JPS6234926A - 表面処理されたプラスチツク成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐擦傷性、光面平滑性、密着性、および光透過
率に優れた表面処理されたプラスチック成形品に関する
。

（従来の技術） ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネートなど透
明プラスチックから成形されたプラスチック製品は、従
来ガラス製品が用いられてきた分野にお―て、その透明
性、耐衝撃性、成形加工性の良さ、安価であるなどの種
々の利点を有しているため光学式ディスク、レンズ、板
、成形品としてガラス製品の代替として多量に用いられ
るようになってきた。一般にディジタルオーディオディ
スクに代表される光学式ディスクは、射出成形やフォト
ポリマーによって信号が書き込まれたポリメチルメタア
クリレート樹脂製円盤やポリカーボネート樹脂製円盤に
、信号側面に銀、アルミニウムなどの金属をスパッタリ
ングや蒸着などの工法で薄膜を形成させることにより製
造されている。

しかし、ポリメチルメタアクリレートやポリカーボネー
トなどのプラスチックは、底面硬度が低く、摩耗に対す
る抵抗性が小さいため、他の物体との接触、引掻き、衝
突などによって表面が損傷を受け、美観が損われると共
に光学特性が失なわれ、商品価値を著しく低下させる致
命的欠点がおった。

かかる欠点を改善する目的で、プラスチックの衣面硬度
を高め、耐摩耗性を付与する表面処理方法が種々提案さ
れてきた。（発明の解決しようとする問題点）しかしな
がら熱硬化型表面処理については硬化に高温、長時間を
要するためディスクが変形しｆｃ夛、生産性が低下する
などの欠点がある。

また、紫外線硬化型表面処理については密着性、平面平
滑性あるいは光透過率などの光学特性が低下するなどの
欠点があり、一般にはほとんど行なわれていない。紫外
線硬化型費面処理については分子内に３個以上の（メタ
）アクリロイルオキシ基を有する多官能モノマー、光重
合開始剤および弗素系界面活性剤を主体とする組成物を
用いる方法（特開昭５０−８３４７７号公報）、分子量
１０００単位尚たす０．５〜１２個の（メタンアクリロ
イルオキシ基を有する架橋重合性化合物および弗素系界
面活性剤を主体とする架橋硬化性被覆用組成物（特開昭
５０−８３４２５号）などが提案されているが、耐擦傷
性、密着性、表面平滑性などが低下し、満足すべきもの
が得られていない。このような実情から密着性、表面平
滑性、光透過率および耐擦傷性を満足させる表面処理方
法の開発が業界から強く要請されていた。

本発明の目的は耐擦傷性、表面平滑性、密着性、光透過
率および耐汚染性に優れたプラスチック成型品、例えば
光学式ディスクを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、従来のプラスチック成形品、特に光学式
ディスクの表面処理の欠点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、プラスチック成形品を（す分子内に２個以上の
アクリロイル基または／およびメタクリロイル基を有す
るエポキシアクリレート樹脂、（２）分子内に３個以上
のアクリロイル基または／およびメタクリロイル基を有
する光重合性単量体、（３）光開始剤および、（４）ふ
り単糸界面活性剤を含む紫外ＩＩｉ！硬化型表面処理剤
を用いて表面処理すれば、前記した光学式ディスクの表
面処理の欠点が解決されることを見−出し、遂に本発明
に到達した。さらに本発明者らは、本発明の表面処理剤
が光学式ディスクに限らず、他の形状を有する成形品に
おいても同様の効果を示すことを見い出し、本発明に到
達し次。

すなわち、本発明は、プラスチック成形品を（１）分子
内に２個以上のアクリロイル基または／およびメタクリ
ロイル基を有するエポキシアクリレート樹脂、（２）分
子内に３個以上のアクリロイル基または／およびメタク
リロイル基を有する光重合性単量体、（３）光開始剤お
よび、（４）ふつ素系界面活性剤を含む紫外線硬化型光
面処理剤を用いて表面処理してなることを特徴とする表
面処理されたプラスチック成形品である。

本発明の表面処理されたプラスチック成形品は透明性、
光沢が優れているはかシではなく、性能面で耐擦傷性、
光面平滑性、密着性および光透過率に優れたプラスチッ
ク成形品となる。

本発明のプラスチック成形品としては、ポリメチルメタ
アクリレート、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、セル
ロース系プラスチック、ポリ塩化ビニルなどの成形品が
挙げられる。特に透明プラスチック成形品が有用である
。

プラスチック成形品の形態としてはシート、フィルム、
ディスク、レンズ、フレーム等がある。成形品の製法は
押出し成形、射出成形など特に問わな鱒。

本発明に用いられる（１）分子内に２個以上のアクリロ
イル基または／およびメタクリロイル基を有するエポキ
シアクリレート樹脂とは１分子中にエポキシ基を２個以
上有するエポキシ化合物の（メタ）アクリレート化化合
、物レタアクリレート化合物とアクリレート化合物を弐
わす。以）同様に略記する。ンであｐｌその出発原料で
おるエポキシ化合物のエポキシ商量はｉｏｏ〜４．００
０　、好ましくは１００〜１，０００である。

代表的な光重合性エポキシ（メタ）アクリレート樹脂と
しては、（１１２価以上の多価フェノール類のポリグリ
シジルエーテルの（メタ）アクリレート化合物類、例え
ばビスフェノールＡ１ビスフエノールｒ１ハロゲン化ビ
スフエノールＡなどのジグリシジルエーテルであるビス
フェノール型エポキシ樹脂やフェノールノボラック、ク
レゾールノボラックなどのポリグリシジルエーテルであ
るノボラック型エボΦシ樹脂の（メタ）アクリレート化
合物類など、（ＩＩ）　２価以上の多価アルコール類の
ポリグリシジルエーテルの（メタ）アクリレート化合物
類、例えばエチレングリコール、プロピレンクリコール
、ネオペンチルクリコール、１．４−ブタンジオール、
ｌ、６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパンな
どの２価以上の脂肪族アルコール類のポリグリシジルエ
ーテルの（メタ）アクリレート化合物類など、（１）フ
タル酸、インフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサ
ヒドロフタル酸、アシヒン酸などの２価以上の多価カル
ボン酸類のポリグリシジルエステルの（メタ）アクリレ
ート化合物類、Ｏｖｌアニリン、インシアヌール酸など
の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換し
たポリグリシジルエーテルの（メタ）アクリレート化合
物類、（７）分子内のオレフィン結合をエポキシ化して
得られるビニルシクロヘキセンジエボキシド、３，４−
エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エボ中シシク
ロヘキサンカルボキシレー）、２（３１４−エポキシ）
シクロヘキシル−５，５−スピロ（３，４−エポキシ）
シクロヘキサン−ｍ−ジオキサンなどの脂環族ポリエポ
キシ化合物の（メタ）アクリレート化合物類、υｌ）Ｎ
、Ｎ。

ｙ／、　ｙ／−テトラグリシジルメタキシレンジアミン
、Ｎ　、Ｎ　、　Ｎ’、　Ｎ’−テトラグリシジル−１
，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンなどのアミ
ノポリエポキシ化合物の（メタ）アクリレート化合物類
などがある。これらのエポキシアクリレート樹脂は単独
にまたは２８１以上併用して使用する。

これらの中で好ましいエポキシアクリレート樹脂として
灯、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、フェノ
ールノボラック型ポリエポキシ化合物、クレゾールノボ
ラック型ポリエポキシ化合物、多価アルコールのポリエ
ポキシ化合物の（メタ）アクリレート化合物などがろげ
られる。

また、アリルグリシジルニー・チル、フェニルグリシジ
ルエーテルなどの分子内にエポキシ基を１個有するエポ
キシ化合物の（メタ）アクリレート化合物を併用して使
用することもできる。

本発明に用いられる（２）分子内に３個以上のアクリロ
イル基ま７’１−ｔｊ：／およびメタクリルロイル基を
有する光重合性化合物としては、例えば、（１））！Ｊ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメ
チロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリ
スリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリ
トールへキサ（メタ）アクリレートなどの３価以上の脂
肪族多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート類、３
価以上のハロゲン置換脂肪族多価アルコールのポリ（メ
タ）アクリレート類、トリス（メタ）アクリロイルオキ
シエチルインシアヌレート、トリス（メタ）アクリロイ
ルオキシプロピルインシアヌレート、トリス（メタ）ア
クリロイルオキシブチルインシアヌレートなどのトリス
（メタ）アクリロイルアルキルインシアヌレート類など
がおる。

これらの３官能以上の（メタ）アクリレート系化合物は
１種単独で用いるほか、２種以上を混合して使用しても
よい。また必要にＬじて他の各種−〇　− オリゴマーやポリマーおよび２官能以下の（メタ）アク
リレートモノマーを併用して使用することもできる。

本発明の紫外線硬化型樹脂の光重合反応を促進する（３
）光開始剤としては、例えば、ベンジルジメチルケター
ルなどのケタール類、ベンゾインメチルエーテル、ベン
ゾインエチルエーテル、べ／ツインー１−フロビルエー
テル、ベンツイン、α−メチルベンゾインなどのベンゾ
イン類、９．１０−アントラキノ／、ｌ−クロルアント
ラキノ／、２−クロルアントラキノン、２−エチルアン
トラキノンなどのアントラキノン類、ベンゾフェノン、
ｐ−クロルペンシフエノン、ｐ−ジメチルアミノヘンシ
フエノンなどのベンゾフェノン類、２−ヒドロキシ−２
−メチルプロピオフェノン、１−（４−インプロピルフ
ェニル）−２−ヒトｔｚ　キシ−２−メチルプロピオフ
ェノンなどのプロピオフェノン類、ジペンゾスベロンな
どのスベロン類、ジフェニルジスルフィド、テトラメチ
ルチウラムジスルフィド、チオキサントンなどの含イオ
ウ化合物、−ｌ〇− メチレンブルー、エオシ／、フルオレセインなどの色素
類などがあけられ、これらの光開始剤は単蝕にま−ｆｃ
は２＆以上併用して使用される。

光開始剤の添加量は、紫外１ＩＩｌ硬化型樹脂の樹脂成
分に対して０．０５〜２０重量％、好ましくは０．５〜
ｌＯ重童俤である。

本発明に用いられるふっ素系界面活性剤としては、電解
フッ素化によって得られるパーフルオロカルボニルフル
オライド（ＯＩＦ、５ｏＯＩＦ）およびパーフルオロス
ルホニルフルフル第２イド（０ａＦｔｙ　８０２Ｆ）な
どを出発原料とした誘導体、メタノールとテトラフルオ
ロエチレンのテロメリ化によって得られるｗ−Ｈ−パー
フルオロアルコール（Ｈ（ＯＨ２０７２）ｎ　０Ｔ（２
０）１　）やパーフルオロアイオダイドなど出発原料と
する誘導体、パーフルオロアルケンモノマーから誘導さ
れるふっ素系界面活性剤などがフルオロアルカンを示す
）と（−（ＯＨ２−ＯＨ，−０するふっ素系界面活性剤
が好ましい。ふっ素系界面活性剤の添加量は、０．００
１〜２０重ｉ−＊、好ましく　ｉｆ　Ｏ，０１〜１０重
量％である。

本発明の表面処理剤はそれぞれ相溶性のある有機溶剤に
て希釈して使用することも可能であり、このような希釈
剤としては、アルコール系、エーテル系、エステル系、
ケトン系、芳香族炭化水素系、塩素系炭化水素系、多価
アルコール訪導体系などの溶剤がおる。希釈剤４１種単
独で用いても良く、まｆｃ２１１＋以上を混合使用する
こともできる。

さらに必要に応じて本発明の表面処理剤に帯電防止剤、
消泡剤などの各種添加剤を加えても良い。

本発明においてプラスチック成形品を処理する前に、ク
リーンプローによる吹きつけ、溶剤洗浄、界面活性剤水
溶液やイオン父換水による超音波洗浄、溶剤蒸気洗浄な
どの前処理を施すのが一般的である。

プラスチック成形品への紫外線硬化型樹脂の塗布方法は
通常の方法、すなわち浸漬法、スプレー法、スピンコー
ド法、ロールコート法、バーコード法などで塗布できる
。特に光学式ディスクの場合はスピンコード法が好まし
い。

塗布層の厚みは０．１〜５０μｍ１好ましくは０．５〜
３０μｍの厚さに塗布することが望ましい。１．０μｍ
未満の場合は耐擦傷性および表面硬度が不十分となり、
また５０μｍを超える場合は塗膜にクラックが発生しや
すくなり好ましくない。

本発明の塗布した紫外線硬化製樹脂を硬化させるには、
２００〜４５０ｎｍの波長域の紫外線を照射する方法が
用いられる。紫外線照射による塗膜の硬化を行なう場合
は、窒素ガス、炭酸ガスなどの不活性ガス雰囲気下で照
射硬化させるのが好ましい。

（発明の効果） 本発明では表面処理によって、光透過率および光面平滑
性が優れていることは勿論のこと耐擦傷性、密着性に優
れたプラスチック成形品を得ることができる。一方、紫
外線硬化による危め、低温で硬化できるので熱によるプ
ラスチック成形品の変形も起らず、その硬化時間も大巾
に短縮され、生産性の大巾な向上が可能となる。

（実施例）　　、 以下、実施例によｐ本発明をさらＫＷＰ細に説明するが
、本発明はこれら実施例に伺んら限定されるものではな
い。

実施例中の測定方法は次の方法に従った。

耐擦傷性試験８スチールウール＋　００００　＠＋を用
いｌ−の荷重をかけ３０回摩擦したのちの傷つきの程度
を測定した。

密着性試験（Ｊ工θ七０２０２　）　ｒコート面にＩＷ
Ｍ間隔で縦横１１本ずつの傷を入れ（クロスカットし）
、この上にセロハンテープを密着し、これを４５°方向
に強く引きはがし、剥離しないます目の数を測定し次。

表面硬度（ＪＩＢ七〇２０２月鉛＃ｋ（三菱ＵＮ±）を
用いて、４５°の角度でコート面に強く押し当てて擦過
させて傷付の有無により測定した。

光透過重書ダブルビーム分光光度計（「日立製作所」）
を用いて波長４００〜７００Ｍ領域の光透過率を測定し
良。

ざ 赤面平滑性（Ｒａ）　＋嵌面粗台計（「東京精密」）を
用いて中心線平均粗土を測定した。

実施例および比較例中、部とめるのは重量部をあられす
。

実施例１ 厚さ１．５ｆｆの透明ポリカーボネート板にビスフェノ
ールＡ型エポキシアクリレート樹脂であるリポキシｓｐ
　−１５０９（「昭和高分子」製）１０部、ペンタエリ
スリトールテトラアクリレート４０部、メチルセロソル
ブ３０部、トルエン１ｏ部、インプロピルアルコール１
０部、α−ヒドロキシシクロフェニルケトン１．５部お
よびふっ素系界面活性剤す−間の乾燥捗、不活性ガス雰
囲気下で８０Ｗ／Ｃｍｌの水冷式高圧水銀灯１１５ｃ１
１の距離で４０秒間胛封じ硬化させた。表面処理された
ポリカーボネート板の測定結果は次の通りであった。

耐擦傷性：無傷 密着性：１００／ｌｏ。

表面硬閾１２Ｈ 光線透過率１９０チ 表面平滑性＋０．００５μｍ 実施例２ 実施例１において透明ポリカーボネート板の代わりに透
明ポリメチルメタクリレート板を使用する以外は実施例
１と同様にして透明ポリメチルメタクリレート板形板を
表面処理した。表面処理したポリメチルメタアクリレー
ト成形板の測定結果は次の通りであった。

耐擦傷性ｇ無傷 密着性＋　１００／１００ 界面硬度１８Ｈ 光透過率１９４％ 表面平滑性＋　０．００５μｍ 実施例３ 実施例１においてビスフェノールＡ型エポキシアクリレ
ート樹脂であるリポキシ５Ｐ１５０９　（「昭和高分子
」製）の代わシにフェノール≠ボラック型エポキシアク
リレートであるリポキシ５Ｐ４０１０（「昭和高分子」
製）を使用する以外は実施例１と同様にしてポリカーボ
ネート板を表面処理した。

表面処理したポリカーボネート板の測定結果は次の通り
である。

耐擦傷性２無傷 密着性＋　１００／１００ 界面硬度１３Ｈ 光線透過率ｒ　９０チ 異面平滑性＋　ｏ、ｏｏｓμｍ 実施例４ 実施例１においてペンタエリスリトールテトラアクリレ
ートの代わりにジペンタエリスリトールへキサアクリレ
ートを使用する以外は実施例１と同様にしてポリカーボ
ネート板を表面処理した。

表面処理したポリカーボネート板の測定結果は次の通ｐ
であった。

耐擦傷性を無傷 密着性＋　１０９／１００ 界面硬度＋３Ｈ 光透過率＋９０チ 表面平滑性ｒ　０．００８，４ｍ 比較例１ 厚さ１．５１１の透明ポリカーボネート板にビスフェノ
ールＡ型エポキシアクリレート樹脂であるリポキシ５Ｐ
−１５０９（「昭和高分子」製）５０部、メチルセロソ
ルブ３０部、トルエン１０部、インプロピルアルコール
１０１１１ｉ１、α−ヒドロキシンクロフェニルケトン
１．５部、およびふっ素系界面活性剤（前出）０．５部
からなる紫外線硬化型樹脂をスピナーで塗布し、４０°
Ｃで５分間の熱風燥後、不活性ガス雰囲気下で８０Ｗ／
ＣＩ＋の水冷式高圧水銀灯を１５ｃ１１の距離で４０秒
間照射し硬化させた。表面処理されたポリカーボネート
板の測定結果は次の通りでめった。

耐擦傷性：擦傷発生 密着性ＩＯ／ｌｏ。

界面硬度１２Ｈ 光線透過率＋９０％ 表面平滑性＋０．０２μｍ 比較例２ 厚さ１．５１１Ｎの透明ポリカーボネート板にペンタエ
リスリトールテトラアクリレート５０部、メチルセロン
ルプ３０部、トルエンｌＯ部、インプロピルアルコール
１０９、α−ヒドロキシシクロフェニルケトン１．５部
およびふっ素系界面活性剤（前出）０．５部からなる紫
外線硬化型樹脂をスピナーで塗布し、４０°Ｃで５分間
の乾燥後、不活性ガス雰囲気下で８０Ｗ／（＊の水冷式
高圧水銀灯を１５ＣＩＩ＋の距離で４０秒間照射し硬化
させた。底面処理されたポリカーボネート板の測定結果
は次の通ｐでめった。

耐擦傷性：無傷 密着性＋１００／１００ 表面硬度＋２Ｈ 光線透過率１８７％ 表面平滑性＋０．０５μｍ 比較例３ 実施例１においてぶつ銅系界面活性剤を添加しない以外
は実施例１と同様にしてポリカーボネート板を異面処理
した。表面処理したポリカーボネート板の測定結果は次
の通シであった。

耐擦傷性：無傷 密着性１１００／ＩＱＱ 表面硬度ＩＨ 光透過率＋　９０チ 表面平滑性＋　０．１．ｕｎ 比較例４ 実施例１においてペンタエリスリトールテトラアクリレ
ートの代わりにネオペンチルグリコールジアクリレート
を使用する以外は実施例１と一様にポリカーボネート板
を表面処理した。表面処理したポリカーボネート板の測
定結果は次の通りであった。

耐擦傷性音振傷発生 密着性ｒ　”Ｑ’ｔｏ。

表面硬度ＩＨＢ 光線透過率ｒ　８７優 表面平滑性ＩＯ，０５μｍ 以某＃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　プラスチック成形品を（１）分子内に２個以上のアク
   リロイル基または／およびメタクリロイル基を有するエ
   ポキシアクリレート樹脂、（２）分子内に３個以上のア
   クリロイル基または／およびメタクリロイル基を有する
   光重合性化合物、（３）光開始剤および、（４）ふっ素
   系界面活性剤を含む紫外線硬化型表面処理剤を用いて表
   面処理してなることを特徴とする表面処理されたプラス
   チック成形品。