JP2019137768A - ハードコート液及びハードコート層の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記ハードコート液は、溶質成分と、水及びプロトン性有機溶媒を含む溶媒成分とからなり、上記プロトン性有機溶媒は、沸点が100℃を超える高沸点溶媒と、沸点が100℃未満の低沸点溶媒と、からなり、溶媒成分全体に占める高沸点溶媒の含有率は30〜50重量%、低沸点溶媒の含有率は25〜50重量%、水の含有率は10〜30重量%であることを特徴とする。
さらに低沸点溶媒の含有量は50重量%以下であり、かつ、高沸点溶媒の含有量が30重量%以上と高いので、乾燥工程で液成分が蒸発していっても、高沸点溶媒の含有率は低くならず、高沸点溶媒を残留させながら高い温度まで粘度の高いハードコート液の状態を維持することができる。
このように、乾燥過程を通して、水とプロトン性有機溶媒の比率がバランスしながら蒸発し、最終段階でプロトン性有機溶媒の比率が高まりポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面を溶かしながら中間層を形成する。
上記アルコール又は上記カルボン酸は、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂に対して適度な溶解度を有しており、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂を過度に溶解することなく、適切な厚さの中間層を形成することができる。また、これらの溶媒は、水と混合しやすく、上記ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂に対する溶解性を調整し易い。
上記シリコーン系成分は、硬い被膜を形成することができる上に、縮合前の原料は、プロトン性有機溶媒に溶解しやすく、本発明のハードコート液として好適に使用することができる。
上記シロキサン成分は、縮合することによりポリシロキサンの硬い被膜を形成することができるので、ハードコート層を形成するためのハードコート液として好適に使用することができる。
本発明のハードコート液がセラミック粒子を含有すると、ハードコート層はセラミック粒子を含むので、さらに硬いハードコート層を形成することができる。
本発明のハードコート層の製造方法において、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面に上記したハードコート液を塗布し、乾燥させることにより、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面に硬いハードコート層を形成することができるとともに、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂及びハードコート層に密着性を有する中間層を形成することができる。
本発明のハードコート液は、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面を保護するハードコート層を形成するためのハードコート液であって、
上記ハードコート液は、溶質成分と、水及びプロトン性有機溶媒を含む溶媒成分とからなり、上記プロトン性有機溶媒は、沸点が100℃を超える高沸点溶媒と、沸点が100℃未満の低沸点溶媒と、からなり、溶媒成分全体に占める高沸点溶媒の含有率は30〜50重量%、低沸点溶媒の含有率は25〜50重量%、水の含有率は10〜30重量%であることを特徴とする。
このように、乾燥過程を通して、水とプロトン性有機溶媒の比率がバランスしながら蒸発し、最終段階でプロトン性有機溶媒の比率が高まりポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面を溶かしながら中間層を形成する。
ポリアクリル酸エステル誘導体の数平均分子量は、2000を超え、100000以下であることが好ましい。
上記低沸点溶媒としては、例えば、メタノール(沸点65℃)、エタノール(沸点78℃)、イソプロピルアルコール(沸点83℃)、t−ブチルアルコール(沸点83℃)などが挙げられる。これらの溶媒は、溶質の一つであるシリコーン系成分の溶解度が高く、多くの溶質を溶解させることができる。
シリコーン系成分のハードコート液全体に占める割合は、24〜35重量%が好ましい。
セラミック粒子のシリコーン系成分とセラミック粒子の合計量に対する割合は、10〜50重量%が好ましい。
本発明のハードコート層の製造方法は、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面に上記したハードコート液を塗布し、乾燥させることを特徴とする。
上記したように本発明では、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル酸エステル誘導体からなる板状体にハードコート液を直接塗布し、ハードコート層を形成してもよく、別の種類の基材にポリアクリル酸エステル誘導体を含むプライマ液を塗布し、ポリアクリル酸エステル誘導体からなるプライマ層を形成し、その上にハードコート液を塗布し、ハードコート層を形成してもよい。
ここでは、ポリカーボネート等からなる基材にポリアクリル酸エステル誘導体を含むプライマ液を塗布し、ポリアクリル酸エステル誘導体からなるプライマ層を形成し、その上にハードコート液を塗布し、ハードコート層を形成する場合について説明する。
上記プライマ層を形成する際には、ポリアクリル酸エステル誘導体とアルコール又はアミン等を含む溶媒等を調製した後、プライマ液を基材の表面に塗布し、加熱、乾燥、硬化させることによってポリアクリル酸エステル誘導体からなるプライマ層を形成することができる。
塗布の方法は特に限定されず、例えば、スプレーコート、ディップコート等が挙げられる。乾燥の温度は、120〜140℃程度が好ましく、乾燥時間は、10〜60分が好ましい。
塗布の方法は特に限定されず、プライマ層形成方法と同様、例えば、スプレーコート、ディップコート等が挙げられる。乾燥の温度は、100〜140℃程度が好ましく、乾燥時間は、10〜80分が好ましい。
このように、乾燥過程を通して、水とプロトン性有機溶媒の比率がバランスしながら蒸発し、最終段階でプロトン性有機溶媒の比率が高まりポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面を溶かしながら中間層を形成する。乾燥過程の最終段階でも、高沸点溶媒の含有率は低くならず、高沸点溶媒を残留させながら高い温度まで粘度の高いハードコート液の状態を維持することができる。加えて、溶質の縮合に伴う粘度の上昇によりハードコート液は、溶媒で膨潤、ゲル化し、ポリアクリル酸エステルからなる樹脂表面への浸入が抑制され、ゲル状のハードコート液がゆっくりとポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面に浸入することができる。その結果、ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面を荒らすことなく、硬さの硬いハードコート層を形成することができるとともに、ハードコート層とポリアクリル酸エステル誘導体の両方の成分を有し、両者への密着性に優れた中間層を形成することができる。
基材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、透光板の全体に歪み等が発生しにくくなる。
中間層の厚さが上記範囲であると、ハードコート層とプライマ層との密着性を高めることができる。
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。
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
[実施例1]
以下のように、樹脂製の基材の表面にプライマ層を形成した後、ハードコート層を形成することにより、実施例1のサンプルを作製した。
基材としては、100mm×100mm×5mmのポリカーボネート(旭硝子株式会社製カーボグラス(登録商標))を準備した。
アクリル系プライマ(モメンティブ社製 470 FT 2050:固形分9wt%、PGM76wt%、ジアセトンプロパノール15wt%)を満たした槽に基材をディップしたのち引き上げ、135℃で40分間乾燥させ、プライマ層を形成した。
上記工程によりプライマ層が形成された基材を、溶質として、シリコーン樹脂(モメンティブ社製 AS4700F)、高沸点溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)、n−ブタノール及び酢酸、低沸点溶媒として、メタノール及びイソプロピルアルコール(IPA)、並びに、水を下記の表1に示した割合で配合したハードコート液にディップしたのち引き上げ、140℃で60分間乾燥させ、ハードコート層及び中間層を形成し、実施例1のサンプルの製造を終了した。
ハードコート液の組成を下記の表1に記載の割合に変更したほかは、実施例1と同様にしてプライマ層及びハードコート層を有する実施例2に係る透光板を得た。
ハードコート液の組成を下記の表1に記載の割合に変更したほかは、実施例1と同様にしてプライマ層及びハードコート層を有する比較例1に係る透光板を得た。
透過型電子顕微鏡(日本電子社製 JEM2010)を用いて、各サンプルの断面を観察した。加速電圧は200kVであった。
また、実施例2のサンプルでは、厚さが2.8μmのプライマ層12と厚さが6.0μmのハードコート層13との間に厚さが0.48μmの中間層14が形成されていた。
一方、図3に示すように、比較例1のサンプルでは、厚さが2.6μmのプライマ層12と厚さが3.8μmのハードコート層13との間に中間層が形成されていなかった。
一方、比較例1では、高沸点溶媒の合計量が28.6重量%と低いのに対し、低沸点溶媒の含有率が53.3重量%と高かったので、ハードコート液が蒸発する過程で充分な比率の高沸点溶媒が残留せず、中間層を形成できなかったと考えられる。
以下に示す煮沸試験を行い、ハードコート層とプライマ層との密着性を評価することにより、各サンプルの耐久性を評価した。
11 基材
12 プライマ層
13 ハードコート層
14 中間層
Claims (6)
- ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面を保護するハードコート層を形成するためのハードコート液であって、
前記ハードコート液は、溶質成分と、水及びプロトン性有機溶媒を含む溶媒成分とからなり、
前記プロトン性有機溶媒は、沸点が100℃を超える高沸点溶媒と、沸点が100℃未満の低沸点溶媒と、からなり、
溶媒成分全体に占める高沸点溶媒の含有率は30〜50重量%、低沸点溶媒の含有率は25〜50重量%、水の含有率は10〜30重量%であることを特徴とするハードコート液。 - 前記プロトン性有機溶媒は、アルコール又はカルボン酸からなる請求項1に記載のハードコート液。
- 前記溶質成分は、シリコーン系成分からなる請求項1又は2に記載のハードコート液。
- 前記シリコーン系成分は、シロキサンを含む請求項3に記載のハードコート液。
- 前記溶質成分は、セラミック粒子を含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のハードコート液。
- ポリアクリル酸エステル誘導体からなる樹脂の表面に請求項1〜5のいずれか一項に記載のハードコート液を塗布し、乾燥させることを特徴とするハードコート層の製造方法。
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