CN105745075A - 透明树脂叠层体 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种透明性的基板材料或保护材料所使用的、高温和高湿的环境下的形状稳定性、表面硬度优异的合成树脂叠层体。上述课题通过在以聚碳酸酯为主要成分的基材层的单面上叠层树脂组合物而得以解决,该树脂组合物通过将i)苯乙烯系单体单元为45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元为10~30质量%、乙烯系单体为10~35质量%的特定的苯乙烯?不饱和二羧酸共聚物25~100质量%与ii)以乙烯系单体为结构单元的树脂75~0质量%进行聚合物合金化而获得。该本发明的合成树脂叠层体的形状稳定性和表面硬度优异,本发明还提供上述的合成树脂叠层体以及使用了该合成树脂叠层体的透明性材料等。
Description
技术领域
本发明涉及合成树脂叠层体,详细而言,涉及透明性的基板材料或保护材料所使用的、具有聚碳酸酯系基材层和包含特定的苯乙烯系共聚树脂及特定的乙烯系树脂的树脂层(高硬度层)、且高温和高湿的环境下的形状稳定性、表面硬度和/或耐热性优异的合成树脂叠层体。
背景技术
聚碳酸酯树脂板的透明性、耐冲击性和耐热性优异,被应用于防音隔板或车棚、广告牌、施釉材料、照明用器具等,但由于表面硬度低,存在容易划伤的缺点,其用途受到制约。
专利文献1中提出了为了改良该缺点而用紫外线固化树脂等涂敷表面的方法、以及在将聚碳酸酯树脂和丙烯酸系树脂共挤出而得到的基板上实施硬涂的方法。
但是,在聚碳酸酯树脂的表面实施了硬涂的产品,不能满足所要求的铅笔硬度,有时在要求表面硬度的用途中不能使用。
另外,在表层实施丙烯酸系树脂的方法中,虽然表面硬度有一定程度的提高而使得用途扩展到信息显示设备前面板等中,但该方法形成不同材料的两层结构,有时由于丙烯酸系树脂与聚碳酸酯树脂的吸水特性不同,会伴随环境变化而产生翘曲,因此,在发生环境变化的用途中会出现不良情况。
作为抑制翘曲的方法,有在聚碳酸酯树脂层的两面叠层丙烯酸系树脂层的方法,但在对该叠层体的单面施加面冲击时,在其相反面的丙烯酸系树脂层中容易产生裂纹,因使用方法有时会造成问题。
专利文献2中,公开了一种叠层体,其特征在于,作为抑制翘曲的方法,将吸水率低于丙烯酸树脂的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物叠层在聚碳酸酯树脂上,但环境试验中以40℃/90%作为高温高湿的条件是不够的。
专利文献3中公开了以将高硬度改性聚碳酸酯树脂叠层于聚碳酸酯树脂上为特征的叠层体,但对于吸水特性和环境变化时的形状稳定性并未提及。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-103169号公报
专利文献2:日本特开2010-167659号公报
专利文献3:日本特表2009-500195号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种透明性的基板材料或保护材料所使用的、即使在高温或高湿的环境下也不会产生翘曲的形状稳定性、表面硬度和耐热性优异的合成树脂叠层体。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明的发明人反复进行深入研究,结果发现:通过在以聚碳酸酯为主要成分的基材层的单面上叠层下述树脂组合物,能够获得形状稳定性和表面硬度优异的合成树脂叠层体,从而完成了本发明。上述树脂组合物通过将i)苯乙烯系单体单元为45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元为10~30质量%、乙烯系单体为10~35质量%的特定的苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物25~100质量%与ii)以乙烯系单体为结构单元的树脂75~0质量%进行聚合物合金化而获得。
即,本发明提供以下的合成树脂叠层体以及使用了该合成树脂叠层体的透明性材料。
<1>一种合成树脂叠层体,其特征在于:该合成树脂叠层体通过将含有树脂(A)的树脂层(高硬度层)叠层于含有聚碳酸酯(B)的树脂层(基材层)的单面而获得,树脂(A)含有特定的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1)和以乙烯系单体为结构单元的树脂(a2),上述(a1)为包括苯乙烯系单体单元45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元10~30质量%、乙烯系单体10~35质量%的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物,树脂(A)中的上述(a1)的比率为25~100质量%,上述(a2)的比率为75~0质量%。
<2>根据上述<1>所述的合成树脂叠层体,其特征在于,上述(a1)的乙烯系单体单元为甲基丙烯酸甲酯。
<3>根据上述<1>或<2>所述的合成树脂叠层体,其特征在于,上述树脂(A)包括质均分子量为50000~300000的上述苯乙烯系共聚物(a1)25~100质量%和质均分子量为50000~500000的甲基丙烯酸甲酯树脂(a2)75~0质量%。
<4>根据上述<1>~<3>中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于,含有上述树脂(A)的树脂层的厚度为10~250μm,上述合成树脂叠层体的整体厚度为0.1~2.0mm的范围,该树脂层/合成树脂叠层体的整体厚度之比为0.01~0.5。
<5>根据上述<1>~<4>中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于,上述聚碳酸酯(B)的质均分子量为25000~75000。
<6>根据上述<1>~<5>中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于,上述树脂层和/或上述基材层含有紫外线吸收剂。
<7>根据上述<1>~<6>中任一项所述的合成树脂叠层体,其中,在含有上述树脂(A)的树脂层上实施了硬涂处理。
<8>根据上述<1>~<7>中任一项所述的合成树脂叠层体,其中,在上述合成树脂叠层体的单面或两面实施了防反射处理、防污处理、耐指纹处理、防静电处理、耐候性处理和防眩处理中的任意一种以上。
<9>一种包括上述<1>~<8>中任一项所述的合成树脂叠层体的透明性基板材料。
<10>一种包括上述<1>~<8>中任一项所述的合成树脂叠层体的透明性保护材料。
<11>一种包括上述<1>~<8>中任一项所述的合成树脂叠层体的触摸面板前面保护板。
<12>一种包括上述<1>~<8>中任一项所述的合成树脂叠层体的用于OA设备或便携式电子设备的前面板。
发明效果
根据本发明,能够提供高温和高湿的环境下的防翘曲性等形状稳定性、表面硬度和/或耐冲击性优异的合成树脂叠层体,该合成树脂叠层体能够用作透明性基板材料或透明性保护材料。具体而言,适合在便携电话终端、便携式电子娱乐设备、便携信息终端、移动PC等的便携式的显示器、或笔记本型PC、台式PC液晶监视器、液晶电视机等的设置型的显示器等中,例如作为保护这些设备的前面板使用。
具体实施方式
以下,例示制造例和实施例等详细地对本发明进行说明,但本发明并不限定于所例示的制造例和实施例等,只要在不大幅偏离本发明的内容的范围内,能够变更为任意的方法来进行。
本发明是将含有树脂(A)的树脂层(高硬度层)叠层于含有聚碳酸酯(B)的树脂层(基材层)的单面而得到的合成树脂叠层体,该树脂(A)含有将特定的苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物(a1)25~100质量%和以乙烯系单体为结构单元的树脂(a2)75~0质量%进行聚合物合金化而得到的树脂组合物,其特征在于,上述(a1)为包括苯乙烯系单体单元45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元10~30质量%、乙烯系单体10~35质量%的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物,树脂(A)中的上述(a1)的比率为25~100质量%,上述(a2)的比率为75~0质量%。
<苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1)>
本发明的叠层体所使用的上述(a1)为包括苯乙烯系单体单元45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元10~30质量%、乙烯系单体10~35质量%的苯乙烯系共聚物。
苯乙烯系单体没有特别限定,可以使用任意公知的苯乙烯系单体,从容易获得的观点来看,可举出:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯等。其中,从相溶性的观点来看,特别优选苯乙烯。这些苯乙烯系单体也可以混合两种以上。
作为不饱和二羧酸酐单体,可举出:马来酸、衣康酸、柠康酸、乌头酸等的酸酐,从与乙烯系单体的相溶性的观点来看,优选马来酸酐。这些不饱和二羧酸酐系单体也可以混合两种以上。
作为乙烯系单体,例如可举出:丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等的乙烯系单体。从与乙烯系单体的相溶性的观点来看,优选甲基丙烯酸甲酯(MMA)。这些乙烯系单体也可以混合两种以上。
苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1)的重均分子量优选为50000~300000,更优选为100000~250000。在重均分子量为50000~300000的情况下,与含有(a2)乙烯系单体的树脂的相溶性良好,耐热性的提高效果优异。其中,(a1)的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和分子量分布(Mw/Mn)可以通过使用THF或氯仿作为溶剂的凝胶渗透色谱进行测定。
<含有乙烯系单体的树脂(a2)>
本发明中使用的含有乙烯系单体的树脂(a2),例如可举出:将丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等的乙烯系单体均聚而得到的树脂。作为单体单元,特别优选甲基丙烯酸甲酯。另外,也可以是含有两种以上的上述单体单元的共聚物。
本发明中,含有乙烯系单体的树脂(a2)的重均分子量由与苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1)的混合(分散)的容易程度和上述树脂(A)的制造的容易程度决定。即,在含有乙烯系单体的树脂(a2)的重均分子量过大时,(a1)与(a2)的熔融粘度差过大,因此,两者的混合(分散)变差,引起上述树脂(A)的透明性恶化或不能继续稳定的熔融混炼等不良情况。相反,在含有乙烯系单体的树脂(a2)的重均分子量过小时,树脂(A)的强度降低,因此,会产生合成树脂叠层板的耐冲击性降低等问题。含有乙烯系单体的树脂(a2)的重均分子量优选为50000~700000的范围,更优选为60000~550000的范围。进一步优选为70000~500000的范围。
<树脂(A):苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物(a1)和含有乙烯系单体的树脂(a2)的混合体>
本发明中,关于苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物(a1)和含有乙烯系单体的树脂(a2)的组合比,相对于(a1)成分100~25质量%,(a2)成分为0~75质量%。优选相对于(a1)成分75~25质量%,(a2)成分为25~75质量%。更优选相对于(a1)成分30~75质量%,(a2)成分为70~25质量%。通过设定在该组成比内,能够形成维持透明性、并且获得了耐热性及表面硬度、吸水率等各种物性的平衡的树脂(A)。
<聚碳酸酯(B)>
本发明中所使用的聚碳酸酯(B)只要在分子主链中包含碳酸酯键、即包含-[O-R-OCO]-单元(R为包含脂肪族基团、芳香族基团、或脂肪族基团和芳香族基团两者的基团,并且具有直链结构或支链结构)即可,没有特别限制,特别优选使用包含下式[1]的构造单元的聚碳酸酯。通过使用这样的聚碳酸酯,能够得到耐冲击性优异的树脂叠层体。
本发明中,聚碳酸酯(B)的重均分子量影响合成树脂叠层体的耐冲击性和成型条件。即,在重均分子量过小的情况下,合成树脂叠层体的耐冲击性降低,故而不优选。在重均分子量过高的情况下,在叠层包含树脂(A)的树脂层(以下有时记作“高硬度层”)时,有时需要过量的热源,因而不优选。另外,由于根据成型法需要较高的温度,因此,树脂(A)被暴露于高温下,有时会对其热稳定性造成不良影响。聚碳酸酯(B)的重均分子量优选为25000~75000,更优选为30000~70000。进一步优选为35000~65000。
<各种材料的制造方法>
本发明的合成树脂叠层体的形成方法没有特别限定。例如有:将分别形成的高硬度层和包含聚碳酸酯(B)的基材层叠层,对两者进行加热压接的方法;将分别形成的高硬度层和基材层叠层,利用粘接剂将两者粘接的方法;将树脂(A)和聚碳酸酯(B)共挤出成型的方法;使用预先形成的高硬度层,将聚碳酸酯(B)进行模内成型并一体化的方法等各种方法。从制造成本和生产率的观点来看,优选进行共挤出成型的方法。
本发明中使用的聚碳酸酯(B)的制造方法可以为公知的碳酰氯法(界面聚合法)、酯交换法(熔融法)等,可以根据所使用的单体适当选择。
本发明中,树脂(A)的制造方法没有特别限制,能够应用使用例如转筒或亨舍尔混合机、超级混合机等混合机将所需的成分预先混合,然后用班伯里混合机、辊、布拉本德混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、加压捏合机等机械进行熔融混炼等的公知的方法。
<树脂叠层体>
本发明中,高硬度层的厚度影响合成树脂叠层体的表面硬度和耐冲击性。即,高硬度层的厚度过薄时,表面硬度降低,因而不优选。高硬度层的厚度过厚时,耐冲击性变差,因而不优选。高硬度层的厚度优选为10~250μm,更优选为30~200μm。进一步优选为60~150μm。
本发明中,合成树脂叠层体(片材)的整体厚度影响合成树脂叠层体的暴露于高温高湿时的变形量(翘曲量)和耐冲击性。即,整体厚度过薄时,暴露于高温高湿时的变形量(翘曲量)变大,耐冲击性降低。整体厚度厚时,暴露于高温高湿时的变形量(翘曲量)变小,能够确保耐冲击性,但在厚度达到必要厚度以上的情况下,基材层使用过量的原料而不经济。合成树脂叠层体的总厚度优选为0.1~2.0mm,更优选为0.3~2.0mm。进一步优选为0.5~1.5mm。
本发明中,能够在高硬度层和/或基材层中混合使用紫外线吸收剂。紫外线吸收剂的含量过少时,耐光性不足;含量过多时,根据成型法有时过量的紫外线吸收剂会因施加高温而飞散,污染成型环境,因此,有时会引起不良情况。紫外线吸收剂的含有比例优选为0~5质量%,更优选为0~3质量%,进一步优选为0~1质量%。作为紫外线吸收剂,例如,可举出2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十八烷氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4,4′-二甲氧基二苯甲酮、2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮等二苯甲酮类紫外线吸收剂;2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)苯并三唑、(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚等苯并三唑类紫外线吸收剂;水杨酸苯酯、2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等苯甲酸酯类紫外线吸收剂;双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯等受阻胺类紫外线吸收剂;2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羟基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-苄氧基苯基)-1,3,5-三嗪等三嗪类紫外线吸收剂等。混合的方法没有特别限定,能够使用进行全量混合的方法、将母料干式掺混的方法、进行全量干式掺混的方法等。
本发明中,能够在高硬度层和/或基材层中混合使用各种添加剂。作为添加剂,例如,可举出抗氧化剂或抗着色剂、抗静电剂、脱模剂、润滑剂、染料、颜料、增塑剂、阻燃剂、树脂改性剂、相溶化剂、有机填料或无机填料等强化材料等。混合的方法没有特别限定,能够使用进行全量混合的方法、将母料干式掺混的方法、进行全量干式掺混的方法等。
本发明中,可以对含有树脂(A)的高硬度层侧的表面或基材层侧的表面实施硬涂处理。例如,通过使用利用热能和/或光能固化的硬涂涂料的硬涂处理,形成硬涂层。作为利用热能固化的硬涂涂料,例如,可举出聚有机硅氧烷类、交联型丙烯酸类等的热固化型树脂组合物。另外,作为利用光能固化的硬涂涂料,例如,可举出在由作为1官能和/或多官能的丙烯酸酯单体和/或低聚物构成的树脂组合物中加入有光聚合引发剂的光固化型树脂组合物等。
本发明中,作为在高硬度层上实施的利用热能使其固化的硬涂涂料,例如,可以举出在由有机三烷氧基硅烷100质量份和含有粒径为4~20nm的胶体二氧化硅10~50质量%的胶体二氧化硅溶液50~200质量份构成的树脂组合物100质量份中,添加有羧酸胺和/或羧酸季铵盐1~5质量份的热固化型树脂组合物等。
本发明中,作为在高硬度层上实施的利用光能使其固化的硬涂涂料,例如,可以举出在由三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯40~80质量%和能够与三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯共聚的2官能和/或3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物20~60质量%构成的树脂组合物100质量份中,添加有光聚合引发剂1~10质量份的光固化型树脂组合物等。
作为在本发明中的基材层上实施的利用光能使其固化的硬涂涂料,例如,可以举出在由1,9-壬二醇二丙烯酸酯20~60质量%、和含有能够与1,9-壬二醇二丙烯酸酯共聚的2官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯单体、以及2官能以上的多官能聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或2官能以上的多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或2官能以上的多官能环氧(甲基)丙烯酸酯低聚物的化合物40~80质量%构成的树脂组合物100质量份中,添加有光聚合引发剂1~10质量份的光固化型树脂组合物等。
涂布本发明的硬涂涂料的方法没有特别限定,能够使用公知的方法。例如,可以举出旋涂法、浸渍法、喷雾法、滑动涂布法、棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、弯液面涂布法(meniscus coating)、苯胺印刷法、丝网印刷法、拍涂法、流涂法等。
为了提高硬涂层的密合性,有时在硬涂之前进行涂布面的前处理。作为处理例,可以举出喷砂法、溶剂处理法、电晕放电处理法、铬酸处理法、火焰处理法、热风处理法、臭氧处理法、紫外线处理法、利用树脂组合物的底涂处理法等公知的方法。
本发明中的高硬度层、基材层和硬涂层的各材料优选通过过滤器处理来过滤精制。通过过滤器生成或叠层,能够得到异物和缺陷等外观不良少的合成树脂叠层体。过滤方法没有特别限制,能够使用熔融过滤、溶液过滤或其组合等。
所使用的过滤器没有特别限制,能够使用公知的过滤器,可以根据各材料的使用温度、粘度、过滤精度而适当选择。作为过滤器的滤材,没有特别限定,聚丙烯、棉、聚酯、粘胶法人造丝或玻璃纤维的无纺布或粗纱卷、酚醛树脂含浸纤维素、金属纤维无纺布烧结体、金属粉末烧结体、多孔板或它们的组合等均可使用。特别是在考虑耐热性和耐久性、耐压力性时,优选将金属纤维无纺布烧结得到的类型。
就过滤精度而言,对于树脂(A)和聚碳酸酯(B)为50μm以下,优选为30μm以下,进一步优选为10μm以下。另外,从涂布于合成树脂叠层板的最表层的方面考虑,硬涂剂的过滤精度为20μm以下,优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下。
关于树脂(A)和聚碳酸酯(B)的过滤,例如,优选使用热塑性树脂熔融过滤所使用的聚合物过滤器。聚合物过滤器根据其结构分为叶片盘式过滤器、烛式过滤器、填充盘式过滤器、圆筒型过滤器等,特别优选有效过滤面积大的叶片盘式过滤器。
本发明的合成树脂叠层体,可以对其单面或两面实施防反射处理、防污处理、防静电处理、耐候性处理和防眩处理中的任意一种以上。防反射处理、防污处理、防静电处理、耐候性处理和防眩处理的方法没有特别限定,能够使用公知的方法。例如,可以举出涂布反射降低涂料的方法、蒸镀电介质薄膜的方法、涂布防静电涂料的方法等。
实施例
以下,利用实施例,具体地对本发明进行说明。但是,本发明不受这些实施例的任何限制。
制造例中所得到的叠层树脂的物性测定、以及实施例和比较例中所得到的合成树脂叠层体的评价如下进行。
<重均分子量>
预先将标准聚苯乙烯溶于氯仿,将利用凝胶渗透色谱法(GPC)测得的校准曲线作为基准,同样利用GPC对苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物(a1)、含有乙烯系单体的树脂(a2)和聚碳酸酯树脂(B)进行测定。通过两者的比较,即标准聚苯乙烯与a1、标准聚苯乙烯与a2以及标准聚苯乙烯与B的比较,算出a1、a2和B各树脂的重均分子量。在任意情况下,均为聚苯乙烯换算的值。
GPC的装置结构如下。
装置:Wates 2690
柱:Shodex GPC KF-805L×300mm 2连结
展开剂:氯仿
流速:1ml/min
温度:30℃
检测器:UV···486nm聚碳酸酯(B)
RI···苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物(a1)和含有乙烯系单体的树脂(a2)
<吸水率>
按照JIS-K7209A法,进行吸水率测定。首先,制作通过压制成形制成的60mm×60mm×1.0mm的试验片,将其放入50℃的烘箱使其干燥。24小时后,将试验片从烘箱中取出,在温度调节为23℃的干燥器中冷却。1小时后,测定试验片的重量,然后投入23℃的水中。480小时后,从水中取出试验片,擦拭掉表面的水分后测定重量。用投入水中后的重量与刚干燥后的重量之差除以刚干燥后的重量,将其值乘以100,由此算出吸水率。
<高温高湿曝露试验>
将试验片切成10cm×6cm的四边形。将试验片置于2点支撑型的支架,投入设定为温度23℃、相对湿度50%的环境试验机中24小时以上,进行状态调节之后,测定翘曲(处理前)。接着,将试验片置于支架,投入设定为温度85℃、相对湿度85%的环境试验机中,在该状态下保持120小时。接着连支架一起移动至设定为温度23℃、相对湿度50%的环境试验机中,在该状态下保持4小时后,再次测定翘曲(处理后)。翘曲的测定使用具备电动载台的3维形状测定机,将取出的试验片以向上凸起的状态水平静置,以1mm间隔进行扫描,测量中央部的隆起作为翘曲。将(处理后翘曲量)-(处理前翘曲量)作为形状变化量,并评价形状稳定性。
<铅笔硬度试验>
按照JIS K 5600-5-4,以相对于表面的角度45度、负荷750g在树脂(A)的表面逐渐增加硬度地按压铅笔,将不产生伤痕的最硬的铅笔的硬度评价为铅笔硬度。
<玻璃化转变温度测定>
使用PerkinElmer公司制的示差扫描量热计Pyris1型,在氮气氛围下以25℃保持1分钟后,在10℃/分钟的升温速度下进行测定,将使用切线法得到的DSC曲线中两切线的交点作为玻璃化转变温度求得。玻璃化转变温度为110℃以上评价为合格。
<各种材料例>
树脂A和聚碳酸酯树脂B例示下述表示的材料,但不仅限定于此。
A1:苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物,电气化学工业株式会社KX-378
A2:苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物,电气化学工业株式会社KX-381
A3:含有乙烯系单体的树脂,KURARAY株式会社制甲基丙烯酸甲酯树脂PARAPET HR-L
A4:含有乙烯系单体的树脂,Arkema株式会社制ALTUGLASHT121
A5:含有乙烯系单体的树脂,新日铁化学株式会社制MS800
B1:聚碳酸酯树脂,三菱工程塑料株式会社制Iupilon S-1000
制造例1〔树脂(A11)粒料的制造〕
将作为苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1)的KX-378(电气化学工业制,重均分子量:170000,苯乙烯系单体:不饱和二羧酸酐单体:乙烯系单体之比b1:b2:b3=65:15:20)25质量%、作为以乙烯系单体为结构单元的树脂(a2)的甲基丙烯酸甲酯树脂PARAPET HR-L(KURARAY制)75质量%、磷系添加剂PEP36(ADEKA制)500ppm和硬脂酸单甘油酯(制品名:H-100,Riken Vitamin制)0.2%利用掺合机混合20分钟,之后,使用螺杆径26mm的双螺杆挤出机,以转筒温度260℃进行熔融混炼,挤出成股线状,并利用造粒机进行粒料化。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为110℃,吸水率为0.9%。
制造例2〔树脂(A12)粒料的制造〕
以制造例1中使用的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物KX-378 50质量%、作为甲基丙烯酸甲酯树脂的PARAPET HR-L 50质量%的比率混合并进行粒料化。粒料化以与制造例1相同的条件进行。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为118℃,吸水率为0.7%。
制造例3〔树脂(A13)粒料的制造〕
以制造例1中使用的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物KX-378 75质量%、作为甲基丙烯酸甲酯树脂的PARAPET HR-L 25质量%的比率混合并进行粒料化。粒料化以与制造例1相同的条件进行。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为121℃,吸水率为0.6%。
制造例4〔树脂(A14)粒料的制造〕
将作为苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物的KX-381(电气化学工业制,重均分子量:185000,b1:b2:b3=55:20:25)25质量%、作为甲基丙烯酸甲酯树脂的PARAPET HR-L 75质量%、磷系添加剂PEP36(ADEKA制)500ppm和硬脂酸单甘油酯(制品名:H-100,RikenVitamin制)0.2%利用掺合机混合20分钟,之后,使用螺杆径26mm的双螺杆挤出机,以料筒温度260℃进行熔融混炼,挤出成股线状,并利用造粒机进行粒料化。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为114℃,吸水率为0.9%,铅笔硬度为2H。
制造例5〔树脂(A15)粒料的制造〕
将作为苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1:后述表1中的B)的KX-381(电气化学工业制,重均分子量:185000,b1:b2:b3=55:20:25)50质量%、作为甲基丙烯酸甲酯树脂(a2:后述表1中的A)的PARAPET HR-L 50质量%、磷系添加剂PEP36(ADEKA制)500ppm和硬脂酸单甘油酯(制品名:H-100,Riken Vitamin制)0.2%利用掺合机混合20分钟,之后,使用螺杆径26mm的双螺杆挤出机,以料筒温度260℃进行熔融混炼,挤出成股线状,并利用造粒机进行粒料化。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为121℃,吸水率为0.8%,铅笔硬度为H。
制造例6〔树脂(A16)粒料的制造〕
将作为苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1:后述表1中的B)的KX-381(电气化学工业制,重均分子量:185000,b1:b2:b3=55:20:25)75质量%、作为甲基丙烯酸甲酯树脂(a2:后述表1中的A)的PARAPET HR-L 25质量%、磷系添加剂PEP36(ADEKA制)500ppm和硬脂酸单甘油酯(制品名:H-100,Riken Vitamin制)0.2%利用掺合机混合20分钟,之后,使用螺杆径26mm的双螺杆挤出机,以料筒温度260℃进行熔融混炼,挤出成股线状,并利用造粒机进行粒料化。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为127℃,吸水率为0.7%,铅笔硬度为H。
制造例7〔树脂(A17)粒料的制造〕
将作为苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物的KX-381(电气化学工业制,重均分子量:185000,b1:b2:b3=55:20:25)50质量%、作为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯树脂的ESTYREN MS800(新日铁化学制)50质量%、磷系添加剂PEP36(ADEKA制)500ppm和硬脂酸单甘油酯(制品名:H-100,Riken Vitamin制)0.2%利用掺合机混合20分钟,之后,使用螺杆径26mm的双螺杆挤出机,以料筒温度260℃进行熔融混炼,挤出成股线状,并利用造粒机进行粒料化。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为114℃,吸水率为0.5%。
制造例9〔被覆于高硬度层上的光固化型树脂组合物(C11)的制造〕
在具备搅拌叶片的混合槽中,加入由三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(Aldrich公司制)60质量份、新戊二醇低聚丙烯酸酯(大阪有机化学工业株式会社制,商品名:215D)40质量份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(Ciba Japan公司制,商品名:DAROCUR TPO)1质量份、1-羟基环己基苯基酮(Aldrich公司制)0.3质量份和2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(Ciba Japan公司制,商品名:TINUVIN234)1质量份构成的组合物,保持在40℃并搅拌1小时,得到光固化型树脂组合物(C11:参照后述表2)。
制造例10〔被覆于基材层上的光固化型树脂组合物(C12)的制造〕
在具备搅拌叶片的混合槽中,加入由1,9-壬二醇二丙烯酸酯(大阪有机化学工业株式会社制,商品名:Viscoat#260)40质量份、6官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物(新中村化学工业株式会社制,商品名:U-6HA)40质量份、琥珀酸/三羟甲基乙烷/丙烯酸的摩尔比为1/2/4的缩合物20质量份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(Ciba Japan公司制,商品名:DAROCUR TPO)2.8质量份、二苯甲酮(Aldrich公司制)1质量份和2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(CibaJapan公司制,商品名:TINUVIN234)1质量份构成的组合物,保持在40℃并搅拌1小时,得到光固化型树脂组合物(C12)。
比较制造例1〔树脂(D11)粒料的制造〕
将作为苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物的KX-378(电气化学工业制,重均分子量:170000,b1:b2:b3=65:15:20)10质量%、作为甲基丙烯酸甲酯树脂的PARAPET HR-L(KURARAY制)90质量%、磷系添加剂PEP36(ADEKA制)500ppm和硬脂酸单甘油酯(制品名:H-100,Riken Vitamin制)0.2%利用掺合机混合20分钟,之后,使用螺杆径26mm的双螺杆挤出机,以料筒温度260℃进行熔融混炼,挤出成股线状,并利用造粒机进行粒料化。能稳定地制造粒料。
所得到的粒料是透明的,玻璃化转变温度为100℃,吸水率为1.2%。
实施例1
使用具有螺杆径40mm的单螺杆挤出机、螺杆径75mm的单螺杆挤出机和与各挤出机连结的多歧管模头的多层挤出装置,形成合成树脂叠层体。向螺杆径为40mm的单螺杆挤出机中连续地导入制造例1中得到的树脂(A11),以料筒温度240℃、排出量4.0kg/h的条件挤出。另外,向螺杆径为75mm的单螺杆挤出机中连续地导入聚碳酸酯树脂(B1:参照表2)(三菱工程塑料株式会社制,商品名:Iupilon S-1000,上述式[1]的芳香族聚碳酸酯,质均分子量:33000),以料筒温度270℃、排出量63.0kg/h挤出。将由各挤出机挤出的树脂在多歧管内部叠层,制成片状并从T模挤出,一边利用从上游侧起设为温度130℃、120℃、190℃的3根镜面加工辊进行镜面转印,一边进行冷却,得到(A11)与(B1)的叠层体(E1)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A11)构成的层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为200μm,铅笔硬度试验的结果为2H。
实施例2
在实施例1中得到的叠层体(E1)的由(A11)构成的高硬度层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例9中得到的光固化型树脂组合物(C11),利用PET膜覆盖压接。另外,在由(B1)构成的基材层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例10中得到的光固化型树脂组合物(C12),并利用PET膜覆盖压接。然后,利用具备光源距离12cm、输出80W/cm的高压水银灯的传送带,以线速度1.5m/分钟的条件照射紫外线使之固化,剥离PET膜,得到在高硬度层和基材层上分别具备由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(E2)。高温高湿暴露试验的结果为9μm,铅笔硬度试验的结果为4H。除了将40mm单螺杆挤出机的排出量设为7.0kg/h、将75mm单螺杆挤出机的排出量设为60.0kg/h以外,与实施例1同样操作,得到(A11)和(B1)的叠层体(E2)。
所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A11)构成的高硬度层的厚度在中央附近为100μm。高温高湿暴露试验的结果为300μm,铅笔硬度试验的结果为4H。
实施例3
除了使用树脂(A12)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A12)和(B1)的叠层体(E4)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A12)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为100μm,铅笔硬度试验的结果为H。
实施例4
除了将40mm单螺杆挤出机的排出量设为7.0kg/h、将75mm单螺杆挤出机的排出量设为60.0kg/h以外,与实施例3同样操作,得到(A12)和(B1)的叠层体(E4)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A11)构成的高硬度层的厚度在中央附近为100μm。高温高湿暴露试验的结果为150μm,铅笔硬度试验的结果为2H。
实施例5
在实施例4中得到的叠层体(E4)的由(A12)构成的高硬度层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例9中得到的光固化型树脂组合物(C11),并利用PET膜覆盖压接。另外,在由(B1)构成的基材层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例10中得到的光固化型树脂组合物(C12),并利用PET膜覆盖压接。然后,利用具备光源距离12cm、输出80W/cm的高压水银灯的传送带,以线速度1.5m/分钟的条件照射紫外线使之固化,剥离PET膜,得到在高硬度层和基材层上分别具备由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(E5)。高温高湿暴露试验的结果为200μm,铅笔硬度试验的结果为4H。
实施例6
除了使用树脂(A13)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A13)和(B1)的叠层体(E6)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A12)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为90μm,铅笔硬度试验的结果为H。
实施例7
除了使用树脂(A14)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A14)和(B1)的叠层体(E7)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A12)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为200μm,铅笔硬度试验的结果为2H。
实施例8
除了使用树脂(A15)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A15)和(B1)的叠层体(E8)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A12)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为120μm,铅笔硬度试验的结果为2H。
实施例9
在实施例8中得到的叠层体(E8)的由(A15)构成的高硬度层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例9中得到的光固化型树脂组合物(C11),并利用PET膜覆盖压接。另外,在由(B1)构成的基材层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例10中得到的光固化型树脂组合物(C12),并利用PET膜覆盖压接。然后,利用具备光源距离12cm、输出80W/cm的高压水银灯的传送带,以线速度1.5m/分钟的条件照射紫外线使之固化,剥离PET膜,得到在高硬度层和基材层上分别具备由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(E9)。高温高湿暴露试验的结果为200μm,铅笔硬度试验的结果为4H。
实施例10
除了使用树脂(A16)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操纵,得到(A16)和(B1)的叠层体(E10)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A12)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为100μm,铅笔硬度试验的结果为H。
实施例11
除了使用树脂(A17)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A18)和(B1)的叠层体(E11)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A17)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为80μm,铅笔硬度试验的结果为2H。
实施例12
在实施例11中得到的叠层体(E11)的由(A17)构成的高硬度层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例9中得到的光固化型树脂组合物(C11),并利用PET膜覆盖压接。另外,在由(B1)构成的基材层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例10中得到的光固化型树脂组合物(C12),并利用PET膜覆盖压接。然后,利用具备光源距离12cm、输出80W/cm的高压水银灯的传送带,以线速度1.5m/分钟的条件照射紫外线使之固化,剥离PET膜,得到在高硬度层和基材层上分别具备由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(E12)。高温高湿暴露试验的结果为150μm,铅笔硬度试验的结果为3H。
实施例13
除了使用树脂(A1)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A1)和(B1)的叠层体(E13)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A1)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为40μm,铅笔硬度试验的结果为H。
实施例14
除了使用树脂(A2)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A2)和(B1)的叠层体(E14)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A2)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为80μm,铅笔硬度试验的结果为H。
实施例15
在实施例14中得到的叠层体(E14)的由(A2)构成的高硬度层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例9中得到的光固化型树脂组合物(C11),并利用PET膜覆盖压接。另外,在由(B1)构成的基材层上,使用棒涂机以固化后的涂膜厚度为3~8μm的方式涂布制造例10中得到的光固化型树脂组合物(C12),并利用PET膜覆盖压接。然后,利用具备光源距离12cm、输出80W/cm的高压水银灯的传送带,以线速度1.5m/分钟的条件照射紫外线使之固化,剥离PET膜,得到在高硬度层和基材层上分别具有由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(E15)。高温高湿暴露试验的结果为100μm,铅笔硬度试验的结果为3H。
比较例1
除了使用树脂(A3)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A3)和(B1)的叠层体(F1)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A3)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为1000μm,铅笔硬度试验的结果为3H。
比较例2
除了使用树脂(A4)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(A4)和(B1)的叠层体(F2)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A4)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为1200μm,铅笔硬度试验的结果为3H。
比较例3
使用甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(A5)(新日铁化学制MS树脂,商品名:MS800)代替树脂(A11)、并使用聚碳酸酯(B1)(三菱工程塑料株式会社制,商品名:Iupilon S-1000,质均分子量:27000),将螺杆径32mm的单螺杆挤出机的料筒温度设为220℃、将辊温度从上游起设为130℃、140℃、190℃,除此以外,与实施例1同样操作,得到(A5)和(B1)的叠层体(F3)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(A3)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。另外,与实施例3同样操作,得到叠层体(F3)的高硬度层和基材层上分别具备由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(F4)。高温高湿暴露试验的结果为500μm,铅笔硬度试验的结果为3H。
比较例4
使用聚碳酸酯(B1)(三菱工程塑料株式会社制,商品名:IupilonS-1000,质均分子量:27000)代替树脂(A11),将螺杆径32mm的单螺杆挤出机的料筒温度设为260℃、将辊温度从上游起设为130℃、140℃、190℃,除此以外,与实施例1同样操作,得到(B1)和(B1)的叠层体(F5)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,铅笔硬度试验的结果为2B。另外,与实施例3同样操作,得到叠层体(F5)上分别具备由(C11)和(C12)构成的硬涂层的叠层体(F6)。高温高湿暴露试验的结果为100μm,铅笔硬度试验的结果为HB。
比较例5
除了使用树脂(D11)代替树脂(A11)以外,与实施例1同样操作,得到(D11)和(B1)的叠层体(F7)。所得到的叠层体的整体厚度为1.0mm,由(D11)构成的高硬度层的厚度在中央附近为60μm。高温高湿暴露试验的结果为700μm,铅笔硬度试验的结果为3H。
如实施例和比较例所示,在以聚碳酸酯为主要成分的基材层的单面叠层有将i)苯乙烯系单体单元为45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元为10~30质量%、乙烯系单体为10~35质量%的特定的苯乙烯-不饱和二羧酸共聚物25~100质量%和ii)以乙烯系单体为结构单元的树脂75~0质量%进行聚合物合金化而得到的树脂组合物的树脂叠层体,与将以乙烯系单体为结构单元的树脂单独叠层于以聚碳酸酯树脂为主要成分的基材层上而成的比较例的树脂叠层体相比,具有高的表面硬度和耐热性,并且具有高温高湿环境下的尺寸稳定性。
由表1和2可以确认,本发明的合成树脂叠层体在高温和高湿的环境下的形状变化量(翘曲量)小,形状稳定性优异,并且表面硬度、耐候性和耐热性也均优异。
[表1]
[表2]
产业上的可利用性
本发明的合成树脂叠层体具有高温和高湿的环境下的防翘曲性等的形状稳定性、表面硬度、耐冲击性、耐候性和耐热性优异的特征,适合用作透明性基板材料、透明性保护材料等,特别适合用作OA设备·便携式电子设备的显示部前面板或触摸面板基板以及热弯曲加工用片材。
Claims (12)
1.一种合成树脂叠层体,其特征在于:
该合成树脂叠层体通过将含有树脂(A)的树脂层(高硬度层)叠层于含有聚碳酸酯(B)的树脂层(基材层)的单面而形成,
树脂(A)含有特定的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物(a1)和以乙烯系单体为结构单元的树脂(a2),
所述(a1)为包括苯乙烯系单体单元45~70质量%、不饱和二羧酸酐单体单元10~30质量%、乙烯系单体10~35质量%的苯乙烯-不饱和二羧酸系共聚物,
树脂(A)中的所述(a1)的比率为25~100质量%,所述(a2)的比率为75~0质量%。
2.根据权利要求1所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
所述(a1)的乙烯系单体单元为甲基丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求1或2所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
所述树脂(A)包括质均分子量为50000~300000的所述苯乙烯系共聚物(a1)25~100质量%和质均分子量为50000~500000的甲基丙烯酸甲酯树脂(a2)75~0质量%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
含有所述树脂(A)的树脂层的厚度为10~250μm,所述合成树脂叠层体的整体厚度为0.1~2.0mm的范围,该树脂层的厚度/合成树脂叠层体的整体厚度之比为0.01~0.5。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
所述聚碳酸酯(B)的质均分子量为25000~75000。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
所述树脂层和/或所述基材层含有紫外线吸收剂。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
在含有所述树脂(A)的树脂层的表面实施了硬涂处理。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的合成树脂叠层体,其特征在于:
在所述合成树脂叠层体的单面或两面实施了防反射处理、防污处理、耐指纹处理、防静电处理、耐候性处理和防眩处理中的任意一种以上。
9.一种包括权利要求1~8中任一项所述的合成树脂叠层体的透明性基板材料。
10.一种包括权利要求1~8中任一项所述的合成树脂叠层体的透明性保护材料。
11.一种包括权利要求1~8中任一项所述的合成树脂叠层体的触摸面板前面保护板。
12.一种包括权利要求1~8中任一项所述的合成树脂叠层体的用于OA设备或便携式电子设备的前面板。
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