JP2016016585A - 有機ガラス積層用シート及び有機ガラス積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも、フィルム基材と、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層と、無機酸化皮膜とを有する長尺状の有機ガラス積層用シートをロールツーロールで形成することにより、有機ガラス基体上に無機酸化皮膜を積層させることができる長尺状の有機ガラス積層用シートを簡便な手法で製造する方法。
【選択図】なし
Description
項1. フィルム基材上に、少なくとも、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層と、無機酸化皮膜とを、ロールツーロール方式で積層させる工程を含む、長尺状の有機ガラス積層用シートの製造方法。
項2. 項1に記載の製造方法で得られた長尺状の有機ガラス積層用シートを用いて、ロールツーロール方式で有機ガラス基体上に前記硬化層と前記無機酸化皮膜とをこの順で積層させる工程を含む、有機ガラス積層体の製造方法。
項3. 項1に記載の製造方法で得られた長尺状の有機ガラス積層用シートを切断する工程、及び切断された有機ガラス積層用シートを用いて、有機ガラス基体上に前記硬化層と前記無機酸化皮膜とをこの順で積層させる工程を含む、有機ガラス積層体の製造方法。
項4. 無機酸化皮膜で被覆された有機ガラス積層体の製造方法であって、
フィルム基材上に、少なくとも、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層と、無機酸化皮膜とを、ロールツーロール方式で積層させる第1工程、及び
前記有機ガラス積層用シートを用いて、有機ガラス基体上に前記硬化層と前記無機酸化皮膜とをこの順で積層させる第2工程を含む、有機ガラス積層体の製造方法。
項5. 前記第2工程が、ロールに巻回された長尺状の有機ガラス積層用シートを連続的又は間欠的に繰り出して搬送しつつ行われる、項4に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項6. 前記第1工程において、少なくとも、前記フィルム基材上に、前記硬化層と、前記無機酸化皮膜とをこの順に積層して、長尺状の有機ガラス積層用シートを形成し、
前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートの前記無機酸化皮膜とは反対側の面に、前記有機ガラス基体を積層させる、項4又は5に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項7. 前記第1工程において、前記フィルム基材と前記硬化層の間に、プライマー層を積層させる、項6に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項8. 前記フィルム基材がアクリルフィルムである、項6又は7に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項9. 前記第1工程において、少なくとも、前記フィルム基材と、少なくとも、前記フィルム基材と、前記無機酸化皮膜と、前記硬化層とをこの順に積層して、長尺状の有機ガラス積層用シートを形成し、
前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートの前記フィルム基材とは反対側の面に、前記有機ガラス基体を積層させた後に、前記フィルム基材を剥離する、項4又は5に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項10. 前記第1工程において、前記硬化層の上に、プライマー層と接着層がこの順に積層させる、項9に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項11. 前記フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである、項9又は10に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項12. 前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートに対して有機ガラス樹脂を射出させて積層させる、項4〜11のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項13. 前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートを、成形された有機ガラス基体に貼付して積層させる、項4〜11のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項14. 前記硬化性樹脂が、電離放射線硬化性樹脂である、項4〜13のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
項15. 前記無機酸化皮膜が、酸化ケイ素皮膜である、項4〜14のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
本発明の製造方法は、フィルム基材11上に、少なくとも、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層12と、無機酸化皮膜13とを、ロールツーロール方式で積層させる工程を含み、長尺状の有機ガラス積層用シート1を得ることを特徴とする。以下、本発明の製造方法について詳述する。
本発明の製造方法では、少なくとも、フィルム基材11と、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層12と、無機酸化皮膜13とを有する長尺状の有機ガラス積層用シート1を形成する。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aは、少なくとも、フィルム基材11aと、硬化層12aと、無機酸化皮膜13aとがこの順に積層された層構造を有する。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aにおいて、基材フィルム11aの構成樹脂としては、支持基材として使用可能で透明性を備えていることを限度として特に制限されないが、例えば、アクリル樹脂;アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂);アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエチレンテレフタレート樹脂;塩化ビニル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、MXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)等のポリアミド樹脂等が挙げられる。これらの中でも、透明性、耐熱性、及び加工性の観点から、好ましくはアクリル樹脂が挙げられる。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aにおいて、硬化層12aは、前記基材フィルム11a上、又は後述するプライマー層14aを設ける場合にはプライマー層14a上に、設けられる。硬化層12aは、硬化性樹脂を硬化させることによって形成される。このような硬化層12aを設けることによって、有機ガラス積層体に無機酸化皮膜13aを安定に保持させ、更には優れた耐候性及び耐摩耗性を備えさせることが可能になる。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aにおいて、無機酸化皮膜13aは、前記硬化層12aの上に設けられる。このように前記硬化層12a上に無機酸化皮膜13aを設けることによって、有機ガラス積層体に優れた耐候性及び耐摩耗性を備えさせることが可能になる。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aにおいて、プライマー層14aは、前記フィルム基材11aと前記硬化層12aの密着性を向上させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aにおいて、プライマー層15aは、有機ガラス基体2との接着性を向上させるために、硬化層12aとは反対側のフィルム基材11aの面(即ち、フィルム基材11aにおいて、有機ガラス基体が配置される側の面)に、必要に応じて設けられる層である。
ラミネート法に使用される有機ガラス積層用シート1aにおいて、接着層16aは、有機ガラス基体との接着性を向上させるために、硬化層12aとは反対側のフィルム基材11aの面(即ち、有機ガラス基体2が配置される側のフィルム基材11aの面)に、必要に応じて設けられる層である。また、前記プライマー層15aを設ける場合には、プライマー層15aは、接着層16aとフィルム基材11aの間に配置すればよい。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bは、少なくとも、フィルム基材上11bと、無機酸化皮膜13bと、硬化層12bとがこの順に積層された層構造を有する。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bにおいて、基材フィルム11bの構成樹脂としては、支持基材として使用可能で、無機酸化被膜を剥離可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂;アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂);アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;塩化ビニル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、MXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)等のポリアミド樹脂;アクリル樹脂;等が挙げられる。これらの中でも、射出成形時の耐熱性及び寸法安定性の観点から、好ましくはポリエチレンテレフタレート樹脂が挙げられる。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bにおいて、無機酸化皮膜13bは、前記基材フィルム11b上、又は後述する離型層17bを設ける場合には離型層17b上に、設けられる。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bにおいて、硬化層12bは、硬化性樹脂を硬化させることによって形成される層であり、前記無機酸化皮膜13bの上(基材フィルム11b又は離型層17bとは接面していない側の無機酸化皮膜13bの面)に設けられる。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bにおいて、プライマー層15bは、有機ガラスに対する接着性を向上させるために、前記硬化層12bの上(無機酸化皮膜13bとは接面していない側の硬化層12bの面)の上、又は後述する接着層16bを設ける場合には前記硬化層12bと接着層16bの間に、必要に応じて設けられる層である。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bにおいて、接着層16bは、有機ガラス基体2に対する接着性を向上させるために、必要に応じて、前記硬化層12bの上(無機酸化皮膜13bとは接面していない側の硬化層12bの面)、又は前記プライマー層15bを設ける場合にはプライマー層15bの上(硬化層12bとは接面していない側のプライマー層15bの面)に設けられる層である。
転写法に使用される有機ガラス積層用シート1bにおいて、離型層17bは、有機ガラス基体2に機ガラス積層用シート1bを積層させた後に、フィルム基材11を剥離し易くするために、フィルム基材11bと無機酸化被膜13bの間に必要に応じて設けられる層である。
本発明の製造方法では、前記長尺状の有機ガラス積層用シートをロールツーロール方式で形成する。本明細書において、「ロールツーロール方式」とは、ロールに巻回された長尺状の材料を連続的又は間欠的に繰り出して搬送しながら、必要な処理を行いつつ、処理後の長尺状の材料を再びロールに巻き取る処理方式である。即ち、本発明の製造方法では、長尺状のフィルム基材を用いてロールツーロール方式で所定の各層を積層させることにより、有機ガラス積層用シートを形成する。
本発明の製造方法では、前記製造方法で得られた長尺状の有機ガラス積層用シート1を用いて、有機ガラス基体2上に前記硬化層12と前記無機酸化皮膜13とをこの順で積層させることにより、有機ガラス積層体を製造する。
本発明の製造方法で使用される有機ガラス基体2について、有機ガラスの種類は、ガラスとしての機能を備え得るものである限り、特に制限されないが、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ABS等が挙げられる。これらの有機ガラスの中でも、ポリカーボネートは耐衝撃性や透明性に優れているため、好適に使用される。
本発明の製造方法では、前記製造方法で得られた長尺状の有機ガラス積層用シート1を用いて、有機ガラス基体2上に前記硬化層12と前記無機酸化皮膜13とをこの順で積層させる。
射出成形一体化法によって有機ガラス積層体を製造する方法としては、例えば、インサート成形法、サーモジェクト成形法(加熱真空成形工程と射出成形工程とを一つにした射出成形同時積層法)、インモールド成形法等の射出成形法において、有機ガラス積層用シート1に対して有機ガラス樹脂を射出成形する方法が挙げられる。
第I工程:有機ガラス積層用シートを真空成形型により予め立体形状に成形する。
第II工程:真空成形された有機ガラス積層用シートの余分な部分をトリミングして成形シートを得る。
第III工程:第II工程で成形された有機ガラス積層用シート1を射出成形型に挿入(有機ガラス積層用シート1aの場合は無機酸化皮膜13aが射出される有機ガラス樹脂とは反対側;有機ガラス積層用シート1bの場合はフィルム基材11bが射出される有機ガラス樹脂とは反対側)し、射出成形型を閉じ、流動状態の有機ガラス樹脂を型内に射出して有機ガラス基体2と有機ガラス積層用シート1を一体化する。
第IV工程:有機ガラス積層用シート1bを使用した場合は、フィルム基材11b、又は離型層17bが設けられている場合にはフィルム基材11bと離型層17bを剥離して除去する。
第2工程:両金型を型締めした後、両金型で形成されるキャビティ内に、流動状態の有機ガラス樹脂を射出、充填して固化させることにより、形成された有機ガラス基体2と有機ガラス積層用シート1を積層一体化させる。
第3工程:可動金型を固定金型から離間させて、有機ガラス基体2と有機ガラス積層用シート1が一体化された有機ガラス積層体を取り出す。
第4工程:有機ガラス積層体の余分な部分をトリミングして所望の形状に調整する。
第5工程:有機ガラス積層用シート1bを使用した場合は、フィルム基材11b、又は離型層17bが設けられている場合にはフィルム基材11bと離型層17bを剥離して除去する。なお、本第5工程は、前記第4工程の前に行ってもよい。
貼付法によって有機ガラス積層体を製造する方法としては、例えば、押出し成形等により有機ガラス基体2を成形し、その直後又は冷却後に、ロール等を用いて有機ガラス積層用シート1の所定面を、当該有機ガラス基体2に圧着して積層する方法が挙げられる。
フィルム基材と、プライマー層と、硬化層と、無機酸化皮膜とがこの順に積層された有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を作製し、当該有機ガラス積層用シートを射出成形一体法にて一体化させて、有機ガラス積層体を製造した。具体的な製造方法は以下の通りである。
1.有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)の製造
アクリルフィルムからなるフィルム基材(厚さ125μm)の上に、下記組成のプライマー層形成用樹脂組成物1をグラビアリバース法によって塗工して厚さ1.5μmのプライマー層を形成した。次いで、当該プライマー層上に、下記組成の架橋硬化性樹脂組成物1を3μmとなるように塗工し、電子線照射10Mradにて硬化させることにより、フィルム基材、プライマー層、及び硬化層が順に積層された積層体を得た。
・アクリルポリマーポリオール80質量部
・ウレタン樹脂20質量部
・ヘキサメチレンジイソシアネート10質量部
・ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤(BASFジャパン株式会社製「Tinuvin479」)3.0質量部
・ヒンダードアミン系光安定剤1.8質量部
・6官能の電離放射線硬化性樹脂(6官能のウレタンアクリレート(分子量約1,000)60質量部
・2官能のカプロラクトン系ウレタンアクリレート(分子量数千程度)40質量部
・ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤(BASFジャパン株式会社製「Tinuvin479」)0.7質量部
供給ガス:HMDSO:酸素=1:10(単位:slm)のガス組成物
成膜室の真空度:3.0Pa
供給電力:22kW
フィルム搬送速度:10m/min
上記で得られた有機ガラス積層用シート及びポリカーボネート樹脂(帝人社製 パンライトL-1250Z、MVR8cm3/10min)を用いて、ロールツーロール方式で、下記条件でサーモジェクト成形することによって、有機ガラス積層用シートのフィルム基材層面に厚さ3mmの平板状ポリカーボネート基体を積層させた。
金型上部に設置されたフィルム巻出供給装置に前記有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を巻回したフィルムロールをセットした。型開き状態の雌雄一対の金型(可動金型と固定金型)の間に、前記有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を、フィルム巻出供給装置を用いて無機酸化皮膜面がキャビティ側に向くように供給して、固定した。その後、前記有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)のフィルム基材を100℃に加熱して軟化させると共に、無機酸化皮膜側と対面している金型側から真空吸引して、軟化した有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を当該可動金型の形状に沿って密着させることにより、有機ガラス積層用シートを予備成形した。次いで、両金型を型締めした後、両金型で形成されるキャビティ内に、流動状態の前記ポリカーボネート樹脂を射出、充填して固化させることにより、形成されたポリカーボネート基体と有機ガラス積層用シートを積層一体化させた。
フィルム基材と、無機酸化皮膜と、硬化層と、プライマー層と、接着層とがこの順に積層された有機ガラス積層用シート(転写法用)を作製し、当該有機ガラス積層用シートを射出成形一体法にて一体化させて、有機ガラス積層体を製造した。具体的な製造方法は以下の通りである。
コロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレートからなフィルム基材(厚さ75μm)のコロナ放電処理面に、前記実施例1と同条件でCVD処理を行い、無機酸化皮膜を形成した。
・ ポリカーボネート系ウレタンアクリル共重合体*1:100質量部
・ ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤*2:17質量部
・ ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤*3:13質量部
・ ヒンダードアミン系光安定剤*4:8質量部
・ ブロッキング防止剤*5:9質量部
・ 硬化剤(ヘキサンメチレンジイソシアネート):25質量部
*1:ポリカーボネート系ウレタンアクリル共重合体におけるウレタン成分とアクリル成分の質量比は70/30である。
*2:チヌビン400(商品名)、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、BASFジャパン株式会社製
*3:チヌビン479(商品名)、2−(2−ヒドロキシ−4−[1−オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)−4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン、BASFジャパン株式会社製
*4:チヌビン123(商品名)、ビス(1−オクチロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート)、BASFジャパン株式会社製
*5:シリカ粒子、平均粒径:3μm
上記で得られた有機ガラス積層用シート(転写法用)及びポリカーボネート樹脂(帝人社製 パンライトL-1250Z、MVR8cm3/10min)を用いて、ロールツーロール方式で下記条件で射出成型を行うことにより、厚さ3mmの平板状ポリカーボネート基体に、有機ガラス積層用シート(転写法用)の接着層、プライマー層、硬化層、及び無機酸化皮膜(二酸化ケイ素皮膜)を転写した。
金型上部に設置されたフィルム巻出供給装置に、前記有機ガラス積層用シート(転写法用)をセットした状態で、有機ガラス積層用シート(転写法用)を巻きだし、金型下部に設置されたフィルム巻取装置に有機ガラス積層用シート(転写法用)の端部をセットした。型開き状態の雌雄一対の金型(可動金型と固定金型)の間に、前記有機ガラス積層用シート(転写法用)を、フィルム巻出供給装置より無機酸化皮膜面がキャビティ側に向くように供給して、固定した。その後、前記有機ガラス積層用シート(転写法用)のフィルム基材を100℃に加熱して軟化させると共に、無機酸化皮膜側と対面している金型側から真空吸引して、軟化した有機ガラス積層用シートを当該可動金型の形状に沿って密着させることにより、有機ガラス積層用シート(転写法用)を予備成形した。次いで、両金型を型締めした後、両金型で形成されるキャビティ内に、流動状態の前記ポリカーボネート樹脂を射出、充填して固化させることにより、ポリカーボネート基体と有機ガラス積層用シート(転写法用)を積層一体化させた。
実施例1で製造した有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を金型サイズに合わせてカットし、型開き状態の雌雄一対の金型(可動金型と固定金型)の可動金型側にテープで貼り付けて固定した。その後、前記有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)のフィルム基材層を100℃に加熱して軟化させると共に、無機酸化皮膜側と対面している金型側から真空吸引して、軟化した有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を当該可動金型の形状に沿って密着させることにより、有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を予備成形した。次いで、両金型を型締めした後、両金型で形成されるキャビティ内に、流動状態の前記ポリカーボネート樹脂を射出、充填して固化させることにより、ポリカーボネート基体と有機ガラス積層用シート(ラミネート法用)を積層一体化させた。
2 有機ガラス基体
11a、11b フィルム基材
12a、12b 硬化層
13a、13b 無機酸化皮膜
15a、15b プライマー層
16b 接着層
Claims (15)
- フィルム基材上に、少なくとも、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層と、無機酸化皮膜とを、ロールツーロール方式で積層させる工程を含む、長尺状の有機ガラス積層用シートの製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法で得られた長尺状の有機ガラス積層用シートを用いて、ロールツーロール方式で有機ガラス基体上に前記硬化層と前記無機酸化皮膜とをこの順で積層させる工程を含む、有機ガラス積層体の製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法で得られた長尺状の有機ガラス積層用シートを切断する工程、及び切断された有機ガラス積層用シートを用いて、有機ガラス基体上に前記硬化層と前記無機酸化皮膜とをこの順で積層させる工程を含む、有機ガラス積層体の製造方法。
- 無機酸化皮膜で被覆された有機ガラス積層体の製造方法であって、
フィルム基材上に、少なくとも、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる硬化層と、無機酸化皮膜とを、ロールツーロール方式で積層させる第1工程、及び
前記有機ガラス積層用シートを用いて、有機ガラス基体上に前記硬化層と前記無機酸化皮膜とをこの順で積層させる第2工程を含む、有機ガラス積層体の製造方法。 - 前記第2工程が、ロールに巻回された長尺状の有機ガラス積層用シートを連続的又は間欠的に繰り出して搬送しつつ行われる、請求項4に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記第1工程において、少なくとも、前記フィルム基材上に、前記硬化層と、前記無機酸化皮膜とをこの順に積層して、長尺状の有機ガラス積層用シートを形成し、
前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートの前記無機酸化皮膜とは反対側の面に、前記有機ガラス基体を積層させる、請求項4又は5に記載の有機ガラス積層体の製造方法。 - 前記第1工程において、前記フィルム基材と前記硬化層の間に、プライマー層を積層させる、請求項6に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記フィルム基材がアクリルフィルムである、請求項6又は7に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記第1工程において、少なくとも、前記フィルム基材と、少なくとも、前記フィルム基材と、前記無機酸化皮膜と、前記硬化層とをこの順に積層して、長尺状の有機ガラス積層用シートを形成し、
前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートの前記フィルム基材とは反対側の面に、前記有機ガラス基体を積層させた後に、前記フィルム基材を剥離する、請求項4又は5に記載の有機ガラス積層体の製造方法。 - 前記第1工程において、前記硬化層の上に、プライマー層と接着層がこの順に積層させる、請求項9に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項9又は10に記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートに対して有機ガラス樹脂を射出させて積層させる、請求項4〜11のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記第2工程において、前記有機ガラス積層用シートを、成形された有機ガラス基体に貼付して積層させる、請求項4〜11のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記硬化性樹脂が、電離放射線硬化性樹脂である、請求項4〜13のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
- 前記無機酸化皮膜が、酸化ケイ素皮膜である、請求項4〜14のいずれかに記載の有機ガラス積層体の製造方法。
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