CN101691068A - 树脂成型体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供无硬涂层的流挂、耐候性优异的带红外线树脂成型体及其制造方法。本发明涉及树脂成型体及其制造方法,该树脂成型体包含:由注射成型形成的、在至少一面具有狭缝的树脂基板;封入该狭缝内且因通电而发热的导电性构件;以及在封入了导电性构件的面上形成的硬涂层。

Description

树脂成型体及其制造方法
技术领域
本发明涉及在树脂基板中封入了因通电而发热的导电性构件的树脂成型体及其制造方法。
背景技术
近年来,为了使后车门、车天窗等汽车构件轻质化、循环化,进行用树脂成型体构成该构件,例如,提出了用树脂成型体构成汽车的后车门(参照专利文献1)。此外,在这样的树脂成型体中,与现有的玻璃的情况相同,公开了将由结露产生的雾除去的方法。例如,作为将这样的成型体表面的雾除去的方法,公开了对成型体印刷红外线的方法、通过将经印刷的片材模内成型而使红外线固定于成型体的方法(参照专利文献2、3)。
但是,为了对这样的树脂成型体赋予表面硬度,通常需要硬涂层,专利文献2的方法中,涂布硬涂层时因印刷的红外线的凹凸而产生硬涂层的流挂,存在外观、耐候性降低的问题。此外,专利文献2的方法中,树脂成型体为立体形状时,必须经印刷的片材的预成型,因此存在制造成本升高的问题。
(专利文献1)日本特开2005-239062号公报
(专利文献2)日本特开平9-17209号公报
(专利文献3)日本特开2007-26989号公报
发明内容
本发明鉴于上述实际情况而完成,目的在于提供无硬涂层的流挂并且耐候性优异的带红外线树脂成型体及其制造方法。
本发明人等为了实现这些目的反复进行了深入研究,结果发现,包含由注射成型形成的、在至少一面具有狭缝的树脂基板;封入该狭缝内且因通电而发热的导电性构件;以及在封入了导电性构件的面上形成的硬涂层的树脂成型体,是具有高水平的外观、耐候性的树脂成型体,从而完成了本发明。
本发明包含以下的发明。
1.树脂成型体,包含:由注射成型形成的、在至少一面具有狭缝的树脂基板;封入该狭缝内且因通电而发热的导电性构件;以及在封入了导电性构件的面上形成的硬涂层。
2.上述1所述的树脂成型体,其中,树脂基板由聚碳酸酯树脂形成。
3.上述1或2所述的树脂成型体,其中,树脂成型体是具有透明部和与透明部一体化的框部的双色成型体。
4.上述1~3中任一项所述的树脂成型体,其中,封入了导电性构件的部分和其他部分的高低平面差为100μm以下。
5.上述1~4中任一项所述的树脂成型体,其中,导电性构件是包含选自银、碳、铜、镍和铬中的至少一种金属的糊剂。
6.上述1~5中任一项所述的树脂成型体,其中,导电性构件的电阻值为0.01~100Ω。
7.上述1~6中任一项所述的树脂成型体,其中,硬涂层是一层结构或二层以上的多层结构,最外层的硬度最大。
8.上述1~7中任一项所述的树脂成型体,其中,硬涂层是采用选自流涂法、浸涂法、棒涂法、喷涂法、旋涂法和辊涂法中的1种涂布方法涂布而成的硬涂层。
9.树脂成型体的制造方法,包含以下工序:使用在至少一方的模腔面带有狭缝形状的模具,采用注射成型来成型树脂基板,接着将导电性材料封入形成的狭缝部后,在封入了导电性构件的面上形成硬涂层。
10.上述9所述的制造方法,其中,注射成型是注射加压成型。
11.车辆用树脂窗,由上述1~8中任一项所述的树脂成型体形成。
附图说明
图1为实施例中制作的树脂基板。
图2为图1的树脂基板的A-A线截面图。
图3为丝网印刷用的网。
图4为导电糊剂印刷后的树脂基板。
图5为图4的导电糊剂印刷后的树脂基板的A-A线截面图。
图6为双色成型树脂基板。
图7为模具模腔。
图8为图7的模具模腔的A-A线截面图。
符号说明
1PC制树脂基板
2狭缝
3导电糊剂
4高低平面差
5由PC/PET系合金成型的部分
6模具模腔
7模具凸部
具体实施方式
以下对本发明详细进行说明。
本发明的树脂成型体是包含由注射成型形成的、在至少一面具有狭缝的树脂基板;封入该狭缝内且因通电而发热的导电性构件;以及在封入了导电性构件的面上形成的硬涂层的树脂成型体。
在此,作为注射成型法,不仅可以利用通常的注射成型法,还可以利用注射压缩成型、注射加压成型、隔热模具成型、急速加热冷却模具成型和超高速注射成型等。其中,优选注射加压成型。此外,成型可以选择冷流道方式和热流道方式中的任一种。
本发明中,所谓注射加压成型,是向至少在其供给完成时比目标成型体容量大的容量的模具模腔内供给熔融的热塑性树脂,在其供给完成后,将模具模腔容量减少到目标成型体容量,将模具模腔内的成型体冷却到其可以取出的温度以下,然后取出成型体的成型方法。此外,模具模腔容量的减少开始可以在树脂供给完成前后均可,但优选该供给完成前开始。即,优选减少模腔容量的工序和树脂的填充工序重叠的方式。利用多色成型法进行本发明时,优选使用独立地具有2台以上注射装置、同时独立地具有由2组以上的热流道形成的浇口系统的设备。这是因为,通过使注射装置和热流道形成的浇口系统分别独立,各自可以选择注射装置的料筒温度、注射速度、歧管温度、热喷嘴温度等条件,则即使在为塑化温度大不相同的树脂的层结构、复杂的成型体形状的情况下,也可以以宽泛的条件应对。即,对于各个装置,能够确定对于目标成型体最佳的树脂温度(料筒度、歧管温度、热喷嘴温度等)、注射速度及其型号、注射开始的时机、注射容量等。
另一方面,对于嵌件成型,可以说是在上述多色成型中,暂且将第1树脂成型体从模具模腔中取出,再次设置到另外的第2模具模腔内进行填充的方法。在这种情况下,除了能够使用通常的注射装置为1个的注射成型机,使各自为独立的工序进行,还能够使用与上述的多色成型相同的1个成型机,代替使模具型芯工作而将第1树脂成型体从第1模具模腔内取出,设置到第2模具模腔内来进行。在这种情况下优选采用取出自动装置等进行更高效的取出和设置。
上述树脂成型体中封入了导电性构件的部分和树脂成型体的高低平面差优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为20μm以下。高低平面差大于100μm时,涂装硬涂层时在高低平面差部产生硬涂层液的流挂,外观、硬涂层的耐候性恶化。再有,该高低平面差采用以下的方法进行测定。即,使用激光位移计(KEYENCE制LK-G35),测定图5的符号4所示的树脂成型体和导电性构件的封入部分的高低差,作为高低平面差进行评价。
导电性构件优选由导电糊剂形成,特别优选由包含贵金属粉和可溶于溶剂的热塑性树脂的组合物形成的导电糊剂形成。作为贵金属粉,只要导电性高则并无特别限制,可使用金、银、铂、钯等公知贵金属粉,优选选自银、碳、铜、镍和铬中的至少1种金属,更优选银。作为导电性构件的封入方法,可以列举印刷、注入等,其中,优选采用印刷进行封入。作为印刷方法并无特别限制,可以列举丝网印刷、转印法等。此外,导电性构件的图案并无特别限制,可以采用旋涡型、格子型等公知的图案。
导电性构件的电阻值优选为0.01~100Ω。电阻值小于0.01Ω时,在定电压下表面温度过度升高,容易产生树脂的熔融、变形和发泡。电阻值大于100Ω时,表面温度变低,防雾性、防结露性变得不充分。导电性构件的电阻值更优选为0.1~50Ω。构成导电性构件的图案的线的宽度只要是不破坏成型体的透明性的程度,则并无特别限制,通常希望在50~1,000μm的范围内,优选在75~500μm的范围内。构成导电性构件的图案的线的厚度,只要是不破坏成型体的透明性的程度,则并无特别限制,通常希望在15~100μm的范围内,优选在40~80μm的范围内。线的宽度小于50μm时或者线的厚度小于15μm时,在定电压下表面温度过度升高,容易产生树脂的熔融、变形和发泡。
树脂基板优选由热塑性树脂形成,特别优选由聚碳酸酯树脂形成。以下对聚碳酸酯树脂进行说明。
(关于聚碳酸酯树脂)
本发明中使用的聚碳酸酯树脂,是使二元酚与碳酸酯前体反应而得到的。作为反应方法的一例,可以列举界面聚合法、熔融酯交换法、碳酸酯预聚物的固相酯交换法和环状碳酸酯化合物的开环聚合法等。
作为其中使用的二元酚的代表例,可以列举对苯二酚、间苯二酚、4,4’-联苯酚、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(通称双酚A(以下,有时简称为“BPA”))、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)戊烷、4,4’-(对亚苯基二异亚丙基)二苯酚、4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二苯酚、1,1-双(4-羟基苯基)-4-异丙基环己烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基苯基)酯、双(4-羟基-3-甲基苯基)硫醚、9,9-双(4-羟基苯基)芴和9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等。优选的二元酚是双(4-羟基苯基)烷烃,其中从抗冲击性方面出发,特别优选双酚A,已通用。
本发明中,除了作为通用的聚碳酸酯的双酚A系的聚碳酸酯以外,还可以使用用其他的二元酚类制造的特殊的聚碳酸酯作为A成分。例如,作为二元酚成分的一部分或全部,使用了4,4’-(间亚苯基二异亚丙基)二苯酚(以下有时简称为“BPM”)、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(以下有时简称为“Bis-TMC”)、9,9-双(4-羟基苯基)芴和9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴(以下有时简称为“BCF”)的聚碳酸酯(均聚物或共聚物),适合对于因吸水而引起的尺寸变化、形态稳定性的要求特别严格的用途。这些BPA以外的二元酚,优选使用构成该聚碳酸酯的二元酚成分全体的5摩尔%以上,特别优选10摩尔%以上。
特别在要求高刚性且更良好的耐水解性的情况下,构成树脂组合物的成分为以下的(1)~(3)的共聚聚碳酸酯是特别优选的。
(1)构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,BPM为20~80摩尔%(更优选为40~75摩尔%,进一步优选45~65摩尔%),并且BCF为20~80摩尔%(更优选为25~60摩尔%,进一步优选35~55摩尔%)的共聚聚碳酸酯。
(2)构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,BPA为10~95摩尔%(更优选为50~90摩尔%,进一步优选60~85摩尔%),并且BCF为5~90摩尔%(更优选为10~50摩尔%,进一步优选15~40摩尔%)的共聚聚碳酸酯。
(3)构成该聚碳酸酯的二元酚成分100摩尔%中,BPM为20~80摩尔%(更优选为40~75摩尔%,进一步优选45~65摩尔%),并且Bis-TMC为20~80摩尔%(更优选为25~60摩尔%,进一步优选35~55摩尔%)的共聚聚碳酸酯。
这些特殊的聚碳酸酯可以单独使用,也可以2种以上适当混合使用。此外,也可以将它们与通用的双酚A型聚碳酸酯混合使用。
对于这些特殊的聚碳酸酯的制法和特性,例如在特开平6-172508号公报、特开平8-27370号公报、特开2001-55435号公报和特开2002-117580号公报等中详细记载。
再有,上述的各种聚碳酸酯中,调节共聚组成等而使吸水率和Tg(玻璃化转变温度)在下述范围内的聚碳酸酯,聚合物自身的耐水解性良好,并且成型后的低翘曲性也格外优异,因此在要求形态稳定性的领域特别适合。
(i)吸水率为0.05~0.15%、优选0.06~0.13%,并且Tg为120~180℃的聚碳酸酯,或者
(ii)Tg为160~250℃、优选170~230℃,并且吸水率为0.10~0.30%、优选0.13~0.30%、更优选0.14~0.27%的聚碳酸酯。
其中,聚碳酸酯的吸水率是使用直径45mm、厚度3.0mm的圆板状试验片,测定按照ISO62-1980在23℃的水中浸渍24小时后的水分率而得的值。此外,Tg(玻璃化转变温度)是通过按照JIS K7121的差示扫描热量计(DSC)测定而求得的值。
作为碳酸酯前体,使用酰卤、碳酸二酯或卤代甲酸酯(ハロホルメ一ト)等,具体地可以列举光气、碳酸二苯酯或二元酚的二卤代甲酸酯等。
由二元酚和碳酸酯前体采用界面聚合法制造聚碳酸酯树脂时,可以根据需要使用催化剂、末端终止剂、用于防止二元酚氧化的抗氧化剂等。此外,本发明的聚碳酸酯树脂包含将三官能以上的多官能性化合物共聚而得到的支化聚碳酸酯树脂、将芳香族或脂肪族(包含脂环族)的二官能性羧酸共聚而得到的聚酯碳酸酯树脂、将二官能性醇(包含脂环族)共聚而得到的共聚聚碳酸酯树脂、以及将该二官能性羧酸和二官能性醇一起共聚而得到的聚酯碳酸酯树脂。此外,也可以是将得到的聚碳酸酯树脂的2种以上混合而成的混合物。
支化聚碳酸酯树脂由于能够进一步协同地改进聚碳酸酯树脂组合物具有的防滴流性能,因此优选使用。作为该支化聚碳酸酯树脂中使用的三官能以上的多官能性芳香族化合物,可以列举均苯三酚、2,3′,4,5′,6-五羟基联苯、或4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烯-2、2,4,6-三甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷、2,6-双(2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、4-{4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯}-α,α-二甲基苄基苯酚等三酚、四(4-羟基苯基)甲烷、双(2,4-二羟基苯基)酮、1,4-双(4,4-二羟基三苯基甲基)苯、或偏苯三酸、均苯四酸、二苯甲酮四甲酸和它们的酰氯等,其中优选1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)乙烷,特别优选1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷。
支化聚碳酸酯树脂中的多官能性化合物的比例,在聚碳酸酯树脂总量中,为0.001~1摩尔%,优选为0.005~0.9摩尔%,更优选为0.01~0.8摩尔%,特别优选为0.05~0.4摩尔%。此外,特别是在熔融酯交换法的情况下,有时作为副反应产生支化结构,关于该支化结构量,在聚碳酸酯树脂总量中,也优选为上述的范围。应予说明,该支化结构量可以采用1H-NMR测定而算出。
脂肪族的二官能性的羧酸,优选α,ω-二羧酸。作为脂肪族的二官能性羧酸,优选列举例如癸二酸(癸烷二酸)、十二烷二酸、十四烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸等直链饱和脂肪族二羧酸以及环己烷二甲酸等脂环族二羧酸。作为二官能性醇,更优选脂环族二醇,可以例示例如环己烷二甲醇、环己二醇和三环癸烷二甲醇等。
此外,还可以使用共聚了聚有机硅氧烷单元的聚碳酸酯聚有机硅氧烷共聚物。
作为聚碳酸酯树脂的制造方法的界面聚合法、熔融酯交换法、碳酸酯预聚物的固相酯交换法和环状碳酸酯化合物的开环聚合法等的反应形式,是在各种文献和专利公报等中公知的方法。对于上述以外的反应形式的详细情况,在各种文献和专利公报等中公知。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量(M)并无特别限定,优选为1×104~5×104,更优选为1.4×104~3×104,进一步优选为1.4×104~2.4×104。对于粘均分子量小于1×104的聚碳酸酯树脂,有时无法获得实用上期待的抗冲击性等,此外,由于无法得到充分的防滴流性能,因此在阻燃性方面容易差。另一方面,由粘均分子量超过5×104的聚碳酸酯树脂得到的树脂组合物,注射成型时的流动性差,因此通用性差。
本发明中所谓的粘均分子量通过如下方法算出,即,首先,使用奥氏粘度计,在20℃下由将聚碳酸酯0.7g溶解在二氯甲烷100ml中所得的溶液求出按下式算出的比粘度(ηsp),
比粘度(ηsp)=(t-t0)/t0
[t0是二氯甲烷的落下秒数,t是试料溶液的落下秒数]
由求得的比粘度(ηsp),用以下数学式算出粘均分子量M。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c(其中[η]为特性粘度)
[η]=1.23×10-4M0.83
c=0.7
此外,粘均分子量的计算法也适用于成型体的粘均分子量测定。即,本发明中,这些粘均分子量是将在20℃下由使成型体0.7g溶解在二氯甲烷100ml中所得的溶液求出的比粘度(ηsp)插入式中而求出的。
在不破坏透明性、光照遮蔽性能的范围内,上述聚碳酸酯树脂能够含有以往公知的各种添加剂。作为该添加剂,可以例示例如热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、着色剂、脱模剂、滑动剂、红外线吸收剂、光扩散剂、荧光增白剂、抗静电剂、阻燃剂、阻燃助剂、增塑剂、强化填充剂、冲击改性剂、光催化系防污剂和光致变色剂等。再有,热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、着色剂和脱模剂等能够配合目前为止上述聚碳酸酯树脂中公知的适当量。这是因为该量罕有损害树脂的透明性的情况。
(热稳定剂)
作为热稳定剂,优选例示磷系稳定剂。作为磷系稳定剂,可以列举亚磷酸、磷酸、亚膦酸、膦酸及它们的酯以及叔膦等。该磷稳定剂中,作为亚磷酸酯的具体例,可以列举亚磷酸三异癸酯这样的亚磷酸三烷基酯、亚磷酸苯基二异癸基酯这样的亚磷酸芳基二烷基酯、亚磷酸二苯基单异癸基酯这样的亚磷酸二芳基单烷基酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯这样的亚磷酸三芳基酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和双{2,4-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯基}季戊四醇二亚磷酸酯等季戊四醇型亚磷酸酯以及2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯这样的与二元酚类反应而具有环状结构的亚磷酸酯等。作为磷稳定剂中的磷酸酯的具体例,优选例示磷酸三甲酯和磷酸三苯酯等。作为亚膦酸酯化合物的具体例,优选例示四(2,4-二叔丁基苯基)-亚联苯基二亚膦酸酯和双(2,4-二叔丁基苯基)-苯基-苯基亚膦酸酯等。作为叔膦的具体例,优选例示三苯基膦。
(抗氧化剂)
作为抗氧化剂,优选例示受阻酚化合物。优选使用例如四[亚甲基-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]甲烷、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯和3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷。
作为其他热稳定剂,优选例示例如以3-羟基-5,7-二叔丁基-呋喃-2-酮和邻二甲苯的反应生成物为代表的内酯系稳定剂。该稳定剂的详细情况记载于特开平7-233160号公报中。该化合物作为IrganoxHP-136(商标,CIBASPECIALTY CHEMICALS公司制)市售,能够利用该化合物。此外,将该化合物与各种亚磷酸酯化合物和受阻酚化合物混合而成的稳定剂也已市售。优选例示例如CHIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制的IrganoxHP-2921。
作为其他热稳定剂,可以例示季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)和甘油-3-硬脂基硫代丙酸酯等含硫稳定剂。
上述热稳定剂和抗氧化剂的含量相对于聚碳酸酯树脂100重量份,为0.0001~1重量份,优选为0.01~0.3重量份。不过,对于内酯系稳定剂,优选使其上限为0.03重量份。
(紫外线吸收剂)
作为紫外线吸收剂,可以例示公知的二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、羟基苯基三嗪系化合物、环状亚氨基酯系化合物和氰基丙烯酸酯系化合物等。更具体地说,例如,作为苯并三唑系化合物,优选例示2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-叔丁基苯酚和2,2’-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]等。例如,作为羟基苯基三嗪系化合物,优选例示2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚。例如,作为环状亚氨基酯系化合物,优选例示2,2’-对亚苯基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)。此外,例如,作为氰基丙烯酸酯系化合物,优选例示1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷。
此外,上述紫外线吸收剂也可以是通过形成可自由基聚合的单体化合物的结构,从而将该紫外线吸收性单体与(甲基)丙烯酸烷基酯等单体共聚而成的聚合物型紫外线吸收剂。作为上述紫外线吸收性单体,优选例示在(甲基)丙烯酸酯的酯取代基中含有苯并三唑骨架、二苯甲酮骨架、三嗪骨架、环状亚氨基酯骨架和氰基丙烯酸酯骨架的化合物。
上述的紫外线吸收剂中,从具有良好的热稳定性方面出发,作为更优选的紫外线吸收剂,可以列举环状亚氨基酯系化合物。在其他的化合物中,分子量比较高的化合物能获得良好的耐热性,优选例示例如2,2’-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚和1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷。紫外线吸收剂的含量相对于聚碳酸酯树脂100重量份,优选为0.005~5重量份,更优选为0.01~3重量份,进一步优选为0.05~0.5重量份。
(光稳定剂)
此外,聚碳酸酯树脂还可以含有以双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯为代表的受阻胺系光稳定剂。受阻胺系光稳定剂和上述紫外线吸收剂的并用有效地改进耐候性。在该并用中两者的重量比(光稳定剂/紫外线吸收剂)优选95/5~5/95的范围,更优选80/20~20/80的范围。光稳定剂可以单独使用或者以2种以上的混合物使用。光稳定剂的含量相对于聚碳酸酯树脂100重量份,优选为0.0005~3重量份,更优选为0.01~2重量份,进一步优选为0.05~0.5重量份。
本发明的树脂成型体优选是具有透明部和与该透明部一体化的框部的双色成型体。
透明部优选由热塑性树脂、特别是上述聚碳酸酯树脂形成。
与透明部一体化的框部中优选使用的热塑性树脂组合物是含有以下成分的热塑性树脂:芳香族聚碳酸酯树脂50~100重量%、以及包含从热塑性聚酯树脂和橡胶成分含量小于40重量%的含有苯乙烯单元成分的树脂中选择的至少1种树脂的热塑性树脂0~50重量%。
芳香族聚碳酸酯树脂可以使用与前述的聚碳酸酯树脂相同的树脂也可以使用不同的树脂,或者还可以使用一部分相同的树脂。
所谓热塑性聚酯树脂,是以芳香族二羧酸或其反应性衍生物与二醇、或其的酯衍生物为主成分采用缩合反应而得到的聚合物乃至共聚物。作为这里所说的芳香族二羧酸,优选使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、4,4’-联苯醚二甲酸、4,4’-二苯甲烷二甲酸、4,4’-联苯砜二甲酸、4,4’-联苯异亚丙基二甲酸、1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4’-二甲酸、2,5-蒽二甲酸、2,6-蒽二甲酸、4,4’-对三联苯二甲酸、2,5-吡啶二甲酸等芳香族系二羧酸,特别可以优选使用对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸。芳香族二羧酸可以将2种以上混合使用。再有,如果少量,也可以将己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸、环己烷二甲酸等脂环族二羧酸等中的一种以上与该二羧酸一起混合使用。
此外,作为二醇,可以列举乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘醇、三甘醇等脂肪族二醇;1,4-环己烷二甲醇等脂环族二醇等;2,2-双(β-羟基乙氧基苯基)丙烷等含有芳香环的二醇等以及它们的混合物等。进而,如果为少量,可以将分子量400~6,000的长链二醇、即聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚1,4-丁二醇等中的1种以上共聚。
此外,热塑性聚酯树脂通过导入少量的支化剂能够使其支化。支化剂的种类并无限制,可以列举均苯三酸、偏苯三酸(トリメリチン酸)、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
作为具体的热塑性聚酯树脂,可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4’-二甲酸乙二醇酯等,还可以列举聚乙二醇间苯二甲酸酯/对苯二甲酸酯、聚丁二醇对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯等这样的共聚聚酯。其中,可优选使用机械性质等均衡的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯和它们的混合物。
此外,得到的热塑性聚酯树脂的末端基团结构并无特别限定,除了末端基团中羟基和羧基的比例大致等量的情况以外,还可以是一方的比例多的情况。此外,还可以通过使对该末端基团具有反应性的化合物反应等,将这些末端基团封端。
关于该热塑性聚酯树脂的制造方法,如下进行,即,根据常规方法,在含有钛、锗、锑等的聚合催化剂的存在下,边加热边使二羧酸成分和二醇成分聚合,将副反应产生的水或低级醇排出到体系外。例如,作为锗系聚合催化剂,可以例示锗的氧化物、氢氧化物、卤化物、醇盐、酚盐等,更具体地,可以例示氧化锗、氢氧化锗、四氯化锗、四甲氧基锗等。作为有机钛化合物的聚合催化剂,作为优选的具体例,可以列举四丁氧基钛、异丙氧基钛、草酸钛、乙酸钛、苯甲酸钛、偏苯三酸钛、钛酸四丁酯和偏苯三酸酐的反应物等。有机钛化合物的使用量优选是其钛原子相对于构成聚对苯二甲酸丁二醇酯的酸成分为3~12mg原子%的比例。
此外,本发明中,可以将作为现有公知缩聚的前阶段的酯交换反应中使用的锰、锌、钙、镁等化合物并用,并且在酯交换反应结束后还可以利用磷酸或亚磷酸的化合物等使该催化剂失活而进行缩聚。热塑性聚酯树脂的制造方法也可以采用间歇式、连续聚合式中的任何方法。
此外,对于热塑性聚酯树脂的分子量并无特别限制,但以邻氯苯酚为溶剂、在35℃测定的固有粘度优选为0.4~1.5,更优选为0.45~1.2,进一步优选为0.5~1.15。
本发明的树脂成型体是在封入了导电性构件的面上形成有硬涂层的树脂成型体。以下对硬涂层进行说明。
(关于硬涂层)
本发明的树脂成型体上形成的硬涂层具备一层结构或2层以上的多层结构,优选其为在该多层结构中最外层的硬度最大的硬涂层,更优选在树脂成型体的面上层合作为底漆层的丙烯酸类树脂层,并在其上层合硬涂层。
该丙烯酸类树脂层是使丙烯酸类树脂组合物热固化而成的丙烯酸类树脂层,该丙烯酸类树脂组合物含有(A)丙烯酸类共聚物((A)成分)、(B)封端化多异氰酸酯化合物、(C)固化催化剂和(D)紫外线吸收剂,所述(A)丙烯酸类共聚物中,含有50摩尔%以上的(A-1)即下述式(1)所示的重复单元、1~15摩尔%的(A-2)即式(2)所示的重复单元,以(A)成分记为100摩尔%,(A-1)成分和(A-2)成分的合计为至少70摩尔%,所述(B)封端化多异氰酸酯化合物中,相对于(A-2)成分的羟基1当量,换算异氰酸酯基为0.8~1.5当量的量的换算异氰酸酯基含有率为5.5~50重量%,所述(C)固化催化剂相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份为0.001~0.4重量份,所述(D)紫外线吸收剂相对于(A)成分和(B)成分的合计100重量份为1~40重量份。
[式中,R1为甲基或乙基。]
Figure G2009101386130D0000142
[式中,R2为碳原子数2~5的亚烷基,Y为氢原子或甲基。]
(关于丙烯酸类共聚物(A成分))
A成分的丙烯酸类共聚物,是至少含有上述式(1)和(2)所示的重复单元的共聚物,是使分别对应于上述式(1)的甲基丙烯酸烷基酯和对应于上述式(2)的含有羟基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体共聚而得到的具有羟基的丙烯酸类共聚物。
作为对应于上述式(1)的甲基丙烯酸烷基酯,可以列举甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯,可以单独地或将两者混合使用。
作为对应于上述式(2)的具有羟基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体,具体可以列举丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸3-羟基丁酯、甲基丙烯酸3-羟基丁酯、丙烯酸2-羟基丁酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯等,这些可以单独或者将2种以上混合使用。其中优选采用甲基丙烯酸2-羟基乙酯。
本发明中使用的丙烯酸类共聚物是含有70摩尔%以上的上述式(1)和(2)所示的重复单元的共聚丙烯酸类树脂,并且上述式(1)所示的重复单元和上述式(2)所示的重复单元的摩尔比为99∶1~85∶15是较理想的。如果上述式(1)所示的重复单元的比例少于85摩尔%,底漆层的可挠性降低,在有机硅氧烷树脂固化层容易产生开裂。此外,有时与基材、硬涂层的密合性降低。此外,上述式(2)所示的重复单元的比例如果超过上述范围,在涂膜层容易产生开裂。
此外,本发明中的丙烯酸类共聚物(A成分),使用三嗪系紫外线吸收剂作为底漆层中使用的紫外线吸收剂时,为了提高丙烯酸类共聚物与三嗪系紫外线吸收剂的相容性,优选使用下述式(3)表示的A-3成分。使用A-3成分时,A成分优选是如下的丙烯酸类共聚物(A成分),即,含有A-1成分的重复单元50摩尔%以上、A-2成分的重复单元1~15摩尔%和A-3成分的重复单元1~35摩尔%,以A成分记为100摩尔%,A-1~A-3成分的合计为至少70摩尔%。A-3成分的重复单元的比例如果为1摩尔%以上,三嗪系紫外线吸收剂的分散性良好,涂膜不会白化,如果为35摩尔%以下,与基材、硬涂层的密合性变得良好,因而优选。
Figure G2009101386130D0000151
[式中,R6为碳原子数6~12的环烷基,X为氢原子或甲基。]
作为对应于上述式(3)的具有环烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体,只要是分子内具有至少1个环烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,则并无特别限制。作为具体例,可以列举丙烯酸环己酯、丙烯酸4-甲基环己酯、丙烯酸2,4-二甲基环己酯、丙烯酸2,4,6-三甲基环己酯、丙烯酸4-叔丁基环己酯、丙烯酸金刚烷酯、丙烯酸双环戊二烯酯、丙烯酸环己基甲酯、丙烯酸4-甲基环己基甲酯、丙烯酸2,4-二甲基环己基甲酯、丙烯酸2,4,6-三甲基环己基甲酯、丙烯酸4-叔丁基环己基甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸4-甲基环己酯、甲基丙烯酸2,4-二甲基环己酯、甲基丙烯酸2,4,6-三甲基环己酯、甲基丙烯酸4-叔丁基环己酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、甲基丙烯酸双环戊二烯酯、甲基丙烯酸环己基甲酯、甲基丙烯酸4-甲基环己基甲酯、甲基丙烯酸2,4-二甲基环己基甲酯、甲基丙烯酸2,4,6-三甲基环己基甲酯、甲基丙烯酸4-叔丁基环己基甲酯等化合物,这些可以单独或将2种以上混合使用。其中优选采用甲基丙烯酸环己酯。
此外,为了进一步提高耐候性,本发明中的丙烯酸类共聚物(A成分)优选使用下述式(4)所示的A-4成分。
Figure G2009101386130D0000161
[式中,R7为氢原子、碳原子数1~14的烷基或碳原子数1~14的烷氧基。]
使用A-4成分时,A成分优选是如下的丙烯酸类共聚物(A成分),即,含有50摩尔%以上的A-1成分的重复单元、1~15摩尔%的A-2成分的重复单元、1~35摩尔%的A-3成分的重复单元和(A-4)上述式(4)所示的重复单元0.1~10摩尔,以A成分记为100摩尔%,A-1~A-4成分的合计为至少70摩尔%。通过含有A-4成分的重复单元,能够赋予自由基捕捉能力,能够进一步使耐候性提高。A-4成分的重复单元的比例,以A成分记为100摩尔%,更为优选1~8摩尔%的范围。如果超过10摩尔%,与基材、硬涂层的密合性容易降低。
上述式(4)所示的重复单元能够通过共聚对应的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体而导入,作为对应的单体,可以列举甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-乙基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-丙基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-叔丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-环己基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-(4-甲基环己基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-叔辛基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-癸基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-十二烷基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-甲氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-乙氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-丙氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-叔丁氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-环己氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-(4-甲基环己氧基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-叔辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-癸氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯、甲基丙烯酸1-十二烷氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇酯等,这些可以单独使用或者将2种以上混合使用。
含有含上述A-1~A-4成分的重复单元的具有羟基的丙烯酸类共聚物(A成分),可以进一步含有用于赋予功能性等的其他重复单元。其他重复单元相对于A成分的丙烯酸类共聚物100摩尔%,优选为30摩尔%以下的范围,更优选为20摩尔%以下的范围,特别优选为10摩尔%以下的范围。
其他重复单元能够通过共聚可与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体共聚的乙烯基系单体而导入。作为其他乙烯基系单体,从粘合性或耐候性等的耐久性的方面出发,可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、2-(2’-羟基-5’-丙烯酰氧基乙基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-丙烯酰氧基乙氧基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-丙烯酰氧基丙基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-丙烯酰氧基丙氧基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-丙烯酰氧基乙基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-丙烯酰氧基乙基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-丙烯酰氧基乙基-5’-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-羟基-4-(丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(丙烯酰氧基丙氧基)二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-(丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(丙烯酰氧基乙基)二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基丙烯酰氧基丙基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基丙烯酰氧基丙氧基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-甲基丙烯酰氧基乙基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-甲基丙烯酰氧基乙基-5’-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基丙氧基)二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基乙基)二苯甲酮等,这些可以单独使用或者将2种以上混合使用。此外,丙烯酸类树脂不必单独使用单一组成的树脂,可以将2种以上的丙烯酸类树脂混合使用。
上述A成分的丙烯酸类共聚物的分子量,以重均分子量计,优选为2×104以上,更优选5×104以上,此外,优选使用以重均分子量计为1千万以下的共聚物。该分子量范围的上述丙烯酸类共聚物可以充分发挥作为底漆层的密合性、强度等性能,因此优选。
(关于封端化多异氰酸酯化合物(B成分))
作为B成分的封端化多异氰酸酯化合物,可以列举在多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基上加成以丙酮肟、甲乙酮肟等肟类;丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮等活性亚甲基化合物;甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇、仲丁醇、2-乙基-1-己醇等醇类;苯酚、甲酚、乙酚等酚类为代表的封端化剂而得到的具有通过热分解而生成多异氰酸酯化合物的功能的封端异氰酸酯化合物。
作为多异氰酸酯化合物,可以列举多异氰酸酯、多异氰酸酯和多元醇、低分子量聚酯树脂的加成物、多异氰酸酯之间的环化聚合物、异氰酸酯·缩二脲体等。
作为多异氰酸酯,可以列举甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、二聚酸二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。
封端异氰酸酯在热固化反应时最初生成异氰酸酯基,因此涂料组合物的贮存稳定性优异,而且异氰酸酯基被副反应消耗少,能够得到不易受涂装环境的影响而具有稳定的涂膜物性的固化被膜。该封端异氰酸酯可以单独使用或者将2种以上混合使用。
在封端异氰酸酯中,封端化的脂肪族和/或脂环族多异氰酸酯化合物的耐候性特别优异,因此优选。作为封端化的脂肪族和/或脂环族多异氰酸酯化合物,特别优选使用通过使具有2~4个羟基的羟基化合物与脂肪族和/或脂环式二异氰酸酯化合物反应而得到的、用封端剂将加合型多异氰酸酯化合物封端的加合型多异氰酸酯化合物;由脂肪族和/或脂环式二异氰酸酯化合物衍生的、用封端剂将异氰脲酸酯型多异氰酸酯化合物封端的异氰脲酸酯型多异氰酸酯化合物。其中,优选脂肪族二异氰酸酯化合物和/或脂环族二异氰酸酯化合物的碳原子数为4~20,更优选碳原子数4~15。通过使异氰酸酯化合物的碳原子数在该范围内,形成耐久性优异的涂膜。
此外,在封端化多异氰酸酯化合物中,生成的异氰酸酯基(以下有时称为换算异氰酸酯基)的含有率为5.5~50重量%,优选为6.0~40重量%,最优选为6.5~30重量%。如果换算异氰酸酯基含有率小于5.5重量%,则封端化多异氰酸酯化合物相对于丙烯酸类树脂的配合量增多,缺乏与塑料基材的密合性。此外,如果换算异氰酸酯基含有率多于50重量%,则涂膜层的可挠性降低,使硬涂层热固化时在涂膜层产生开裂,或损害相对于环境变化的耐久性,因此不优选。
A成分的具有羟基的丙烯酸类共聚物和B成分的封端化多异氰酸酯化合物的混合量比,相对于A成分的丙烯酸类共聚物的羟基1当量,以B成分生成的异氰酸酯基(换算异氰酸酯基)达到0.8~1.5当量、优选0.8~1.3当量、最优选0.9~1.2当量的方式进行混合。通过调制为这样的组成,由该丙烯酸类共聚物形成的层能够保持与聚碳酸酯基材和硬涂层的有机硅氧烷树脂热固化层的良好的密合性,此外,由于具有高水平的交联密度,因此不易引起由紫外线、水、氧产生的交联密度的降低,能够维持经长期的密合性、环境变化和高温环境下的耐久性,耐候性优异。如果换算异氰酸酯基少于0.8当量,交联变得不充分,因此高温环境下的耐久性变得不充分,此外,未反应的羟基显示出与水分子的高亲和性,因此涂膜层吸湿,因此耐候性、耐热水性也恶化。如果换算异氰酸酯基多于1.5当量,涂膜层与脲基甲酸酯键相伴的交联密度非常高,成为硬且脆的层,对环境变化的追随性变差,对环境变化的密合性差,因此不优选。
(关于固化催化剂(C成分))
本发明中,为了促进B成分的封端化多异氰酸酯化合物的封端剂的解离及再生的异氰酸酯基和A成分的丙烯酸类共聚物的羟基的尿烷化反应,使用C成分的固化催化剂。作为固化催化剂,可以列举有机锡系化合物、季铵盐化合物、叔胺化合物等,这些化合物可以单独使用或者将2种以上混合使用。这些固化催化剂中,优选使用有机锡系化合物,特别优选使用下述式(5)所示的有机锡系化合物。
R8 mSn(OCOR9)4-m    (5)
[式中,R8为碳原子数1~8个的烃基,优选为碳原子数1~8个的烷基,更优选为碳原子数4~8个的烷基。R9为碳原子数1~17个的取代或未取代的烃基,优选为碳原子数1~17个的取代或未取代的烷基。作为取代基,优选碳原子数1~4的烷基。m为0~3的整数。]
作为该有机锡系化合物的代表例,可以列举三(2-乙基己酸)单丁基锡、二新癸酸二甲基锡、二(2-乙基己酸)二丁基锡、三(正丁基丙酸)单丁基锡、二月桂酸二丁基锡、三辛酸单己基锡、二辛酸二己基锡、单辛酸三己基锡、三(马来酸甲酯)单己基锡、二乙酸二辛基锡、单乙酸三辛基锡、双(马来酸甲酯)二辛基锡、三(丙酸甲酯)单辛基锡、二丙酸二辛基锡、单丙酸三辛基锡、三辛酸单辛基锡、二辛酸二辛基锡、单辛酸三辛基锡等。这些化合物可以单独使用或者将2种以上混合使用。
此外,作为季铵盐化合物的代表例,可以列举例如2-羟基乙基·三正丁基铵·2,2-二甲基丙酸盐、2-羟基乙基·三正丁基铵·2,2-二甲基丁酸盐、2-羟基丙基·三正丁基铵·2,2-二甲基丙酸盐、2-羟基丙基·三正丁基铵·2,2-二甲基丁酸盐等。作为叔胺类,可以列举二甲基乙醇胺、三亚乙基二胺等。这些季铵盐化合物、叔胺化合物优选与上述有机锡系化合物并用。
C成分的固化催化剂相对于A成分和B成分的合计100重量份,以0.001~0.4重量份、优选0.002~0.3重量份的范围使用。如果固化催化剂量小于0.001重量份,无法获得促进交联反应的作用,如果超过0.4重量份,丙烯酸类树脂层和硬涂层的密合性降低,不优选。
(关于紫外线吸收剂(D成分))
作为D成分的紫外线吸收剂,可以列举例如2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮类;2-(5’-甲基-2’-羟基苯基)苯并三唑、2-(3’-叔丁基-5’-甲基-2’-羟基苯基)苯并三唑、2-(3’,5’-二叔丁基-2’-羟基苯基)-5-氯苯并三唑等苯并三唑类;乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、2-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯等氰基丙烯酸酯类;水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯酯等水杨酸酯类;二乙基-对甲氧基亚苄基丙二酸酯、双(2-乙基己基)亚苄基丙二酸酯等亚苄基丙二酸酯类;2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(甲基)氧基]-苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(乙基)氧基]-苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(丙基)氧基]-苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(丁基)氧基]-苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚等三嗪类;2-(2’-羟基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑和可与该单体共聚的乙烯基系单体的共聚物、2-(2’-羟基-5-丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑和可与该单体共聚的乙烯基系单体的共聚物、氧化钛、氧化铈、氧化锌、氧化锡、氧化钨、硫化锌、硫化镉等金属氧化物微粒类。这些紫外线吸收剂可以单独使用或者将2种以上并用,相对于A成分和B成分的合计100重量份,使用1~40重量份、优选2~35重量份、更优选5~30重量份。该紫外线吸收剂如果小于1重量份,紫外线的透射率增高,产生基材的黄变,或者使密合性降低,因此变得缺乏耐候性。此外,如果超过40重量份,密合性降低而不优选。
(关于在丙烯酸类树脂层中能使用的其他成分)
本发明中,在含有A成分~D成分的丙烯酸类树脂组合物中,还可以含有硅烷偶联剂和/或硅烷偶联剂的水解缩合物。通过含有该硅烷偶联剂和/或硅烷偶联剂的水解缩合物,聚碳酸酯基材与底漆层以及底漆层与硬涂层之间的密合性进一步提高,其密合性长期持续,因此优选使用。
作为该硅烷偶联剂,可以列举γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷·盐酸盐、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷等。
硅烷偶联剂和/或硅烷偶联剂的水解缩合物可以单独使用或者将2种以上并用,相对于A成分和B成分的合计100重量份,优选使用0.1~10重量份、更优选0.2~8重量份。
本发明中,在含有A成分~D成分的丙烯酸类树脂组合物中,还可以进一步添加光稳定剂。作为光稳定剂,可以列举例如双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)碳酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-辛酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)二苯甲烷-对,对’-二(氨基甲酸酯)、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)苯-1,3-二磺酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)苯基亚磷酸酯等受阻胺类;双(辛基苯基硫醚)镍、镍配合物-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸单乙醇盐、二丁基二硫代氨基甲酸镍等镍配合物。这些光稳定剂可以单独使用或者将2种以上并用,相对于A成分和B成分的合计100重量份,优选使用0.01~50重量份,更优选使用0.05~10重量份。
(关于丙烯酸类树脂层的膜厚)
使含有A成分~D成分的涂布用丙烯酸类树脂组合物热固化而成的丙烯酸类树脂层的膜厚优选为1~15μm,更优选2~10μm。如果膜厚小于1μm,紫外线的透射率增高,产生塑料基材的黄变,或者使密合性降低,因此变得缺乏耐候性。如果膜厚超过15μm,由于内部应力增大,而且由于热固化时交联反应不会充分进行,因此形成缺乏高温环境下的耐久性的涂膜层。此外,后述的用于将含有A成分~D成分的涂布用丙烯酸类树脂组合物溶解的溶剂的挥发变得不充分,溶剂残存于涂膜中,破坏耐热水性、耐候性。
(关于丙烯酸类树脂层的形成方法)
本发明中,作为形成丙烯酸类树脂层(底漆层)的方法,通过如下方式而进行:将含有A成分~D成分的丙烯酸类树脂组合物溶解到与作为基材的聚碳酸酯不反应或不溶解该聚碳酸酯的挥发性的溶剂中,将该涂布用丙烯酸类树脂涂料涂布到聚碳酸酯基材表面,接着通过加热等除去该溶剂,进而进行加热使羟基和由加热而生成的异氰酸酯基反应而交联。作为该溶剂,可以列举丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,2-二甲氧基乙烷等醚类;乙酸乙酯、乙酸乙氧基乙酯等酯类;甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、2-乙氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇等醇类;正己烷、正庚烷、异辛烷、苯、甲苯、二甲苯、汽油、轻油、煤油等烃类;乙腈、硝基甲烷、水等,这些可以单独使用,也可以将2种以上混合使用。
涂布用丙烯酸类树脂涂料中,含有A成分~D成分的丙烯酸类树脂组合物(固体成分)的浓度优选1~50重量%,更优选3~30重量%。
涂布用丙烯酸类树脂涂料向塑料基材上的涂布可以根据要涂装的基材的形状而适当选择棒涂法、浸涂法、流涂法、喷涂法、旋涂法、辊涂法等方法。涂布了该丙烯酸类树脂涂料的基材,通常在从常温到该基材的热变形温度以下的温度下进行溶剂的干燥、除去,进行加热固化。在基材的耐热性无问题的范围内在高的温度下进行该加热固化能够更快地完成固化,因此优选。再有,在常温下热固化无法完全进行,无法成为具有底漆层所要求的充分交联密度的涂层。在该热固化的过程中,热固化型丙烯酸类树脂组合物中的交联性基团反应,涂层的交联密度提高,成为密合性、耐热水性、高温环境下的耐久性优异的涂层。热固化优选在80~160℃的范围、更优选100~140℃的范围、最优选110~130℃的范围内,加热优选10分钟~3小时、更优选20分钟~2小时,使交联性基团交联,得到层合有上述丙烯酸类树脂层作为底漆层的聚碳酸酯基材。热固化时间如果小于10分钟,交联反应无法充分进行,有时成为缺乏高温环境下的耐久性、耐候性的涂膜层。此外,在涂膜的性能上,热固化时间在3小时以内则足够。
通过将丙烯酸类树脂组合物热固化而形成丙烯酸类树脂层(底漆层),硬涂层和聚碳酸酯基材的密合性变得良好,能够得到耐磨性和耐候性优异的聚碳酸酯成型体。
(关于硬涂层:有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层)
本发明中,在上述底漆层上层合的硬涂层,是将含有胶体二氧化硅(E成分)和下述式(6)所示的烷氧基硅烷的水解缩合物(F成分)的有机硅氧烷树脂组合物热固化而成的涂膜层。优选使用由含有上述胶体二氧化硅和烷氧基硅烷的水解缩合物的有机硅氧烷树脂固体成分、酸、固化催化剂和溶剂组成的涂布用涂料形成硬涂层。
R3 mR4 nSi(OR5)4-m-n    (6)
[式中,R3、R4分别为碳原子数1~4的烷基、乙烯基、或者被选自甲基丙烯酰氧基、氨基、环氧丙氧基和3,4-环氧环己基中的1个以上基团取代的碳原子数1~3的烷基,R5为碳原子数1~4的烷基,m、n分别为0、1、2中的任一整数,m+n为0、1、2中的任一整数。]
(关于胶体二氧化硅(E成分))
E成分的胶体二氧化硅是将优选直径5~200nm、更优选直径5~40nm的二氧化硅微粒在水或有机溶剂中分散成胶体状而得到的。作为该胶体二氧化硅,具体地可以列举:作为在酸性水溶液中分散的商品,有日产化学工业公司制的SNOWTEX O、触媒化成工业公司制的CATALOID SN35;作为在碱性水溶液中分散的商品,有日产化学工业公司制的SNOWTEX30、SNOWTEX 40、触媒化成工业公司制的CATALOID S30、CATALOIDS40;作为分散在有机溶剂中的商品,有日产化学工业公司制的MA-ST、IPA-ST、NBA-ST、IBA-ST、EG-ST、XBA-ST、NPC-ST、DMAC-ST等。该胶体二氧化硅可以使用水分散型和有机溶剂分散型中的任一种,但优选使用水分散型的胶体二氧化硅。为水分散型的胶体二氧化硅的情况下,在二氧化硅微粒的表面存在大量的羟基,其与烷氧基硅烷水解缩合物牢固地结合,因此认为得到耐磨性更优异的塑料成型体。此外,该水分散型胶体二氧化硅可以使用酸性水溶液分散型和碱性水溶液分散型中的任一种,但从固化催化剂的选择的多样性、三烷氧基硅烷的适当水解、缩合状态的实现的观点出发,优选使用酸性水溶液分散型胶体二氧化硅。
(关于烷氧基硅烷的水解缩合物(F成分))
作为F成分的烷氧基硅烷的水解缩合物,是使上述式(6)的烷氧基硅烷进行水解缩合反应而得到的。
作为烷氧基硅烷,具体可以列举四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷等,其中优选烷基三烷氧基硅烷,特别优选甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷。这些可以单独使用或者混合使用。进而,为了根据用途对固化膜赋予可挠性,还优选进行将二甲基二甲氧基硅烷等二官能性烷氧基硅烷混合后使用。此外,为了得到形成耐磨性优异的涂层的涂布用组合物,特别优选烷氧基硅烷中的70重量%~100重量%为甲基三烷氧基硅烷。
F成分是该烷氧基硅烷的一部分或全部水解的产物和该水解物的一部分或全部进行缩合反应而得到的缩合物等的混合物,它们通过进行溶胶凝胶反应而得到。
(关于含有E成分和F成分的有机硅氧烷树脂组合物)
含有E成分和F成分的有机硅氧烷树脂组合物经过以下的过程进行制备,由于无沉淀生成,能够得到耐磨性更优异的涂层,因此优选采用。
其中,烷氧基硅烷的水解反应所需的水,在使用了水分散型的胶体二氧化硅分散液时,由该分散液供给,根据需要还可以加水。相对于烷氧基硅烷1当量,通常使用1~10当量、优选1.5~7当量的水。
烷氧基硅烷的水解缩合反应需要在酸性条件下进行,为了在该条件下进行水解,一般使用酸作为水解剂。该酸可以预先添加到烷氧基硅烷或胶体二氧化硅分散液中,或者将两者混合后添加。此外,该添加可以分1次或者分为2次以上。作为该酸,可以列举盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、亚硝酸、高氯酸、氨基磺酸等无机酸;甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、琥珀酸、马来酸、乳酸、对甲苯磺酸等有机酸,从pH控制容易的观点出发,优选甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、琥珀酸、马来酸等有机羧酸,特别优选乙酸。使用无机酸作为该酸时,通常以0.0001~2当量、优选0.001~0.1当量的浓度使用,使用有机酸时,相对于烷氧基硅烷100重量份,通常以0.1~50重量份、优选1~30重量份的范围使用。烷氧基硅烷的水解、缩合反应的条件因使用的烷氧基硅烷的种类、体系中共存的胶体二氧化硅的种类、量而变化,因此不能一概而论,通常体系的温度为20~70℃,反应时间为1小时~几天。
本发明中,有机硅氧烷树脂组合物中的E成分和F成分的混合比例由有机硅氧烷树脂组合物的稳定性、得到的固化膜的透明性、耐磨性、耐擦伤性、密合性和有无开裂产生等方面决定,E成分和F成分的合计为100重量%时,该两成分的优选混合比例为:E成分为10~60重量%,F成分换算为R3mR4nSiO(4-m-n)/2为40~90重量%,更优选E成分为10~40重量%,F成分换算为R3mR4nSiO(4-m-n)/2为60~90重量%。再有,上述化学式中的R3、R4、m、n与上述式(6)中的R3、R4、m、n相同。
本发明中使用的有机硅氧烷树脂组合物中,优选还含有固化催化剂。作为该固化催化剂,可以列举甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸、琥珀酸等脂肪族羧酸的锂盐、钠盐、钾盐等碱金属盐;苄基三甲基铵盐、胆碱盐、四甲基铵盐、四乙基铵盐等季铵盐,具体优选使用乙酸钠、乙酸钾、乙酸胆碱、苄基三甲基乙酸铵。固化催化剂相对于E成分和F成分的合计100重量份,优选在0.01~10重量份、更优选在0.1~5重量份的范围使用。
本发明中使用的有机硅氧烷树脂组合物中,通过添加前述的紫外线吸收剂,能够进一步提高耐候性。该紫外线吸收剂相对于E成分和F成分的合计100重量份,优选使用0.1~6.0重量份,更优选使用0.2~5.0重量份。
(关于有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层的形成方法)
作为形成有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层(硬涂层)的方法,通过将含有E成分和F成分的有机硅氧烷树脂组合物溶解到溶剂中,将该涂布用有机硅氧烷树脂涂料涂布到聚碳酸酯基材上形成的底漆层上,接着加热固化而形成。作为该溶剂,有机硅氧烷树脂组合物稳定地溶解是必要的,因此较理想的是使用至少20重量%以上、优选50重量%以上为醇的溶剂。作为该醇,具体可以列举甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-乙氧基乙醇、4-甲基-2-戊醇、2-丁氧基乙醇等,其中,优选碳原子数1~4的低沸点醇,从溶解性、稳定性和涂布性方面出发,特别优选2-丙醇。该溶剂中也含有在水分散型胶体二氧化硅中的水中不参与该水解反应的水分、与烷氧基硅烷的水解相伴产生的低级醇、使用了有机溶剂分散型的胶体二氧化硅时其分散介质的有机溶剂、为了调节涂布用有机硅氧烷树脂涂料的pH而添加的酸。作为用于pH调节的酸,可以列举盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、亚硝酸、高氯酸、氨基磺酸等无机酸;甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、琥珀酸、马来酸、乳酸、对甲苯磺酸等有机酸,从pH控制容易的观点出发,优选甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、琥珀酸、马来酸等有机羧酸。作为其他能够使用的溶剂,与水/醇混合是必要的,可以列举例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类;四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,2-二甲氧基乙烷等醚类;乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸乙氧基乙酯等酯类。溶剂的使用量相对于F成分和G成分的合计100重量份,优选为50~900重量份,更优选为150~700重量份。涂布用有机硅氧烷树脂涂料较理想的是通过调节酸和固化催化剂的含量而将pH调节到优选3.0~6.0、更优选4.0~5.5。通过在该范围调节pH,能够防止常温下有机硅氧烷树脂涂料的凝胶化,增加保存稳定性。该有机硅氧烷树脂涂料通过使其熟化通常几小时到几天,从而成为稳定的涂料。
有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层(硬涂层)的形成优选与底漆层的形成相继并连续进行。
作为将涂布用有机硅氧烷树脂涂料进行涂布的涂布方法,可以根据要涂装的基材的形状而适当选择选自流涂法、浸涂法、棒涂法、喷涂法、旋涂法和辊涂法中的一种方法。涂布了该有机硅氧烷树脂组合物的基材,通常在从常温到该基材的热变形温度以下的温度下干燥、除去溶剂,然后进行加热固化。在基材的耐热性无问题的范围内在高的温度下进行热固化能够更快地完成固化,因此优选。再有,在常温下热固化无法进行,不能得到固化被膜。这意味着涂布用有机硅氧烷树脂涂料中的有机硅氧烷树脂组合物已部分缩合。该热固化过程中,残留的Si-OH发生缩合反应,形成Si-O-Si键,成为耐磨性优异的涂层。热固化优选在50℃~200℃的范围、更优选80℃~160℃的范围、进一步优选100℃~140℃的范围加热固化优选10分钟~4小时、更优选20分钟~3小时、进一步优选30分钟~2小时。
(关于有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层的膜厚)
有机硅氧烷树脂组合物的热固化涂膜层(硬涂层)的厚度优选为2~10μm,更优选为3~8μm。如果涂膜层的厚度为该范围,不会因为热固化时产生的应力而在涂膜层产生开裂或者涂膜层与丙烯酸类树脂层(底漆层)的密合性降低,得到作为本发明目标的具有充分耐磨性的涂膜层。
(关于能在底漆层和硬涂层中添加的成分)
本发明中,在底漆层和硬涂层的涂布用组合物中,为了提高涂布性和得到的涂膜的平滑性,能够配合公知的流平剂。作为该流平剂,可以列举东丽·道康宁·有机硅公司制的有机硅化合物SH200-100cs、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST83PA、ST80PA、ST97PA、ST86PA、SH21PA;信越化学工业公司制的有机硅化合物KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341;大日本油墨化学工业公司制的氟系表面活性剂F-179、F-812A、F-815等。这些流平剂可以单独使用或者将2种以上并用,相对于涂膜树脂100重量份,优选使用0.0001~2.0重量份,更优选使用0.0005~1.0重量份。
在不损害本发明目的的范围内,在底漆层和硬涂层的涂布用组合物中可以添加染料、颜料、填料等。此外,为了提高可挠性,还可以添加丙烯酸类树脂。
实施例
以下使用实施例、比较例对本发明及其效果进一步进行说明,但本发明不受这些实施例等的任何限定。再有,得到的树脂成型体的评价采用以下的方法进行评价。
(1)导电性构件的厚度
使用激光位移计(KEYENCE制LK-G35)进行测定。由印刷导电性构件前的树脂基板的狭缝深度及封入导电性构件后的树脂成型体和导电性构件的高低差,算出导电性构件的厚度。
(2)高低平面差
使用激光位移计(KEYENCE制LK-G35),测定图5的符号4所示的树脂成型体和导电性构件的封入部分的高低差,作为高低平面差进行评价。
(3)硬涂层外观
目视评价试验片的涂层的外观(有无液体流挂)。
(4)表面温度
对导电性构件施加直流电压12V,用接触式温度计(理化工业公司制DP-350)测定此时封入了导电性构件的部分相反侧的树脂成型体的表面温度。
(5)防雾性
将树脂成型体在-3℃环境下放置4小时后,使用喷雾器对与树脂成型体封入了导电性构件的面相反的整个面喷射水,放置30分钟。外加12V的电压,评价40分钟后除去了结露的区域的面积。将除去了95%以上的情形记为○,将小于95%的情形记为×。
(6)防结露性
将树脂成型体在-8℃环境下放置4小时后,使由50℃的温浴产生的蒸汽与树脂成型体封入了导电性构件的面相反的整个面接触。5分钟后外加12V的电压,评价10分钟后除去了雾的区域的面积。将除去了90%以上的情形记为○,将小于90%的情形记为×。
(7)环境循环测试
将试验片放置在80℃、80%RH环境下4小时,放置在25℃、50%RH环境下1小时,放置在-15℃环境下4小时,放置在25℃、50%RH环境下1小时,将该循环作为1个循环,将这样的循环反复30次后取出试验片,采用以下方法对外观、密合性进行评价。
(外观)
以目视进行观察,确认树脂成型体的涂层的外观(有元液体流挂)、有无裂纹。将没有发现液体流挂、裂纹的情形记为○,将发现任何一者的情形记为×。
(密合性)
用切割刀在涂层制作成1mm间隔的100个棋盘格,压接NICHIBAN制胶粘带(商品名“CELLOTAPE(注册商标)”),垂直地用力剥离,用残留在基板上的棋盘格的数目进行评价。
实施例1
按照以下工序制作树脂成型体。
(1)树脂基板的制造
在120℃将聚碳酸酯树脂粒料在干净烘箱中干燥5小时后,使用料筒直径110mmφ、合模力12,700kN的日本制钢所制J1300E-C5注射成型机(是为了可进行模压缩而改变了油压回路和控制系统的形式)作为成型机进行成型。还在模具安装板的四角4个位置设置了平行度矫正机构。该机构利用油压汽缸的力对模具的安装面赋予矫正力而维持模具间的平行度。在规定的中间合模状态下进行平行度的设定,确保中间合模时的平行度。还预先由成型时的合模位置和其模具的倾斜量设定必要的平行度矫正机构的保持压力,对其进行时间控制,从而确保从中间合模状态到最终合模状态的平行度。在料筒温度290℃、热流道温度300℃、模具温度100℃、填充时间5秒下进行成型,使用在固定侧模腔面上如图7所示配置有宽1mm、深80μm的凸部的模具,注射加压成型图1所示的厚5mm、长300mm、宽300mm的树脂基板。其他成型条件如下,注射速度:20mm/sec,从模具的中间合模状态到最终合模状态的时间:2秒,树脂的供给和合模同时进行的期间:0.5秒,对模具内的树脂施加的压力(最大压力):25MPa,在该压力下的保持时间:40秒,从模具的中间合模状态到最终合模状态的移动距离(前进的冲程):3mm,冷却时间:50秒。此外,使可动侧模具分型面为在最终的前进位置距离固定侧模具分型面1mm的状态而无模具面接触。流道使用Mold-Masters公司制的阀门浇口型的热流道(直径3mmφ),填充完成后立即关闭阀门浇口,形成熔融树脂不会因模压缩而从浇口向料筒逆流的条件。成型周期约为120秒(由于用人力将成型体取出,因此有几秒的偏差)。成型共进行30次喷射(ショット),使用11-30次喷射的20个样品。
(2)导电糊剂的印刷
在树脂基板的狭缝部,作为丝网印刷使用在厚100μm的薄板上形成了图3所示的狭缝的丝网和银糊剂(太阳油墨公司制AF-4810),采用丝网印刷法,如图4所示形成了红外线回路图案。
(3)硬涂层的形成
(3-1)硬涂层剂的调整(应予说明,如无特别说明以下“份”表示“重量份”)
(3-1-1)丙烯酸类共聚物溶液的合成
在具备回流冷却器和搅拌装置且氮置换过的烧瓶中添加混合甲基丙烯酸乙酯(以下简写为EMA)102.7份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(以下简写为HEMA)13.0份、甲基异丁基酮(以下简写为MIBK)115.7份和2-丁醇(以下简写为2-BuOH)57.9份。向混合物中通入氮气15分钟进行脱氧后,在氮气气流下升温到70℃,加入偶氮二异丁腈(以下简写为AIBN)0.33份,在氮气气流中,在70℃下搅拌下反应5小时。再加入AIBN0.08份,升温到80℃反应3小时,得到不挥发成分浓度为39.6%的丙烯酸类共聚物溶液(A)。丙烯酸类共聚物的重均分子量由GPC测定(柱:ShodexGPCA-804,洗脱液:THF)并按苯乙烯换算,为115,000。
(3-1-2)丙烯酸类树脂涂料的制备
在上述丙烯酸类共聚物溶液100份中加入MIBK65.1份、2-BuOH32.5份、1-甲氧基-2-丙醇(以下简写为PMA)105.4份并混合,添加CHEMISORB 79(Chemipro Kasei公司制2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑)20.7份、VESTANATB1358/100(Degussa Japan公司制多异氰酸酯化合物前体)11.6份以使相对于丙烯酸类共聚物溶液(A)中的丙烯酸类共聚物的羟基1当量,异氰酸酯基为1.0当量,进而添加三(2-乙基己酸)单丁基锡0.051份、APZ-6633(Nippon Unicar公司制硅烷偶联剂水解缩合物的溶液:固体成分5重量%)9.7份,在25℃搅拌1小时,得到丙烯酸类树脂涂料。
(3-1-3)有机硅氧烷树脂组合物涂料的制备
在水分散型胶体二氧化硅分散液(触媒化成工业公司制CATALOIDSN-35、固体成分浓度30重量%)133份中加入1M的盐酸1.3份,充分搅拌。将该分散液冷却到10℃,在用冰水浴冷却下滴加甲基三甲氧基硅烷162份。甲基三甲氧基硅烷滴入后即刻混合液的温度因反应热开始上升,从滴入开始5分钟后温度上升到60℃,然后由于冷却的效果,混合液温度缓缓降低。在混合液的温度达到30℃的阶段,维持该温度,在30℃下搅拌10小时,向其中混合作为固化催化剂的胆碱浓度45重量%的甲醇溶液0.8份、作为pH调节剂的乙酸5份、作为稀释溶剂的异丙醇200份,得到有机硅氧烷树脂组合物涂料。
(3-2)硬涂层的形成
采用浸涂法在树脂基板上两面涂布丙烯酸类树脂涂料,使热固化后的膜厚达到4.0μm,在25℃静置20分钟后,在130℃热固化1小时。接着,采用浸涂法在树脂层合体的被膜表面上涂布有机硅氧烷树脂组合物涂料,使热固化后的膜厚达到4.0μm,在25℃下静置20分钟后,在120℃下热固化1小时,得到树脂成型体。
实施例2
除了采用流涂法进行硬涂层的涂布以外,全部采用与实施例1相同的方法制作树脂成型体。对得到的树脂成型体进行评价,将结果示于表1。
实施例3
将图1所示的树脂基板嵌入模具内,使用在110℃下干燥了5小时的PC/PET系合金树脂,使用料筒直径110mmφ、合模力12,700kN的日本制钢所制J1300E-C5注射成型机(是为了可以进行模压缩而改变了油压回路和控制系统的形式)作为成型机,成型图6所示的双色树脂基板。所谓PC/PET系合金,是由作为无机填料的硅灰石10重量份、聚碳酸酯树脂60重量份和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂30重量份组成的树脂组合物。PC/PET系合金的成型条件为料筒温度290℃、热流道温度290℃、模具温度80℃。使用该双色树脂基板,采用与实施例1同样的方法实施导电糊剂的印刷和硬涂层的形成,成型树脂成型体。对得到的树脂成型体进行评价,将结果示于表1。
比较例1
除了在注射加压成型中使用模腔面无凸部的模具,将丝网印刷的红外线回路的厚度调节为10μm以外,全部采用与实施例1相同的方法制作树脂成型体。对得到的树脂成型体进行评价,将结果示于表1。
比较例2
除了在注射加压成型中使用模腔面无凸部的模具以外,全部采用与实施例1相同的方法制作树脂成型体。对得到的树脂成型体进行评价,将结果示于表1。
Figure G2009101386130D0000341
发明的效果
本发明的树脂成型体,由于透明性、耐擦伤性、耐候性、防雾性、防结露性优异,因此最适合窗玻璃、车天窗、车后门、灯透镜等汽车用的车辆窗,其产生的工业效果显著。

Claims (11)

1.一种树脂成型体,包含:由注射成型形成的、在至少一面具有狭缝的树脂基板;封入该狭缝内且因通电而发热的导电性构件;以及在封入了导电性构件的面上形成的硬涂层。
2.根据权利要求1所述的树脂成型体,其中,树脂基板由聚碳酸酯树脂形成。
3.根据权利要求1或2所述的树脂成型体,其中,树脂成型体是具有透明部和与透明部一体化的框部的双色成型体。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的树脂成型体,其中,封入了导电性构件的部分和其他部分的高低平面差为100μm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的树脂成型体,其中,导电性构件是包含选自银、碳、铜、镍和铬中的至少一种金属的糊剂。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的树脂成型体,其中,导电性构件的电阻值为0.01~100Ω。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的树脂成型体,其中,硬涂层是一层结构或二层以上的多层结构,最外层的硬度最大。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的树脂成型体,其中,硬涂层是采用选自流涂法、浸涂法、棒涂法、喷涂法、旋涂法和辊涂法中的1种涂布方法涂布而成的硬涂层。
9.一种树脂成型体的制造方法,包含以下工序:使用在至少一方的模腔面带有狭缝形状的模具,采用注射成型来成型树脂基板,接着将导电性材料封入形成的狭缝部后,在封入了导电性构件的面上形成硬涂层。
10.根据权利要求9所述的制造方法,其中,注射成型是注射加压成型。
11.一种车辆用树脂窗,由权利要求1~8中任一项所述的树脂成型体形成。
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