JPH08183144A - 表面硬度改質板とその製造方法 - Google Patents

表面硬度改質板とその製造方法

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JPH08183144A
JPH08183144A JP33921894A JP33921894A JPH08183144A JP H08183144 A JPH08183144 A JP H08183144A JP 33921894 A JP33921894 A JP 33921894A JP 33921894 A JP33921894 A JP 33921894A JP H08183144 A JPH08183144 A JP H08183144A
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hard coat
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thickness
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JP33921894A
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Akira Matsui
明 松井
Katsumori Hiyoudou
克盛 兵頭
Morihiro Seko
守宏 世古
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Takiron Co Ltd
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Takiron Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリカーボネート等でなる基板にハードコー
ト層を形成した表面硬度改質板において、耐候性を向上
させる。 【構成】 ポリカーボネート系樹脂基板1に、紫外線吸
収剤を含むアクリル系樹脂フィルム2を積層し、アクリ
ル系樹脂フィルム2の表面に紫外線硬化型のフォスファ
ーゼン系樹脂からなるハードコート層3を積層一体化す
る。アクリル系樹脂フィルム2の厚さを30〜200μ
m、ハードコート層3の厚さを5〜50μmにすること
が好ましい。 【効果】 アクリル系樹脂フィルム2に含まれる紫外線
吸収剤が、ハードコート層3を透した紫外線を吸収して
ポリカーボネート系樹脂基板1の劣化を抑制する。採光
板や高速道路の防音板としての用途に適する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリカーボネート樹脂
基板に積層一体化されたハードコート層を持つ表面硬度
改質板とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】表面硬度改質板は、窓ガラスや機械カバ
ーや計器カバー等のように耐擦傷性が要求される用途で
使用されている。従来、表面硬度改質板としては、ポリ
カーボネート(PC)板や塩化ビニル(PVC)板等の
合成樹脂板の表面に直接に紫外線硬化剤を含むメラミ
ン、シリコン、アクリルなどの紫外線硬化型合成樹脂で
なるハードコート層を形成したものが知られている。そ
して、この表面硬度改質板においては、表面のハードコ
ート層の耐擦傷性によって傷発生などが抑制される。
【0003】ところが、合成樹脂基板に直接にハードコ
ート層を形成した上記の表面硬度改質板においては、太
陽光線に含まれる紫外線がハードコート層を透過して合
成樹脂基板を攻撃するため、合成樹脂基板が紫外線劣化
を生じやすく、PC基板の場合でも基板が黄変するとい
う現象が見られた。
【0004】他方、特公平4−1014号公報には、P
C基板と紫外線硬化型アクリル系ハードコート層との間
に特定配合のアクリル系重合体からなるプライマー層を
介在させて表面硬度を向上させた上、そのプライマー層
の作用によってPC基板とハードコート層との密着性を
向上させた表面硬度改質板についての記載がなされてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許公報に記載されている表面硬度改質板は、プライマー
層がアクリル系重合体の重合溶液を塗布することにより
形成されているため、その厚みを余り厚くすることがで
きず、透光性防音板等の屋外使用という過酷な条件では
紫外線によるPC板の変色を抑えることができず、この
点で十分な満足を与えるものではなかった。しかも、プ
ライマー層とハードコート層の形成という2回の塗料塗
布工程が必要であったので製造工程が複雑になってい
た。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ハードコート層やプライマー層を紫外線が透過
してポリカーボネート樹脂基板に達することを抑制し得
るような工夫を講じることによって、ポリカーボネート
樹脂基板が早期に紫外線劣化を起こすおそれのない表面
硬度改質板及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する為、
本発明の請求項1の表面硬度改質板は、ポリカーボネー
ト樹脂基板の少なくとも片面に紫外線吸収剤(UVA)
を含むアクリル系樹脂フィルムが積層され、このアクリ
ル系樹脂フィルムの表面に紫外線硬化型のフォスファー
ゼン系樹脂からなるハードコート層が積層一体化されて
なるというものである。
【0008】本発明の請求項2の表面硬度改質板は、請
求項1記載のものにおいて、アクリル系樹脂フィルムの
厚さが30〜200μmで、ハードコート層の厚さが5
〜50μmであるものである。
【0009】請求項3の表面硬度改質板の製造方法は、
ポリカーボネート樹脂を成形してなる基板に紫外線吸収
剤を含むアクリル系樹脂フィルムを積層し、次いで、フ
ォスファーゼン系樹脂よりなる塗料を塗布した後、紫外
線を照射して塗膜を硬化させハードコート層を形成する
ものである。
【0010】
【作用】本発明において、請求項1や請求項2の表面硬
度改質板では、UVAを含むアクリル系樹脂がフィルム
であるためその厚みを厚くすることができ、しかもその
フィルムがハードコート層を透過した紫外線を吸収し、
ポリカーボネート樹脂基板を攻撃することを防ぐ。ま
た、ハードコート層としてフォスファーゼン系樹脂を用
いているので十分な表面硬度や耐磨耗性を表面硬度改質
板に与える。
【0011】請求項3の発明では、基板成形時にフィル
ムを積層することができるので、塗布工程がハードコー
ト層の塗布工程だけの1回で済みようになって容易に表
面硬度改質板を製造できるようになる。
【0012】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明に係る表面硬度改質板の実施例を示
す断面図であって、図示のようにこの表面硬度改質板
は、ポリカーボネート樹脂からなる基板1の片方の表面
に、UVAを含むアクリル系樹脂フィルム(アクリルフ
ィルムと称す)2が積層され、このアクリルフィルム2
に紫外線硬化型のフォスファーゼン樹脂よりなるハード
コート層3が積層一体化されてなる。図1には基板1と
アクリルフィルム2とを熱融着によって直接積層一体化
したものを示してあり、図2には基板1とアクリルフィ
ルム2とを接着剤4によって積層一体化したものを示し
てある。また、図1や図2の表面硬度改質板では、基板
1の片面側だけにUVAを含むアクリルフィルム2とハ
ードコート層3とを積層一体化してあるけれども、この
点は、図3のように基板1の両面側にUVAを含むアク
リルフィルム2とハードコート層3とをそれぞれ積層一
体化して表裏対称構造にしてもよく、透光性防音板のよ
うに両面から太陽光を受けるような用途の場合には、こ
の両面に設けた構造を採用すべきである。
【0013】基板1には、表面硬度に乏しい熱可塑性樹
脂ではあるが耐衝撃性等の機械的強度や透明性に優れた
ポリカーボネート樹脂が好ましく採用される。この基板
1としては種々の厚さ、色相を有するものが使用される
が、高速道路用の透光性防音板としての用途には厚さが
4〜10mmの無色透明の基板を好適に用い得る。
【0014】ハードコート層3としては、紫外線硬化型
のフォスファーゼン系樹脂の硬化塗膜が用いられる。フ
ォスファーゼン系樹脂はフォスファーゼン環に複数の官
能基を結合させたもので、具体的には燐と窒素が2重結
合で結ばれた六員環であるフォスファーゼン環に6つの
メタアクリロイル基を結合した無色透明の化合物を紫外
線や電子線や熱により硬化させたものである。本発明で
は、短時間で硬化する紫外線硬化型のものが用いられ
る。この樹脂を用いたハードコート層3は高硬度で、透
明性や耐磨耗性にも優れているが、その厚みは5〜50
μmにすることが好ましい。5μmより薄いと表面硬度
が余り向上せず、更に耐磨耗性も得にくく、高硬度の改
質板が得られなくなる。50μmより厚くすると、硬度
や耐磨耗性は向上するが、硬くなりすぎて基板1の曲げ
や熱伸縮による撓み等によりクラックが発生しやすくな
る。
【0015】基板1とハードコート層3との間の中間層
としてはUVAを含むアクリル系樹脂のフィルムが用い
られる。このアクリルフィルムは透明であっても不透明
であってもよい。このアクリルフィルムはベンゾトリア
ゾール系、ベンゾフェノン系等のUVAを含んでおり、
ハードコート層3を通過してきた紫外線を該アクリルフ
ィルム2で遮断してポリカーボネート樹脂の基板1の表
面が紫外線劣化し黄変するのを防止している。アクリル
フィルムにはゴム系等の改質剤を含有させることによっ
て基材1に熱溶着しやすくしてあると共に、ある程度の
柔軟性(軟らかさ)を持たせてある。UVAの含有量は
0.01〜10重量部が適切であり、0.01重量部よ
り少ないと紫外線吸収能に劣り、10重量部を越えると
フィルムを形成しにくく、コストも高くなるからであ
る。アクリルフィルムの厚さは30〜200μm、好ま
しくは50〜100μmであり、アクリル系樹脂の塗料
を用いた塗膜よりかなり厚くなっている。30μmより
薄いと、紫外線の遮蔽能力が劣る上に、ハードコート層
3と基材1との熱伸縮差を吸収できなくなりやすいの
で、30μm以上の厚みにすべきである。また、200
μm以上になるとその厚みの影響が表面まで及んでクッ
ション的な作用を発揮するに至るので、表面硬度を高く
することができなくなる。基板1とアクリルフィルム2
との積層一体化の手段には、両者を積み重ねて熱圧する
ことにより積層一体化する方法、ポリカーボネート樹脂
を押出し成形して基材1にする際に、アクリルフィルム
をポリカーボネート樹脂にラミネートする方法などを用
い得る。また、接着剤を用いる方法も使用でき、その場
合には、接合前に基板1の表面をプライマー処理して密
着性を向上させておくことが望ましい。上記接着剤とし
ては、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が用い
られる。更に、アクリルフィルムに接着剤を塗布して固
化させた接着剤塗膜を形成しておき、これを塗膜が基材
1側になるように熱圧或いはラミネートして接合強度を
高めた方法も好ましく用い得る。アクリルフィルム2に
抗酸化剤(立体障害フェノール系,立体障害ビスフェノ
ール系,有機亜燐酸エステル系)を加えておくと、PC
基板の加水分解が抑制されるので好ましい。なお、アク
リルフィルムの代わりにUVAを含む他の樹脂、例えば
ポリカーボネートや塩化ビニル等の熱可塑性樹脂フィル
ムや熱可塑性樹脂塗料による塗膜を用いることもできる
が、アクリル樹脂自体の耐候性がこれらの他の樹脂より
優れているので好ましく採用される。更に、ポリカーボ
ネートとアクリル樹脂との共押出、或いはポリカーボネ
ートとUVAを含むポリカーボネートとの共押出による
接合一体化の方法も採り得るが、製造設備等が高価で製
造条件も難しく、本発明のようにラミネート、プレス等
の後工程による積層の製造方法が好ましく採用される。
【0016】本発明の表面硬度改質板のラミネート方式
を用いた製法について述べると、ポリカーボネート樹脂
を押出し成形してシートとなし、次いで鏡面仕上げされ
たポリシングロールで表面仕上げしながら、アクリルフ
ィルムをポリカーボネートとポリシングロールとの間に
挿入してラミネートする。このようにして得られたアク
リルフィルム付きポリカーボネート板に、フォスファー
ゼン系樹脂に紫外線硬化開始剤、溶剤、添加剤等を添加
混合して得られた塗料を塗布して乾燥固化し、紫外線を
塗膜に照射して硬化させることによりハードコート層を
得る。ハードコート層を両面に形成するには、ポリカー
ボネートシートの表面にアクリルフィルムをラミネート
し、更にフォスファーゼン系樹脂塗料を両面に塗布して
紫外線硬化させればよい。
【0017】実施例 厚さ5mmのポリカーボネート樹脂板に50μmのUV
Aを含むアクリルフィルムをラミネートし、フォスファ
ーゼン系樹脂塗料(出光石油化学(株)の出光PPZ)
をロールコータにより塗布後、紫外線を照射して硬化さ
せて10μmの厚さの塗膜にした3層構造の発明品1を
得た。同様してフォスファーゼン系樹脂の塗膜を20μ
mにした以外は上記発明品1と同じ3層構造の発明品2
を得た。比較例として、厚さ5mmのポリカーボネート
樹脂基板に直接シリコン系ハードコート塗料を塗布して
硬化させることにより得られた厚さ10μmのシリコン
系ハードコート層を有する2層構造の比較例1を得た。
また、塗料をアクリル系ハードコート塗料に変えた以外
は上記比較例1と同じ2層構造の比較例2を得た。更
に、厚さ5mmのポリカーボネート樹脂基板を比較例3
とし、この樹脂基板に直接フォスファーゼン系樹脂(上
記出光PPZ)を塗布して10μmのハードコート層と
した2層構造のものを比較例4とした。そして、各試験
片について、鉛筆硬度、テーパ磨耗性、密着性、透明
性、耐候性について試験を行った。その結果を表1に示
す。また、耐候性については図4にも示した。
【0018】
【表1】
【0019】表1において、鉛筆硬度はJIS K54
00にて測定し、テーパ磨耗は東洋精機製作所社製のR
OTARY ABRASION TESTERを用い、
ASTM D1044,荷重500gf×2にて測定し
た試料のヘイズの増加率で示し、密着性は碁盤目テスト
をしたときの剥離しない数を示し、透明性はスガ試験機
社製の直読ヘイズメータにて測定した全光線透過率で示
し、耐候性は東洋精機製作所社製のATRAS Wea
ther−meterにて暴露した試料を日本電色工業
社製のカラーコンピューターΣ90にて測定した黄変度
でそれぞれ示してある。表1及び図4から判るように、
本発明品1,2は他のシリコン系やアクリル系のハード
コート層よりも優れた鉛筆硬度を有している上、耐候性
においても優れた性能を有していることが判る。そし
て、発明品2の鉛筆硬度が示すようにハードコート層の
厚みを20μmとすると硬度が急激に向上するので、必
要な硬度は、厚みを変えることで自由に選択することが
できるということが判る。また、比較例4では表面硬度
が向上するものの耐候性に劣り、発明品1,2における
アクリルフィルムが耐候性に大きく寄与しているという
ことが理解される。これらのことより、発明品1,2は
従来のシリコン系ハードコート層に比べて鉛筆硬度に優
れていると共に、長期耐候性にも優れており、また、ア
クリル系ハードコート層に比べて耐候性が大幅に改善さ
れ、テーパ磨耗性にも優れており、従来の両ハードコー
ト層よりも性能が向上していることが判る。このため、
透光性防音板のように、一日中太陽光に曝されるという
過酷な条件下で使用される表面硬度改質板に適してい
る。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の表面硬度改質板は、ポリカーボネート樹脂基板の表面
にUVAを含むアクリルフィルム及び紫外線硬化型のフ
ォスファーゼン系樹脂からなるハードコート層を積層一
体化した構造であり、アクリルフィルムに含まれるUV
Aにより、基板が紫外線の攻撃から保護され、優れた耐
候性を具備するに至るものである。そして、アクリルフ
ィルムの厚さを30〜200μm、ハードコート層の厚
さを5〜50μmにしておくと、表面硬度を所定の硬さ
にすることができる上、ハードコート層のクラックも防
止でき、耐候性も大幅に改善される。また、請求項3の
製造方法によると、アクリルフィルムを基板に積層しフ
ォスファーゼン系樹脂塗料を塗布して硬化させるので、
塗布硬化工程が1回で済み、製造工程を大幅に簡略化す
ることが可能である。特に、アクリルフィルムを基板に
ラミネートする方法を採用すると、基板の成形時にアク
リルフィルムも同時に積層されるので著しく容易に表面
硬度改質板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面硬度改質板の実施例を示す断面図
である。
【図2】本発明の表面硬度改質板の他の実施例を示す断
面図である。
【図3】本発明の表面硬度改質板のさらに他の実施例を
示す説明図である。
【図4】促進暴露時間と黄変度の関係を示した図表であ
る。
【符号の説明】 1 ポリカーボネート樹脂基板 2 UVAを含むアクリル樹脂フィルム 3 ハードコート層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 27/30 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリカーボネート樹脂基板の少なくとも
    片面に紫外線吸収剤を含むアクリル系樹脂フィルムが積
    層され、このアクリル系樹脂フィルムの表面に紫外線硬
    化型のフォスファーゼン系樹脂からなるハードコート層
    が積層一体化されてなる表面硬度改質板。
  2. 【請求項2】 アクリル系樹脂フィルムの厚さが30〜
    200μmで、ハードコート層の厚さが5〜50μmで
    ある請求項1記載の表面硬度改質板。
  3. 【請求項3】 ポリカーボネート樹脂を成形してなる基
    板に紫外線吸収剤を含むアクリル系樹脂フィルムを積層
    し、次いで、フォスファーゼン系樹脂よりなる塗料を塗
    布した後、紫外線を照射して塗膜を硬化させハードコー
    ト層を形成することを特徴とする表面硬度改質板の製造
    方法。
JP33921894A 1994-12-28 1994-12-28 表面硬度改質板とその製造方法 Pending JPH08183144A (ja)

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