JP2020100020A - Substrate with cured resin layer, decorative sheet, decorative plate, window for vehicle, and method for producing substrate with cured resin layer - Google Patents

Substrate with cured resin layer, decorative sheet, decorative plate, window for vehicle, and method for producing substrate with cured resin layer Download PDF

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Abstract

To provide a substrate with a cured resin layer having excellent scratch resistance, abrasion resistance, and weather resistance.SOLUTION: There is provided a substrate 100 with a cured resin layer, which comprises a substrate 1 and a cured resin layer 3 formed on at least one surface of the substrate. The cured resin layer is obtained by drying and curing a coating liquid containing the following (A) to (C) and has 2.0 or more of ratio Y/X between X (at%) of carbon atom content rate and Y (at%) of silicon atom content rate in a region of 10 nm in the depth direction measured using X-ray photoelectron spectroscopy from the surface of the cured resin layer and 1.5 or less of Y/X in a region of 1500 nm in the depth direction. (A) is a methylsiloxane resin comprising a combination of methylsiloxane structural units having at least one functionality of bifunctionality, trifunctionality and tetrafunctionality. (B) is alumina nanoparticles having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure. (C) is an alkoxysilane having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、樹脂硬化層付き基板、化粧シート、化粧板及び車両用窓及び樹脂硬化層付き基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a resin-cured layer-coated substrate, a decorative sheet, a decorative plate, a vehicle window, and a method for manufacturing a resin-cured layer-coated substrate.

住宅、建物等の壁面や床面等の内外装部材、家具や家電、自動車等の表面材及び窓やグレージングは、パーティクルボード、熱成形樹脂などの基板に、木目や光沢などの意匠を施す化粧シートを貼合したり、あるいは基板の耐久性、耐傷性、耐薬品性等を向上させる目的で表面保護フィルムまたはハードコートフィルムを貼合したりすることが一般に行われている(例えば特許文献1、2)。
さらに近年では、自動車、鉄道等の窓、あるいは建物、家具の窓や扉などにおいて、軽量化や形状自由度を求めてガラスを樹脂に置き換えたり、商業施設や公共交通機関などの床材に対応するなど、より強い耐傷性や耐摩耗性が求められており、CVDやエキシマ光改質などの手法により表面にガラスのような無機膜を堆積する方法が用いられている(例えば特許文献3、4)。
Interior and exterior members such as walls and floors of houses and buildings, surface materials such as furniture and home appliances, automobiles, and windows and glazing are made of particles board, thermoformed resin, etc. It is generally performed to bond a sheet or a surface protective film or a hard coat film for the purpose of improving durability, scratch resistance, chemical resistance, etc. of a substrate (for example, Patent Document 1). 2).
Furthermore, in recent years, in windows of automobiles, railroads, etc., windows and doors of buildings, furniture, etc., glass has been replaced with resin in order to reduce weight and the degree of freedom in shape, and it corresponds to floor materials for commercial facilities and public transportation. Therefore, stronger scratch resistance and abrasion resistance are required, and a method of depositing an inorganic film such as glass on the surface by a method such as CVD or excimer light modification is used (for example, Patent Document 3, 4).

特許第5521886号公報Japanese Patent No. 5521886 国際公開2017/090679号公報International publication 2017/090679 gazette 特許第5944069号公報Japanese Patent No. 5940409 特許第4536824号公報Japanese Patent No. 4536824

しかしながら、これら無機膜を堆積する方法は比較的強い耐傷性や耐摩耗性が得られるが薄膜の硬さとしては不十分であり、バルクのガラスに匹敵するような更なる硬さが求められている。また、無機膜の強い内部応力と無機膜と接して下にある下層との密着性の不十分さが相まって、高い湿熱環境や長期に渡る使用で微細なクラックが生じたり、剥離が生じることが課題となっていた。
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、耐傷性、耐摩耗性および耐候性を備えた樹脂硬化層付き基板、化粧シート、化粧板、車両用窓及び樹脂硬化層付き基板の製造方法を提供することを目的とする。
However, the method of depositing these inorganic films provides relatively strong scratch resistance and abrasion resistance, but is not sufficient as the hardness of the thin film, and further hardness comparable to that of bulk glass is required. There is. In addition, the strong internal stress of the inorganic film and insufficient adhesion with the underlying lower layer in contact with the inorganic film combine to cause fine cracks or peeling in a high-humidity heat environment or long-term use. It was a challenge.
The present invention has been made to solve these drawbacks, and has a substrate with a resin cured layer having scratch resistance, abrasion resistance, and weather resistance, a decorative sheet, a decorative sheet, a vehicle window, and a resin cured layer. It is an object to provide a method for manufacturing a substrate.

上記課題を解決するため、本発明に係る一実施形態の樹脂硬化層付き基板は、基板と、基板の少なくとも一方の面上に形成された樹脂硬化層と、を備え、樹脂硬化層は、下記(A)〜(C)を含む塗液を乾燥、硬化させたものであり、樹脂硬化層の表面からX線光電子分光法を用いて測定された深さ方向10nmの領域の炭素原子含有率X(at%)とケイ素原子含有率Y(at%)の比Y/Xが2.0以上、かつ深さ方向1500nmの領域のY/Xが1.5以下である。(A)は、2官能〜4官能のメチルシロキサン構造単位の少なくとも何れか一つの組み合わせからなるメチルシロキサン樹脂であり、(B)は、炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子であり、(C)は、炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシランである。 In order to solve the above problems, a substrate with a resin cured layer of an embodiment according to the present invention includes a substrate and a resin cured layer formed on at least one surface of the substrate, and the resin cured layer is as follows: The coating liquid containing (A) to (C) is dried and cured, and the carbon atom content rate X in the region of 10 nm in the depth direction measured from the surface of the resin cured layer using X-ray photoelectron spectroscopy. The ratio Y/X of (at %) to the silicon atom content Y (at %) is 2.0 or more, and the Y/X in the region of 1500 nm in the depth direction is 1.5 or less. (A) is a methylsiloxane resin composed of a combination of at least any one of bifunctional to tetrafunctional methylsiloxane structural units, and (B) is an alumina nanoparticle having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure. The particles (C) are alkoxysilanes having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.

また、本発明に係る一実施形態の樹脂硬化層付き基板の製造方法は、基板の少なくとも一方の面に、下記(A)〜(C)を含む塗液を塗付して乾燥、硬化させて樹脂硬化層を形成する工程と、樹脂硬化層の上にフォトマスクを設置する工程と、樹脂硬化層表面に対しフォトマスク越しにXe2エキシマ光照射処理を施す工程と、を備え、フォトマスクの基材は、波長172nmの光の透過率を60%以上であり、フォトマスクには遮光パターンが形成してあり、遮光パターンの遮光部の幅は、3μm以上20μm以下であり、遮光パターンの繰り返しピッチは23μm以上300μm以下である。(A)は、2官能〜4官能のメチルシロキサン構造単位の少なくとも何れか一つの組み合わせからなるメチルシロキサン樹脂であり、(B)は、炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子であり、(C)は、炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシランである。 In addition, a method for producing a substrate with a resin cured layer according to an embodiment of the present invention is to apply a coating liquid containing the following (A) to (C) to at least one surface of the substrate, dry it, and cure it. The method includes a step of forming a resin cured layer, a step of installing a photomask on the resin cured layer, and a step of subjecting the surface of the resin cured layer to Xe 2 excimer light irradiation treatment through the photomask. The base material has a transmittance of light having a wavelength of 172 nm of 60% or more, the photomask has a light-shielding pattern formed thereon, and the width of the light-shielding portion of the light-shielding pattern is 3 μm or more and 20 μm or less, and the light-shielding pattern is repeated. The pitch is 23 μm or more and 300 μm or less. (A) is a methylsiloxane resin composed of a combination of at least any one of bifunctional to tetrafunctional methylsiloxane structural units, and (B) is an alumina nanoparticle having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure. Particles (C) are alkoxysilanes having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.

本発明によれば、耐傷性、耐摩耗性および耐候性を備えた樹脂硬化層付き基板、化粧シート、化粧板、車両用窓及び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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the board|substrate with a resin hardening layer which has a scratch resistance, abrasion resistance, and weather resistance, a decorative sheet, a decorative board, a window for vehicles, and a board|substrate with a resin hardening layer can be provided.

本発明に係る樹脂硬化層付き基板を示す平面図である。It is a top view showing a substrate with a resin hardening layer concerning the present invention. 図1におけるII−II線矢視の断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1. 本発明の樹脂硬化層付き基板を構成する樹脂硬化層の表面に格子状パターンを形成した場合のマルテンス硬さをマッピングする方法を説明した図である。It is a figure explaining the method of mapping Martens hardness at the time of forming a grid pattern on the surface of the resin hardening layer which constitutes the substrate with a resin hardening layer of the present invention. 本発明を具体的に説明する実施例において樹脂硬化層の表面に形成した格子状のフォトパターンを示す図である。It is a figure which shows the grid-shaped photo pattern formed in the surface of the resin hardened layer in the Example which illustrates this invention concretely. 図4におけるV−V線矢視の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4. 本発明を具体的に説明する実施例において樹脂硬化層の表面に形成した円形状のフォトパターンを示す図である。It is a figure which shows the circular photo pattern formed in the surface of the resin cured layer in the Example which illustrates this invention concretely. 本発明を具体的に説明する実施例において樹脂硬化層の表面に形成した六角形状のフォトパターンを示す図である。It is a figure which shows the hexagonal photo pattern formed in the surface of the resin cured layer in the Example which illustrates this invention concretely. 本発明に係る化粧シート、或いは化粧板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the decorative sheet or decorative plate which concerns on this invention. 本発明に係る車両用窓を示す断面図である。It is a sectional view showing a window for vehicles concerning the present invention.

次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、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に留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
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装置や方法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、配置等を下記のものに特定するものでない。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。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar reference numerals are given to the same or similar parts. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, the specific thickness and dimensions should be determined in consideration of the following description. Further, it is needless to say that the drawings include parts in which dimensional relationships and ratios are different from each other.
Further, the embodiments described below exemplify an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, and arrangement of components. Etc. are not specified below. Various changes can be added to the technical idea of the present invention within the technical scope defined by the claims described in the claims.

図1及び図2は、本発明に係る実施形態の樹脂硬化層付き基板の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と、基材1の少なくとも一方の面1aに設けられた中間層2と、中間層2上に設けられた樹脂硬化層3と、を備えている。
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。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。
1 and 2 are cross-sectional views showing the structure of a substrate with a resin cured layer according to an embodiment of the present invention. The substrate 100 with a cured resin layer of the present embodiment includes a substrate 1, an intermediate layer 2 provided on at least one surface 1 a of the base material 1, and a cured resin layer 3 provided on the intermediate layer 2. ing.
The material of the substrate 1 is not particularly limited, and various materials such as resin, glass, paper, wood and metal can be used. Among these, when molding the base material by injection molding of a resin, a thermoplastic resin or a thermosetting resin (including a one-component or two-component curable resin) described later can be used. Examples of the thermoplastic resin material include vinyl polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, and styrene resins such as 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 the like, polyester-based resins, polycarbonate resins, and the like. Examples of the thermosetting resin include one-component or two-component reaction-curable polyurethane resin and epoxy resin. These resins may be used alone or in combination of two or more.

また、これら基板1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。 In addition, various additives such as an antioxidant, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a flame retardant, a plasticizer, silica, alumina, calcium carbonate, and hydroxide may be added to the resin of the substrate 1 as necessary. Inorganic powder such as aluminum, wood powder, filler such as glass fiber, lubricant, mold release agent, antistatic agent, colorant and the like can be added. As the resin, a resin colored by adding a colorant may be used depending on the application. The thickness of the substrate 1 is not particularly limited and is selected according to the application of the substrate.

基材1の一方の面1aに設けられる中間層2は、基板1と樹脂硬化層3との密着性を向上させる部材であり、公知のヒートシール性接着剤、粘着剤あるいは紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができる。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、シリコーン系粘着剤、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。 The intermediate layer 2 provided on the one surface 1a of the base material 1 is a member that improves the adhesion between the substrate 1 and the resin cured layer 3, and is a known heat-sealable adhesive, pressure-sensitive adhesive, or ultraviolet curable resin, A thermosetting resin can be used. For example, as the adhesive layer, vinyl acetate resin, ethylene vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride vinyl acetate resin, acrylic resin, butyral resin, epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, acrylic adhesive, rubber adhesive, silicone adhesive Examples thereof include adhesives and urethane-based adhesives. Further, a weather resistance improver may be added in order to impart an ultraviolet shielding function.

中間層2としての紫外線硬化性樹脂は、紫外線(UV)によって硬化する樹脂を言い、例えば分子中にアクリロイル基を有するアクリル(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。 The ultraviolet curable resin as the intermediate layer 2 is a resin that is cured by ultraviolet rays (UV), and includes, for example, acryl (meth)acrylate having an acryloyl group in the molecule, polycarbonate (meth)acrylate, urethane (meth)acrylate, epoxy ( Mixtures of monomers, oligomers, polymers, etc., such as (meth)acrylates, polyester (meth)acrylates, polyether (meth)acrylates, polybutadiene (meth)acrylates, silicone (meth)acrylates are used.

なお、中間層2としての紫外線硬化性樹脂は、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。
中間層2上に設けられる樹脂硬化層3は、熱によって硬化する樹脂であり、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、メチル化メラミン系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられる。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。
The UV-curable resin as the intermediate layer 2 is preferably added with an appropriate amount of a known photopolymerization initiator in order to smoothly cure the resin with UV irradiation. Examples of such a photopolymerization initiator include acetophenones, benzoins, benzophenones, phosphine oxides, ketals, anthraquinones, thioxanthones and the like. Further, n-butylamine, triethylamine, poly-n-butylphosphine and the like can be mixed and used as the photosensitizer.
The resin cured layer 3 provided on the intermediate layer 2 is a resin that is cured by heat, and examples thereof include a one-component or two-component reaction-curable polyurethane resin, an epoxy resin, a methylated melamine resin, and a silicone resin. To be These resins may be used alone or in a mixed composition of several kinds, or may be used in combination with the above-mentioned ultraviolet curable resin.

本実施形態では、基材1及び樹脂硬化層3との密着性を向上させ、マルテンス硬さを高めるために、中間層2に平均粒子径10nm以上100nm以下の無機微粒子を含有するができる。無機微粒子としては、酸化ケイ素、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。中間層に含有する無機微粒子の中で、酸化ケイ素または酸化アルミニウムを用いることが好ましい。 In the present embodiment, the intermediate layer 2 may contain inorganic fine particles having an average particle diameter of 10 nm or more and 100 nm or less in order to improve the adhesion between the base material 1 and the resin cured layer 3 and increase the Martens hardness. Examples of the inorganic fine particles include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide, complex oxides such as phosphorus-doped tin oxide, calcium carbonate, and the like. Talc, clay, kaolin, calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium phosphate and the like can also be used. You may use these inorganic fine particles in mixture of 2 or more types. Among the inorganic fine particles contained in the intermediate layer, it is preferable to use silicon oxide or aluminum oxide.

無機微粒子は、マルテンス硬さを高めるため、或いは密着性付与に寄与するために平均粒子径を10nm以上にすることが好ましく、100nm以下にすることにより、樹脂硬化層の透明性を維持することができる。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。
また、中間層2は、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。中間層の厚みとしては、0.2μm〜10μmの範囲が好適である。
The inorganic fine particles preferably have an average particle diameter of 10 nm or more in order to increase the Martens hardness or contribute to the adhesion, and by maintaining the average particle diameter of 100 nm or less, the transparency of the resin cured layer can be maintained. it can. More preferably, the average particle size of the inorganic fine particles is 10 nm or more and 50 nm or less. The amount of the inorganic fine particles added varies depending on the type and particle size of the particles, but is 20 to 500 parts by weight, and more preferably 50 to 300 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ultraviolet curable resin.
Further, the intermediate layer 2 may be added with a curing agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a leveling agent, a lubricant or the like in order to improve various physical properties. In particular, in order to impart weather resistance, by adding an ultraviolet absorber or a light stabilizer, it becomes possible to effectively suppress discoloration or deterioration of the resin due to exposure to ultraviolet rays or wind and rain. The thickness of the intermediate layer is preferably in the range of 0.2 μm to 10 μm.

次に、中間層2上に設けられる樹脂硬化層3は、以下の(A)〜(C)の要件を満たす塗液を、塗布、乾燥、硬化させたものを用いている。
(A)2官能〜4官能のメチルシロキサン構造単位の少なくとも何れか一つの組み合わせからなるメチルシロキサン樹脂である。
(B)炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子である。
(C)炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシランである。
Next, the resin cured layer 3 provided on the intermediate layer 2 is obtained by applying, drying and curing a coating liquid satisfying the following requirements (A) to (C).
(A) A methylsiloxane resin comprising a combination of at least any one of bifunctional to tetrafunctional methylsiloxane structural units.
(B) Alumina nanoparticles having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.
(C) An alkoxysilane having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.

(A)の要件で記載されているメチルシロキサン樹脂は、2官能、2〜3官能、2〜4官能、更に3〜4官能のアルコキシシラン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。使用可能なアルコキシシランの例としては、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。また末端がアクロイル基、メタクロイル基である置換基を有するアルコキシシランも好適に使用される。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いが、メチル基を有する単位構造が主成分であることがより好ましい。また、オレゴマー化されたものとしては、例えば、メチルシリコーンオレゴマー(信越化学工業;KR−500、KR−400)があげられる。 The methyl siloxane resin described under the requirement (A) is preferably a resin that cures a bifunctional, 2-3 functional, 2-4 functional, and further 3-4 functional alkoxysilane by heating. Further, those obtained by appropriately hydrolyzing and dehydrating and condensing these in a solution beforehand to appropriately oligomerize or polymerize are also preferably used. Examples of usable alkoxysilanes include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β-(3,4- Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane Etc. Further, an alkoxysilane having a substituent whose terminal is an acroyl group or a metacroyl group is also preferably used. These resins may be used alone or as a mixed composition of several kinds, but it is more preferable that the unit structure having a methyl group is the main component. Examples of the olegomerized product include methyl silicone olegomers (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; KR-500, KR-400).

(B)の要件で記載されている炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子は、メジアン径D50(粒度分布において相対粒子量が積算で50%になる粒子径)が70nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましい。アルミナナノ粒子の表面は疎水性あるいは親水性の修飾基で置換されており、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルイソブチルケトン、トルエン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アルコール等の溶剤に均一分散していることが好ましい。また修飾基の一部は末端がアクロイル基またはメタクロイル基であり、光開始剤とともに用いて紫外線照射することにより重合反応を進めて樹脂硬化層中に固定化される。(B)の要件で記載されている炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子の添加量は、固形分重量比で(A)の要件で記載されているメチルシロキサン樹脂に対し0.5倍〜2倍程度が好ましい。少なすぎれば本発明の特徴とするマルテンス硬さが得られないし、多すぎればナノ粒子の凝集を引き起こして樹脂硬化層の均一性や平坦性を損ねることが考えられる。 The alumina nanoparticles having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure described in the requirement of (B) have a median diameter D50 (particle diameter at which the relative particle amount is 50% when integrated in the particle size distribution) is 70 nm. It is preferably not more than 30 nm, more preferably not more than 30 nm. The surface of alumina nanoparticles is substituted with a hydrophobic or hydrophilic modifying group, and is uniformly dispersed in a solvent such as methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl isobutyl ketone, toluene, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether, alcohol. Preferably. Further, a part of the modifying group has an acroyl group or a metacroyl group at the terminal, and when used together with a photoinitiator, it is irradiated with ultraviolet rays to promote a polymerization reaction and be fixed in the resin cured layer. The addition amount of the alumina nanoparticles having the carbon-carbon double bond in the modifying group structure described in the requirement of (B) is the same as that of the methylsiloxane resin described in the requirement of (A) in terms of solid content weight ratio. About 0.5 times to 2 times is preferable. If the amount is too small, the Martens hardness, which is a feature of the present invention, cannot be obtained, and if it is too large, the nanoparticles may be aggregated to impair the uniformity and flatness of the cured resin layer.

(C)の要件で記載されている炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシランは、ケイ素、あるいはケイ素−酸素結合を持つシロキサンのアルコキシドで、少なくとも一つの末端がアクロイル基またはメタクロイル基である修飾基を構造中に有する化合物で、モノマーを用いても良いし、加水分解、脱水縮合を進めたオリゴマーを用いても良い。アルコキシドはメチルシロキサン樹脂やアルミナナノ粒子、更には基板あるいは中間層の表面に存在するヒドロキシル基はカルボキシル基等と反応し、樹脂硬化膜の凝集力を高めたり、下層との密着性を高めたりすることができる。また、アクロイル基またはメタクロイル基は光開始剤とともに用いて紫外線照射することにより重合反応を進めて樹脂硬化層中に固定化される。(C)の要件で記載されている炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシランの添加量は固形分重量比で(A)の要件で記載されているメチルシロキサン樹脂に対し3%〜20%程度が好ましい。少なすぎれば樹脂硬化層の凝集力や密着性を損ない、多すぎれば本発明の特徴とするマルテンス硬さが得られない。 The alkoxysilane having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure described in the requirement of (C) is an alkoxide of silicon or a siloxane having a silicon-oxygen bond, and at least one terminal thereof is an acroyl group or a metacroyl group. A compound having a modifying group as a group in its structure may be used as a monomer, or an oligomer which has undergone hydrolysis and dehydration condensation may be used. The alkoxide reacts with methyl siloxane resin and alumina nanoparticles, and the hydroxyl groups present on the surface of the substrate or the intermediate layer with carboxyl groups, etc., to enhance the cohesive force of the cured resin film and enhance the adhesion with the lower layer. be able to. Further, the acroyl group or the metacroyl group is used together with a photoinitiator and is irradiated with ultraviolet rays to promote a polymerization reaction to be fixed in the resin cured layer. The addition amount of the alkoxysilane having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure described in the requirement of (C) is 3 with respect to the methylsiloxane resin described in the requirement of (A) in terms of solid content weight ratio. % To 20% is preferable. If it is too small, the cohesive force and adhesiveness of the cured resin layer are impaired, and if it is too large, the Martens hardness, which is a feature of the present invention, cannot be obtained.

樹脂硬化層3の樹脂を与える塗液には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く、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。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良い。樹脂硬化層の膜厚は0.6μm以上10μm以下であることが好ましい。 It is preferable to add an appropriate amount of a known photopolymerization initiator to the coating liquid that gives the resin of the resin cured layer 3 in order to smoothly cure the resin with ultraviolet irradiation. Examples include acetophenones, benzoins, benzophenones, phosphine oxides, ketals, anthraquinones, thioxanthones and the like. Further, n-butylamine, triethylamine, poly-n-butylphosphine and the like can be mixed and used as the photosensitizer. Further, in order to improve various physical properties, a curing agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a leveling agent, a lubricant, etc. may be added. The film thickness of the resin cured layer is preferably 0.6 μm or more and 10 μm or less.

樹脂硬化層付き基板100の中間層2及び樹脂硬化層3の形成は、それぞれの前駆体、モノマー、添加剤等を水やアルコール、有機溶媒等の溶剤に溶解あるいは分散させた塗液を、ダイコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター、マイクログラビアコーターなどの公知の塗布方法で基材1上に塗工した後、加熱により乾燥あるいは硬化することで行う。また紫外線硬化性の樹脂であれば、光重合開始剤や光酸発生材料などが感応する光波長を照射できる光源を用いて紫外線照射を行い、エキシマランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどを用いることができる。また、塗液の塗布に際しては下層との密着性を改善するため、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理などを施してもよい。 The intermediate layer 2 and the resin cured layer 3 of the substrate 100 with a resin cured layer are formed by applying a coating liquid prepared by dissolving or dispersing the respective precursors, monomers, additives, etc. in a solvent such as water, alcohol or an organic solvent. Coater, curtain flow coater, roll coater, reverse roll coater, gravure coater, knife coater, bar coater, spin coater, micro gravure coater, etc. After coating on the substrate 1 by a known coating method, drying or curing by heating. By doing. If it is an ultraviolet curable resin, it is irradiated with ultraviolet light using a light source capable of irradiating light wavelengths that are sensitive to photopolymerization initiators and photoacid generators, and excimer lamps, high pressure mercury lamps, xenon lamps, metal halide lamps, etc. Can be used. In addition, in order to improve the adhesion to the lower layer when applying the coating liquid, corona treatment, low temperature plasma treatment, ion bombardment treatment, chemical treatment or the like may be performed as pretreatment.

次に、本実施形態の樹脂硬化層付き基板100の製造方法は、上記の通り形成された樹脂硬化層3の表面に対して、Xe2エキシマ光による照射処理を施すことで、表面に近いほど炭素成分が分解除去され、無機化を進行させる。その結果、Xe2エキシマ照射した領域は、薄膜としては極めて高いマルテンス硬さを示し、少なくとも600N/mm2以上であることが好ましく、より好ましくは700N/mm2以上、更に好ましくは1,000N/mm2以上となる。一般に、メチルシロキサン樹脂のマルテンス硬さは80N/mm2〜200N/mm2程度であり、金属酸化物ナノ粒子を添加することにより、200N/mm2以上を達成できるが、高くてもせいぜい550N/mm2程度である。本実施形態では、材料処方とXe2エキシマ照射処理を鋭意検討した結果、非常に優れた表面硬さを達成するに至った。 Next, in the method for manufacturing the substrate 100 with a resin cured layer of the present embodiment, the surface of the resin cured layer 3 formed as described above is irradiated with Xe 2 excimer light so that the surface is closer to the surface. The carbon component is decomposed and removed, and mineralization proceeds. As a result, the Xe 2 excimer-irradiated region exhibits extremely high Martens hardness as a thin film, and is preferably at least 600 N/mm 2 or more, more preferably 700 N/mm 2 or more, further preferably 1,000 N/mm 2. mm 2 or more. Generally, Martens hardness of methylsiloxane resin was 80N / mm 2 ~200N / mm 2 approximately, by adding a metal oxide nanoparticles, we can achieve 200 N / mm 2 or more, even higher at most 550 N / It is about mm 2 . In the present embodiment, as a result of earnestly examining the material formulation and the Xe 2 excimer irradiation treatment, it has been possible to achieve a very excellent surface hardness.

ここで、Xe2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3の樹脂表面にXe2エキシマ光を照射することにより、樹脂硬化層3の表面構造を変化させることができる。具体的には、樹脂硬化層3の表面に存在するケイ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。このような結合の切断と同時に樹脂内部や周囲の雰囲気中に存在する酸素原子と反応することにより、ケイ素は酸化ケイ素に近い組成となり、炭素は酸化によりガス化する。
以上の反応の結果、Xe2エキシマ光を照射した樹脂硬化層3の表面は無機化され、マルテンス硬さが硬くなるのと同時に優れた耐傷性あるいは耐摩耗性を示すようになる。
Here, the Xe 2 excimer light is ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, and the surface structure of the resin cured layer 3 is changed by irradiating the resin surface of the resin cured layer 3 formed as described above with Xe 2 excimer light. You can Specifically, it is possible to specifically break the bond between the silicon atom and the carbon atom or the bond between the carbon atom and the carbon atom existing on the surface of the cured resin layer 3. Simultaneously with the breaking of such a bond, it reacts with oxygen atoms existing inside the resin or in the atmosphere around it, so that silicon has a composition close to that of silicon oxide and carbon is gasified by oxidation.
As a result of the above reaction, the surface of the resin cured layer 3 irradiated with Xe 2 excimer light is mineralized, and the Martens hardness becomes hard, and at the same time, excellent scratch resistance or abrasion resistance is exhibited.

Xe2エキシマ光は、一般には合成石英管の中にキセノン(Xe2)ガスを封入し、外部電極間に高周波の電力を掛けることであり、ガスが誘電体バリア放電によりエキシマ分子状態となり、これが基底状態に戻る際、ガス種により固有のエキシマ光を放出するものを言う。本実施形態では、汎用性が高く、生産性高く安定放電ができる放射光波長172nmであるXe2エキシマ光を用いるのがもっとも相応しいが、185nmの放射波長を示すその他のエキシマ光あるいはランプを用いることもできる。たとえば146nmの放射波長を示すクリプトン(Kr2)エキシマ光を用いることが可能である。エキシマ光は酸素ガスにより強く吸収されるため、通常照射雰囲気を窒素ガス置換し、酸素濃度を10%以下、より好ましくは6%以下にすることで、エキシマ光が照射する対象の表面に効果的に到達する。 Xe 2 excimer light is generally enclosing a xenon (Xe 2 ) gas in a synthetic quartz tube and applying high-frequency power between external electrodes. The gas becomes an excimer molecule state due to a dielectric barrier discharge. When returning to the ground state, it refers to a gas that emits excimer light specific to the gas species. In the present embodiment, it is most suitable to use Xe 2 excimer light having a radiant light wavelength of 172 nm, which is highly versatile and capable of stable discharge with high productivity, but other excimer light or lamp having a 185 nm radiant wavelength is used. Can also For example, it is possible to use krypton (Kr 2 ) excimer light having an emission wavelength of 146 nm. Since excimer light is strongly absorbed by oxygen gas, it is effective to replace the irradiation atmosphere with nitrogen gas and adjust the oxygen concentration to 10% or less, and more preferably 6% or less, to the surface of the object to be irradiated with excimer light. To reach.

ここで、本実施形態の樹脂硬化層付き基板100の樹脂硬化層3の表面に、Xe2エキシマ光による照射処理の程度の違いにより作製されたマルテンス硬さの異なる部位が存在することができる。樹脂硬化層3の表面にマルテンス硬さの異なる部位を存在させる製造方法としては、樹脂硬化層3の表面に対してエキシマ光を照射する際に、樹脂硬化層3の上にフォトマスクを設置し、樹脂硬化層3の表面に対しフォトマスク越しにXe2エキシマ光照射処理を施す。このように照射することにより、フォトマスクの透光部を通ったエキシマ光は、樹脂硬化層3の表面を改質処理し、フォトマスクの遮光部で遮られたエキシマ光は樹脂硬化層3の表面を改質処理しない。フォトマスク基材の材質はエキシマ光を通すために172nmの光の波長の透過率が60%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上であり、一般には合成石英を用いることができるが、真空紫外光領域の透過率をより高めた特殊グレードの合成石英を用いることがより好ましく、この場合の172nmの波長の透過率は85%〜90%以上である。また172nmの波長の透過率が60%以上であればこの限りではなく、他にフッ化マグネシウムや合成サファイアなどを用いることができる。 Here, on the surface of the resin cured layer 3 of the substrate 100 with a resin cured layer of the present embodiment, there can be a site having a different Martens hardness produced by varying the degree of irradiation treatment with Xe 2 excimer light. As a manufacturing method in which the surface of the resin cured layer 3 has different Martens hardness, a photomask is set on the resin cured layer 3 when the surface of the resin cured layer 3 is irradiated with excimer light. Then, the surface of the resin cured layer 3 is subjected to Xe 2 excimer light irradiation treatment through the photomask. By irradiating in this manner, the excimer light that has passed through the light-transmitting portion of the photomask modifies the surface of the resin cured layer 3, and the excimer light that is blocked by the light-shielding portion of the photomask is reflected by the resin cured layer 3. The surface is not modified. The material of the photomask substrate preferably has a transmittance of light having a wavelength of 172 nm of 60% or more, more preferably 70% or more, in order to allow excimer light to pass, and synthetic quartz can be generally used. It is more preferable to use a special-grade synthetic quartz having a higher transmittance in the vacuum ultraviolet light region, and the transmittance at a wavelength of 172 nm in this case is 85% to 90% or more. Further, as long as the transmittance at a wavelength of 172 nm is 60% or more, this is not a limitation, and magnesium fluoride, synthetic sapphire or the like may be used.

フォトマスクの遮光部は172nmのエキシマ光を遮光すればよく、耐久性と解像性から通常はクロム膜や酸化クロムとの積層膜が用いられるがこの限りではない。フォトマスクの遮光部は、パターン状に形成されており、遮光パターンの線幅は3μm以上20μm以下であり、より好ましくは10μm以上20μm以下であり、遮光パターンの繰り返しピッチは23μm以上300μm以下であり、より好ましくは50μm以上150μm以下である。
樹脂硬化層3の表面に形成される遮光パターンの形状は、特に限定されるものではなく、後述する格子状パターン、円形状パターン、六角形状(ハニカム状)パターンであってもよい。
フォトマスクの遮光部は、樹脂硬化層3の上に重なったフォトマスクの面積の内50%を超えないようにすることが好ましい。ここで、フォトマスクの透光部が50%より少ないと、樹脂硬化層3の表面のマルテンス硬さが硬い面積が小さくなり、優れた耐傷性あるいは耐摩耗性が得られない。より好ましくはフォトマスクの透光部面積は60%以上である。
樹脂硬化層3の表面のXe2エキシマ照射処理によってマルテンス硬さが硬くなった領域を領域(R)とし、領域(R)が連続して形成する面積は、0.09mm2未満である。また、樹脂硬化層3の表面のXe2エキシマ照射処理時に遮光され領域(R)を隔てている部分を領域(S)とする。押し込み深さ0.1μmで測定したマルテンス硬さが600N/m2以上である領域(R)が連続して0.09mm2未満の面積で該樹脂硬化層表面に複数存在し、それぞれの領域(R)は領域(R)より200N/m2以上マルテンス硬さが小さい領域(S)に隔てられている
The light-shielding portion of the photomask has only to shield excimer light of 172 nm, and a chromium film or a laminated film of chromium oxide is usually used for durability and resolution, but the invention is not limited to this. The light-shielding portion of the photomask is formed in a pattern, the line width of the light-shielding pattern is 3 μm or more and 20 μm or less, more preferably 10 μm or more and 20 μm or less, and the repeating pitch of the light-shielding pattern is 23 μm or more and 300 μm or less. , And more preferably 50 μm or more and 150 μm or less.
The shape of the light shielding pattern formed on the surface of the resin cured layer 3 is not particularly limited, and may be a lattice pattern, a circular pattern, or a hexagonal (honeycomb) pattern described later.
It is preferable that the light-shielding portion of the photomask does not exceed 50% of the area of the photomask overlaid on the cured resin layer 3. Here, if the light-transmitting portion of the photomask is less than 50%, the area where the surface of the cured resin layer 3 has a hard Martens hardness becomes small, and excellent scratch resistance or abrasion resistance cannot be obtained. More preferably, the area of the transparent portion of the photomask is 60% or more.
The region where the Martens hardness is hardened by the Xe 2 excimer irradiation treatment on the surface of the resin cured layer 3 is defined as a region (R), and the area formed by the region (R) continuously is less than 0.09 mm 2 . Further, a portion of the surface of the cured resin layer 3 which is shielded during the Xe 2 excimer irradiation treatment and which separates the region (R) is defined as a region (S). Martens hardness measured by indentation depth 0.1μm is more present in the cured resin layer surface area of less than 0.09mm 2 600N / m 2 or more at a region (R) is continuously, each region ( R) is separated into a region (S) having a Martens hardness of 200 N/m 2 or more smaller than that of the region (R).

以上のように樹脂硬化層3の表面をパターン状にエキシマ照射した結果、本実施形態の樹脂硬化層3の表面は、パターン状にマルテンス硬さの異なる領域(R)及び領域(S)の表面を有する。フォトマスク越しにエキシマ光が照射された領域(R)はマルテンス硬さが600N/mm2以上であることが好ましく、より好ましくは700N/mm2以上、更に好ましくは1,000N/mm2以上である。フォトマスク越しにエキシマ光が照射されなかった領域(S)は、領域(R)より200N/m2以上マルテンス硬さが小さいことが好ましく、より好ましくは300N/mm2以上、更に好ましくは400N/mm2以上である。 As a result of irradiating the surface of the resin cured layer 3 in a pattern as described above, the surface of the resin cured layer 3 of the present embodiment is a surface of a region (R) and a region (S) having different Martens hardness in a pattern. Have. Preferably region excimer light is irradiated (R) is Martens hardness 600N / mm 2 or more through a photomask, more preferably 700 N / mm 2 or more, more preferably 1,000 N / mm 2 or more is there. The area (S) not exposed to the excimer light through the photomask preferably has a Martens hardness of 200 N/m 2 or more, which is smaller than that of the area (R), more preferably 300 N/mm 2 or more, and further preferably 400 N/m 2. mm 2 or more.

樹脂硬化層3の表面に設けた領域(R)及び領域(S)は、フォトマスクを重ねてエキシマ光を照射した後に、フォトマスクを外してから再びエキシマ光を樹脂硬化層3の表面全体に照射して、結果として所定のマルテンス硬さにしても良い。 The region (R) and the region (S) provided on the surface of the resin cured layer 3 are overlapped with a photomask and irradiated with excimer light, and then the photomask is removed and then the excimer light is applied to the entire surface of the resin cured layer 3 again. Irradiation may be performed, and as a result, a predetermined Martens hardness may be obtained.

マルテンス硬さの異なる領域(R)及び領域(S)を確認するためには、樹脂硬化層3の表面の面方向の300μm角の領域を縦横に1μm間隔で押し込み深さ0.1μmでマルテンス硬さを測定し、例えば、図3の樹脂硬化層3の表面に格子状パターンが形成されている場合に、マルテンス硬さをマッピングすることで確認できる。なお、図3において、符号H1が遮光部の幅であり、符号H2が透明部の幅である。 In order to confirm the regions (R) and the regions (S) having different Martens hardness, the 300 μm square regions in the surface direction of the resin cured layer 3 are vertically and horizontally pushed at intervals of 1 μm and the Martens hardness is 0.1 μm. It can be confirmed by measuring the hardness and mapping the Martens hardness when, for example, a grid pattern is formed on the surface of the resin cured layer 3 in FIG. In FIG. 3, reference numeral H1 is the width of the light shielding portion, and reference numeral H2 is the width of the transparent portion.

マルテンス硬さは、試料表面に最大荷重(a)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(1)の通りに算出する。
マルテンス硬さ=a/b・・・(1)
なお、マルテンス硬さは、ISO14577に記載の方法に従って測定される値である。本実施形態においては押し込み深さ0.1μmのナノレンジで測定し、1回の測定はおよそ直径1μmの領域の硬さを表すものと考えられる。
本実施形態は、マルテンス硬さの異なる領域(R)と領域(S)を樹脂硬化層3の表面に同居させることにより、優れた耐傷性および耐摩耗性と優れた靭性を両立させることを可能とした。
The Martens hardness is expressed by the following formula (1) using the maximum load (a) and the surface area (b) of the indenter from the indentation depth at that time when the diamond indenter is pressed into the sample surface with the maximum load (a). Calculate to.
Martens hardness = a/b (1)
The Martens hardness is a value measured according to the method described in ISO14577. In the present embodiment, the indentation depth is measured in the nano-range with a depth of 0.1 μm, and one measurement is considered to represent the hardness of a region having a diameter of approximately 1 μm.
In the present embodiment, the region (R) and the region (S) having different Martens hardnesses are made to coexist on the surface of the resin cured layer 3, so that it is possible to achieve both excellent scratch resistance and wear resistance and excellent toughness. And

本実施形態の樹脂硬化層付き基板100は、樹脂硬化層3側から測定した深さ方向10nmの領域の炭素原子含有率X(at%)とケイ素原子含有率Y(at%)の比Y/Xが2.0以上、かつ深さ方向1500nmの領域のY/Xが1.5以下である。このような化学組成を備えることにより、本実施形態の樹脂硬化層付き基板100は、優れた硬さ、耐傷性および耐摩耗性を備えさせることができる。
上記化学組成は、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%)とケイ素原子の含有率Y(at%)を用いて以下の式(2)の通りに算出する。
ケイ素/炭素比=Y/X・・・(2)
The resin-cured layer-provided substrate 100 of the present embodiment has a ratio Y/of the carbon atom content rate X (at %) and the silicon atom content rate Y (at %) in the region of 10 nm in the depth direction measured from the resin cured layer 3 side. X is 2.0 or more, and Y/X in the region of 1500 nm in the depth direction is 1.5 or less. By providing such a chemical composition, the substrate 100 with a cured resin layer of the present embodiment can have excellent hardness, scratch resistance, and abrasion resistance.
The above chemical composition uses the carbon atom content rate X (at %) and the silicon atom content rate Y (at %) when energy dispersive X-ray spectroscopy is performed on the sample surface under the condition of an acceleration voltage of 20 kV. It is calculated according to the following equation (2).
Silicon/carbon ratio=Y/X (2)

[実施例1]
基板1として厚み100μm厚の二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡株式会社;A4100)上に、中間層2として以下の処方を混合した塗液をグラビア法で塗工し、60℃で乾燥、高圧水銀灯で紫外線を600mJ/cm2照射することにより膜厚6μmで形成した。
次に、基板1の一方の面に以下の処方を混合した塗液を塗工して中間層2を形成する。
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業;A−TMMT) 50重量部、
トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート(新中村化学工業;A−9300−1CL) 50重量部、
アクリル基含有アルコキシシラン(信越化学工業;KR−513) 10重量部、
コロイダルシリカ(日産化学工業;MIBK−AC−2140Z) 100重量部、
光重合開始剤(BASFジャパン;IRGACURE184) 4重量部、
紫外線吸収剤(BASFジャパン;TINUVIN400) 6重量部、
ヒンダードアミン光安定剤(BASFジャパン;TINUVIN292) 3重量部、
メチルイソブチルケトン 40重量部
[Example 1]
A substrate 1 having a thickness of 100 μm and a biaxially stretched polyester film (Toyobo Co., Ltd.; A4100) was coated with a coating solution having the following formulation mixed as an intermediate layer 2 by a gravure method, dried at 60° C., and a high pressure mercury lamp was used. A film having a thickness of 6 μm was formed by irradiating with ultraviolet rays of 600 mJ/cm 2 .
Next, the intermediate layer 2 is formed by applying a coating liquid containing the following formulation on one surface of the substrate 1.
50 parts by weight of pentaerythritol tetraacrylate (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.; A-TMMT),
50 parts by weight of tris(2-acryloxyethyl) isocyanurate (Shin-Nakamura Chemical Co.; A-9300-1CL),
Acrylic group-containing alkoxysilane (Shin-Etsu Chemical; KR-513) 10 parts by weight,
100 parts by weight of colloidal silica (Nissan Chemical Industry; MIBK-AC-2140Z),
Photopolymerization initiator (BASF Japan; IRGACURE 184) 4 parts by weight,
UV absorber (BASF Japan; TINUVIN400) 6 parts by weight,
3 parts by weight of hindered amine light stabilizer (BASF Japan; TINUVIN 292),
Methyl isobutyl ketone 40 parts by weight

さらに、中間層2上に、樹脂硬化層3として以下の処方を混合した塗液をグラビア法で塗工し、80℃で乾燥し、室温で12時間硬化し、更に高圧水銀灯で紫外線を600mJ/cm2照射することにより膜厚2μmで形成した。
メチルシリコーンオリゴマー(信越化学工業;KR−500) 80重量部、
メチルシリコーンオリゴマー(信越化学工業;KR−400) 20重量部、
アクリル基含有アルコキシシラン(信越化学工業;KBM−503) 10重量部
ナノアルミナスラリー(CIKナノテック;粒径30nm,MIBK分散) 100重量部、
硬化触媒(信越化学工業;D−20) 3重量部、
光重合開始剤(BASFジャパン;IRGACURE184) 4重量部、
メチルイソブチルケトン 100重量部
Further, a coating solution obtained by mixing the following formulations as a resin cured layer 3 was applied onto the intermediate layer 2 by a gravure method, dried at 80° C., cured at room temperature for 12 hours, and further exposed to ultraviolet rays of 600 mJ/at a high pressure mercury lamp. It was formed with a film thickness of 2 μm by irradiation with cm 2.
80 parts by weight of methyl silicone oligomer (Shin-Etsu Chemical; KR-500),
20 parts by weight of methyl silicone oligomer (Shin-Etsu Chemical; KR-400),
Acrylic group-containing alkoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; KBM-503) 10 parts by weight Nano-alumina slurry (CIK Nanotech; particle size 30 nm, MIBK dispersion) 100 parts by weight,
3 parts by weight of curing catalyst (Shin-Etsu Chemical; D-20),
Photopolymerization initiator (BASF Japan; IRGACURE 184) 4 parts by weight,
Methyl isobutyl ketone 100 parts by weight

続いて、以上で得られた基板1の周囲に窒素ガスを流し、酸素濃度1%以下の窒素雰囲気にした上で、樹脂硬化層上からXe2エキシマ光を照射した。樹脂硬化層の表面におけるエキシマ光の照射量は、ウシオ電機製紫外線積算照度計UIT−150−A/VUV−S172で測定した時に6000mJ/cm2となるように照射した。以上により樹脂硬化層付き基板100を作製した。
続いて、ナノインデンターを用いて押し込み荷重0.5N/mm2でマルテンス硬さを測定したところ、820N/mm2であった。
Subsequently, nitrogen gas was flowed around the substrate 1 obtained above to make a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1% or less, and then Xe 2 excimer light was irradiated from above the resin cured layer. The irradiation amount of excimer light on the surface of the resin cured layer was such that it was 6000 mJ/cm 2 when measured with an ultraviolet integrating illuminometer UIT-150-A/VUV-S172 manufactured by Ushio Inc. As described above, the substrate 100 with a cured resin layer was produced.
Subsequently, when the Martens hardness was measured with a pushing force of 0.5 N/mm 2 using a nano indenter, it was 820 N/mm 2 .

[実施例2]
実施例1と同様に、基板1上に中間層2を介して樹脂硬化層3を形成した。そして、図4、図5に示すように、格子状パターンのクロム遮光部を有する合成石英製のフォトマスクを使用し、ギャップ100μmで設置し、窒素ガスを流すことで酸素濃度1%以下の窒素雰囲気にした上で、フォトマスクの上からXe2エキシマ光を照射した。
この際、遮光部の幅H1は20μm、透光部の幅H2は130μm、パターンピッチは150μmであり、樹脂硬化層3の表面面内の縦方向と横方向ともに同じパターンピッチとした。樹脂硬化層3の表面におけるエキシマ光の照射量はウシオ電機製紫外線積算照度計UIT−150−A/VUV−S172で測定した時に6000mJ/cm2となるように照射した。以上により樹脂硬化層付き基板100を形成した。
また、ナノインデンターを用いて押し込み深さ0.1μmとなるようにマルテンス硬さを1μmピッチで測定したところ、領域(R)は810N/mm2であり、領域(S)は540N/mm2であった。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, the resin cured layer 3 was formed on the substrate 1 with the intermediate layer 2 interposed therebetween. Then, as shown in FIGS. 4 and 5, a photomask made of synthetic quartz having a chrome light-shielding portion in a lattice pattern is used, the photomask is installed with a gap of 100 μm, and nitrogen gas is flowed to generate nitrogen having an oxygen concentration of 1% or less. After setting the atmosphere, Xe 2 excimer light was irradiated from above the photomask.
At this time, the width H1 of the light-shielding portion was 20 μm, the width H2 of the light-transmitting portion was 130 μm, and the pattern pitch was 150 μm. The same pattern pitch was used in the vertical and horizontal directions in the surface of the resin cured layer 3. The irradiation amount of the excimer light on the surface of the resin cured layer 3 was such that it was 6000 mJ/cm 2 when measured by a UV integration illuminometer UIT-150-A/VUV-S172 manufactured by Ushio Inc. As described above, the substrate 100 with a resin cured layer was formed.
Further, when the Martens hardness was measured at a pitch of 1 μm using a nano indenter so that the indentation depth was 0.1 μm, the region (R) was 810 N/mm 2 , and the region (S) was 540 N/mm 2. Met.

[実施例3]
実施例1と同様に、基板1上に中間層2を介して樹脂硬化層3を形成した。そして、図6に示すように、円形状パターンのクロム遮光部を有する合成石英製のフォトマスクを使用し、このフォトマスクの上からXe2エキシマ光を照射し、樹脂硬化層付き基板100を作製した。この際、遮光部の幅H1は15μmで透光部の幅H2は205μm、パターンピッチは220μmであり、樹脂硬化層表面面内の縦方向と横方向ともに同じパターンピッチとした。
[Example 3]
In the same manner as in Example 1, the resin cured layer 3 was formed on the substrate 1 with the intermediate layer 2 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 6, a synthetic quartz photomask having a chrome light shielding portion having a circular pattern is used, and Xe 2 excimer light is irradiated from above the photomask to prepare a substrate 100 with a resin cured layer. did. At this time, the width H1 of the light-shielding portion was 15 μm, the width H2 of the light-transmitting portion was 205 μm, and the pattern pitch was 220 μm, and the same pattern pitch was used in the vertical and horizontal directions within the surface of the resin cured layer.

[実施例4]
実施例1と同様に、基板1上に中間層2を介して樹脂硬化層3を形成した。そして、図7に示すように、六角形状(ハニカム形状)パターンのクロム遮光部を有する合成石英製のフォトマスクを使用し、このフォトマスクの上からXe2エキシマ光を照射し、樹脂硬化層付き基板100を作製した。この際、遮光部の幅H1は10μmで透光部の幅H2は110μm、パターンピッチを120μmとした。
[Example 4]
In the same manner as in Example 1, the resin cured layer 3 was formed on the substrate 1 with the intermediate layer 2 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 7, a synthetic quartz photomask having a hexagonal (honeycomb-shaped) pattern of chrome light-shielding portions was used, and Xe 2 excimer light was radiated from above the photomask to form a resin-cured layer. The substrate 100 was produced. At this time, the width H1 of the light-shielding portion was 10 μm, the width H2 of the light-transmitting portion was 110 μm, and the pattern pitch was 120 μm.

[実施例5]
硬化樹脂層3を変更した以外は、実施例1と同様に樹脂硬化層付き基板100を作製した。硬化樹脂層3は以下の処方を混合した塗液をグラビア法で塗工し、80℃で乾燥し、150℃で1時間硬化し、更に高圧水銀灯で紫外線を600mJ/cm2照射することにより膜厚2μmで形成した。
メチルシリコーンオリゴマー(信越化学工業;KR−500) 80重量部
メチルシリコーンオリゴマー(信越化学工業;KR−400) 20重量部
アクリル基含有アルコキシシラン(信越化学工業;KBM−503) 10重量部
ナノアルミナスラリー(CIKナノテック;粒径30nm,MIBK分散) 200重量部
硬化触媒(信越化学工業;D−20) 3重量部
光重合開始剤(BASFジャパン;IRGACURE184) 6重量部
メチルイソブチルケトン 100重量部
[Example 5]
A substrate 100 with a cured resin layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the cured resin layer 3 was changed. The cured resin layer 3 is formed by applying a coating solution containing the following formulation by a gravure method, drying it at 80° C., curing it at 150° C. for 1 hour, and further irradiating it with ultraviolet rays of 600 mJ/cm 2 with a high pressure mercury lamp. It was formed with a thickness of 2 μm.
Methyl silicone oligomer (Shin-Etsu Chemical; KR-500) 80 parts by weight Methyl silicone oligomer (Shin-Etsu Chemical; KR-400) 20 parts by weight Acrylic group-containing alkoxysilane (Shin-Etsu Chemical; KBM-503) 10 parts by weight Nano-alumina slurry (CIK Nanotech; particle size 30 nm, MIBK dispersion) 200 parts by weight Curing catalyst (Shin-Etsu Chemical; D-20) 3 parts by weight Photopolymerization initiator (BASF Japan; IRGACURE184) 6 parts by weight Methyl isobutyl ketone 100 parts by weight

続いて、以上で得られた基板の周囲に窒素ガスを流し酸素濃度1%以下の窒素雰囲気にした上で、樹脂硬化層3上からXe2エキシマ光を照射した。樹脂硬化層3の表面におけるエキシマ光の照射量はウシオ電機製紫外線積算照度計UIT−150−A/VUV−S172で測定した時に6,000mJ/cm2となるように照射した。以上により樹脂硬化層付き基板100を作製した。
ナノインデンターを用いて押し込み荷重0.5N/mm2でマルテンス硬さを測定したところ、1010N/mm2であった。
Subsequently, nitrogen gas was flowed around the substrate obtained above to make a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1% or less, and then Xe2 excimer light was irradiated from above the resin cured layer 3. The irradiation amount of the excimer light on the surface of the resin cured layer 3 was such that it was 6,000 mJ/cm 2 when measured with an ultraviolet integrating illuminometer UIT-150-A/VUV-S172 manufactured by Ushio Inc. As described above, the substrate 100 with a cured resin layer was produced.
When the Martens hardness was measured using a nano indenter at a pushing load of 0.5 N/mm 2 , it was 1010 N/mm 2 .

[実施例6]
実施例5と同様に、基板1上に中間層2を介して樹脂硬化層3を形成した。続いて、樹脂硬化層3の上に、図4で示した格子状パターンのクロム遮光部を有する合成石英製のフォトマスクを使用し、ギャップ100μmで設置し、窒素ガスを流すことで酸素濃度1%以下の窒素雰囲気にした上で、フォトマスクの上からXe2エキシマ光を照射した。
この際、遮光部の幅H1は20μm、透光部の幅H2は130μm、パターンピッチは150μmであり、樹脂硬化層3の表面面内の縦方向と横方向ともに同じパターンピッチとした。樹脂硬化層3の表面におけるエキシマ光の照射量はウシオ電機製紫外線積算照度計UIT−150−A/VUV−S172で測定した時に6000mJ/cm2となるように照射した。以上により樹脂硬化層付き基板100を作製した。
ナノインデンターを用いて押し込み深さ0.1μmとなるようにマルテンス硬さを1μmピッチで測定したところ、領域(R)は1010N/mm2であり、領域(S)は620N/mm2であった。
[Example 6]
In the same manner as in Example 5, the resin cured layer 3 was formed on the substrate 1 with the intermediate layer 2 interposed therebetween. Then, on the cured resin layer 3, a photomask made of synthetic quartz having a chrome light shielding portion having a lattice pattern shown in FIG. 4 was used, the photomask was placed with a gap of 100 μm, and nitrogen gas was flowed to obtain an oxygen concentration of 1 % Nitrogen or less, and then Xe 2 excimer light was irradiated from above the photomask.
At this time, the width H1 of the light-shielding portion was 20 μm, the width H2 of the light-transmitting portion was 130 μm, and the pattern pitch was 150 μm. The same pattern pitch was used in the vertical and horizontal directions in the surface of the resin cured layer 3. The irradiation amount of the excimer light on the surface of the resin cured layer 3 was such that it was 6000 mJ/cm 2 when measured by a UV integration illuminometer UIT-150-A/VUV-S172 manufactured by Ushio Inc. As described above, the substrate 100 with a cured resin layer was produced.
When the Martens hardness was measured using a nano indenter at a pitch of 1 μm so that the indentation depth was 0.1 μm, the region (R) was 1010 N/mm 2 , and the region (S) was 620 N/mm 2. It was

[比較例1]
樹脂硬化層3へのXe2エキシマ光照射量を2000mJ/cm2とした以外は実施例1と同様に樹脂硬化層付き基板100を作製した。
[比較例2]
樹脂硬化層3へのXe2エキシマ光照射量を2000mJ/cm2とした以外は実施例2と同様に樹脂硬化層付き基板100を作製した。
[比較例3]
樹脂硬化層3へのXe2エキシマ光照射量を2000mJ/cm2とした以外は実施例5と同様に樹脂硬化層付き基板100を作製した。
[比較例4]
樹脂硬化層3へのXe2エキシマ光照射量を2000mJ/cm2とした以外は実施例6と同様に樹脂硬化層付き基板100を作製した。
実施例1〜6および比較例1〜4で作製した樹脂硬化層付き基板100の評価項目と評価基準を下記に示す。
[Comparative Example 1]
A substrate 100 with a resin cured layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the irradiation amount of Xe 2 excimer light on the resin cured layer 3 was 2000 mJ/cm 2 .
[Comparative example 2]
A resin cured layer-coated substrate 100 was produced in the same manner as in Example 2 except that the irradiation amount of Xe 2 excimer light on the resin cured layer 3 was set to 2000 mJ/cm 2 .
[Comparative Example 3]
A substrate 100 with a resin cured layer was produced in the same manner as in Example 5 except that the irradiation amount of Xe 2 excimer light on the resin cured layer 3 was 2000 mJ/cm 2 .
[Comparative Example 4]
A substrate 100 with a resin cured layer was produced in the same manner as in Example 6 except that the irradiation amount of Xe 2 excimer light on the resin cured layer 3 was 2000 mJ/cm 2 .
The evaluation items and evaluation criteria of the resin cured layer-provided substrate 100 produced in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 are shown below.

<スチールウール耐擦傷性試験>
樹脂硬化層3の表面に対して、荷重300g/cm2の条件でスチールウール(ボンスター #0000)を20往復させた後の傷つきを目視評価した。評価は、傷無しを優:◎とし、薄い傷有りを良:〇とした。
<Steel wool scratch resistance test>
After the steel wool (Bonster #0000) was reciprocated 20 times on the surface of the resin cured layer 3 under a load of 300 g/cm 2, the scratch was visually evaluated. In the evaluation, no scratches were excellent: ⊚, and thin scratches were good: ◯.

<鉛筆硬度試験>
樹脂硬化層3の表面に対して、JIS−K5600−5−4に準拠する鉛筆硬度試験を行った。鉛筆硬度F以上で合格とした。
<Pencil hardness test>
A pencil hardness test according to JIS-K5600-5-4 was performed on the surface of the resin cured layer 3. The pencil hardness of F or higher was regarded as acceptable.

<テーバー摩耗試験>
樹脂硬化層3の表面に対して、JIS R 3212に規定の方法に従って摩耗輪としてCS−10Fを用いてテーバー摩耗試験を行った。テーバー摩耗試験の条件は、摩耗輪の回転回数1000回転、摩耗輪の回転速度60rpm、摩耗輪の負荷荷重500gfである。テーバー摩耗試験前後において、樹脂硬化層の表面についてヘイズを測定し、その平均値を求めた。ヘイズの測定箇所は、表面の4カ所である。ヘイズの測定は、日本電色工業株式会社製のヘーズメータNDH−7000SPを用い、JIS K7136に規定の方法に従って行った。そして、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変化(ΔHz)を求めた。ΔHzが2.0 %以下を優:◎とし、ΔHzが3.0%以下を良:〇とし、ΔHzが5.0%以上6.0未満をやや不良:△とした。
<Taber wear test>
A Taber abrasion test was performed on the surface of the resin cured layer 3 using CS-10F as an abrasion wheel according to the method specified in JIS R 3212. The conditions of the Taber abrasion test are 1000 rotations of the wear wheel, 60 rpm of the wear wheel rotation speed, and 500 gf load load of the wear wheel. Before and after the Taber abrasion test, the haze was measured on the surface of the cured resin layer, and the average value was calculated. The haze measurement points are four points on the surface. The haze was measured using a haze meter NDH-7000SP manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. according to the method specified in JIS K7136. Then, the haze change (ΔHz) before and after the Taber abrasion test was obtained by subtracting the haze before the Taber abrasion test from the haze after the Taber abrasion test. When ΔHz was 2.0% or less, it was evaluated as excellent: ◎, when ΔHz was 3.0% or less, it was evaluated as good: ◯, and when ΔHz was 5.0% or more and less than 6.0, it was evaluated as somewhat poor: Δ.

<耐候性試験>
樹脂硬化層付き基板をキセノンウェザオメータによる放射照度60W/m2(300−400nm)、槽内温度:40℃、槽内湿度:50%、ブラックパネル温度:60℃、試験サイクル:光照射102分/光照射+水噴霧18分の環境下で2000時間放置した。取り出し後に、樹脂硬化層の表面に対して顕微鏡観察を行い、樹脂硬化層におけるクラックの有無を判定した。クラックがないことを適正:〇とした。
各実施例および各比較例の評価結果を表1に示す。
<Weather resistance test>
Irradiance 60W/m2 (300-400nm) by a xenon weatherometer for a substrate with a resin cured layer, tank temperature: 40°C, tank humidity: 50%, black panel temperature: 60°C, test cycle: light irradiation 102 minutes /Light irradiation + water spraying and left for 2000 hours in an environment of 18 minutes. After taking out, the surface of the cured resin layer was observed under a microscope to determine the presence or absence of cracks in the cured resin layer. Appropriate for no cracks: ◯.
Table 1 shows the evaluation results of each example and each comparative example.

Figure 2020100020
Figure 2020100020

実施例1〜実施例6は、樹脂硬化層3に対するXe2エキシマ光照射量を6000mJ/cm2とすることで樹脂硬化層3の表面は無機化され、樹脂硬化層3側から測定した深さ方向10nmの領域の炭素原子含有率X(at%)とケイ素原子含有率Y(at%)の比Y/Xが2.0以上であり、深さ方向1500nmの領域のY/Xが1.5以下となるので、スチールウール耐擦傷性およびテーパー摩耗性が良い、或いは優れている(スチールウール耐擦傷性試験およびテーパー摩耗試験の評価が〇或いは◎)。
一方、樹脂硬化層3に対するXe2エキシマ光照射量を2000mJ/cm2とした比較例1〜比較例4は、深さ方向10nmの領域の比Y/Xが2.0を下回るので、スチールウール耐擦傷性およびテーパー摩耗性が劣る。
In Examples 1 to 6, the surface of the resin cured layer 3 was made inorganic by setting the Xe 2 excimer light irradiation amount to the resin cured layer 3 to 6000 mJ/cm 2, and the depth measured from the resin cured layer 3 side. The ratio Y/X of the carbon atom content rate X (at %) to the silicon atom content rate Y (at %) in the region of 10 nm in the direction is 2.0 or more, and the Y/X in the region of 1500 nm in the depth direction is 1. Since it is 5 or less, the steel wool scratch resistance and taper wear resistance are good or excellent (the evaluation of the steel wool scratch resistance test and the taper wear test is ◯ or ⊚).
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 in which the amount of Xe 2 excimer light irradiation to the resin cured layer 3 was 2000 mJ/cm 2 , the ratio Y/X in the region of 10 nm in the depth direction was less than 2.0. Poor scratch resistance and taper wear resistance.

ここで、実施例1〜実施例4の樹脂硬化層付き基板100を構成する樹脂硬化層3は、前述した(A)の要件(2官能、3官能及び4官能のうち少なくとも一つの官能を有するメチルシロキサン構造単位の組み合わせからなるメチルシロキサン樹脂)を満たす塗液(メチルシリコーンオリゴマー)が100重量部含み、(B)の要件(炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子)を満たす塗液(アクリル基含有アルコキシシラン)が10重量部を含んでいる。すなわち、アクリル基含有アルコキシシランの添加量およびメチルシリコーンオリゴマーの添加量の比(B/A)が、0.1倍程度に設定されている。実施例1〜実施例4のように、樹脂硬化層3のアクリル基含有アルコキシシランの添加量およびメチルシリコーンオリゴマーの添加量の比(B/A)が0.5倍を下回る場合には、高い値のマルテンス硬さが得られない。 Here, the resin cured layer 3 that constitutes the substrate 100 with a resin cured layer of Examples 1 to 4 has the above-described requirement (A) (at least one of the bifunctional, trifunctional, and tetrafunctional functions). 100 parts by weight of a coating liquid (methyl silicone oligomer) satisfying a methyl siloxane resin composed of a combination of methyl siloxane structural units), and the requirement (B) (alumina nanoparticles having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure). The coating liquid (acrylic group-containing alkoxysilane) satisfying the above conditions contains 10 parts by weight. That is, the ratio (B/A) of the addition amount of the acrylic group-containing alkoxysilane and the addition amount of the methyl silicone oligomer is set to about 0.1 times. As in Examples 1 to 4, when the ratio (B/A) of the addition amount of the acrylic group-containing alkoxysilane and the addition amount of the methyl silicone oligomer of the resin cured layer 3 is less than 0.5 times, it is high. The value of Martens hardness cannot be obtained.

このような実施例1〜実施例4に対して、実施例5,6の樹脂硬化層付き基板100を構成する樹脂硬化層3は、(A)の要件を満たす塗液(メチルシリコーンオリゴマー)が100重量部含み、(B)の要件を満たす塗液(アクリル基含有アルコキシシラン)が200重量部を含んでおり、アクリル基含有アルコキシシランの添加量およびメチルシリコーンオリゴマーの添加量の比(B/A)が、2.0倍程度に設定されている。このように、樹脂硬化層3のアクリル基含有アルコキシシランの添加量およびメチルシリコーンオリゴマーの添加量の比(B/A)が2.0倍である実施例5,6は、高い値のマルテンス硬さが得られるので、スチールウール耐擦傷性試験およびテーパー摩耗試験の両者に優れた評価が得られる(スチールウール耐擦傷性試験およびテーパー摩耗試験の評価が◎)。 In contrast to Examples 1 to 4 as described above, the resin cured layer 3 constituting the substrate 100 with a resin cured layer of Examples 5 and 6 has a coating liquid (methyl silicone oligomer) satisfying the requirement (A). The coating liquid (acrylic group-containing alkoxysilane) containing 100 parts by weight and satisfying the requirement of (B) contains 200 parts by weight, and the ratio of the addition amount of the acrylic group-containing alkoxysilane and the addition amount of the methyl silicone oligomer (B/ A) is set to about 2.0 times. As described above, in Examples 5 and 6 in which the ratio (B/A) of the addition amount of the acrylic group-containing alkoxysilane and the addition amount of the methyl silicone oligomer of the resin cured layer 3 was 2.0 times, the high Martens hardness was obtained. Therefore, excellent evaluation can be obtained in both the steel wool scratch resistance test and the taper wear test (the steel wool scratch resistance test and the taper wear test are evaluated as ◎).

さらに、実施例6は、樹脂硬化層3に格子状パターンのクロム遮光部を設け、樹脂硬化層上からXe2エキシマ光を照射したことで、樹脂硬化層3の表面に、マルテンス硬さの異なる領域(R)と領域(S)を形成し、領域(R)を1000N/mm2以上に高い値のマルテンス硬さとし、この領域(R)に対して略400N/mm2程度の小さなマルテンス硬さの領域(S)を形成することができ、樹脂硬化層3の表面で衝撃を受けても簡単にクラックが発生せず、優れた靱性が得られる。
したがって、樹脂硬化層3の表面に優れた靱性が得られる実施例6の樹脂硬化層付き基板100は、耐傷性、耐摩耗性に優れるとともに、屋外に放置しても表面の劣化が少ない耐候性に優れたものとなる(耐候性試験の評価が〇)。
Further, in Example 6, the resin hardened layer 3 was provided with a chrome light shielding portion in a grid pattern and irradiated with Xe 2 excimer light from above the resin hardened layer, whereby the surface of the resin hardened layer 3 had different Martens hardness. A region (R) and a region (S) are formed, the region (R) has a high Martens hardness of 1000 N/mm 2 or more, and a small Martens hardness of about 400 N/mm 2 with respect to this region (R) The region (S) can be formed, and even if an impact is applied to the surface of the resin cured layer 3, cracks are not easily generated, and excellent toughness can be obtained.
Therefore, the resin-cured layer-provided substrate 100 of Example 6 in which excellent toughness is obtained on the surface of the resin-cured layer 3 is excellent in scratch resistance and abrasion resistance, and has little weather-resistant surface deterioration even when left outdoors. Excellent (weatherability test evaluation is ◯).

(変形例)
なお、図8は、本発明の実施形態に係る変形例の化粧シートの構成例を示す断面図である。図8の化粧シート20は、基板1と、基板1の一方の面1a上に接着層を介して設けられた印刷層21と、印刷層21上に接着層を介して設けられた中間層2と、この中間層2上に設けられた樹脂硬化層3と、を備えている。この化粧シート20において、中間層2および樹脂硬化層3は透明性を有し、樹脂硬化層3側から印刷層21を目視することができる。この化粧シート20は、樹脂硬化層3が印刷層21の耐傷性、耐摩耗性および耐候性を付与することができる。
(Modification)
8 is a cross-sectional view showing a configuration example of a decorative sheet according to a modified example of the embodiment of the present invention. The decorative sheet 20 of FIG. 8 includes a substrate 1, a printed layer 21 provided on one surface 1a of the substrate 1 with an adhesive layer, and an intermediate layer 2 provided on the printed layer 21 with an adhesive layer. And a cured resin layer 3 provided on the intermediate layer 2. In this decorative sheet 20, the intermediate layer 2 and the resin cured layer 3 are transparent, and the printed layer 21 can be visually observed from the resin cured layer 3 side. In this decorative sheet 20, the cured resin layer 3 can impart the scratch resistance, abrasion resistance, and weather resistance of the printed layer 21.

また、図8で示した化粧シート20を化粧板と読み替えてもよい。化粧板とする場合には、基板1を木質系の基板1とする。また、化粧板とする場合には、印刷層21と中間層2との間に、上台樹脂を備えてもよい。この上台樹脂は、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)又はポリエチレンテレフタレート(PET)で構成されている。上台樹脂の厚さは、例えば、50μm以上125μm以下である。これにより、化粧板は、耐傷性、耐摩耗性および耐候性を付与することができる。 Further, the decorative sheet 20 shown in FIG. 8 may be read as a decorative plate. When the decorative board is used, the board 1 is a wood-based board 1. In the case of a decorative board, an upper resin may be provided between the printing layer 21 and the intermediate layer 2. The upper resin is composed of, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET). The thickness of the upper resin is, for example, 50 μm or more and 125 μm or less. Thereby, the decorative board can be provided with scratch resistance, abrasion resistance and weather resistance.

さらに、図9は、本発明の実施形態に係る変形例の車両用窓の構成例を示す断面図である。図9の車両用窓30は、透明性を有するプラスチック系の基板1Aと、基板1Aに接着層を介して設けられた透明性を有する中間層2と、中間層2A上に接着層を介して設けられた透明性を有する樹脂硬化層3Aと、を備えている。この車両用窓30において、樹脂硬化層3A側から基板1Aの内部までを目視することができる。この車両用窓30は、樹脂硬化層3Aが基板1Aの耐傷性、耐摩耗性および耐候性を付与することができる。 Further, FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration example of a vehicle window of a modified example according to the embodiment of the present invention. The vehicle window 30 of FIG. 9 includes a transparent plastic substrate 1A, a transparent intermediate layer 2 provided on the substrate 1A via an adhesive layer, and an intermediate layer 2A on the intermediate layer 2A via an adhesive layer. The resin cured layer 3A having transparency is provided. In this vehicle window 30, it is possible to visually observe from the resin cured layer 3A side to the inside of the substrate 1A. In this vehicle window 30, the resin cured layer 3A can give the substrate 1A scratch resistance, abrasion resistance and weather resistance.

1,1A 基板
1a 基板の一方の面
2,2A 中間層
3,3A 樹脂硬化層
20 化粧シート
30 車両用窓
100 樹脂硬化層付き基板
H1 遮光部の幅
H2 透明部の幅
1, 1A Substrate 1a One side of substrate 2, 2A Intermediate layer 3, 3A Resin cured layer 20 Decorative sheet 30 Vehicle window 100 Substrate with resin cured layer H1 Width H2 of light shielding part Width of transparent part

Claims (11)

基板と、
前記基板の少なくとも一方の面上に形成された樹脂硬化層と、を備え、
前記樹脂硬化層は、下記(A)〜(C)を含む塗液を乾燥、硬化させたものであり、
前記樹脂硬化層の表面からX線光電子分光法を用いて測定された深さ方向10nmの領域の炭素原子含有率X(at%)とケイ素原子含有率Y(at%)の比Y/Xが2.0以上、かつ深さ方向1500nmの領域のY/Xが1.5以下であることを特徴とする樹脂硬化層付き基板。
(A)2官能〜4官能のメチルシロキサン構造単位の少なくとも何れか一つの組み合わせからなるメチルシロキサン樹脂。
(B)炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子。
(C)炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシラン。
Board,
A resin cured layer formed on at least one surface of the substrate,
The resin cured layer is obtained by drying and curing a coating liquid containing the following (A) to (C):
The ratio Y/X of the carbon atom content rate X (at %) and the silicon atom content rate Y (at %) in the region of 10 nm in the depth direction measured from the surface of the resin cured layer using X-ray photoelectron spectroscopy is A substrate with a cured resin layer, wherein Y/X in a region of 2.0 nm or more and 1500 nm in the depth direction is 1.5 or less.
(A) A methylsiloxane resin comprising a combination of at least any one of bifunctional to tetrafunctional methylsiloxane structural units.
(B) Alumina nanoparticles having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.
(C) An alkoxysilane having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.
前記樹脂硬化層の表面から押し込み荷重0.5mNで測定したマルテンス硬さが600N/m2以上であ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 Martens hardness measured from the surface of the resin-cured layer with a pushing load of 0.5 mN is 600 N/m 2 or more. 前記樹脂硬化層の表面から押し込み深さ0.1μmで測定したマルテンス硬さが600N/m2以上である領域(R)が連続して0.09mm2未満の面積で該樹脂硬化層表面に複数存在し、それぞれの領域(R)は、当該領域(R)より200N/m2以上マルテンス硬さが小さい領域(S)に隔てられてい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。 More to the resin cured layer surface area of less than the area Martens hardness measured at a depth 0.1μm indentation from the surface of the cured resin layer is 600N / m 2 or more (R) is continuously 0.09 mm 2 The cured resin layer according to claim 1, wherein each region (R) exists and is separated into a region (S) having a Martens hardness of 200 N/m 2 or more smaller than that of the region (R). Substrate with. 前記基板と前記樹脂硬化層の間に中間層があり、前記中間層は、有機樹脂にケイ素を含む材料を加えた混合物であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。 The intermediate layer is provided between the substrate and the resin cured layer, and the intermediate layer is a mixture of an organic resin and a material containing silicon, and the intermediate layer is a mixture. Substrate with a cured resin layer. 前記樹脂硬化層の膜厚が、0.6μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。 The resin-cured layer-attached substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin-cured layer has a thickness of 0.6 µm or more and 10 µm or less. 前記樹脂硬化層に含まれるアルミナナノ粒子のメジアン径D50が、70nm以下であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。 The median diameter D50 of the alumina nanoparticles contained in the resin cured layer is 70 nm or less, and the resin cured layer-attached substrate according to any one of claims 1 to 5. 請求項1から6の何れか1項に記載の樹脂硬化層付き基板を備える化粧シート。 A decorative sheet comprising the substrate with a resin cured layer according to claim 1. 請求項7記載の化粧シートと、前記化粧シートが少なくとも一方の面に貼り合わされた基材と、を備えたことを特徴とする化粧板。 A decorative sheet comprising: the decorative sheet according to claim 7; and a base material having the decorative sheet bonded to at least one surface thereof. 請求項1から6の何れか1項に記載の樹脂硬化層付き基板を備える車両用窓。 A vehicle window comprising the substrate with a resin-cured layer according to any one of claims 1 to 6. 基板の少なくとも一方の面に、下記(A)〜(C)を含む塗液を塗付して乾燥、硬化させて樹脂硬化層を形成する工程と、
前記樹脂硬化層の上にフォトマスクを設置する工程と、
前記樹脂硬化層表面に対し前記フォトマスク越しにXe2エキシマ光照射処理を施す工程と、を備え、
前記フォトマスクの基材は、波長172nmの光の透過率を60%以上であり、
前記フォトマスクには遮光パターンが形成してあり、
前記遮光パターンの遮光部の幅は、3μm以上20μm以下であり、
前記遮光パターンの繰り返しピッチは23μm以上300μm以下であることを特徴とする樹脂硬化層付き基板の製造方法。
(A)2官能〜4官能のメチルシロキサン構造単位の少なくとも何れか一つの組み合わせからなるメチルシロキサン樹脂。
(B)炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルミナナノ粒子。
(C)炭素−炭素二重結合を修飾基構造中に有するアルコキシシラン。
A step of applying a coating liquid containing the following (A) to (C) on at least one surface of the substrate, drying and curing to form a resin cured layer,
Installing a photomask on the resin cured layer,
A step of subjecting the surface of the resin cured layer to Xe 2 excimer light irradiation through the photomask,
The base material of the photomask has a transmittance of light having a wavelength of 172 nm of 60% or more,
A light-shielding pattern is formed on the photomask,
The width of the light-shielding portion of the light-shielding pattern is 3 μm or more and 20 μm or less,
The method for producing a substrate with a resin cured layer, wherein the light-shielding pattern has a repeating pitch of 23 μm or more and 300 μm or less.
(A) A methylsiloxane resin comprising a combination of at least any one of bifunctional to tetrafunctional methylsiloxane structural units.
(B) Alumina nanoparticles having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.
(C) An alkoxysilane having a carbon-carbon double bond in the modifying group structure.
前記樹脂硬化層表面に対し前記フォトマスク越しにXe2エキシマ光照射処理を施す工程の後に、前記フォトマスクを外した状態で更に波長400nm以下の光を照射する工程を行うことを特徴とする請求項10記載の樹脂硬化層付き基板の製造方法。 The step of irradiating the surface of the resin cured layer with Xe 2 excimer light through the photomask, and then irradiating with light having a wavelength of 400 nm or less with the photomask removed. Item 10. A method for manufacturing a substrate with a resin cured layer according to Item 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113027288A (en) * 2021-03-16 2021-06-25 广东福临门世家智能家居有限公司 Preparation method of nano constant-temperature heat-insulation sun-proof door and window

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