JP7188003B2 - ハードコート基材接合体、及び、その製造方法 - Google Patents
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本発明のハードコート基材接合体10は、図3に示すように、ハードコート樹脂基材1が、熱可塑性樹脂を含んでなる弾性体3を間に介して、成型品基体2に接合される構成からなる接合体である。本発明のハードコート基材接合体の技術的範囲には、このような構成からなる部分を含む、車両、建造物、その他の実質的に同一の層構成からなる構造体が全て含まれる。
ハードコート樹脂基材1は、その骨格部として主たる部分を構成する樹脂基材11の少なくとも一方の表面に、硬化性樹脂を含んでなるハードコート層12が設けられることにより構成されている。ハードコート層は、樹脂基材11の両面に設けられていることが好ましいが、必ずしも、両面への設置が必須ではなく、何れか一方の面のみに設けられていてもよい。その場合、ハードコート層12を備える一方の面が、成型品基体2の表面に対向する面となるように配置される。そして、ハードコート基材接合体10を構成するハードコート樹脂基材1は、この面、即ち、ハードコート層12における弾性体3との接合界面のうち、上記接合部分の略全面に、微細凹凸121が形成されていることを、形状面における主たる特徴とする。
ハードコート樹脂基材1を構成する樹脂基材11としては、用途に応じて、様々な樹脂を主材料とする樹脂基材を適宜選択することができる。但し、本発明に係るハードコート樹脂基材1の樹脂基材11としては、有機ガラスを特に好ましく用いることができる。尚、本発明における「有機ガラス」とは、JIS R3211:2015に「有機ガラス」として定義されているもの、及び、それに準じる材料及び層構成からなり、本発明特有の作用効果を同様に奏しうるものことを言うものとする。「有機ガラス」の代表的な具体例としては、ポリカーボネート樹脂を主たる材料とする硬質合成樹脂を挙げることができる。
ハードコート層12は、硬化性樹脂を含んでなる樹脂組成物(以下、「硬化性樹脂組成物」とも言う)からなる層である。そして、このハードコート層12は、ハードコート樹脂基材1が、成型品基体2に接合されてなるハードコート基材接合体10において、当該ハードコート樹脂基材1の最表面にハードコート層12を形成して、その表面の良好な耐傷性を維持する。
ハードコート樹脂基材1の製造は、例えば、樹脂基材11上に、例えば、特許文献1に開示されているような転写用ハードコートフィルム積層体を、接着層を介して転写する製造方法により得ることができる。
成型品基体2とする部材の種類は、特に限定されない。耐傷性等のハードコート性が必要になるもので、例えば、自動車等の各種車両の窓や、その他お内外装用の部品、太陽電池カバー又は太陽電池基板、一般住居や公共施設の建築構造物の外装材や内装材、家電製品の部材等を広く成型品基体として用いることができる。
弾性体3としては、各種の熱可塑性樹脂をフィルム状に製膜した樹脂フィルムを用いることができる。この樹脂フィルムとしては、ハードコート樹脂基材1及び成型品基体2に対して溶着可能であり、両者の接合部分において弾性を有する樹脂層を形成可能な弾性材料であれば、ハードコート樹脂基材1と成型品基体2の材質、及び、これらを一体化するためのエネルギー照射の実施方法に対応させて、適宜最適な樹脂材料からなるものを選択することができる。
ハードコート基材接合体10は、車両用の接合体として使用することが好ましく、具体的には、車両用の窓ガラス、エンブレム、ピラー、フロントモールディング、ルーフ、ボンネット、ドア(特にバックドア又はサイドドア)等の外装パーツや、ドアトリム、シート、フロントパネル等の内装パーツ、又はこれらのパーツの一部を構成するハードコート樹脂基材1を、成型品基体2としての車両用基体に接合した接合体として実施することができる。これらの実施態様によれば、各種のパーツが車両用基体に強固に接合した接合体を車両用途に提供することが可能となる。
本発明のハードコート基材接合体は、以下に詳細を説明する積層工程とエネルギー波照射工程とを、順次は行う製造方法により製造することができる。
積層工程は、例えば、図1に模式的に示すよう態様で、成型品基体2の表面に、弾性体3を介して、ハードコート樹脂基材1を、積層する工程である。この際に、ハードコート樹脂基材1は、ハードコート層12を成型品基体2の表面に向けた状態、即ち、ハードコート層12と弾性体3とが密着している状態で、上記各部材を積層する。このようにして得た積層体を、ハードコート基材接合体10を構成する接合用積層体とし、これを次工程であるエネルギー波照射工程に付すことによって一体化する。
エネルギー波照射工程は、例えば、図2及び図3に模式的に示すよう態様で、積層工程で得た上記の接合用積層体に、エネルギー波を照射することにより、ハードコート層12を、成型品基体2の表面にも密着している弾性体3と溶着させることにより、ハードコート樹脂基材1と成型品基体2とを、弾性体3を介して接合する工程である。図3に示される態様では、レーザー光Lをハードコート樹脂基材1側から照射しているが、成型品基体2の種類に応じて、成型品基体2側から照射するようにしてもよい。
本発明のハードコート基材接合体において、硬化性樹脂からなるハードコート層が積層委体内における対向面に対して十分な接合強度を有しえるか否かを確認するために、それぞれ異なる照射条件でレーザー光を照射して得た2つの試料(実施例1、2)について「引張せん断接着強さ試験(JIS K6850に準拠)」を行った。試験条件として、測定温度は、23℃、引っ張り速度は、10mm/minとした。結果は表1に示す通りであった。
(ハードコート樹脂基材)
ポリカーボネート製の有機ガラス(厚さ4mm)の両面に、アクリレート系のオリゴマーを硬化させてなるハードコート層を設けた「ハードコート層付き有機ガラス」を、上記の試料を作成するための「ハードコート樹脂基材」として用いた。この樹脂基材のサイズは、100mm×50mmとした。
(弾性体)
ポリエステル樹脂系の熱可塑性エラストマー(「ハイトレルHTD-741H」(東レ・デュポン社製))をベース樹脂とする樹脂組成物を、厚さ50μmに製膜して得た樹脂フィルムを、上記の試料を作成するための「弾性体」として用いた。この樹脂フィルムのサイズは、10mm×25mmとした。
(積層及びレーザー光照射)
2枚の上記「ハードコート樹脂基材」の間に上記「弾性体」を配置した層構成でこれらを積層して得た積層体を、レーザー光の照射による溶融接合により一体化した。何れの実施例においても、同一の積層体を用い、レーザー光の照射条件のみを、各例毎に変更した。各例毎のレーザー光の照射条件は、何れも照射時間を1秒間とし、照射量については表1に示す通りとした。
上記接合強度試験において弾性体から剥離した後の各実施例のハードコート層の表面について、New View 5000(Zygo社製)を用いて、対物レンズ:10倍、ズームレンズ:1倍、Scan Length:15μmにて、1000μm×1000μmの範囲の表面形状を撮像し、JIS B 0601:2001に準拠し得られた像から算出した粗さ曲線の中心線からの平均のずれを算出することよって、表面粗さRaを求めた。結果は表1に示す通りであった。
11 樹脂基材
12、13 ハードコート層
121 微細凹凸
2 成型品基体
3 弾性体
10 ハードコート基材接合体
20 レーザー光照射機器
L レーザー光
Claims (11)
- 樹脂基材の少なくとも一方の表面にハードコート層を備えるハードコート樹脂基材が、成型品基体に接合されてなる、ハードコート基材接合体の製造方法であって、
前記ハードコート層は、硬化性樹脂を含んでなり、前記樹脂基材の前記表面の略全面に設けられていて、
前記ハードコート樹脂基材を、前記ハードコート層を前記成型品基体の表面に向けて、熱可塑性樹脂を含んでなる弾性体を介して、前記成型品基体の表面に積層することにより接合用積層体を得る積層工程と、
前記接合用積層体における前記ハードコート層と前記弾性体との接合部分にレーザー光を照射することにより、前記ハードコート層を、前記弾性体を介して前記成型品基体の表面に接合するエネルギー波照射工程と、を含んでなり、
前記接合用積層体においては、前記ハードコート層と前記弾性体とが密着している状態で積層されていて、
前記エネルギー波照射工程においては、前記ハードコート層の前記弾性体との接合部分に、表面粗さRaが、1μm以上20μm以下の微細凹凸が形成される強度で、前記レーザー光を照射する、
ハードコート基材接合体の製造方法。 - 前記成型品基体の主たる材料が、前記ハードコート樹脂基材とは異種の樹脂材料、又は、金属材料である、
請求項1に記載のハードコート基材接合体の製造方法。 - 前記弾性体を形成する前記熱可塑性樹脂が、オレフィン系エラストマー又はポリエステル系エラストマーである、
請求項1又は2に記載のハードコート基材接合体の製造方法。 - 前記成型品基体が、開口枠を有し、
前記積層工程においては、前記ハードコート樹脂基材を前記開口枠に嵌合させる、
請求項1から3の何れかに記載のハードコート基材接合体の製造方法。 - 前記成型品基体が、車両用基体であり、前記ハードコート樹脂基材が車両用窓ガラス、エンブレム、ピラー、フロントモールディング、ルーフ、ボンネット、ドア、ドアトリム、シート、若しくはフロントパネル、又はこれらのパーツの一部である、請求項1から4の何れかに記載のハードコート基材接合体の製造方法。
- 樹脂基材の表面の略全面にハードコート層を備えるハードコート樹脂基材が、成型品基体に接合されてなる、ハードコート基材接合体であって、
前記ハードコート樹脂基材は、前記ハードコート層の表面が、熱可塑性樹脂を含んでなる弾性体を介して、前記成型品基体の表面に接合されていて、
前記ハードコート層は、硬化性樹脂を含んでなり、前記弾性体に密着している状態で接合されていて、前記弾性体との接合部分にのみ表面粗さRaが、1μm以上20μm以下の微細凹凸を有する、
ハードコート基材接合体。 - 前記ハードコート樹脂基材は前記樹脂基材の両面に前記ハードコート層が積層されている、請求項6に記載のハードコート基材接合体。
- 前記成型品基体の主たる材料が、前記ハードコート樹脂基材とは異種の樹脂材料、又は、金属材料である、請求項6又は7に記載のハードコート基材接合体。
- 前記弾性体を形成する前記熱可塑性樹脂が、オレフィン系エラストマー又はポリエステル系エラストマーである、
請求項6から8の何れかに記載のハードコート基材接合体。 - 前記成型品基体が、開口枠を有し、
前記開口枠に前記ハードコート樹脂基材が嵌合されている、請求項6から9の何れかに記載のハードコート基材接合体。 - 前記成型品基体が、車両用基体であり、前記ハードコート樹脂基材が車両用窓ガラス、エンブレム、ピラー、フロントモールディング、ルーフ、ボンネット、ドア、ドアトリム、シート、若しくはフロントパネル、又はこれらのパーツの一部である、請求項6から10の何れかに記載のハードコート基材接合体。
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