JPH05295140A - ハードコートプラスチック及びその製造方法 - Google Patents

ハードコートプラスチック及びその製造方法

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JPH05295140A
JPH05295140A JP9681192A JP9681192A JPH05295140A JP H05295140 A JPH05295140 A JP H05295140A JP 9681192 A JP9681192 A JP 9681192A JP 9681192 A JP9681192 A JP 9681192A JP H05295140 A JPH05295140 A JP H05295140A
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Motoyuki Toki
元幸 土岐
Yuzo Fukuda
勇三 福田
Keiichi Ishizuka
啓一 石塚
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 表面に低融点ガラスのコーティング皮膜を有
するハードコートプラスチック、および低融点ガラスの
溶融液を、プラスチック材料の表面に塗布して低融点ガ
ラス溶融液膜を形成し、次いで該低融点ガラス溶融液膜
を冷却することを特徴とする前記ハードコートプラスチ
ックの製造方法。 【効果】 本発明のハードコートプラスチックは、表面
に低融点ガラスの皮膜を形成したプラスチックであるの
で、透明性、耐摩耗性、耐薬品性、耐溶剤性等のガラス
の機能を有し、且つ優れた硬度を示す。また本発明のハ
ードコートプラスチックの製造方法は、短時間且つ容易
な工程で前記ハードコートプラスチックを得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハードコートプラスチ
ック及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチック材料は、軽量、且つ安価で
あり、耐衝撃性、加工性及び耐食性等に優れるので、種
々産業分野において、従来の金属又はガラス等の無機材
料に代わって使用されている。
【0003】しかしながら、前記プラスチック材料は、
無機材料に比して硬度に劣るという問題がある。そこ
で、表面をコーティング材によりコーティングして、硬
度を向上させたハードコートプラスチック材料が使用さ
れているが、従来のハードコートプラスチック材料で
は、未だ十分な硬度が得られていないのが現状である。
【0004】一方、低融点ガラスは、プラズマディスプ
レー、抵抗体等の金属表面への装着材料、種々のデバイ
スセルの封着用材料、半導体の被覆保護材等として、機
械的強度や化学的耐久性を付与する目的で使用されてい
る。しかしながら、該低融点ガラスの軟化点は、通常の
建築用窓ガラスよりは低いものの、300℃以上であ
り、プラスチック材料に用いた場合には、プラスチック
材料に歪やわれを生じるという問題があるため、プラス
チック材料のコーティング材としては用いられていな
い。
【0005】更に従来のハードコートプラスチック材料
の製造方法においては、プラスチック材料の表面を前処
理し、該表面にコーティング剤を塗布してセッティング
した後、乾燥するという複雑な工程により行なっている
ので、工程に長時間を要し、設備も複雑になるという問
題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
スチック材料の表面をコーティングして、硬度を向上さ
せた高硬度なハードコートプラスチックを提供すること
にある。
【0007】また本発明の目的は、短時間、且つ容易な
工程にて、表面にコーティング皮膜を有するハードコー
トプラスチックを製造することができるハードコートプ
ラスチックの製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、表面に
低融点ガラスのコーティング皮膜を有するハードコート
プラスチックが提供される。
【0009】また本発明によれば、低融点ガラスの溶融
液を、プラスチック材料の表面に塗布して低融点ガラス
溶融液膜を形成し、次いで該低融点ガラス溶融液膜を冷
却することを特徴とする前記ハードコートプラスチック
の製造方法が提供される。
【0010】以下本発明を更に詳細に説明する。
【0011】本発明のハードコートプラスチックは、表
面に低融点ガラスのコーティング皮膜を有することを特
徴とし、好ましくは、ビッカース硬度が50Kg/mm2
上、特に好ましくは100〜300Kg/mm2のハードコ
ートプラスチックである。
【0012】前記低融点ガラスとは、一般には、通常建
築用として用いられている窓ガラスの軟化点(約730
℃)に比して、軟化点の低い(通常600℃以下)ガラ
スの総称であるが、本発明において用いる低融点ガラス
は、用いるプラスチック材料の融点未満の軟化点を有す
るものである必要があり、好ましくは、軟化点が100
〜300℃の範囲の低融点ガラスを用いるのが好まし
い。前記軟化点が、100℃未満の場合には通常の使用
条件下でコーティング膜が軟化するという問題が生じ、
300℃を超える場合にはコーティング処理時にプラス
チック材料が軟化若しくは変形するので好ましくない。
【0013】本発明において用いる低融点ガラスとして
は、前記軟化点を有するガラスであれば特に限定される
ものではないが、具体的には例えば、Sn−Pb−P−
F−O系、PbO−B23系、SiO2−P25系等の
ガラス等が好ましく、特に好ましくは、Sn/P比が
1.0〜2.0の範囲であり、Pbの添加濃度が1重量
%以上であるSn−Pb−P−F−O系のガラスであ
る。
【0014】前記低融点ガラスを調製するには、例え
ば、原料混合物の溶融物を調整し、該溶融物を冷却する
ことにより得ることができ、具体的にはSnO、NH4
2PO4、SnF2及びPbF2等を混合して原料混合物
を調整し、次いで得られた原料混合物を好ましくは35
0〜500℃に昇温して低融点ガラスの溶融液を調整し
た後、冷却する方法若しくはSnO及びNH42PO4
を混合し、好ましくは300〜500℃に昇温して溶融
物を調製し、別にSnF2及びPbF2を混合し、400
〜450℃に昇温して、前記溶融物と混合して低融点ガ
ラスの溶融物を調整した後、冷却する方法等により得る
ことができる。
【0015】本発明におけるコーティング皮膜の膜厚
は、好ましくは1μm〜1mmの範囲である。前記膜厚
が前述の範囲外の場合には、1μm未満の場合には膜の
強度が低下し、1mmを超えるとクラックを生じやすく
なるので好ましくない。
【0016】また本発明において、原材料として用いる
ことのできるプラスチック材料としては、特に限定され
るものではないが、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテル
スルホン樹脂、ABS樹脂、ジエチレングリコールジア
リルカーボネート樹脂等を好ましく挙げることができ
る。
【0017】また本発明のハードコートプラスチック材
料の製造方法は、低融点ガラスの溶融物をプラスチック
材料の表面に塗布して低融点ガラス溶融液膜を形成し、
次いで該低融点ガラス溶融液膜を冷却することを特徴と
する。
【0018】本発明の製造方法において用いる前記低融
点ガラスの溶融液は、前記低融点ガラスを軟化点以上の
温度にて溶融させた溶融液又は前記低融点ガラスの原料
成分を混合した原料混合物を、得られる低融点ガラスの
軟化点以上の温度にて溶融させた溶融液等を好ましく用
いることができる。
【0019】また前記低融点ガラスの溶融液をプラスチ
ック材料の表面に塗布する際の溶融液の温度は、前記軟
化点以上であれば特に限定されるものではないが、22
0℃以下で行なうのが好ましい。220℃を超える場合
には、プラスチック材料に歪等が発生するので好ましく
ない。
【0020】本発明において、前記低融点ガラスの溶融
物をプラスチック材料の表面に塗布して低融点ガラス溶
融液膜を形成するには、公知の塗布方法、具体的には例
えば、ベーカーアプリケーター法、ローラーコーティン
グ法、ディッピング法等により行なうことができる。
【0021】また本発明において、前記低融点ガラス溶
融液膜を冷却するには、室温における自然冷却により冷
却することができ、また冷風にさらすなどして行うこと
もできる。
【0022】
【発明の効果】本発明のハードコートプラスチックは、
表面に低融点ガラスの皮膜を形成したプラスチックであ
るので、透明性、耐摩耗性、耐薬品性、耐溶剤性等のガ
ラスの機能を有し、且つ優れた硬度を示す。また本発明
のハードコートプラスチックの製造方法は、短時間且つ
容易な工程で前記ハードコートプラスチックを得ること
ができる。
【0023】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0024】
【実施例1】SnO1.88重量部、NH42PO
43.36重量部、SnF25.47重量部及びPbF2
1.0重量部を、乳ばちを用いて混合し、原料混合物を
得た。次いで得られた原料混合物を400℃に昇温、溶
融してSn−Pb−p−F−O系であり、Sn/P比
1.68、Pb5重量%の低融点ガラス溶融液を得、自
然冷却により徐々に冷却して液温を200℃に調節し
た。次いで得られた200℃の低融点ガラス溶融液をポ
リカーボネート平板上に、ステンレス管(直径50mm
φ)を用いてローラーコーティング法により塗布し、表
面に低融点ガラス溶融液膜を有するポリカーボネート平
板を得た。次いで該ポリカーボネート平板を、自然冷却
により冷却し、表面に低融点ガラスコーティング皮膜を
有するポリカーボネート平板を得た。得られたポリカー
ボネート平板について、コーティング処理時間、低融点
ガラスコーティング皮膜の膜厚及びビッカース硬度を測
定した。結果を表1に示す。
【0025】なお、膜厚はSEMによる断面観察によ
り、ビッカース硬度は、「微小硬度計M型」(商品名、
島津製作所(株)製)により測定した。
【0026】
【実施例2】実施例1と同様の低融点ガラス溶融液を、
溶融温度を200℃に保持し、ポリカーボネート板をデ
ィッピング法によりポリカーボネート板表面に低融点ガ
ラス溶融液膜を形成した。次いで、得られたポリカーボ
ネート板を空中に放置して自然冷却し、表面に低融点ガ
ラスのコーティング皮膜を有するポリカーボネート板を
得た。得られたポリカーボネート板について、実施例1
と同様にコーティング処理時間、低融点ガラスコーティ
ング皮膜の膜厚及びビッカース硬度を測定した。結果を
表1に示す。
【0027】
【実施例3】SnO0.39重量部、NH42PO
44.63重量部、SnF25.98重量部及びPbF2
1重量部を、乳ばちを用いて混合し、原料混合物を得
た。次いで得られた原料混合物を400℃に昇温、溶融
して、Sn−Pb−P−F−O系であり、Sn/P比
1.02、Pb1重量%の低融点ガラス溶融液を得、自
然冷却により徐々に冷却して200℃に調節した。次い
で得られた200℃の低融点ガラス溶融液をアクリル平
板上に、ベーカーアプリケーターを用いて塗布し、表面
に低融点ガラス溶融液膜を有するアクリル平板を得た。
次いで、自然冷却により冷却を行ない、表面に低融点ガ
ラスコーティング皮膜を有するアクリル平板を得た。得
られたアクリル平板について、実施例1と同様にコーテ
ィング処理時間、低融点ガラスコーティング皮膜の膜厚
及びビッカース硬度を測定した。結果を表1に示す。
【0028】
【実施例4】SnO1.67重量部及びNH42PO4
3.54重量部を乳ばちを用いて混合し、400℃に昇
温、溶融してSnO−P25ガラス溶融液を得た。また
別にSnF25.47重量部及びPbF21.0重量部
を、乳ばちを用いて混合し、450℃に昇温した後、前
記SnO−P25ガラス溶融液と混合して、Sn−Pb
−P−F−O系であり、Sn/Pb比1.54、Pb5
重量%の低融点ガラス溶融液を得た。得られた低融点ガ
ラス溶融液を自然冷却により徐々に冷却して180℃に
調節した。次いで得られた180℃の低融点ガラス溶融
液をポリカーボネート平板上に、ステンレス管(直径5
0mmφ)を用いてローラーコーティング法により塗布
し、ポリカーボネート平板上に前記溶融液膜を形成し
た。次いで、自然冷却により冷却を行ない、表面に低融
点ガラスのコーティング皮膜を有するポリカーボネート
平板を得た。得られたポリカーボネート平板について、
実施例1と同様にコーティング処理時間、低融点ガラス
コーティング皮膜の膜厚及びビッカース硬度を測定し
た。結果を表1に示す。
【0029】
【実施例5】実施例4と同様の低融点ガラス溶融液を、
溶融温度を200℃に保持し、ディッピング法によりポ
リカーボネート板表面に前記溶融液膜を形成した。次い
で空中に放置して自然冷却し、表面に低融点ガラスのコ
ーティング皮膜を有するポリカーボネート板を得た。得
られたポリカーボネート板について、実施例1と同様に
コーティング処理時間、低融点ガラスコーティング皮膜
の膜厚及びビッカース硬度を測定した。結果を表1に示
す。
【0030】
【比較例1】テトラエトキシシラン4.2重量部、メチ
ルトリエトキシシラン14.2重量部、0.05N塩化
アンモニウム5.18重量部及びイソプロピルアルコー
ル20重量部を混合し、1夜室温にて熟成した。熟成終
了後、得られた溶液に酢酸ナトリウム0.012重量部
を添加して塗布溶液を得た。
【0031】次いで得られた塗布溶液を用いて、ポリカ
ーボネート板にディッピング法により塗布を行ない、次
いで80℃にて120分間硬化処理を行なった。得られ
たハードコートプラスチック材料について、実施例1と
同様にコーティング処理時間、コーティング膜厚及びビ
ッカース硬度を測定した。結果を表1に示す。
【0032】
【比較例2】未処理のポリカーボネート板のビッカース
硬度を測定した。
【0033】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B32B 17/10 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に低融点ガラスのコーティング皮膜
    を有するハードコートプラスチック。
  2. 【請求項2】 低融点ガラスの溶融液を、プラスチック
    材料の表面に塗布して低融点ガラス溶融液膜を形成し、
    次いで該低融点ガラス溶融液膜を冷却することを特徴と
    する請求項1記載のハードコートプラスチックの製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012111656A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Toyota Industries Corp ガラス樹脂接合材料及びその製造方法
JP2013132756A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Hitachi Ltd 積層体及びこれを用いた有機el素子、窓、太陽電池モジュール
JPWO2014102915A1 (ja) * 2012-12-26 2017-01-12 株式会社日立製作所 低融点ガラス樹脂複合材料と、それを用いた電子・電気機器、アキシャルギャップモータ

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