JP7027851B2 - Substrate with resin hardened layer and its manufacturing method - Google Patents

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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 wear resistance, and a method for 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 resin has excellent transparency, light weight, and high impact resistance, and has been widely applied and developed as window materials and structural materials for various buildings and automobiles.
However, it has the drawback of being significantly inferior to glass in terms of wear resistance, weather resistance, and chemical resistance. Therefore, a method of forming a hard coat layer having a function of covering these performances on polycarbonate (for example, Patent Document 1) has been proposed.
As such a hard coat layer, a method of laminating a base hard coat layer containing a hydrolyzed condensate of an organic silicon compound as a main component and a silicon oxide layer formed by a PE-CVD method on the base hard coat layer is used. There is.

特許第5944069号公報Japanese 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 poor due to the slow film forming speed, or it is necessary to introduce both a wet coating device and a dry coating device. In that respect, there is a drawback 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 wear resistance even for a fragile material such as a polycarbonate resin. There is something in it.
Further, another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a substrate with a resin cured layer, which can suppress deterioration of productivity and increase in manufacturing cost due to 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, the 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 0.5 mN is applied to the surface of the resin cured layer from the normal direction is 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less, and the surface of the resin cured layer has an acceleration voltage of 20 kV. The relationship between the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when energy-dispersed X-ray spectroscopy is performed under the conditions of (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。
Further, in the substrate with a resin cured layer according to a certain aspect of the present invention, the substrate may contain an organic resin as a main component.
Further, in the substrate with a resin curing layer according to an aspect of the present invention, the resin curing layer may be a cured layer containing an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.
Further, in the substrate with a 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 a 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)
Further, the method for manufacturing a substrate with a resin-cured layer according to an aspect of the present invention includes a step of forming a resin-cured layer on at least one surface of the substrate and a step of applying Xe 2 excima light irradiation treatment to the resin-cured layer. The cured resin layer after the light irradiation treatment satisfies the following requirements (a) and (b).
(A) The Martens hardness when a load of 0.5 mN is applied to the surface of the cured resin layer from the normal direction is 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less.
(B) The carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when the surface of the resin cured layer is subjected to energy dispersion type X-ray spectroscopy under the condition of an acceleration voltage of 20 kV are expressed by the formulas. 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 a substrate with a resin cured layer according to an aspect of the present invention, it is possible to provide a substrate with a resin cured layer having sufficient wear resistance. Further, according to the method for manufacturing a substrate with a cured resin layer according to an aspect of the present invention, since a dry coating method such as a CVD method is not used when forming the cured resin layer, the productivity is deteriorated and the manufacturing cost due to the introduction of equipment is reduced. It is possible to provide a method for manufacturing a substrate with a resin cured layer, which can suppress the increase in the amount of the resin.

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 substrate with the resin hardened 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 laminate used for manufacturing the 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 plane dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like may differ from the actual ones. Further, the embodiments shown below exemplify a configuration for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention describes the materials, shapes, structures, etc. of the constituent parts as follows. It is not specific to things. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified 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。
<Structure of substrate with resin cured 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 100 with a resin curing layer of the present embodiment is a substrate with a resin curing layer having a resin curing layer 2 on at least one surface of the substrate 1. The substrate 1 may contain an organic resin as a main component. The main component here is the main component as weight. The Martens hardness when a load of 0.5 mN is applied to the surface of the resin cured layer 2 from the normal direction is 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less, and the surface of the resin cured layer has an acceleration voltage of 20 kV. The relationship between the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when energy dispersive X-ray spectroscopy is performed under the conditions is the relationship of the formula (1).
Y / X ≧ 2.0 ・ ・ ・ (1)
The substrate 100 with a resin cured layer of the present embodiment satisfies the hardness and chemical composition in a specific range shown below. By satisfying such physical property values, it becomes possible to provide the substrate 1 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>
The substrate 100 with a resin cured layer of the present embodiment may satisfy the Martens hardness of 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less measured from the resin cured layer 2 side, but is preferably 200 N / mm 2 or more and 600 N / mm. 2 or less can be mentioned. By providing such a Martens hardness, it is possible to provide the substrate 1 with excellent wear resistance.
The Martens hardness is determined by the following formula (2) using the maximum load (A) and the surface area (B) of the indenter from the pressing depth at which the diamond indenter is pressed into the sample surface with a maximum load of 0.5 mN. Calculate as follows.
Martens hardness = A / B ... (2)
The Martens hardness in this embodiment is a value measured according to the method described in ISO14577. In order to equip the substrate 10 with the resin cured layer of the present embodiment with the above-mentioned Martens hardness, the composition, thickness and the like 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 100 with the resin cured layer of the present embodiment, the ratio (silicon / carbon ratio) of the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) measured from the resin cured layer 2 side is It suffices to satisfy 2.0 or more, but 2.5 or more is preferable.
By providing such a chemical composition, the substrate 1 can be provided with excellent wear resistance.
The chemical composition uses the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when energy dispersive X-ray spectroscopy is performed on the sample surface under the condition of an acceleration voltage of 20 kV. Calculate according to the following formula (3).
Silicon / carbon ratio = Y / X ... (3)
In order to provide the substrate 100 with the resin cured layer of the present embodiment with the above chemical composition, 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 the resin cured layer of the present embodiment will be described.
In the substrate 100 with a resin curing layer of the present embodiment, 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 the base material is molded by injection molding of the 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-based polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride; styrene-based resins such as polystyrene, acrylonitrile-styrene-based 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. Such as polyester resin; polycarbonate resin and the like can be mentioned.

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。
Examples of the thermosetting resin include a one-component or two-component reaction-curable polyurethane resin and an epoxy resin. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, polycarbonate has excellent impact resistance and transparency, and is preferably used.
In addition, various additives such as antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, flame retardants, plasticizers, silica, alumina, calcium carbonate, aluminum hydroxide, etc. may be added to these resins as required. Inorganic powder, wood powder, fillers such as glass fiber, lubricants, mold release agents, antistatic agents, colorants and the like can be added.
As the injection resin, a resin colored by adding a colorant may be used as appropriate depending on the intended use. The thickness of the substrate 1 is not particularly limited and is selected according to the application of the substrate.

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, for the purpose of improving 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-sealing adhesive or pressure-sensitive adhesive can be used. For example, the adhesive layer includes 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, and silicon-based adhesive. Examples include adhesives and urethane adhesives. Further, a weather resistance improving agent may be added to impart the ultraviolet shielding function. 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. Regarding the types of the ultraviolet curable resin or the thermosetting resin used for the resin curable layer 2, the above-mentioned Martens hardness and the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) It may be appropriately set so that the ratio can be satisfied, 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 means a resin that is cured by ultraviolet rays (UV). A typical resin that undergoes a radical polymerization reaction is a resin having an acryloyl group in the molecule, and is an acrylic (meth) acrylate, a polycarbonate (meth) acrylate, a urethane (meth) acrylate, an epoxy (meth) acrylate, or a polyester (meth). Mixtures of monomers such as acrylates, polyether (meth) acrylates, polybutadiene (meth) acrylates, silicone (meth) acrylates, oligomers, polymers and the like 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 by containing this resin, silicon having a chemical composition of the formula (3) can be obtained. The content rate can be improved. These resins may be used in a single composition, in a mixed composition of several kinds, or in combination with a thermosetting resin described later.
It is preferable to add an appropriate amount of a known photopolymerization initiator in order to smoothly cure the resin with ultraviolet irradiation. Examples of such a photopolymerization initiator include acetophenones, benzoins, benzophenones, phosphine oxides, ketals, anthraquinones, thioxanthones and the like.
Further, as a photosensitizer, n-butylamine, triethylamine, poly-n-butylphosphine and the like can be mixed and used.

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, the thermosetting resin means a resin that is cured by heat. Above all, 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 functionalities, more preferably 3 to 4 functionalities. Those in which the alkoxide is cured by heating are preferable.
Further, those obtained by appropriately hydrolyzing and dehydrating and condensing these in a solution in advance to be appropriately oligomerized or polymerized 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 usable silicon alkoxides 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 And so on. These resins may be used in a single composition, in a mixed composition of several kinds, or in combination with the above-mentioned ultraviolet curable resin.
Here, when the resin cured layer 2 is laminated on the substrate 1 by transfer, it is preferably made of a resin that is in a tack-free state before transfer and can be crosslinked by irradiating the substrate 1 with ultraviolet rays. The reason for cross-linking after transfer is that when the film laminate 10 is used in injection molding or a thermal transfer method, if it is cross-linked in advance, cracks are likely to occur during stretching of the transfer, resulting in poor appearance.

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, it is preferable that the resin cured layer 2 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, composite oxides such as antimony-doped tin oxide and phosphorus-doped tin oxide, and calcium carbonate. , Talk, clay, kaolin, calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium phosphate and the like can also be used. Two or more kinds of these inorganic fine particles may be mixed and used.

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 the formula (3) can be improved. Silicon oxide may be the main component of the fine particles. The main component 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 is 50% particle size (d50 median size) when the particle size distribution is expressed as a cumulative distribution. Is. For example, it can be measured by a commercially available device called Nanotrac UPA-EX150 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, so that the hardness is increased. Further, by setting the average particle size of the inorganic fine particles to 10 nm or more, the production of the fine particles becomes easy, and by setting the average particle size to 100 nm or less, the light transmittance of the resin cured layer can be imparted. 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, more preferably 50 to 300 parts by weight, based on 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。
Further, in order to improve various physical properties, a curing agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a leveling agent, a lubricant and the like may be added. In particular, by adding an ultraviolet absorber or a light stabilizer in order to impart weather resistance, it is possible to effectively suppress discoloration and deterioration of the resin due to exposure to ultraviolet rays and wind and rain.
The thickness of the cured resin layer 2 may be appropriately set within a range in which the above-mentioned hardness and chemical composition can be satisfied according to the composition of the cured resin layer 2, but is usually 3 to 20 μm, preferably 5 to 15 μm. Can be mentioned. By satisfying such a thickness, it becomes possible to more effectively provide excellent wear resistance while satisfying the above-mentioned 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 substrate 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 cellophane film, or an acrylic film can be used. The thickness of the support film 3 that can be used is 25 μm to 150 μm, preferably 38 μm to 50 μm.
The release layer 4 is most important to be peelable from the resin cured layer 2, and is also required to have heat resistance, solvent resistance and stretchability. Therefore, the release layer 4 is preferably a curable system, and for example, a cured product such as a melamine resin, a polyolefin resin, a urethane resin, or cellulose acetate can be used. As the curing cross-linking system, epoxy resins / amines, alkyd resins / acid catalysts, acrylic polyol resins / isocyanate compounds, and acrylic oligomers / photoinitiators 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。
<Manufacturing method of substrate with resin cured layer>
The method for manufacturing the substrate with the resin cured layer of the present embodiment is not particularly limited, but for example, a film laminate in which each layer other than the substrate is laminated in advance is prepared, and each layer is used on the substrate using the film laminate. There is a method of laminating.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a laminated structure of a film laminate used in the method for manufacturing a substrate with a resin cured layer according to an aspect of the present invention.
The film laminate 10 of the present embodiment is a film laminate having a release layer 4 and a resin curing 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 a step of forming the resin cured layer 2 on at least one surface of the substrate 1 and a step of applying Xe 2 excimer light irradiation treatment to the resin cured layer 2.
Then, in the step of applying the Xe 2 excimer light irradiation treatment to the resin cured layer 2, the resin cured layer 2 after the light irradiation treatment was subjected to the Xe 2 excimer light irradiation treatment so as to satisfy the following requirements (a) and (b).
(A) The Martens hardness when a load of 0.5 mN is applied to the surface of the resin cured layer 2 from the normal direction is 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less.
(B) The carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when the surface of the resin cured layer 2 is subjected to energy dispersion type X-ray spectroscopy measurement under the condition of an acceleration voltage of 20 kV. It is the relationship of the equation (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 a film laminate 10 in which at least the release layer 4 and the resin cured layer 2 are laminated in this order on the support film 3, the support film 3 and the release layer 4 are laminated. The substrate 100 with a resin-cured layer of the present invention can be manufactured by a method of peeling and curing the resin-cured layer 2 by irradiating with ultraviolet rays.
Further, in the method for manufacturing a substrate with a cured resin layer of the present embodiment, the cured resin layer 2 formed as described above may be irradiated with Xe 2 excimer light.
Here, the 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 the Xe 2 excimer light. can. Specifically, it is possible to specifically cleave the bond between the silicon atom and the carbon atom existing on the surface of the hardened layer or the bond between the carbon atom and the carbon atom. By performing such a 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)
Acrylic melamine resin (Hitachi Kasei Polymer Co., Ltd .; Tessfine) is formed on a biaxially stretched polyester film (Mitsubishi Plastics Co., Ltd .; G440E50) having a thickness of 50 μm, which is the support film 3, to a thickness of Dry 0.2 μm by the gravure method. A release layer 4 was obtained. Here, "Dry 0.2 μm thickness" means that the thickness becomes 0.2 μm after drying. Similarly, the "Dry XX μm thickness" described below means that the thickness becomes XX μm 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。
Then, on the release layer 4,
・ Acrylic acrylate (DIC; RC29-120) 20 parts by weight ・ Silicone acrylate (Shinetsu Chemical Industry; KR-513) 80 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 and 50 parts by weight of methylisobutylketone were stirred and mixed, and the ultraviolet curable resin composition was applied by a gravure method to a 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 obtained by dissolving vinyl acetate resin (Nisshin Kagaku Kogyo Co., Ltd .; Solvine A) in toluene and methyl ethyl ketone as an adhesive layer was applied onto the resin cured layer 2 by a gravure method to a thickness of Dry 1 μm, and the film laminate 10 was applied. Got
Further, the film laminate 10 was set in a mold of an injection molding machine, and injection molding was performed with a polycarbonate resin to be a substrate 1. The obtained molded product is in a state where the support film 3 and the release layer 4 are removed, and the resin cured layer surface of the molded product is completely cured by irradiating the surface of the cured resin layer with ultraviolet rays having an exposure amount of 1000 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp of 120 W / cm. I let you. Then, the resin cured layer was irradiated with Xe 2 excimer light of 5000 mJ / cm 2 to obtain a substrate 100 with a resin cured 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)
The ultraviolet curable resin composition as the resin curable layer 2 used in Example 1 was changed as follows, and the substrate 100 with the resin curable layer of Example 2 was obtained by the same procedure as in Example 1. rice field.
・ Acrylic acrylate (DIC; RC29-120) 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, 50 parts by weight of methyl isobutyl ketone

(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)
The ultraviolet curable resin composition as the resin curable layer 2 used in Example 1 was changed as follows, and the substrate 100 with the resin curable layer of Example 3 was obtained by the same procedure as in Example 1. rice field.
・ Acrylic acrylate (DIC; RC29-120) 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, 50 parts by weight of methyl isobutyl ketone

(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)
The ultraviolet curable resin composition as the resin curable layer 2 used in Example 1 was changed as follows, and the substrate 100 with the resin curable layer of Example 4 was obtained by the same procedure as in Example 1. rice field.
・ Acrylic acrylate (DIC; RC29-120) 80 parts by weight ・ Silicone acrylate (Shin-Etsu Chemical; KR-513) 20 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, 50 parts by weight of methyl isobutyl ketone

(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)
The ultraviolet curable resin composition as the resin curable layer 2 used in Example 1 was changed as follows, and the substrate 100 with the resin curable layer of Comparative Example 1 was obtained by the same procedure as in Example 1. rice field.
・ Acrylic acrylate (DIC; RC29-120) 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)
The ultraviolet curable resin composition as the resin curable layer 2 used in Example 1 was changed as follows, and the substrate 100 with the resin curable layer of Comparative Example 2 was obtained by the same procedure as in Example 1. rice field.
-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)
The ultraviolet curable resin composition as the resin curable layer 2 used in Example 1 was changed as follows, and the substrate 100 with the resin curable layer of Comparative Example 3 was obtained by the same procedure as in Example 1. rice field.
・ Acrylic acrylate (DIC; RC29-120) 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 50 parts by weight The evaluation items and evaluation criteria of the substrate with the 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 pushed into the surface of the resin hardened layer of the substrate with a resin hardened layer with a load of 0.5 mN from the normal direction, and the maximum load (A) and the surface area (B) of the indenter are calculated from the pushing depth at that time. Using the method described in ISO14577, the Martens hardness was calculated according to the following formula (2). The Martens hardness of 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less was regarded 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-dispersed X-ray spectroscopy is performed on the surface of the resin-cured layer of the substrate with the resin-cured layer under the condition of an acceleration voltage of 20 kV. ) Was used to calculate the silicon / carbon ratio according to the following formula (3).
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 tabor wear test was performed using CS-10F for the wear wheel under the conditions of 1000 rotations, 60 rpm, and a load of 500 g. The haze was measured at four locations on the substrate with the resin cured layer before and after the Taber wear test according to the method described in JIS K7136 using a haze meter (NDH-2000 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.), and the average value was calculated. The haze difference (ΔHz) before and after the tabor wear test was obtained by subtracting the haze before the tabor wear test from the haze after the tabor wear test. The haze difference (ΔHz) of 2.0% or less was regarded as “appropriate”.
Table 1 shows the evaluation results of each Example and each Comparative Example.

Figure 0007027851000001
Figure 0007027851000001

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。
When the hardness, chemical composition and wear resistance of the substrates with the resin cured layer obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated, the Martens hardness was 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less, and silicon. In Examples 1 to 4 having a / carbon ratio of 2.0 or more, wear resistance was good, and ΔHz was 2.0% or less in all cases.
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 ΔHz was 4.5%. Further, in Comparative Example 2 in which the Martens hardness was as low as 130 N / mm 2 , the wear resistance was not improved and ΔHz was 7.8%. Further, in Comparative Example 3 in which the Martens hardness was as high as 1040 N / mm 2 , the wear resistance was not improved and 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 a resin cured layer of the present embodiment, it is possible to provide a substrate with a resin cured layer having sufficient wear resistance even for a perishable material such as a polycarbonate resin.
Further, according to the method for manufacturing a substrate with a cured resin layer of the present embodiment, dry coating such as a CVD method is not used when forming a cured resin layer as a hard coat, so that productivity is deteriorated or equipment is introduced. It is possible to suppress an increase in manufacturing cost.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and is included in the present invention even if there are changes within a range that does not deviate from the gist 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 (12)

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200N/mm2以上800N/mm2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)
It has a substrate and a resin cured layer on at least one surface of the substrate.
The Martens hardness when a load of 0.5 mN is applied to the surface of the resin cured layer from the normal direction is 200 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less, and the surface of the resin cured layer is accelerated. It can be seen that the relationship between the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when energy-dispersed X-ray spectroscopy is performed under the condition of 20 kV is the relationship of the formula (1). A characteristic substrate with a cured resin 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 curing 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 substrate with a resin-cured layer according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin-cured layer contains fine particles containing silicon oxide as a main component. 前記樹脂硬化層が、酸化珪素を主成分とする微粒子を、前記樹脂硬化層を構成する樹脂100重量部に対して、150重量部以上300重量部以下の範囲内で含む、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 resin cured layer is characterized by containing fine particles containing silicon oxide as a main component within a range of 150 parts by weight or more and 300 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the resin constituting the cured resin layer. The substrate with a resin cured layer according to any one of claims 1 to 3. 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~のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。 The substrate with a resin-cured layer according to any one of claims 1 to 5 , wherein the film thickness of the resin-cured layer is 3 μm or more and 20 μm or less. 前記樹脂硬化層の膜厚が、10μm以上20μm以下である、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。The substrate with a resin-cured layer according to any one of claims 1 to 5, wherein the film thickness of the resin-cured layer is 10 μm or more and 20 μm or less. 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380N/mmThe Martens hardness when a load of 0.5 mN is applied to the surface of the resin cured layer from the normal direction is 380 N / mm. 22 以上である、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。The substrate with a resin cured layer according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate is described above. 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(2)の関係である、ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。When the surface of the cured resin layer is subjected to energy dispersive X-ray spectroscopy under the condition of an acceleration voltage of 20 kV, the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) are given by the formula (at%). The substrate with a resin cured layer according to any one of claims 1 to 8, wherein the substrate has the relationship of 2).
Y/X≧2.5・・・(2)Y / X ≧ 2.5 ・ ・ ・ (2)
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(3)の関係である、ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂硬化層付き基板。When the surface of the cured resin layer is subjected to energy dispersive X-ray spectroscopy under the condition of an acceleration voltage of 20 kV, the carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) are given by the formula (at%). The substrate with a resin cured layer according to any one of claims 1 to 8, which is related to 3).
Y/X≧2.7・・・(3)Y / X ≧ 2.7 ... (3)
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Xe2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Xe2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/mm2以上800N/mm2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)
A step of forming a resin cured layer on at least one surface of the substrate and a step of applying a Xe 2 excima light irradiation treatment to the resin cured layer are included, and the resin cured layer after the light irradiation treatment is described in (a) and (b) below. ), A method for manufacturing a substrate with a resin cured layer, which is characterized by being subjected to Xe 2 excimer light irradiation treatment so as to satisfy the requirements.
(A) The Martens hardness when a load of 0.5 mN is applied to the surface of the cured resin layer from the normal direction is 150 N / mm 2 or more and 800 N / mm 2 or less.
(B) The carbon atom content X (at%) and the silicon atom content Y (at%) when the surface of the resin cured layer is subjected to energy dispersion type X-ray spectroscopy under the condition of an acceleration voltage of 20 kV are expressed by the formulas. 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11に記載の樹脂硬化層付き基板の製造方法。
The step of forming the resin cured layer on at least one surface of the substrate is
11. The present invention is characterized in that a film laminate in which at least a release layer and a resin cured layer are laminated in this order on a support film is laminated on the substrate, and then the support film and the release layer are peeled off. The method for manufacturing a substrate with a resin cured layer according to the above.
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