模内成形用转印膜及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模内成形所使用的转印膜及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，电视机，移动设备用显示器、汽车导航用显示器、触控面板显示器等显示器被广泛使用。一般来说，为了减少外部光引起的表面反射光并抑制反射眩光，在这些显示器的表面上实施了防反射(Ant1-Reflect1n，以后称作AR)处理。作为AR处理方法，使用了在显示器所使用的基材表面直接涂敷AR材料的方法、通过蒸镀、溅射等进行处理的方法、将进行了 AR处理的膜转印于基材表面的方法等。根据用途而使用上述各种AR处理法。
[0003]其中，对于树脂成形品的显示器、保护玻璃而言，近年来，作为能够廉价且大量生产的方法之一，应用了镶嵌成形法。在镶嵌成形法中，首先，使用预成形用模具，对预先实施了 AR处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜进行预成形。之后，将预成形的带AR的PET膜安置在注射成形用的模具内。然后，通过一体成形将带AR的PET膜转印到聚碳酸酯(PC)树脂等注射成形树脂的表面上。
[0004]参照图7，对在镶嵌成形中使用的一般的镶嵌成形用AR膜进行说明。图7是以往的镶嵌成形用的AR膜100的剖视图。AR膜100具有基膜101、AR层102、硬涂层103以及粘合层104。
[0005]基膜101由PET、丙烯酸类膜形成。AR层102具有减少成形品的最表面上的外部光的反射的功能。AR层102可以由折射率不同的多个层形成。硬涂层103作为用于对AR层102赋予强度及硬度的保护层而发挥功能。粘合层104起到使熔融的树脂粘合在基膜101上的作用。如上所述，AR膜100由多个层构成。
[0006]接下来，参照图7、图8对将AR膜100转印到成形品表面的流程进行说明。图8是按工序对镶嵌成形的流程进行说明的图。
[0007]在工序A-1中，首先，在预成形用的固定模具IA与可动模具2A之间配置AR膜100。AR膜100是片状膜。此时，AR膜100以AR层102朝向可动模具2A的方式配置。另外，通过在可动模具2A上开设的吸引孔4来吸引AR膜100。接下来，在工序A-2中，使可动模具2A动作而进行合模，对AR膜100进行预成形。之后，在工序A-3中，使可动模具2A返回初始位置并将预成形的AR膜100从模具内取出。
[0008]接着，在工序B-1中，将预成形的AR膜100配置在主成形用的可动模具2B与固定模具IB之间。此时，AR膜100以AR层102朝向开设有吸引孔4的可动模具2B的方式配置。此时，通过吸引孔4来吸引预成形的AR膜100。然后，在工序B-2中进行合模。在工序B-3中，使熔融的树脂6从开设在固定模具IB上的浇口 5向模具内流入，而与AR膜100的设于AR层102的相反面的粘合层104粘合。在工序B-4中，进行开模，通过未图示的突出销从模具内取出与AR膜100 —体成形的镶嵌成形品105。
[0009]接着，在工序C-1中，通过专用的切断器106对镶嵌成形品105的端部的不需要的膜部位进行修边。在修边结束后的工序C-2中，完成最终的带AR的镶嵌成形品105C。
[0010]作为用作基膜101的PET膜，主要采用双轴拉伸膜。双轴拉伸膜通过向输送方向和与其垂直的宽度方向延伸而被制造。因此，在膜内部容易残留有残留应力，在PET膜的面内，残留应力分布容易变得不均匀。若存在残留应力大的部位和残留应力小的部位，则会在PET膜内部产生折射率差。在残留应力大的部位，PET膜内部的折射率差大，因此光的反射大。另一方面，在残留应力小的部位，与残留应力大的部位相比，PET膜内部的折射率差小，光的反射量也小。
[0011]在将包含这样的PET膜作为基膜101的AR膜100用于保护玻璃的情况下，产生如下的问题。即，若从显示器的内侧投影影像，则在从内侧向保护玻璃内入射的光进入PET膜时，光的反射方式在残留应力大的部位和残留应力小的部位发生变化。其结果是，当通过了残留应力大的部位和残留应力小的部位的光分别进入人眼时，各个部位的光的反射量之差在显示器上形成色彩不均而被识别。
[0012]因此，存在残留应力大的部位的AR膜无法使用而被作为不合格品处理。另外，在镶嵌成形的情况下，成形工序也包括预成形工序、主成形工序、修边工序等依次进行的多个工序。
[0013]为了解决上述课题，有时使用不需要预成形及修边工序、不转印膜而仅转印AR层的模内成形方式。
[0014]接下来，参照图9，对模内成形中使用的一般的转印型AR膜的结构进行说明。图9是一般的转印型的AR膜301的剖视图。AR膜301是连续膜。AR膜301主要包括不向成形品转印的载体层302、向成形品的表面转印的转印层303。载体层302具有基膜201与剥离层202。转印层303是具有AR层203、硬涂层204以及粘合层205的功能膜层。
[0015]基膜201由PET、丙烯酸类膜等形成，起到连续地向模具内供给AR膜301的作用。剥离层202起到使基膜201与向成形品转印的转印层303剥离的作用。AR层203减少外部光在成形品的最表面上的反射。硬涂层204是用于对AR层203赋予强度及硬度的保护层。粘合层205起到使熔融的树脂粘合于转印层303的作用。需要说明的是，在硬涂层204也具有与熔融树脂粘合的粘合功能的情况下，无需特别另外形成粘合层205。如上所述，AR膜301由多个层构成。
[0016]接下来，参照图9、图10对通过模内成形加工法将AR膜301转印于成形品表面的流程进行说明。图10是按工序对连续的模内成形的流程进行说明的图。
[0017]在工序A中，首先，在固定模具I与可动模具2之间，使用输送装置3将AR膜301输送至规定的位置。此时，AR膜301以基膜201朝向可动模具2的方式配置。另外，也可以将AR膜301在由未图示的加热器预热之后向模具内送入，以使得AR膜301容易被模具赋形。在将AR膜301向规定的位置输送后，在工序B中，通过开设在可动模具2的型腔面上的吸引孔4对AR膜301进行吸引，从而使AR膜301向可动模具2的型腔面贴附而被赋形。此时，通过未图示的膜按压机构来固定AR膜301的外周而进行定位。之后，在工序C中，移动可动模具2进行合模。接下来，在工序D中，通过固定模具I的浇口 5朝向AR膜301的粘合层205注入熔融的树脂6，使熔融的树脂6填充到模具内的型腔内。
[0018]在熔融的树脂6的填充结束后，在工序E中，将熔融的树脂6冷却至规定的温度。在工序F中，使可动模具2动作而进行开模，取出模内成形品7。此时，从模内成形品7剥离AR膜301的载体层302，仅将转印层303转印。其结果是，在模内成形品7的最表面上转印有AR层203。之后，在工序G中，将设置在固定模具I上的突出销8压出而将模内成形品7从模具内取出。在工序H中，为下一次成形做准备，首先，停止利用吸引孔4将AR膜301的载体层302向可动模具2的型腔内吸附的作业。然后，通过输送装置3将AR膜301中用于下一次成形的部分输送至规定位置。通过反复以上的一系列动作来连续成形。
[0019]在为模内成形方式的情况下，作为基膜201的PET等作为用于向模具内送入转印层303的载体而发挥功能。S卩，基膜201不向模内成形品7转印。因此，消除了在上述镶嵌成形中成为课题的PET内的残留应力的问题。另外，仅通过最初直接向模具内送入AR膜301进行注射成形，然后从模具内取出模内成形品7，便能够将转印层303转印到模内成形品7的表面上。因此，不需要膜的预成形与成形后的修边的工序。因此，模内成形方式的生产性高，与镶嵌成形方式相比效率高(例如，参照日本特开2012-096412号公报)。
[0020]对上述现有的转印型AR膜中的问题点进行简单说明。在上述的一般的转印型的AR膜301中，从耐候性、涂膜强度的观点出发，有时通过作为无机类材料的硅酮树脂等热固化性树脂来形成AR层203。在这种情况下，作为AR材料用的涂敷液，应用溶胶-凝胶法。若使用通过溶胶-凝胶法形成的涂敷液，则能够通过湿式涂敷来形成AR层203。即，能够通过凹版涂敷、模涂等形成10nm左右的较薄的AR层203。
[0021]若在剥离层202上涂布AR材料，则AR材料中含有的热固化性的硅酮树脂发生热固化反应，反应发展时形成三维交联结构。此时，AR材料进入剥离层202上存在的微细的凹凸，若热固化反应发展，则通过存在于剥离层202上或剥离层202内的微细的凹凸，使剥离层202与AR层203之间接触点增加。其结果是，剥离层202与AR层203的密接性变好，AR层203不易从剥离层202剥离。若剥离层202与AR层203之间的剥离强度过大，则成形时应当向成形树脂表面转印的AR层203不能顺利地从剥离层202剥离，AR层203未完全地从剥离层202分离而在剥离层202上残留有AR层203的一部分，容易产生转印不良。
[0022]这样，在成形时剥离层202与AR层203之间的剥离强度过大，而导致AR层203未完全向成形品表面转印的情况下，需要进行减小剥离层202与AR层203之间的剥离强度的调整。在以往的AR膜301中，在减小剥离层202与AR层203之间的剥离强度时，一般来说，通过变更剥离层202的材料组成或变更剥离层202的厚度，来调整剥离层202的剥离强度。因此，需要按照层叠在剥离层202上的材料来分别使剥离强度最佳化。对于该最佳化而言，确定层叠在剥离层202上的材料，通过反复试验来反复变更剥离层202的材料组成及厚度。因此，达到最