JP2009073008A

JP2009073008A - プラスチック成形品

Info

Publication number: JP2009073008A
Application number: JP2007243699A
Authority: JP
Inventors: Jun Hasegawa; 準長谷川; Yutaka Kobayashi; 裕小林; Tsutomu Shirai; 励白井
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】本発明にあっては、製造工程を簡略化してコストを削減するとともに、筐体と電極部材との一体感を高め意匠性をもたせたプラスチック成形品を提供することを課題とする。
【解決手段】成形用金型の空洞内に熱可塑性プラスチック材料を射出することにより成形されるプラスチック成形品の製造方法であって、前記成形用金型の空洞内部に、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程と、前記成形用金型の空洞内に熱可塑性プラスチックを射出する工程とを備えることを特徴とするプラスチック成形品の製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル部材、電磁波遮蔽部材、建材、携帯ゲーム機部材、自動車部材、車両部材、家電用品部材、携帯電話部材、パーソナルコンピューター部材、カーナビゲーション部材として有用な透明導電膜を備えるプラスチック成形品及びその製造方法に関するものである。

近年、携帯ゲーム機や携帯電話、機器操作パネル等のディスプレイを有する電化製品において、ディスプレイ部に透明導電膜を電極として用いたタッチパネルを有するものが増加しており、建材用途としての単純な電源スイッチやボタン等にも透明導電膜を用いた電極部を備えるタッチパネルが使用されるようになっている。これらの外装部材には射出成形により成形されたプラスチック成形品が一般的に用いられており、通常、透明導電膜を用いた電極部材と筐体部材（スイッチやディスプレイ部周辺の外装部）とは別個に製造され、スイッチやディスプレイの筐体部表面に別途作製した電極部材を貼りあわせて作製されている。しかし、この方法では製造工程の手順が多く製造コストがかさむため、製造工程の簡略化が求められている。

特開２００７−１２３５４号公報

本発明にあっては、製造工程を簡略化してコストを削減するとともに、筐体と電極部材との一体感を高め意匠性をもたせたプラスチック成形品を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１にかかる発明としては、成形用金型の空洞内に熱可塑性プラスチック材料を射出することにより成形されるプラスチック成形品の製造方法であって、前記成形用金型の空洞内部に、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程と、前記成形用金型の空洞内に熱可塑性プラスチックを射出する工程とを備えることを特徴とするプラスチック成形品の製造方法とした。

また、請求項２にかかる発明としては、前記成形用金型の空洞内部に透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程が、成形用金型の空洞壁面と前記透明導電性フィルムの透明導電性膜形成面の反対側の面が接するように透明導電性フィルムを前記成形用金型の空洞内部に配置する工程であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック成形品の製造方法とした。

また、請求項３にかかる発明としては、前記成形用金型の空洞壁面が凹凸構造を備えており、且つ、前記成形用金型の空洞内部に透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程が、前記成形用金型の凹凸構造を備える空洞壁面と前記透明導電性フィルムが接するように透明導電性フィルムを前記成形用金型の空洞内部に配置する工程であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラスチック成形品の製造方法とした。

また、請求項４にかかる発明としては、請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法により成形されたことを特徴とするプラスチック成形品とした。

また、請求項５にかかる発明としては、請求項３の製造方法により成形され、プラスチック成形品の凹凸構造に対応して前記透明導電膜がパターニングされていることを特徴とするプラスチック成形品とした。

また、請求項６にかかる発明としては、前記請求項４または請求項５記載のプラスチック成形品を備えることを特徴とするタッチパネルとした。

上記構成のプラスチック成形品の製造方法とすることにより、製造工程を簡略化してコストを削減することができた。また、上記構成のプラスチック成形品とすることにより熱可塑性プラスチック材料からなる筐体と透明導電性薄膜を備える電極部材との一体感があり、意匠性の高いプラスチック成形品とすることができた。

以下、本発明のプラスチック成形品の製造方法について説明する。本発明のプラスチック成形品は射出成型機により製造される。

図１に本発明のプラスチック成形品の製造方法の説明図を示した。図１に示した本発明のプラスチック成形品の製造方法にあっては、まず、内部に空洞１１を備える成形用金型１と透明基材２１の一方の面に透明導電性薄膜２２を備える透明導電性フィルム２を用意する（図１（ａ））。次に、前記成形用金型の空洞内部に、透明導電性フィルムを透明導電性フィルム２の透明導電性薄膜２２形成面と成形用金型１の壁面とが接するように透明導電性フィルムを配置し、成形用金型を閉じる（図１（ｂ））。次に、成形用金型の内部に熱可塑性プラスチック材料３を射出し成形する（図１（ｃ））。最後に、金型からプラスチック成形品４を取り出す（図１（ｄ））。以上により本発明のプラスチック成形品は製造される。このとき、プラスチック成形品は、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体３上に、透明基材フィルム２１と透明導電性薄膜２２をこの順で備える。図１の製造方法によりプラスチック成形品を用いることにより、製造工程は簡略化される。また、製造されるプラスチック成形品は、筐体と透明導電膜からなる電極部材との一体感を高め意匠性をもたせたプラスチック成形品とすることができる。

図２に本発明のプラスチック成形品の別の態様の製造方法の説明図を示した。図２に示した本発明のプラスチック成形品の製造方法にあっては、まず、内部に空洞１１を備える成形用金型１と透明基材２１の一方の面に透明導電性薄膜２２を備える透明導電性フィルム２を用意する（図２（ａ））。次に、前記成形用金型の空洞内部に、透明導電性フィルムを透明導電性フィルム２の透明導電性薄膜２２形成面の反対側の面と成形用金型１の壁面とが接するように透明導電性フィルムを配置し、成形用金型を閉じる（図２（ｂ））。次に、成形用金型の内部に熱可塑性プラスチック材料３を射出し成形する（図２（ｃ））。最後に、金型からプラスチック成形品４を取り出す（図２（ｄ））。以上により本発明のプラスチック成形品は製造される。このとき、プラスチック成形品は、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体３上に、透明導電性薄膜２２と透明基材フィルム２１をこの順で備える。図２の製造方法によりプラスチック成形品を用いることにより、製造工程は簡略化される。また、製造されるプラスチック成形品は、筐体と透明導電膜からなる電極部材との一体感を高め意匠性をもたせたプラスチック成形品とすることができる。また、製造されるプラスチック成形品は、透明基材フィルムを表面保護フィルムとして機能させることができる。

図３に本発明のプラスチック成形品の別の態様の製造方法の説明図を示した。図３に示した本発明のプラスチック成形品の製造方法にあっては、まず、空洞１１の壁面が凹凸構造１２を備える成形用金型と透明基材２１の一方の面に透明導電性薄膜２２を備える透明導電性フィルム２を用意する（図３（ａ））。次に、前記成形用金型の空洞内部に、透明導電性フィルムを透明導電性フィルム２の透明導電性薄膜２２形成面と成形用金型１の凹凸構造１２を備える壁面とが接するように透明導電性フィルムを配置し、成形用金型を閉じる（図３（ｂ））。なお、本発明にあっては、図２に示したように、透明導電性フィルム２の透明導電性薄膜２２形成面と反対側の面と成形用金型１の凹凸構造１２を備える壁面とが接するように透明導電性フィルムを配置しても良い。次に、成形用金型の内部に熱可塑性プラスチック材料３を射出し成形する（図３（ｃ））。このとき、射出された材料と成形用金型の圧力によって、透明導電性薄膜は壁面の凹凸形状に添った形で破断され、パターニングされる。最後に、金型からプラスチック成形品４を取り出す（図３（ｄ））。以上により本発明のプラスチック成形品は製造される。タッチパネルの用途やデザインによっては電極部材である透明導電膜をパターニングする必要があり、通常、透明導電膜をパターニングするためのエッチングの工程が必要となる。しかしながら、本発明にあっては、図３に示したような本発明の製造方法を用いることにより、エッチング工程を使用せず極めて簡便に透明導電膜のパターニングをおこなうことができ、製造工程は簡略化される。

成形用金型内部に凹凸構造を配置することで、射出工程において透明導電膜をパターニングすることができる。成型用金型内部の壁面に設けられる凹凸構造としては段差を有している必要がある。凹凸構造の段差の高さとしては０．５ｍｍ以上が好ましい。凹凸構造の段差の高さが０．５ｍｍよりも低い場合、透明導電性薄膜２２を完全に破断できない可能性がある。

本発明の材料となる透明導電性フィルムについて説明する。図４に本発明の透明導電性フィルムの模式断面図を示した。本発明の透明導電性フィルム２は、透明基材フィルム２１上に透明導電性薄膜２２を備える。

透明基材フィルムとしては、プラスチックフィルムを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル；ポリアミド；ポリイミド；ポリアリレート；ポリカーボネート；ポリアクリレート；ポリエーテルスルフォン、これらの共重合体の無延伸あるいは延伸フィルムを用いることが出来る。また、透明性の高い他のプラスチックフィルムを用いることも出来る。この内ポリエチレンテレフタレートなどが好ましく用いられる。透明基材フィルムの厚さは、目的の用途に応じて適宜選択され、５μｍ以上２００μｍ以下が好ましく用いられる。また、透明基材には、公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等が含有されていてもよい。

次に透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜が形成される。透明導電性薄膜形成材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の酸化物あるいはその混合酸化物等の導電性材料をあげることができる。特に酸化インジウムと酸化錫の混合酸化物が好適に用いられる。また、この導電性材料には、必要に応じて、Ａｌ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｗ等の添加物を含有させることができる。本発明の透明導電薄膜の製造方法については、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の真空成膜法により成形されることが好ましく用いられる。また、透明導電性薄膜を形成する前に、透明基材フィルムに対し易接着処理、プラズマ処理、コロナ処理などの表面処理が施されていてもよい。

本発明の透明導電性薄膜の特性は特に限定はないが、膜厚が５〜４０ｎｍ、表面抵抗値が１００〜１５００Ω／□であるものが好適に用いられる。

本発明の透明導電性フィルムにあっては、透明基材フィルム２１と透明導電性薄膜２２の間、透明導電性薄膜２２上、もしくは透明基材フィルム２１の透明導電性薄膜２２形成面と反対側の面に他の機能性薄膜及び機能層を設けても良い。また、透明基材フィルム２１の両面に透明導電性薄膜２２を設けてもよい。

例えば、透明基材フィルム２１と透明導電性薄膜２２の間に密着性、光学特性を改善するために複数のセラミック薄膜層を積層してもよい。ここでいうセラミックとは、酸化物、硫化物、フッ化物等の無機化合物をいう。より具体的には、二酸化珪素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム等をあげることができる。実用上は二酸化珪素、酸化チタンなどが特に好適に用いられる。

本発明の材料となる熱可塑性プラスチック材料３について説明する。熱可塑性プラスチック材料３としては、アクリル；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）；ポリプロピレン；ポリスチレン；ポリスチロール；ナイロン、及びこれらの混合材料が用いられるが、これに限定されるものではない。

本発明のプラスチック成形品について説明する。図５に本発明のプラスチック成形品の断面模式図を示した。図５（ａ）のプラスチック成形品４にあっては、図１で示した製造方法により製造されたプラスチック成形品であり、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体３上に、透明導電性薄膜２２と、透明基材フィルム２１とをこの順で備える。図５（ｂ）のプラスチック成形品４にあっては、図２で示した製造方法により製造されたプラスチック成形品であり、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体３上に透明基材フィルム２１と、透明導電性薄膜２２とをこの順で備える。

図５（ｃ）のプラスチック成形品４にあっては、図３で示した製造方法により製造されたプラスチック成形品であり、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体３上に、透明導電性薄膜２２と透明基材フィルム２１をこの順で備え、プラスチック成形品の凹凸構造に対応して、前記透明導電膜がパターニングされている。図５（ｄ）のプラスチック成形品４にあっては、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体３上に、透明基材フィルム２１と透明導電性薄膜２２とをこの順で備え、プラスチック成形品の凹凸構造に対応して、前記透明導電膜がパターニングされている。

なお、熱可塑性プラスチック材料からなる筐体の形状は、成形用金型の形状を変更することにより様々な形状を選択することができる。例えば、タッチパネルの外枠や、ディスプレイの外枠、携帯用ディスプレイの外枠、スイッチのパネルの外枠等が上げられるがこれらに限定されるものではない。

本発明にあっては、電極部材である透明導電性フィルムと筐体を一括で成形することから、例えば、筐体であるディスプレイやタッチパネル等のパネルやスイッチの外枠を細枠化したり、枠を一体化することが可能となり、ベゼルレスで一体感のある意匠性の高い構造とすることができる。一方、透明導電性薄膜を備える電極部材と筐体を別々に製造したあとに、電極部材を筐体に組み込む方式の場合には、ベゼルレスで一体感の高い構造を作ることが困難である。

また、図５（ｂ）、図５（ｄ）のように、表面に透明基材フィルムを備える構造とした場合には、透明基材フィルム２１が表面保護機能として働くことができる。なお、図５に示したプラスチック成形品にあっては、表面の耐擦傷性等を向上させること等を目的としてハードコート層を形成することができる。ハードコート層は電離放射線硬化型材料を好適に用いることができ、該電離放射線硬化型材料を紫外線や電子線により硬化されることによりハードコート性能を付与することができる。

本発明のプラスチック成形品はタッチパネル部材として好適に用いることができる。特に、静電容量結合方式のタッチパネル部材として好適に用いることができる。静電容量結合方式のタッチパネルは、指で触れることで表示パネルの表面電荷の変化を捕らえることによる位置検出方法であり、タッチパネル表面全体に低圧の電界を形成し、タッチした指によりその部分の電荷を放電する静電容量結合方式のタッチパネルは、耐久性や透過度に優れる。

このとき、図５（ｃ）、図５（ｄ）のように透明導電性薄膜２２がパターニングされているプラスチック成形品を用いることにより、複数のチャンネルを有する静電容量結合方式のタッチパネルとすることができる。なお、静電容量結合方式タッチパネルの電極用として用いられる透明導電膜２２の表面抵抗値は特に限定しないが、１００〜１５００Ω／□の範囲であることが好ましい。

（実施例１）
透明基材フィルムとして１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を用い、該ＰＥＴフィルムの一方の面に酸化インジウムと酸化錫の混合酸化物であるＩＴＯを直流マグネトロンスパッタリング法にて成膜することにより透明導電性薄膜を形成した。得られた透明導電膜の膜厚は２０ｎｍであり、表面抵抗値３００Ω／□であった。以上により透明導電性フィルムを作製した。

射出成型機の金型の空洞内部に得られた透明導電性フィルムを透明導電性薄膜形成面が成型用金型の空洞壁面と接触するように配置し、金型内に透明なポリカーボネート材料を射出し、冷却後金型を取り外すことにより、本発明のプラスチック成形品を得た。得られたプラスチック成形品は、透明導電性薄膜が表面にある構造をしているものであり、意匠性の高いものであった。

（実施例２）
実施例１で得られた透明導電性フィルムを用い、射出成型機の成型用金型の空洞内部に得られた透明導電性フィルムを透明導電性薄膜形成面と反対側の面が金型の空洞壁面と接触するように配置し、金型内に透明なポリカーボネート材料を射出し、冷却後金型を取り外すことにより、本発明のプラスチック成形品を得た。得られたプラスチック成形品は、透明基材フィルムの内部に透明導電性薄膜を備える構造をしているものであり、意匠性の高いものであった。

（実施例３）
実施例１で得られた透明導電性フィルムを用い、射出成型機の成型用金型の空洞内部に得られた透明導電性フィルムを透明導電性薄膜形成面が金型の空洞壁面と接触するように配置し、金型内に透明なポリカーボネート材料を射出し、冷却後金型を取り外すことにより、本発明のプラスチック成形品を得た。このとき、成型用金型にあっては、透明導電性フィルムとの接触面には電極パターンに対応した段差高さ０．５ｍｍの凹凸構造を備えるものを使用した。得られたプラスチック成形品は、透明導電性薄膜が表面にある構造を有しており、さらに、透明導電性薄膜は金型の凹凸構造の段差部分で絶縁しパターニングされており、また、意匠性の高いものであった。

（実施例４）
実施例１で得られた透明導電性フィルムを用い、射出成型機の成型用金型の空洞内部に得られた透明導電性フィルムを透明導電性薄膜形成面の反対側の面が金型の空洞壁面と接触するように配置し、金型内に透明なポリカーボネート材料を射出し、冷却後金型を取り外すことにより、本発明のプラスチック成形品を得た。このとき、成型用金型にあっては、透明導電性フィルムとの接触面には電極パターンに対応した段差高さ０．５ｍｍの凹凸構造を備えるものを使用した。得られたプラスチック成形品は、透明基材フィルムの内部に透明導電性薄膜を備える構造を有しており、さらに、透明導電性薄膜は金型の凹凸構造の段差部分で絶縁しパターニングされており、また、意匠性の高いものであった。

図１は本発明のプラスチック成形品の製造方法の説明図である。図２は本発明のプラスチック成形品の別の態様の製造方法の説明図である。図３は本発明のプラスチック成形品の別の態様の製造方法の説明図である。図４は本発明の透明導電性フィルムの模式断面図である。図５は本発明のプラスチック成形品の断面模式図である。

符号の説明

１成型用金型
１１空洞
２透明導電性フィルム
２１透明基材フィルム
２２透明導電性薄膜
３筐体／熱可塑性プラスチック材料
４プラスチック成形品

Claims

成形用金型の空洞内に熱可塑性プラスチック材料を射出することにより成形されるプラスチック成形品の製造方法であって、
前記成形用金型の空洞内部に、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程と、
前記成形用金型の空洞内に熱可塑性プラスチックを射出する工程と
を備えることを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
前記成形用金型の空洞内部に透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程が、成形用金型の空洞壁面と前記透明導電性フィルムの透明導電性膜形成面の反対側の面が接するように透明導電性フィルムを前記成形用金型の空洞内部に配置する工程である
ことを特徴とする請求項１記載のプラスチック成形品の製造方法。
前記成形用金型の空洞壁面が凹凸構造を備えており、且つ、
前記成形用金型の空洞内部に透明基材フィルムの少なくとも一方の面に透明導電性薄膜を備える透明導電性フィルムを配置する工程が、前記成形用金型の凹凸構造を備える空洞壁面と前記透明導電性フィルムが接するように透明導電性フィルムを前記成形用金型の空洞内部に配置する工程である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラスチック成形品の製造方法。
請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法により成形されたことを特徴とするプラスチック成形品。
請求項３の製造方法により成形され、プラスチック成形品の凹凸構造に対応して前記透明導電膜がパターニングされていることを特徴とするプラスチック成形品。
前記請求項４または請求項５記載のプラスチック成形品を備えることを特徴とするタッチパネル。