JP2001171049A - 着色層付き透明樹脂板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコーン系ハードコート層を有する表面の
一部に着色層を設けた透明樹脂板として、シリコーン系
ハードコート層と着色層の密着性に優れ、着色層の耐候
性及び耐擦傷性が良好なものを提供する。 【解決手段】 透明樹脂板１上にシリコーン系ハードコ
ート層２が形成され、ハードコート層２の表面の一部表
面の一部にウレタン樹脂系着色層３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両用窓材、ラ
イトカバー、遮音板等として好適な、表面の一部に着色
層を有する透明樹脂板に関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】一般に、アクリル系樹脂やポリ
カーボネート樹脂等からなる透明樹脂板は、高い透明性
を備え、ガラスに比較して耐衝撃性、加工性に優れ、且
つ軽量であることから、広範な分野でガラス代替材料と
して使用されているが、表面の硬さが不充分であるため
に傷つき易いという欠点がある。そこで、この欠点を補
う手段として、従来より透明樹脂板の表面にハードコー
ト処理を施す方法が採用されており、特にシリコーン系
ハードコート材が耐擦傷性、耐候性、耐汚染性等に優れ
ることから多用されている。

【０００３】しかしながら、シリコーン系ハードコート
層の表面は、親水性に乏しく且つ化学的に安定であるた
め、例えば自動車のフロントウインドやリヤーウインド
として窓枠との接着部を隠すために周縁部に暗色の着色
塗膜を設けたり、遮音板として縞模様状の着色塗膜を設
ける等、前記ハードコート層上に他の塗膜を形成する場
合に、その塗料の付着性が悪い上、塗膜の接着強度が低
く剥がれ易いという難点があった。

【０００４】そこで、シリコーン系ハードコート層に対
する塗料の密着性を向上させる目的で、該塗料として体
質顔料及びシランカップリング剤を含むエポキシ樹脂系
塗料を使用することが提案されている（特公平５−８３
０７６号公報）。しかるに、エポキシ樹脂は元来、耐食
性には優れる反面で耐候性に劣るため、自動車の窓等の
屋外で日光に晒される用途では早期に劣化を生じるとい
う難点がある。

【０００５】また、一部のアクリルウレタン系樹脂塗料
は、シリコーン系ハードコート層に対する密着性のよい
ものもあるが、耐擦傷性に劣る上、耐候性もエポキシ樹
脂よりは若干よいが充分ではないという欠点がある。

【０００６】さらに、シリコーン系ハードコート層に対
する密着性をさらに向上させる目的で、シリコーン変性
アクリル樹脂系着色層をシリコーン系ハードコート層表
面に形成することが提案されている（特開平９−４７７
２１号公報）。かかる提案により形成されたシリコーン
変性アクリル樹脂系着色層は、シリコーン系ハードコー
ト層への密着性、耐擦傷性、光沢度、耐候性において良
好であり、自動車用の窓枠や遮音板等に好適に使用でき
るものであるが、その形成工程において、主剤と硬化剤
との硬化反応を伴うものであり、特にこの発明の適用分
野における厳しい使用環境下で充分な耐久性を確保する
ためには、通常３０分乃至６０分程度の焼き付け乾燥処
理を行う必要があり、工業的生産においては、乾燥炉が
必須となるばかりか、処理作業の工程が長くなり、生産
コストを高めるという問題が発生する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明者は、上述の状
況に鑑み、シリコーン系ハードコート層を有する表面の
一部に着色層を設けた透明樹脂板として、シリコーン系
ハードコート層と着色層の密着性に優れ、かつ該着色層
の耐候性及び耐擦傷性が良好なものを得るべく鋭意検討
を重ねた結果、上記着色層をウレタン樹脂系着色層とし
た場合に、着色層の焼き付けを必要とせず、常温下で短
時間に硬化させることができ、しかも所期の目的を充分
に達成できることを見出し、この発明をなすに至った。

【０００８】すなわち、この発明の請求項１に係る着色
層付き透明樹脂板は、透明樹脂板上にシリコーン系ハー
ドコート層が形成され、このハードコート層の表面の一
部にウレタン樹脂系着色層が形成されてなるものであ
る。

【０００９】請求項２の発明は、上記請求項１に記載の
着色層付き透明樹脂板におけるウレタン樹脂系着色層の
厚みが５〜１００μｍである構成を採用したものであ
る。

【００１０】請求項３の発明は、上記請求項１または２
に記載の着色層付き透明樹脂板に形成されたウレタン樹
脂系着色層が、シラン系カップリング剤を含有してなる
ものである。

【００１１】請求項４の発明は、上記請求項１乃至３の
いずれか１に記載の着色層付き透明樹脂板において、シ
リコーン系ハードコート層が、ＲＳｉ（ＯＨ）3 （Ｒは
炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、３・３−トリフ
ルオロプロピル基、γ−アミノプロピル基、γ−メタク
リロキシプロピル基、及びγ−グリシドキシシプロピル
基からなる群より選ばれる基）の部分縮合物とコロイダ
ルシリカとを含むコート層よりなる構成を採用したもの
である。

【００１２】請求項５の発明は、上記請求項１乃至４の
いずれか１に記載の着色層付き透明樹脂板において、透
明樹脂板がアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂より選ばれる一種
からなる構成を採用したものである。

【００１３】請求項６の発明は、上記請求項１乃至５の
いずれか１に記載の着色層付き透明樹脂板において、透
明樹脂板がポリカーボネート樹脂からなり、この透明樹
脂板とシリコーン系ハードコート層との間にプライマー
層が介在してなる構成を採用したものである。

【００１４】請求項７の発明は、上記請求項６の着色層
付き透明樹脂板において、プライマー層がアクリル系溶
剤型プライマー層である構成を採用したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の着色層付き透
明樹脂板の基本的な断面構造を示す。この図において、
（１）は透明樹脂板であり、その両面にシリコーン系ハ
ードコート層（２）（２）が形成されると共に、片面側
のハードコート層（２）の表面の一部にはウレタン樹脂
系着色層（３）が形成されている。しかして、着色層
（３）のパターンは透明樹脂板の用途に応じて種々設定
され、例えば自動車のフロントウインドやリヤーウイン
ドに用いるものでは一般に図２の如く透明樹脂板（１）
の周縁部に沿って着色層（３）を設けるが、遮音板では
該着色層（３）は意匠的効果の向上、及び適度な透視性
と目隠し機能の調和をはかることを目的として図３の如
き縞状を始めとする様々なパターンに構成される。

【００１６】ここで、透明樹脂板（１）の樹脂材料とし
ては、透明性の高いもの、例えばアクリル系樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン
樹脂等が好適に用いられる。また透明樹脂板（１）の厚
さは、用途によって異なるが、一般に３〜８ｍｍ程度で
ある。

【００１７】なお、特に透明樹脂板（１）がポリカーボ
ネート樹脂からなる場合は、その樹脂板表面に対するシ
リコーン系ハードコート層（２）の付着性がやや不充分
であるため、図４に示すように、透明樹脂板（１）とシ
リコーン系ハードコート層（２）との間にプライマー層
（４）を介在させるのがよい。

【００１８】このようなプライマー層（４）の形成材料
としては、透明樹脂板（１）とシリコーン系ハードコー
ト層（２）の両者に対する付着性が良好なものであれば
特に制約なく使用できるが、アクリル系ポリマー及び／
又はアクリル系モノマーとこれらに対して共重合可能な
他のモノマーとのコポリマーを溶質としたアクリル系溶
剤型プライマーが好適である。なお、プライマー中には
必要に応じて架橋剤や紫外線吸収剤等の添加剤を適宜配
合してもよい。このプライマー層（４）の厚みは１〜５
μｍ程度とするのがよい。

【００１９】シリコーン系ハードコート層（２）として
は、特に制限はされないが、次式； ＲＳｉ（ＯＨ）₃ （Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、３・３−
トリフルオロプロピル基、γ−アミノプロピル基、γ−
メタクリロキシプロピル基、及びγ−グリシドキシシプ
ロピル基からなる群より選ばれる基）で示される化合物
の部分縮合物と、コロイダルシリカとを含むコート層が
好適である。また、この場合の前記部分縮合物とコロイ
ダルシリカの割合は、前者／後者の重量比で１００／１
０〜１００／１００程度の範囲がよく、後者のコロイダ
ルシリカが多過ぎてはコート層が脆くなり、逆に少な過
ぎては硬度が落ちるという問題がある。

【００２０】なお、ハードコート層（２）の厚みは、１
〜５μｍ程度とするのがよく、薄過ぎては耐擦傷性の効
果が得られず、逆に厚過ぎても効果が飽和し経済的に不
利である。

【００２１】ウレタン樹脂系着色層（３）としては、該
樹脂系塗料の好適な市販品として、例えばサンライズＭ
ＳＩ社製の商品名「プライマー３５」を用いることがで
きる。

【００２２】ウレタン樹脂系着色層（３）に配合される
シラン系カップリング剤としては、ウレタン樹脂との分
散性があるものが使用でき、その配合量は、ウレタン樹
脂１００重量部に対して５〜５０重量部程度とするのが
良い。

【００２３】ウレタン樹脂系着色層（３）に配合される
着色剤としては、カーボンブラック、その他の無機顔料
および有機顔料で、ウレタン樹脂との分散性、湿潤性が
あるものを用いることができる。しかして、その着色剤
の配合量は、ウレタン樹脂１００重量部に対して５〜１
００重量部程度とするのがよい。

【００２４】ウレタン樹脂系塗料は、着色層の塗布形成
手段に応じ、適当な溶剤で希釈・粘度調整をして使用さ
れる。適用される溶剤としては、ウレタン樹脂、シラン
系カップリング剤、着色剤との分散性（希釈性）が良好
である、酢酸エステル、キシレン、トルエン等が使用で
きる。

【００２５】ウレタン樹脂系着色層（３）の厚みは、５
〜１００μｍ程度、特に好ましくは１０〜３０μｍの範
囲であり、着色剤の配合量にも左右されるが、薄過ぎて
は隠蔽性に問題があり、逆に厚過ぎては経済的に不利で
ある。

【００２６】この発明の着色層付き透明樹脂板を製造す
るには、透明樹脂板（１）の両面に、要すればプライマ
ー液を塗布、乾燥してプライマー層（４）を形成した上
で、シリコーン系ハードコート液を塗布し、熱風乾燥等
によって硬化させてハードコート層（２）（２）を形成
し、その片面側のハードコート層（２）の表面にウレタ
ン樹脂系着色塗料を所定のパターンで塗布して着色層
（３）を形成すればよい。なお、着色層（３）の形成に
おいては、シリコーン系ハードコート層（２）の表面の
塗装不要部分を適当な手段でマスキングし、前記着色塗
料をスプレー塗装、刷毛塗り、ローラー塗り、フローコ
ーター塗装等に塗布し、常温放置によって硬化させたの
ち、マスキングを除去すればよい。

【００２７】

【実施例】以下に、この発明の実施例を比較例と対比し
て説明する。なお、以下において使用したプライマー
液、シリコーン系ハードコート液、着色塗料は、それぞ
れ次の方法によって調製した。

【００２８】［プライマー液］エチルセロソルブ４００
ｇ、メタクリル酸エチル１９０ｇ、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン１０ｇの混合物を窒素ガス
雰囲気下で温度７５℃に保ちつつ、ベンゾイルパーオキ
サイド１．０ｇをエチルセロソルブ２００ｇに溶かした
溶液を２時間かけて徐々に加え、更に同温度で６時間保
持したのち、エチルセロソルブ１４８６ｇ、アルミニウ
ムアセチルアセテート２．０ｇ、１・６−ヘキサンジオ
ール２．４ｇ、２・４−ジヒドロキシベンゾフェノン２
０ｇを加え、プライマー液を調製した。

【００２９】［シリコーン系ハードコート液Ａ］コロイ
ダルシリカ分散液（日産化学工業社製の商品名スノーテ
ックスＯ−４０、水分散タイプ、固形分４０重量％）１
７０ｇにメチルトリメトキシシラン２０７ｇと酢酸７ｇ
を加え、温度５０℃に保持して２時間攪拌して加水分解
を行ったのち、これにｎ−ブタノール１９５ｇ、イソプ
ロピルアルコール１９５ｇ、酢酸ナトリウム１．２６
ｇ、及び酢酸１１．０ｇを添加し、シリコーン系ハード
コート液Ａを調製した。

【００３０】［シリコーン系ハードコート液Ｂ］γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン８０ｇ、メチル
トリメトキシシラン１４４ｇ、コロイダルシリカ分散液
（日産化学工業社製の商品名スノーテックスＯ、水分散
タイプ、固形分２０重量％）７１ｇ、及び０．１Ｎ塩酸
水溶液１７０ｇを混合し、温度８０℃に保持して２時間
攪拌して加水分解を行った。かくして得られた三元共加
水分解物溶液に、エチルセロソルブ１４６ｇ及び過塩素
酸アンモニウム１．３ｇを添加し、シリコーン系ハード
コート液Ｂを調製した。

【００３１】［着色塗料Ａ］・・・ウレタン樹脂系塗料
（サンライズＭＳＩ社製、商品名：「プライマー３
５」、黒色）であって、ウレタン樹脂１００重量部、シ
ラン系カップリング剤４５重量部、カーボンブラック４
５重量部、酢酸エステル類２２０重量部、キシレン５５
重量部、トルエン４０重量部からなる成分量の混合液

【００３２】［着色塗料Ｂ］・・・シリコーン変性アク
リル樹脂系塗料（トウペ社製、商品名：「シリコンワイ
ド＃５００上塗り」、緑色）１００重量部とシンナー７
重量部と硬化剤２９重量部との混合液

【００３３】［着色塗料Ｃ］・・・エポキシ系樹脂塗料
（大橋化学工業社製、商品名：「ファスタイト」、黒
色）１００重量部と硬化剤２５重量部とシンナー５０重
量部との混合液

【００３４】〔着色塗料Ｄ〕・・・アクリルウレタン系
樹脂塗料（神東塗料社製、商品名：「ベポール＃２０
Ｐ」、黒色、二液タイプ）１００重量部と硬化剤１４重
量部とシンナー１００重量部との混合物

【００３５】実施例１ ポリカーボネート板（５ｍｍ厚、１ｍ×２ｍ）の両面に
プライマー液を浸漬法によって塗布して熱風乾燥炉で１
２０℃にて３０分間乾燥して厚さ２．５μｍのプライマ
ー層を形成し、この両面のプライマー層上にシリコーン
系ハードコート液Ａを浸漬法によって塗布して熱風乾燥
炉で１２０℃にて３０分間加熱して硬化させ、厚さ３μ
ｍのシリコーン系ハードコート層を形成したのち、片面
側のハードコート層の表面を縞状にマスキングして着色
塗料Ａをスプレー塗装し、常温下にて５分間乾燥後にマ
スキングを除去することにより、縞部の幅５ｃｍの縞状
パターンで厚さ１５μｍの着色層を形成し、図３の如き
遮音板を作製した。

【００３６】実施例２ ポリカーボネート板（３ｍｍ厚、５００ｍｍ×１４００
ｍｍ）を１８０℃、１０分間の加熱後にプレス成形し、
自動車のリアーウインドの形状に成形した。この成形し
たポリカーボネート板の両面にプライマー液をフローコ
ート法によって塗布し、熱風乾燥炉で１２０℃にて３０
分乾燥して厚さ２．５μｍのプライマー層を形成し、こ
の両面のプライマー層上にシリコーン系ハードコート液
Ａをフローコート法によって塗布して熱風乾燥炉で１２
０℃にて３０分間加熱して硬化させ、厚さ３μｍのシリ
コーン系ハードコート層を形成したのち、片面側のハー
ドコート層の表面を周辺部のみを残してマスキングして
着色塗料Ａをスプレー塗装し、常温下にて５分間乾燥後
にマスキングを除去することにより、３ｃｍ幅で厚さ２
０μｍの着色層を形成し、図２の如き自動車用リヤーウ
インドの窓板を作製した。

【００３７】実施例３ アクリル樹脂板（５ｍｍ厚、５００ｍｍ×６００ｍｍ）
を１８０℃、８分間の加熱後にプレス成形し、自動車の
サンルーフ用窓板の形状に成形した。この成形したポリ
カーボネート板の両面にシリコーン系ハードコート液Ｂ
をフローコート法によって塗布して乾燥炉で８０℃にて
２．５時間加熱して硬化させ、厚さ４μｍのシリコーン
系ハードコート層を形成したのち、片面側のハードコー
ト層の表面を周辺部のみを残してマスキングし、着色塗
料Ａをスプレー塗装し、常温下にて５分間乾燥後にマス
キングを除去することにより、５ｃｍ幅で厚さ２０μｍ
の着色層を形成し、自動車のサンルーフ用窓板を作製し
た。

【００３８】比較例１ 着色層の形成に着色塗料Ｂを用い、スプレー塗装し、８
０℃にて３０分間乾燥後にマスキングを除去した以外
は、実施例１と同様にして遮音板を作製した。

【００３９】比較例２ 着色層の形成に着色塗料Ｃを用い、スプレー塗装し、８
０℃にて３０分間乾燥後にマスキングを除去した以外
は、実施例２と同様にして自動車用リヤーウインドの窓
板を作製した。

【００４０】比較例３ 着色層の形成に着色塗料Ｄを用いた以外は、比較例２と
同様にして自動車用リヤーウインドの窓板を作製した。

【００４１】上記実施例及び比較例の着色層付き透明樹
脂板について、それぞれ着色層のハードコート層に対す
る付着性、耐擦傷性、光沢度、促進耐候性、屋外暴露に
よる耐候性を調べたところ、表１に示す結果が得られ
た。なお、各試験項目の試験方法と評価は次の通りであ
る。

【００４２】［付着性］ ・・・ＪＩＳ Ｋ５４００
の碁盤目テープ法により、碁盤目数１００個中の非剥離
数（ａ）で示した。

【００４３】［耐擦傷性］ ・・・社団法自動車技術会
の自動車規格（ＪＡＳＯＭ３１２６８５ ５．９Ａ法）
により、スチールウール（＃０００）を用いて面圧６６
ｇ／ｃｍ² 、速度６００ｃｍ／分でこすり、ＪＩＳ Ｄ
０２０２−９−１の外観判定基準表１５の一級に相当す
るものを○、相当しないものを×として評価した。

【００４４】［光沢度］ ・・・ＪＩＳ Ｋ７１０５
により、４５度鏡面光沢度｛Ｇｓ（４５°）｝を測定
し、７５％以上を良好とした。

【００４５】［促進耐候性］・・・サンシャインウェザ
ー試験機にて促進条件で３０００時間保持したのち、Ｊ
ＩＳ Ａ１４１１に準じて光沢残存率を測定して８５％
以上を良好とし、さらにＪＩＳ Ｋ５４００により上記
付着性評価と同様にして評価した。

【００４６】［屋外暴露による耐候性］・・・３年間屋
外に暴露したのち、ＪＩＳ Ａ１４１１に準じて光沢残
存率を測定して８５％以上を良好とし、さらにＪＩＳＫ
５４００により上記付着性評価と同様にして評価した。

【００４７】

【表１】

【００４８】上表で示すように、実施例１〜３によるこ
の発明の着色層付き透明樹脂板は、着色層のハードコー
ト層に対する付着性、耐擦傷性、光沢度、耐候性のいず
れにも優れていることが明らかである。これに対し、シ
リコーン変性アクリル樹脂系塗料による比較例１は付着
性、耐擦傷性、光沢度、屋外曝露耐候性については各実
施例と遜色はないが促進耐候性がやや劣るものであっ
た。またエポキシ系樹脂塗料による比較例２は付着性、
耐擦傷性、光沢度については各実施例と遜色はないが促
進耐候性及び屋外曝露耐候性の光沢残存率が著しく低
く、しかも表面にクラックが発生した。さらにアクリル
ウレタン系樹脂塗料による比較例３は付着性、光沢度に
ついては各実施例と遜色はないが各実施例と遜色はない
が促進耐候性と屋外曝露耐候性の光沢残存率が著しく低
下し、特に耐擦傷性が不良であった。

【００４９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、シリコーン系
ハードコート層を有する表面の一部に着色層を設けた透
明樹脂板として、着色層がシリコーン系ハードコート層
との密着性に優れて剥がれにくく、かつ該着色層の耐候
性及び耐擦傷性も良好であり、自動車用の窓材や遮音板
等に好適なものが提供される。

【００５０】請求項２の発明によれば、上記の着色層付
き透明樹脂板として、着色層による着色効果が充分で且
つ経済的なものが提供される。

【００５１】請求項３の発明によれば、上記の着色層付
き透明樹脂板として、着色層とシリコーン系ハードコー
ト層との密着性がより向上して強固となったものが提供
できる。

【００５２】請求項４の発明によれば、上記の着色層付
き透明樹脂板として、シリコーン系ハードコート層の耐
擦傷性、耐候性、耐汚染性等により優れるものが提供さ
れる。

【００５３】請求項５の発明によれば、上記の着色層付
き透明樹脂板として、ベースの透明樹脂板の透明度が高
いものが提供される。

【００５４】請求項６の発明によれば、上記の着色層付
き透明樹脂板として、ベースの透明樹脂板に対するシリ
コーン系ハードコート層の被着強度に優れるものが提供
される。

【００５５】請求項７の発明によれば、上記の着色層付
き透明樹脂板として、ベースの透明樹脂板に対するシリ
コーン系ハードコート層の被着強度により優れるものが
提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る着色層付き透明樹脂板の基本的
構造を示す断面図である。

【図２】この発明を適用した自動車用窓板の平面図であ
る。

【図３】この発明を適用した遮音板の平面図である。

【図４】この発明に係る着色層付き透明樹脂板の構成例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１…透明樹脂板 ２…シリコーン系ハードコート層 ３…ウレタン樹脂系着色層 ４…プライマー層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F006 AA22 AA35 AA36 AA40 AB39 AB76 BA02 CA04 CA05 DA04 4F100 AK01A AK25A AK25G AK43A AK45A AK51C AK52B AK52K AK55A BA03 BA07 BA10A BA10C BA15 BA41 CC00B GB31 GB32 HB00C JA20C JH01 JK12B JK14 JL06 JL09 JL10C JN01A YY00C

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明樹脂板上にシリコーン系ハードコー
   ト層が形成され、このハードコート層の表面の一部にウ
   レタン樹脂系着色層が形成されてなるれてなる着色層付
   き透明樹脂板。
2. 【請求項２】 ウレタン樹脂系着色層の厚みが５〜１０
   ０μｍである請求項１に記載の着色層付き透明樹脂板。
3. 【請求項３】 ウレタン樹脂系着色層が、シラン系カッ
   プリング剤を含有してなる請求項１または２に記載の着
   色層付き透明樹脂板。
4. 【請求項４】 シリコーン系ハードコート層が、ＲＳｉ
   （ＯＨ）3 （Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル
   基、３・３−トリフルオロプロピル基、γ−アミノプロ
   ピル基、γ−メタクリロキシプロピル基、及びγ−グリ
   シドキシシプロピル基からなる群より選ばれる基）の部
   分縮合物とコロイダルシリカとを含むコート層よりなる
   請求項１乃至３のいずれか１に記載の着色層付き透明樹
   脂板。
5. 【請求項５】 透明樹脂板が、アクリル系樹脂、ポリカ
   ーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹
   脂より選ばれる一種からなる請求項１乃至４のいずれか
   １に記載の着色層付き透明樹脂板。
6. 【請求項６】 透明樹脂板がポリカーボネート樹脂から
   なり、この透明樹脂板とシリコーン系ハードコート層と
   の間にプライマー層が介在してなる請求項１乃至５のい
   ずれか１に記載の着色層付き透明樹脂板。
7. 【請求項７】 プライマー層がアクリル系溶剤型プライ
   マー層である請求項６に記載の着色層付き透明樹脂板。