(57)【要約】【課題】フィルムインサート成型用ハードコートフィルムであって、樹脂成型品の表面を保護するために、フィルム基材の一方の面に、十分な表面硬度を有するハードコート層を備えながら深絞りの形状に対応し、クラックや白化、皺の生じないハードコートフィルム及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明のフィルムインサート成型用ハードコートフィルムは、フィルム基材及びハードコート層を含み、フィルム基材はゴム成分を含有したアクリル系樹脂からなり、ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂からなる。該ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂がフィルム基材上に鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムインサート成型用ハードコートフィルムであって、
フィルム基材及びハードコート層を含み、
前記フィルム基材はゴム成分を含有したアクリル系樹脂からなり、
前記ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂からなる、
ことを特徴とする、ハードコートフィルム。
【請求項２】
フィルムインサート成型用ハードコートフィルムであって、
フィルム基材及びハードコート層を含み、
前記フィルム基材はアクリル系樹脂からなり、
前記ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂が前記フィルム基材上に鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されてなる、
ことを特徴とする、ハードコートフィルム。
【請求項３】
前記アクリル系樹脂が、ゴム成分を含有したメタクリル酸重合体である、
ことを特徴とする、請求項２に記載のハードコートフィルム。
【請求項４】
前記ゴム成分が、メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルと多官能単量体との共重合体からなる、
ことを特徴とする、請求項１又は３に記載のハードコートフィルム。
【請求項５】
前記多官能単量体がビニル基を含んだ単量体である、
ことを特徴とする、請求項４に記載のハードコートフィルム。
【請求項６】
前記ハードコート層は、前記電離放射線硬化型樹脂が２００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下の照射積算光量のＵＶ照射によりフィルム基材上に硬化されてなる、
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項７】
さらにプライマー層及び加飾層を含み、前記プライマー層は、前記フィルム基材と前記加飾層との間に形成される、
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項８】
ハードコートフィルムの延伸率が１０パーセント以上６０パーセント以下である、
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項９】
ハードコートフィルムの延伸率が２０パーセント以上５０パーセント以下である、
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項１０】
前記ハードコート層の厚さが０．５μｍないし１０μｍである、
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項１１】
前記ハードコートフィルムの透過率が９１．０パーセント以上、
ヘイズ値が０．５パーセント以下である、
ことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項１２】
前記フィルム基材、前記ハードコート層及び前記プライマー層の全てがアクリル系樹脂からなる、
ことを特徴とする、請求項７〜１１のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項１３】
フィルムインサート成型用ハードコートフィルムの製造方法であって、
フィルム基材としてゴム成分を含有するアクリル系樹脂を用意する工程と、
前記フィルム基材の一方の面に、ＵＶ照射によりＵＶ硬化型樹脂を硬化させて鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下のハードコート層を形成する工程と、
を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記アクリル系樹脂は、ゴム成分を含有したメタクリル酸重合体であり、
前記ゴム成分は、メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルと多官能単量体との共重合体からなり、
前記多官能単量体は、ビニル基を含んだ単量体である、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下のハードコート層を形成するために、ＵＶ照射の照射積算光量を２００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲にする工程、を含む、
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、プライマー層を前記フィルム基材上のもう一方の面に形成した後に加飾層を形成する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、パソコン、家電製品、オフィス機器、自動車内外装部品などの成型品の表面保護及び加飾に使用されるフィルムインサート成型用ハードコートフィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂等からなる各種成型品の表面に模様を施し、ハードコート層を設ける手法として、樹脂成型材料とフィルム基材の上に印刷層やハードコート層が形成されたハードコートフィルムとを金型により一体的に成型（インサート成型）する方法がある。この方法で使用されるフィルムインサート成型用のハードコートフィルムは、高延伸性、透明性、低ヘイズ、耐侯性、耐傷付き性、耐薬品性、耐熱性、印刷適性に優れていることが好ましい。
【０００３】
このようなインサート成型用のハードコートフィルムとして、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基材の一方の面（外側面）にハードコート層を備え、他方の面（内側面）に蒸着層等を備えたハードコートフィルムが提案されている（特許文献１；特開２００５−２８０１２２号公報、特許文献３；特開２００９−２７４３７８号公報）。
【０００４】
インサート成型の方法で、絞り形状が浅い成型品を製造する場合、このようなハードコートフィルム用のフィルム基材として、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）が用いられている。ＰＥＴフィルムは、表面に傷つきやすい欠点を有しているために、フィルム基材表面にハードコート材をコーティングして耐傷付き性を補っている。ハードコート材としては、シリコン系、アクリル系、メラミン系等の熱硬化型ハードコート材や、アクリル系の電離放射線硬化型ハードコート材が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８０１２２号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００９−２０２４９８号公報
【０００７】
【特許文献３】特開２００９−２７４３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしフィルム基材として前記ＰＥＴフィルムと組み合せた場合、比較的成型絞りが深くなると、フォーミング（成型）の際の賦形が甘くなり、型に忠実な成型ができないという問題、絞りの深い部分やエッジ部分、曲率半径（Ｒ）の小さい部分のハードコート層にクラックや白化を生じるという問題があり、十分な成型品が得られなかった
【０００９】
また、絞り形状が深い場合はアクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルムがフィルム基材として用いられているが、耐傷付き性を補うためにハードコート処理はなされていない。このため、耐傷付き性が損なわれ、物理的衝撃に対して著しく外観が損なわれる問題があった。
【００１０】
ポリカーボネートフィルム等に半硬化状態のハードコート層を形成し、プレフォーム型で成型した後に完全硬化させて、深絞りの形状に形成する方法が提案されているが（特許文献２；特開２００９−２０２４９８号公報）、該方法は二段階の工程を要し、プレフォーム後に時間が経過すると、半硬化または未硬化のハードコート層が経時変化して、所望の品質を保てないという問題がある。
【００１１】
本発明は、フィルムインサート成型用ハードコートフィルムであって、樹脂成型品の表面を保護するために、フィルム基材の一方の面に、十分な表面硬度を有するハードコート層を備え、深絞りの形状でのインサート成型においてもハードコート層にクラックや白化、皺の生じないハードコートフィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、フィルム基材のもう一方の面にプライマー層を有し、その上に加飾層が密着性よく形成できるハードコートフィルムを提供することである。さらに本発明の他の目的は、透明性、ヘイズ値に優れたハードコート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】
【００１２】
本発明に従った態様のフィルムインサート成型用ハードコートフィルムは、フィルム基材及びハードコート層を含み、前記フィルム基材はゴム成分を含有したアクリル系樹脂からなり、前記ハードコート層は電離放射線硬化型樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
前記アクリル系樹脂としては、ゴム成分を含有したメタクリル酸重合体であることが好ましい。ゴム成分を含有するメタクリル酸重合体は、従来、フィルム基材として用いられているＰＥＴフィルムと比較して、透明性、耐候性、延伸性において優れている。本発明に従い、フィルムインサート成型用ハードコートフィルムのフィルム基材としてゴム成分を含有したアクリル樹脂を用いることにより、亀裂や破断、剥離を生ずることなく、深絞りの成型体を製造することが可能である。
【００１４】
本発明に従った他の態様のフィルムインサート成型用ハードコートフィルムは、フィルム基材及びハードコート層を含み、前記フィルム基材はアクリル系樹脂からなり、前記ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂が前記フィルム基材上に鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されてなることを特徴とする。
【００１５】
ここで使用するアクリル系樹脂は延伸性に優れ、絞りの浅い成型体から深絞り成型体まで、広範囲なインサート成型品を製造することができる。また、アクリル系樹脂は透明性に優れ、成型品が加飾層（蒸着層、印刷層）を含む場合でも、絵柄や文字が鮮明となる。
【００１６】
本発明のフィルムインサート成型用ハードコートフィルムが有するハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂（ＵＶ硬化型樹脂、ＥＢ硬化型樹脂）により形成される。電離放射線硬化型樹脂としては、光（紫外線を含む）によって硬化するウレタンアクリレート系光硬化型樹脂又はエポキシアクリレート系光硬化型樹脂が好適である。
【００１７】
特に、本発明のハードコートフィルムにかかるハードコート層は、前記電離放射線硬化型樹脂がフィルム基材上に鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されることを特徴とする。該硬度によれば、表面に十分な耐傷付き性を有しながら、クラックや白化のない深絞りの成型品を製造することができる。該硬度を得るために、電離放射線硬化型樹脂としてＵＶ硬化型樹脂を使用した場合、２００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２の照射積算量となるＵＶ照射により硬化されることが好ましい。
【００１８】
さらに、前記ハードコート層の厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、安定したハードコート層を形成することができる。
【００１９】
本発明の他の態様として、ハードコートフィルムは、さらにフィルム基材面のハードコート層とは反対の面にプライマー層を有し、さらに加飾層（蒸着層、印刷層）を有してよい。プライマー層としては加飾層と密着性の良い樹脂が用いられる。加飾層は、インサート成型品の絵柄、模様及び文字等となる。
【００２０】
さらに本発明のハードコートフィルムにおいて、フィルム基材、ハードコート層及びプライマー層のすべてが、アクリル系樹脂からなってもよい。同一系統の樹脂を用いることで、各接合部分の機械強度が増し、高い密着性を有し、皺が発生することもない。さらに、光学特性が均一となって、高い透明性を有するハードコートフィルムを製造することができる。
【００２１】
本発明の態様に従ったフィルムインサート成型用ハードコートフィルムの延伸率は、１０パーセントから６０パーセントの範囲であることが好ましい。該延伸率によれば、絞りの浅い成型体から深絞りの成型体のインサート成型品を製造できるためである。さらに、十分な表面硬度を保ちながら、深絞りの成型体を形成するために、ハードコートフィルムの延伸率は２０パーセントから５０パーセントであることがより好ましい。
【００２２】
さらに、前記ハードコートフィルムは、透過率が９１．０％以上、ヘイズ値が０．５％以下であることが好ましい。透明性が高くヘイズ値が低いハードコートフィルムにより、加飾層の絵柄、模様が鮮明となって美観に優れた成型品を製造することができる。
【００２３】
本発明に従ったフィルムインサート成型用ハードコートフィルムを製造する方法は、フィルム基材としてゴム成分を有するアクリル系樹脂を用意する工程と、フィルム基材の一方の面に、ＵＶ照射によりＵＶ硬化型樹脂を鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化させてハードコート層を形成する工程とを含むことを特徴とする。該硬度を得るために、ＵＶ照射の照射積算光量を２００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下とする工程をさらに含んでよい。
【００２４】
本発明に従ったハードコートフィルムを製造する方法は、さらにプライマー層を形成する工程及びプライマー層を形成した後その上に加飾層を形成する工程を含んでよい。
【００２５】
さらに、ここで用意されるアクリル系樹脂はゴム成分を含有したメタクリル酸重合体であり、前記ゴム成分はメタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルとビニル基を含んだ多官能単量体との共重合体からなってよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のフィルムインサート成型用ハードコートフィルムによれば、深絞りの成型においても延伸性に優れ、成型時にクラックや白化、皺の発生がない。さらに、耐傷付き性に優れたハードコート層を備えた成型品を製造することができる。また、絞り深さが異なる製品に対応して、フィルム基材の厚みやハードコート層の硬度（鉛筆硬度）を調整することができる。
【００２７】
また、蒸着層及び／または印刷層に対して密着性に優れたプライマー層を有する本発明のハードコートフィルムにより、微細で明確な絵柄が密着性高く形成された成型品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明のインサート成型用ハードコートフィルムのひとつの態様を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は本発明のインサート成型用ハードコートフィルムの他の態様を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は本発明のインサート成型用ハードコートフィルムのもう一つの他の態様を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は本発明のインサート成型用ハードコートフィルムを用いたインサート成型のプロセスを示す図である。
【図５】図５はスチールウール試験における本発明の実施例と比較例のラビング回数とヘイズ値の相関を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明のさまざまな特徴は、本発明の限定を意図するものではないが、好適実施例とともに説明される。図面は説明の目的で単純化され、尺度も必ずしも一致しない。
【００３０】
図１、図２、図３において、本発明に係るフィルムインサート成型用ハードコートフィルムの異なる態様が模式的な断面図により示されている。
【００３１】
図１には、フィルム基材２の上にハードコート層３を形成した本発明のひとつの態様であるハードコートフィルム１Ａが示されている。図２には、ハードコート層３の反対側のフィルム基材２の上に加飾層（蒸着層又は印刷層）を形成するためのプライマー層４が形成されてなる本発明の他の態様のハードコートフィルム１Ｂが示されている。図３には、さらにプライマー層４の上に加飾層５を形成した本発明のもうひとつの他の態様のハードコートフィルム１Ｃが示されている。
【００３２】
樹脂成型品を製造するために使用されるハードコートフィルムは、図１に示されているハードコートフィルム１Ａの態様で使用される場合もあるが、加飾層５（蒸着層／印刷層）が設けられる場合もある。後者の場合では、図２の１Ｂまたは図３の１Ｃに示されているように、ハードコート層３の反対側のフィルム基材２上にプライマー層４が設けられることが好ましい。プライマー層４により、加飾層５の密着性が向上し、剥離や皺の発生が防止される。
【００３３】
フィルム基材２はアクリル系樹脂からなり、アクリル系樹脂フィルムとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメタクリル酸アルキルエステルや、スチレン、アクリロニトリル等の共重合体が用いられる。アクリル系樹脂からなるフィルム基材２は単体において延伸性に優れ、ハードコート層３と組み合せても伸延性を保ち、深絞り構造の成型に適している。
【００３４】
さらに、フィルム基材２の上記アクリル系樹脂は、ゴム成分を含有することが好ましい。ゴム成分を含有することにより、上記共重合体はより優れた耐衝撃性及び延伸性を付与されることになる。ゴム成分としては、メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルと多官能単量体との共重合体が使用できる。多官能単量体としては、ビニル基を含んだ単量体が好ましい。
【００３５】
耐衝撃性、延伸性に加え、透明性、耐候性の観点から、本発明に従ったフィルム基材２は、ゴム成分を含有するメタクリル酸重合体からなることが好ましい。本発明に従って、ゴム成分を含有するＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）をフィルム基材２として使用することにより、従来のＰＥＴフィルム基材を用いたハードコートフィルムと比較して、低ヘイズで透明性に優れ、さらに耐侯性に優れた成型品を製造することができる。
【００３６】
フィルム基材２の厚さは２５μｍ以上、３００μｍ以下の範囲が好ましい。２５μｍ未満であるとフィルムが破断しやすく、３００μｍを越えると成型性が悪くなる。より好ましい範囲は、５０μｍ以上、２５０μｍ以下である。
【００３７】
ハードコート層３は、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）等で硬化する電離放射線硬化型樹脂のコーティング材をコーティングして形成される。電離放射線硬化型樹脂として、ウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂が好ましい。これらハードコート材は、アクリル系樹脂からなるフィルム基材２と密着性がよいためである。
【００３８】
ハードコート層３を形成するために、上記ウレタンアクリレート系樹脂又はエポキシアクリレート系樹脂が、硬化後に所望の厚みとなるようにフィルム基材の一方の面に塗布され、さらに、使用する樹脂に適した波長の光（紫外線を含む）が照射される。
【００３９】
本発明のハードコート層３は、上記電離放射線硬化型樹脂の層が、前記フィルム基材２上に形成され、鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されてなることを特徴とする。
【００４０】
製造される成型品の耐傷付き性は、ハードコート層３の性能に大きく影響される。通常耐傷付き性能を評価するためには、鉛筆硬度を用いることができる。ハードコート層３の硬度は、鉛筆硬度Ｂ未満であると傷付きやすくなり、２Ｈを越えると深絞り成型の場合に、曲げによってひび割れが発生しやすくなるので好ましくない。
【００４１】
鉛筆硬度は、ＪＩＳ  Ｋ５６００に準拠し、引っかき硬度（鉛筆法）試験器により、鉛筆としては三菱ユニ（ＭＩＴＳＵ−ＢＩＳＨＩ  ＵＮＩ）を用いて、ハードコート層３の表面に鉛筆を４５±１度の角度で、上から７５０±１０ｇの荷重を掛け、１０ｍｍ程度引っかき、傷の付き具合を確認して判定し、測定される。
【００４２】
ハードコート層３が鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されてなる本発明によれば、深絞り成型品やエッジ部分、曲率半径の小さい部分でも、ハードコート層３にクラックや白地の発生がない。
【００４３】
ＵＶ硬化型樹脂をＵＶ照射により硬化してハードコート層３を形成する場合、ＵＶ照射積算光量は、２００ｍＪ／ｃｍ２以上、８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲が好ましい。２００ｍＪ／ｃｍ２未満では、硬化が不十分で所望の硬度が得られない。硬度が十分でないと、成型までに時間を要する場合、ハードコート層が経時変形し、品質を保ったままの保管が難しくなる。一方照射積算光量が８００ｍＪ／ｃｍ２よりも高くなるとＵＶ照射の熱量が増加するため、アクリル系樹脂フィルムが軟化し、ハードコートコーティング時の寸法精度が著しく悪化する。
【００４４】
照射積算光量が２００ｍＪ／ｃｍ２以上、８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲であれば、本発明の所望の表面硬度が得られ、積層ハードコートフィルムの状態で経時変化が無く、運搬や保管が可能であり、加飾層を形成した後、時間を置いても皺や成型後の形状変化の心配がない。
【００４５】
ハードコート層の厚さは、０．５μｍ以上、１０μｍ以下の範囲とするのが好ましい。０．５μｍ未満であると十分な強度や剛性が得られない。１０μｍを越えるとカールやクラックが発生しやすくなる。このような問題が生じると、後の工程（印刷、トリミング、インサート成型等）の作業性が著しく低下する。
【００４６】
ハードコート層の形成方法については、特に制限がない。例えばリバースコート法、バーコート法、ロールコート法、ダイコート法、ナイフコート法、グラビアコート法等を用いることができる。
【００４７】
また、紫外線（ＵＶ）を照射するには、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の有電極ランプが使用できる。また、米国フュージョン社製のフュージョンランプに代表される無電極ランプ等を使用することができる。
【００４８】
本発明の他の態様として、さらにプライマー層４が、フィルム基材２のもう一方の面、つまりハードコート層３の反対側のフィルム基材２上（補強樹脂形成面側）に加飾層５（蒸着層及び／又は印刷層）との密着性を向上するために形成される。
【００４９】
プライマー層４の材質としては、一液熱硬化性ウレタン樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等、又は二液硬化性ウレタン系樹脂等が使用できる。プライマー層４の層厚さは０．５μｍないし５μｍの範囲が適している。０．５μｍ未満では、密着強度への寄与が低く、５μｍを越えると密着性の劣化や成型時にクラックが発生しやすくなるため好ましくない。
【００５０】
プライマー層４の形成方法としては、例えばリバースコート法、バーコート法、ロールコート法、ダイコート法、ナイフコート法、グラビアコート法、コンマコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などが使用できる。
【００５１】
インサート成型前に、プライマー層４の上に加飾層５として蒸着層及び／又は印刷層が設けられる。印刷層としての加飾層５の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などが用いられる。また、加飾層５は、金属蒸着層からなるもの、あるいは印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティングなどで形成される。
【００５２】
本発明のハードコートフィルム（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）の延伸率は、フィルム基材２とハードコート層３の材質及び厚さに対応して、１０％から６０％の範囲で適宜選択することができる。延伸率が１０％未満では、複雑な形状や深絞りの場合、クラック（ひび割れ）が入る恐れがある。ただし、延伸率が５％から１０％の範囲でも、携帯電話のタッチスクリーンや浅絞りの成型体には使用できる。一方、延伸率が６０％を超えると鉛筆硬度がＢ未満になり、耐傷付き性が急激に悪化して、ハードコートフィルムとして好ましくない。
【００５３】
深絞り成型の場合の延伸率は、２０％〜５０％の範囲が好ましい。この範囲の延伸率であれば、深絞りの成型が可能でかつ十分な表面硬度を得ることができる。例えば、この２０％〜５０％の範囲にある延伸率をもつハードコートフィルムは、ノートパソコンや携帯電話のフレーム（筐体）の比較的深絞りの成型体に適している。
【００５４】
図４は、本発明によるフィルムインサート成型用ハードコートフィルムを用いて成型品を製造する工程を示す。
【００５５】
インサート成型には、前もって用意したハードコートフィルム１Ａ（図１）、又は、プライマー層４が形成されたハードコートフィルム１Ｂ（図２）に加飾層５（蒸着層及び／又は印刷層）が形成されたハードコートフィルム１Ｃ（図３）が使用される。本発明のハードコートフィルムはいずれの態様においても、ハードコート層を照射積算光量２００ｍＪ／ｃｍ２以上でＵＶ硬化してあるため、搬送又は保管されたものを使用してもハードコート層の経時変化による皺や曲がりが生じる心配が無い。以下で、ハードコートフィルム１Ｃを一例として用いてインサート成型を行うプロセスを説明する。
【００５６】
図４（ａ）は、インサート成型を行う前に、インサートフィルム１０をヒータ１２で加熱軟化させる工程を示す。この工程において、インサートフィルム１０は、ハードコート層３の面をヒータ側に、加飾層５の面をプレフォーム型側にして配置されている。
【００５７】
図４（ｂ）は、真空圧空成型によりインサートフィルム１０の表面形状を成型する工程を示す。この工程において、ヒータ１２により加熱軟化させたインサートフィルム１０が、圧縮空気１３とともにプレフォーム型１１のエアー吸引孔（図示せず）からエアーの吸引によりプレフォーム型１１に沿わせて成型（プレ成型）され、ハードコートフィルム成型体１０ａが作られる。この工程で、真空圧空成型のほか、真空成型、圧空成型、プレス成型も利用できる。
【００５８】
図４（ｃ）はトリミング工程を示す。この工程で、プレ成型されたフィルム成型体１０ａがプレフォーム型１１から取り出され、不要部分をトリミングカッター１４でトリミングされる。
【００５９】
図４（ｄ）は、トリミングの終了したフィルム成型体１０ａが金型１５内に配置される工程を示す。この工程でフィルム成型体１０がハードコート層３側を外側にし、加飾層５を有する側を注入樹脂側にして配置された可動型１５ａを樹脂注入側の金型１５ｂに重ね合わせて、金型１５の型締めが行われる。
【００６０】
図４（ｅ）は金型に成型樹脂を射出する工程を示す。この工程で、樹脂注入口１６から高温で溶解した成型樹脂１７が金型内に射出される。樹脂成型層１８が形成されると同時にその表面に前記ハードコートフィルム成型体１０ａが一体化して接着されたハードコートフィルム付き樹脂成型体１９が作られる。樹脂成型材料としては、例えば、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）樹脂、オレフィン樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。
【００６１】
図４（ｆ）は、金型１５の冷却後、前記金型１５を開いた状態を示す。ハードコートフィルム付き樹脂成型体１９が取り出され本発明のハードコートフィルムを用いたインサート成型品が完成する。
【００６２】
以下に本発明の範囲を限定することを意図しない好適な実施例について説明し、従来の例との比較を行う。
【００６３】
本発明の実施例のフィルム基材として用いたアクリル系樹脂としては、ゴム成分を含有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム（住友化学(株)製テクノロイＳ０１４Ｇ）が使用された。比較例ではフィルム基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ(株)製ルミラーＵ４８）も用いられた。いずれのフィルムも厚みは１２５μｍであった。
【００６４】
表１に、実施例のアクリル系樹脂フィルムと比較例のＰＥＴフィルムの物性、すなわち全光線透過率、ヘイズ値、色差ｂ値（黄色度）、延伸率及び鉛筆硬度を示す。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
各物性の測定方法及び測定機器は以下のとおりである。
全光線透過率（Ｔｔ）：ヘーズメーターＨＺ−２、スガ試験機(株)製（ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１）
ヘイズ値（Ｈａｚｅ）：ヘーズメーターＨＺ−２、スガ試験機(株)製（ＪＩＳ  Ｋ７１３６）
色差ｂ値（黄色度）：ｂ値色差計、ＣＲ−１０コニカミノルタ製（ＪＩＳ  Ｋ７１０５）
延伸率：万能材料試験機、オリエンテック(株)（Ａ＆Ｄ）製
鉛筆硬度：ハンディ鉛筆硬度計ＷＷテスター、コーテック製
【００６７】
全光線透過率（Ｔｔ）とは、透明プラスチックの光線透過度のことで、可視光線と紫外線を使用した試験がある。
【００６８】
ヘイズ値（＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００（％）：拡散透過率＝Ｔｄ、全光線透過率＝Ｔｔ）は、透明プラスチックの内部又は表面の不明瞭な曇りの外観の度合いを示す値であり、数値はプラスチックの曇価ともいう。
【００６９】
ｂ値変色度とは、色差においてｂ軸が青〜黄を表し、マイナスは青、プラスは黄であることから、ｂ値変色度が高いほど黄変色することを示す。
【００７０】
延伸率は、ハードコート層にクラックが生じた時の延伸率を測定し、フィルム基材単体の延伸率は破断した時の延伸率を測定した。サンプルサイズは２０ｍｍ×１５０ｍｍ、引張速度は１０ｍｍ／ｍｉｎ、試験温度は８０℃であった。
【００７１】
鉛筆硬度は、鉛筆の角度が４５度、荷重が７５０ｇで測定された。サンプル数＝５で測定し、傷のないものが４以上あれば合格とした。
【００７２】
表１に示すとおり、ゴム成分含有のＰＭＭＡフィルムは、従来のＰＥＴフィルムと比較して、高透過率、低ヘイズ、低黄変色性であり、さらに延伸率も高い。しかし鉛筆硬度は２Ｂ以下であるため、ハードコート層を形成することによって保護する必要がある。
【００７３】
実施例１
実施例１のフィルムインサート成型用ハードコートフィルムには、フィルム基材として、厚みが１２５μｍのゴム成分含有のＰＭＭＡフィルムが使用された。フィルム基材上であって、成型品の外側となる面にハードコート層を形成するために、アクリル系の紫外線（ＵＶ）硬化型ハードコート剤（サンノプコ(株)製  ＳＨＣ−０１７Ｌ）が用いられた。上記ハードコート剤は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）でＮＶ３０％まで希釈・攪拌され粘度を調整された。このハードコート剤のコーティング液が、リバースロールコーターでゴム成分含有のＰＭＭＡフィルム基材の片面にコーティング速度１５ｍ／ｍｉｎで、３〜４μｍの厚みに塗布された。コーティング液は、コーティング速度に合わせＵＶ照射積算光量３００ｍＪ／ｃｍ２の条件で硬化され、十分に硬化したハードコート層が形成された。さらに、フィルム基材上の成型品の内側となる面にプライマー層がリバースコート法により１μｍの厚みで形成された。プライマー層の形成にはポリエステル系の樹脂が用いられた。製造されたインサート成型用ハードコートフィルムの延伸率は５０％であった。
【００７４】
実施例２
実施例２においては、フィルム基材として実施例１と同じものが使用され、ハードコート層を形成するために他のハードコート剤（サンノプコ(株)製、ＳＮ−５Ｘ０６０６）が使用された。コーティング条件及びＵＶ照射条件は実施例１と同様であった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は３５％であった。
【００７５】
実施例３
実施例３においては、フィルム基材として実施例１と同じものが使用され、ハードコート層を形成するために他のハードコート剤（大同化成工業(株)製、ダイオレッドＰ５８２０Ｔ２）が使用された。コーティング条件及びＵＶ照射条件は実施例１と同様であった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は２０％であった。
【００７６】
比較例１
比較例１のフィルム基材として実施例１と同じアクリル系樹脂フィルムが使用され、ハードコート層として他のハードコート剤（ＤＩＣ（株）製、アクリディック４４−１２７）が使用された。コーティング条件及びＵＶ照射条件は、実施例１と同様であった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は７０％で、鉛筆硬度は２Ｂであった。
【００７７】
比較例２
比較例２のフィルム基材として実施例１と同じアクリル系樹脂フィルムが使用され、ハードコート層として他のハードコート剤（サンノプコ（株）製、ＳＨＣ０１９ＬとＮＰＸ０４を混合）が使用された。コーティング条件及びＵＶ照射条件は実施例１と同様であった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は２０％であった。
【００７８】
比較例３
比較例３のフィルム基材としては、実施例１のアクリル系樹脂フィルムに代えてＰＥＴフィルムが用いられた。その他の構成及び製造方法は、実施例１と同じであった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は２０％であった。
【００７９】
比較例４
比較例４のフィルム基材としては、実施例２のアクリル系樹脂フィルムに代えてＰＥＴフィルムが用いられ、その他の構成及び製造方法は、実施例２と同じであった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は１０％であった。
【００８０】
実施例１〜３及び比較例１〜４の機械特性及び光学特性が表２に示されている。表２における密着性は、カッターで５×５のマス目を作り、セロテープ（登録商標）で剥がした結果、２５マス中剥がれずに残ったマス目の数を示している（ＪＩＳ  Ｋ５６００）。
【００８１】
【表２】
2012081628.tif 000004
【００８２】
表２のとおり、実施例１、２及び３は、深絞り用成型体のハードコートフィルムに適した機械特性及び光学特性を有している。
【００８３】
比較例１は、実施例より延伸性に優れているが、鉛筆硬度がＢ未満となったため傷が入り易く、ハードコート層として適さない。
【００８４】
比較例２は、鉛筆硬度が高く傷付き難いが延伸性が低いため、深絞り成型体ではハードコート層にクラックや白化を生じてしまう。ただし、絞りの浅い携帯電話用のタッチスクリーンやノートパソコンなどのフラットパネル部の成型体に適している。比較例２ではフィルム基材にアクリル系樹脂フィルムを用いており、ヘイズ値が低く透明度が高い。
【００８５】
比較例３及び４は、フィルム基材としてＰＥＴフィルムが用いられ、その上にハードコート層が形成されたものである。ＰＥＴフィルムが用いてられているため、実施例１、２及び３に比較して鉛筆硬度は高いが、延伸性が低いために深絞り成型用のハードコートフィルムとして適さない。また、ヘイズ値が高く、加飾層の鮮明度で劣る。さらに、比較例３及び４のハードコートフィルムは、延伸率を測定する場合、フィルム基材にＰＭＭＡを使用したものに比べ約３倍の引張荷重が必要であった。
【００８６】
以上のとおり、本発明に従うゴム成分を含有するＰＭＭＡフィルム基材が使用されたハードコートフィルムは、従来のＰＥＴフィルム基材を使用したものと比較して深絞りの成型に適している。
【００８７】
図５は実施例１ないし３及び比較例１のハードコートフィルムのスチールウール試験を行った際のラビング回数とヘイズ値の相関を示す。試験方法は、＃００００スチールウール試験機を用いて加重２００ｇ、ストローク２５ｍｍで５００回ラビングし、傷の入り具合をヘイズ値で評価するものである。
【００８８】
図５に示されているとおり、実施例１ないし３のハードコートフィルム３２、３３及び３４では、スチールウール試験を５００回行ってもヘイズ値にほとんど変化がなく、低い値が保たれている。一方、比較例１のハードコートフィルム３１では、２０回以上の試験で急激にヘイズ値（曇価）が増加し、スチールウール試験により傷が発生し曇り度が増加している。
【００８９】
次に、実施例としてプライマー層ありのハードコートフィルム、比較例としてプライマー層なしのハードコートフィルムの表面にそれぞれ加飾層としてインキ層が形成され、これらに対して規定の密着試験が行われ、インキ層の密着強度が試験された。
【００９０】
実施例４
実施例４では、実施例１と同様の条件で、アクリル樹脂系フィルム基材の一方の面にハードコート層が形成された後、反対側のフィルム基材面（加飾層形成面）にプライマー層が形成された。プライマー層は、アクリル系の熱硬化性樹脂（帝国インキ製、ＩＳＸ）をバーコート法で厚さ１μｍを塗布・乾燥し形成された。
【００９１】
比較例５
比較例５では、フィルム基材、ハードコート層は実施例１と同様の条件で形成されたが、プライマー層は形成されなかった。
【００９２】
上記実施例４及び比較例５のためのハードコートフィルムにそれぞれインキ層(プレル社製、ノリファンＮ２Ｋ)をバーコート法で塗布した後、８０℃で３０分乾燥させた。乾燥後のインキ層厚は１０μｍとなるようにした。
【００９３】
密着性強度試験における密着性の測定は、前記密着性の測定と同様の方法で行った。その結果、プライマー層を有する実施例４のハードコートフィルムは、２５／２５であった。これに対して、プライマー層を有しない比較例５のハードコートフィルムで剥離しないマス目は、５／２５であった。
【００９４】
以上のとおり、本発明にかかるフィルムインサート成型用ハードコートフィルムは、フィルム基材に特にゴム成分を含有するアクリル系樹脂を用い、ハードコート層として、電離放射線硬化型樹脂を所定の硬度に形成してなるために、高い延伸性とともに十分な表面硬度を有するものである。本発明のハードコートフィルムによれば、深絞りの成型品を製造する際にもクラックや白化の発生がない。また、低ヘイズで透明性、耐傷付き性、耐候性が高く、美観に優れた成型品を製造することができる。また本発明のプライマー層により、加飾層の密着性を十分に高めることができる。
【００９５】
本発明の思想及び態様から離れることなく多くのさまざまな修正が可能であることは当業者の知るところである。したがって、言うまでもなく、本発明の態様は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１Ａ    第１態様のハードコートフィルム
１Ｂ    第２態様のハードコートフィルム
１Ｃ    第３態様のハードコートフィルム
２      フィルム基材
３      ハードコート層
４      プライマー層
５      加飾層
１０    フィルム基材
１０ａ  ハードコートフィルム成型体
１１    プレフォーム型
１２    ヒータ
１３    圧縮空気
１４    トリミングカッター
１５    成型金型
１５ａ  可動型
１５ｂ  樹脂注入側金型
１６    樹脂注入口
１７    注入樹脂
１８    樹脂成型層
１９    樹脂成型体
【図１】
2012081628.tif 000005
【図２】
2012081628.tif 000006
【図３】
2012081628.tif 000007
【図４】
2012081628.tif 000008
【図５】
2012081628.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月30日(2011.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深絞りの成型体を形成するためのフィルムインサート成型用ハードコートフィルムであって、
フィルム基材及びハードコート層を含み、
前記フィルム基材はゴム成分を含有したメタクリル酸重合体から成るアクリル系樹脂から成り、
前記ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂が前記フィルム基材上に鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されて成り、
延伸率が、２０パーセント以上５０パーセント以下の範囲にある、
ことを特徴とする、ハードコートフィルム。
【請求項２】
前記ゴム成分が、メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルと多官能単量体との共重合体から成る、
ことを特徴とする、請求項１に記載のハードコートフィルム。
【請求項３】
前記多官能単量体がビニル基を含んだ単量体である、
ことを特徴とする、請求項1又は２に記載のハードコートフィルム。
【請求項４】
さらにプライマー層及び加飾層を含み、前記プライマー層は、前記フィルム基材と前記加飾層との間に形成される、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項５】
前記ハードコート層の厚さが０．５μｍないし１０μｍである、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項６】
前記ハードコートフィルムの透過率が９１．０パーセント以上、
ヘイズ値が０．５パーセント以下である、
ことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項７】
前記フィルム基材、前記ハードコート層及び前記プライマー層の全てがアクリル系樹脂からなる、
ことを特徴とする、請求項４ないし６のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載されたハードコートフィルムを使用して製造された成型品。
【請求項９】
深絞りの成型体を形成するためのフィルムインサート成型用ハードコートフィルムの製造方法であって、
フィルム基材としてゴム成分を含有したメタクリル酸重合体から成るアクリル系樹脂を用意する工程と、
前記フィルム基材の一方の面に、ＵＶ照射によりＵＶ硬化型樹脂を硬化させて鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下のハードコート層を形成する工程と、を含み、
製造されたハードコートフィルムの延伸率が２０パーセント以上５０パーセント以下の範囲にある、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項１０】
さらに、前記ゴム成分はメタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルと多官能単量体との共重合体から成り、
前記多官能単量体は、ビニル基を含んだ単量体である、
ことを特徴とする、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
さらに、プライマー層を前記フィルム基材上のもう一方の面に形成した後に加飾層を形成する工程を含む、
ことを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
比較例２
比較例２のフィルム基材として実施例１と同じアクリル系樹脂フィルムが使用され、ハードコート層として他のハードコート剤（サンノプコ（株）製、ＳＨＣ０１９ＬとＮＰＸ０４を混合）が使用された。コーティング条件及びＵＶ照射条件は実施例１と同様であった。製造されたハードコートフィルムの延伸率は１０％であった。
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月28日(2011.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深絞りの成型体を形成するためのフィルムインサート成型用ハードコートフィルムであって、
フィルム基材及びハードコート層を含み、
前記フィルム基材は、ゴム成分を含有したメタクリル酸重合体であるアクリル系樹脂から成り、
前記ハードコート層は、電離放射線硬化型樹脂が前記フィルム基材上に鉛筆硬度Ｂ以上２Ｈ以下に硬化されて成り、
前記ゴム成分が、メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキルとビニル基を含んだ単量体である多官能単量体との共重合体から成る、
ことを特徴とする、ハードコートフィルム。
【請求項２】
さらにプライマー層及び加飾層を含み、前記プライマー層は、前記フィルム基材と前記加飾層との間に形成される、
ことを特徴とする、請求項1に記載のハードコートフィルム。
【請求項３】
前記ハードコート層の厚さが０．５μｍないし１０μｍである、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のハードコートフィルム。
【請求項４】
前記ハードコートフィルムの透過率が９１．０パーセント以上、ヘイズ値が０．５パーセント以下である、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項５】
前記フィルム基材、前記ハードコート層及び前記プライマー層の全てがアクリル系樹脂からなる、
ことを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記載のハードコートフィルム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたハードコートフィルムを使用して製造された成型品。