JP2018089779A - Translucent plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透光板に関する。 The present invention relates to a translucent plate.
耐久性の必要なディスプレイ用のパネルや自動車用のガラス等には、耐傷性に優れた無機ガラスが広く使用されてきた。近年、軽量化及び割れにくさの観点から、樹脂ガラスが注目されている。しかし、樹脂ガラスは、無機ガラスよりも表面の硬度が低いため、耐摩耗性や耐傷性が不充分であるといった欠点を有している。 Inorganic glass having excellent scratch resistance has been widely used for display panels and automotive glass that require durability. In recent years, resin glass has attracted attention from the viewpoint of weight reduction and resistance to cracking. However, since resin glass has a surface hardness lower than that of inorganic glass, it has a drawback of insufficient wear resistance and scratch resistance.
このような課題を解決するため、特許文献１には、透明樹脂基材と、該透明樹脂基材上の少なくとも片面に形成される、少なくとも１層のシリカ膜層と、該シリカ膜層上に形成されるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜層を最外層として有することを特徴とする透明樹脂積層体が記載されている。 In order to solve such problems, Patent Document 1 discloses a transparent resin base material, at least one silica film layer formed on at least one surface of the transparent resin base material, and on the silica film layer. A transparent resin laminate having a diamond-like carbon (DLC) film layer to be formed as an outermost layer is described.
このようなＤＬＣ膜層は、炭素間のＳＰ３結合を主体とした非晶質な炭素で、非常に硬く、低摩擦係数、耐摩耗性、耐食性、ガスバリア性を有し、絶縁性に優れたダイヤモンド状炭素膜である。特許文献１には、ＤＬＣ膜層は、シリカ膜層よりも潤滑性に優れるため、動摩擦係数の小さい均一な薄膜作製が可能であり、更に、耐食性、硬度、ガスバリア性に優れているため、保護膜としてシリカ膜層の外側に設けることがより効果的であることが記載されている。 Such a DLC film layer is amorphous carbon mainly composed of SP 3 bonds between carbons, is very hard, has a low coefficient of friction, wear resistance, corrosion resistance, gas barrier properties, and has excellent insulating properties. It is a diamond-like carbon film. In Patent Document 1, since the DLC film layer is superior in lubricity to the silica film layer, a uniform thin film having a small dynamic friction coefficient can be produced. Further, since the DLC film layer is excellent in corrosion resistance, hardness, and gas barrier properties, it is protected. It is described that it is more effective to provide the film outside the silica film layer.
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層が非常に硬く、低摩擦係数、耐摩耗性、耐食性、ガスバリア性に優れるものであるが、ＤＬＣは薄い茶色から黒色を呈しているため、外観、透明性の問題がある。 However, in the invention described in Patent Document 1, the diamond-like carbon (DLC) layer is very hard and has a low coefficient of friction, wear resistance, corrosion resistance, and gas barrier properties, but DLC is light brown to black. As a result, there are problems of appearance and transparency.
本発明では上記課題を鑑み、透明性を確保しつつ、ＤＬＣよりも耐久性に優れたセラミック被膜を有する樹脂ガラスからなる透光板を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a translucent plate made of a resin glass having a ceramic coating that is more durable than DLC while ensuring transparency.
本発明の透光板は、樹脂基体と、上記樹脂基体上に設けられたハードコート層と、上記ハードコート層上に設けられたセラミック層とからなる透光板であって、上記セラミック層は、Ｓｉ、Ｏ、Ｈ及びＣを含有する非晶質体からなり、上記セラミック層におけるＣの含有量は３０〜５０ａｔ％、Ｈの含有量は１０〜２０ａｔ％、Ｏの含有量は１５〜２５ａｔ％、Ｓｉの含有量は１０〜２０ａｔ％であることを特徴とする。 The translucent plate of the present invention is a translucent plate comprising a resin base, a hard coat layer provided on the resin base, and a ceramic layer provided on the hard coat layer, wherein the ceramic layer comprises: , Si, O, H and C, and the ceramic layer has a C content of 30 to 50 at%, a H content of 10 to 20 at%, and an O content of 15 to 25 at. %, Si content is 10 to 20 at%.
ＤＬＣは、ダイヤモンドと同様のｓｐ３結合及びグラファイトと同様のｓｐ２結合を併せもった非晶質構造を有する炭素質材料である。一方、酸化珪素などの珪素酸化物の被膜は、透過性は高いものの、追従性や柔軟性が低いため、クラックが生じやすく、機械的強度が低い被膜である。 DLC is a carbonaceous material having an amorphous structure that has sp 3 bonds similar to diamond and sp 2 bonds similar to graphite. On the other hand, a film of silicon oxide such as silicon oxide is a film having high permeability but low followability and flexibility, so that cracks easily occur and mechanical strength is low.
本発明では、これらの被膜の特徴を複合させ、耐久性があり透明度に優れた透光板を提供する。本発明の透光板は、樹脂基体上にハードコート層を備えるとともに、ハードコート層上にセラミック層を備え、さらにセラミック層は、Ｓｉ、Ｏ、Ｈ及びＣを含有する非晶質体からなり、上記セラミック層におけるＣの含有量は３０〜５０ａｔ％、Ｈの含有量は１０〜２０ａｔ％、Ｏの含有量は１５〜２５ａｔ％、Ｓｉの含有量は１０〜２０ａｔ％であることを特徴としている。ＤＬＣにＳｉ、Ｏ及びＨが加わることによって、高い透明度と、ＤＬＣよりも優れた耐摩耗性を得ることができる。 In the present invention, the characteristics of these coatings are combined to provide a light-transmitting plate having durability and excellent transparency. The translucent plate of the present invention includes a hard coat layer on a resin substrate, a ceramic layer on the hard coat layer, and the ceramic layer is made of an amorphous material containing Si, O, H, and C. In the ceramic layer, the C content is 30 to 50 at%, the H content is 10 to 20 at%, the O content is 15 to 25 at%, and the Si content is 10 to 20 at%. Yes. By adding Si, O and H to DLC, high transparency and wear resistance superior to DLC can be obtained.
さらに、本発明の透光板は、樹脂基体上に、樹脂基体よりも弾性率の大きなハードコート層を備えているので、セラミック層との界面にかかる応力を小さくすることができ、セラミック層の耐摩耗性を向上させることができる。 Furthermore, since the translucent plate of the present invention includes a hard coat layer having a larger elastic modulus than the resin substrate on the resin substrate, the stress applied to the interface with the ceramic layer can be reduced. Abrasion resistance can be improved.
また、ＤＬＣでは、炭素どうしの結合の存在により、茶褐色の色を呈するようになる。本発明では、ＤＬＣの被膜にＳｉ、Ｏ及びＨを所定量導入し、非晶質の被膜を形成することにより、炭素どうしの結合を妨げ、柔軟性に優れ、かつ透明度の高いセラミック被膜を実現している。 In addition, in DLC, a brownish color is exhibited due to the presence of bonds between carbons. In the present invention, a predetermined amount of Si, O, and H is introduced into the DLC film to form an amorphous film, thereby preventing bonding between carbons, realizing a flexible and highly transparent ceramic film. doing.
本発明の透光板において、上記ハードコート層は、シリコン系のハードコート層であることが好ましい。
ハードコート層がシリコン系であると、Ｓｉを含有するセラミック層との接合力を強くするとともに、ハードコート層が十分な硬度を有しているので、セラミック層との界面に大きな力を発生させにくくすることができる。
In the light transmitting plate of the present invention, the hard coat layer is preferably a silicon-based hard coat layer.
When the hard coat layer is silicon-based, the bonding strength with the ceramic layer containing Si is strengthened and the hard coat layer has sufficient hardness, so that a large force is generated at the interface with the ceramic layer. Can be difficult.
本発明の透光板は、上記樹脂基体と上記ハードコート層との間に、プライマー層を有することが好ましい。
透光板が樹脂基体とハードコート層との間にプライマー層を有すると、弾力性の高い層が形成されるので、層間に生じる歪みをプライマー層が吸収し、ハードコート層とセラミック層との界面に発生する応力を緩和することができる。
The translucent plate of the present invention preferably has a primer layer between the resin substrate and the hard coat layer.
If the light-transmitting plate has a primer layer between the resin substrate and the hard coat layer, a highly elastic layer is formed. Therefore, the primer layer absorbs the distortion generated between the layers, and the hard coat layer and the ceramic layer The stress generated at the interface can be relaxed.
本発明の透光板において、上記樹脂基体は、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートからなることが好ましい。
ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートは、透明度が高く、ハードコート層、セラミック層と複合させて、高い透明度を確保することができる。
In the light transmitting plate of the present invention, the resin substrate is preferably made of polycarbonate or polymethyl methacrylate.
Polycarbonate or polymethyl methacrylate has high transparency, and can be combined with a hard coat layer and a ceramic layer to ensure high transparency.
本発明の透光板において、上記樹脂基体の厚さは、１〜１０ｍｍであることが好ましい。
樹脂基体の厚さが上記範囲であると、例えば自動車用等のガラスとして使用する場合の機械的強度を確保することができ、さらに、ガラス全体に歪み等が発生しにくくなる。
In the translucent plate of the present invention, the thickness of the resin substrate is preferably 1 to 10 mm.
When the thickness of the resin substrate is within the above range, for example, mechanical strength when used as glass for automobiles or the like can be ensured, and further, distortion or the like hardly occurs in the entire glass.
本発明の透光板は、自動車、列車、航空機又は船舶用のガラスとして使用されることが好ましい。
上述のとおり、本発明の透光板は耐摩耗性に優れるため、自動車用のガラス等として過酷な屋外での使用にも耐えることができる。
The translucent plate of the present invention is preferably used as glass for automobiles, trains, aircraft or ships.
As described above, since the translucent plate of the present invention is excellent in wear resistance, it can withstand severe outdoor use as automotive glass or the like.
（発明の詳細な説明）
図１は、本発明の透光板の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す透光板２０は、樹脂基体２１と、樹脂基体２１上に設けられたプライマー層２４と、プライマー層２４上に設けられたハードコート層２３と、ハードコート層２３上に設けられたセラミック層２２とからなる。
(Detailed description of the invention)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the translucent plate of the present invention.
The
以下、本発明の透光板について説明する。 Hereinafter, the translucent plate of the present invention will be described.
本発明の透光板は、樹脂基体と、上記樹脂基体上に設けられたハードコート層と、上記ハードコート層上に設けられたセラミック層とからなる透光板であって、上記セラミック層は、Ｓｉ、Ｏ、Ｈ及びＣを含有する非晶質体からなり、上記セラミック層におけるＣの含有量は３０〜５０ａｔ％、Ｈの含有量は１０〜２０ａｔ％、Ｏの含有量は１５〜２５ａｔ％、Ｓｉの含有量は１０〜２０ａｔ％であることを特徴とする。上記セラミック層は、透光板の最外層として設けられていることが好ましい。 The translucent plate of the present invention is a translucent plate comprising a resin base, a hard coat layer provided on the resin base, and a ceramic layer provided on the hard coat layer, wherein the ceramic layer comprises: , Si, O, H and C, and the ceramic layer has a C content of 30 to 50 at%, a H content of 10 to 20 at%, and an O content of 15 to 25 at. %, Si content is 10 to 20 at%. The ceramic layer is preferably provided as the outermost layer of the light transmissive plate.
ＤＬＣは、ダイヤモンドと同様のｓｐ３結合及びグラファイトと同様のｓｐ２結合を併せもった非晶質構造を有する炭素質材料である。一方、酸化珪素などの珪素酸化物の被膜は、透過性は高いものの、追従性や柔軟性が低いため、クラックが生じやすく、機械的強度が低い被膜である。 DLC is a carbonaceous material having an amorphous structure that has sp 3 bonds similar to diamond and sp 2 bonds similar to graphite. On the other hand, a film of silicon oxide such as silicon oxide is a film having high permeability but low followability and flexibility, so that cracks easily occur and mechanical strength is low.
本発明では、これらの被膜の特徴を複合させ、耐久性があり透明度に優れた透光板を提供する。本発明の透光板は、樹脂基体上にハードコート層を備えるとともに、ハードコート層上にセラミック層を備え、さらにセラミック層は、Ｓｉ、Ｏ、Ｈ及びＣを含有する非晶質体からなり、上記セラミック層におけるＣの含有量は３０〜５０ａｔ％、Ｈの含有量は１０〜２０ａｔ％、Ｏの含有量は１５〜２５ａｔ％、Ｓｉの含有量は１０〜２０ａｔ％であることを特徴としている。ＤＬＣにＳｉ、Ｏ及びＨが加わることによって、高い透明度と、ＤＬＣよりも優れた耐摩耗性を得ることができる。なお、本明細書においてａｔ％とは、原子の比率を示す。 In the present invention, the characteristics of these coatings are combined to provide a light-transmitting plate having durability and excellent transparency. The translucent plate of the present invention includes a hard coat layer on a resin substrate, a ceramic layer on the hard coat layer, and the ceramic layer is made of an amorphous material containing Si, O, H, and C. In the ceramic layer, the C content is 30 to 50 at%, the H content is 10 to 20 at%, the O content is 15 to 25 at%, and the Si content is 10 to 20 at%. Yes. By adding Si, O and H to DLC, high transparency and wear resistance superior to DLC can be obtained. In the present specification, “at%” indicates an atomic ratio.
このようなセラミック層の厚さは、３０〜１００ｎｍであることが好ましい。セラミック層の厚さがこの範囲であると、摩耗しにくくクラックを生じにくいセラミック層を得ることができる。 The thickness of such a ceramic layer is preferably 30 to 100 nm. When the thickness of the ceramic layer is within this range, it is possible to obtain a ceramic layer that is less likely to be worn and cracked.
本発明の透光板は、樹脂基体上に、樹脂基体よりも弾性率の大きなハードコート層を備えているので、セラミック層との界面にかかる応力を小さくすることができ、セラミック層の耐摩耗性を向上させることができる。 Since the translucent plate of the present invention has a hard coat layer having a larger elastic modulus than the resin substrate on the resin substrate, the stress applied to the interface with the ceramic layer can be reduced, and the abrasion resistance of the ceramic layer can be reduced. Can be improved.
また、ＤＬＣでは、炭素どうしの結合の存在により、茶褐色の色を呈するようになる。本発明では、ＤＬＣの被膜にＳｉ、Ｏ及びＨを所定量導入し、非晶質の被膜を形成することにより、炭素どうしの結合を妨げ、柔軟性に優れ、かつ透明度の高いセラミック被膜を実現している。 In addition, in DLC, a brownish color is exhibited due to the presence of bonds between carbons. In the present invention, a predetermined amount of Si, O, and H is introduced into the DLC film to form an amorphous film, thereby preventing bonding between carbons, realizing a flexible and highly transparent ceramic film. doing.
本発明の透光板において、樹脂基体は、透明な樹脂材料からなる基体である。樹脂材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）等が挙げられる。 In the translucent plate of the present invention, the resin substrate is a substrate made of a transparent resin material. Examples of the resin material include polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polystyrene (PS), and the like. .
これらの中では、樹脂基体は、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートからなることが好ましい。
ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートは、透明度が高く、ハードコート層、セラミック層と複合させて、高い透明度を確保することができる。
Among these, the resin substrate is preferably made of polycarbonate or polymethyl methacrylate.
Polycarbonate or polymethyl methacrylate has high transparency, and can be combined with a hard coat layer and a ceramic layer to ensure high transparency.
本発明の透光板において、樹脂基体の形状は、特に限定されるものではなく、平板、曲板、半円筒、円筒状の他、その断面の外縁の形状は、楕円形、多角形等の任意の形状であってもよい。
例えば、本発明の透光板を自動車、列車、航空機又は船舶用のガラスとして使用する場合、樹脂基体は、曲面状に湾曲していることが好ましい。
In the light transmitting plate of the present invention, the shape of the resin substrate is not particularly limited, and the outer edge shape of the cross section other than a flat plate, a curved plate, a semi-cylindrical shape, and a cylindrical shape is an ellipse, a polygon, etc. Any shape may be used.
For example, when the translucent plate of the present invention is used as glass for automobiles, trains, aircraft or ships, it is preferable that the resin substrate is curved in a curved shape.
本発明の透光板において、樹脂基体は、無色である必要はなく、有色であってもよい。 In the light transmitting plate of the present invention, the resin substrate does not need to be colorless, and may be colored.
本発明の透光板においては、樹脂基体とセラミック層等との密着性を向上させるため、あるいはすりガラスとするため、サンドブラスト処理や化学薬品等によって樹脂基体の表面が粗化されていてもよい。 In the translucent plate of the present invention, the surface of the resin substrate may be roughened by sandblasting, chemicals, or the like in order to improve the adhesion between the resin substrate and the ceramic layer or the like, or to use ground glass.
本発明の透光板において、ハードコート層は、セラミック層に加わる変形を防止するために設けられる層であり、例えば、樹脂材料からなる。
ハードコート層を形成する樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂、シリカハイブリッドコンポジット、アクリル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。シリカハイブリッドコンポジットとは、シリカと樹脂の複合材料である。このほかにも、ハードコート層を形成する材料は、シリカゾルなどの無機ゾルを硬化した無機コートであってもよい。これらは１種又は２種以上使用することができる。これらの材料を用いてハードコート層を形成することにより、ハードコート層とセラミック層との密着性を向上させることができ、セラミック層により付与される耐摩耗性等をより充分に発揮することができる。
In the translucent plate of the present invention, the hard coat layer is a layer provided to prevent deformation applied to the ceramic layer, and is made of, for example, a resin material.
Examples of the resin material forming the hard coat layer include silicone resin, silica hybrid composite, acrylic resin, melamine resin, and the like. The silica hybrid composite is a composite material of silica and resin. In addition, the material for forming the hard coat layer may be an inorganic coat obtained by curing an inorganic sol such as silica sol. These can be used alone or in combination of two or more. By forming a hard coat layer using these materials, the adhesion between the hard coat layer and the ceramic layer can be improved, and the wear resistance imparted by the ceramic layer can be more fully exhibited. it can.
中でも、ハードコート層を形成する材料は、シリコン系であることが好ましい。
ハードコート層がシリコン系であると、Ｓｉを含有するセラミック層との接合力を強くするとともに、ハードコート層が十分な硬度を有しているので、セラミック層との界面に大きな力を発生させにくくすることができる。
シリコン系のハードコート層とは、例えば、シリコーン樹脂、シリカハイブリッドコンポジット、シリカゾルの硬化物などからなる、Ｓｉを含有するハードコート層を意味する。シリコーン樹脂をハードコート層とする場合には、有機溶媒とシリコーン樹脂の溶液を塗布し、乾燥・硬化させることにより得ることができる。シリカゾルの硬化物をハードコート層とする場合には、シリカゾルの水溶液を塗布し、乾燥させることによって得ることができる。塗布の方法は特に限定されず、例えば、スプレー、ディップ、コーターなどが挙げられる。
Especially, it is preferable that the material which forms a hard-coat layer is a silicon system.
When the hard coat layer is silicon-based, the bonding strength with the ceramic layer containing Si is strengthened and the hard coat layer has sufficient hardness, so that a large force is generated at the interface with the ceramic layer. Can be difficult.
The silicon-based hard coat layer means a Si-containing hard coat layer made of, for example, a silicone resin, a silica hybrid composite, a cured product of silica sol, or the like. When a silicone resin is used as the hard coat layer, it can be obtained by applying a solution of an organic solvent and a silicone resin, drying and curing. When the hardened layer of silica sol is used as the hard coat layer, it can be obtained by applying an aqueous solution of silica sol and drying it. The method of application is not particularly limited, and examples thereof include spray, dip, coater and the like.
本発明の透光板において、ハードコート層の厚さは特に限定されないが、高い表面硬度を得る観点から、１〜１０μｍが好ましく、２〜５μｍがより好ましい。 In the light transmitting plate of the present invention, the thickness of the hard coat layer is not particularly limited, but 1 to 10 μm is preferable and 2 to 5 μm is more preferable from the viewpoint of obtaining high surface hardness.
本発明の透光板は、上記樹脂基体と上記ハードコート層との間に、プライマー層を有することが好ましい。 The translucent plate of the present invention preferably has a primer layer between the resin substrate and the hard coat layer.
本発明の透光板において、プライマー層は、樹脂基体とハードコート層とを接着させるために設けられる層であり、樹脂材料からなる。 In the light transmitting plate of the present invention, the primer layer is a layer provided for bonding the resin base and the hard coat layer, and is made of a resin material.
透光板が樹脂基体とハードコート層との間にプライマー層を有すると、弾力性の高い層が形成されるので、層間に生じる歪みをプライマー層が吸収し、ハードコート層とセラミック層との界面に発生する応力を緩和することができる。 If the light-transmitting plate has a primer layer between the resin substrate and the hard coat layer, a highly elastic layer is formed. Therefore, the primer layer absorbs the distortion generated between the layers, and the hard coat layer and the ceramic layer The stress generated at the interface can be relaxed.
プライマー層を構成する樹脂材料は、樹脂基体及びハードコート層に対する接着性が良好であることが重要であり、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂材料では、良好な接着性が得られる。これらは、１種又は２種以上使用することができる。これらの材料は樹脂基体及びハードコート層との接着性に優れるため、プライマー層を介して樹脂基体及びハードコート層を強固に接着することができる。中でも、プライマー層を形成する材料は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂が好ましく、アクリル樹脂がより好ましい。なお、アクリル樹脂は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体である。 It is important that the resin material constituting the primer layer has good adhesion to the resin substrate and the hard coat layer. For example, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyester resin, polyvinyl alcohol resin, melamine resin, silicone Examples thereof include resins. With these resin materials, good adhesiveness can be obtained. These can be used alone or in combination of two or more. Since these materials are excellent in adhesiveness to the resin substrate and the hard coat layer, the resin substrate and the hard coat layer can be firmly bonded via the primer layer. Especially, the material which forms a primer layer has an acrylic resin, a urethane resin, or an epoxy resin, and an acrylic resin is more preferable. The acrylic resin is a polymer of acrylic ester or methacrylic ester.
本発明の透光板において、プライマー層がアクリル樹脂からなる場合、上記アクリル樹脂は、少なくとも、エチレン性不飽和結合を１分子中に少なくとも２個以上有するアクリレート系化合物を含有するものが好ましく、中でも（メタ）アクリロイル基を１分子中に２個以上有する多官能（メタ）アクリレートであることが好ましい。また、上記アクリル系樹脂は、上記多官能（メタ）アクリレートと組み合わせて、（メタ）アクリロイル基を１分子中に１個有する単官能（メタ）アクリレートを用いてもよい。単官能（メタ）アクリレートを併用することにより、ハードコート層の製膜性及び密着性が向上する。 In the light transmitting plate of the present invention, when the primer layer is made of an acrylic resin, the acrylic resin preferably contains at least an acrylate compound having at least two ethylenically unsaturated bonds in one molecule. A polyfunctional (meth) acrylate having two or more (meth) acryloyl groups in one molecule is preferable. Moreover, the said acrylic resin may use the monofunctional (meth) acrylate which has one (meth) acryloyl group in 1 molecule in combination with the said polyfunctional (meth) acrylate. By using a monofunctional (meth) acrylate in combination, the film forming property and adhesion of the hard coat layer are improved.
本発明の透光板において、プライマー層の厚さは特に限定されないが、樹脂基体及びハードコート層との接着性の観点から、１〜１０μｍが好ましく、２〜５μｍがより好ましい。 In the light transmitting plate of the present invention, the thickness of the primer layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 μm, and more preferably 2 to 5 μm from the viewpoint of adhesion to the resin substrate and the hard coat layer.
本発明の透光板において、上記樹脂基体の厚さは、１〜１０ｍｍであることが好ましい。
樹脂基体の厚さが上記範囲であると、例えば自動車用等のガラスとして使用する場合の機械的強度を確保することができ、さらに、ガラス全体に歪み等が発生しにくくなる。
In the translucent plate of the present invention, the thickness of the resin substrate is preferably 1 to 10 mm.
When the thickness of the resin substrate is within the above range, for example, mechanical strength when used as glass for automobiles or the like can be ensured, and further, distortion or the like hardly occurs in the entire glass.
本発明の透光板は、自動車、列車、航空機又は船舶用のガラスとして使用されることが好ましい。
上述のとおり、本発明の透光板は耐摩耗性に優れるため、自動車用のガラス等として過酷な屋外での使用にも耐えることができる。
The translucent plate of the present invention is preferably used as glass for automobiles, trains, aircraft or ships.
As described above, since the translucent plate of the present invention is excellent in wear resistance, it can withstand severe outdoor use as automotive glass or the like.
本発明の透光板において、セラミック層、ハードコート層及びプライマー層は、樹脂基体の片面に設けられていてもよく、樹脂基体の両面に設けられていてもよい。 In the translucent plate of the present invention, the ceramic layer, the hard coat layer, and the primer layer may be provided on one side of the resin substrate, or may be provided on both sides of the resin substrate.
［透光板の用途］
本発明の透光板は、耐摩耗性が必要な用途に好適に使用することができる。
特に、本発明の透光板は、自動車用のガラスとして使用されることが好ましく、具体的には、自動車用の窓、ランプカバー又はランプレンズに使用されることが好ましい。
[Usage of translucent plate]
The translucent plate of the present invention can be suitably used for applications that require wear resistance.
In particular, the light-transmitting plate of the present invention is preferably used as glass for automobiles, and specifically, it is preferably used for automobile windows, lamp covers or lamp lenses.
自動車用の窓としては、前後左右の窓、ルーフ等が挙げられる。中でも、リアウインドウに使用されることが好ましい。
ランプカバーとしては、ヘッドランプカバー、スモールランプカバー、ウィンカーカバー、フォグランプカバー、テールランプカバー、ブレーキランプカバー、バックランプカバー、車内灯カバー等が挙げられる。
ランプレンズとしては、ヘッドランプレンズ、スモールランプレンズ、ウィンカーレンズ、フォグランプレンズ、テールランプレンズ、ブレーキランプレンズ、バックランプレンズ、車内灯レンズ等が挙げられ、ランプカバーと一体化したものであってもよい。
Examples of windows for automobiles include front and rear windows and roofs. Among these, it is preferable to be used for a rear window.
Examples of the lamp cover include a head lamp cover, a small lamp cover, a winker cover, a fog lamp cover, a tail lamp cover, a brake lamp cover, a back lamp cover, and an interior light cover.
Examples of the lamp lens include a head lamp lens, a small lamp lens, a blinker lens, a fog lamp lens, a tail lamp lens, a brake lamp lens, a back lamp lens, and an interior lamp lens, and may be integrated with a lamp cover. .
本発明の透光板は、自動車用のガラス以外の用途として、列車、航空機、船舶、二輪車、自転車等の自動車以外の輸送用機器用のガラス（窓、ランプカバー、各種ランプレンズ等）；家屋、オフィスビル等の建築物用のガラス（窓等）；室内照明（ＬＥＤ照明、蛍光灯）、信号機、道路灯、歩道灯、防犯灯、公園灯等の各種照明のカバー等に使用することができる。 The translucent plate of the present invention is used for glass, such as trains, airplanes, ships, two-wheeled vehicles, bicycles, and other transportation equipment (windows, lamp covers, various lamp lenses, etc.); Glass used for buildings such as office buildings (windows, etc.); used for indoor lighting (LED lighting, fluorescent lamps), traffic lights, road lights, sidewalk lights, security lights, park lights, etc. it can.
以下、実施例１、実施例２および比較例１について説明する。
実施例１、実施例２および比較例１においては、基材、プライマー層、ハードコート層については同様に製造し、プラズマＣＶＤにて製造されるセラミック層のみが異なる。プラズマＣＶＤ工程では、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）の供給量を変えて透光板を作製した。ＨＭＤＳＯの供給量は、実施例１では４９ｓｃｃｍ、実施例２では７ｓｃｃｍ、比較例１では０ｓｃｃｍであった。すなわち、比較例１では、Ｓｉは原料ガスに含まれておらず、得られるセラミック層は炭素を主成分としたＤＬＣとなる。
Hereinafter, Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 will be described.
In Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, the base material, the primer layer, and the hard coat layer are manufactured in the same manner, and only the ceramic layer manufactured by plasma CVD is different. In the plasma CVD process, a translucent plate was manufactured by changing the supply amount of hexamethyldisiloxane (HMDSO). The supply amount of HMDSO was 49 sccm in Example 1, 7 sccm in Example 2, and 0 sccm in Comparative Example 1. That is, in Comparative Example 1, Si is not contained in the source gas, and the obtained ceramic layer is DLC containing carbon as a main component.
＜基材＞
透光板の基材として、ポリカーボネート（旭硝子株式会社製カーボグラス（登録商標））を用いた。１００ｍｍ×１００ｍｍ×５ｍｍのサイズに切断して試料を作製した。
<Base material>
Polycarbonate (Carbo Glass (registered trademark) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used as the base material of the light transmitting plate. A sample was prepared by cutting into a size of 100 mm × 100 mm × 5 mm.
＜プライマー層＞
得られたポリカーボネートの試料にアクリル系プライマーを塗布した。塗布は、アクリル系プライマーの溶液中にポリカーボネートの試料をディップしたのち引き上げ、自然乾燥させた。
得られたプライマー層の厚さは、３μｍであった。
<Primer layer>
An acrylic primer was applied to the obtained polycarbonate sample. The coating was carried out by dipping a polycarbonate sample in an acrylic primer solution, and then let it dry naturally.
The obtained primer layer had a thickness of 3 μm.
＜ハードコート層＞
プライマーが塗布されたポリカーボネートの試料にハードコートを塗布した。ハードコートとして、シリコン系のハードコート（株式会社動研製シリコンハードコート７３０）を用いた。塗布は、プライマーと同様にシリコン系ハードコートの溶液中にポリカーボネートの試料をディップしたのち引き上げ、自然乾燥させた。
得られたハードコート層の厚さは、４μｍであった。
<Hard coat layer>
A hard coat was applied to a polycarbonate sample coated with a primer. As the hard coat, a silicon-based hard coat (Silicon Hard Coat 730 manufactured by Doken Co., Ltd.) was used. In the same manner as the primer, the polycarbonate sample was dipped into a silicon hard coat solution and then pulled up and dried naturally.
The thickness of the obtained hard coat layer was 4 μm.
＜プラズマＣＶＤ＞
プラズマＣＶＤ装置にプライマーおよびハードコートが塗布されたポリカーボネートの試料をセットし、以下の順に従ってセラミック層を形成した。
真空引き工程：５×１０−２Ｐａとなるまで真空引きを行った。
水素クリーニング：水素ガス流量１００ｓｃｃｍ、チャンバ内圧力が０．６Ｐａとなるようにして水素ガスを用いてクリーニングを行った。
プラズマＣＶＤ：Ｃ２Ｈ２ガスを２５ｓｃｃｍ、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）ガスを流すとともに、チャンバ内圧力が０．４Ｐａとなるようにして装置を調整した。次にパルス電圧４．５ｋＶを加え、セラミック層を形成した。
以上により、樹脂基体上に、プライマー層、ハードコート層、セラミック層を有する透光板を得た。
<Plasma CVD>
A polycarbonate sample coated with a primer and a hard coat was set in a plasma CVD apparatus, and a ceramic layer was formed in the following order.
Vacuuming step: Vacuuming was performed until the pressure reached 5 × 10 −2 Pa.
Hydrogen cleaning: Cleaning was performed using hydrogen gas at a hydrogen gas flow rate of 100 sccm and a chamber internal pressure of 0.6 Pa.
Plasma CVD: The apparatus was adjusted so that 25 sccm of C 2 H 2 gas and hexamethyldisiloxane (HMDSO) gas were flowed, and the pressure in the chamber was 0.4 Pa. Next, a pulse voltage of 4.5 kV was applied to form a ceramic layer.
Thus, a light-transmitting plate having a primer layer, a hard coat layer, and a ceramic layer on the resin substrate was obtained.
各透光板について、分光光度計を用いた分光透過率の測定、および、テーバー摩耗試験（ＪＩＳ Ｋ ７２０４）、を行った。 About each light-transmitting plate, the measurement of the spectral transmittance using a spectrophotometer and the Taber abrasion test (JIS K7204) were performed.
透光板の透過率を測定する際の装置条件は下記のとおりである。
測定器 ：紫外可視近赤外分光光度計 ＵＨ４１５０（日立ハイテクサービス社製）
測定波長：３８０ｎｍ
The apparatus conditions for measuring the transmittance of the light transmissive plate are as follows.
Measuring instrument: Ultraviolet visible near infrared spectrophotometer UH4150 (manufactured by Hitachi High-Tech Service)
Measurement wavelength: 380 nm
テーバー摩耗試験では、アルミナの砥粒を有する摩耗輪を、透光板のセラミック層表面で移動させ、移動前後のヘイズ値を測定する。この評価方法においては、数値が小さいほど耐摩耗性に優れる。装置条件は下記のとおりである。なお、測定はＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準じて行う。
＜ヘイズ値＞
ヘイズ値は、以下の装置、条件を用いて測定する。耐摩耗性の高いセラミック層は数値が小さくなり、耐摩耗性の低いセラミック層は数値が大きくなる。
光計測器
ヘイズメータ：日本電色工業（株）製 ＮＤＨ４０００（Ａ光源を使用）
光スポット径：７ｍｍ
摩耗試験
摩耗試験機 ：ｔａｂｅｒ社Ｍｏｄｅｌ５１３５
サンプル回転数：１０００回
回転速度 ：７２ｒｐｍ
荷重 ：５００ｇ
摩耗輪 ：ＣＳ−１０Ｆ
In the Taber abrasion test, an abrasion wheel having alumina abrasive grains is moved on the surface of the ceramic layer of the translucent plate, and the haze value before and after the movement is measured. In this evaluation method, the smaller the value, the better the wear resistance. The apparatus conditions are as follows. The measurement is performed according to JIS K 7136: 2000.
<Haze value>
The haze value is measured using the following apparatus and conditions. A ceramic layer with high wear resistance has a smaller value, and a ceramic layer with lower wear resistance has a higher value.
Optical measuring instrument Haze meter: NDH4000 (A light source is used) manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
Light spot diameter: 7mm
Abrasion test Abrasion tester: Taber Model 5135
Sample rotation speed: 1000 times Rotation speed: 72 rpm
Load: 500g
Wear wheel: CS-10F
実施例１、実施例２および比較例１におけるＨＭＤＳＯの流量および分析結果を表１に示す。 Table 1 shows the flow rate of HMDSO and the analysis results in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1.
各透光板について、セラミック層の元素の構成比を分析した。実施例１、実施例２および比較例１における元素の構成比の分析結果を表２および図２に示す。表２および図２中、％はａｔ％を意味する。 About each translucent board, the component ratio of the element of a ceramic layer was analyzed. Table 2 and FIG. 2 show the analysis results of the constituent ratios of the elements in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. In Table 2 and FIG. 2,% means at%.
本明細書において、セラミック層中のＳｉの含有量は、セラミック層の厚さをＸｎｍとしたとき、セラミック層の表面からの距離が０．２５Ｘ〜０．５Ｘｎｍの範囲において、ラザフォード後方散乱分光（ＲＢＳ）解析によって深さ２ｎｍ毎に測定したＳｉ濃度の平均値を意味する。セラミック層中のＯ、Ｃ及びＨの含有量についても同様である。
ＲＢＳ解析は、後方散乱測定装置（神戸製鋼所製、型番ＨＲＢＳ５００）を使用し、入射イオン：Ｈｅ＋、入射エネルギー：４５０ｋｅＶ、散乱角：９０度、入射角：試料法線に対し４５度、試料電流：３０ｎＡ、照射量：５０μＣの条件で行う。
In the present specification, the content of Si in the ceramic layer is defined as Rutherford backscattering spectroscopy in a range where the distance from the surface of the ceramic layer is 0.25 X to 0.5 X nm, where the thickness of the ceramic layer is X nm. It means the average value of Si concentration measured every 2 nm by RBS analysis. The same applies to the contents of O, C and H in the ceramic layer.
RBS analysis uses a backscattering measurement device (manufactured by Kobe Steel, model number HRBS500), incident ions: He + , incident energy: 450 keV, scattering angle: 90 degrees, incident angle: 45 degrees with respect to sample normal, sample It is performed under the conditions of current: 30 nA and irradiation amount: 50 μC.
プラズマＣＶＤ装置にＣ２Ｈ２とともにＨＭＤＳＯを供給し製膜した実施例１および実施例２では、Ｓｉを含有するセラミック層が得られた。具体的には、Ｃの含有量は３０〜５０ａｔ％、Ｈの含有量は１０〜２０ａｔ％、Ｏの含有量は１５〜２５ａｔ％、Ｓｉの含有量は１０〜２０ａｔ％であるセラミック層が得られ、無色透明で透過率が高く、ヘイズ値が低く耐摩耗性が高いセラミック層を有する透光板が得られた。一方、プラズマＣＶＤ装置にＣ２Ｈ２のみを供給しＨＭＤＳＯを供給せず製膜した比較例１では、Ｓｉを含有しないセラミック層が得られ、茶色で透過率が低く、ヘイズ値が高く耐摩耗性が低いセラミック層を有する透光板が得られた。 In Example 1 and Example 2 in which HMDSO was supplied to the plasma CVD apparatus together with C 2 H 2 to form a film, a Si-containing ceramic layer was obtained. Specifically, a ceramic layer having a C content of 30 to 50 at%, a H content of 10 to 20 at%, an O content of 15 to 25 at%, and a Si content of 10 to 20 at% is obtained. As a result, a transparent plate having a ceramic layer having colorless and transparent, high transmittance, low haze value and high wear resistance was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1 in which only C 2 H 2 was supplied to the plasma CVD apparatus and HMDSO was not supplied, a ceramic layer containing no Si was obtained, which was brown and had low transmittance, high haze value, and high wear resistance. A translucent plate having a ceramic layer with low properties was obtained.
すなわち、本発明の透光板によれば、透明度が高く、耐摩耗性に優れる透光板を得ることができることが確認された。 That is, according to the translucent plate of the present invention, it was confirmed that a translucent plate having high transparency and excellent wear resistance can be obtained.
２０ 透光板
２１ 樹脂基体
２２ セラミック層
２３ ハードコート層
２４ プライマー層
20
Claims (6)
前記セラミック層は、Ｓｉ、Ｏ、Ｈ及びＣを含有する非晶質体からなり、
前記セラミック層におけるＣの含有量は３０〜５０ａｔ％、Ｈの含有量は１０〜２０ａｔ％、Ｏの含有量は１５〜２５ａｔ％、Ｓｉの含有量は１０〜２０ａｔ％であることを特徴とする透光板。 A light-transmitting plate comprising a resin base, a hard coat layer provided on the resin base, and a ceramic layer provided on the hard coat layer,
The ceramic layer is made of an amorphous material containing Si, O, H and C,
In the ceramic layer, the C content is 30 to 50 at%, the H content is 10 to 20 at%, the O content is 15 to 25 at%, and the Si content is 10 to 20 at%. Translucent plate.
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