JP2004089928A

JP2004089928A - 防眩性ポリカーボネート板の製造方法

Info

Publication number: JP2004089928A
Application number: JP2002257263A
Authority: JP
Inventors: Jun Kuwabara; 桑原　純
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-03
Also published as: JP4056830B2

Abstract

【課題】優れた防眩性を有し、耐擦傷性も兼ね備え、大型表示装置等に最適に用いられるポリカーボネート板の製造方法を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート板の表面温度が１４５℃以上となるよう加熱しながら、該板に紫外線を、積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２、最大強度１００ｍＷ／ｃｍ^２〜７５０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲で照射し、次いで４０％ＲＨ以下の湿度環境でハードコート塗料を４〜１０μｍの厚みとなるよう塗布し、乾燥、硬化させる。
【選択図】なし。

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ポリカーボネート板の製造方法、とくにＬＣＤ、ＣＲＴ等の各種表示装置に用いられ、防眩性および耐擦傷性を備えたポリカーボネート板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ、ＣＲＴ等の各種表示装置では、表示画面への外景の映り込み、また画面の傷付きにより、表示画像が見づらくなるという問題が生ずる。近年特に、表示装置がフラットパネル化、あるいは大型化されてきており、この問題の解消は必須となっており、防眩性および耐擦傷性を備えた表示装置が待望されている。
【０００３】
表示装置の映り込み防止方法としては、表示画面の表面に、プラスチック板の表面に微細な凹凸を付与したものを設ける方法が知られており、従来より様々な凹凸付与の手法が提案されている。
【０００４】
例えば、表面をサンドブラスト処理したプラスチック板、エンボス加工を施したプラスチック板等がある。しかしながら、これらの方法は物理的に凹凸を付ける方法であり、加工精度に限界があり防眩性能が不十分であり、またプラスチック板そのものを加工しているので、耐擦傷性にも難がある。また、無機若しくは有機微粒子を添加したプラスチック板も提案されているが、これも同様に防眩性能、耐擦傷性の点で不十分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで防眩性能および耐擦傷性を備えたものとして、プラスチック板表面に表面硬度処理を施し、更に防眩処理を行う方法が提案されている。例えば、表面にハードコート塗料を塗布し、完全硬化する前にエンボス加工する方法、又は完全硬化後にサンドブラスト等での粗面化処理を行う方法（特開平４−２４９１４５）である。これらの方法で耐擦傷性は改善可能であるが、やはり物理的に加工するため細かな凹凸ができにくく、防眩性の点で不十分である。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決した、優れた防眩性を有し、耐擦傷性も兼ね備えたプラスチック板、とくに透明性、耐衝撃性等に優れ大型表示装置に最適に用いられるポリカーボネート板の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ポリカーボネート板を加熱下で紫外線を照射し、さらに特定環境下でハードコート塗料を塗布する方法により、優れた防眩性および耐擦傷性を備えたポリカーボネートシートを得ることを見出したものである。
【０００８】
つまり、本発明は、ポリカーボネート板の表面温度が１４５℃以上となるよう加熱しながら、該板に紫外線を、積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２、最大強度１００ｍＷ／ｃｍ^２〜７５０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲で照射し、次いで４０％ＲＨ以下の湿度環境でハードコート塗料を４〜１０μｍの厚みとなるよう塗布し、乾燥、硬化させることを特徴とする防眩性ポリカーボネート板の製造方法を要旨とする。
【０００９】
一般的にプラスチック板に活性エネルギー線を照射すると、そのエネルギーに応じて、プラスチック板を構成している高分子の主鎖切断・再結合が起こる。ガラス転移温度以上に加熱されたプラスチック板に主鎖切断が幾分起きる程度の活性エネルギー線を照射することで、プラスチック基板表面の分子鎖が部分的に開裂し、元の表面状態とは異なるより安定な状態に変化する。本発明ではこれを利用し、防眩性を付与できる表面状態を積極的に創り出したものである。
【００１０】
ポリカーボネート板において上記の変化を誘起するには、先ずポリカーボネート板の表面温度が１４５℃以上となるように加熱し、次いで活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線としては、作業性、光源としての利用しやすさを顧慮し、高圧水銀灯から発生する紫外線が用いられる。照射する紫外線のエネルギー量としては、積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２、最大強度１００ｍＷ／ｃｍ^２〜７５０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲である。積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２以上、および最大強度が１００ｍＷ／ｃｍ^２以上で、表面改質の効果が発現し、優れた防眩性能を得ることができる。しかしながら、紫外線のエネルギー量が、積算光量で１０００ｍＪ／ｃｍ^２を超え、かつ最大強度で７５０ｍＷ／ｃｍ^２を超えると、ポリカーボネート樹脂の主鎖切断が多く起こりすぎ、ポリカーボネート板自体が著しく黄変し、強度劣化するため好ましくない。
【００１１】
本発明のハードコート塗料としては、ポリカーボネート板に通常使用されているハードコート塗料であれば特に制限を受けず、例えば多官能性モノマー又はプレポリマーを主成分として重合硬化させることにより得られる硬化膜を挙げることができる。より具体的な主成分としては、多官能性モノマー又はプレポリマーとして、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート等のアクリロイル基、メタクリロイル基を２つ以上含んだ架橋性樹脂を単独若しくは混合した活性エネルギー線架橋硬化性塗料、シリコン系、メラミン系、エポキシ系の架橋性樹脂を単独若しくは混合した熱架橋硬化性塗料等を挙げることができる。
【００１２】
ハードコート塗料の塗布・硬化後の塗膜厚みは４〜１０μｍである必要がある。塗膜厚みが４μｍ未満では防眩性能は発現するが、耐擦傷性は不十分になりプラスチック基板が傷付きやすく、表示装置の前面保護板としての防眩性プラスチックシートとして実用的ではない。また、塗膜厚みが１０μｍを超えると防眩性が不充分となる。
【００１３】
ハードコート塗料の塗布方法には特に制限はなく、塗料の性状、塗膜厚みに応じて、バーコート、流し塗り、ディップコート等の通常使用される方法を選択してよい。ハードコート塗料を塗布する際、その環境の湿度は４０％ＲＨ以下である必要がある。この値を超えた環境では、紫外線照射によって創出された表面改質の効果が阻害され、成膜後のハードコート膜の表面に凹凸が形成されず、防眩性能のないものとなる。
【００１４】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
１．０ｍｍ厚のポリカーボネート板（商品名「ポリカエース」、筒中プラスチック工業株式会社製）を熱風循環炉中で、ポリカーボネート板の表面温度が１５０℃で平衡に達するまで放置する。その後、このポリカーボネート板に、高圧水銀灯（電圧８０Ｗ／ｃｍ、ポリカーボネート板との距離２５０ｍｍ）を１．０秒間照射した。この時照射された紫外線は、積算光量２５０ｍＪ／ｃｍ^２、　最大強度２００ｍＷ／ｃｍ^２　であった。その後、ポリカーボネート板の表面温度が室温となるまで放冷した。
【００１６】
その後、湿度３５％ＲＨの部屋で、アクリル系ハードコート塗料の塗布成膜を行った。ここでハードコート塗料としては紫外線硬化型アクリル系ハードコート塗料（ウレタンアクリレート１０％、エポキシアクリレート１０％、ポリエステルアクリレート５％、アルコール類２５％、ケトン類２０％、セロソルブ類３０％、塗料粘度１０ｃｐｓ）を用いた。塗布方法としては、バーコート＃１４にて行い、熱風循環炉にて６０℃に加熱、溶剤成分を乾燥させ、次いで高圧水銀灯（電圧１６０Ｗ／ｃｍ、ポリカーボネート板との距離１３０ｍｍ）を０．７秒間照射する（積算光量５００ｍＪ／ｃｍ^２，　最大強度７５０ｍＷ／ｃｍ^２）ことで、ハードコート塗膜を得た。この時の塗膜厚みは６μｍであった。
【００１７】
上記のようにして得られたポリカーボネート板について、ＪＩＳ　Ｋ７１０５（プラスチックの光学的特性試験方法）に準じて、６０度鏡面光沢度、黄変度を測定し、ポリカーボネート板の防眩性能、紫外線による劣化で色調が変化していないかを評価した。それぞれの測定結果を表１に示す。
【００１８】
また、同じポリカーボネート板について、ＪＩＳ　Ｋ７２０４（プラスチックー摩耗輪による磨耗試験方法）に準じ、磨耗輪ＣＳ１０Ｆ、荷重５００ｇ、５００回転の条件で評価試験を行った。摩耗試験前後の試験体のヘーズ（ＪＩＳ　Ｋ７１０５）を測定し、そのヘーズの差（△Ｈと表記）を表１に示す。
【００１９】
＜実施例２＞
ポリカーボネート板への紫外線照射の積算光量が５００ｍＪ／ｃｍ^２になるように、照射時間を２．０秒間に変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２０】
＜実施例３＞
ポリカーボネート板への紫外線照射の最大強度が５００ｍＷ／ｃｍ^２になるように、高圧水銀灯と基板との距離を１００ｍｍ、照射時間を０．５秒間に変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２１】
＜実施例４＞
ポリカーボネート板の表面温度が１７０℃になるように、また紫外線照射の積算光量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２，　最大強度が７５０ｍＷ／ｃｍ^２になるように、高圧水銀灯の入力電圧を１６０Ｗ／ｃｍ、ポリカーボネート板との距離を１３２ｍｍ、照射時間を１．１秒間に変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２２】
＜比較例１＞
実施例１で用いたポリカーボネート板そのものについて、実施例１と同様の光沢度等の評価をおこない、その結果を表１に示す。
【００２３】
＜比較例２＞
ポリカーボネート板の表面温度を６０℃にして紫外線照射した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２４】
＜比較例３＞
ポリカーボネート板の表面温度を１３５℃にして紫外線照射した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２５】
＜比較例４＞
ポリカーボネート板への紫外線照射の積算光量が５０ｍＪ／ｃｍ^２になるように、照射時間を０．２秒間に変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２６】
＜比較例５＞
ポリカーボネート板への紫外線照射の積算光量が７０ｍＪ／ｃｍ^２，　最大強度が１２５０ｍＷ／ｃｍ^２　になるように、高圧水銀灯とポリカーボネート板との距離を４００ｍｍ、照射時間を０．５秒間に変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２７】
＜比較例６＞
ポリカーボネート板への紫外線照射の最大強度が７５ｍＷ／ｃｍ^２となるように条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２８】
＜比較例７＞
ポリカーボネートへの紫外線照射の積算光量が５００ｍＪ／ｃｍ^２，　最大強度が１２５０ｍＷ／ｃｍ^２　になるように、高圧水銀灯とポリカーボネート板との距離を６００ｍｍ、照射時間を２．７秒間に変更した以外は、実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００２９】
＜比較例８＞
ハードコート塗膜の成膜条件として、バーコート＃３０を使用し、塗膜厚みを１４μｍとした以外は実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００３０】
＜比較例９＞
ハードコート塗膜の成膜条件として、バーコート＃４　を使用し、塗膜厚みを２μｍとした以外は実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００３１】
＜比較例１０＞
ハードコート塗料塗布時の環境湿度を５０％ＲＨとした以外は実施例１と同様にして、ハードコートを施したポリカーボネート板を得、防眩性能等を評価した。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
上記の通り、本発明に基づく実施例１〜実施例４においては、比較例１のポリカーボネート板そのものに較べ、光沢度は低く反射性が抑えられ充分な防眩性を備えている。摩耗試験によるヘーズの差（△Ｈ）も少なく耐擦傷性も備えている。また、黄変度の測定結果より、色調の変化は少なく表示装置として影響を与える程度ではなかった。
【００３４】
一方、ポリカーボネート板の表面温度が本発明の要件を満たしていない比較例２および比較例３においては、光沢度が比較例１のポリカーボネート板そのものと同程度であり防眩性が認められない。紫外線照射の積算光量および／あるいは最大強度が本発明の要件を満たしていない比較例４〜比較例７においては、何れも防眩性が認められず、また色調の変化が大きくなるものもある。ハードコート塗料の塗膜厚みが本発明の要件を超えて厚い比較例８においては、防眩性が認められず、逆にこの塗膜厚みが薄くなった比較例９においては、耐擦傷性に乏しい。ハードコート塗料塗布時の環境湿度が本発明の要件を満たしていない比較例１０においては、防眩性が認められない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の防眩性ポリカーボネート板の製造方法によれば、ポリカーボネート板の表面温度が１４５℃以上となるよう加熱しながら、該板に紫外線を、積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２、最大強度１００ｍＷ／ｃｍ^２〜７５０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲で照射し、次いで４０％ＲＨ以下の湿度環境でハードコート塗料を４〜１０μｍの厚みとなるよう塗布し、乾燥、硬化させることにより、優れた防眩性を有し、耐擦傷性も兼ね備え、大型表示装置等に最適に用いられる素材を得ることができる。

Claims

ポリカーボネート板の表面温度が１４５℃以上となるよう加熱しながら、該板に紫外線を、積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２、最大強度１００ｍＷ／ｃｍ^２〜７５０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲で照射し、次いで４０％ＲＨ以下の湿度環境でハードコート塗料を４〜１０μｍの厚みとなるよう塗布し、乾燥、硬化させることを特徴とする防眩性ポリカーボネート板の製造方法