JP6482837B2 - 樹脂積層板およびそれを用いた耐擦傷性樹脂積層板 - Google Patents
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Description
で示される関係を満足することを特徴とする樹脂積層板を提供する。
本発明の樹脂積層板は、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂材料の20℃から90℃までにおける線膨張係数の平均値をa(ppm/K)(以下、線膨張係数平均値aということがある)とし、ポリカーボネート樹脂層を構成する樹脂材料の20℃から90℃までにおける線膨張係数の平均値をb(ppm/K)(以下、線膨張係数平均値bということがある)とするとき、線膨張係数平均値aから線膨張係数平均値bを差し引いた「a−b」が上述の関係を満足することで、高温環境へ暴露された後の耐反り変形性に優れるものとなる。熱可塑性樹脂材料の線膨脹係数平均値の決定方法はJIS K7197に記載されている。
ポリカーボネート樹脂層は、ポリカーボネート系樹脂を樹脂材料として構成される。ポリカーボネート系樹脂としては、例えば、二価フェノールとカルボニル化剤とを界面重縮合法や溶融エステル交換法などで反応させることにより得られる樹脂、カーボネートプレポリマーを固相エステル交換法などで重合させることにより得られる樹脂、環状カーボネート化合物を開環重合法で重合させることにより得られる樹脂などが挙げられる。
熱可塑性樹脂層を構成する樹脂材料としては、線膨張係数平均値bに対して、「a−b」が上述の所定の範囲内となるような線膨張係数平均値aを有する、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物であれば特に制限されないが、表面硬度、透明性、および高温環境へ暴露された後の耐反り変形性の観点から、スチレン系樹脂、またはアクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂とを含有する樹脂組成物であって、線膨張係数平均値bに対して、「a−b」が上述の所定の範囲内となるような線膨張係数平均値aを有するものが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル(I)単量体単位の重量割合があまり小さいと、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂との相溶性が低下するとともに、樹脂積層板の透明性が低下することがあり、重量割合があまり大きいと、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂との相溶性が低下するとともに、樹脂積層板が成形し難くなることがある。
樹脂積層板の製造方法としては、例えば、ポリカーボネート樹脂層と、熱可塑性樹脂層とを溶融共押出成形により積層一体化する方法や、ポリカーボネート樹脂層と、熱可塑性樹脂層とを、粘着剤や接着剤を介して貼合する方法が挙げられる。中でも、溶融共押出成形が好ましい。溶融共押出成形により製造された樹脂積層板は、ポリカーボネート樹脂層と熱可塑性樹脂層とを粘着剤や接着剤を介して貼合して製造された樹脂積層板に比べて、二次成形し易い。
樹脂積層板の少なくとも一方の面に硬化被膜を備えることで耐擦傷性樹脂板が得られる。耐擦傷性樹脂板は、樹脂積層板の少なくとも一方の面に硬化被膜を備えることで、表面硬度により優れる。
(ii) 硬化被膜/TR層/PC層
(iii)硬化被膜/TR層/PC層/硬化被膜
(iv) TR層/PC層/TR層/硬化被膜
(v) 硬化被膜/TR層/PC層/TR層/硬化被膜
耐擦傷性樹脂積層板の製造方法としては、例えば、樹脂積層板の少なくとも一方の面に硬化性塗料組成物を塗布して、硬化性塗膜を形成し、次いでこの硬化性塗膜を硬化させて、硬化被膜とする方法などが挙げられる。
硬化性塗料組成物は、耐擦傷性をもたらす硬化性化合物を必須成分とし、必要に応じて、硬化触媒、導電性粒子、溶媒、レベリング剤、安定化剤、酸化防止剤、着色剤等を含有する。
硬化性化合物としては、例えば、アクリレート化合物、ウレタンアクリレート化合物、エポキシアクリレート化合物、カルボキシル基変性エポキシアクリレート化合物、ポリエステルアクリレート化合物、共重合系アクリレート化合物、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシ樹脂、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物等が挙げられる。
中でも、硬化被膜の耐擦傷性の点から、多官能アクリレート化合物、多官能ウレタンアクリレート化合物、多官能エポキシアクリレート化合物等のラジカル重合系の硬化性化合物や;アルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン等の熱重合系の硬化性化合物等が好ましい。これらの硬化性化合物は、例えば電子線、放射線、紫外線等のエネルギー線を照射することにより硬化するものであるか、加熱により硬化するものであるのがよい。これらの硬化性化合物は、それぞれ単独で用いてもよいし、複数の化合物を組み合わせて用いてもよい。
なお、硬化性化合物として分子中に少なくとも3個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物を用いる場合には、必要に応じて、他の硬化性化合物、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどの、分子中に2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物を併用してもよい。その使用量は、分子中に少なくとも3個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物100重量部に対して、通常20重量部までである。
硬化性塗膜を紫外線で硬化させる場合には、硬化性塗料組成物は、硬化触媒として光重合開始剤を含有するのがよい。光重合開始剤としては、例えば、ベンジル、ベンゾフェノンやその誘導体、チオキサントン類、ベンジルジメチルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、ヒドロキシケトン類、アミノアルキルフェノン類、アシルホスフィンオキサイド類等が挙げられ、必要に応じてこれらの2種以上からなる混合物を用いることもできる。光重合開始剤の使用量は、硬化性化合物100重量部に対して、通常0.1〜5重量部である。
硬化性塗料組成物は導電性粒子を含有してもよい。これにより、硬化被膜に帯電防止性を付与することができる。導電性粒子としては、例えば、アンチモン−スズ複合酸化物、リンを含有する酸化錫、五酸化アンチモン等の酸化アンチモン、アンチモン−亜鉛複合酸化物、酸化チタン、インジウム−錫複合酸化物(ITO)などの無機粒子が好ましく用いられる。導電性粒子は、固形分濃度が10〜30重量%程度のゾルの形態で使用することもできる。
硬化性塗料組成物は、その粘度調整等を目的として、溶媒を含有してもよい。特に硬化性塗料組成物が導電性粒子を含む場合には、その分散のために溶媒を含有するのがよい。
導電性粒子および溶媒を含有する硬化性塗料組成物を調製する場合には、例えば、導電性粒子および溶媒を混合して、溶媒に導電性粒子を分散させた後、この分散液を硬化性化合物と混合してもよいし、硬化性化合物と溶媒を混合した後、この混合液に導電性粒子を分散させてもよい。
硬化性塗料組成物にレベリング剤を含有させる場合には、シリコーンオイルが好ましく用いられる。その具体例としては、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、アルキル・アラルキル変性シリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、メチル水素シリコーンオイル、シラノール基含有シリコーンオイル、アルコキシ基含有シリコーンオイル、フェノール基含有シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボン酸変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等が挙げられる。これらのレベリング剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種類以上混合して用いることもできる。レベリング剤の使用量は、硬化性化合物100重量部に対して、通常0.01〜5重量部である。
硬化性塗料組成物を樹脂積層板の少なくとも一方の面に塗布する方法としては、例えば、バーコート法、マイクログラビアコート法、ロールコート法、フローコート法、ディップコート法、スピンコート法、ダイコート法、スプレーコート法等のコート法などが挙げられる。
硬化性塗膜を硬化させるには、硬化性塗料組成物の種類に応じて、エネルギー線の照射や加熱等により行えばよい。
また、加熱により硬化性塗膜を硬化させる場合において、その温度や時間等の条件は、硬化性塗料組成物の種類に応じて適宜選択され、加熱温度は、樹脂積層板が変形を起こさないよう、100℃以下であるのが好ましい。硬化性塗料組成物が溶媒を含有する場合には、塗布後、溶媒を揮発させた後に硬化性塗膜を硬化させてもよいし、溶媒の揮発と硬化性塗膜の硬化とを同時に行ってもよい。
樹脂積層板は、表面硬度に優れ、かつ、高温環境へ暴露された後の耐反り変形性に優れることで、ディスプレイ、タッチパネルおよび携帯型情報端末などの表示窓保護板用途、エクステリア用途、看板用途、照明用途などに好適に用いることができ、ディスプレイ、タッチパネルおよび携帯型情報端末などの表示窓保護板としてより好適に用いることができる。さらに、樹脂積層板は、硬化被膜との密着性に優れることで、耐擦傷性樹脂積層板の樹脂基板として好適に用いることができる。樹脂積層板の少なくとも一方の面に硬化被膜を備えてなる耐擦傷性樹脂積層板は、より表面硬度に優れることで、ディスプレイ保護板、タッチパネル保護板および携帯型情報端末の表示窓用保護板として特に好適に用いることができる。
押出機1:スクリュー径65mm、一軸、ベント付きの押出機(東芝機械(株)製)。
押出機2:スクリュー径45mm、一軸、ベント付きの押出機(日立造船(株)製)。
マルチマニホールド型ダイス3:2種2層分配型のマルチマニホールド型ダイス(日立造船(株)製)。
第2冷却ロール6:金属ロール
第3冷却ロール7:金属ロール
(樹脂材料の調製)
スクリュー径20mmの一軸押出機((株)東洋精機製作所製)を用い、各熱可塑性樹脂を表1に示す割合で溶融混練し、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂材料をペレットとして得た。
JIS K7121:1987に従い、加熱速度10℃/分として示差走査熱量測定により測定した。
得られた各ペレット状の樹脂材料を、230℃、0.8MPaの条件で熱プレスして、厚さ1mmの樹脂板を作製した。この樹脂板を、長辺を15mm、短辺を5mmの大きさに切断して試験片とし、得られた各試験片について、それぞれ各試験片を構成する樹脂材料のガラス転移温度よりも10℃低い温度で24時間加熱した。加熱後の各試験片について、熱機械分析装置(セイコーインスツル(株)製)を用い、JIS K7197に従って圧縮膨張モード、荷重50mN、昇温速度5℃/min、窒素雰囲気下で、20℃での試験片の長辺の長さL0と、20℃から90℃まで昇温したときの試験片の長辺の長さの変位量ΔLを測定した。得られたL0およびΔL、ならびに20℃から90℃までの温度の変位量ΔT(ΔT=90℃−20℃=70℃=70K)から、線膨張係数平均値a(ppm/K)を、式:a(ppm/K)=(ΔL/L0)/ΔTに従って算出した。
まず、押出機1、2、マルチマニホールド型ダイス3、および第1〜第3冷却ロール5〜7を、図1に示すように配置した。次いで、ポリカーボネート樹脂層を形成する樹脂材料としてポリカーボネート樹脂1を押出機1にて溶融混練し、熱可塑性樹脂層を形成する樹脂材料として上記で調整し得られた樹脂材料を押出機2にて溶融混練し、それぞれを設定温度260℃のマルチマニホールド型ダイス3に供給した。
JIS K5600に従い、得られた樹脂積層板の熱可塑性樹脂層面について測定した。
樹脂積層板を押出方向に200mm、押出方向と直交する方向に200mmの大きさに正方形状に切断して試験片とした。得られた試験片を、凸状に反っている面を接地面側として定盤の上に載置し、試験片を載置した定盤面からの試験片の4隅の浮き上がり量を位置センサで測定して平均値を算出し、この平均値を反り量Aとした。次に、この試験片を吊るした状態で、温度85℃湿度85%の恒温恒湿機内に設置して72時間静置し、次いで試験片を恒温恒湿機内から取り出して、吊るした状態で温度25℃湿度50%の環境下で4時間静置した後、反り量Aと同様にして、試験片の4隅の浮き上がり量の平均値を算出し、この平均値を反り量Bとした。そして、反り量Bから反り量Aを差し引くことで、反り量を求めた。反り量の値が小さいほど、樹脂積層板は高温環境下での耐反り変形性に優れる。
ウレタンアクリレートオリゴマー〔新中村化学工業(株)製の“U−6HA”〕25部、光重合開始剤〔チバスペシャリティーケミカルズ(株)製の“IRGACURE 184”〕1部、溶媒として、1−メトキシ−2−プロパノール37部およびイソブチルアルコール37部を混合して硬化性塗料を調製した。
耐擦傷性樹脂積層板の熱可塑性樹脂層面に形成した硬化被膜の表面にカッターによって2mm×2mmのクロスハッチを100個入れ、その上にセロハンテープ(ニチバン(株)製)を貼り付けした後、該セロハンテープを剥がした。セロハンテープを貼り付けした後、該セロハンテープを剥がす操作をさらに2回繰り返し、この操作を全部で3回繰り返した後の硬化被膜が樹脂積層板から剥がれた升目の数を計測した。剥がれた升目がなかったものを「○」、剥がれた升目があったものを「×」と評価した。
3 マルチマニホールド型ダイス
4 溶融樹脂
5 第1冷却ロール
6 第2冷却ロール
7 第3冷却ロール
8 樹脂積層板
Claims (9)
- ポリカーボネート樹脂層とポリカーボネート樹脂層の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層とを有する樹脂積層板であって、式
で示される関係を満足し、
全体の厚みが200〜1500μmであり、
ポリカーボネート樹脂層の厚みが100〜1450μmであり、
熱可塑性樹脂層の厚みが50〜100μmであり、
熱可塑性樹脂層を構成する樹脂材料が、
質量平均分子量が50000〜300000であるアクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂とを含有する樹脂組成物であり、
前記アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチル50〜95重量%、下記式(I)
ことを特徴とする樹脂積層板。 - 前記アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂の合計量を100重量部とするとき、アクリル系樹脂が10〜95重量部、ポリカーボネート系樹脂が5〜90重量部である請求項1に記載の樹脂積層板。
- 式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルがメタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフチル、メタクリル酸ジシクロペンタニルおよびメタクリル酸ジシクロペンテニルからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項1又は2に記載の樹脂積層板。
- ポリカーボネート樹脂層とポリカーボネート樹脂層の少なくとも一方の面に積層された熱可塑性樹脂層とを有する樹脂積層板であって、式
で示される関係を満足し、
全体の厚みが200〜1500μmであり、
ポリカーボネート樹脂層の厚みが100〜1450μmであり、
熱可塑性樹脂層の厚みが50〜100μmであり、
前記熱可塑性樹脂層を構成する樹脂材料が、スチレン系樹脂とメタクリル樹脂とを含有する樹脂組成物であり、
前記スチレン系樹脂とメタクリル樹脂の合計量を100重量部とするとき、スチレン系樹脂が20〜70重量部、メタクリル樹脂が30〜80重量部であり、
前記スチレン系樹脂がスチレン−メタクリル酸メチル−無水マレイン酸共重合体であり、
前記メタクリル樹脂がメタクリル酸エステル単量体単位を主成分として重合したものである
ことを特徴とする樹脂積層板。 - ポリカーボネート樹脂層と熱可塑性樹脂層とを溶融共押出成形により積層し、
溶融積層一体化して押し出されたシート状またはフィルム状の溶融樹脂を、金属ロールと金属弾性ロールとの間に挟持することにより冷却する請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層樹脂板の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂積層板の少なくとも一方の面に硬化被膜を備える耐擦傷性樹脂積層板。
- 請求項6に記載の耐擦傷性樹脂積層板からなるディスプレイ用保護板。
- 請求項6に記載の耐擦傷性樹脂積層板からなるタッチパネル用保護板。
- 請求項6に記載の耐擦傷性樹脂積層板からなる携帯型情報端末の表示窓用保護板。
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