JP7105784B2 - 高硬度成形用樹脂シートおよびそれを用いた成形品 - Google Patents
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Description
また、特許文献4には、基材フィルムの片面に特定組成のハードコート塗料を用いて形成した層を有する加飾用ハードコートフィルムが開示されており、基剤フィルム上に印刷層を設けてよいことも記載されている。この加飾フィルムは、熱成形が可能である。特許文献4に記載の加飾フィルムは、成形用樹脂と一体化され、加飾成形品となる。
高硬度樹脂を含む高硬度樹脂層と、
ハードコート層と
を具備する成形用樹脂シートであって、
前記高硬度樹脂層は、前記基材層と前記ハードコート層との間に位置し、
前記高硬度樹脂の鉛筆硬度はHB以上であり、
前記ポリカーボネート樹脂(a1)および前記高硬度樹脂のガラス転移点が、以下の関係を満たす:
-10℃≦(高硬度樹脂のガラス転移点)-(ポリカーボネート樹脂(a1)のガラス転移点)≦40℃
成形用樹脂シート。
[1-1] ポリカーボネート樹脂(a1)を含む基材層と、基材層の少なくとも一方の面上に積層された高硬度樹脂を含む高硬度樹脂層と、前記高硬度樹脂層上に積層されたハードコート層とを具備する成形用樹脂シートであって、
前記高硬度樹脂の鉛筆硬度はHB以上であり、
前記ポリカーボネート樹脂(a1)および前記高硬度樹脂のガラス転移点が、以下の関係を満たす:
-10℃≦(高硬度樹脂のガラス転移点)-(ポリカーボネート樹脂(a1)のガラス転移点)≦40℃
成形用樹脂シート。
[2] 前記ポリカーボネート樹脂(a1)が芳香族ポリカーボネート樹脂である、[1]に記載の成形用樹脂シート。
[3] 前記芳香族ポリカーボネート樹脂が下記一般式(4a)で表される構成単位を含む、[2]に記載の成形用樹脂シート。
[3-1] 前記ポリカーボネート樹脂(a1)が、下記一般式(4)で表される1価フェノールを末端停止剤として付加したポリカーボネート樹脂である、[1]~[3]のいずれかに記載の成形用樹脂シート:
(式中、R1は、炭素数8~36のアルキル基または炭素数8~36のアルケニル基を表し;R2~R5はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン、または置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくは炭素数6~12のアリール基を表し;ここで、前記置換基は、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、または炭素数6~12のアリール基である。)。
[4] 前記ポリカーボネート樹脂(a1)の含有量が前記基材層の全質量に対して75~100質量%である、[1]~[3]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[4-1] 前記ポリカーボネート樹脂(a1)の重量平均分子量が15,000~75,000である、[1]~[4]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[4-2] 前記ポリカーボネート樹脂(a1)のガラス転移点が90~190℃である、[1]~[4-1]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[4-3] 前記基材層の厚みが0.3~10mmである、[1]~[4-2]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[5] 前記高硬度樹脂が以下の樹脂(B1)~(B5)からなる群より選択される、[1]~[4]のいずれかに記載の成形用樹脂シート:
・樹脂(B1):下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)と、下記一般式(2)で表される脂肪族ビニル構成単位(b)とを含む共重合体、または該共重合体と樹脂(B2)とのアロイ
(式中、R1は水素原子またはメチル基であり;R2は炭素数1~18のアルキル基である。)
(式中、R3は水素原子またはメチル基であり;R4は炭素数1~4の炭化水素基で置換されていてもよいシクロヘキシル基である。);
・樹脂(B2):(メタ)アクリル酸エステル構成単位を6~77質量%、スチレン構成単位を15~71質量%、および不飽和ジカルボン酸構成単位を8~23質量%含む共重合体(D)、該共重合体(D)同士のアロイ、または該共重合体(D)と他の高硬度樹脂とのアロイ;
・樹脂(B3):下記一般式(6)で表される構成単位(c)と、任意に下記一般式(7)で表される構成単位(d)とを含む共重合体;
・樹脂(B4):スチレン構成単位を5~20質量%、(メタ)アクリル酸エステル構成単位を60~90質量%、およびN-置換型マレイミド構成単位を5~20質量%含む共重合体(G)、または該共重合体(G)と前記樹脂(B2)とのアロイ;
・樹脂(B5):下記一般式(8)で表される構成単位(e)を含む樹脂。
[5-1] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B1)であり、該樹脂(B1)のガラス転移点が110~140℃である[5]に記載の成形用樹脂シート。
[5-2] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B1)であり、該樹脂(B1)の重量平均分子量が50,000~400,000である、[5]または[5-1]に記載の成形用樹脂シート。
[5-3] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B1)であり、前記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)の含有量は、樹脂(B1)中の全構成単位に対して65~80モル%であり、前記一般式(2)で表される脂肪族ビニル構成単位(b)の含有量は、樹脂(B1)中の全構成単位に対して20~35モル%である、[5]~[5-2]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[5-4] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B1)であり、前記ポリカーボネート樹脂(a1)が一般式(4a)の構成単位を含むポリカーボネート樹脂である、[5]~[5-3]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[5-5] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B2)であり、該樹脂(B2)のガラス転移点が90~150℃である[5]に記載の成形用樹脂シート。
[5-6] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B2)であり、前記樹脂(B2)における他の高硬度樹脂が、メタクリル酸メチル-スチレン共重合体、ポリメタクリル酸メチルおよびアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体からなる群より選択される、[5]または[5-5]に記載の成形用樹脂シート。
[5-7] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B2)であり、前記樹脂(B2)の重量平均分子量が50,000~300,000である、[5]、[5-5]または[5-6]に記載の成形用樹脂シート。
[5-8] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B2)であり、前記ポリカーボネート樹脂(a1)が一般式(4a)の構成単位を含むポリカーボネート樹脂である、[5]、[5-5]~[5-7]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[5-9] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B3)であり、該樹脂(B3)の全構成単位における前記構成単位(c)の割合は50~100モル%であり、前記構成単位(d)の割合は0~50モル%である、[5]に記載の成形用樹脂シート。
[5-10] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B3)であり、該樹脂(B3)の重量平均分子量が15,000~75,000である、[5]または[5-9]に記載の成形用樹脂シート。
[5-11] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B3)であり、該樹脂(B3)のガラス転移点が105~150℃である[5]、[5-9]または[5-10]に記載の成形用樹脂シート。
[5-12] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B3)であり、前記ポリカーボネート樹脂(a1)が一般式(4a)の構成単位を含むポリカーボネート樹脂である、[5]、[5-9]~[5-11]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[5-13] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B4)であり、該樹脂(B4)の重量平均分子量が50,000~250,000である、[5]に記載の成形用樹脂シート。
[5-14] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B4)であり、該樹脂(B4)のガラス転移点が110~150℃である、[5]または[5-13]に記載の成形用樹脂シート。
[5-15] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B4)であり、前記ポリカーボネート樹脂(a1)が一般式(4a)の構成単位を含むポリカーボネート樹脂である、[5]、[5-13]、または[5-14]に記載の成形用樹脂シート。
[5-16] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B5)であり、該樹脂(B5)の全構成単位における前記構成単位(e)の割合が80~100モル%である、[5]に記載の成形用樹脂シート。
[5-17] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B5)であり、該樹脂(B5)の重量平均分子量が10,000~1,000,000である、[5]または[5-16]に記載の成形用樹脂シート。
[5-18] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B5)であり、該樹脂(B5)のガラス転移点が120~200℃である、[5]、[5-16]または[5-17]に記載の成形用樹脂シート。
[5-19] 前記高硬度樹脂が前記樹脂(B5)であり、前記ポリカーボネート樹脂(a1)が一般式(4a)の構成単位を含むポリカーボネート樹脂である、[5]、[5-16]~[5-18]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[6] 前記高硬度樹脂の含有量が前記高硬度樹脂層の全質量に対して70~100質量%である、[1]~[5]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[6-1] 前記高硬度樹脂層の厚みが10~250μmである、[1]~[6]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[7] 前記基材層と前記高硬度樹脂層の合計厚みが0.5mm~3.5mmである、[1]~[6-1]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[8] 前記基材層と前記高硬度樹脂層の合計厚みに占める前記基材層の厚みの割合が75%~99%である、[1]~[7]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[9] 前記ハードコート層がアクリル系ハードコートである、[1]~[8]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[10] 前記成形用樹脂シートにおけるハードコート層表面の鉛筆硬度が2H以上である、[1]~[9]のいずれかに記載の成形用樹脂シート。
[11] [1]~[10]のいずれかに記載の成形用樹脂シートを用いて成形された樹脂成形品。
基材層とハードコート層との間に高硬度樹脂層を設けることにより、樹脂シートの硬度をさらに高めることができる。ポリカーボネート樹脂層上に直接ハードコート層を設けた場合には、弾性率が低く座屈しやすいという問題が生じ得るが、高硬度樹脂層を設けることによりこのような問題も解決することができる。
-10℃≦(高硬度樹脂のガラス転移点)-(ポリカーボネート樹脂(a1)のガラス転移点)≦40℃
従来、異なる種類の樹脂層を積層し、その上にハードコート層を設ける場合には、各層に含まれる樹脂のガラス転移点(Tg)や溶融粘度が異なり、クラック等の不具合が生じないように熱成形することが難しいという問題があった。しかしながら、上記実施形態によると、上記のような関係を満たすポリカーボネート樹脂(a1)および高硬度樹脂を使用することにより、このような問題も解決することができる。
従来の樹脂シートでは、上記のような形状を有する成形品を製造しようとした場合、熱プレス成形、真空成形、圧空成形、TOM成形などの熱成形時にクラックが生じるなどの不具合が多く発生していた。そこで、熱成形時のクラック発生を抑制するために、ハードコートの硬さを低下させるなどの工夫をする必要があった。しかしながら、ハードコートの硬さを低下させた場合、熱成形性は向上するものの、ハードコートが軟らかいため傷が付きやすい、耐薬品性が低下するという新たな問題が生じていた。
1.基材層
基材層とは、主としてポリカーボネート樹脂(a1)を含む樹脂層である。基材層に含まれるポリカーボネート樹脂(a1)は、1種類であっても2種類以上であってもよい。基材層中のポリカーボネート樹脂(a1)の含有量は、基材層の全質量に対して75質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが特に好ましい。ポリカーボネート樹脂の含有量を増やすことで、耐衝撃性が向上する。
具体的には、ポリカーボネート樹脂(a1)として、芳香族ポリカーボネート樹脂(例えば、ユーピロンS-2000、ユーピロンS-1000、ユーピロンE-2000;三菱エンジニアリングプラスチックス社製)等が使用可能である。
(式中、R1は、炭素数8~36のアルキル基または炭素数8~36のアルケニル基を表し;R2~R5はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン、または置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基もしくは炭素数6~12のアリール基を表し;ここで、前記置換基は、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、または炭素数6~12のアリール基である。)
本明細書中において、「アルキル基」および「アルケニル基」は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、置換基を有していてもよい。
一例として、R1の炭素数が36以下であれば、ポリカーボネート樹脂を製造するにあたって生産性が高く、経済性も良い。R1の炭素数が22以下であれば、1価フェノールは、特に有機溶剤溶解性に優れており、ポリカーボネート樹脂を製造するにあたって生産性を非常に高くすることができ、経済性も向上する。このような1価フェノールを使用したポリカーボネート樹脂としては、例えば、ユピゼータT-1380(三菱ガス化学製)等が挙げられる。
一般式(4)または一般式(5)におけるR1の炭素数が小さすぎると、ポリカーボネート樹脂のガラス転移点が十分に低い値とはならず、熱成形性が低下することがある。
例えば、主成分であるエチレングリコール80~60モル%に対して1,4-シクロヘキサンジメタノールを20~40モル%(合計100モル%)含むグリコール成分が重縮合してなるポリエステル樹脂(所謂「PETG」)が好ましい。基材層における樹脂は、ポリカーボネート樹脂(a1)のみであることが好ましいが、その他の樹脂を含む場合には、その量は基材層の全質量に対して0~50質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましく、0~20質量%であることが特に好ましい。
高硬度樹脂層は、主として高硬度樹脂を含む樹脂層である。本明細書において、高硬度樹脂とは、基材となるポリカーボネート樹脂よりも硬度の高い樹脂であり、鉛筆硬度がHB以上の樹脂を意味する。高硬度樹脂の鉛筆硬度は、HB~3Hであることが好ましく、H~3Hであることがより好ましく、2H~3Hであることが特に好ましい。高硬度樹脂層に含まれる高硬度樹脂は、1種類であっても2種類以上であってもよい。当業者であれば、使用するポリカーボネート樹脂のガラス転移点(Tg)を考慮して、公知の高硬度樹脂の中から「-10℃≦(高硬度樹脂のガラス転移点)-(ポリカーボネート樹脂(a1)のガラス転移点)≦40℃」の関係を満たすようなTgを有する高硬度樹脂を適宜選択して使用することができる。高硬度樹脂は、以下に示す樹脂(B1)~(B5)の少なくとも1つから選択されることが好ましい。
樹脂(B1)とは、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)と、下記一般式(2)で表される脂肪族ビニル構成単位(b)とを含む共重合体、あるいは該共重合体と以下で説明する樹脂(B2)とのアロイである。
(式中、R1は水素原子またはメチル基であり;R2は炭素数1~18のアルキル基である。)
(式中、R3は水素原子またはメチル基であり;R4は炭素数1~4の炭化水素基で置換されていてもよいシクロヘキシル基である。)
本明細書中において、「炭化水素基」は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、置換基を有していてもよい。
(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)のうち、好ましいのはR2がメチル基またはエチル基である(メタ)アクリル酸エステル構成単位であり、更に好ましいのはR1がメチル基であり、R2がメチル基であるメタクリル酸メチル構成単位である。
したがって、脂肪族ビニル構成単位(b)のうち、より好ましいのはR3が水素原子であり、R4がシクロヘキシル基である脂肪族ビニル構成単位である。
(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)と脂肪族ビニル構成単位(b)との合計含有量は、樹脂(B1)の全構成単位に対して好ましくは90~100モル%であり、より好ましくは95~100モル%であり、特に好ましくは98~100モル%である。
なお、本明細書において、「共重合体」は、ランダム、ブロックおよび交互共重合体のいずれの構造であってもよい。
この際に使用される芳香族ビニルモノマーとしては、具体的にはスチレン、α-メチルスチレン、p-ヒドロキシスチレン、アルコキシスチレン、クロロスチレン、およびそれらの誘導体などが挙げられる。これらの中で好ましいのはスチレンである。
塊状重合法は、上記モノマーおよび重合開始剤を含むモノマー組成物を完全混合槽に連続的に供給し、100~180℃で連続重合する方法などにより行われる。上記モノマー組成物は、必要に応じて連鎖移動剤を含んでいてもよい。
連鎖移動剤は必要に応じて使用し、例えば、α-メチルスチレンダイマーが挙げられる。
水素化の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、水素圧力3~30MPa、反応温度60~250℃でバッチ式あるいは連続流通式で行うことができる。温度を60℃以上とすることにより反応時間がかかり過ぎることがなく、また250℃以下とすることにより分子鎖の切断やエステル部位の水素化を起こすことが少ない。
樹脂(B2)とは、(メタ)アクリル酸エステル構成単位を6~77質量%、スチレン構成単位を15~71質量%、および不飽和ジカルボン酸構成単位を5~25質量%含む共重合体(D)または共重合体(D)同士のアロイである樹脂、更には、共重合体(D)と樹脂(B2)以外の高硬度樹脂のアロイである樹脂である。樹脂(B2)以外の高硬度樹脂としては、メタクリル酸メチル-スチレン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体などが挙げられる。アロイにする場合には、高硬度樹脂のTg低下を避けるため、より高いTgを有する樹脂同士のアロイが良い。
(メタ)アクリル酸エステル構成単位の含有量は、樹脂(B2)の全質量に対して6~77質量%であり、20~70質量%であることが好ましい。
スチレン構成単位の含有量は、樹脂(B2)の全質量に対して15~71質量%であり、20~66質量%であることが好ましい。
不飽和ジカルボン酸構成単位の含有量は、樹脂(B2)の全質量に対して5~25質量%であり、8~23質量%であることが好ましい。
すなわち、樹脂(B2)は、上記(メタ)アクリル酸エステル構成単位、スチレン構成単位および不飽和ジカルボン酸構成単位以外の構成単位を含有していてもよい。その量は、樹脂(B2)の全構成単位に対して10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、2モル%以下であることが特に好ましい。
樹脂(B2)の製造方法は、特に限定されないが、塊状重合法や溶液重合法が挙げられる。
樹脂(B3)は、下記一般式(6)で表される構成単位(c)と、任意に下記一般式(7)で表される構成単位(d)とを含む共重合体である。樹脂(B3)は、構成単位(d)を含んでいても含んでいなくてもよいが、含んでいることが好ましい。
その他の構成単位としては、例えば、下記一般式(4a)で表される構成単位などが挙げられる。
樹脂(B4)は、スチレン構成単位を5~20質量%、(メタ)アクリル酸エステル構成単位を60~90質量%、およびN-置換型マレイミド構成単位を5~20質量%含む共重合体(G)、または共重合体(G)と上記樹脂(B2)とのアロイである。アロイの場合には、高硬度樹脂層のTg低下を避けるため、より高いTgを有する樹脂同士のアロイが良い。
樹脂(B4)は、上記構成単位以外の構成単位を含んでいてもよい。その他の構成単位を含む場合、その量は、樹脂(B4)の全構成単位に対して10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、2モル%以下であることが特に好ましい。
(式中、R1は水素原子またはメチル基であり;R2は炭素数1~18のアルキル基である。)
(式中、R3は水素原子またはメチル基であり;R4は炭素数1~4の炭化水素基で置換されていてもよいシクロヘキシル基である。)
式(1)および式(2)の詳細については、上記で樹脂(B1)について説明したとおりである。
樹脂(B5)は、構成単位(e)以外の構成単位を含んでいてもよいが、構成単位(e)からなるポリカーボネート樹脂であることが好ましい。その他の構成単位を含む場合、その量は、樹脂(B5)の全構成単位に対して10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、2モル%以下であることが特に好ましい。
樹脂(B5)として、具体的には、ユピゼータ FPC0220(三菱ガス化学社製)が挙げられる。
上述したとおり、基材層と高硬度樹脂層の間にはさらなる層が存在していてもよいが、ここでは、基材層上に高硬度樹脂層を積層する場合について説明する。その積層方法は特に限定されず、他の層が存在する場合にも同様に積層することができる。例えば、個別に形成した基材層と高硬度樹脂層とを重ね合わせて、両者を加熱圧着する方法;個別に形成した基材層と高硬度樹脂層とを重ね合わせて、両者を接着剤によって接着する方法;基材層と高硬度樹脂層とを共押出成形する方法;予め形成しておいた高硬度樹脂層に、基材層をインモールド成形して一体化する方法、などの各種方法がある。これらのうち、製造コストや生産性の観点から、共押出成形する方法が好ましい。
実施形態に係る樹脂シートは、ハードコート層を具備する。ハードコート層と高硬度樹脂層の間にさらなる層が存在していてもよいが、好ましくは、ハードコート層は高硬度樹脂層上に積層される。ハードコート層は、アクリル系ハードコートであることが好ましい。本明細書において、「アクリル系ハードコート」とは、重合基として(メタ)アクリロイル基を含有するモノマーまたはオリゴマーまたはプレポリマーを重合して架橋構造を形成した塗膜を意味する。アクリル系ハードコートの組成としては、(メタ)アクリル系モノマー2~98質量%、(メタ)アクリル系オリゴマー2~98質量%および表面改質剤0~15質量%を含むことが好ましく、さらに、(メタ)アクリル系モノマーと(メタ)アクリル系オリゴマーと表面改質剤との総和100質量部に対して、0.001~7質量部の光重合開始剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤の量は、(メタ)アクリル系モノマーと(メタ)アクリル系オリゴマーと表面改質剤との総和100質量部に対して、0.01~5質量部であることがより好ましく、0.1~3質量部であることが特に好ましい。
(メタ)アクリル系モノマーとしては、分子内に(メタ)アクリロイル基が官能基として存在するものであれば使用でき、1官能モノマー、2官能モノマー、または3官能以上のモノマーであって良い。
ハードコート層は、(メタ)アクリル系モノマーを1種類または2種類以上含んでいてよい。
(メタ)アクリル系オリゴマーとしては、2官能以上の多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー〔以下、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーともいう〕、2官能以上の多官能ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー〔以下、多官能ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーともいう〕、2官能以上の多官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー〔以下、多官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーともいう〕などが挙げられる。ハードコート層は、(メタ)アクリル系オリゴマーを1種類または2種類以上含んでいてよい。
上記実施形態で使用される表面改質剤とは、レベリング剤、帯電防止剤、界面活性剤、撥水撥油剤、無機粒子、有機粒子などのハードコート層の表面性能を変えるものである。
レベリング剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリアルキルシロキサン、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエステル変性水酸基含有ポリアルキルシロキサン、アルキル基を有するポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、変性ポリエーテル、シリコン変性アクリルなどが挙げられる。
無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、シリコン粒子銀粒子、ガラス粒子などが挙げられる。
有機粒子としては、例えば、アクリル粒子、シリコン粒子などが挙げられる。
界面活性剤および撥水撥油剤としては、例えば、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、含フッ素基・親水性基・親油性基・UV反応性基含有オリゴマーなどのフッ素を含有した界面活性剤および撥水撥油剤が挙げられる。
ハードコート層は、光重合開始剤を含んでいてよい。本明細書において、光重合開始剤とは光ラジカル発生剤を指す。
ハードコート層の形成方法は特に限定されないが、例えば、ハードコート層の下に位置する層(例えば高硬度樹脂層)上にハードコート液を塗布した後、光重合させることにより形成することができる。
<ガラス転移点(Tg)の測定>
日立ハイテクサイエンス製示差走査熱量計DSC7020を使用し、昇温速度10℃/分、窒素雰囲気下で、実施例および比較例で使用したポリカーボネート樹脂および高硬度樹脂のガラス転移点を測定した。測定に使用した樹脂の重量は10~20mgである。
実施例および比較例で製造したハードコート層を形成する前の高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層の積層体について、高硬度樹脂層側の鉛筆硬度をJIS K 5600-5-4に準拠した鉛筆ひっかき硬度試験にて評価した。高硬度樹脂層の表面に対して角度45度、荷重750gで次第に硬度を増して鉛筆を押し付け、きず跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度として評価した。硬度がHB以上を合格とした。
実施例および比較例で製造した樹脂シートを、JIS K 5600-5-4に準拠した鉛筆ひっかき硬度試験にて評価した。ハードコート層の表面に対して角度45度、荷重750gで次第に硬度を増して鉛筆を押し付け、きず跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度として評価した。硬度が2H以上を合格とした。
実施例および比較例で製造した樹脂シートを熱成形した。実施例1~3、5~15、比較例1、2、4~7については、クリアランス(金型上下で成形シートを挟み込む隙間)が2mmで成形Rが50mmの熱プレス用金型を用い、実施例4および比較例3については、クリアランスが3.5mmで成形Rが100mmの熱プレス用金型を用いた。熱プレス金型にかかる圧力は0.6MPaであった。金型の材質はアルミである。熱成形時の金型の温度は、実施例1~5、7~11、13~15、比較例5、6では124℃、実施例6、12、比較例1~4、7では143℃とした。
実施例および比較例で製造したハードコート層をする前の高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層の積層体について、3波長蛍光灯下で目視にて外観検査を行い、うろこ状模様、白濁の有無を確認した。うろこ状模様および白濁がいずれも観察されなかった場合には「フローマーク無し」と評価し、うろこ状模様または白濁のいずれかが観察された場合には「フローマーク有り」と評価した。
軸径35mmの単軸押出機と、軸径65mmの単軸押出機と、各押出機に連結されたフィードブロックと、フィードブロックに連結されたTダイとを有する多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B2)(メタクリル酸メチル構成単位21質量%、スチレン構成単位64質量%、および無水マレイン酸構成単位15質量%の共重合体;レジスファイ R100(デンカ製))を連続的に導入し、シリンダ温度230℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度50.0kg/hの条件で押し出した。
・U6HA:6官能ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学工業(株)製)60質量%、
・4EG-A:PEG200#ジアクリレート(共栄社化学(株)製)35質量%、
および
・RS-90:含フッ素基・親水性基・親油性基・UV反応性基含有オリゴマー(DIC(株)製)5質量%の混合物100質量部に対して、
・光重合開始剤:I-184(BASF(株)製〔化合物名:1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン〕)を1質量部。
単軸押出機でのポリカーボネート樹脂の押し出しにおける吐出速度を83.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを2mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、実施例1と同様に樹脂シートを作製した。
単軸押出機での高硬度樹脂(B2)およびポリカーボネート樹脂の押し出しにおける吐出速度を、それぞれ4.8kg/hおよび35.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを0.5mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、実施例1と同様に樹脂シートを作製した。
単軸押出機での高硬度樹脂(B2)およびポリカーボネート樹脂の押し出しにおける吐出速度を、それぞれ1.3kg/hおよび72.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを3.5mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、実施例1と同様に樹脂シートを作製した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B2)(メタクリル酸メチル構成単位6質量%、スチレン構成単位71質量%、および無水マレイン酸構成単位23質量%の共重合体;レジスファイ R310(デンカ製))を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度83.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は、実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B2)(メタクリル酸メチル構成単位6質量%、スチレン構成単位71質量%、および無水マレイン酸構成単位23質量%の共重合体;レジスファイ R310(デンカ製))を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユーピロンS-1000;三菱エンジニアリングプラスチックス社製)を連続的に導入し、シリンダ温度280℃、吐出速度83.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B4)(スチレン構成単位7質量%、メタクリル酸メチル構成単位86質量%、およびN-フェニルマレイミド構成単位7質量%の共重合体;デルペット PM120N(旭化成ケミカル製))を連続的に導入し、シリンダ温度230℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータ T-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度62.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B2)(メタクリル酸メチル構成単位26質量%、スチレン構成単位55質量%、無水マレイン酸構成単位19質量%の共重合体;レジスファイ R200(デンカ製))を連続的に導入し、シリンダ温度230℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度83.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層(Z)は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、高硬度樹脂(B3)(ポリカーボネート樹脂;ユーピロン KH3410UR(三菱エンジニアリングプラスチック(株)製))を連続的に導入し、シリンダ温度270℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度83.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
メタクリル酸メチル構成単位21質量%、スチレン構成単位64質量%、および無水マレイン酸構成単位15質量%の共重合体(レジスファイ R100(デンカ製))75質量%、ならびにスチレン構成単位7質量%、メタクリル酸メチル構成単位86質量%、およびN-フェニルマレイミド構成単位7質量%の共重合体(デルペット PM120N;旭化成ケミカル製)25質量%を、スクリュー径26mmの押し出し機(TEM-26SS、L/D≒40;東芝機械製)に導入し、240℃で溶融混練して高硬度樹脂(B4)を得た。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B2)(メタクリル酸メチル構成単位6質量%、スチレン構成単位71質量%、および無水マレイン酸構成単位23質量%の共重合体;レジスファイ R310(デンカ製))を連続的に導入し、シリンダ温度230℃、吐出速度8kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度35.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B5)(一般式(8)で示されるポリカーボネート樹脂;ユピゼータFPC0220(三菱ガス化学製))を連続的に導入し、シリンダ温度300℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユーピロンE2000;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度280℃、吐出速度50.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B1)(一般式(1)におけるR1およびR2が共にメチル基であり、一般式(2)におけるR3が水素原子で、R4がシクロヘキシル基である樹脂;(メタ)アクリル酸エステル構成単位75モル%、脂肪族ビニル構成単位25モル%からなり、重量平均分子量は120,000)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度50.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
高硬度樹脂(B1)を単軸押出機で押し出す際の条件をシリンダ温度230℃、吐出速度8.0kg/hとし、ポリカーボネート樹脂を単軸押出機で押し出す際の吐出速度を35.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを0.5mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、実施例14と同様に樹脂シートを作製した。
メタクリル酸メチル構成単位21質量%、スチレン構成単位64質量%、および無水マレイン酸構成単位15質量%からなる共重合体(レジスファイ R100;デンカ製)75質量%、ならびにアクリル樹脂(パラペットHR-1000L(PMMA);クラレ(株)製)、25質量%を、スクリュー径26mmの押し出し機(TEM-26SS、L/D≒40;東芝機械製)に導入し、240℃で溶融混練して高硬度樹脂(B2)を得た。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B1)(一般式(1)におけるR1およびR2が共にメチル基であり、一般式(2)におけるR3が水素原子で、R4がシクロヘキシル基である樹脂;(メタ)アクリル酸エステル構成単位75モル%、脂肪族ビニル構成単位25モル%からなり、重量平均分子量は120,000)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユーピロンS-1000;三菱エンジニアリングプラスチックス社製)を連続的に導入し、シリンダ温度280℃、吐出速度50.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
単軸押出機でのポリカーボネート樹脂の押し出しにおける吐出速度を83.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを1.2mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、比較例1と同様に樹脂シートを作製した。
単軸押出機での高硬度樹脂(B1)およびポリカーボネート樹脂の押し出しにおける吐出速度を、それぞれ1.3kg/hおよび72.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを3.5mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、比較例1と同様に樹脂シートを作製した。
単軸押出機での高硬度樹脂(B1)およびポリカーボネート樹脂の押し出しにおける吐出速度を、それぞれ4.8kg/hおよび35.0kg/hとし、高硬度樹脂層とポリカーボネート樹脂層(基材層)との積層体の厚みを0.5mm(高硬度樹脂層の厚みは中央付近で60μm)としたことを除き、比較例1と同様に樹脂シートを作製した。
軸径32mmの単軸押出機と、軸径65mmの単軸押出機と、各押出機に連結されたフィードブロックと、フィードブロックに連結されたTダイとを有する多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径32mmの単軸押出機に高硬度樹脂(アクリル樹脂;パラペットHR-1000L(PMMA);クラレ(株)製)を連続的に導入し、シリンダ温度250℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータ T-1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度32.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
実施例1と同じ多層押出装置を用いて、基材層と高硬度樹脂層からなる積層体を成形した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機に高硬度樹脂(B5)(一般式(8)で示されるポリカーボネート樹脂;ユピゼータFPC0220(三菱ガス化学製))を連続的に導入し、シリンダ温度300℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユピゼータT1380;三菱ガス化学製)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度50.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
高硬度樹脂の代わりに基材層に含まれるのと同じポリカーボネート樹脂を使用して、積層体を成形した。押出装置としては、実施例1と同じ多層押出装置を使用した。具体的には、軸径35mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユーピロンS-1000(三菱エンジニアリングプラスチックス社製);鉛筆硬度3B)を連続的に導入し、シリンダ温度280℃、吐出速度2.6kg/hの条件で押し出した。また、軸径65mmの単軸押出機にポリカーボネート樹脂(ユーピロンS-1000;三菱エンジニアリングプラスチックス社製)を連続的に導入し、シリンダ温度280℃、吐出速度83.0kg/hの条件で押し出した。
ハードコート層は実施例1と同様に形成した。
Claims (9)
- ポリカーボネート樹脂(a1)を含む基材層と、ここで、該基材層中のポリカーボネート樹脂(a1)の含有量は、基材層の全質量に対して100質量%である、
高硬度樹脂を含む高硬度樹脂層と、
ハードコート層と
を具備する成形用樹脂シートであって、
前記高硬度樹脂層は、前記基材層と前記ハードコート層との間に位置し、
前記高硬度樹脂の鉛筆硬度はHB~2Hであり、前記ハードコート層表面の鉛筆硬度が2H~4Hであり、
前記ポリカーボネート樹脂(a1)および前記高硬度樹脂のガラス転移点が、以下の関係を満たす:
-10℃≦(高硬度樹脂のガラス転移点)-(ポリカーボネート樹脂(a1)のガラス転移点)≦40℃
成形用樹脂シート。 - 前記ポリカーボネート樹脂(a1)が芳香族ポリカーボネート樹脂である、請求項1に記載の成形用樹脂シート。
- 前記高硬度樹脂が以下の樹脂(B1)~(B5)からなる群より選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載の成形用樹脂シート:
・樹脂(B1):下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)と、下記一般式(2)で表される脂肪族ビニル構成単位(b)とを含む共重合体、または該共重合体と樹脂(B2)とのアロイ
・樹脂(B2):(メタ)アクリル酸エステル構成単位を6~77質量%、スチレン構成単位を15~71質量%、および不飽和ジカルボン酸構成単位を8~23質量%含む共重合体(D)、該共重合体(D)同士のアロイ、または該共重合体(D)と他の高硬度樹脂とのアロイ;
・樹脂(B3):下記一般式(6)で表される構成単位(c)と、任意に下記一般式(7)で表される構成単位(d)とを含む共重合体;
・樹脂(B5):下記一般式(8)で表される構成単位(e)を含む樹脂。
- 前記高硬度樹脂の含有量が前記高硬度樹脂層の全質量に対して70~100質量%である、請求項1~4のいずれか1項に記載の成形用樹脂シート。
- 前記基材層と前記高硬度樹脂層の合計厚みが0.5mm~3.5mmである、請求項1~5のいずれか1項に記載の成形用樹脂シート。
- 前記基材層と前記高硬度樹脂層の合計厚みに占める前記基材層の厚みの割合が75%~99%である、請求項1~6のいずれか1項に記載の成形用樹脂シート。
- 前記ハードコート層がアクリル系ハードコートである、請求項1~7のいずれか1項に記載の成形用樹脂シート。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の成形用樹脂シートを用いて成形された樹脂成形品。
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