JP2019098655A - Substrate with resin hardened layer and manufacturing method therefor - Google Patents

Substrate with resin hardened layer and manufacturing method therefor Download PDF

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Abstract

To provide a substrate with a resin hardened layer having sufficient abrasion resistance even with a material easy to be scratched such as a polycarbonate resin, and a manufacturing method therefor.SOLUTION: A substrate 100 with a resin hardened layer has a substrate 1 and a resin hardened layer 2 arranged on one surface of the substrate 1. Martens hardness when load of 0.5 mN is added from a normal direction to a surface of the resin hardened layer 2 is 150 N/mmto 800 N/mmand percentage content of a carbon atom X (at%) and percentage content of a silicon atom Y (at%) when an energy dispersion type X ray spectrometry is conducted on the surface of the resin hardened layer 2 under a condition of accelerating voltage of 20 kV have a relationship of the formula (1). Y/X≥2.0 (1).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、優れた耐摩耗性を備える樹脂硬化層付き基板、およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate with a resin cured layer having excellent abrasion resistance, and a method of manufacturing the same.

ポリカーボネート樹脂は、透明性に優れ、軽量で耐衝撃性が高いことから、各種の建築物、自動車等の窓材や構造材等として、広く応用展開されてきた。
しかしながら、耐摩耗性・耐侯性・耐薬品性の観点でガラスに大幅に劣るという欠点がある。そのため、これらの性能をカバーする機能を有するハードコート層をポリカーボネート上に形成する方法(例えば特許文献1)が提案されている。
このようなハードコート層としては、有機珪素化合物の加水分解縮合物を主成分として含んだ下地ハードコート層と、その上層にPE−CVD法で形成した酸化珪素層を積層させる方法が用いられている。
Polycarbonate resins have been widely applied and used as window materials and structural materials for various buildings and automobiles because they are excellent in transparency, light in weight and high in impact resistance.
However, there is a disadvantage that the glass is significantly inferior to the glass in terms of abrasion resistance, weather resistance and chemical resistance. Therefore, there has been proposed a method (for example, Patent Document 1) of forming a hard coat layer having a function of covering these performances on a polycarbonate.
As such a hard coat layer, a method is used in which an underlying hard coat layer containing a hydrolytic condensate of an organosilicon compound as a main component and a silicon oxide layer formed by PE-CVD on the upper layer are laminated. There is.

特許第5944069号公報Patent No. 5944069

しかしながら、上記の方法でハードコート層を形成しようとする場合には、成膜速度が遅いために生産性が悪い、あるいは湿式塗工装置と乾式塗工装置の両装置を導入する必要があるといった点で製造コストが高くなるという欠点がある。
本発明は、これらの欠点を解決するためになされたものであり、その目的は、ポリカーボネート樹脂のような傷つきやすい材料であっても、十分な耐摩耗性を備える樹脂硬化層付き基板を提供することにある。
更に、本発明の他の目的は、生産性の悪化や設備導入による製造コストの上昇を抑制することができる樹脂硬化層付き基板の製造方法を提供することにある。
However, when the hard coat layer is to be formed by the above method, the productivity is low because the film forming speed is slow, or it is necessary to introduce both the wet coating apparatus and the dry coating apparatus. There is a drawback in that the manufacturing cost is high.
The present invention has been made to solve these drawbacks, and an object thereof is to provide a substrate with a resin cured layer having sufficient abrasion resistance even in a fragile material such as polycarbonate resin. It is.
Furthermore, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a substrate with a resin cured layer which can suppress the deterioration of productivity and the increase of manufacturing cost due to the introduction of equipment.

上記課題を解決するため、本発明のある態様に係る樹脂硬化層付き基板は、基板と、該基板の少なくとも一方の面に、樹脂硬化層とを有し、
上記樹脂硬化層の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重をかけた時のマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下であり、かつ上記樹脂硬化層の表面を加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)が式(1)の関係である。
Y/X≧2.0・・・(1)
In order to solve the above problems, a substrate with a resin cured layer according to an aspect of the present invention has a substrate and a resin cured layer on at least one surface of the substrate,
The Martens hardness when a load of 0.5mN direction normal to the surface of the cured resin layer is at 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less and an acceleration voltage 20kV the surface of the cured resin layer The content ratio of carbon atoms X (at%) and the content ratio of silicon atoms Y (at%) in the case of performing energy dispersive X-ray spectrometry under the condition of (1) are the relationship of Formula (1).
Y / X ≧ 2.0 (1)

また、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板においては、上記基板が、有機樹脂を主成分としても良い。
また、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板においては、上記樹脂硬化層が、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含む硬化層としても良い。
また、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板においては、上記樹脂硬化層が、酸化珪素を主成分とする微粒子を含むとしても良い。
また、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板においては、上記樹脂硬化層の膜厚が、3μm以上20μm以下であるとしても良い。
In the substrate with a resin cured layer according to an aspect of the present invention, the substrate may have an organic resin as a main component.
In the substrate with the resin cured layer according to an aspect of the present invention, the resin cured layer may be a cured layer containing an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.
In the substrate with the resin cured layer according to an aspect of the present invention, the resin cured layer may contain fine particles containing silicon oxide as a main component.
Further, in the substrate with the resin cured layer according to an aspect of the present invention, the film thickness of the resin cured layer may be 3 μm or more and 20 μm or less.

また、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板の製造方法は、上記基板の少なくとも一方の面に樹脂硬化層を形成する工程と、上記樹脂硬化層にXeエキシマ光照射処理を施す工程とを含み、光照射処理後の樹脂硬化層が下記(a)および(b)の要件を満たす。
(a)樹脂硬化層の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重をかけた時のマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下である。
(b)樹脂硬化層の表面を加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)が式(1)の関係である。
Y/X≧2.0・・・(1)
In the method for producing a substrate with a resin cured layer according to an aspect of the present invention, a step of forming a resin cured layer on at least one surface of the substrate, a step of subjecting the resin cured layer to Xe 2 excimer light irradiation treatment, And the resin cured layer after the light irradiation treatment satisfies the following requirements (a) and (b).
(A) Martens hardness of 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less when a load of 0.5mN direction normal to the surface of the cured resin layer.
(B) The content X (at%) of carbon atoms and the content Y (at%) of silicon atoms in the case of performing energy dispersive X-ray spectrometry under the conditions of an accelerating voltage of 20 kV on the surface of the resin cured layer It is the relationship of (1).
Y / X ≧ 2.0 (1)

本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板によれば、十分な耐摩耗性を備える樹脂硬化層付き基板を提供することができる。また、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板の製造方法によれば、樹脂硬化層を形成する際にCVD法などの乾式塗工を使用しないため、生産性の悪化や設備導入による製造コストの上昇を抑制することができる樹脂硬化層付き基板の製造方法を提供することができる。   According to the substrate with a resin cured layer of an aspect of the present invention, a substrate with a resin cured layer having sufficient abrasion resistance can be provided. In addition, according to the method for producing a substrate with a resin cured layer according to an aspect of the present invention, dry coating such as a CVD method is not used when forming the resin cured layer, so the production cost is deteriorated due to the deterioration of productivity It is possible to provide a method for producing a substrate with a resin cured layer that can suppress the increase of

本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板の積層構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the laminated structure of the board | substrate with a resin cured layer of a certain aspect of this invention. 本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板の製造に使用されるフィルム積層体の積層構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the laminated structure of the film laminated body used for manufacture of the board | substrate with a resin cured layer of a certain aspect of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることがある。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造等が下記のものに特定されるものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like may be different from actual ones. Further, the embodiments shown below exemplify the configuration for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is that the materials, shapes, structures and the like of the components are as follows. It is not something specific. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.

<樹脂硬化層付き基板の構成>
図1は、樹脂硬化層付き基板のある実施形態における積層構造を示す断面図である。
本実施形態の樹脂硬化層付き基板100は、基板1の少なくとも一方の面に樹脂硬化層2を有する樹脂硬化層付き基板である。基板1は、有機樹脂を主成分としてもよい。ここでいう主成分は重量としての主成分である。樹脂硬化層2の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重をかけた時のマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下であり、かつ樹脂硬化層の表面を加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)が式(1)の関係である。
Y/X≧2.0・・・(1)
本実施形態の樹脂硬化層付き基板100は、以下に示す特定範囲の硬度、化学組成を充足する。このような物性値を充足することによって、基板1に対して、優れた耐摩耗性を備えることが可能になる。
<Configuration of Substrate with Resin Hardened Layer>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laminated structure in an embodiment of a substrate with a resin cured layer.
The substrate with resin cured layer 100 of the present embodiment is a substrate with resin cured layer having the resin cured layer 2 on at least one surface of the substrate 1. The substrate 1 may have an organic resin as a main component. The main component referred to here is the main component as weight. Direction normal to the surface of the cured resin layer 2 Martens hardness when a load of 0.5mN is 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less, and the surface of the accelerating voltage 20kV cured resin layer The content ratio of carbon atoms X (at%) and the content ratio of silicon atoms Y (at%) in the case of performing energy dispersive X-ray spectrometry under the conditions are the relationship of Formula (1).
Y / X ≧ 2.0 (1)
The substrate with resin cured layer 100 of the present embodiment satisfies the following specific range of hardness and chemical composition. By satisfying such physical property values, the substrate 1 can be provided with excellent wear resistance.

<硬度>
本実施形態の樹脂硬化層付き基板100は、樹脂硬化層2側から測定したマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下を充足すればよいが、好ましくは200N/mm以上600N/mm以下が挙げられる。このようなマルテンス硬度を備えることにより、基板1に対して、優れた耐摩耗性を備えさせることができる。
当該マルテンス硬度は、試料表面に最大荷重0.5mNの荷重でダイヤモンドの圧子を押し込み、その時の押し込み深さから、最大荷重(A)と圧子の表面積(B)を用いて以下の式(2)の通りに算出する。
マルテンス硬度=A/B・・・(2)
なお、本実施形態におけるマルテンス硬度は、ISO14577に記載の方法に従って測定される値である。本実施形態の樹脂硬化層付き基板10に上記マルテンス硬度を備えさせるには、樹脂硬化層2の組成や厚さ等を適宜調整すればよい。
<Hardness>
Cured resin layer-provided substrate 100 of this embodiment is Martens hardness measured from the cured resin layer 2 side may be satisfied to 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less, preferably 200 N / mm 2 or more 600N / mm 2 or less is mentioned. With such Martens hardness, the substrate 1 can be provided with excellent wear resistance.
The said Martens hardness pushes the indenter of a diamond into the sample surface with a load of maximum load 0.5mN, and the following formula (2) using the maximum load (A) and the surface area (B) of an indenter from the indentation depth at that time Calculate as follows.
Martens hardness = A / B (2)
In addition, the Martens hardness in this embodiment is a value measured according to the method of ISO14577. In order to make the substrate 10 with the resin cured layer of the present embodiment have the above-mentioned Martens hardness, the composition, thickness, etc. of the resin cured layer 2 may be appropriately adjusted.

<化学組成>
本実施形態の樹脂硬化層付き基板100は、樹脂硬化層2側から測定した炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)の比(珪素/炭素比)が2.0以上を充足すればよいが、好ましくは2.5以上が挙げられる。
このような化学組成を備えることにより、基板1に対して、優れた耐摩耗性を備えさせることができる。
当該化学組成は、試料表面に加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)を用いて以下の式(3)の通りに算出する。
珪素/炭素比=Y/X・・・(3)
本実施形態の樹脂硬化層付き基板100に対して、上記化学組成を備えさせるには、樹脂硬化層2の組成や厚さ等を適宜調整すればよく、その具体的条件については後述する。
<Chemical composition>
In the substrate with the resin cured layer 100 of the present embodiment, the ratio (silicon / carbon ratio) of the carbon atom content X (at%) to the silicon atom content Y (at%) measured from the resin cured layer 2 side is Although 2.0 or more may be satisfied, 2.5 or more is preferably mentioned.
By providing such a chemical composition, the substrate 1 can be provided with excellent abrasion resistance.
The said chemical composition is using content X (at%) of carbon atom at the time of performing energy dispersive X-ray spectroscopy measurement on conditions of acceleration voltage 20kV on the sample surface, and content Y (at%) of a silicon atom. Calculated according to the following equation (3).
Silicon / carbon ratio = Y / X (3)
In order to provide the above-described chemical composition to the resin cured layer-attached substrate 100 of the present embodiment, the composition, thickness and the like of the resin cured layer 2 may be appropriately adjusted, and specific conditions thereof will be described later.

以下に、本実施形態の樹脂硬化層付き基板を構成する各層の組成や厚さ等について説明する。
本実施形態の樹脂硬化層付き基板100において、基板1の材質は特に制限されず、樹脂、ガラス、紙、木材、金属など様々な材質のものを用いることができる。この中でも、樹脂の射出成形により基材を成形する場合、後述する熱可塑性樹脂あるいは、熱硬化性樹脂(1液又は2液硬化性樹脂を含む)を用いることができる。熱可塑性樹脂材料としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系重合体;ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン系共重合体、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂)などのスチレン系樹脂;ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、エチレングリコール−テレフタル酸−イソフタル酸共重合体、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂;ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
Hereinafter, the composition, thickness, and the like of each layer constituting the substrate with a resin cured layer of the present embodiment will be described.
In the substrate 100 with the resin cured layer of the present embodiment, the material of the substrate 1 is not particularly limited, and various materials such as resin, glass, paper, wood, metal and the like can be used. Among these, when forming a base material by injection molding of resin, the thermoplastic resin or thermosetting resin (a 1-component or 2-component curable resin is included) mentioned later can be used. Examples of thermoplastic resin materials include vinyl polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride; styrene resins such as polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, and ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin) Acrylic resins such as polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate and polyacrylonitrile; polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene and polybutene; polyethylene terephthalate, ethylene glycol-terephthalic acid-isophthalic acid copolymer, polybutylene terephthalate And polyester resins, such as polycarbonate resins.

また、熱硬化性樹脂としては、1液又は2液反応硬化型のポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独でも良いし、二種以上混合して用いても良い。これらの中でも、ポリカーボネートは耐衝撃性や透明性に優れており、好適に使用される。
また、これらの樹脂には、必要に応じて各種添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどの無機物粉末、木粉、ガラス繊維などの充填剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤などを添加することができる。
なお、射出樹脂は、用途に応じて適宜、着色剤を添加して着色した樹脂を使用しても良い。基板1の厚みについては特に制限はなく、当該基板の用途に応じて選定される。
The thermosetting resin may, for example, be a one-component or two-component reaction-curable polyurethane resin or an epoxy resin. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, polycarbonate is excellent in impact resistance and transparency, and is preferably used.
In addition, various additives may be added to these resins as required, such as antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, flame retardants, plasticizers, silica, alumina, calcium carbonate, aluminum hydroxide and the like. Inorganic powder, fillers such as wood powder and glass fibers, lubricants, mold release agents, antistatic agents, coloring agents and the like can be added.
In addition, you may use the resin which added and colored the coloring agent suitably according to the use, and injection resin. There is no restriction | limiting in particular about the thickness of the board | substrate 1, According to the use of the said board | substrate, it selects.

ここで、基板1と樹脂硬化層2との密着性を向上させる目的で、界面に接着層を設けても良く、公知のヒートシール性接着剤又は粘着剤を使用できる。例えば、接着層としては、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、塩酢ビ樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。また、紫外線遮蔽機能を付与するために耐候性改善剤を添加しても良い。接着層の厚みとしては、0.5μm〜10μmの範囲が好適である。   Here, in order to improve the adhesion between the substrate 1 and the resin cured layer 2, an adhesive layer may be provided at the interface, and a known heat seal adhesive or pressure sensitive adhesive can be used. For example, as an adhesive layer, vinyl acetate resin, ethylene vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride resin, acrylic resin, butyral resin, epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, acrylic pressure sensitive adhesive, rubber-based pressure sensitive adhesive, silicone type Pressure-sensitive adhesives, urethane-based pressure-sensitive adhesives and the like can be mentioned. Moreover, in order to provide an ultraviolet shielding function, a weather resistance improving agent may be added. The thickness of the adhesive layer is preferably in the range of 0.5 μm to 10 μm.

樹脂硬化層2は、基板1に耐摩耗性等の機械強度を付与するために設けられる層であり、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物からなる。樹脂硬化層2に使用される紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂の種類については、前述するマルテンス硬度、及び炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)の比を充足できるように適宜設定すればよく、これらの物性値を充足できることを限度として特に制限されない。   The resin cured layer 2 is a layer provided to impart mechanical strength such as abrasion resistance to the substrate 1 and is made of a cured product of a resin composition containing an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. The types of UV curable resin or thermosetting resin used for the resin cured layer 2 include the above-described Martens hardness, and carbon atom content X (at%) and silicon atom content Y (at%). It may be appropriately set so as to satisfy the ratio, and is not particularly limited as long as these physical property values can be satisfied.

本実施形態において、紫外線硬化性樹脂とは、紫外線(UV)によって硬化する樹脂をいう。代表的なラジカル重合反応する樹脂としては、分子中にアクリロイル基を有する樹脂であり、アクリル(メタ)アクリレート、ポリカーボネート(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリブタジエン(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートなどのモノマー、オリゴマー、ポリマーなどの混合物が使用される。   In the present embodiment, the ultraviolet curable resin refers to a resin that is cured by ultraviolet (UV) light. Representative resins that undergo radical polymerization reaction are resins having an acryloyl group in the molecule, and acrylic (meth) acrylate, polycarbonate (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) Mixtures of monomers, oligomers, polymers, etc., such as acrylates, polyether (meth) acrylates, polybutadiene (meth) acrylates, silicone (meth) acrylates, etc. are used.

なお、シリコーン(メタ)アクリレートは、主鎖にポリシロキサン結合をもつシリコーンを(メタ)アクリル酸で変性させることにより得ることができ、本樹脂を含有することで式(3)の化学組成の珪素含有率を向上させることができる。これらの樹脂は単独の組成で用いても、数種の混合組成で用いても良く、又、後述する熱硬化性樹脂と組み合わせて使用しても良い。
なお、紫外線照射に伴い樹脂の硬化を円滑に進行させる為に、公知の光重合開始剤を適量添加することが好ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類等が挙げられる。
また、光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。
The silicone (meth) acrylate can be obtained by modifying a silicone having a polysiloxane bond in the main chain with (meth) acrylic acid, and the silicon of the chemical composition of the formula (3) can be obtained by containing this resin. The content rate can be improved. These resins may be used alone or in combination of several kinds, or may be used in combination with a thermosetting resin described later.
In addition, it is preferable to add an appropriate amount of a known photopolymerization initiator in order to allow the curing of the resin to proceed smoothly with ultraviolet irradiation. Examples of such a photopolymerization initiator include acetophenones, benzoins, benzophenones, phosphine oxides, ketals, anthraquinones, thioxanthones and the like.
In addition, n-butylamine, triethylamine, poly-n-butylphosphine and the like can be mixed and used as a photosensitizer.

本実施形態において、熱硬化性樹脂とは、熱によって硬化する樹脂をいう。中でも、式(3)の化学組成の珪素含有率を向上させるためには、シリコーン系の熱硬化性樹脂を使用することが好ましく、2〜4官能性、更に好ましくは3〜4官能性のケイ素アルコキシドを加熱により硬化させるものが好ましい。
また、これらをあらかじめ溶液中で適度に加水分解ならびに脱水縮合を行なって適度にオリゴマー化あるいはポリマー化させたものも好ましく用いられる。
In the present embodiment, a thermosetting resin refers to a resin that is cured by heat. Among them, in order to improve the silicon content of the chemical composition of the formula (3), it is preferable to use a silicone-based thermosetting resin, and silicon having 2 to 4 functionality, more preferably 3 to 4 functionality. Preferably, the alkoxide is cured by heating.
In addition, those obtained by appropriately performing hydrolysis and dehydration condensation beforehand in a solution and appropriately oligomerizing or polymerizing them are also preferably used.

使用可能なケイ素アルコキシドの例としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらの樹脂は単独の組成で用いても、数種の混合組成で用いても良く、又、先述した紫外線硬化性樹脂と組み合わせて使用しても良い。
ここで、樹脂硬化層2を転写によって基板1に積層する場合、転写前はタックフリー状態であり、基板1に転写後、紫外線を照射することで架橋できる樹脂からなるものが好ましい。転写後に架橋する理由としては、フィルム積層体10は射出成形や加熱転写法で使用される場合、予め架橋すると転写の延伸時にクラックが生じやすく、外観不良となるためである。
Examples of silicon alkoxides that can be used include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4- (silane) Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane Etc. These resins may be used alone or in combination of several types, or may be used in combination with the above-described UV curable resin.
Here, when laminating the resin cured layer 2 on the substrate 1 by transfer, it is preferable to use a resin which is tack free before transfer and which can be crosslinked by irradiation of ultraviolet rays after transfer to the substrate 1. The reason for crosslinking after transfer is that, when the film laminate 10 is used in injection molding or a heating transfer method, if it is crosslinked in advance, it is likely to be cracked at the time of extension of transfer, resulting in an appearance defect.

本実施形態では、樹脂硬化層2が平均粒子径10nm以上100nm以下の無機微粒子を含有することが好ましい。該無機微粒子としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、五酸化アンチモンといった酸化物やアンチモンドープ酸化スズ、リンドープ酸化スズ等複合酸化物が挙げられる他、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、カオリン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム等も使用することができる。これら無機微粒子は2種類以上を混合して用いてもよい。   In the present embodiment, the resin cured layer 2 preferably contains inorganic fine particles having an average particle diameter of 10 nm or more and 100 nm or less. Examples of the inorganic fine particles include oxides such as silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, tin oxide and antimony pentoxide, and complex oxides such as antimony-doped tin oxide and phosphorus-doped tin oxide, and calcium carbonate Talc, clay, kaolin, calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium phosphate and the like can also be used. These inorganic fine particles may be used as a mixture of two or more.

これらの中でも酸化珪素を用いることが好ましい。酸化珪素を含有することで式(3)の化学組成の珪素/炭素比を向上させることができる。微粒子として、酸化珪素を主成分としてもよい。ここでいう主成分は重量としての主成分である。
なお、本発明における無機微粒子の平均粒子径は、動的光散乱法により測定される微粒子の平均粒子径であり、粒径分布を累積分布で表したときの50%粒径(d50 メジアン径)である。例えば、市販の米国Microtrac社製のNanotrac UPA−EX150と呼ばれる装置により測定できる。
Among these, it is preferable to use silicon oxide. By containing silicon oxide, the silicon / carbon ratio of the chemical composition of Formula (3) can be improved. As the fine particles, silicon oxide may be used as the main component. The main component referred to here is the main component as weight.
The average particle size of the inorganic fine particles in the present invention is the average particle size of the fine particles measured by the dynamic light scattering method, and the 50% particle size (d50 median size) when the particle size distribution is represented by cumulative distribution. It is. For example, it can be measured by a commercially available apparatus called Nanotrac UPA-EX 150 manufactured by Microtrac, USA.

該無機微粒子を添加することにより、樹脂硬化層中の空隙を微粒子が埋めるため、硬度がアップする。また、該無機微粒子の平均粒子径を10nm以上にすることにより、微粒子の製造が容易となり、100nm以下にすることにより、樹脂硬化層の光線透過性を付与することができる。さらに好ましい該無機微粒子の平均粒子径は、10nm以上50nm以下である。
該無機微粒子の添加量は、粒子の種類、粒径により異なるが、紫外線硬化性樹脂100重量部に対して20〜500重量部、より好ましくは50〜300重量部である。
By adding the inorganic fine particles, the fine particles fill the voids in the cured resin layer, thereby increasing the hardness. In addition, when the average particle diameter of the inorganic fine particles is 10 nm or more, the production of the fine particles is facilitated, and when the average particle diameter is 100 nm or less, the light transmittance of the resin cured layer can be imparted. The average particle diameter of the inorganic fine particles is more preferably 10 nm or more and 50 nm or less.
The addition amount of the inorganic fine particles varies depending on the type of particles and the particle size, but is 20 to 500 parts by weight, more preferably 50 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ultraviolet curable resin.

また、諸物性を向上させるため、硬化剤、紫外線吸収剤、光安定剤、レベリング剤、滑剤等を添加しても構わない。特に、耐候性能を付与するためには、紫外線吸収剤や光安定剤を添加することで、紫外線や風雨に晒されることによる樹脂の変色や劣化等を効果的に抑制することが可能になる。
樹脂硬化層2の厚さについては、当該樹脂硬化層2の組成に応じて、前述する硬度、化学組成を充足できる範囲に適宜設定すればよいが、通常3〜20μm、好ましくは5〜15μmが挙げられる。このような厚さを満たすことによって、前述する硬度、化学組成を充足させつつ、より一層効果的に優れた耐摩耗性を備えさせることが可能になる。
Moreover, in order to improve various physical properties, a curing agent, an ultraviolet light absorber, a light stabilizer, a leveling agent, a lubricant and the like may be added. In particular, it is possible to effectively suppress discoloration or deterioration of the resin due to exposure to ultraviolet light or wind and rain by adding an ultraviolet light absorber or a light stabilizer in order to impart weather resistance.
The thickness of the resin cured layer 2 may be appropriately set according to the composition of the resin cured layer 2 so that the hardness and chemical composition described above can be satisfied, but the thickness is usually 3 to 20 μm, preferably 5 to 15 μm. It can be mentioned. By satisfying such a thickness, it is possible to more effectively provide excellent wear resistance while satisfying the aforementioned hardness and chemical composition.

支持フィルム3としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ナイロンフィルム、セロファンフィルム、アクリルフィルムといった基材が使用可能である。使用可能な支持フィルム3の厚みとしては、25μm〜150μmであるが、好ましくは、38μm〜50μmである。
離型層4は、樹脂硬化層2からの剥離性が最も重要であり、耐熱性、耐溶剤性及び延伸性も必要とされる。このため、離型層4は、硬化系であることが好ましく、例えば、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、酢酸セルロースなどの硬化物が使用可能である。硬化架橋系としては、エポキシ樹脂/アミン類、アルキド樹脂/酸触媒、アクリルポリオール樹脂/イソシアネート化合物、アクリルオリゴマー/光開始剤を使用できる。離型層4の厚みは、特に制限はないが、0.1μm〜3μmが好適である。
As the support film 3, for example, a base material such as a polyethylene terephthalate film, a polyethylene naphthalate film, a polypropylene film, a polyethylene film, a triacetyl cellulose film, a polycarbonate film, a nylon film, a nylon film, a cellophane film, and an acrylic film can be used. The thickness of the support film 3 which can be used is 25 μm to 150 μm, preferably 38 μm to 50 μm.
The releasability from the resin cured layer 2 is most important for the release layer 4, and heat resistance, solvent resistance and stretchability are also required. Therefore, the release layer 4 is preferably a curing system, and for example, a cured product such as a melamine resin, a polyolefin resin, a urethane resin, and cellulose acetate can be used. As a curing crosslinking system, epoxy resin / amines, alkyd resin / acid catalyst, acrylic polyol resin / isocyanate compound, acrylic oligomer / photoinitiator can be used. The thickness of the release layer 4 is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm to 3 μm.

<樹脂硬化層付き基板の製造方法>
本実施形態の樹脂硬化層付き基板の製造方法については、特に制限されないが、例えば、基板以外の各層を予め積層させたフィルム積層体を作製しておき、当該フィルム積層体を用いて基板に各層を積層させる方法が挙げられる。
図2は、本発明のある態様の樹脂硬化層付き基板の製造方法に使用されるフィルム積層体の積層構造の一例を示す断面図である。
本実施形態のフィルム積層体10は、支持フィルム3の少なくとも一方の面に、離型層4、樹脂硬化層2をこの順に有するフィルム積層体である。
<Method of manufacturing substrate with resin cured layer>
The method for producing the substrate with the resin cured layer according to the present embodiment is not particularly limited. For example, a film laminate in which layers other than the substrate are laminated in advance is prepared, and each layer is formed on the substrate using the film laminate. And the like.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a laminated structure of a film laminate used in the method for producing a substrate with a resin cured layer according to an embodiment of the present invention.
The film laminate 10 of the present embodiment is a film laminate having a release layer 4 and a resin cured layer 2 in this order on at least one surface of the support film 3.

本実施形態の製造方法は、基板1の少なくとも一方の面に樹脂硬化層2を形成する工程と、樹脂硬化層2にXeエキシマ光照射処理を施す工程とを含む。
そして、樹脂硬化層2にXeエキシマ光照射処理を施す工程では、光照射処理後の樹脂硬化層2が下記(a)および(b)の要件を満たすようにXeエキシマ光照射処理した。
(a)樹脂硬化層2の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重をかけた時のマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下である。
(b)樹脂硬化層2の表面を加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)が式(1)の関係である。
Y/X≧2.0・・・(1)
The manufacturing method of the present embodiment includes the step of forming the resin cured layer 2 on at least one surface of the substrate 1 and the step of subjecting the resin cured layer 2 to Xe 2 excimer light irradiation treatment.
Then, in the step of performing Xe 2 excimer light irradiation treatment on the resin cured layer 2, cured resin layer 2 after the light irradiation treatment is Xe 2 excimer light irradiation treatment so as to satisfy the following requirements (a) and (b).
(A) Martens hardness of 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less when a load of 0.5mN direction normal to the surface of the cured resin layer 2.
(B) The content X (at%) of carbon atoms and the content Y (at%) of silicon atoms when energy dispersive X-ray spectrometry is performed under the conditions of an accelerating voltage of 20 kV on the surface of the resin cured layer 2 It is the relationship of Formula (1).
Y / X ≧ 2.0 (1)

具体的には、支持フィルム3上に、少なくとも離型層4および樹脂硬化層2をこの順に積層させたフィルム積層体10を基板1に積層させた後に、当該支持フィルム3および離型層4を剥離し、紫外線を照射して樹脂硬化層2を硬化する方法によって、本発明の樹脂硬化層付き基板100を製造することができる。
また、本実施形態の樹脂硬化層付き基板の製造方法においては、上記の通り形成された樹脂硬化層2に対して、Xeエキシマ光による照射処理を施しても良い。
ここで、Xeエキシマ光は、波長172nmの紫外線であり、上記の通り形成された樹脂硬化層2の表面にXeエキシマ光を照射することにより、該硬化層の表面構造を変化させることができる。具体的には、硬化層表面に存在する珪素原子と炭素原子の結合あるいは炭素原子と炭素原子の結合を特異的に切断することが可能である。このような処理を行うことにより、式(3)の化学組成の珪素/炭素比を向上させることができる。
Specifically, after laminating on a substrate 1 a film laminate 10 in which at least a release layer 4 and a cured resin layer 2 are laminated in this order on a support film 3, the support film 3 and the release layer 4 are The substrate 100 with the resin cured layer of the present invention can be manufactured by a method of peeling and irradiating the ultraviolet rays to cure the resin cured layer 2.
Further, in the method for producing a substrate with a resin cured layer of the present embodiment, the resin cured layer 2 formed as described above may be subjected to irradiation treatment with Xe 2 excimer light.
Here, Xe 2 excimer light is ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, and the surface structure of the cured layer can be changed by irradiating the surface of the resin cured layer 2 formed as described above with Xe 2 excimer light. it can. Specifically, it is possible to specifically cut the bond of the silicon atom and the carbon atom or the bond of the carbon atom and the carbon atom present on the surface of the hardened layer. By performing such treatment, the silicon / carbon ratio of the chemical composition of the formula (3) can be improved.

(実施例1)
支持フィルム3である、厚み50μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(三菱樹脂株式会社;G440E50)上に、アクリルメラミン樹脂(日立化成ポリマー株式会社;テスファイン)をグラビア法でDry0.2μm厚で形成して離型層4を得た。ここで、「Dry0.2μm厚」とは、乾燥後に0.2μm厚になるということを意味している。これと同様に、以下に記載される「Dry○○μm厚」とは、乾燥後に○○μm厚になるということを意味している。
Example 1
An acrylic melamine resin (Hitachi Chemical Polymer Co., Ltd .; Tesfine) is formed by dry method to a dry thickness of 0.2 μm on a 50 μm thick biaxially stretched polyester film (Mitsubishi Resin Co., Ltd .; G440E50) which is the support film 3 The release layer 4 was obtained. Here, "Dry 0.2 μm thick" means that it becomes 0.2 μm thick after drying. Similarly to this, "Dry 厚」 m thickness "described below means that it becomes μ μm thickness after drying.

続いて、離型層4上に、
・アクリルアクリレート(DIC;RC29−120) 20重量部
・シリコーンアクリレート(信越化学工業;KR−513) 80重量部
・コロイダルシリカ(日産化学工業;MEK−ST−ZL) 150重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
を攪拌、混合した紫外線硬化性樹脂組成物をグラビア法でDry10μm厚で塗布して樹脂硬化層2を形成した。
Subsequently, on the release layer 4,
Acrylic acrylate (DIC; RC 29-120) 20 parts by weight Silicone acrylate (Shin-Etsu Chemical KR-513) 80 parts by weight Colloidal silica (Nissan Chemical Industries; MEK-ST-ZL) 150 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) A UV curable resin composition obtained by stirring and mixing 4 parts by weight of methyl isobutyl ketone and 50 parts by weight of methyl isobutyl ketone was coated by a gravure method at a dry thickness of 10 μm to form a resin cured layer 2.

次に、樹脂硬化層2上に、接着層として塩酢ビ樹脂(日信化学工業株式会社;ソルバインA)をトルエン及びメチルエチルケトンに溶かしたインキをグラビア法でDry1μm厚で塗布し、フィルム積層体10を得た。
更に、射出成形機の金型内にこのフィルム積層体10をセットして、基板1となるポリカーボネート樹脂で射出成形を行った。得られた成形品は支持フィルム3および離型層4が取り除かれた状態であり、成形品の樹脂硬化層面に120W/cmの高圧水銀灯で露光量1000mJ/cmの紫外線を照射し、完全硬化させた。その後、樹脂硬化層に対して5000mJ/cmのXeエキシマ光を照射することで、樹脂硬化層付き基板100を得た。
Next, an ink prepared by dissolving salt and vinyl acetate resin (Nisshin Chemical Industry Co., Ltd .; Solvaine A) as an adhesive layer in toluene and methyl ethyl ketone is applied by dry method to a thickness of 1 μm on the cured resin layer 2 by a gravure method. I got
Furthermore, the film laminate 10 was set in a mold of an injection molding machine, and injection molding was performed using a polycarbonate resin as the substrate 1. The resulting molded product is in a state in which the support film 3 and the release layer 4 are removed, and the cured resin surface of the molded product is irradiated with ultraviolet light with an exposure amount of 1000 mJ / cm 2 with a high pressure mercury lamp of 120 W / cm to completely cure I did. Thereafter, the cured resin layer was irradiated with 5000 mJ / cm 2 of Xe 2 excimer light to obtain a substrate 100 with a cured resin layer.

(実施例2)
実施例1で用いた樹脂硬化層2としての紫外線硬化性樹脂組成物を、下記の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順で、実施例2の樹脂硬化層付き基板100を得た。
・アクリルアクリレート(DIC;RC29−120) 20重量部
・シリコーンアクリレート(信越化学工業;KR−513) 80重量部
・コロイダルシリカ(日産化学工業;MEK−ST−ZL) 50重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
(Example 2)
A substrate with a resin cured layer of Example 2 was obtained by the same procedure as Example 1, except that the ultraviolet curable resin composition as the resin cured layer 2 used in Example 1 was changed as follows. The
Acrylic acrylate (DIC; RC 29-120) 20 parts by weight Silicone acrylate (Shin-Etsu Chemical KR-513) 80 parts by weight Colloidal silica (Nissan Chemical Industries; MEK-ST-ZL) 50 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) 4 parts by weight of methyl isobutyl ketone 50 parts by weight

(実施例3)
実施例1で用いた樹脂硬化層2としての紫外線硬化性樹脂組成物を、下記の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順で、実施例3の樹脂硬化層付き基板100を得た。
・アクリルアクリレート(DIC;RC29−120) 50重量部
・シリコーンアクリレート(信越化学工業;KR−513) 50重量部
・コロイダルシリカ(日産化学工業;MEK−ST−ZL) 300重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
(Example 3)
A substrate with a resin cured layer of Example 3 was obtained by the same procedure as Example 1, except that the ultraviolet curable resin composition as the resin cured layer 2 used in Example 1 was changed as follows. The
Acrylic acrylate (DIC; RC 29-120) 50 parts by weight Silicone acrylate (Shin-Etsu Chemical KR-513) 50 parts by weight Colloidal silica (Nissan Chemical Industries; MEK-ST-ZL) 300 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) 4 parts by weight of methyl isobutyl ketone 50 parts by weight

(実施例4)
実施例1で用いた樹脂硬化層2としての紫外線硬化性樹脂組成物を、下記の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順で、実施例4の樹脂硬化層付き基板100を得た。
・アクリルアクリレート(DIC;RC29−120) 80重量部
・シリコーンアクリレート(信越化学工業;KR−513) 20重量部
・コロイダルシリカ(日産化学工業;MEK−ST−ZL) 150重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
(Example 4)
A substrate with a resin cured layer of Example 4 was obtained by the same procedure as Example 1, except that the ultraviolet curable resin composition as the resin cured layer 2 used in Example 1 was changed as follows. The
Acrylic acrylate (DIC; RC 29-120) 80 parts by weight Silicone acrylate (Shin-Etsu Chemical KR-513) 20 parts by weight Colloidal silica (Nissan Chemical Industry; MEK-ST-ZL) 150 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) 4 parts by weight of methyl isobutyl ketone 50 parts by weight

(比較例1)
実施例1で用いた樹脂硬化層2としての紫外線硬化性樹脂組成物を、下記の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順で、比較例1の樹脂硬化層付き基板100を得た。
・アクリルアクリレート(DIC;RC29−120) 100重量部
・コロイダルシリカ(日産化学工業;MEK−ST−ZL) 150重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
(Comparative example 1)
A substrate with a resin cured layer of Comparative Example 1 was obtained by the same procedure as in Example 1, except that the ultraviolet curable resin composition as the resin cured layer 2 used in Example 1 was changed as follows. The
Acrylic acrylate (DIC; RC 29-120) 100 parts by weight Colloidal silica (Nissan Chemical Industries; MEK-ST-ZL) 150 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) 4 parts by weight Methyl isobutyl ketone 50 parts by weight

(比較例2)
実施例1で用いた樹脂硬化層2としての紫外線硬化性樹脂組成物を、下記の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順で、比較例2の樹脂硬化層付き基板100を得た。
・シリコーンアクリレート(信越化学工業;KR−513) 100重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
(Comparative example 2)
A substrate with a resin cured layer of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the ultraviolet curable resin composition as the resin cured layer 2 used in Example 1 was changed as follows. The
-Silicone acrylate (Shin-Etsu Chemical; KR-513) 100 parts by weight-Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) 4 parts by weight-Methyl isobutyl ketone 50 parts by weight

(比較例3)
実施例1で用いた樹脂硬化層2としての紫外線硬化性樹脂組成物を、下記の通りに変更した以外は、実施例1と同様の手順で、比較例3の樹脂硬化層付き基板100を得た。
・アクリルアクリレート(DIC;RC29−120) 100重量部
・コロイダルシリカ(日産化学工業;MEK−ST−ZL) 400重量部
・光重合開始剤(BASFジャパン;イルガキュアー184) 4重量部
・メチルイソブチルケトン 50重量部
実施例1〜4および比較例1〜3で得られた樹脂硬化層付き基板の評価項目と評価基準を下記に示す。
(Comparative example 3)
A substrate with a resin cured layer of Comparative Example 3 was obtained by the same procedure as in Example 1, except that the ultraviolet curable resin composition as the resin cured layer 2 used in Example 1 was changed as follows. The
Acrylic acrylate (DIC; RC 29-120) 100 parts by weight Colloidal silica (Nissan Chemical Industries; MEK-ST-ZL) 400 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; Irgacure 184) 4 parts by weight Methyl isobutyl ketone Evaluation items and evaluation criteria of the substrate with a resin cured layer obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are shown below.

(硬度)
樹脂硬化層付き基板の樹脂硬化層の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重でダイヤモンドの圧子を押し込み、その時の押し込み深さから、最大荷重(A)と圧子の表面積(B)を用いて、ISO14577に記載の方法に従って、以下の式(2)の通りにマルテンス硬度を算出した。マルテンス硬度は、150N/mm以上800N/mm以下を「適正」とした。
マルテンス硬度=A/B・・・(2)
(hardness)
A diamond indenter is pressed with a load of 0.5 mN from the normal direction against the surface of the resin cured layer of the substrate with resin cured layer, and the maximum load (A) and surface area of the indenter (B) are calculated from the indentation depth at that time. The Martens hardness was calculated according to the method described in ISO 14577 using the following formula (2). Martens hardness was 150N / mm 2 more than 800N / mm 2 the following as "appropriate".
Martens hardness = A / B (2)

(化学組成)
樹脂硬化層付き基板の樹脂硬化層の表面に加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)を用いて以下の式(3)の通りに珪素/炭素比を算出した。
珪素/炭素比=Y/X・・・(3)
(Chemical composition)
Carbon atom content X (at%) and silicon atom content Y (at%) when energy dispersive X-ray spectrometry is performed on the surface of the resin cured layer of the substrate with resin cured layer under conditions of an acceleration voltage of 20 kV The silicon / carbon ratio was calculated according to the following equation (3) using
Silicon / carbon ratio = Y / X (3)

(耐摩耗性)
摩耗輪にCS−10Fを用い、1000回転、60rpm、500g荷重の条件でテーバー摩耗試験を行った。テーバー摩耗試験前後の樹脂硬化層付き基板の4カ所について、ヘーズメータ(日本電色工業製 NDH−2000)を用いてJIS K7136に記載の方法に従ってヘイズを測定し、その平均値を求めた。上記テーバー摩耗試験後のヘイズからテーバー摩耗試験前のヘイズを差し引くことにより、テーバー摩耗試験前後のヘイズ差(ΔHz)を求めた。ヘイズ差(ΔHz)は、2.0%以下を「適正」とした。
各実施例及び各比較例の評価結果を表1に示す。
(Abrasion resistance)
A Taber abrasion test was conducted under the conditions of 1000 rotations, 60 rpm, and a load of 500 g using CS-10F for the abrasion wheel. The haze was measured according to the method described in JIS K7136 using a haze meter (NDH-2000 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.) at four locations on the substrate with the resin cured layer before and after the Taber abrasion test, and the average value was determined. The haze difference (Δ Hz) before and after the Taber abrasion test was determined by subtracting the haze before the Taber abrasion test from the haze after the Taber abrasion test. The haze difference (Δ Hz) was “proper” at 2.0% or less.
The evaluation results of each example and each comparative example are shown in Table 1.

Figure 2019098655
Figure 2019098655

実施例1〜4および比較例1〜3で得た樹脂硬化層付き基板の硬度、化学組成および耐摩耗性を評価したところ、マルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下で、かつ珪素/炭素比が2.0以上である実施例1〜4については、耐摩耗性が良好であり、ΔHzがすべて2.0%以下であった。
一方、珪素/炭素比が1.5と低い比較例1では、耐摩耗性が向上せずΔHzが4.5%であった。また、マルテンス硬度が130N/mmと低い比較例2では、耐摩耗性が向上せずΔHzが7.8%であった。さらに、マルテンス硬度が1040N/mmと高い比較例3では、耐摩耗性が向上せずΔHzが3.5%であった。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 obtained in the cured resin layer-provided substrate of the hardness was evaluated for chemical composition and abrasion resistance, Martens hardness of 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less, and silicon For Examples 1 to 4 in which the carbon / carbon ratio is 2.0 or more, the wear resistance was good, and all ΔHz were 2.0% or less.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the silicon / carbon ratio was as low as 1.5, the wear resistance was not improved, and the ΔHz was 4.5%. Further, in Comparative Example 2 in which the Martens hardness is as low as 130 N / mm 2 , the wear resistance was not improved, and the ΔHz was 7.8%. Furthermore, in Comparative Example 3 in which the Martens hardness is as high as 1040 N / mm 2 , the wear resistance was not improved, and the ΔHz was 3.5%.

本実施形態の樹脂硬化層付き基板によれば、ポリカーボネート樹脂のような傷つきやすい材料であっても、十分な耐摩耗性を備える樹脂硬化層付き基板を提供することができる。
また、本実施形態の樹脂硬化層付き基板の製造方法によれば、ハードコートとなる樹脂硬化層を形成する際にCVD法などの乾式塗工を使用しないため、生産性の悪化や設備導入による製造コストの上昇を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
According to the substrate with the resin cured layer of the present embodiment, it is possible to provide a substrate with a resin cured layer having sufficient abrasion resistance even with a scratch-resistant material such as polycarbonate resin.
In addition, according to the method for producing a substrate with a resin cured layer of the present embodiment, dry coating such as a CVD method is not used when forming a resin cured layer to be a hard coat, so that productivity is deteriorated or equipment is introduced. An increase in manufacturing cost can be suppressed.
As mentioned above, although the embodiment of the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiment in fact, and the present invention is included in the present invention even if there are changes within the scope of the present invention.

1 基板
2 樹脂硬化層
3 支持フィルム
4 離型層
10 フィルム積層体
100 樹脂硬化層付き基板
1 substrate 2 resin cured layer 3 support film 4 release layer 10 film laminate 100 substrate with resin cured layer

Claims (7)

基板と、該基板の少なくとも一方の面に、樹脂硬化層とを有し、
前記樹脂硬化層の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重をかけた時のマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下であり、かつ前記樹脂硬化層の表面を加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)とが式(1)の関係である、ことを特徴とする樹脂硬化層付き基板。
Y/X≧2.0・・・(1)
A substrate, and a resin cured layer on at least one surface of the substrate;
The Martens hardness when a load of 0.5mN direction normal to the surface of the cured resin layer is at 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less and an acceleration voltage 20kV surface of the cured resin layer It is characterized in that the content ratio of carbon atoms X (at%) and the content ratio of silicon atoms Y (at%) in the case of performing energy dispersive X-ray spectrometry under the conditions of Substrate with resin cured layer.
Y / X ≧ 2.0 (1)
前記基板が、有機樹脂を主成分とする、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂硬化層付き基板。   The substrate with a resin cured layer according to claim 1, wherein the substrate contains an organic resin as a main component. 前記樹脂硬化層が、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含む硬化層である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂硬化層付き基板。   The substrate with a resin cured layer according to claim 1 or 2, wherein the resin cured layer is a cured layer containing an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. 前記樹脂硬化層が、酸化珪素を主成分とする微粒子を含む、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。   The said resin cured layer contains the microparticles | fine-particles which have silicon oxide as a main component, The board | substrate with a resin cured layer of any one of the Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記樹脂硬化層の膜厚が、3μm以上20μm以下である、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。   The film thickness of the said resin cured layer is 3 micrometers-20 micrometers, The board | substrate with a resin cured layer of any one of the Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 基板の少なくとも一方の面に樹脂硬化層を形成する工程と、前記樹脂硬化層にXeエキシマ光照射処理を施す工程とを含み、光照射処理後の樹脂硬化層が下記(a)および(b)の要件を満たすようにXeエキシマ光照射処理したことを特徴とする樹脂硬化層付き基板の製造方法。
(a)樹脂硬化層の表面に対して法線方向から0.5mNの荷重をかけた時のマルテンス硬度が150N/mm以上800N/mm以下である。
(b)樹脂硬化層の表面を加速電圧20kVの条件でエネルギー分散型X線分光測定を行った場合の炭素原子の含有率X(at%)と珪素原子の含有率Y(at%)が式(1)の関係である。
Y/X≧2.0・・・(1)
The step of forming a cured resin layer on at least one surface of the substrate, and the step of subjecting the cured resin layer to Xe 2 excimer light irradiation treatment, the cured resin layer after the light irradiation treatment includes the following (a) and (b) method for manufacturing a substrate with the resin cured layer, characterized in that the Xe 2 excimer light irradiation treatment to meet the requirements of).
(A) Martens hardness of 150 N / mm 2 or more 800 N / mm 2 or less when a load of 0.5mN direction normal to the surface of the cured resin layer.
(B) The content X (at%) of carbon atoms and the content Y (at%) of silicon atoms in the case of performing energy dispersive X-ray spectrometry under the conditions of an accelerating voltage of 20 kV on the surface of the resin cured layer It is the relationship of (1).
Y / X ≧ 2.0 (1)
前記基板の少なくとも一方の面に樹脂硬化層を形成する工程は、
支持フィルム上に、少なくとも離型層および樹脂硬化層をこの順に積層させたフィルム積層体を前記基板に積層させた後に、前記支持フィルムおよび前記離型層を剥離することを特徴とする請求項6に記載の樹脂硬化層付き基板の製造方法。
The step of forming a cured resin layer on at least one surface of the substrate comprises:
After laminating a film laminate in which at least a release layer and a cured resin layer are laminated in this order on a support film, the support film and the release layer are peeled off. The manufacturing method of a substrate with a resin cured layer as described in 4.
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