面構成を示す概略断面図である。図１２−２に示すように、このインサートフィルム成形品６では、射出成形樹脂３がインサートフィルム２の裏面側に配置される。
【０００８】
図１０で使用するインサートフィルムの断面構成について、図１３−１乃至図１３−５を用いて説明する。なお、図１２−１と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。
図１３−１は、図１０で使用するインサートフィルム２の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルム２では、製品面側から接着層１０、レジスト層１１、導電インク層１２、基材フィルム８、導電インク層１２、レジスト層１１の順に積層された構成となっている。そして、導電インク層１２の上には導電性接着剤１３、チップ電子部品１４、アンダーフィル１５が積層されている。
レジスト層１１は、インサートフィルム２に施された導電インク層１２を空気中での酸化、および紫外線による劣化を防ぐ役割を持っている。レジスト層１１には、例えば、紫外線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いるとよい。
導電インク層１２は、インクの構成が樹脂と銀や金、および銅などの金属材料のフィラーによって構成されるものである。このインクを用いてスクリーン印刷装置をはじめとして、インクジェット印刷装置、グラビア印刷装置によって、配線パターンを基材フィルム８に印刷することで、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）の機能を基材フィルム８にもたせることが出来る。
さらに、レジスト層１１と接着層１０の一部を配置しないことで、導電インク層１２を一部露出させておき、導電性接着剤１３を配置し、その上にチップ電子部品１４を実装し、固定のためのアンダーフィル１５を塗布している。これによって、基材フィルム８に電子回路の機能を持たせることができる。
チップ電子部品は、ピンヘッダーコネクタを用いることも可能である。
導電接着剤とは、構成が樹脂と銀や金、および銅などの金属材料のフィラーによって構成されるものや、半田のように低融点の金属材料あるいは樹脂が混合されたチップ電子部品１４と導電インク層１２を導通させる役割のものである。導電接着剤には、例えば、スクリーン印刷装置やディスペンサー塗布によって、インサートフィルムに形成される。
アンダーフィル１５は、導電性接着剤１３だけではチップ電子部品１４と導電性接着剤１３との密着が不十分の場合に、図１３−１のように導電インク層１２と導電性接着剤１３とチップ電子部品１４を覆うように配置される。具体的には、チップ電子部品１４が実装された後からディスペンサー塗布によって配置される。このアンダーフィル１５は、チップ電子部品１４がインサートフィルム２から脱落させない働きをする。アンダーフィル１５は、例えば、紫外線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いるとよい。基材フィルム８の製品面側と逆側には、さらに導電インク層１２、レジスト層１１を設けることで、両面に電子回路の機能を持たせることも可能である。
また、図１３−２は、インサートフィルム２の端面箇所の断面構成を示す概略断面図である。このように端面箇所の導電インク層１２を露出させておくことで、ＦＰＣのようにメス型コネクタ１６に直接差し込むことも可能である。
図１３−３は、図１３−１のインサートフィルムを用いて、図１０で得られるインサートフィルム成形品６の断面構成を示す概略断面図である。図１３−３に示すように、このインサートフィルム成形品６では、射出成形樹脂３がインサートフィルム２からみて製品表側に配置される。
図１３−４は、図１３−２のインサートフィルム２を用いて得られたインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルム成形品では、インサートフィルムの一部に射出成形樹脂３を配置しないことで、インサートフィルム成形品の端面のインサートフィルムの一部をＦＰＣのように構成することが出来る。
図１３−５は、図１３−４のインサートフィルム２を用いて得られたインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルム成形品では、端面付近の導電インク層１２の面上にコネクタ部品２５をインサートフィルム２に射出成形後に実装している。これによって、得られるインサートフィルム成形品の一部を電気的信号の取り出し、あるいは電気の供給をすることが可能である。
【０００９】
図１１−１乃至図１１−４で使用するインサートフィルムの断面構成について、図１４−１乃至図１４−６を用いて説明する。なお、図１３−１乃至図１３−５と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。
図１４−１は、図１１で使用するインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルムでは、製品面側から表面機能層７、基材フィルム８、絵柄層９、導電インク層１２、絶縁層１７、２層目の導電インク層１８、レジスト層１１、そして、導電インクの上には導電性接着剤１３、チップ電子部品１４、アンダーフィル１５となっている。
図１４−２および図１４−３は、インサートフィルムの端面箇所の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルムでは、この部分の導電インク層１２もしくは２層目の導電インク層１８を露出させておくことで、ＦＰＣのようにメス型コネクタ１６に直接差し込むことも可能である。
図１４−４は、図１４−１のインサートフィルムを用いて、図１１−１乃至図１１−４の射出成形工程で得られるインサートフィルム成形品６の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルム成形品では、射出成形樹脂３がインサートフィルム２からみて製品表側と反対側に配置される。
図１４−５は、図１４−２のインサートフィルム２を用いて得られるインサートフィルム成形品６の断面構成を示す概略断面図である。図１４−５のインサートフィルム成形品では、インサートフィルムの一部に射出成形樹脂を配置しないことで、インサートフィルム成形品の端面のインサートフィルムの一部をＦＰＣのように構成することが出来る。
図１４−６は、図１４−４のインサートフィルム２を用いて図１４−２のインサートフィルムを用いて得られるインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。このインサートフィルム成形品では、端面付近の導電インク層１２の面上にコネクタ部品２５をインサートフィルム２に射出成形後に実装しておくことで、得られるインサートフィルム成形品の一部を電気的信号の取り出し、あるいは電気の供給をすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−１７２２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
インサートフィルムは、真空成形で変形する。より詳細には、図１２、図１３および図１４に記載した基材フィルム８に施した表面機能層７、基材フィルム８、絵柄層９、接着層１０、レジスト層１１、導電インク層１２、導電性接着剤１３、チップ電子部品１４、アンダーフィル１５、絶縁層１７、２層目の導電インク層１８の全てが変形する。ところで、図１３−４、図１３−５あるいは図１４−５、図１４−６のようにインサートフィルムの一部をＦＰＣのように使う場合やコネクタ部品を実装する場合には、複数の接点が等ピッチの間隔で並んでいることが必要である。
しかし、真空成型時には、上述の変形により、導電インク層１２を基材フィルム８に印刷したときとピッチの間隔が変化することになり、等ピッチ間隔でなくなり、外部回路への電気信号の取り出しや電気の供給を受けられなくなる。
【００１２】
図１５−１乃至図１５−３ｂを用いて上記現象を説明する。ここで、ピッチとは隣り合う接点の中心間の距離である。なお、図１３と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。図１５−１は、インサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。基材フィルム８の上に導電インク層１２が印刷されている。図１５−２ａは、製品フィルム表側から見た図で導電インク層１２がパターンニングされている状態を示す概略図である。図１５−２ｂは、図１５−２ａの点線の矩形で囲った部分Ａを概念的に抜き出した概略図である。図１５−２ｂに示すように、等ピッチで導電インク層１２が配置されている。この導電インク層１２は、インサートフィルム２に描かれた導電インク層１２が電気信号を出力するため、あるいは電気の供給を受けるためのコネクタにあたる箇所で、メス型コネクタ端子やコネクタ部品を実装するために設けられている。図１５−３ａは、図１５−２ａのインサートフィルムの真空成形後のインサートフィルムの状態を示す概略図である。真空成形工程によって、インサートフィルムが矢印の方向に伸ばされて変形している。このとき、図１５−３ｂは、真空成形後の図１５−２ｂに対応する概略図である。図１５−３ｂでは、インサートフィルムが図１５−３ａの矢印の方向に伸ばされ、接点が等ピッチ間隔でなくなることを示している。そのため、従来はこの伸ばされることを考慮して、導電インク層の接点同士のピッチをあらかじめ短くして印刷することが必要だった。しかし、実際にどれだけ伸びて変形するかは不明であったため、真空成形金型を作成し、伸び量を測定し、その測定量を印刷にフィードバックすることが必要であった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、真空圧空成形工程において、導電インク層のピッチの変化を抑制できるインサート成形用フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るインサート成形用フィルムは、基材フィルムと、
前記基材フィルムの一方の主面に設けられた導電インク層と、
前記基材フィルムの他方の主面に設けられた補強テープと、
を備えたインサート成形用フィルムであって、
前記補強テープは、前記基材フィルムよりもガラス転移点が高い。
【００１５】
本発明に係る真空圧空金型は、基材フィルムと導電インク層とを有するインサートフィルムを成形するための真空圧空金型であって、
前記インサートフィルムとの間の空間を真空状態にする真空成形金型と、
前記インサートフィルムとの間の空間の気圧を高めることができる圧空用金型と、
を備え、
前記真空成形金型は、２種類以上の温度調整ができる構造を持ち、前記導電インク層の一部を周囲よりも温度を早く下げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１−１】実施の形態１に係るインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。
【図１−２ａ】真空圧空成形前のインサートフィルムで、製品フィルム表側から見た概略図である。
【図１−２ｂ】逆面に補強テープを張りあわせた導電インク層を示している概略図である。
【図２−１】真空圧空成形を行う各部材の構成を示す概略断面図である。
【図２−２】真空圧空成形の工程の概略断面図である。
【図２−３】インサートフィルムの取り出しを説明する概略断面図である。
【図２−４】取り出したインサートフィルムのトリミングを説明する概略断面図である。
【図２−５】トリミング後のインサートフィルムを示す概略断面図である。
【図２−６】真空成形金型について、真空成形金型主要部とその一部を主要部とは温度調整が別回路で他の部分より低温にして調整できる入れ子と２部品で構成する場合の概略断面図である。
【図３−１】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図３−２】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図３−３】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図４−１】実施の形態１に係るインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。
【図４−２ａ】真空圧空成形前のインサートフィルムで、製品フィルム表側から見た概略図である。
【図４−２ｂ】逆面に補強テープを張りあわせた導電インク層を示している概略図である。
【図５−１】真空圧空成形を行う各部材の構成を示す概略断面図である。
【図５−２】真空圧空成形の工程の概略断面図である。
【図５−３】インサートフィルムの取り出しを説明する概略断面図である。
【図５−４】取り出したインサートフィルムのトリミングを説明する概略断面図である。
【図５−５】トリミング後のインサートフィルムを示す概略断面図である。
【図５−６】真空成形金型について、真空成形金型主要部とその一部を主要部とは温度調整が別回路で他の部分より低温にして調整できる入れ子と２部品で構成する場合の概略断面図である。
【図６−１】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図６−２】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図６−３】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図７】射出成形工程で得られるインサートフィルム成形品６を示す概略断面図である。
【図８−１】真空圧空成形を行う各部材の構成を示す概略断面図である。
【図８−２】真空圧空成形の工程の概略断面図である。
【図８−３】インサートフィルムの取り出しを説明する概略断面図である。
【図８−４】取り出したインサートフィルムのトリミングを説明する概略断面図である。
【図８−５】トリミング後のインサートフィルムを示す概略断面図である。
【図９−１】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図９−２】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図９−３】射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図１０−１】別例の射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図１０−２】別例の射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図１０−３】別例の射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図１０−４】別例の射出成形工程を説明する概略断面図である。
【図１１−１】インサートフィルム成形品の射出成形工程において、インサートフィルムが固定側の第一金型と可動側の第二金型との間に挿入されることを説明する概略断面図である。
【図１１−２】インサートフィルム成形品の射出成形工程において、金型を型締めし、射出成形樹脂を充填した状態を示す概略断面図である。
【図１１−３】インサートフィルム成形品の射出成形工程において、インサートフィルム成形品を取り出しを説明する概略断面図である。
【図１１−４】インサートフィルム成形品の構成を表す概略断面図である。
【図１２−１】図９で使用するインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。
【図１２−２】図１２−１のインサートフィルムを用いて、図９−１乃至図９−３に示す射出成形工程で得られるインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。
【図１３−１】図１０で使用するインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。
【図１３−２】インサートフィルムの端面箇所の断面構成を示す概略断面図である。
【図１３−３】図１３−１のインサートフィルムを用いて、図１０で得られるインサートフィルム成形品６の断面構成を示す概略断面図である。
【図１３−４】図１３−２のインサートフィルムを用いて得られたインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。
【図１３−５】図１３−４のインサートフィルムを用いて得られたインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。
【図１４−１】図１１で使用するインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。
【図１４−２】インサートフィルムの端面箇所の断面構成を示す概略断面図である。
【図１４−３】インサートフィルムの端面箇所の断面構成を示す概略断面図である。
【図１４−４】図１４−１のインサートフィルムを用いて得られたインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。
【図１４−５】図１４−２のインサートフィルムを用いて得られるインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。
【図１４−６】図１４−４のインサートフィルムを用いて得られるインサートフィルム成形品の断面構成を示す概略断面図である。
【図１５−１】インサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。
【図１５−２ａ】製品フィルム表側から見た図で導電インク層がパターンニングされている状態を示す概略図である。
【図１５−２ｂ】図１５−２ａの点線の矩形で囲った部分Ａを概念的に抜き出した概略図である。
【図１５−３ａ】図１５−２ａのインサートフィルムの真空成形後のインサートフィルムの状態を示す概略図である。
【図１５−３ｂ】真空成形後の図１５−２ｂに対応する概略図である。
【図１６−１】本開示における真空成形前後のインサートフィルムの断面構造を示す概略断面図である。
【図１６−２ａ】真空圧空成形前のインサートフィルムで、製品フィルム表側から見た概略図である。
【図１６−２ｂ】逆面に補強テープを張りあわせた導電インク層を示している概略図である。
【図１６−３ａ】図１６−２ａのインサートフィルムを真空圧空成形後に見た概略図である。
【図１６−３ｂ】真空成形後の図１６−２ｂに対応する概略図である。
【図１７】真空圧空工程中のインサートフィルムを放射温度計で測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の態様に係るインサート成形用フィルムは、基材フィルムと、
前記基材フィルムの一方の主面に設けられた導電インク層と、
前記基材フィルムの他方の主面に設けられた補強テープと、
を備えたインサート成形用フィルムであって、
前記補強テープは、前記基材フィルムよりもガラス転移点が高い。
【００１８】
第２の態様に係るインサート成形用フィルムは、上記第１の態様において、前記補強テープは、前記基材フィルムと真空圧空装置との位置決め箇所にわたって設けられていてもよい。
【００１９】
第３の態様に係る真空圧空金型は、基材フィルムと導電インク層とを有するインサートフィルムを成形するための真空圧空金型であって、
前記インサートフィルムとの間の空間を真空状態にする真空成形金型と、
前記インサートフィルムとの間の空間の気圧を高めることができる圧空用金型と、
を備え、
前記真空成形金型は、２種類以上の温度調整ができる構造を持ち、前記導電インク層の一部を周囲よりも温度を早く下げることが出来る。
【００２０】
＜本発明の一態様に至った経緯＞
上述のように、真空圧空成形工程において、インサートフィルムが変形し、導電インク層のピッチが変化するという問題があった。
そこで、本発明者は、真空成形工程でインサートフィルムの任意の箇所を伸びにくくすることで印刷時の導電インク層１２の接点の等ピッチ間隔が真空成形後にも保たれることを検討した。
【００２１】
図１６−１は、本開示における真空成形前後のインサートフィルムの断面構造を示す概略断面図である。なお、図１５−１と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。図１６−１に示すように、このインサートフィルムでは、基材フィルム８の上に導電インク層１２が印刷されている。さらに導電インク層１２から見て基材フィルム８の逆面に補強テープ２６を基材フィルム８に張り合わせている。逆面に張る理由は接点の導通を確保するためである。補強テープのガラス転移点は基材フィルムのガラス転移点よりも５０℃以上高いものが望ましい。
図１６−２ａは、真空圧空成形前のインサートフィルムで、製品フィルム表側から見た概略図である。図１６−２ｂは、逆面に補強テープ２６を張りあわせた導電インク層１２を示している概略図である。インサートフィルムには導電インク層１２がパターンニングされている。図１６−２ａのように補強テープ２６をフィルムクランプ１９の位置決め箇所を少なくとも１点以上カバーするように張り合わせる。つまり、フィルムの真空成形時にフィルムをクランプではさみこむ際に、補強テープとの少なくとも１部をクランプではさみこんでいる。
図１６−３ａは、図１６−２ａのインサートフィルムを真空圧空成形後に見た概略図である。図１６−３ｂは、真空成形後の図１６−２ｂに対応する概略図である。本発明者は、図１６−３ｂを図１５−３ｂと比較すると、図１６−３ｂでは導電インク層１２の接点の等ピッチ間隔が保たれていることを見出し、本発明の一態様に至ったものである。
その理由を図１７を使って説明する。図１７は、真空圧空工程中のインサートフィルムを放射温度計で測定したグラフである。図１７において、インサートフィルムの仕様は、基材フィルムがガラス転移点（Ｔｇ）が１３０℃のポリカーボネートであり、補強テープがガラス転移点（Ｔｇ）が２３０℃のポリイミドテープである。図１７では、フィルム温度（℃）について、ポリカーボネートの塑性変形領域とポリイミドの塑性変形領域とをそれぞれ示している。真空圧空成形工程では、まず、図８−１のヒーター２０によって、基材フィルムのガラス転移点の温度以上に加熱される、そして、図８−２で真空成形金型２１に触れることで真空成形金型２１で設定された、例えば１００℃までインサートフィルムの温度が低下しながらインサートフィルムが変形する。この変形について、基材フィルムであるポリカーボネートのガラス転移点の１３０℃以上に加熱されるのでポリカーボネートが塑性変形領域にあるため、インサートフィルムは真空成形金型２１の形状に容易に変形する。一方、補強テープ２６がポリイミドテープの場合、そのガラス転移点が２３０℃なので、補強テープ２６がある箇所は変形が起こらない。その結果、図１６−３ｂに示すように、導電インク層１２の接点の等ピッチ間隔が保たれる。
【００２２】
以下、実施の形態に係るインサートフィルム、真空圧空金型、インサートフィルム成形品及びその製造方法について、添付図面を用いて説明する。なお図面において、実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００２３】
（実施の形態１）
実施の形態１では、インサートフィルム２の導電インク層の接点の等ピッチ間隔が保たれた図１３−４および図１３−５に示す端部箇所を有するインサートフィルム成形品及びその製造方法について説明する。
【００２４】
図１−１は、実施の形態１に係るインサートフィルムの断面構成を示す概略断面図である。図１−２ａは、真空圧空成形前のインサートフィルムで、製品フィルム表側から見た概略図である。具体的には、真空圧空成形前のインサートフィルム２の導電インク層１２の接点付近の断面図である。図１−２ｂは、逆面に補強テープ２６を張りあわせた導電インク層１２を示している概略図である。
【００２５】
実施の形態１に係るインサートフィルム２は、基材フィルム８と、基材フィルム８の一方の主面に設けられた導電インク層１２と、基材フィルム８の他方の主面に設けられた補強テープ２６と、を備える。この補強テープ２６は、基材フィルム８よりもガラス転移点が高い。基材フィルム８よりガラス店移転が高い補強テープ２６を設けることによって、真空圧空成形工程において、加熱によって基材フィルム８が変形しても、よりガラス転移点の高い補強テープ２６を張った箇所は変形しない。そこで、真空圧空成形工程によっても導電インク層１２のピッチは変化しない。
なお、導電インク層１２を基材フィルム８の両面に設けている場合には、いずれか一方の面に補強テープ２６を設けていればよい。
【００２６】
このインサートフィルムでは、図１−２ｂに示すように、図１６−２ｂと同様に、接点箇所は全て補強テープ２６で覆うように張り合わせている。これにより、接点箇所が等ピッチに保たれる。なお、インサートフィルムを製品面側から見た図で補強テープ２６は、フィルムクランプの位置決め箇所もカバーするように張り合わせる。フィルムクランプの位置決め箇所まで補強テープ２６をカバーする理由は、真空成形後にトリミングをトムソン金型等で行うときに、トムソン金型のトリミング位置によるインサートフィルム２の端面位置と図１３−２のメス型コネクタ１６の差込口を位置合わせするためである。
【００２７】
また、このインサートフィルム２は、図１−１に示すように、製品面側から補強テープ２６、接着層１０、レジスト層、導電インク層１２、基材フィルム８、導電インク層１２、レジスト層の順に積層された構成となっている。
補強テープ２６は、基材フィルム８よりガラス転移点が高い材料からなるものを用いる。例えば、ポリイミドテープを用いることができる。
接着層１０は、補強テープ２６とレジスト層１１を密着させる役割を果たすものである。接着層１０には、例えば、補強テープ２６とレジスト層１１に合わせて親和性のあるポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂を用いるとよい。
導電インク層１２は、インクの構成が樹脂と銀や金、および銅などの金属材料のフィラーによって構成されるものである。このインクを用いてスクリーン印刷装置をはじめとして、インクジェット印刷装置、グラビア印刷装置によって、配線パターンを基材フィルム８に印刷することで、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）の機能を基材フィルム８にもたせることが出来る。
基材フィルム８は、補強テープ２６、接着層１０、レジスト層１１、導電インク層１２を塗布するためのキャリアフィルムの役割を果たすものである。基材フィルム８には、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネートおよびＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）などの材料が用いられている。
【００２８】
図２−１乃至図２−６は、実施の形態１に係る真空圧空工程の各工程を説明する概略断面図である。なお、図８−１乃至図８−５と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。
（１）図２−１は、真空圧空成形を行う各部材の構成を示す概略断面図である。真空圧空成形にあたって、インサートフィルム２、フィルムクランプ１９、フィルム加熱用のヒーター２０、製品形状をつくるための真空成形金型２１、圧空用金型２２、圧空供給ポンプ２３、真空ポンプ２４が図のように構成されている。この工程では、フィルムクランプ１９によって、インサートフィルム２を固定する。また、インサートフィルム２は、ヒーター２０によって加熱される。具体的には、インサートフィルム２自体は面内一様に基材フィルム８のガラス転移点までに加熱される。ただし、補強テープ２６が張り合わされている箇所はヒーター２０による加熱温度が補強テープ２６のガラス転移点以下になるように設定されている。
【００２９】
（２）次に、図２−２は、真空圧空成形の工程の概略断面図である。図２−２に示すようにフィルムクランプ１９、真空成形金型２１、圧空用金型２２が可動する。このときヒーター２０は干渉しないように移動している。インサートフィルム２は、真空成形金型２１に押し当てられることでインサートフィルム２が成形されるが、インサートフィルムは、真空成形金型２１と空間を介して圧空用金型２２とではさまれている。そして、インサートフィルム２と真空成形金型２１との間の空間を真空状態にした状態で、圧空供給ポンプ２３によって、インサートフィルム２と圧空用金型２２との間の空間の気圧を高める。また、真空ポンプ２４によって、インサートフィルム２と真空成形金型２１との間の空間の真空度を高めることで、よりインサートフィルム２を効率よく成形することができる。
上記のように、補強テープ２６が張り合わされている領域において、図２−１と図２−２ではインサートフィルム２は変形しない。そのため、インサートフィルム２の接点箇所が等ピッチに保たれる。
【００３０】
（３）次に、図２−３は、インサートフィルムの取り出しを説明する概略断面図である。この場合には、フィルムクランプ１９、真空成形金型２１、圧空用金型２２が可動し、インサートフィルム２は真空成形金型２１から取り出される。
（４）図２−４は、取り出したインサートフィルム２のトリミングを説明する概略断面図である。図２−４に示すように、インサートフィルム２の製品に不要な箇所をトリミングされる。
（５）図２−５は、トリミング後のインサートフィルム２を示す概略断面図である。このとき、図１３−４のメス型コネクタ１６へ挿入される箇所は回路取り出し箇所Ａ２７とし、図１３−５の射出成形工程後にコネクタ部品２５を実装する箇所を回路取り出し箇所Ｂ２８としてもよい。
【００３１】
なお、回路取り出し箇所Ａ２７と回路取り出し箇所Ｂ２８の変形、つまり接点箇所の等ピッチをより精度高く実現するために、下記のような構成をとってもよい。
図２−６は、真空成形金型２１について、真空成形金型主要部３０とその一部を主要部とは温度調整が別回路で他の部分より低温にして調整できる入れ子３１と２部品で構成する場合の概略断面図である。この入れ子３１によって、入れ子３１に接触する箇所を周囲より低温にすることができる。これにより、回路取り出し箇所Ａ２７と回路取り出し箇所Ｂ２８とが入れ子３１に触れたときに周囲より低温にできるので、他の箇所よりさらに変形しにくくなる。なお、この入れ子３１による温度調整は、複数種類の温度調整を行うことができるものであってもよい。また、入れ子３１は、真空成形金型２１の複数箇所のいずれかに配置できるように入れ子３１と入れ替え可能なダミーの部材を配置しておいてもよい。
【００３２】
ここで得られたインサートフィルムを用いて、射出工程を図３−１乃至図３−３のように行う。なお、図９−１乃至図９−３と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。
（ａ）図３−１に示すように、回路取り出し箇所Ａ２７を有したインサートフィルム２がフィルム供給ロボット１によって固定側の第一金型４へとセットされる。
（ｂ）次に、図３−２に示すように、固定側の第一金型４と可動側の第二金型５とが型締めされた状態で射出成形樹脂３が金型に射出され、射出成形樹脂３が金型キャビティ内に充填される。
（ｃ）その後、図３−３に示すように、固定側の第一金型４と可動側の第二金型５とを型開きして、回路取り出し箇所Ａ２７と回路取り出し箇所Ｂ２８を有するインサートフィルム成形品６が得られる。
【００３３】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１と対比して、インサートフィルム２の導電インク層の接点の等ピッチ間隔が保たれた図１４−５および図１４−６に示す端部構成を有するインサートフィルム成形品及びその製造方法に関する点で相違する。
【００３４】
図４−１は、実施の形態２に係る真空圧空成形前のインサートフィルム２の導電インク層１２の接点付近の断面図である。図４−２ａは、真空圧空成形前のインサートフィルムで、製品フィルム表側から見た概略図である。図４−２ｂは、逆面に補強テープ２６を張りあわせた導電インク層１２を示している概略図である。なお図１６と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。
このインサートフィルムでは、図４−２ｂに示すように、図１６−２ｂと同様に、接点箇所は全て補強テープ２６で覆うように張り合わせている。これにより、接点箇所が等ピッチに保たれる。なお、インサートフィルムを製品面側から見た図で補強テープ２６は、フィルムクランプの位置決め箇所もカバーするように張り合わせる。フィルムクランプの位置決め箇所まで補強テープ２６をカバーする理由は、真空成形後にトリミングをトムソン金型等で行うときに、トムソン金型のトリミング位置によるインサートフィルム２の端面位置と図１４−２のメス型コネクタ１６の差込口を位置合わせするためである。
【００３５】
また、このインサートフィルム２は、図４−１に示すように、製品面側から補強テープ２６、表面機能層７、基材フィルム８、絵柄層９、導電インク層１２、絶縁層１７、２層目の導電インク層１８、レジスト層１１、接着層１０、の順に積層された構成となっている。
絵柄層９は、樹脂表面に意匠性を与える働きをする層である。絵柄層９には、例えば、有機系顔料とポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂を材料として用いればよい。また、絵柄層９にはスパッタリングや真空蒸着などの工法でアルミやスズ、インジウムなど金属箔膜を形成することで樹脂表面に鏡面調の意匠性を与えることもできる。
【００３６】
図５−１乃至図５−６は、実施の形態２に係る真空圧空工程の各工程を説明する概略断面図である。なお、図２−１乃至図２−６と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。
（１）図５−１は、真空圧空成形を行う各部材の構成を示す概略断面図である。真空圧空工程では、図５−１に示すように、インサートフィルム２はヒーター２０によって加熱され、インサートフィルム２自体は面内一様に基材フィルム８のガラス転移点までに加熱される。ただし、補強テープ２６が張り合わされている箇所はヒーターによる加熱温度が補強テープ２６のガラス転移点以下になるように設定されている。
（２）次に、図５−２は、真空圧空成形の工程の概略断面図である。上記のように、補強テープ２６が張り合わされている領域において、図５−１と図５−２ではインサートフィルム２は変形しない。そのため、インサートフィルムの接点箇所が等ピッチに保たれる。
【００３７】
（３）次に、図５−３は、インサートフィルムの取り出しを説明する概略断面図である。図５−３に示すようにインサートフィルム２は真空成形金型２１から取り出される。
（４）図５−４は、取り出したインサートフィルム２のトリミングを説明する概略断面図である。図５−４に示すように、製品に不要な箇所をトリミングされる。
（５）図５−５は、トリミング後のインサートフィルム２を示す概略断面図である。このとき、図１４−５のメス型コネクタ１６へ挿入される箇所は回路取り出し箇所Ｃ２９としてもよい。
【００３８】
なお、回路取り出し箇所Ｃ２９の変形、つまり接点箇所の等ピッチをより精度高く実現するために、下記のような構成をとってもよい。
図５−６は、真空成形金型２１について、真空成形金型主要部３０とその一部を主要部とは温度調整が別回路で他の部分より低温にして調整できる入れ子３１と２部品で構成する場合の概略断面図である。この入れ子３１によって、入れ子３１に接触する箇所を周囲より低温にすることができる。これにより、回路取り出し箇所Ｃ２９が入れ子３１に触れたときに周囲より低温にできるので、他の箇所よりさらに変形しにくくなる。
【００３９】
ここで得られたインサートフィルムを用いて、射出成形工程を図６−１乃至図６−３のように行う。なお、図３−１乃至図３−３と同じ部分には同じ符号をつけ、一部の説明を省略する。図７は、射出成形工程で得られるインサートフィルム成形品６を示す概略断面図である。
（ａ）図６−１に示すように、回路取り出し箇所Ｃ２９を有したインサートフィルム２がフィルム供給ロボット１によって固定側の第一金型４へとセットされる。
（ｂ）次に、図６−２に示すように、固定側の第一金型４と可動側の第二金型５とが型締めされた状態で射出成形樹脂３が金型に射出され、射出成形樹脂３が金型キャビティ内に充填される。
（ｃ）その後、図６−３に示すように、固定側の第一金型４と可動側の第二金型５とを型開きして、図７に示す回路取り出し箇所Ｃ２９を有するインサートフィルム成形品６が得られる。
【００４０】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るインサートフィルム成形品の製造方法によれば、導電性インク層を有するインサートフィルム成形品を製造するにあたって、接点を真空成形後にインサートフィルムの等ピッチ間隔にするために、従来真空成形後の伸び量をあらかじめ測定し、伸び量を見越して導電性インク層を印刷する工程を削減することができ、開発期間と費用の圧縮が見込まれる
【符号の説明】
【００４２】
１  フィルム供給ロボット
２  インサートフィルム
３  射出成形樹脂
４  固定側の第一金型
５  可動側の第二金型
６  インサートフィルム成形品
７  表面機能層
８  基材フィルム
９  絵柄層
１０  接着層
１１  レジスト層
１２  導電インク層
１３  導電性接着剤
１４  チップ電子部品
１５  アンダーフィル
１６  メス型コネクタ
１７  絶縁層
１８  ２層目の導電インク層
１９  フィルムクランプ
２０  ヒーター
２１  真空成形金型
２２  圧空用金型
２３  圧空供給ポンプ
２４  真空ポンプ
２５  コネクタ部品
２６  補強テープ
２７  回路取り出し箇所Ａ
２８  回路取り出し箇所Ｂ
２９  回路取り出し箇所Ｃ
３０  真空成形金型主要部
３１  入れ子
【図１−１】
2020082461.tif 000003
【図１−２ａ】
2020082461.tif 000004
【図１−２ｂ】
2020082461.tif 000005
【図２−１】
2020082461.tif 000006
【図２−２】
2020082461.tif 000007
【図２−３】
2020082461.tif 000008
【図２−４】
2020082461.tif 000009
【図２−５】
2020082461.tif 000010
【図２−６】
2020082461.tif 000011
【図３−１】
2020082461.tif 000012
【図３−２】
2020082461.tif 000013
【図３−３】
2020082461.tif 000014
【図４−１】
2020082461.tif 000015
【図４−２ａ】
2020082461.tif 000016
【図４−２ｂ】
2020082461.tif 000017
【図５−１】
2020082461.tif 000018
【図５−２】
2020082461.tif 000019
【図５−３】
2020082461.tif 000020
【図５−４】
2020082461.tif 000021
【図５−５】
2020082461.tif 000022
【図５−６】
2020082461.tif 000023
【図６−１】
2020082461.tif 000024
【図６−２】
2020082461.tif 000025
【図６−３】
2020082461.tif 000026
【図７】
2020082461.tif 000027
【図８−１】
2020082461.tif 000028
【図８−２】
2020082461.tif 000029
【図８−３】
2020082461.tif 000030
【図８−４】
2020082461.tif 000031
【図８−５】
2020082461.tif 000032
【図９−１】
2020082461.tif 000033
【図９−２】
2020082461.tif 000034
【図９−３】
2020082461.tif 000035
【図１０−１】
2020082461.tif 000036
【図１０−２】
2020082461.tif 000037
【図１０−３】
2020082461.tif 000038
【図１０−４】
2020082461.tif 000039
【図１１−１】
2020082461.tif 000040
【図１１−２】
2020082461.tif 000041
【図１１−３】
2020082461.tif 000042
【図１１−４】
2020082461.tif 000043
【図１２−１】
2020082461.tif 000044
【図１２−２】
2020082461.tif 000045
【図１３−１】
2020082461.tif 000046
【図１３−２】
2020082461.tif 000047
【図１３−３】
2020082461.tif 000048
【図１３−４】
2020082461.tif 000049
【図１３−５】
2020082461.tif 000050
【図１４−１】
2020082461.tif 000051
【図１４−２】
2020082461.tif 000052
【図１４−３】
2020082461.tif 000053
【図１４−４】
2020082461.tif 000054
【図１４−５】
2020082461.tif 000055
【図１４−６】
2020082461.tif 000056
【図１５−１】
2020082461.tif 000057
【図１５−２ａ】
2020082461.tif 000058
【図１５−２ｂ】
2020082461.tif 000059
【図１５−３ａ】
2020082461.tif 000060
【図１５−３ｂ】
2020082461.tif 000061
【図１６−１】
2020082461.tif 000062
【図１６−２ａ】
2020082461.tif 000063
【図１６−２ｂ】
2020082461.tif 000064
【図１６−３ａ】
2020082461.tif 000065
【図１６−３ｂ】
2020082461.tif 000066
【図１７】
2020082461.tif 000067