(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂フィルムの片面側に装飾層を備え、前記装飾層側をインサート成形により得られる樹脂成形品の本体側に位置するように成形されるインサート成形用装飾フィルムであって、前記装飾層は、全体の厚さが５０ｎｍ〜８００ｎｍとなるように誘電体層を積層して構成され、前記装飾層の圧縮応力を２５０ＭＰａ〜３５０ＭＰａとしたことを特徴とするインサート成形用装飾フィルム。
【請求項２】
前記透明樹脂フィルムは、厚さ５０μｍ〜２００μｍのポリエチレン系又はポリオレフィン系の樹脂から構成されることを特徴とする請求項１に記載のインサート成形用装飾フィルム。
【請求項３】
前記透明樹脂フィルムの前記装飾層と反対の面には、厚さ０．５μｍ〜１０μｍのハードコート層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のインサート成形用装飾フィルム。
【請求項４】
前記装飾層は、厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの二酸化ケイ層及び五酸化ニオブ層を交互に積層したものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインサート成形用装飾フィルム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のインサート成形用装飾フィルムを備えたことを特徴とするインサート成形品。
【請求項６】
透明樹脂フィルムの片面側に装飾層を備え、前記装飾層側をインサート成形により得られる樹脂成形品の本体側に位置するように成形されるインサート成形用装飾フィルムの製造方法であって、成膜圧力を０．５Ｐａ〜１．０Ｐａとして金属原子をスパッタリングして前記透明樹脂フィルム上に厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの金属原子層を成膜した後に酸化して誘電体層とし、前記誘電体層の成膜を繰り返して前記誘電体層を積層して前記装飾層とし、前記装飾層の圧縮応力を２５０ＭＰａ〜３５０ＭＰａとなるようにすることを特徴とするインサート成形用装飾フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記透明樹脂フィルムは、厚さ５０μｍ〜２００μｍのポリエチレン系又はポリオレフィン系の樹脂から構成され、前記装飾層と反対の面には、厚さ０．５μｍ〜１０μｍのハードコート層が設けられ、前記装飾層の厚さは５０ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載のインサート成形用装飾フィルムの製造方法。
【請求項８】
前記誘電体層として厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの二酸化ケイ素層と五酸化ニオブ層とを交互に積層して前記装飾層を構成し、各誘電体層のスパッタリング時の温度を８０℃以下、二酸化ケイ素層の成膜レートを１．０〜３．０Å／ｓｅｃ、及び、五酸化ニオブ層の成膜レートを１．０〜２．５Å／ｓｅｃとすることを特徴とする請求項６又は７に記載のインサート成形用装飾フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、樹脂成形品の外装を被覆するためのインサート成形用装飾フィルム、インサート成形品及びインサート成形用装飾フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  携帯電話等の樹脂成形品の外表面の装飾のために、見る角度により色味等が変化するフィルムを設けることが行われている。具体的には、フィルムにパール顔料を添加する方法（特許文献１及び特許文献２参照）がある。  しかしながら、特許文献１及び特許文献２に提案されたパール顔料を添加する方法ではパール顔料の添加量に制約があることから反射率等の色彩の範囲に制限があるため、所望の装飾色とはならないということが問題となっていた。  この問題を解決するために、特許文献３や特許文献４には誘電材料から構成される薄膜を蒸着により積層して光学特性を調整する方法がある。  しかしながら、特許文献３や特許文献４に提案された方法により得られたフィルムを実際にインサート成形に使用するとフィルムが剥離してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開第３８６２８１４号公報
【特許文献２】特開２００７−１６０５６号公報
【特許文献３】特開２００２−３５０６１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１０８２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  そこで、本発明は、外装にクラックや剥離を生じることのないインサート成形品及びそのためのインサート成形用用装飾フィルムを提供するとともに、このフィルムを、見る角度により色味や輝度を幅広く可変とすることが可能な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記課題を解決するために、本発明者等は、鋭意検討の結果、下記の解決手段を見出した。  即ち、本願発明のインサート成形用装飾フィルムは、請求項１に記載の通り、透明樹脂フィルムの片面側に装飾層を備え、前記装飾層側をインサート成形により得られる樹脂成形品の本体側に位置するように成形されるインサート成形用装飾フィルムであって、前記装飾層は、全体の厚さが５０ｎｍ〜８００ｎｍとなるように誘電体層を積層して構成され、前記装飾層の圧縮応力を２５０ＭＰａ〜３５０ＭＰａとしたことを特徴とする。  請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のインサート成形用装飾フィルムにおいて、前記透明樹脂フィルムは、厚さ５０μｍ〜２００μｍのポリエチレン系又はポリオレフィン系の樹脂から構成されることを特徴とする。  請求項３記載の本発明は、請求項１又は２に記載のインサート成形用装飾フィルムにおいて、前記透明樹脂フィルムの前記装飾層と反対の面には、厚さ０．５μｍ〜１０μｍのハードコート層を備えることを特徴とする。  請求項４記載の本発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のインサート成形用装飾フィルムにおいて、前記装飾層は、厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの二酸化ケイ層及び五酸化ニオブ層を交互に積層したものであることを特徴とする。  また、本発明のインサート成形品は、請求項５に記載の通り、請求項１乃至４の何れか１項に記載のインサート成形用装飾フィルムを備えたことを特徴とする。  また、本発明のインサート成形用装飾フィルムの製造方法は、請求項６に記載の通り、透明樹脂フィルムの片面側に装飾層を備え、前記装飾層側をインサート成形により得られる樹脂成形品の本体側に位置するように成形されるインサート成形用装飾フィルムの製造方法であって、成膜圧力を０．５Ｐａ〜１．０Ｐａとして金属原子をスパッタリングして前記透明樹脂フィルム上に厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの金属原子層を成膜した後に酸化して誘電体層とし、前記誘電体層の成膜を繰り返して前記誘電体層を積層して前記装飾層とし、前記装飾層の圧縮応力を２５０ＭＰａ〜３５０ＭＰａとなるようにすることを特徴とする。  請求項７記載の本発明は、請求項６に記載のインサート成形用装飾フィルムの製造方法において、前記透明樹脂フィルムは、厚さ５０μｍ〜２００μｍのポリエチレン系又はポリオレフィン系の樹脂から構成され、前記装飾層と反対の面には、厚さ０．５μｍ〜１０μｍのハードコート層が設けられ、前記装飾層の厚さは５０ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする。  請求項８記載の本発明は、請求項６又は７に記載のインサート成形用装飾フィルムの製造方法において、前記誘電体層として厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの二酸化ケイ素層と五酸化ニオブ層とを交互に積層して前記装飾層を構成し、各誘電体層のスパッタリング時の温度を８０℃以下、二酸化ケイ素層の成膜レートを１．０〜３．０Å／ｓｅｃ、及び、五酸化ニオブ層の成膜レートを１．０〜２．５Å／ｓｅｃとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】  本発明のインサート成形用装飾フィルムによれば、携帯電話をはじめとする樹脂成形品の外表面に表れる剥離やクラックを防ぐことが可能となる。また、インサート成形時における剥離やクラックも防止することができる。更に、本発明の製造方法によれば、色味や輝度を幅広く所望のものとすることができるインサート成形用装飾フィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の製造方法を説明するための装置断面図
【図２】実施例１のインサート成形用フィルムの断面図
【図３】（ａ）実施例１のフィルムの角度依存性を示すグラフ、（ｂ）同実施例の色度図
【図４】（ａ）実施例２のフィルムの角度依存性を示すグラフ、（ｂ）同実施例の色度図
【図５】実施例１のフィルムの成膜圧力−圧縮応力及び同フィルムを射出成形を行った評価を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】  本発明のインサート成形用装飾フィルムは、公知（例えば、特許文献１等に開示）のインサート成形に使用され、樹脂成形時に成形品として一体化されるものである。  このインサート成形用装飾フィルムは、透明樹脂フィルムの片面側（成形品の表面側とは反対の本体側）に屈折率の異なる複数の誘電体層を積層して構成される装飾層を備えている。各誘電体層は金属原子のスパッタリングとスパッタリングされた同原子の酸化により形成され、装飾層全体の厚さが５０ｎｍ〜８００ｎｍ及び圧縮応力が２５０ＭＰａ〜３５０ＭＰａとなるようにしている。この装飾層全体の厚さと圧縮応力との組み合わせにより、インサート成形時やその後の成形品の使用時に装飾層におけるクラックや剥離を防ぐことができる。厚さが５０ｎｍ未満又は圧縮応力が２５０ＭＰａ未満であると密着力が不足して剥離を生じ、厚さが８００ｎｍを超えること又は３５０ＭＰａを超えることにより成形時の応力が大きくなりすぎクラックが生じるを知見したためである。
【０００９】  上記透明樹脂フィルムの材料は、透明乃至は半透明で、インサート成形時に熱により伸縮しにくいものであれば特に制限するものではなく、例えば、ポリ塩化ビニル、非晶性若しくは低結晶性のポリエステル系若しくはポリプロピレン系、ポリブチレンテレフタレート系、未延伸又は低延伸のエチレンビニルアルコール系等の樹脂から構成することができるが、これらの中でも光学特性の観点からエチレン系又はポリオレフィン系の樹脂とすることが好ましい。また、その厚さについても特に制限はないが、２０μｍ〜５００μｍ程度とすることが好ましい。２０μｍ未満であるとハンドリング作業等作業性が困難であり、５００μｍを超えると剛性が高くなりすぎて成形時に加工形状に追従できないためクラック等が生じるからである。更に、インサート成形品として装飾層の密着度を高めるために、前記範囲の中でも５０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが特に好ましい。  尚、透明樹脂フィルムの装飾層と反対の面には、厚さ０．５μｍ〜１０μｍのハードコート層を設けることが好ましい。インサート成形品の表面を保護することができるからである。また、ハードコート層の膜厚は０．５μｍ未満であると透明樹脂フィルムの表面の保護が不十分となり、１０μｍを超えると加熱又は放射線による硬化が十分に得られずブロッキングを起こしやすくなるからである。また、ハードコート層の材料は、例えば、シラン系、放射線硬化性等の材料を用いることができるが、放射線硬化性の材料が好ましく、その中でも紫外線硬化性の材料が好ましい。
【００１０】  誘電体層は、所望の反射角や色度等が得られるような金属酸化物から選択することができる。例えば、低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層する場合には、低屈折率層として屈折率１．５以下のＳｉＯ２等のケイ素化合物を使用し、高屈折率層として屈折率２．０以上のＮｂ２Ｏ５のニオブ酸化物やＴｉＯ２のチタン化合物等を使用することができる。これらの金属酸化物の中でも、ＳｉＯ２とＮｂ２Ｏ５とを選択することが好ましい。結晶転移温度が高く、光応答性が低い材料であるからである。  各誘電体層の厚さについては、誘電体層全体の厚さが上記説明した５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲となるものであれば特に制限するものではないが、各誘電体層の厚さは５ｎｍ〜２００ｎｍとすることが好ましい。５ｎｍを下回ると各誘電体層の光学的な制御が困難であり、２００ｎｍを上回ると工業生産的にコスト高になるからである。
【００１１】  上記インサート成形用装飾フィルムは、インサート成形時に成形型内に配置され、型内にポリプロピレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン酸化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂等の成形樹脂を射出して成形品として一体となる。尚、インサート成形用装飾フィルム自体は、予め三次元に加工していてもよいし、射出圧により成形型内で変形されるようにしてもよい。
【００１２】  次に、本発明のインサート成形用装飾フィルムの製造方法について図１を参照して説明する。  図１に断面を示す成膜装置は、円筒状の真空チャンバー１内の中央には基材２を支持するための円筒状回転体３が配置され、チャンバー１の内周に沿って、第１のスパッタリング領域４、イオンガン５、第２のスパッタリング領域６及び第３のスパッタリング領域７が順に配置される。真空チャンバー１には、図示しないが真空ポンプが接続されており同チャンバー１内を排気できるようになっている。
【００１３】  第１〜第３のスパッタリング領域４，６，７は、基材２上に膜材料をスパッタリングにより形成するものであり、各領域４，６，７には、基材２の近傍にスパッタリングガスを導入するためのガス導入口（図示せず）が設けられている。また、各領域４，６，７には、それぞれ、円筒状回転体３と対向するようにしてターゲット８〜１０を取り付けたカソード１１〜１３が設けられている。これらのカソード１１〜１３は、ターゲット８〜１０に電力を投入するために図示しないが直流又は交流電源に接続されている。  また、各領域４，６，７の基材２側には、それぞれシャッター１４〜１６が設けられており、各領域４，６，７における成膜時に選択的にシャッター１４〜１６を開放するようになっている。
【００１４】  イオンガン５は、各領域４，６，７で成膜された金属原子を酸化するためのものであり、その内部に酸素を導入するために酸素導入口が設けられるとともに、磁気回路が設けられている。この磁気回路からマイクロ波励起プラズマを生じさせるために、マイクロ波導入窓を介して真空チャンバー１の外部の導波管と真空チャンバー１内部のマイクロ波アンテナとが接続される。
【００１５】  上記構成により、基材２上に第１のスパッタリング領域４により第１の金属を単原子層程度の膜厚で成膜し、円筒状回転体３を回転して、イオンガン５により酸化して第１の金属酸化膜（第１の誘電体層）とし、更に、円筒状回転体３を回転して第２のスパッタリング領域６により第２の金属を単原子層程度の膜厚で成膜し、円筒状回転体３を回転して、イオンガン５により酸化して第２の金属酸化膜（第２の誘電体層）とし、これらを交互に繰り返し基材２上に複数の誘電体層を積層した装飾膜を成膜する。尚、３種類の金属原子をスパッタする場合には、第１の成膜領域４や第２の成膜領域６と同様に、第３の成膜領域７によるスパッタとイオンガン５による酸化を行えばよい。尚、単原子層程度とは、膜厚では厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲をいうものとする。  上記方法によれば、装飾膜を所望の色味や輝度を付与することが可能となる。
【００１６】  また、上記方法において、金属材料のスパッタリング時及び酸化時の成膜圧力は０．５Ｐａ〜１．０Ｐａとしている。成膜圧力が０．５Ｐａ未満であると装飾層の圧縮応力が３５０ＭＰａを超えてしまいインサート成形時にクラックや剥離が生じ、成膜圧力が１．０Ｐａを超えると装飾層の圧縮応力が２５０ＭＰａ未満となり、密着力が不足し剥離を発生させるからである。
【００１７】  上記方法において、金属原子として、ケイ素原子及びニオブ原子を使用する場合には、これらのスパッタリング時の温度を８０℃以下（尚、下限は後の酸化においてプラズマが発生する温度とする。）とすることが好ましい。均一な単原子程度の厚さの膜を高速に成膜できるからである。尚、この場合の成膜レートは任意に調整することができるが、例えば、Ｎｂ２Ｏ５であれば１．０〜２．５Å／ｓ、ＳｉＯ２の場合であれば１．０〜３．０Å／ｓ等とすることができる。
【実施例】
【００１８】  次に、本発明の実施例のインサート成形用装飾フィルムについて説明する。  尚、以下の実施例では特に条件を説明しない限り下記の条件で成膜を行うものとする。（１）基材  厚さ１００μｍ、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍのポリエチレン製の透明樹脂フィルムの片面に厚さ１μｍのハードコート層が設けられたものを使用した。（２）誘電体層の成膜条件  本実施例では、誘電体層として、ＳｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を成膜した。ａ）ＳｉＯ２の成膜条件  ターゲット：Ｓｉ  電源：ＤＣ電源  酸化源：イオンガン  成膜温度：室温  カソード投入電力：６ｗ／ｃｍ２  Ａｒ流量：５００ｓｃｃｍ  Ｏ２流量：１００ｓｃｃｍｂ）Ｎｂ２Ｏ５  ターゲット：Ｓｉ  電源：ＤＣ電源  酸化源：イオンガン  成膜温度：室温  カソード投入電力：５ｗ／ｃｍ２  Ａｒ流量：５００ｓｃｃｍ  Ｏ２流量：３００ｓｃｃｍ【００１９】（実施例１）  上記実施の形態で説明した装置を使用し、同装置の真空チャンバー１内を８．０×１０−４Ｐａに減圧するとともに第１のスパッタリング領域４にＡｒを導入した状態で、カソード１１に電力を投入して、図２に示すように、基材２の片面にＮｂ膜をスパッタリングにより成膜する工程と、円筒状回転体３を回転させてイオンガン５によりＮｂ膜を酸化する工程とを繰り返し、膜厚８７．０ｎｍのＮｂ２Ｏ５膜（誘電体層）１７とした。次に、真空チャンバー１内を８．０×１０−４Ｐａに調整するとともにスパッタリング領域６にＡｒを導入してカソード１２に電力を投入して膜厚１００．０ｎｍのＳｉ膜をスパッタリングにより成膜した。続いて、円筒状回転体３を回転させてイオンガン５によりＮｂ膜を酸化してＳｉＯ２膜（誘電体層）１８とした。そして、その上に、Ｎｂ２Ｏ５膜１７の成膜と同様にして膜厚８７．０ｎｍのＮｂ２Ｏ５膜（誘電体層）１９を成膜した。  その後、Ｎｂ２Ｏ５膜１９上に、ウレタン系２液硬化型のインク（セイコーアドバンス社製ＷＯ７（ＲＸ００２））をスクリーンメッシュ印刷により膜厚３μｍで塗布して装飾膜２０としてインサート成形用フィルムとした。【００２０】（実施例２）  基材側から順に、実施例１と同様にしてＮｂ２Ｏ５膜とＳｉＯ２膜とを交互に７層を積層し、最後に実施例１と同じインクにより装飾膜を成膜した。  各膜厚は、基材側から順に、Ｎｂ２Ｏ５膜（１７．００ｎｍ）、ＳｉＯ２膜（１６４．００ｎｍ）、Ｎｂ２Ｏ５膜（４０．００ｎｍ）、ＳｉＯ２膜（７６．５０ｎｍ）、Ｎｂ２Ｏ５膜（１００．００ｎｍ）、ＳｉＯ２膜（５３．５０ｎｍ）、Ｎｂ２Ｏ５膜（４９．００ｎｍ）とした。【００２１】  実施例１及び２で得られたインサート成形用フィルムについて、フィルムに入射する光の入射角に対する反射特性及び色度図を、それぞれ図３及び図４に示す。これらの図から、見る角度により色味や輝度を積層数及び膜厚を調整することにより任意の装飾膜とすることができることが分かった。【００２２】  次に、実施例１の各誘電体膜の成膜圧力を変化させて、図５の横軸で示すように、装飾膜の圧縮応力が０．４Ｐａ〜２．０Ｐａの範囲となる合計１１枚のインサート成形用フィルムを作製した。  得られたインサート成形用フィルムを、ＰＭＭＡ樹脂（三菱レイヨン社製アクリルペットＶＲＬ４０−００１）ととともに、射出成形用装置で金型温度を５０度、乾燥条件８０度に設定して、射出成形品を製造した。  その結果、図５に示すように、成膜圧力が、０．５Ｐａ〜１．０Ｐａの範囲のインサート成形用フィルムでは、クラックや剥離がなく、この範囲以外では、クラックや剥離が確認された。
【符号の説明】
【００２３】  １          円筒状真空チャンバー  ２          基材  ３          円筒状回転体  ４，６，７  第１〜第３のスパッタリング領域  ５          イオンガン  ８〜１０    ターゲット  １１〜１３  カソード  １４〜１６  シャッター  １７〜１９  誘電体層  ２０        インク層  ２１        ハードコート層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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