JP6558189B2 - ハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
a)押出成形によりポリカーボネート板を得る工程
b)前記ポリカーボネート板を加熱する工程
c)前記ポリカーボネート板上に、ハードコート層付転写シートを用いて、ハードコート層を転写し、複屈折が5.5×10−4以下のハードコート層付ポリカーボネート板を得る工程
d)前記ハードコート層付ポリカーボネート板を加熱する工程
e)前記ハードコート層付ポリカーボネート板を曲げる工程
本実施形態に関するハードコート層付ポリカーボネート成形品とは、図2に示すように、ポリカーボネート板11と接着層12dとプライマー層12cとハードコート層12bとを備えたハードコート層付ポリカーボネート板を曲げ加工した成形品(曲げは図示せず)である。ハードコート層12bを樹脂成形品の表面に形成させることで、樹脂成形品の表面に耐傷性等の物性を付与することができる。本発明のハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法について、その一実施形態を用いて以下の詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態のハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法は、少なくとも、
a)押出成形によりポリカーボネート板を得る工程、
b)ポリカーボネート板を加熱する工程、
c)ポリカーボネート板上に、ハードコート層付転写シートを用いて、ハードコート層を転写し、複屈折が5.5×10−4以下のハードコート層付ポリカーボネート板を得る工程、
d)ハードコート層付ポリカーボネート板を加熱する工程
e)ハードコート層付ポリカーボネート板を曲げる工程
を有する製造方法である。
なお、本発明の製造方法は、図1のようなインラインの連続工程に限定されず、各工程をオフラインで独立に行なう場合ももちろん本発明の範囲内である。以下、各工程について説明する。
まず、押出成形によりポリカーボネート板を得る。押出成形は、従来公知の方法で行えばよく、例えば、ポリカーボネート樹脂を加熱溶融し、押出機20のダイスから押出した後、冷却ロールで圧延し、ガイドロールを経て、取引ロールで取引ながら冷却固化することで得られる。
次に、押出成形後のポリカーボネート板11に対してヒーター30a、30bを用い加熱する。図1(b)では両面から加熱をしているが、ポリカーボネート板11の片面から加熱してもよい。また、ポリカーボネート板を加熱する工程は、押出し成形後にインラインで行うこともできるし(図1参照)、オフラインで行ってもよいが、生産性の観点からはインラインにより行うことが好ましい。
次に、ポリカーボネート板11上に、ハードコート層付転写シート12を用いて、ハードコート層12bを含む転写層を転写し、複屈折が5.5×10−4以下のハードコート層付ポリカーボネート板10aを得る。ハードコート層付転写シート12とは、少なくとも基材フィルム12aにハードコート層12bが積層されたシートである。
ハードコート層付転写シート12の一実施形態について説明する。本実施形態に関するハードコート層付転写シート12とは、例えば、基材フィルム12aと、ハードコート層12bと、プライマー層12cと、接着層12dからなる積層体である。ポリカーボネート板11の表面とハードコート層付転写シート12の接着層12dと対向するように積層する。その後、ポリカーボネート板11とハードコート層付転写シートとの積層体から、基材フィルム12aを剥離し、ハードコート層12b、プライマー層12cと、接着層12dを転写することで、ハードコート層付ポリカーボネート板10a(図2参照)を得ることができる。なお、本発明の効果を妨げない範囲で、離型層や着色層などの他の層が積層されていても本発明の範囲である。
基材フィルム12aは、特に限定されないが、ポリエステル樹脂フィルム又はポリオレフィン樹脂フィルムにより構成されることが好ましい。また、上記フィルムのうち延伸フィルムであることが好ましい。基材フィルム12aがこれらの樹脂フィルムにより構成されることにより、その上にハードコート層12bなどを容易に形成でき、また、ハードコート層付転写シート12を生産する際に熱収縮や、ハードコート層12bの形成に電離放射線硬化性樹脂を用いる場合は、電離放射線の照射による収縮が生じにくいという優れた耐収縮性を有し、ハードコート層付転写シート12を優れた安定性と効率とで生産することが可能となる。更に、ハードコート層付転写シート12をポリカーボネート板11に転写する際の加熱温度による熱収縮が生じることもないので、容易にハードコート層付ポリカーボネート成形品10を生産することができる。
ハードコート層12bは、硬化性樹脂組成物の硬化物からなる層であり、ポリカーボネート板11にハードコート層付転写シート12を転写させてなるハードコート層付ポリカーボネート成形品に耐候性とともにハードコート性を付与する層である。上記硬化性樹脂組成物には硬化性樹脂の他、所望に応じて、耐候剤、耐傷粒子、非反応性シリコーン化合物などの滑剤がハードコート層付ポリカーボネート成形品10への耐候性及びハードコート性を付与する性能を損なわない範囲で含まれていてもよい。
プライマー層12cは、ハードコート層12bと接着層12dとの間に配置され、ハードコート層12bに対する応力緩和層として機能するとともに、ハードコート層12bの密着性を向上させる役割を果たす層である。
主剤としては、特に限定はなく、例えば、ポリウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、プチラール樹脂、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン等が挙げられる。これらのバインダー樹脂は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのバインダー樹脂のなかでも、密着性及び耐候性の観点から、ポリウレタン樹脂が好ましい。
[化1]
HO−[R1−O−(C=O)−O]m1−R1−OH(1)
[化2]
HO−[R2−O−(C=O)]m2−R2−OH(2)
上記の主剤の硬化を促進する観点から、例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、シクロヘキサンフェニレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネートなどのイソシアネート硬化剤が挙げられる。
接着層12dは、ハードコート層12bを転写体の表面に形成するために、ハードコート層12bをポリカーボネート板11に接着するために設けられる層であり、このようなハードコート層をポリカーボネート板11に接着するという機能を有する。
本発明の転写用ハードコートフィルムでは必須ではないが、ハードコート層積層体の意匠性を向上させるため、必要に応じて転写用ハードコートフィルムの一部又は全面に、更に着色層(加飾層)を設けてもよい。着色層の柄は任意であるが、例えば、木目、石目、布目、砂目、幾何学模様、文字などからなる柄や絵柄等を設けることもできる。
ハードコート層付転写シート12を用いて、ハードコート層12bを含む転写層を転写する方法は、例えば図1の(c)工程のように、給紙ロール41a、41bの巻取体からハードコート層付転写シート12を巻き出し、ポリカーボネート板11の表面とハードコート層付転写シート12の接着層12dと対向するようにニップロール42a、42bによって、加熱加圧することで積層し(熱転写方法)、その後、基材フィルム12aを剥離することによってハードコート層付ポリカーボネート板10aを得ることができる。基材フィルムは、曲げ加工後にも剥がすことはできるが、剥離のしやすさから曲げ加工前に基材フィルムを剥がすことが好ましい。
本発明においては、このようにして得られたハードコート層付ポリカーボネート板10aの複屈折が5.5×10−4以下であり、4.3×10−4以下が好ましい。位相差値では1753nm以下であることが好ましく、より好ましくは1371nm以下である。複屈折が上記範囲内であることで、後述する曲げ加工のための加熱を行っても、ハードコート層12bが白濁しない。屈折率は、上述したように、b)工程や、c)工程でポリカーボネートに加える熱の温度、時間、ポリカーボネート板の厚みや材料を変更することによって調整することができる。
Re[nm]=(Nx−Ny)×d[nm]
で表わされる値である。ここで(Nx−Ny)が本発明における複屈折である。Re値は、位相差測定装置KOBRA−WR(王子計測機器社製)を用い、平行ニコル回転法により測定することができる。また、本明細書においては、特に別段の記載をしない限り、Re値は波長589nmにおける値を意味するものとする。
次にa)〜c)の工程を経ることによって得られたハードコート層付ポリカーボネート板10aを加熱する。加熱は従来公知の方法で行えば特に限定はない。代表的な方法として、パイプヒーター、赤外線ヒーターによる部分加熱、電気炉による全体加熱が挙げられる。
ハードコート層付ポリカーボネート板10aを加熱後、曲げ加工を行う。曲げの方法も特に制限はないが、たとえば、上記d)工程の加熱で軟化した部分に成形型を当てて、型に沿って折曲げることで形状をつくることができる。また、雄型と雌型の成形型にハードコート層付ポリカーボネート板10aを挟んで型押し成形してもよい。曲げ加工する際の温度は、d)工程の余熱が十分に残っていれば、常温で行ってもよく、加熱雰囲気下で行ってもよい。
ポリエチレンテレフタレートからなる基材フィルム(厚さ50μm)に、下記ハードコート層形成用組成物Aを厚みが3μmとなるように塗工して塗膜を形成し、該塗膜を電子線照射10Mradにて硬化させることにより、基材フィルム上に厚み3μmのハードコート層を形成した。
多官能のウレタンアクリレート(分子量約1,000)60質量部
多官能のカプロラクトン変性ウレタンアクリレート(分子量数千程度)40質量部
ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤:0.7質量部
ヒンダードアミン系光安定剤:4.2質量部
非反応性シリコーン化合物:0.3質量部
耐傷無機粒子:2重量部
ポリカーボネート系ウレタンアクリル共重合体:100質量部
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤:17質量部
ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤:13質量部
光安定剤:8質量部
粒子(シリカ粒子、平均粒径:3μm):9質量部
硬化剤(ヘキサンメチレンジイソシアネート):25質量部
ポリカーボネート樹脂を押出し機から押し出し、厚さ3.2mmのポリカーボネート板を得た。その後、得られたポリカーボネート板をヒーターによりポリカーボネート板の両面から表1の加熱温度(表1中、工程(b)ヒーター温度)で1分間加熱を行った。
その後、加熱されたポリカーボネート板に上記のハードコート層付転写シートの接着層側が対向するように積層し、熱ロールでラミネートした後、基材フィルムを剥離させ、ハードコート層付ポリカーボネート板を得た。尚、工程(b)後及び工程(c)後のハードコート層付ポリカーボネート板の複屈折を位相差測定装置KOBRA−WR(王子計測機器社製)を用い、平行ニコル回転法により測定した。その後、ハードコート層付ポリカーボネート板をオーブンにて加熱をし、加熱3分後、5分後及び10分後のハードコート層付ポリカーボネート板の外観(表1中、「外観」と表記)及び、当該加熱後、ハードコート層付ポリカーボネート板を、曲率半径100Rの曲げ木型を用いて常温下で曲げたときの曲げ性(表1中、「曲げ」と表記)を確認した。試験結果を表1に示す。
○:サンプルを透かして目視確認した際、板の反対側の物が鮮明に確認できる
△:サンプルを透かして目視確認した際、板の反対側の物は確認できるが、鮮明ではない
×:サンプルを透かして目視確認した際、板の反対側の物が確認できない
○:加熱したサンプルを手動で曲げることができる
△:加熱したサンプルを手動で曲げることができるが、形状固定に時間がかかる
×:加熱したサンプルを手動で曲げることができない
10a ハードコート層付ポリカーボネート板
11 ポリカーボネート板
12 ハードコート層付転写シート
12a 基材フィルム
12b ハードコート層
12c プライマー層
12d 接着層
20 押出機
30a、30b ヒーター
41a、41b 給紙ロール
42a、42b ニップロール
43a、43b ニップロール
44a、44b 排紙ロール
Claims (4)
- 少なくとも以下の工程を順に有する、ハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法。
a)押出成形によりポリカーボネート板を得る工程
b)前記ポリカーボネート板を加熱する工程
c)前記ポリカーボネート板上に、ハードコート層付転写シートを用いて、ハードコート層を転写し、複屈折が5.5×10−4以下のハードコート層付ポリカーボネート板を得る工程
d)前記ハードコート層付ポリカーボネート板を加熱する工程
e)前記ハードコート層付ポリカーボネート板を曲げる工程 - 前記ハードコート層は、電離放射線硬化性樹脂の硬化物である請求項1に記載のハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法。
- 前記工程b)において、前記ポリカーボネート板の両面から前記加熱を行う請求項1又は2に記載のハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法。
- 前記工程c)において、前記ポリカーボネート板の両面に前記ハードコート層を転写する請求項1から3のいずれかに記載のハードコート層付ポリカーボネート成形品の製造方法。
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