CN101965230B - 透明树脂板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透明树脂板及其制造方法,其目的在于确定在基板上形成的硬涂层中的硬质薄膜化及其改性方法,提供品质和生产性优异的透明树脂板及其制造方法。如下制造以基板(1)、底层(2)和硬涂层(3)的顺序形成的透明树脂板:通过湿法形成底层(2),通过湿法由硅酮聚合物形成硬涂层(3),在该硅酮聚合物层的表面照射波长200nm以下的紫外光,只将曝光部分改性为以二氧化硅为主成分的改性部。

Description

透明树脂板及其制造方法
技术领域
本发明涉及可以作为窗户、墙壁、屋顶或地板等的透视用材料、采光用材料使用的透明树脂板及其制造方法。
背景技术
到目前为止,作为透视用和采光用等的基板,使用聚碳酸酯基板。聚碳酸酯基板和玻璃制基板相比,虽然重量更轻,成形性更优异,但是表面非常容易损伤。因此,在聚碳酸酯基板上形成称作硬涂层的硬质薄膜,以实现耐磨损性的提高。
该硬涂层可以通过在聚碳酸酯基板表面涂敷丙烯酸树脂或硅树脂,形成硬质涂膜而进行。
为了进一步提高该硬涂层的硬质性能(硬度)、提高耐磨损性,已知的有将涂敷液的组成以及固化条件最优化的方法(专利文献1);在涂膜中分散硬质颗粒的方法(专利文献2);通过化学气相生长法等干式方法,形成二氧化硅等薄膜的方法(专利文献3);通过真空紫外光,将由Si-O-Si键形成的固体化合物膜改性的方法(专利文献4)。
专利文献1的方法具有在树脂基材的软化温度以上的固化温度下,无法干燥的限制。例如,即使是硅硬涂层,也具有不一定得到完全是二氧化硅的组成和结构,而因为在结构中残留溶剂成分,而使硬度降低的问题。也就是,由于固化温度是决定生成膜的硬度的重要因素,所以在提高树脂基材的表面硬度为目的的所谓的湿法涂敷中,该方法只能得到低的硬度。
另一方面,专利文献2中表示的使硬质颗粒分散、提高膜整体的硬度的方法,作为解决上述专利文献1的问题的方法是有效的,但是由于使颗粒分散而产生新的问题。例如,由于颗粒的折射率和膜材料的折射率的差异,颗粒表面的光散射,从而导致混浊度(雾度)增高,容易产生缺失透明度这样的状况。
专利文献3的方法是作为完全解决上述问题的方法而提出的。通过在减压中进行的化学气相生长法(Chemical Vapor Deposition),不加热树脂基材,可以得到致密且组成和膜厚均匀的涂膜。该方法相对于湿法涂敷,也称作干法涂敷,例如具有形成不含杂质的二氧化硅膜等可以得到相当接近体积性质的硬度这样的优点。然而,该方法由于是通过化学反应形成膜的方式,所以具有在基板表面以外的装置壁面或电极上形成不需要的反应产物,装置的性能和膜的性质容易变得不稳定的问题。此外,为了避免该问题,必须经常停止装置清洗内部,由此还具有装置的运行时间变短的问题。另外,在一般的通过CVD进行的方法中,在必要的部分选择性地成膜时,由于在端部产生膜厚部分的高差,还成为应力集中等的原因,具有从端部产生微裂痕这样的问题。
专利文献4的方法提供一种固体化合物膜,该固体化合物膜是对含有Si-O-Si键的固体化合物膜或氧化硅膜形成微细图案,可以适合作为F2激光平版印刷用的抗蚀膜。根据该方法,可以将含有Si-O-Si键的固体化合物膜改性为二氧化硅。然而,还没有对应用于大面积的窗户或眼镜镜片等树脂玻璃的研究。
专利文献1:日本特开2001-232728号公报
专利文献2:日本特开平8-238683号公报
专利文献3:日本特开2007-156342号公报
专利文献4:日本第3950967号专利公报
发明内容
本发明的目的在于确定现有的方法中无法解决的、在基板上形成的硬涂层中的硬质涂膜化及其改性方法,提供品质和生产性优异的透明树脂板及其制造方法。
本发明的透明树脂板的制作方法是一种通过用硬涂层覆盖树脂基板来制造透明树脂板的方法,其特征在于:包括,用硅酮聚合物通过湿法形成前述硬涂层的工序;在该硅酮聚合物层的表面照射波长200nm(纳米)以下的紫外光,选择性地只将曝光部分改性为比硅酮聚合物层更薄的不足0.6μm(微米)的硬质薄膜层的工序。
本发明的透明树脂板的特征在于:具有覆盖聚碳酸酯基板的硬涂层,该硬涂层由硅酮聚合物形成,其表面侧的一部分构成以二氧化硅为主成分的膜厚不足0.6μm的硬质薄膜,同时和其周边的硅酮聚合物形成平坦面。
具有200nm以下的短波长光的能量具有切断有机高分子的键链,破坏化学结构的能力。将其称作光开裂,本发明是利用光开裂,通过适当选择激光强度、脉冲宽度以及脉冲间隔等各种条件,依次选择性地切断基板上形成的硬涂层中的构成侧链官能团的C-H、Si-C以及Si-O-Si键,然后,使该开裂的氧原子和硅原子再次结合,将硬涂层的一部分改性为以二氧化硅为主成分的硬质薄膜层。
根据上述本发明,由于可以将硬涂层的一部分改性为和玻璃同样的以二氧化硅为主成分的硬质薄膜,所以可以提供透明性以及平整性优异,而且由化学稳定的表面构成的耐磨损性和耐久性优异的透明树脂板。此时,硬质薄膜周围由于具有被非改性的硅酮聚合物保护的状态,所以可以长时间地防止从其端部开始的皲裂。
附图说明
图1是图示地表示本发明的透明树脂板的剖面的图。
图2是表示在本发明的透明树脂板中,对在聚碳酸酯基板上形成的非改性硅氧烷树脂层和膜改性部照射F2激光时,波数和透射率的关系的FT-IR谱图,A是非改性部,B是改性部,C是热二氧化硅的谱图。
图3是表示在本发明的透明树脂板中,基于JISK7204,对非改性的硅氧烷树脂层和改性部进行Taber摩擦试验时的表面显微镜照片图,A是非改性部的照片图,B是改性部的照片图。
图4是由本发明的透明树脂板的膜厚进行的比较照片图,A是膜厚0.3μm,B是0.6μm,C是1μm,D是2μm时的Taber摩擦试验的表面显微镜照片图。
图5是根据本发明的透明树脂板的真空紫外激光照射得到的改性部和非改性部的高差测定图。
图6是实施例3、4的谱图。
图7是表示图7剥离的情形的照片图。
图8是表示硬涂膜单成分体的紫外线区域中的透射率的性质的图。
符号说明
1  基板
2  底层
3  硬涂层
4  改性部
100 透明树脂板
具体实施方式
二氧化硅膜在提高耐磨损性方面,其膜厚生长得越厚越好。在专利文献4中,在过去的实施例中,只是表示了可以改性为二氧化硅,而且表示了可以形成厚度1μm以上的改性部的可能性。
在本发明中,本发明人可以确认在1cm2这样的树脂基板表面涂敷形成硬涂层,通过真空紫外线,改性为二氧化硅。
为了研究完成的二氧化硅上是否产生了裂痕,浸渍溶解树脂的溶剂(丙酮)时,没有发现在形成二氧化硅膜的位置的树脂的溶解。这表示由于在二氧化硅膜上没有产生裂痕,所以溶剂没有从裂痕渗入。
本发明人进而制造硬涂膜,对其一部分面积1cm×1cm制造膜厚1μm、2μm的改性部,通过Taber摩擦试验进行磨损试验。所述的Taber摩擦试验是将实验片安装到旋转圆盘上旋转,对使试验片磨损的一对研磨磨石施加负重,使其磨损的实验。例如,根据日本工業標準調查会(Japanese Industrial Standards Committee,JISC),作为Taber摩擦试验的一种是JISK 7204标准。结果是,在测定磨损度以前,如果在非改性部分的硬涂膜产生裂痕,则其在改性部传播,仅仅是在改性部产生裂痕。另外,此时的负重是500g、转数为500转。
使用200nm以下的曝光光源,将Si-O-Si键改性为二氧化硅(SiO2),反应气氛中的氧或硅聚合物内的氧进入改性部。氧进入改性部的结果是如果改性部的体积变化,改性部自身保持内部应力,通过Taber摩擦试验,在硬涂膜中加入裂痕,则可以认为其成为触发点,释放内部应力,在改性部产生裂痕。
接着,准备使二氧化硅的改性部的膜厚比1μm更薄的试样,进行检测。结果发现,如果使膜厚在0.6μm以下,则不会由于Taber摩擦试验产生裂痕。
基于以上的验证,改性为二氧化硅时的膜厚应当是厚度不足0.6μm的值,例如为0.5μm。如果使改性部的膜厚为其以上的厚度,则别说强化强度,反而在使用中从改性部的内部产生裂痕。因此,控制改性部的膜厚是重要的课题。
作为波长比200nm更短的真空紫外线的光源,包括准分子激光、准分子灯、低压水银灯。准分子激光包括具有126nm的波长的Ar2激光、具有157nm的波长的F2激光、具有193nm的波长的ArF准分子激光、具有248nm的波长的KrF准分子激光、具有307nm的波长的XeCl准分子激光。其中,200nm以下的真空紫外线的光源是Ar2激光、F2激光、ArF激光。另外,准分子灯存在126nm(Ar2)、146nm(Kr2)、172nm(Xe2)的波长。
在理论上,合成石英玻璃在145nm这样的真空紫外线波长区域都具有透光性。波长比这更短的准分子激光、准分子灯光源,对通过真空紫外线改性的二氧化硅产生吸收。因此,这种光源虽然可以对硬涂层的照射表面的极薄的区域进行改性,但是光进入到更内部,难以控制改性部的厚度。
另外,由于真空紫外线被氧吸收,所以在172nm可以被使用的准分子灯从光源到被照射体的距离在3mm以内,非常短。因此,可以在平面形状的透明板的改性中使用,但是在车的风挡玻璃这样具有立体形状的透明基板中无法使用。容易控制光的强度的准分子激光根据到达基板的距离进行控制,可以在具有立体形状的透明基板中使用。
另外,在145nm~200nm的光源中,发现硬涂层对聚碳酸酯基板的密合性也产生问题。原因在于真空紫外线透过硬涂层,侵入底层。根据图8,硅氧烷树脂等硅聚合物在200nm附近的长波长区域,虽然显示出良好的透射率,但是透射率从180nm附近向短波长急剧减少。波长比200nm更短的真空紫外线具有还可以分解本发明中使用的聚碳酸酯基板的能力。因此,可以认为底层中产生分解,成为容易剥离的状态。
上述研究的结果是在利用准分子作为光源时,利用波长157nm的F2激光。这是不会透过硅氧烷树脂的波长。因此,如果将准分子激光照射到硅氧烷树脂上,则首先表面接受高能量,引发对二氧化硅的改性。透过改性的二氧化硅的激光,从表面为基准朝向内部进行改性。
另外,使用准分子灯时,可以是Xe准分子灯。Xe准分子灯的波长是172nm,透过形成的硬涂层。透过的光到达聚碳酸酯基板,将其分解。另外,真空紫外线由于以高能的状态通过硬涂层,所以难以控制改性部的厚度。作为其对策是在硬涂层中添加紫外线吸收材料。在这种情况下,根据硬涂层的膜厚,以光不会透过其的方式,分散紫外线吸收材料。添加紫外线吸收材料的硬涂层从表面侧吸收光能而改性,由于改性形成二氧化硅,则透射率上升,高能的光到达更内部。结果是,可以控制从硬涂层的表面到改性为二氧化硅的改性部的膜厚。
图1是图示地表示本发明的透明树脂板的剖面的图。
透明树脂板100由基板1、在其上形成的底层2、覆盖其上的硬涂层3构成。其中,底层2和硬涂层3分别通过浸涂法形成,在该硬涂层3的表面侧的一部分形成改性部(硬质薄膜)4。
以下,对透明树脂板100的构成进行说明。
作为基板1没有特别的限制,作为材料适合列举出丙烯酸树脂、聚碳酸酯基板、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或苯乙烯类聚合物等透明树脂或者各种烯烃类树脂。
作为底层2是基于提高基板1和硬涂层3的密合性、提高耐冲击性等目的设计的,在本发明中,还具有消除基板1表面产生的损伤的效果。这种底层2可以使用例如聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚烯烃树脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂等各种树脂。
硬涂层3由硅酮聚合物形成,具体地,使用以烷氧基硅烷作为基质,将经由缩合反应得到的硅氧烷溶胶水解得到的硅氧烷树脂。
改性部4是通过激光照射上述硬涂层表面侧的一部分进行改性得到的,由以二氧化硅为主成分的薄膜形成。
接着,对本发明实施方案的透明树脂板的制造方法进行说明。通过湿法,例如浸涂法,在树脂基板1上形成一定厚度的底层2,在规定时间、室温下干燥后,加热,在规定时间、大气中固化干燥。基板1的温度恢复到室温后,同样地,通过湿法,例如浸涂法,在底层2上形成一定厚度的硬涂层3,在规定时间、室温下干燥后,加热,在大气中、规定时间下固化干燥。固化干燥的温度和时间根据使用的材料的种类以及膜厚适当改变。
接着,在硬涂层3的表面不会产生烧蚀地照射波长200nm以下的紫外线激光,将该曝光部分的组成成分改性,形成改性部。
实施例
以下,通过实施例,对本发明的透明树脂板及其制造方法进行详细说明。但是,本发明并不受到这些实施例的任何限定。
(实施例1)
本实施例是使用聚碳酸酯基板、丙烯酸类底层、硅酮类硬涂层作为透明树脂板100的材料的一个例子。如下制造透明树脂板100后,比较评价在硬涂层3的表面改性形成的改性部4和其周围的非改性部分的性质。
通过浸涂法在基板1上形成膜厚大约4μm的丙烯酸树脂层2,室温干燥后,在大气中,在120℃下加热70分钟固化。基板1恢复到室温后,通过浸涂法,往丙烯酸树脂层2上形成大约4μm的膜厚的硅氧烷树脂的硬涂层3,室温干燥后,在大气中,在120℃下固化干燥60分钟。
接着,对硬涂层3的表面,在照射面积约10mm ×25mm、能量密度约17mJ/cm2、脉冲频率数10Hz的条件下,照射30秒钟波长157nm的F2激光。通过该照射,形成由大约0.15μm的膜厚构成的改性部4。该改性部4和非改性部的边界没有确认到特别的高差。
图2是表示波数和透射率的关系的FT-IR(傅立叶变换红外光谱)谱图,分别是A表示非改性部(硬涂层3),B是改性部(硬质涂膜)4,C是热二氧化硅(通过热氧化法形成的氧化硅)的测定结果。从图2A,除了观察到Si-O的伸缩振动(1200~1000cm-1)以外,还观察到Si-CH3的变角振动(1270cm-1)以及来自CH3的C-H伸缩振动(2971cm-1)、Si-C伸缩振动(765cm-1)。相对于此,在图2B的改性部4中,2971、1270、765cm-1的吸收变弱,显示出和图2C的谱图大致同样的吸收光谱。由此,可以认为改性部4形成近似于以二氧化硅为主成分的热二氧化硅的性质的结构。
图3是硬涂层3的表面的显微镜照片图,表示基于JISK7204进行Taber摩擦试验的试验结果,是A为非改性部、B为改性部的显微镜照片图。通过激光改性的部分和不进行改性的硅氧烷树脂层的表面(硬涂层表面)中,观察到磨损试验的损伤性很大的不同,可以确认改性部的硬度增加。
在上述实施例中,对使照射面积为10mm×25mm的情形的方法进行说明,在XY工作台上配置聚碳酸酯基板1,边移动工作台,边照射激光,从而可以大面积化。另外,在上述实施例中,在对每1个区域进行激光改性时,在脉冲频率10Hz下照射时间30秒,也可以使频率为100Hz,将照射时间缩短为3秒,使频率为1KHz进行0.3秒,可以分别缩短处理时间。
另外,通过在不能产生损伤的范围内增加激光输出,也可以缩短改性时间。
上述实施例中使用的157nm的真空紫外激光(F2)虽然具有氧吸收性,但是例如通过在氮气氛中充满光路,可以抑制激光衰减。此时,不一定像CVD那样进行减压,所以不需要真空抽吸的时间。
在本实施例中,为了缓和应力以及使改性部分的组成和结构最优化,硅氧烷树脂层的固化干燥可以改变适当的条件,可以降低硅氧烷树脂层的固化干燥温度,或者取消该硅氧烷树脂层形成时的固化干燥,而是在改性后,在适当的条件下进行固化干燥。
图4是表示改性部4的膜厚和裂痕关系的比较图,是Taber摩擦试验的试验结果的显微镜照片图。除了在上述实施例1中,使丙烯酸树脂层和硅酮聚合物层分别为4μm时,改性部4的膜厚为0.3μm以外,和上述实施例1同样地制造膜厚0.6μm、1.0μm、2.0μm的透明树脂板,基于JISK7204,进行Taber摩擦试验,表示试验的结果。从该图可以确认改性部的膜厚在0.3μm时,不会产生裂痕,在0.6μm以上时,产生裂痕,膜厚越厚,其密度增加越多。裂痕可以认为是因为以下的原因产生的:由于激光改性,引入氧形成二氧化硅,体积膨胀,从而在改性部4具有压缩应力。这种裂痕在改性部厚度为0.6μm以上时,不管透明玻璃基板有多大都会产生。作为不产生裂痕的条件,可以通过适当选择硬涂层3的形成条件以及激光的强度、照射时间、脉冲宽度以及频率,将不产生裂痕的膜厚的限定范围调节为不足0.6μm。
(实施例2)
除了将激光的照射面积设定为刮水器(擦窗装置)叶片的部分以外,和上述实施例1同样地制造透明树脂板。将形成硬涂层3的聚碳酸酯基板1配置在XY工作台上,边移动工作台边照射激光。在这种情况下,预先移动XY工作台,输入控制器中,边只扫描改性的区域,边进行处理。在这种情况下,对处理面积均匀地照射激光,以使改性部和非改性没有高差,提高对于刮水器叶片的磨损性(参照图5)。另外,由于控制膜厚,缓和改性部中的内部应力,所以即使非改性部产生皲裂,也可以长时间防止以其作为触发点,从改性部的端部传播皲裂。
(实施例3)
通过使Kr2型准分子灯的输出能量强度为3.2mW/cm2,在N2气氛中,改性180分钟。直到形成热固化型的底层、硬涂层的工序都和前述相同。接着,通过FT-IR谱图的表面分析,确认改性为二氧化硅。之前的实施例的FT-IR实验图的纵轴是透射率,相对于此,本次是以屏蔽率为纵轴绘图的。改性前(形成硬涂层后)的观测结果如图6A所示,在图6B中表示照射146nm准分子灯后的观察结果。如图6B所示,分割为两岔的Si-O峰变化为单峰,C-H的峰减少或消失。此时的改性部的厚度约为1μm。在本实施例中,为了确认改性为二氧化硅,增厚膜厚,根据之后进行的基于JISK7204的Taber摩擦试验,产生了裂痕。
使用Kr2型准分子灯,形成到0.5μm的改性部,虽然可以是大约一半左右的照射,但是对于形成改性部需要花费时间。
另外,为了改性为二氧化硅,可以通过树脂的气体吸收性,利用从大气吸收的氧。
(实施例4)
通过波长172nm的Xe2型准分子灯代替实施例3的Kr2型准分子灯,进行改性(改性为二氧化硅使用的氧是利用树脂吸收的氧)。形成热固化型底层、硬涂层后,在照明光强度35mW/cm2下,在N2气氛中处理15分钟。在图6C中,表示通过FT-IR观察的结果。根据该观察结果,可以确认和照射146nm同样地改性为SiO2。此时的改性部的厚度也约为1μm。和实施例3同样地,根据之后进行的基于JISK7204的Taber摩擦试验,产生了裂痕。
另外,对实施例4的改性部,根据JISK5400(JISC标准,十字切割胶带剥离法),对密合性进行密合性试验时,确认硬涂层剥离。图7中表示剥离的情形(黑色的线是十字切割的痕迹)。另外,所述的胶带剥离试验是制作1×1mm方形的100个方格,压接玻璃纸胶带后,计数快速剥下时,残留的方格数量的试验。
即使将照射时间缩短为1分钟左右,将改性部的薄膜变薄为0.07μm,可以通过JISK5400试验,确认剥离状况没有差异。可以推测剥离的原因与硬涂膜的改性没有关系。在合成石英玻璃上形成4μm硬涂膜,在测定硬涂膜单成分体的紫外线区域中的透射率时,得到图8这种性质,确认172nm的光透过30%左右。另外,在这种情况下,根据基于JISK7204的Taber摩擦试验,没有发现产生裂痕。
从以上内容,可以认为透过的真空紫外线将基础的底树脂层(丙烯酸树脂)分解,使硬涂层和底层界面的密合性变差。
接着,预先在硬涂液中适当添加紫外线吸收剂,制得防止改性紫外线透过的硬涂层,通过同样的条件(照明光强度35mW/cm2下,进行15分钟,N2气氛中)代替Xe2型准分子灯,进行改性。结果是根据JISK5400的密合试验没有确认硬涂层剥离。作为适合上述目的的紫外线吸收剂希望是以ZnO以及TiO、CaO、SnO等金属氧化物为基础,根据需要掺杂而得到的。作为有机物紫外线吸收剂根据需要可以使用三嗪类化合物。ZnO以及TiO、CaO、SnO氧化金属吸收真空紫外线,分离为金属和氧,失去紫外线吸收能力。因此,真空紫外线从表面,依次以高能状态到达硬涂层的内部,进行改性。此时,认为分离的氧还存在作为二氧化硅而进入情形。
硬涂液的组成本身可以改变为该波长的屏蔽优异的组成。根据和此时使用的光源的波长的关系,制备为硬涂液的光吸收端比光源的波长更高。
在上述实施例中,表示准分子激光、准分子灯的例子,作为照射真空紫外线的光源此外还存在低压水银灯。低压水银灯可以使用184.9nm的灯,在使用这种灯的情况下,和172nm准分子灯同样地,在硬涂层中添加紫外线吸收材料。
在上述实施例中,通过底层2在基板1上形成硬涂层3,也可以通过直接浸涂法,在基板1上形成硅氧烷树脂的硬涂层3,覆盖基板1。在这种情况下,利用透过硬涂层3的波长的真空紫外线时,到达基板1的真空紫外线分解基板1的树脂结构,使基板1和硬涂层3的界面的密合性变差,所以希望在硬涂层3中掺杂ZnO以及TiO、CaO、SnO等金属氧化物。

Claims (8)

1.一种透明树脂板的制造方法,该方法是通过用硬涂层覆盖树脂基板来制造透明树脂板的方法,其特征在于:包括,用硅酮聚合物通过湿法形成前述硬涂层的工序;用波长200nm以下的紫外光源对该硅酮聚合物层的表面侧的一部分照射真空紫外光线,将曝光部分改性为比前述硅酮聚合物层更薄的不足0.6μm厚的以二氧化硅为主成分的硬质薄膜层的工序。
2.根据权利要求1所记载的透明树脂板的制造方法,其特征在于:前述基板是透明树脂基板。
3.根据权利要求1所记载的透明树脂板的制造方法,其特征在于:通过湿法在树脂基板上形成底层,在其上形成前述硬涂层。
4.根据权利要求1所记载的透明树脂板的制造方法,其特征在于:前述硅酮聚合物是硅氧烷树脂。
5.根据权利要求1所记载的透明树脂板的制造方法,其特征在于:作为前述光源使用紫外激光。
6.根据权利要求1所记载的透明树脂板的制造方法,其特征在于:作为前述光源使用准分子灯。
7.透明树脂板的制造方法,该方法是通过用硬涂层覆盖树脂基板来制造透明树脂板的方法,其特征在于:包括,在硅酮聚合物中添加紫外线吸收剂,通过湿法形成硬涂层的工序;用波长200nm以下的紫外光源对该硅酮聚合物层的表面侧的一部分照射真空紫外光线,将曝光部分改性为比前述硅酮聚合物层更薄的不足0.6μm厚的以二氧化硅为主成分的硬质薄膜层的工序。
8.一种透明树脂板,其特征在于:具有覆盖透明树脂基板的硬涂层,该硬涂层由硅酮聚合物形成,其表面侧的一部分构成以二氧化硅为主成分的膜厚不足0.6μm的硬质薄膜,同时和其周边的硅酮聚合物形成平坦面。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5708499B2 (ja) * 2010-01-22 2015-04-30 旭硝子株式会社 ハードコート層を有する樹脂基板の製造方法
WO2012051371A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 3M Innovative Properties Company Ultraviolet radiation crosslinking of silicones
WO2013032771A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 3M Innovative Properties Company Methods for producing an at least partially cured layer
JP6213240B2 (ja) * 2012-04-25 2017-10-18 三菱ケミカル株式会社 積層体及び製造方法
US9302457B2 (en) * 2012-09-07 2016-04-05 Apple Inc. Liquid optically clear adhesive lamination process control
JP2014218103A (ja) * 2013-05-02 2014-11-20 株式会社レニアス 発熱層を有する車両用樹脂ガラスとその製造方法
JP6173146B2 (ja) * 2013-09-25 2017-08-02 小島プレス工業株式会社 樹脂ガラス及びその製造方法
JP6434350B2 (ja) * 2015-03-26 2018-12-05 株式会社レニアス 輸送機器用風防表面の改質方法
GB201506589D0 (en) 2015-04-16 2015-06-03 Dow Corning Surface modifications of silicones
WO2017195350A1 (ja) * 2016-05-13 2017-11-16 株式会社レニアス 樹脂ガラス板及びその製造方法
KR20190096350A (ko) 2016-12-15 2019-08-19 코베스트로 도이칠란트 아게 투명하게 코팅된 폴리카르보네이트 성분, 그의 제조 및 용도
JP6842761B2 (ja) * 2017-03-10 2021-03-17 株式会社レニアス 樹脂ガラス板及びその製造方法
JP6585758B1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-02 株式会社レニアス 樹脂ガラス板及びその製造方法
WO2020209181A1 (ja) * 2019-04-10 2020-10-15 株式会社小糸製作所 車両用の樹脂製部材
JP7440884B2 (ja) 2019-11-25 2024-02-29 株式会社レニアス 樹脂ガラス板及びその製造方法
WO2021112116A1 (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 株式会社小糸製作所 樹脂成形品、車窓用樹脂成形品、および、樹脂成形品の製造方法
JP2020045502A (ja) * 2019-12-27 2020-03-26 信越化学工業株式会社 シリコーンゴム表面の光硬質化方法およびシリコーンゴム成型体
CN114106388A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 京东方科技集团股份有限公司 保护膜及其制造方法、触控板和显示装置
CN115803376A (zh) * 2020-10-05 2023-03-14 株式会社朝日橡胶 合成树脂光学性能的改性方法
WO2024024613A1 (ja) * 2022-07-26 2024-02-01 信越化学工業株式会社 被覆物品およびその製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614271A (en) * 1995-08-11 1997-03-25 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method for the formation of a silica-based coating film
US5770260A (en) * 1993-07-29 1998-06-23 Fujitsu Limited Process for forming silicon dioxide film
JP2002187738A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Nihon University ハードコート膜形成方法
US6566278B1 (en) * 2000-08-24 2003-05-20 Applied Materials Inc. Method for densification of CVD carbon-doped silicon oxide films through UV irradiation
JP2004123816A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency レーザー光を用いたSi−O−Si結合を含む固体化合物の表面改質法
CN101010400A (zh) * 2004-09-01 2007-08-01 触媒化成工业株式会社 透明被膜形成用涂布液及带透明被膜的基材
CN101101876A (zh) * 2006-06-27 2008-01-09 气体产品与化学公司 在还原气氛下固化介电膜

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1420064A (en) * 1971-12-13 1976-01-07 Minnesota Mining & Mfg Coating of plastics materials
JP3196558B2 (ja) 1995-03-06 2001-08-06 信越化学工業株式会社 ハードコーティング剤及びハードコート膜が形成された物品
JPH10249271A (ja) * 1997-03-17 1998-09-22 Sekisui Chem Co Ltd 親水化処理方法
JP3751124B2 (ja) * 1997-07-23 2006-03-01 独立行政法人産業技術総合研究所 ガスバリア性フィルムとその製造法
JP4287015B2 (ja) 2000-02-23 2009-07-01 帝人化成株式会社 表面を保護された透明プラスチック複合体
JP2002220471A (ja) * 2001-01-29 2002-08-09 Jsr Corp ポリシロキサン
JP3950967B2 (ja) 2003-03-11 2007-08-01 防衛省技術研究本部長 真空紫外光を用いたSi−O−Si結合を含む固体化合物膜の酸化ケイ素への改質方法及びパターン形成方法
JP2005070243A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Masataka Murahara 光学材料のガラスコーティング方法
JP2006126799A (ja) * 2004-09-28 2006-05-18 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止フィルムの製造方法、反射防止フィルム、それを用いた偏光板及びそれらを用いた画像表示装置
JP2006122748A (ja) 2004-10-26 2006-05-18 Nippon Soda Co Ltd 有機薄膜形成方法及び有機薄膜形成用溶液
JP2006235491A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Seiko Epson Corp 樹脂板の形成方法および樹脂板
JP2007031565A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Asahi Glass Co Ltd 硬化性シリコーン樹脂組成物、それを用いた気密容器または電子部品の製造方法
JP2007299774A (ja) * 2006-02-20 2007-11-15 Okamoto Kogaku Kakosho:Kk 高密度光励起ファイバーレーザー装置
JP2008024759A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 機能性樹脂基体およびその製造方法
JP2008063536A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Fujifilm Corp 環状オレフィン系樹脂フィルム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5770260A (en) * 1993-07-29 1998-06-23 Fujitsu Limited Process for forming silicon dioxide film
US5614271A (en) * 1995-08-11 1997-03-25 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method for the formation of a silica-based coating film
US6566278B1 (en) * 2000-08-24 2003-05-20 Applied Materials Inc. Method for densification of CVD carbon-doped silicon oxide films through UV irradiation
JP2002187738A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Nihon University ハードコート膜形成方法
JP2004123816A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency レーザー光を用いたSi−O−Si結合を含む固体化合物の表面改質法
CN101010400A (zh) * 2004-09-01 2007-08-01 触媒化成工业株式会社 透明被膜形成用涂布液及带透明被膜的基材
CN101101876A (zh) * 2006-06-27 2008-01-09 气体产品与化学公司 在还原气氛下固化介电膜

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