插入成形用装饰膜、插入成形品及插入成形用装饰膜的制造方法

摘要

本发明提供在外包装上不会产生裂纹、剥离的插入成形品及用于其的插入成形用装饰膜，通式提供对于该薄膜能够依据观看角度而宽范围地改变色味、亮度的制造方法。为在透明树脂膜的单面侧具备装饰层、以将上述装饰层侧置于通过插入成形而得到的树脂成形品的主体侧的方式被成形的插入成形用装饰膜，上述装饰层以达到厚度50nm～800nm的方式层叠电介质层而构成，使上述装饰层的压缩应力为250MPa～350MPa。

说明书

技术领域

本发明涉及用于被覆树脂成形品的外包装的插入成形用装饰膜、 插入成形品及插入成形用装饰膜的制造方法。

背景技术

为了手机等的树脂成形品的外表面的装饰，进行色味等依据观看 角度而变化的膜的设置。具有而言，有在膜中添加珍珠颜料的方法(参 考专利文献1及专利文献2)。

但是，在专利文献1及专利文献2中所提案的添加珍珠颜料的方 法中，珍珠颜料的添加量受到限制，因此，反射率等的色彩的范围受 到限制，因此产生无法成为期望的装饰色这样的问题。

为了解决该问题，在专利文献3及专利文献4中有通过蒸镀将由 介电材料构成的薄膜进行层叠来调整光学特性的方法。

但是，在将通过专利文献3或专利文献4中所提案的方法而得到 的膜实际在插入成形中使用时，具有膜发生剥离这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开第3862814号公报

专利文献2：特开2007-16056号公报

专利文献3：特开2002-350610号公报

专利文献4：特开2009-108220号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供在外包装上不产生裂纹、剥离的插 入成形品及用于其的插入成形用装饰膜，同时提供对于该膜可使色味、 亮度依据观看角度而宽范围地可变的制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明人等进行了潜心研究，结果发现下述 的解决手段。

即，本申请发明的插入成形用装饰膜，如本申请的第一方面所述， 为在透明树脂膜的单面侧具备装饰层、以将所述装饰层侧置于通过插 入成形而得到的树脂成形品主体侧的方式而被成形的插入成形用装饰 膜，其特征在于，上述装饰层以使全体的厚度达到50nm～800nm的方 式层叠电介质层而构成，使上述装饰层的压缩应力为250MPa～ 350MPa。

本发明的第二方面所述发明，其特征在于，在本发明的第一方面 所述的插入成形用装饰膜中，上述透明树脂膜由厚度50μm～200μm 的聚乙烯系或聚烯烃系的树脂构成。

本发明的第三方面所述的发明，其特征在于，在本发明的第一或 第二方面所述的插入成形用装饰膜中，在上述透明树脂膜的与上述装 饰层相反的面具备厚度0.5μm～10μm的硬涂层。

本发明的第四方面所述的发明，其特征在于，在本发明的第一～ 第三方面中任一项所述的插入成形用装饰膜中，上述装饰层是将厚度 5nm～200nm的二氧化硅层及五氧化铌层进行交替层叠了的层。

另外，本发明的插入成形品，如本发明的第五方面所述，其特征 在于，具备本发明的第一～第四方面中任一项所述的插入成形用装饰 膜。

另外，本发明的插入成形用装饰膜的制造方法，如本发明的第六 方面所述，为在透明树脂膜的单面侧具备装饰层、以将上述装饰层侧 置于通过插入成形而得到的树脂成形品的主体侧的方式被成形的插入 成形用装饰膜的制造方法，其特征在于，使成膜压力为0.5Pa～1.0Pa 来对金属原子进行溅射而在上述透明树脂膜上成膜为厚度5nm～ 200nm的金属原子层后，进行氧化而形成电介质层，重复上述电介质 层的成膜以层叠上述电介质层而形成上述装饰层，使上述装饰层的压 缩应力为250MPa～350MPa。

本发明的第七方面所述的发明，其特征在于，在本发明的第六方 面的插入成形用装饰膜的制造方法中，上述透明树脂膜由厚度50μ m～200μm的聚乙烯系或聚烯烃系的树脂构成，在与上述装饰层相反 的面设有厚度0.5μm～10μm的硬涂层，上述装饰层的厚度为50nm～ 800nm。

本发明的第八方面所述的发明，其特征在于，在本发明的第六或 第七方面所述的插入成形用装饰膜的制造方法中，将作为上述电介质 层的厚度5nm～200nm的二氧化硅层和五氧化铌层进行交替层叠而构 成上述装饰层，使各电介质层溅射时的温度为80℃以下、使二氧化硅 层的成膜速率为及使五氧化铌层的成膜速率为1.0～

发明的效果

根据本发明的插入成形用装饰膜，可以防止以手机为代表的树脂 成形品的外表面上出现剥离、裂纹。另外，也可以防止插入成形时的 剥离、裂纹。进而，根据本发明的制造方法，可以得到能够将色味、 亮度范围宽地形成所期望的插入成形用装饰膜。

附图说明

图1是用于说明本发明的制造方法的装置剖面图。

图2是实施例1的插入成形用膜的剖面图。

图3(a)是表示实施例1的膜的角度依赖性的图表，(b)是同实施 例的色度图。

图4(a)是表示实施例2的膜的角度依赖性的图表，(b)为同实施 例的色度图。

图5是表示实施例1的膜的成膜压力-压缩应力及同膜进行了注射 成形的评价的图表。

具体实施方式

本发明的插入成形用装饰膜，在公知(例如专利文献1等中所公开) 的插入成形中使用，在树脂成形时形成成形品而被一体化。

该插入成形用装饰膜，具备在透明树脂膜的单面侧(与成形品的表 面侧相反的主体侧)上层叠折射率不同的多层电介质层而构成的装饰 层。各电介质层通过金属原子的溅射和被溅射了的同原子的氧化而形 成，装饰层全体的厚度成为50nm～800nm及压缩应力成为250MPa～ 350MPa。通过该装饰层全体的厚度和压缩应力的组合，可以防止在插 入成形时、其后的成形品的使用时装饰层中的裂纹、剥离。这是由于 发现：在厚度低于50nm或压缩应力低于250MPa时密合力不足而产生 剥离，由于厚度超过800nm或压缩应力超过350MPa、成形时的应力变 得过大而产生裂纹。

上述透明树脂膜，为透明乃至半透明，只要在插入成形时不易因 热而伸缩就没有特别限制，例如，可以由聚氯乙烯、非晶性或者低结 晶性的聚酯系或者聚丙烯系、聚对苯二甲酸丁二醇酯系、未拉伸或低 拉伸的乙烯乙烯醇系的等树脂构成，其中，从光学特性的观点考虑， 优选形成乙烯系或聚烯烃系的树脂。另外，对于其厚度也没有特别限 制，优选形成为20μm～500μm左右。这是因为厚度低于20μm时操 作作业等作业性困难，超过500μm时刚性变得过高、在成形时不能追 随加工形状、因此产生裂纹等。进而，为了提高作为插入成形品的装 饰层的密合度，即使在上述范围中特别优选为50μm～200μm的范围。

需要说明的是，在透明树脂膜的与装饰层相反的面上优选设置厚 度0.5μm～10μm的硬涂层。这是因为可以保护插入成形品的表面。 另外，因为硬涂层的膜厚低于0.5μm时透明树脂膜的表面的保护变得 不充分、超过10μm时无法充分得到由加热或放射线所实现的固化、 变得容易引起粘连。另外，硬涂层的材料，例如可以使用硅烷系、放 射线固化性等的材料，但优选放射线固化性的材料，其中优选紫外线 固化性的材料。

电介质层，可以从如想要得到期望的反射角、色度等的金属氧化 物中选择。例如在交替层叠低折射率层和高折射率层的情况下，可以 使用折射率1.5以下的硅化合物如SiO₂等作为低折射率层，使用折射 率2.0以上的铌氧化物如Nb₂O₅、钛化合物如TiO₂等作为高折射率层。 在这些金属氧化物中，优选选择SiO₂和Nb₂O₅。这是因为其为结晶转化 温度高、光响应性低的材料。

对于各电介质层的厚度，只要电介质层全体的厚度成为上述说明 的50nm～800nm的范围就没有特别限制，但各电介质层的厚度优选为 5nm～200nm。因为厚度低于5nm时各电介质层的光学控制困难，超过 200nm时工业生产成本变高。

上述插入成形用装饰膜，在插入成形时被配置于成形模具内，在 模具内注射聚丙烯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、 乙烯氧化乙烯酯（エチレン酸化ビニル）树脂、聚碳酸酯树脂、尼龙 树脂等的成形树脂形成成形品而成为一体。需要说明的是，插入成形 用装饰膜自身可以预先加工成三维，也可以通过注射压在成形模具内 发生变形。

接着，对于本发明的插入成形用装饰膜的制造方法参照图1进行 说明。

对在图1中显示剖面的成膜装置而言，在圆筒状真空腔室1内的 中央配置用于支承基材2的圆筒状旋转体3，沿腔室1的内周依次配 置第1溅射区域4、离子枪5、第2溅射区域6及第3溅射区域7。在 真空腔室1中，虽然没有图示，但连接有真空泵，能够将同腔室1内 进行排气。

第1～第3溅射区域4、6、7，是通过在基材2上溅射膜材料而形 成的，在各区域4、6、7中，在基材2的附近设有用于导入溅射气体 的气体导入口(未图示)。另外，在各区域4、6、7中，分别以与圆筒 状旋转体3对向的方式设有安装了靶8～10的阴极11～13。这些阴极 11～13，为了向靶8～10投入电力，虽然没有图示，但连接于直流或 交流电源。

另外，在各区域4、6、7的基材2侧，分别设有闸门（シャッタ ー）14～16，在各区域4、6、7中的成膜时选择性地开放闸门14～16。

离子枪5，用于将各区域4、6、7中成膜了的金属原子氧化，为 了在其内部导入氧而设有氧导入口，通式设有磁性电路。为了自该磁 性电路产生微波激发等离子体，经由微波导入窗而连接真空腔室1的 外部的导波管和真空腔室1的内部微波天线。

根据上述构成，在基材2上通过第1溅射区域4将第1金属以单 原子层左右的膜厚进行成膜，旋转圆筒状旋转体3，通过离子枪5进 行氧化而形成第1金属氧化膜(第1电介质层)，进一步旋转圆筒状旋 转体3，通过第2溅射区域6将第2金属以单原子层左右的膜厚进行 成膜，旋转圆筒状旋转体3，通过离子枪5进行氧化而形成第2金属 氧化膜(第2电介质层)，交替地重复进行以上操作，在基材2上形成 层叠了多层的电介质层的装饰膜。需要说明的使，在溅射3种金属原 子的情况下，可与第1成膜区域4、第2成膜区域6同样地进行利用 第3成膜区域7的溅射和利用离子枪5的氧化。需要说明的是，所谓 单原子层左右是指膜厚度上为厚度5nm～200nm的范围。

根据上述方法，可以对装饰膜赋予期望的色味、亮度。

另外，在上述方法中，金属材料的溅射时及氧化时的成膜压力为 0.5Pa～1.0Pa。因为在成膜压力低于0.5Pa时装饰层的压缩应力超过 350MPa、在插入成形时产生裂纹、剥离；在成膜压力超过1.0Pa时装 饰层的压缩应力变得不到250MPa，密合力不足，产生剥离。

在上述方法中，在使用硅原子及铌原子作为金属原子的情况下， 优选使这些溅射时的温度为80℃以下(需要说明的是，下限为在之后 的氧化中产生等离子体的温度。)。因为可以高速地成膜为均匀的单原 子左右的厚度的膜。需要说明的是，该情况下的成膜速率可以任意地 调整，例如，若为Nb₂O₅，则为在SiO₂的情况下，则 为等。

实施例

接着，对于本发明的实施例的插入成形用装饰膜进行说明。

需要说明的是，在以下实施例中，主要没有特别地说明条件，则 在下述的条件下进行成膜。

(1)基材

使用在厚度100μm、宽度500mm、长度1000mm的聚乙烯制的透明 树脂膜的单面上设有厚度1μm的硬涂层的基材。

(2)电介质层的成膜条件

在本实施例中，作为电介质层，成膜为SiO₂及Nb₂O₅。

a)SiO₂的成膜条件

靶：Si

电源：DC电源

氧化源：离子枪

成膜温度：室温

阴极投入电力：6w/cm²

Ar流量：500sccm

O₂流量：100sccm

b)Nb₂O₅

靶：Si

电源：DC电源

氧化源：离子枪

成膜温度：室温

阴极投入电力：5w/cm²

Ar流量：500sccm

O₂流量：300sccm

(实施例1)

使用上述实施方式中说明的装置，将同装置的真空腔室1内减压 为8.0×10^-4Pa、通式在向第一溅射区域4导入Ar，在该状态，向阴极 11投入电力，如图2所示，重复在基材2的单面通过溅射成膜为Nb 膜的工序和使圆筒状旋转体3旋转而通过离子枪5将Nb膜氧化的工 序，形成膜厚87.0nm的Nb₂O₅膜(电介质层)17。接着，将真空腔室1 内调整为8.0×10^-4Pa、通式向溅射区域6导入Ar，向阴极12投入电 力，通过溅射成膜为膜厚100.0nm的Si膜。接着，使圆筒状旋转体3 选择，通过离子枪5将Nb膜氧化，形成SiO₂膜(电介质层)18。而且， 在其上与Nb₂O₅膜17的成膜同样地成膜为膜厚87.0nm的Nb₂O₅膜(电介 质层)19。

然后，在Nb₂O₅膜19上通过丝网印刷以膜厚3μm涂布氨基甲酸酯 系2液固化型的油墨(セイコーアドバンス公司制WO7(RX002))，作为 装饰膜20而形成插入成形用膜。

(实施例2)

从基材侧依次与实施例1同样地交替层叠7层Nb₂O₅膜和SiO₂膜， 最后通过与实施例1相同的油墨成膜为装饰膜。

各膜厚，从基材侧依次形成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)。

对于实施例1及2中得到的插入成形用膜，将相对于入射到膜的 光的入射角的反射特性及色度图分别示于图3及图4。由这些可知： 通过依据观看角度对于色味、亮度来调整层叠数及膜厚，可以形成任 意的装饰膜。

接着，使实施例1的各电介质膜的成膜压力变化，如图5的横轴 所示，制作装饰膜的压缩应力为0.4Pa～2.0Pa范围的合计11个的插 入成形用膜。

用注射成形用装置，将模具温度设定为50度和干燥条件80度， 将得到的插入成形用膜与PMMA树脂(三菱レイヨン社公司制ACRYPET VRL40-001)一起制造注射成形品。

其结果，如图5所示，在成膜压力为0.5Pa～1.0Pa的范围的插入 成形用膜中，没有裂纹、剥离，在该范围以外，确认到裂纹、剥离。

符号的说明

1  圆筒状真空腔室

2  基材

3  圆筒状旋转体

4、6、7  第1～第3溅射区域

5  离子枪

8～10  靶

11～13  阴极

14～16  闸门

17～19  电介质层

20  油墨层

21  硬涂层