WO2015008869A1 - 複合体および工作機械用部品 - Google Patents

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WO2015008869A1
WO2015008869A1 PCT/JP2014/069250 JP2014069250W WO2015008869A1 WO 2015008869 A1 WO2015008869 A1 WO 2015008869A1 JP 2014069250 W JP2014069250 W JP 2014069250W WO 2015008869 A1 WO2015008869 A1 WO 2015008869A1
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WO
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meth
plate member
layer
acrylate
protective layer
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PCT/JP2014/069250
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English (en)
French (fr)
Inventor
寛史 三浦
拓也 大山
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住友ベークライト株式会社
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    • B32B2369/00Polycarbonates

Definitions

  • the present invention relates to a composite body and a machine tool part.
  • Polycarbonate plate has excellent transparency and impact resistance. For this reason, it is used for the window material etc. of the machine tool in which impact resistance is requested
  • required for example, refer patent document 1).
  • polycarbonate is inferior in solvent resistance (oil resistance) compared to other resins. For this reason, for example, when a polycarbonate plate is used for a safety window of a machine tool, the polycarbonate plate gradually deteriorates due to chemicals such as cutting oil attached during operation of the machine tool, or the surface thereof is a scattered object such as a cutting piece. May be damaged and the visibility may be reduced.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to improve the oil resistance so that even if oil adheres to the surface, cracks and the like are hardly generated, and an excellent scratch resistance.
  • An object of the present invention is to provide a composite body and a machine tool component. It is another object of the present invention to provide a composite body and a machine tool component that can exhibit the above characteristics while preventing an increase in mass.
  • a plate member made of polycarbonate as a main material, and a protective layer provided on one surface side of the plate member, having a function of protecting the plate member, and made of glass as a main material A laminate formed by bonding through an adhesive layer; A hard coat layer provided on the side opposite to the protective layer of the laminate, When the average thickness of the protective layer is A [mm] and the average thickness of the plate member is B [mm], the ratio of A to B (A / B) is 0.02 or more and 0.3 or less.
  • a complex A complex.
  • the composite according to (1) wherein the average thickness B of the plate member is 2 mm or more and 20 mm or less.
  • the said polycarbonate is a composite_body
  • the 2nd board member which was provided in the opposite side to the protection layer of the board member, and was constituted by making polycarbonate the main material,
  • the said hard-coat layer is a composite_body
  • the hard coat layer comprises a polyfunctional (meth) acrylate having three or more (meth) acryloyl groups, a bifunctional (meth) acrylate having two (meth) acryloyl groups, and a siloxane-modified (meth) )
  • polyfunctional (meth) acrylate includes at least one of a polyfunctional (meth) acrylate monomer and a polyfunctional (meth) acrylate oligomer.
  • polyfunctional (meth) acrylate monomer has four or more (meth) acryloyl groups.
  • polyfunctional (meth) acrylate oligomer has 6 or more (meth) acryloyl groups.
  • the present invention by improving the oil resistance, cracks and the like hardly occur on the surface even if oil adheres, and excellent scratch resistance can be imparted. Moreover, the said characteristic can be exhibited, preventing that a mass increases. Furthermore, high durability against flying objects can be imparted.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a machine tool provided with a viewing window (machine tool component of the present invention) according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (a diagram showing a displacement state of the inner substrate) showing the viewing window of the second embodiment.
  • FIG. 4 is a view (plan view) seen from the direction of arrow B in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (a diagram showing a displacement state of the inner substrate) showing the viewing window of the third embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a viewing window of the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a viewing window according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a viewing window according to the sixth embodiment.
  • the composite of the present invention is a plate member made of polycarbonate as a main material, and provided on one surface side of the plate member, has a function of protecting the plate member, and is made of glass as a main material.
  • a laminate resin laminate formed by adhering a protective layer through an adhesive layer, and a hard coat layer provided on the opposite side of the laminate from the protective layer,
  • the ratio of A to B (A / B) is 0.02 or more and 0.3 or less.
  • the oil resistance of the composite can be improved by forming the protective layer having the function of protecting the plate member made of polycarbonate as the main material, with glass as the main material. Even if oil adheres to the surface (surface on the protective layer side), cracks and the like can be made difficult to occur.
  • the protective layer can impart excellent scratch resistance to the composite.
  • the protective layer can be prevented from falling off (dissipating) due to the presence of the adhesive layer. can do. If dissipation of the fragments of the protective layer can be prevented, the light transmittance (transparency) of the composite (laminated body) is sufficiently maintained even if the crack of the protective layer is visually recognized as a linear crack. For this reason, the protective layer can be made sufficiently thinner than the plate member so that the average thickness A of the protective layer and the average thickness B of the plate member satisfy the above relationship.
  • the protective layer composed mainly of glass affects the mass of the entire composite, among the members constituting the composite. However, according to the present invention, by sufficiently thinning the protective layer, the mass can be reduced, and an increase in the mass of the entire composite can be suitably prevented.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a machine tool provided with a view window (machine tool part of the present invention) according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the upper side in FIGS. 1 and 2 (the same applies to FIGS. 3 to 8) is referred to as “upper” or “upper”, and the lower side is referred to as “lower” or “lower”.
  • the right side in FIG. 2 (the same applies to FIGS. 3, 5, 7, and 8) is referred to as “inside”, and the left side is referred to as “outside”.
  • FIG. 2 the same applies to FIGS. 3, 5, 7, and 8), the thickness direction of the inner substrate and the outer substrate is drawn with emphasis.
  • the machine tool shown in FIG. 1 can automatically perform numerical machining (NC) machining, and the tool alone or the tool and the workpiece (base material) depending on the type of machining.
  • the machining center 10 can automatically replace both of them.
  • the machining center 10 includes a structure 101 that actually performs machining on a workpiece, an exterior (cover) 102 that covers the entire structure 101, and an operation panel 103 that operates and controls the operation of the structure 101. Have.
  • the structure 101 is a lathe that performs turning, that is, turning (outer rounding).
  • the structure 101 that is a lathe includes a rotating mechanism (not shown) that holds the cylindrical body 20 that is a workpiece and rotates around the cylindrical body 20, and a tool 104.
  • the structure 101 is not limited to having a function as a lathe, but also has a function as, for example, a drilling machine, a boring machine, a milling machine, a gear cutter, and a grinding machine. Yes.
  • the exterior 102 is made of a metal plate, and is fixed to a frame (not shown) constituting the skeleton of the machining center 10 via bolts, for example.
  • a frame (not shown) constituting the skeleton of the machining center 10 via bolts, for example.
  • the operation panel 103 includes a control unit 105 in which programs for performing various machining operations are stored in advance, and a liquid crystal panel 106 and operation buttons 107 for performing operations such as calling programs.
  • the cutting tool 104 is broken due to, for example, metal fatigue due to metal fatigue, or a large number of chips 201 from the cylindrical body 20 generated during processing.
  • the lubricating oil (cutting fluid) 30 for smoothly performing the processing may become droplets or mist (oil mist) and fly (fly) in the processing area S1 as the flying object 40.
  • the flying object 40 collides with the exterior 102 from the inside depending on the degree of the scattering, and further scattering is reliably prevented. Thereby, the flying object 40 is prevented from scattering and entering the operation area S2. Therefore, the operator is prevented from being injured or soiled by the flying object 40.
  • the flying object 40 may include a fixing member (a jig) such as a bolt for fixing the cutting tool 104 in addition to the fragments 104 ′, the chips 201, and the lubricating oil 30.
  • a fixing member a jig
  • the machining center 10 has a viewing window (machine tool part) 1 that is mounted on the exterior 102 and forms a part of the exterior 102 in this state.
  • the viewing window (window unit) 1 visually recognizes the inside of the machining center 10, that is, the processing region S1, or improves the visibility by taking light from, for example, a fluorescent lamp in the operation region S2 into the processing region S1.
  • the viewing window 1 has a function as a viewing window and a function as a daylighting window.
  • the viewing window 1 includes an inner substrate (laminate) 2a, an outer substrate (second laminate) 2b, an inner packing 3a, an outer packing 3b, and a frame (window frame) 4.
  • an inner substrate (laminate) 2a an outer substrate (second laminate) 2b
  • an inner packing 3a an outer packing 3b
  • the inner substrate 2a and the outer substrate 2b are arranged to face each other with the intermediate layer 5 interposed therebetween. In this arrangement state, the substrates 2 a and 2 b are collectively supported by the frame body 4.
  • the intermediate layer 5 include an adhesive layer, a base material layer, and an air layer, and an air layer and an adhesive layer are preferable.
  • the adhesive layer is not particularly limited as long as it can bond the inner substrate 2a and the outer substrate 2b and can ensure transparency.
  • a resin base material is mentioned as a base material which comprises a base material layer.
  • the air layer does not need to be comprised only with air, may contain gas other than air, and may be comprised only with gas other than air. Examples of gases other than air include inert gases.
  • the inner substrate 2a and the outer substrate 2b are both transparent substrates having transparency.
  • the “transparent” includes colorless and transparent and colored and transparent. In the machining center 10, colorless and transparent are preferable.
  • the inner substrate 2a is a laminate (resin laminate) in which the plate member 21a and the protective layer 22a are joined by an adhesive layer 23a in a rectangular shape in plan view.
  • the plate member 21a is made of polycarbonate as a main material. As a result, the plate member 21a has high transparency and excellent impact resistance against an impact or the like from the processing region S1 side. In addition, it is preferable that the thickness of the plate member 21a is constant.
  • the polycarbonate is not particularly limited, but an aromatic polycarbonate is preferable.
  • This aromatic polycarbonate is synthesized, for example, by interfacial polycondensation reaction between bisphenol and phosgene, transesterification reaction between bisphenol and diphenyl carbonate, and the like.
  • bisphenol examples include bisphenol A and bisphenol (modified bisphenol) that is the origin of the repeating unit of the polycarbonate represented by the formula (1).
  • X is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, aromatic group or cycloaliphatic group
  • Ra and Rb are each an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
  • m and n are each 0 to 4 and p is the number of repeating units.
  • the polycarbonate is preferably composed mainly of a bisphenol-type polycarbonate having a skeleton derived from bisphenol.
  • the plate member 21a is further improved in transparency and impact resistance against impacts from the processing region S1 side.
  • the content of the polycarbonate in the plate member 21a is not particularly limited, but is preferably 75% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more. By setting the content of the polycarbonate within the above range, the plate member 21a can exhibit high impact resistance against an impact or the like from the processing region S1 side while maintaining sufficient transparency.
  • the plate member 21a may contain various additives such as a filler, an ultraviolet absorber, a lubricant, a colorant plasticizer, and an antioxidant as necessary.
  • a filler such as an ultraviolet absorber, a lubricant, a colorant plasticizer, and an antioxidant as necessary.
  • the filler examples include, but are not limited to, for example, silica such as amorphous silica and crystalline silica such as wet and dry, mica, talc, clay, alumina, glass, metal hydroxide such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and the like.
  • examples include inorganic fillers, wood powder, pulp, and organic fillers such as thermosetting resin cured products, and one or more of these can be used in combination.
  • an inorganic filler is particularly preferable as the filler.
  • Inorganic fillers are generally harder than organic fillers and are less likely to break. Therefore, the hardness of the plate member 21a can be further increased by using the inorganic filler. As a result, it is possible to further improve the impact resistance against an impact or the like from the processing region S1 side of the plate member 21a.
  • silica is particularly preferable as the filler. Thereby, the impact resistance with respect to the impact etc. from the process area
  • examples of the shape of the filler include fibrous, irregular, and spherical particles. Among these, a spherical shape is particularly preferable.
  • the average particle size of the filler is not particularly limited, but is preferably 0.001 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, more preferably 0.005 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less, and 0.01 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less. Further preferred. Thereby, it is possible to form the plate member 21a which is particularly excellent in smoothness and has a particularly high hardness. In particular, by using a filler having an average particle size of 0.3 ⁇ m or less, light scattering hardly occurs, and a decrease in the transparency (translucency) of the plate member 21a can be prevented.
  • the average particle size of the filler can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (“LA-500” manufactured by HORIBA).
  • the content is not particularly limited, but is preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 35% by mass or less.
  • the filler content is not particularly limited, but is preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 35% by mass or less.
  • Such a plate member 21a may be formed using any manufacturing method such as an extrusion method, a pressing method, a casting method, and an injection method, but is formed using an extrusion method, a pressing method, or a casting method. Is preferred. According to this method, the impact resistance and oil resistance of the plate member 21a can be improved.
  • the average thickness B of the plate member 21a is preferably 2 mm or more and 20 mm or less, more preferably 3 mm or more and 15 mm or less, and further preferably 3 mm or more and 10 mm or less.
  • the plate member 21a has sufficient rigidity, so that it exhibits excellent impact resistance and the inner substrate 2a is damaged. It can prevent suitably. Further, in this case, since the mass of the plate member 21a can be prevented from becoming too large, the handleability, workability and productivity of the inner substrate 2a can be improved.
  • the adhesive layer 23a protective layer 22a
  • adhesion improving treatment examples include surface roughening treatment such as sandblasting or solvent treatment, corona discharge treatment, chromic acid treatment, flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, and the like.
  • Oxidation treatment, coupling agent treatment with a coupling agent having a functional group having a high affinity with the adhesive constituting the adhesive layer 23a, plate made of a material having a high affinity with the adhesive constituting the adhesive layer 23a For example, a process for forming the vicinity of the outer surface of the member 21a can be given.
  • the protective layer 22a is provided on the inner surface (one surface) side of the plate member 21a, that is, on the processing region S1 side. Thereby, the inner side substrate 2a will be in the state arrange
  • the protective layer 22a is made of glass as a main material. Glass is excellent in oil resistance and scratch resistance as compared with polycarbonate. During the operation of the machine tool, chemicals such as the lubricating oil (cutting fluid) 30 adhere to the inner surface of the inner substrate 2a, or the fragments 104 'and the chips 201 collide with each other. By disposing the protective layer 22a so as to face the processing region S1, it is possible to prevent the chemical liquid from adhering to the plate member 21a and the collision of the fragments 104 'and chips 201. Thereby, damage to the inner substrate 2a and whitening of the outer surface due to alteration / degradation can be suitably prevented or suppressed.
  • the content of the glass in the protective layer 22a is not particularly limited, but is preferably 85% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. By setting the glass content within the above range, the protective layer 22a can exhibit extremely excellent oil resistance and scratch resistance while maintaining sufficient transparency.
  • the protective layer 22a may contain various additives such as an ultraviolet absorber and a colorant plasticizer as necessary.
  • the glass constituting the protective layer 22a is preferably ordinary glass. That is, a normal glass plate that is not subjected to a strengthening process such as air cooling strengthening or chemical strengthening (strengthening by ion exchange) is preferably used for the protective layer 22a.
  • a normal glass plate has a lower surface hardness than a tempered glass plate to which a tempering treatment has been applied. For this reason, by using a normal glass plate for the protective layer 22a, even if the flying object 40 having a relatively large mass such as a broken piece 104 ′ or a bolt collides with the inner surface (surface on the processing region S1 side) of the protective layer 22a, The protective layer 22a can be bent toward the plate member 21a, and the impact is absorbed by the plate member 21a.
  • the protective layer 22a is not shattered and is cracked.
  • the protective layer 22a is bonded to the plate member 21a via the adhesive layer 23a. For this reason, even if a crack occurs in the protective layer 22a, the fragments (fragments) of the protective layer 22a are prevented from falling off the plate member 21a. For this reason, even if the crack of the protective layer 22a is visually recognized as a linear crack, the protective layer 22a is whitened and the light transmittance of the inner substrate 2a (the visibility of the processing region S1) is reduced. Can be suppressed.
  • the ratio of A to B (A / B) is 0.00. 02 or more and 0.3 or less.
  • the thickness of the protective layer 22a becomes too thin, and when the protective layer 22a having a predetermined size is cut out from a large base material, the protective layer 22a is bonded to the plate member 21a.
  • the protective layer 22a is liable to break, and the handling thereof is difficult.
  • the thickness of the protective layer 22a becomes too thin, if a scratch is generated on the inner surface of the protective layer 22a, the depth of the scratch becomes relatively larger than the thickness of the protective layer 22a. For this reason, even when the flying object 40 having a relatively small mass such as the chip 201 collides with the inner surface (surface on the processing region S1 side) of the protective layer 22a (that is, a light impact), the protective layer 22a is easily damaged.
  • the thickness of the plate member 21a must be increased. In this case, not only the thickness of the entire inner substrate 2a increases, but the following problem also occurs. That is, the thermal expansion coefficient of polycarbonate is larger than that of glass. For this reason, when the thickness of the plate member 21a increases, the difference in the degree of deformation between the plate member 21a and the protective layer 22a due to a change in environmental temperature becomes more prominent, and the protective layer 22a is likely to be damaged. Furthermore, the perspective strain of polycarbonate is greater than the perspective strain of glass. For this reason, when the thickness of the plate member 21a increases, the perspective distortion of the entire inner substrate 2a becomes remarkable, and the visibility of the processing region S1 through the inner substrate 2a (the viewing window 1) decreases.
  • the thickness of the plate member 21a becomes relatively small, so that the shock absorption per unit thickness of the plate member 21a is lowered. For this reason, when the flying object 40 having a relatively large mass such as the broken piece 104 ′ and the bolt collides with the inner surface of the protective layer 22a (that is, when an impact that penetrates the inner substrate 2a is applied), the protective layer 22a. Is easily damaged. In order to eliminate such inconvenience, if it is attempted to secure a sufficient thickness of the plate member 21a, the thickness of the protective layer 22a must be increased. In this case, the mass of the protective layer 22a, and hence the mass of the inner substrate 2a, increases.
  • a / B when A / B is within the above range, it is possible to obtain the inner substrate 2a that is lighter and has excellent visibility, oil resistance, impact resistance, and scratch resistance.
  • a / B may be 0.02 or more and 0.3 or less, preferably 0.025 or more and 0.2 or less, and more preferably 0.03 or more and 0.1 or less. Thereby, the said effect can be improved more.
  • the average thickness A of the protective layer 22a is preferably from 0.1 mm to 1.5 mm, more preferably from 0.1 mm to 1 mm, and from 0.2 mm to 0.5 mm. More preferably.
  • the protective layer 22a can have sufficient mechanical strength and can suitably prevent the inner substrate 2a from being damaged. In this case, since the mass of the protective layer 22a can be prevented from becoming too large, the handling property, workability, and productivity of the inner substrate 2a can be improved.
  • the adhesiveness improvement process which improves the adhesiveness with the adhesive bond layer 23a in the outer surface (surface by the side of the adhesive bond layer 23a) of the protective layer 22a.
  • adhesion improving treatment examples include surface roughening treatment such as sandblasting or solvent treatment, corona discharge treatment, chromic acid treatment, flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, and the like.
  • Examples thereof include an oxidation treatment and a coupling agent treatment with a coupling agent having a functional group having a high affinity with the adhesive constituting the adhesive layer 23a.
  • a silane coupling agent for a coupling agent. Since the protective layer 22a is composed mainly of glass, if it is a silane coupling, it can be more firmly bonded to the inner surface of the protective layer 22a.
  • the adhesive layer 23a may be composed of any adhesive as long as it can exhibit sufficient adhesive strength to bond the protective layer 22a and the plate member 21a, but has excellent oil resistance.
  • An adhesive is preferred.
  • the oil resistance of the adhesive layer 23a can be based on, for example, a mass increase rate when the adhesive layer 23a is immersed in a predetermined chemical solution. Specifically, when the adhesive layer 23a is immersed in an alkaline solution having a pH of 8 or more and 10.5 or less for 14 days at 40 ° C., the mass increase rate of the adhesive layer 23a is preferably 30% or less, % Or less is more preferable, and 15% or less is still more preferable. It can be determined that the adhesive layer 23a has excellent oil resistance.
  • Such an adhesive preferably contains at least one of a curable adhesive and a hot melt adhesive.
  • the adhesive layer 23a formed using these adhesives has a high cross-linking density of the resin therein and exhibits extremely high oil resistance.
  • the curable adhesive include a photo-curable adhesive, a thermosetting adhesive, and a two-component reactive adhesive.
  • examples of the hot melt adhesive include an adhesive containing at least one of a urethane resin, a butyral resin, and an ethylene vinyl acetate copolymer.
  • Specific examples of the photocurable adhesive include an adhesive containing a (meth) acrylate monomer and / or a (meth) acrylate oligomer and a polymerization initiator.
  • the inner substrate 2a can be produced by laminating the protective layer 22a and the plate member 21a via the adhesive layer 23a composed of these adhesives and thermocompression bonding them.
  • the photocurable adhesive may be irradiated with light such as ultraviolet rays to be cured.
  • the average thickness of the adhesive layer 23a is preferably 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, and further preferably 50 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the difference between the refractive index of the adhesive layer 23a and at least one of the refractive index of the plate member 21a and the refractive index of the protective layer 22a is preferably 0.05 or less, and preferably 0.04 or less. More preferably, it is 0.03 or less. Thereby, it is possible to reduce the occurrence of light scattering and reflection at the interface between the adhesive layer 23a, the plate member 21a, and the protective layer 22a. As a result, it is possible to more reliably prevent the visual recognition of the processing region S1 through the inner substrate 2a from being lowered.
  • a fixing member such as a bolt for fixing a cutting tool during machining is separated from the cutting tool and collides with a viewing window (machine tool window).
  • a viewing window machine tool window
  • the inner substrate 2a preferably has a characteristic that impact energy per unit thickness measured by a horizontal steel ball impact test is 2.5 J / mm or more.
  • substrate 2a exhibits the outstanding impact resistance. Therefore, even if the fixing member collides with the inner substrate 2a, the inner substrate 2a can be reliably prevented from being crushed.
  • the impact energy per unit thickness measured in the horizontal steel ball impact test of the inner substrate 2a is preferably 2.5 J / mm or more, more preferably 4 J / mm or more and 40 J / mm or less. More preferably, it is 6 J / mm or more and 35 J / mm or less. If the impact energy per unit thickness of the inner substrate 2a is within the above range, the effect of preventing the inner substrate 2a from being damaged due to the collision of the fixing member is more remarkably exhibited.
  • Impact energy is measured using a horizontal steel ball impact tester that launches a steel ball toward a sample (in this embodiment, the inner substrate 2a) with nitrogen gas introduced into the high-pressure chamber.
  • This horizontal steel ball impact tester is configured to fire a steel ball substantially horizontally with respect to the floor surface.
  • the inner substrate 2a is sandwiched between two metal plates having through-holes with an opening of 80 mm ⁇ , and the inner substrate 2a is installed so that the thickness direction thereof is substantially horizontal with respect to the floor surface.
  • a steel ball of 5 mm ⁇ and 0.5 g is applied to the protective layer 22a of the inner substrate 2a exposed from the through hole, and a collision speed of 360 km / h to 1080 km / h. And the collision speed when the steel ball penetrates the inner substrate 2a is measured.
  • an energy amount (impact energy) [J] is obtained from the collision speed, and the energy amount per unit thickness [J / mm] is obtained by dividing the energy amount by the average thickness of the inner substrate 2a.
  • the separation distance between the chamber for firing the steel ball and the inner substrate 2a (protective layer 22a) is 2 m.
  • the impact energy by the horizontal steel ball impact test of the inner substrate 2a is the predetermined energy. It is said that it is more than the energy amount [J] calculated from the speed.
  • an inner substrate 2a formed with a size of 100 mm in length and 100 mm in width is used.
  • the inner substrate 2a is required to penetrate the inner substrate 2a when a prescribed weight is struck toward the protective layer 22a in accordance with an instrumented surface impact test defined in ASTM D3763.
  • the impact energy per unit thickness is preferably 12 J / mm or more, more preferably 18 J / mm or more and 95 J / mm or less, and further preferably 25 J / mm or more and 65 J / mm or less.
  • the impact energy by the instrumented surface impact test can be obtained by the following method using a falling weight impact tester (manufactured by GRC Instruments, “DYNATOP 8250”).
  • an inner substrate 2a having a length of 100 mm and a width of 100 mm is prepared, and the inner substrate 2a is fixed to a sample holder having a through hole having an opening of 76 mm ⁇ . At this time, the inner substrate 2a is placed on the sample holder of the tester so that the specified weight falls to the protective layer 22a side.
  • the specified weight has a weight of 12.8 kg and a striker tip diameter of 1/2 inch.
  • a prescribed weight with a hemispherical tip is launched toward the center of the inner substrate 2a, and the collision speed when the tip of the prescribed weight penetrates the inner substrate 2a is measured. Then, an energy amount (impact energy) [J] is obtained from the collision speed of the specified weight when penetrating the inner substrate 2a, and this energy amount is divided by the average thickness of the inner substrate 2a, thereby colliding per unit thickness. Energy [J / mm] can be obtained. It should be noted that the drop height of the specified weight with respect to the surface of the protective layer 22a is 75 cm, and the launch speed is 5.8 m / sec.
  • the outer substrate 2b is disposed outside the inner substrate 2a as described above via an air layer (hereinafter referred to as “air layer 5”) as the intermediate layer 5. Due to the presence of the air layer 5, it is possible to prevent an impact or the like acting on one of the inner substrate 2a and the outer substrate 2b from directly acting on the other.
  • air layer 5 an air layer
  • a glass composed mainly of glass on the outer surface of the inner substrate (laminated body) 2a (the other surface opposite to the one surface on which the protective layer 22a is provided) with an adhesive layer interposed therebetween.
  • the plate may be bonded.
  • the inner substrate 2a is less likely to warp and has excellent dimensional stability due to temperature change.
  • the structure of a glass plate can be made into the structure similar to the protective layer 22a, and the structure of an adhesive bond layer can be made into the structure similar to the adhesive bond layer 23a.
  • the outer substrate 2b has a rectangular shape in plan view, and is a laminate including a plate member (second plate member) 21b and a hard coat layer 22b.
  • the plate member 21b can be made of various resin materials having high transparency, but is preferably made of polycarbonate as a main material. As a result, the plate member 21b has high transparency and excellent impact resistance against impacts from the operation region S2 side.
  • the thickness of the plate member 21b is preferably constant.
  • the same polycarbonate as described in the plate member 21a can be used.
  • the plate member 21b is further improved in transparency and impact resistance against an impact from the operation region S2 side.
  • the plate member 21b may contain the same additive as described in the plate member 21a as necessary, and the outer surface of the plate member 21b is intended to improve the adhesion with the hard coat layer 22b. (Surface on the hard coat layer 22b side) may be subjected to the same adhesion improving treatment as described in the plate member 21a.
  • the hard coat layer 22b is formed on the outer surface (one surface) of the plate member 21b, that is, the surface on the operation region S2 side.
  • the outer substrate 2b is arranged such that the hard coat layer 22b faces the processing region S1 rather than the plate member 21b, and the plate member 21b can be protected by the hard coat layer 22b.
  • the thickness of the hard coat layer 22b is preferably constant, as is the thickness of the plate member 21b.
  • the hard coat layer 22b is, for example, a liquid (varnish-like) material for forming the hard coat layer 22b (hereinafter referred to as “hard coat layer forming composition”) as an outer surface of the plate member 21b. It is obtained by applying the coating film on top and removing the solvent (dispersion medium) as necessary, and curing the resulting coating film by subjecting it to a curing treatment such as ultraviolet irradiation. That is, in this case, the hard coat layer 22b is composed of a cured product of the hard coat layer forming composition.
  • Such a hard coat layer 22b is preferably made of a material containing polyfunctional (meth) acrylate. That is, the composition for forming a hard coat layer preferably contains an uncured (unpolymerized) polyfunctional (meth) acrylate.
  • the polyfunctional (meth) acrylate is a compound having two or more (meth) acryloyl groups contributing to the polymerization reaction in one molecule.
  • the hard coat layer-forming composition may contain a polyfunctional (meth) acrylate, but (A) a polyfunctional (meth) acrylate having 3 or more (meth) acryloyl groups and (B) 2 ( It preferably contains both of a bifunctional (meth) acrylate having a (meth) acryloyl group.
  • the composition for forming a hard coat layer containing these as polyfunctional (meth) acrylates is easy to handle, and the resulting hard coat layer 22b can be hard and have high strength.
  • a functional (meth) acrylate will be described as an example.
  • a polyfunctional (meth) acrylate having three or more (meth) acryloyl groups (hereinafter sometimes simply referred to as “(A) polyfunctional (meth) acrylate”) is polymerized in one molecule. It means a (meth) acrylate having 3 or more (meth) acryloyl groups contributing to the reaction.
  • the acryloyl group and the methacryloyl group are collectively referred to as a (meth) acryloyl group.
  • the hard and high-strength hard coat layer 22b can be obtained by including (A) the polyfunctional (meth) acrylate.
  • (A) polyfunctional (meth) acrylate indicates general monomers and oligomers (prepolymers), and the molecular weight and molecular structure are not particularly limited. That is, (A) polyfunctional (meth) acrylate is a concept that includes both polyfunctional (meth) acrylate monomers and polyfunctional (meth) acrylate oligomers, but (A) polyfunctional (meth) acrylates are these You may contain only any one of these.
  • polyfunctional (meth) acrylate monomer examples include dipentaerythritol hexa (meth) acrylate monomer, pentaerythritol tetra (meth) acrylate monomer, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate monomer, and trimethylolpropane tri (meth) acrylate monomer.
  • Pentaerythritol tri (meth) acrylate monomer dipentaerythritol tri (meth) acrylate monomer, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate monomer, ethoxylated pentaerythritol tri (meth) acrylate monomer, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) ) Acrylate monomers and the like.
  • examples of the polyfunctional (meth) acrylate oligomer include polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomers, polyfunctional epoxy (meth) acrylate oligomers, polyfunctional polyester (meth) acrylate oligomers, and the like.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is a reaction product of an isocyanate compound obtained by reacting a polyol and diisocyanate and a (meth) acrylate monomer having a hydroxyl group.
  • Polyols include polyester polyols, polyether polyols, and polycarbonate diols.
  • any of polyethylene oxide, polypropylene oxide or ethylene oxide-propylene oxide random copolymer having a number average molecular weight of less than 600 is desirable. This is because if the number average molecular weight is 600 or more, the cured product of the composition for forming a hard coat layer is too flexible and cannot impart hard coat properties to the hard coat layer 22b.
  • the polyester polyol can be obtained by, for example, a polycondensation reaction between a diol and a dicarboxylic acid or a dicarboxylic acid chloride, or a transesterification reaction after esterifying the diol or the dicarboxylic acid.
  • the dicarboxylic acid include adipic acid, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, sebacic acid, azelaic acid, maleic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic acid.
  • diol ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol and the like are used.
  • Polycarbonate diols include 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-cyclohexanediol, polyoxyethylene glycol, and the like.
  • a combination of more than one species can be used.
  • the diisocyanate a linear or cyclic aliphatic diisocyanate is used. Since an excellent hard coat property such as hardness and scratch resistance can be more easily imparted to the hard coat layer 22b, an aromatic diisocyanate can also be used as the diisocyanate. However, when an aromatic diisocyanate is used, the light resistance of the hard coat layer 22b tends to decrease and tends to be yellowed by exposure to light, so that the function as a transparent hard coat may be impaired in practical use. .
  • Typical linear or cyclic aliphatic diisocyanates include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, and hydrogenated xylylene diisocyanate.
  • Examples of the (meth) acrylate monomer having a hydroxyl group include trimethylolpropane tri (meth) acrylate monomer, pentaerythritol tri (meth) acrylate monomer, dipentaerythritol tri (meth) acrylate monomer, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate monomer, Examples thereof include 2-hydroxypropyl (meth) acrylate monomer, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate monomer, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate monomer, and polyethylene glycol mono (meth) acrylate monomer.
  • the polyfunctional epoxy (meth) acrylate oligomer can be obtained, for example, by esterifying the oxirane ring of a low molecular weight bisphenol type epoxy resin or novolak epoxy resin with (meth) acrylic acid.
  • the polyfunctional polyester (meth) acrylate oligomer is obtained by, for example, esterifying hydroxyl groups of a polyester oligomer having hydroxyl groups at both ends obtained by condensation of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol with (meth) acrylic acid. Can be obtained.
  • a polyfunctional polyester (meth) acrylate oligomer can be obtained by esterifying a hydroxyl group at the terminal of an oligomer obtained by adding an alkylene oxide to a polyvalent carboxylic acid with (meth) acrylic acid.
  • polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomers are preferably used.
  • the cured product of the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer has a relatively high hardness.
  • cured material is equipped with the frame
  • a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer it is possible to obtain a hard coat layer 22b having higher hardness and superior toughness.
  • the polyfunctional (meth) acrylate monomer preferably has 4 or more (meth) acryloyl groups in one molecule, more preferably 4 or more and 13 or less, and more preferably 5 or more and 8 or less. More preferred.
  • the polyfunctional (meth) acrylate monomer having the number of (meth) acryloyl groups within the above range is particularly excellent in curability (curing speed), and the cured product has a relatively high hardness. Therefore, by using such a polyfunctional (meth) acrylate monomer, it is possible to obtain a hard coat layer 22b that is superior in impact resistance and scratch resistance against impacts from the operation region S2 side.
  • the number of (meth) acryloyl groups in one molecule is preferably 6 or more, more preferably 8 or more and 15 or less, and more preferably 9 or more and 13 or less. Further preferred.
  • the cured product of the polyfunctional (meth) acrylate oligomer having the number of (meth) acryloyl groups within the above range has particularly high surface hardness and appropriate flexibility. Therefore, by using such a polyfunctional (meth) acrylate monomer, it is possible to obtain a hard coat layer 22b having higher hardness and better toughness.
  • content of (A) polyfunctional (meth) acrylate in solid content contained in the composition for hard-coat layer formation is not specifically limited, It is preferable that it is 20 to 80 mass%, and is 30 mass%. More preferably, it is 70 mass% or less.
  • content of the polyfunctional (meth) acrylate is less than the lower limit, the hardness of the hard coat layer 22b may be slightly lowered depending on the combination of materials constituting the composition for forming the hard coat layer. There is sex.
  • the content of (A) polyfunctional (meth) acrylate exceeds the upper limit, the toughness of the hard coat layer 22b is slightly reduced depending on the combination of materials constituting the hard coat layer forming composition. there is a possibility.
  • (B) A bifunctional (meth) acrylate having two (meth) acryloyl groups (hereinafter sometimes simply referred to as “(B) bifunctional (meth) acrylate”) is a polymerization reaction in one molecule. Means a (meth) acrylate having two (meth) acryloyl groups contributing to.
  • bifunctional (meth) acrylate has a lower viscosity than (A) polyfunctional (meth) acrylate, it serves as a diluent for the composition for forming a hard coat layer. Therefore, by including (B) a bifunctional (meth) acrylate, the viscosity of the composition for forming a hard coat layer can be reduced, and the handleability of the composition for forming a hard coat layer can be improved. .
  • (B) bifunctional (meth) acrylate indicates general monomers and oligomers (prepolymers), and the molecular weight and molecular structure are not particularly limited. That is, (B) bifunctional (meth) acrylate is a concept including both a bifunctional (meth) acrylate monomer and a bifunctional (meth) acrylate oligomer, but (B) bifunctional (meth) acrylate is these You may contain only any one of these.
  • bifunctional (meth) acrylate monomer examples include a bifunctional (meth) acrylate monomer having a chain structure whose main skeleton is a chain, and a bifunctional (meth) acrylate monomer having a cyclic structure whose main skeleton is cyclic. Can be mentioned.
  • chain structure bifunctional (meth) acrylate monomer examples include 1,4-butadiene acrylate monomer, 1,6-hexadiacrylate monomer, 1,9-nonane diacrylate monomer, polyethylene glycol diacrylate monomer, and the like. It is done.
  • examples of the bifunctional (meth) acrylate monomer having a cyclic structure include alicyclic (meth) acrylates such as ethoxylated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate monomer and tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate monomer.
  • Monomers, aromatic (meth) acrylate monomers such as bisphenol A type (meth) acrylate monomers (for example, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate monomers, ethoxylated hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate monomers), etc. It is done.
  • examples of the bifunctional (meth) acrylate oligomer include a bifunctional urethane (meth) acrylate oligomer, a bifunctional epoxy (meth) acrylate oligomer, and a bifunctional polyester (meth) acrylate oligomer.
  • the bifunctional (meth) acrylate is particularly preferably a bifunctional bisphenol type (meth) acrylate, and more preferably a bifunctional bisphenol A type (meth) acrylate.
  • bifunctional bisphenol-type (meth) acrylate when bisphenol-type polycarbonate is used as the material constituting the plate member 21b, both the material constituting the plate member 21b and the hard coat layer forming composition are changed to bisphenol. It will have a derived skeleton. For this reason, it can be made especially excellent with these affinity, and the adhesiveness of the board member 21b and the hard-coat layer 22b can be improved.
  • the content of the (B) bifunctional (meth) acrylate in the solid content contained in the composition for forming a hard coat layer is not particularly limited, but is preferably 8% by mass or more and 40% by mass or less. It is more preferable that the content is from 35% by weight to 35% by weight.
  • the content of the bifunctional (meth) acrylate is less than the lower limit, depending on the combination of materials constituting the hard coat layer forming composition, the type of material constituting the plate member 21b, and the like, There is a possibility that the adhesion between the plate member 21b and the hard coat layer 22b is slightly lowered.
  • content of (B) bifunctional (meth) acrylate exceeds the said upper limit, content of the material which comprises the composition for hard-coat layer formation other than (B) bifunctional (meth) acrylate is relative. The hardness of the hard coat layer 22b may be lowered.
  • the hard coat layer-forming composition preferably contains a siloxane-modified (meth) acrylate and a filler in addition to the polyfunctional (meth) acrylate described above.
  • Siloxane-modified (meth) acrylate is a compound in which a (meth) acrylic compound and a compound having a siloxane bond (—Si—O—Si—) are bonded.
  • a siloxane-modified (meth) acrylate exhibits excellent oil repellency by having a siloxane bond.
  • cured material of the composition for hard-coat layer formation containing a siloxane modified (meth) acrylate, ie, the hard-coat layer 22b is excellent in oil resistance (solvent resistance).
  • the compound having a siloxane bond include compounds having at least one of structural units having a siloxane bond represented by the following formula (2) and formula (3). By using such a compound, the hard coat layer 22b is particularly excellent in oil resistance.
  • X 1 is a hydrocarbon group or a hydroxyl group.
  • X 2 is a hydrocarbon group or a hydroxyl group
  • X 3 is a divalent group in which one hydrogen atom is removed from the hydrocarbon group or hydroxyl group.
  • hydrocarbon group examples include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, and isopropyl group, cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, and cyclohexyl group, phenyl group, naphthyl group, 2- Examples thereof include aryl groups such as methylphenyl group, aralkyl groups such as benzyl group, diphenylmethyl group and naphthylmethyl group, phenyl group and biphenyl group.
  • the compound having a siloxane bond include polyorganosiloxane and silsesquioxane, and among these, silsesquioxane is preferable.
  • the cured product of silsesquioxane has a relatively high hardness and moderate flexibility. Therefore, by using silsesquioxane, it is possible to obtain a hard coat layer 22b that is excellent in impact resistance and scratch resistance against an impact from the operation region S2 side and that is excellent in toughness.
  • the silsesquioxane may be any structure such as a random structure, a cage structure, or a ladder structure (ladder structure), but a ladder structure is particularly preferable. As a result, it is possible to obtain a hard coat layer 22b that is particularly excellent in impact resistance and scratch resistance against impacts from the operation region S2 side.
  • the siloxane-modified (meth) acrylate is obtained by bonding a (meth) acrylic compound to a compound having a siloxane bond. Therefore, the siloxane-modified (meth) acrylate has a (meth) acryl group, and is therefore excellent in affinity with the aforementioned (A) polyfunctional acrylate and (B) bifunctional acrylate. As a result, the hard coat layer 22b in which the siloxane-modified (meth) acrylate is uniformly dispersed can be obtained. Therefore, the entire hard coat layer 22b is more excellent in surface hardness and stronger.
  • the compound which has a structure represented by following formula (4) and / or Formula (5) is mentioned, for example, Especially, it represents with Formula (4) and Formula (5).
  • Compounds having both of the following structures are preferred.
  • the compound represented by following formula (6) is mentioned, for example.
  • n is an integer greater than or equal to 1
  • R1 is a hydrocarbon group, an organic group, or a hydrogen atom independently
  • R0 is a hydrocarbon group or a hydrogen atom independently.
  • m is an integer greater than or equal to 1
  • R2 is a hydrocarbon group, an organic group, or a hydrogen atom independently
  • R0 is a hydrocarbon group or a hydrogen atom independently.
  • n and n are each an integer of 1 or more, R 1, R 2 and R 3 are each independently a hydrocarbon group, an organic group or a hydrogen atom, and R 0 is independently carbonized. It is a hydrogen group or a hydrogen atom.
  • the degree of polymerization of the (meth) acrylic compound is not particularly limited. Therefore, the (meth) acrylic compound may be any of monomer, dimer, trimer, oligomer, prepolymer, polymer, etc., but the degree of polymerization (for example, the total number of n and m in formula (6)). Is preferably 100 or more and 200 or less.
  • the hard coat layer 22b in which the siloxane-modified (meth) acrylate is uniformly dispersed can be obtained more easily and reliably, and therefore, the hard coat layer 22b as a whole has higher surface hardness and higher toughness. Become.
  • siloxane-modified (meth) acrylate for example, a compound represented by the following formula (7) or formula (8) is preferably used.
  • Me is a methyl group, and m, n, and p are each an integer of 1 or more.
  • Me is a methyl group
  • m, n and p are each an integer of 1 or more
  • R1, R2, R3 and R4 are each independently a hydrocarbon group, an organic group or It is a hydrogen atom.
  • the content of the siloxane-modified (meth) acrylate in the solid content contained in the composition for forming a hard coat layer is not particularly limited, but is preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less, and 8% by mass. More preferably, it is 20 mass% or less. If the content of the siloxane-modified (meth) acrylate is less than the lower limit, the oil resistance of the hard coat layer 22b may be slightly lowered depending on the combination of materials constituting the hard coat layer forming composition. is there.
  • the content of the siloxane-modified (meth) acrylate exceeds the upper limit, the content of the material constituting the hard coat layer forming composition other than the siloxane-modified (meth) acrylate is relatively reduced, There is a possibility that the hardness of the hard coat layer 22b is slightly lowered.
  • the filler has a function of further improving the surface hardness of the hard coat layer 22b. Therefore, the hard coat layer 22b containing a filler is particularly excellent in durability against an impact from the operation region S2 side.
  • the filler the same filler as described in the plate member 21a can be used, but an inorganic filler is preferable, and silica is more preferable. By using an inorganic filler (particularly silica), the hardness of the hard coat layer 22b can be further increased. As a result, it is possible to further improve the impact resistance against an impact from the operation region S2 side of the outer substrate 2b.
  • the shape of the filler is preferably granular (particularly spherical).
  • the average particle size of the filler is not particularly limited, but is preferably 0.001 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, more preferably 0.005 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less, and 0.01 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less. Further preferred.
  • the hard coat layer 22b which is particularly excellent in smoothness and has a particularly high hardness can be formed.
  • a filler having an average particle size of 0.3 ⁇ m or less light scattering hardly occurs, and a decrease in the transparency (translucency) of the hard coat layer 22b can be prevented.
  • a compound having a (meth) acryloyl group is introduced on the surface of the filler.
  • all the materials of a filler, (A) polyfunctional acrylate, (B) bifunctional acrylate, and a siloxane modified (meth) acrylic resin will have a (meth) acryloyl group.
  • the affinity between these materials is further increased, and the hard coat layer 22b in which the respective materials are uniformly mixed can be obtained.
  • a filler, (A) polyfunctional acrylate, (B) bifunctional acrylate, and a siloxane modified (meth) acrylic resin can also be combined chemically.
  • a hard coat layer 22b that is homogeneous and has a particularly high hardness can be obtained. Therefore, the impact resistance and scratch resistance of the entire hard coat layer 22b against an impact from the operation region S2 side, etc. Can be further improved.
  • a method for introducing a compound having a (meth) acryloyl group into the surface of the filler a method using a silane coupling agent is particularly preferably used. Thereby, a (meth) acryloyl group can be more easily introduced into the surface of the filler.
  • the content of the filler in the solid content contained in the composition for forming a hard coat layer is not particularly limited, but is preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less, and 20% by mass or more and 35% by mass or less. More preferably. If the filler content is less than the lower limit, the hardness of the entire hard coat layer 22b may be slightly lowered depending on the combination of materials constituting the hard coat layer forming composition. Further, if the filler content exceeds the upper limit, the content of the material constituting the hard coat layer forming composition other than the filler may be relatively reduced, and the oil repellency of the hard coat layer 22b may be slightly reduced. There is sex.
  • the difference between the refractive index of the hard coat layer 22b and the refractive index of the plate member 21b is preferably 0.1 or less, more preferably 0.08 or less, and even more preferably 0.05 or less. . Thereby, scattering and reflection of light can be reduced at the interface between the hard coat layer 22b and the plate member 21b. As a result, it is possible to more reliably prevent the visual recognition of the processed region S1 via the outer substrate 2b from being lowered.
  • the composition (hard coat layer forming composition) for forming such a hard coat layer 22b is other than the above-described materials (polyfunctional acrylate, bifunctional acrylate, siloxane-modified (meth) acrylic resin and filler).
  • the material may be included.
  • Other materials include, for example, resin materials such as monofunctional (meth) acrylates, polymerization initiators, sensitizers, plasticizers, stabilizers, surfactants, antioxidants, antioxidants, anti-reducing agents, and charging agents. Examples include inhibitors, surface conditioners, and solvents.
  • the photopolymerization initiator has a function as a polymerization initiator when the hard coat layer forming composition is cured by ultraviolet rays, and a known compound can be used alone or in combination.
  • a known compound can be used alone or in combination.
  • examples of such compounds include benzoin or benzoin alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether, aromatic ketones such as benzophenone and benzoylbenzoic acid, and alpha-dicarbonyls such as benzyl, Benzyl ketals such as benzyl dimethyl ketal and benzyl diethyl ketal, acetophenone, 1- (4-dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2- Methyl-1-phenyl-1-propan-1-
  • the solvent examples include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as methyl ethyl ketone, 2-pentanone and isophorone. And esters such as ethyl acetate, butyl acetate and methoxypropyl acetate, cellosolve solvents such as ethyl cellosolve, glycol solvents such as methoxypropanol, ethoxypropanol and methoxybutanol. These can be used alone or in combination.
  • aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and cyclohexane
  • aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
  • alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butan
  • the surface conditioning agent improves the wettability and uniformity of the coating film formed using the liquid agent (varnish) containing the hard coat layer forming composition to the plate member 21b (base material), and the surface of the coating film. It is a compound added for the purpose of improving smoothness and improving the surface slip of the hard coat layer 22b (cured coating film).
  • a fluorine-based conditioner, a modified silicone-based conditioner, or an acrylic conditioner can be used as the surface conditioner.
  • at least one of a fluorine-based conditioner and a modified silicone-based conditioner is preferable.
  • These surface conditioners are preferably composed of a polyether-modified product, an alkyl-modified product, and a polyester-modified product, and particularly preferably a polyether-modified product.
  • the average thickness t 1 of the plate member 21b is not particularly limited, but is preferably 5mm or more 20mm or less, and more preferably 15mm or less than 8 mm.
  • the average thickness t 2 of the hard coat layer 22b is also not particularly limited, but is preferably 3 ⁇ m or more 30 ⁇ m or less, more preferably 6 ⁇ m least 15 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the outer substrate 2b (total thickness) t total is the sum of the average thickness t 2 of the average thickness t 1 and the hard coating layer 22b of the plate member 21b.
  • the outer substrate 2b is disposed outside the inner substrate 2a. Thereby, for example, even if the fragments 104 ′, bolts, etc., which are flying objects 40 collide with the inner substrate 2 a and the inner substrate 2 a is damaged, the outer substrate 2 b prevents the fragments from entering the operation area S 2. Can be prevented.
  • the machining center 10 has a fail-safe structure.
  • an air layer 5 is interposed between the inner substrate 2a and the outer substrate 2b.
  • the inner substrate 2a and the outer substrate 2b are moved toward the air layer 5, that is, in the collision direction. Can bend and thus absorb the impact.
  • the air layer 5 functions as a shock absorbing layer.
  • the flying object 40 collides with the inner substrate 2a or an impact or the like from the operation region S2 side is applied to the outer substrate 2b, this shock absorption and the above-described function of the hard coat layer 22b are combined.
  • the outer substrate 2b is prevented from being damaged or scratched, and exhibits excellent durability (impact resistance, scratch resistance).
  • the average thickness of the air layer 5 (gap distance) t 3 is equal to or more even as the average thickness t 1 of the plate member 21b of the average thickness B and outer plates 2b of the plate member 21a of the inner substrate 2a Thin is preferred. Accordingly, suppressed that the average thickness t 3 of the air layer 5 is excessive, therefore, it contributes to thinning of the sight glass 1. Further, even if the average thickness t 3 of the air layer 5 exceeds the average thickness t 1 of the plate member 21b of the average thickness B and outer plates 2b of the plate member 21a of the inner substrate 2a, the impact of an air layer 5 Absorption cannot be improved.
  • the frame body 4 is a member that collectively supports the inner substrate 2a and the outer substrate 2b.
  • the viewing window 1 is in the assembled state shown in FIG. 2 in which the inner substrate 2a, the outer substrate 2b, and the frame body 4 are assembled in advance, and thus can be easily attached to the exterior 102 in this assembled state.
  • the viewing window 1 constitutes a machine tool part.
  • various metal materials such as aluminum and aluminum alloy, and various resin materials can be used.
  • various resin materials it is preferable to use various resin materials as the constituent material of the frame 4.
  • the frame 4 has a rectangular frame shape along the edges of the outer substrate 2b and the inner substrate 2a, that is, in a plan view, and through holes 41 are formed at the four corners, respectively.
  • a portion of the exterior 102 where the viewing window 1 is installed is open, and four stud bolts 102 a are supported and fixed around the opening. Then, the stud bolt 102a can be inserted into each through hole 41 of the frame body 4, and the nut 102b can be screwed into the stud bolt 102a. Thereby, the viewing window 1 is attached to the exterior 102.
  • first recess (first groove) 421 and a second recess (second groove) 422 are formed along the circumferential direction of the inner periphery of the frame body 4.
  • the edge of the inner substrate 2a is fitted into the first recess 421, and the edge of the outer substrate 2b is fitted into the second recess 422. Thereby, the inner substrate 2 a and the outer substrate 2 b are reliably supported by the frame body 4.
  • the convex portion between the first concave portion 421 and the second concave portion 422 serves as a spacer 43 interposed between the inner substrate 2a and the outer substrate 2b.
  • the spacer 43 is also a substantially hard portion.
  • the hard spacer 43 can regulate the separation distance between the inner substrate 2a and the outer substrate 2b to be constant, so that the air layer 5 is reliably secured.
  • the inner packing 3a is inserted into the first recess 421 together with the inner substrate 2a.
  • the outer packing 3b is also inserted into the second recess 422 together with the outer substrate 2b.
  • Each of the inner packing 3a and the outer packing 3b is formed of a long band having elasticity.
  • the inner packing 3a is disposed on the processing region S1 side with respect to the inner substrate 2a, and is compressed between the inner substrate 2a and the frame body 4. Thereby, the air layer 5 can be airtightly sealed from the processing region S1 side.
  • the outer packing 3b is disposed on the operation region S2 side with respect to the outer substrate 2b, and is compressed between the outer substrate 2b and the frame 4. Thereby, the air layer 5 can be airtightly sealed from the operation region S2 side.
  • the air layer 5 is hermetically sealed in this manner, thereby preventing, for example, dust, dust, moisture, etc. (hereinafter, “dust” is typically treated) from entering the air layer 5. Can do. If dust once enters the air layer 5, the dust may cloud the inner substrate 2a and the outer substrate 2b, and it may be difficult to remove the fog. However, since the intrusion of dust is prevented as described above, the occurrence of such a problem can be prevented.
  • the pressure in the air layer 5 can be set equal to or higher than the atmospheric pressure by hermetic sealing. Thereby, compared with the case where the inside of the air layer 5 is in a pressure-reduced state, the impact absorption in the air layer 5 can be improved.
  • the pressure in the air layer 5 is not particularly limited, and is preferably 1 to 10 atm, for example. Preferably, the pressure is 5 to 10 atm.
  • the air layer 5 may be filled with an inert gas such as nitrogen.
  • an inert gas such as nitrogen.
  • the constituent materials of the inner packing 3a and the outer packing 3b are not particularly limited.
  • various rubber materials such as styrene-butadiene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, Various thermoplastic elastomers can be mentioned.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (a view showing the displacement state of the inner substrate) of the viewing window of the second embodiment
  • FIG. 4 is a view (plan view) seen from the direction of arrow B in FIG. .
  • the viewing window of the second embodiment will be described with reference to these drawings, but the description will focus on differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except that the spacer configuration is different.
  • the spacer 43 ⁇ / b> A includes a plurality of members having elasticity, that is, a plurality of compression coil springs 431.
  • the number of the compression coil springs 431 is four, and each compression coil spring 431 is in contact with the vicinity of the corner of the rectangular inner substrate 2a (the same applies to the outer substrate 2b).
  • the contact part 212 with which the compression coil spring 431 of the inner substrate 2a contacts is configured by a bottom part of a recess formed by recessing the plate member 21a partway in the thickness direction. Thereby, the position shift of the compression coil spring 431 can be prevented.
  • the constituent material of the compression coil spring 431 is not particularly limited, and examples thereof include various metal materials such as stainless steel.
  • the inner substrate 2a can be displaced outward as a whole.
  • the impact acting on the inner substrate 2a is the impact in the first embodiment. Bigger than.
  • the viewing window 1 is further affected by the displacement of the entire inner substrate 2a, that is, the effect of the elasticity of the compression coil spring 431. It has a configuration that can sufficiently withstand.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (a diagram showing a displacement state of the inner substrate) showing the viewing window of the third embodiment.
  • the viewing window of the third embodiment will be described with reference to this figure, but the description will focus on differences from the first and second embodiments described above, and the description of the same matters will be omitted.
  • the third embodiment is the same as the second embodiment except that the spacer configuration is different.
  • the spacer 43 ⁇ / b> B includes a compression coil spring 431 disposed on the lower side and a compression coil spring 432 disposed on the upper side.
  • the compression coil spring 432 has a smaller spring constant than the compression coil spring 432.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a viewing window of the fourth embodiment.
  • the viewing window of the fourth embodiment will be described with reference to this figure, but the description will focus on the differences from the first to third embodiments described above, and the description of the same matters will be omitted.
  • the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the frame is different.
  • the frame body 4 is composed of two members, a main body portion 44 and a lid portion 45 that can be attached to and detached from the main body portion 44.
  • the main body portion 44 constitutes a portion corresponding to three sides of the frame body 4 having a quadrangular shape in plan view
  • the lid portion 45 constitutes a portion corresponding to the remaining one side. Then, these members can be fastened with four bolts 46 in a state in which the main body portion 44 into which the inner substrate 2 a and the outer substrate 2 b are respectively inserted and the lid portion 45 are assembled. Thereby, the viewing window 1 is obtained.
  • the sight glass 1 is used for a long time, and the inner substrate 2a is damaged due to deterioration, for example, the bolts 46 are loosened to disassemble the main body 44 and the lid 45. Can do. Thereby, the damaged inner substrate 2a can be taken out from the main body 44, and a new inner substrate 2a can be inserted into the main body 44 instead.
  • the viewing window 1 is detachable from the frame body 4 and can be replaced with the inner substrate 2a (the same applies to the outer substrate 2b).
  • the viewing window 1 can be used as it is, that is, the use of the viewing window 1 can be continued as it is. . Therefore, the MTBF (Mean Time between Failure) of the viewing window 1 can be made as long as possible.
  • the main body 44 is provided with four female screws 441 to which the bolts 46 are screwed. Further, the lid 45 is provided with a through hole 451 through which a bolt 46 screwed into the female screw 441 is inserted.
  • the viewing window 1 is configured such that both the inner substrate 2a and the outer substrate 2b can be replaced.
  • the present invention is not limited to this, and only one of the inner substrate 2a and the outer substrate 2b can be replaced. It may be configured to be possible.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a viewing window of the fifth embodiment.
  • the viewing window of the fifth embodiment will be described with reference to this figure.
  • the description will focus on the differences from the first to fourth embodiments described above, and the description of the same matters will be omitted.
  • the fifth embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the frame is different.
  • the frame 4 has the through holes 41 and the spacers 43 omitted. And then.
  • the inner substrate 2a and the outer substrate 2b are joined by a square annular spacer-6.
  • an air layer 5 hermetically sealed is defined by the inner substrate 2a, the outer substrate 2b, and the spacer-6.
  • the spacer 6 may be composed of either an elastic body or a rigid body.
  • the inner substrate 2a, the outer substrate 2b, and the spacer 6 are directly fixed (fixed) to the inner surface of the frame body 4 with, for example, an adhesive.
  • the inner side packing 3a and the outer side packing 3b are also abbreviate
  • the frame body 4 is fixed (adhered) to a portion that defines the opening of the exterior 102 by, for example, bonding with an adhesive, welding, brazing, or the like. Further, the frame body 4 may be omitted, and the laminate composed of the inner substrate 2a, the outer substrate 2b, and the spacer 6 may be fixed to a portion that defines the opening of the exterior 102.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a viewing window according to the sixth embodiment.
  • the viewing window of the sixth embodiment will be described with reference to this figure, but the description will focus on the differences from the first to fifth embodiments described above, and the description of the same matters will be omitted.
  • the fifth embodiment is the same as the fifth embodiment except that the outer substrate and the spacer are omitted.
  • the outer substrate 2b and the sparser 6 are omitted, and the outer surface of the inner substrate 2a (the surface opposite to the protective layer 22a), that is, the surface on the operation region S2 side is hardened.
  • a coat layer 22b is provided.
  • Such a configuration contributes to further weight reduction of the viewing window 1.
  • the frame body 4 can be omitted.
  • complex of this invention and the components for machine tools were demonstrated about embodiment of illustration, this invention is not limited to this, Each part which comprises a composite_body
  • composite body and machine tool part of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
  • the composite body and the machine tool component have two functions of a function as a viewing window and a function as a lighting window in each of the above embodiments, but the present invention is not limited to this. Depending on the installation location, there may be only one of the two functions.
  • the composite body and the machine tool component are configured to have two substrates.
  • the present invention is not limited to this.
  • the composite body and the machine tool component further include a third substrate. Also good.
  • an air layer is formed between two substrates.
  • An adhesive layer to be joined may be interposed. In this case, since the adhesive layer has elasticity, the adhesive layer can function as an impact absorbing layer.
  • the exterior was comprised with the metal plate, you may make it comprise with the composite_body
  • this exterior constitutes the machine tool part of the present invention.
  • the composite of the present invention can be used as a window member for construction machinery. In this case, it arrange
  • Example 1 Production of inner substrate First, a polycarbonate plate (plate member) having an average thickness of 10 mm, a normal glass plate (protective layer) having an average thickness of 0.2 mm, and a urethane resin layer (adhesive layer) having an average thickness of 0.1 mm And prepared. Next, a urethane resin layer is placed between a polycarbonate plate and a normal glass plate, and after temporarily adhering them at 100 ° C. under vacuum conditions, this is performed at 100 ° C., 0.9 Mpa for 10 minutes using an autoclave. The inner substrate (laminated body) was produced by bonding. The ratio (A / B) of the average thickness of the ordinary glass plate to the average thickness B of the polycarbonate plate was 0.02.
  • a 100 mm ⁇ 100 mm sample was cut out from the urethane resin layer and immersed in a cutting fluid having a pH of 9.9 (manufactured by Yushiro Chemical Industry Co., Ltd., “Yushiroken FGS700”) at 40 ° C. for 14 days. Thereafter, the sample was taken out from the cutting fluid, and the adhering cutting fluid was wiped off with a waste cloth, and its mass was measured. As a result, the mass increase rate before and after immersing the urethane resin layer in the cutting fluid was 12% or less.
  • silica particles having an average particle size of 0.02 ⁇ m are added to propylene glycol monomethyl ether, and the mixture is stirred and mixed using a mixer. Obtained. Thereafter, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KBM-5103”) was added while stirring this dispersion. Thereby, surface-modified silica particles into which acryloyl groups were introduced were obtained.
  • the prepared hard coat layer forming composition was wetted on one surface of a polycarbonate sheet plate (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., “Polycaace ECK100UU”) with an average thickness of 8 mm using a metal bar coater.
  • the coating film was formed by coating so that the film thickness was 55 ⁇ m.
  • the polycarbonate sheet plate on which this coating film was formed was placed in a hot air circulation oven at 60 ° C., and the coating film was dried for 10 minutes.
  • the dried coating film was irradiated with ultraviolet rays using an electrodeless UV lamp (H bulb) (manufactured by Heraeus Noblelight Fusion Ubuy) at an irradiation distance of 50 mm and a conveyor conveyance speed of 3 m / min.
  • the outer substrate (second laminate) was prepared by curing.
  • the average thickness of the hard coat layer (coating film after curing) was 10 ⁇ m.
  • Example 2 An inner substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the average thicknesses of the polycarbonate plate and the ordinary glass plate were changed as shown in Table 1. Further, an outer substrate and a frame body similar to those in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG.
  • Example 9 A polycarbonate plate having an average thickness of 3 mm, two ordinary glass plates having an average thickness of 0.5 mm, and two butyral resin layers having an average thickness of 0.1 mm were prepared. Next, a butyral resin layer is disposed between the polycarbonate plate and the ordinary glass plate, and these are temporarily bonded at 100 ° C. under vacuum conditions, and then the main plate is used at 100 ° C., 0.9 Mpa for 10 minutes using an autoclave. The inner substrate (laminated body) was produced by bonding. The ratio (A / B) of the average thickness of the ordinary glass plate to the average thickness B of the polycarbonate plate was 0.17.
  • a 100 mm ⁇ 100 mm sample was cut out from the butyral resin layer and immersed in a pH 9.9 cutting fluid (manufactured by Yushiro Chemical Industry Co., Ltd., “Yushiroken FGS700”) at 40 ° C. for 14 days. Thereafter, the sample was taken out from the cutting fluid, and the adhering cutting fluid was wiped off with a waste cloth, and its mass was measured. As a result, the mass increase rate before and after immersion of the butyral resin layer in the cutting fluid was 23% or less.
  • Example 2 Further, the same outer substrate and frame as in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG.
  • Example 10 An inner substrate was produced in the same manner as in Example 9 except that the average thicknesses of the polycarbonate plate and the ordinary glass plate were changed as shown in Table 1. Further, an outer substrate and a frame body similar to those in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG.
  • Example 11 to 18 A hard coat layer having an average thickness of 10 ⁇ m was formed on the surface of the inner substrate produced in the same manner as in Examples 1 to 8 on the side opposite to the normal glass plate, using the composition for forming a hard coat layer prepared in Example 1. Formed. Further, a frame similar to that of Example 1 was prepared, and an inner substrate with a hard coat layer was attached to the frame to manufacture a viewing window having the configuration shown in FIG.
  • Example 2 An inner substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of each of the polycarbonate plate and the ordinary glass plate was changed as shown in Table 2. Further, an outer substrate and a frame body similar to those in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG.
  • Example 5 An inner substrate was produced in the same manner as in Example 9 except that the average thicknesses of the polycarbonate plate and the ordinary glass plate were changed as shown in Table 2. Further, an outer substrate and a frame body similar to those in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG.
  • Example 6 A tempered glass plate having an average thickness of 10 mm was prepared. Further, the same outer substrate and frame as in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG. 7 was manufactured in the same manner as in Example 1 using the tempered glass plate as the inner substrate.
  • Example 7 A polycarbonate plate having an average thickness of 10 mm was prepared. Further, the same outer substrate and frame as in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG. 7 was manufactured in the same manner as in Example 1 using a polycarbonate plate as the inner substrate.
  • Example 8 A polycarbonate plate having an average thickness of 5 mm was prepared. Further, the same outer substrate and frame as in Example 1 were prepared, and a viewing window having the configuration shown in FIG. 7 was manufactured in the same manner as in Example 1 using a polycarbonate plate as the inner substrate.
  • the impact resistance was evaluated according to the following criteria.
  • Oil Resistance Evaluation Samples of a predetermined size were cut out from the inner substrates obtained in Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5, the tempered glass plate of Comparative Example 6, and the polycarbonate plates of Comparative Examples 7 and 8, respectively.
  • a cutting oil (“Yushiloken FGS700” manufactured by Yushiro Chemical Industry Co., Ltd.) was added to the surface of the normal glass plate of this sample (one surface in the case of Comparative Examples 6 to 8) in an environment of room temperature (25 ° C.). 5 mL was dropped and left for 24 hours. After 24 hours, the cutting fluid was wiped from the surface of the sample.
  • the surface condition of the sample was observed with the naked eye and evaluated according to the following criteria.
  • the sample was observed with the naked eye and evaluated according to the following criteria.
  • the sample was sandwiched between two metal plates each having an opening having a through-hole of 80 mm ⁇ , and the sample was installed so that the thickness direction of the sample was substantially horizontal with respect to the floor surface.
  • a steel ball of 5 mm ⁇ and 0.5 g is collided at 360 km / h to 1080 km / h toward a sample normal glass plate (one surface in the case of a tempered glass plate and a polycarbonate plate) exposed from the through hole. It was fired at a velocity and the impact velocity [km / h] required for the steel ball to penetrate the sample was measured.
  • the separation distance between the chamber for firing the steel ball and the sample was 2 m.
  • the amount of energy required to penetrate the sample was calculated from the measured collision speed.
  • this sample was determined to be equal to or more than the energy amount calculated from the collision speed.
  • the collision energy [J / mm] per unit thickness of the sample was obtained by dividing the calculated energy amount by the average thickness of the sample.
  • the sample is fixed to a sample holder having a through-hole having an opening of 76 mm ⁇ , and a prescribed weight with a hemispherical tip is launched at the center of the sample, and the tip of the prescribed weight penetrates the sample.
  • the amount of energy required for impact (impact energy) [J] was measured.
  • the collision energy [J / mm] per unit thickness of the sample was obtained by dividing the measured energy amount by the average thickness of the sample.
  • the sample was fixed at the peripheral edge so that the weight dropped on the normal glass plate (one surface in the case of a tempered glass plate and a polycarbonate plate). Moreover, the drop height of the specified weight with respect to the sample was 75 cm. The specified weight was 12.8 kg in weight, the diameter of the hitting tip was 1 ⁇ 2 inch, and the launching speed was 5.8 m / sec.
  • the viewing windows obtained in Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 3, and 5 to 8 were attached to the exterior of the machining center shown in FIG. 1 and machined.
  • the sight windows obtained in Examples 1 to 18 are less likely to deteriorate such as whitening and cracking as compared with the sight windows obtained in Comparative Examples 1 to 3, 5 to 8, and the sight windows have a longer period of time. It was possible to use.
  • the composite of the present invention is a plate member made of polycarbonate as a main material, and provided on one surface side of the plate member, has a function of protecting the plate member, and is made of glass as a main material.
  • a laminate formed by adhering a protective layer via an adhesive layer, and a hard coat layer provided on the opposite side of the laminate from the protective layer, and the average thickness of the protective layer is A [Mm], where the average thickness of the plate member is B [mm], the ratio of A to B (A / B) is 0.02 or more and 0.3 or less.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

 本発明の複合体は、ポリカーボネートを主材料として構成された板部材と、板部材の一方の面側に設けられ、板部材を保護する機能を有し、ガラスを主材料として構成された保護層とを、接着剤層を介して接着してなる積層体と、積層体の保護層と反対側に設けられたハードコート層とを有し、保護層の平均厚さをA[mm]とし、板部材の平均厚さをB[mm]としたとき、Bに対するAの比(A/B)が0.02以上0.3以下である。

Description

複合体および工作機械用部品
 本発明は、複合体および工作機械用部品に関する。
 ポリカーボネート板は、透明性に優れ、耐衝撃性も備えている。このため、耐衝撃性が要求される工作機械の窓材等に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002-046241号公報
 ところが、ポリカーボネートは、他の樹脂に比べて耐溶剤性(耐油性)に劣る。このため、例えば工作機械の安全窓等にポリカーボネート板を使用した場合、工作機械の運転中に付着した切削油等の薬液によって、ポリカーボネート板が次第に劣化したり、その表面が切削片等の飛散物により傷がつき、視認性が低下したりすることがあった。
 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、耐油性を改善することにより油が付着しても表面にクラック等が発生し難くするとともに、優れた耐擦傷性を備える複合体、および工作機械用部品を提供することにある。また、質量が増大するのを防止しつつ、前記特性を発揮し得る複合体、および工作機械用部品を提供することにある。
 このような目的は、下記(1)~(36)の本発明により達成される。
 (1) ポリカーボネートを主材料として構成された板部材と、前記板部材の一方の面側に設けられ、前記板部材を保護する機能を有し、ガラスを主材料として構成された保護層とを、接着剤層を介して接着してなる積層体と、
 該積層体の前記保護層と反対側に設けられたハードコート層とを有し、
 前記保護層の平均厚さをA[mm]とし、前記板部材の平均厚さをB[mm]としたとき、Bに対するAの比(A/B)が0.02以上0.3以下である複合体。
 (2) 前記板部材の平均厚さBは、2mm以上20mm以下である上記(1)に記載の複合体。
 (3) 前記板部材の前記接着剤層側の面には、前記接着剤層との密着性を向上させる密着性向上処理が施されている上記(1)または(2)に記載の複合体。
 (4) 前記ポリカーボネートは、ビスフェノール型ポリカーボネートを主成分とする上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の複合体。
 (5) 前記ガラスは、普通ガラスである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の複合体。
 (6) 前記保護層の前記接着剤層側の面には、前記接着剤層との密着性を向上させる密着性向上処理が施されている上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の複合体。
 (7) 前記接着剤層の平均厚さは、10μm以上500μm以下である上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の複合体。
 (8) 前記接着剤層の屈折率と、前記板部材の屈折率および前記保護層の屈折率のうちの少なくとも一方との差は、0.05以下である上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の複合体。
 (9) 前記接着剤層を、pH8以上10.5以下のアルカリ溶液に、40℃で14日間浸漬したとき、前記接着剤層の質量増加率は、30%以下である上記(1)ないし(8)のいずれか1項に記載の複合体。
 (10) 前記接着剤層を構成する接着剤は、硬化型接着剤およびホットメルト型接着剤のうちの少なくとも一方を含有する上記(9)に記載の複合体。
 (11) 前記保護層側から前記積層体に、5mmφ、0.5gの鋼球を衝突させ、当該積層体を貫通するのに要する衝撃エネルギーを測定する水平式鋼球衝撃試験を実施したしたとき、前記積層体の単位厚さあたりの衝撃エネルギーが2.5J/mm以上である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の複合体。
 (12) ASTM D3763に規定された計装化面衝撃試験に準拠して、前記保護層に向かって、規定錘を打ち出したとき、当該積層体を貫通するのに要する前記積層体の単位厚さあたりの衝撃エネルギーが12J/mm以上である上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の複合体。
 (13) 前記ハードコート層は、前記板部材の前記保護層と反対側の面上に設けられている上記(1)ないし(12)のいずれか1項に記載の複合体。
 (14) さらに、前記板部材の前記保護層と反対側に設けられ、ポリカーボネートを主材料として構成された第2の板部材を有し、
 前記ハードコート層は、前記第2の板部材の前記積層体と反対側の面上に設けられている上記(1)ないし(13)のいずれか1項に記載の複合体。
 (15) 前記ハードコート層の屈折率と、前記第2の板部材の屈折率との差は、0.1以下である上記(14)に記載の複合体。
 (16) 前記積層体と前記第2の板部材とは、中間層を介して設けられている上記(14)または(15)に記載の複合体。
 (17) 前記中間層の平均厚さは、前記積層体の前記板部材の平均厚さ以下である上記(16)に記載の複合体。
 (18) 前記中間層を気密的に封止するよう構成されている上記(16)または(17)に記載の複合体。
 (19) 前記中間層は、空気層である上記(16)ないし(18)のいずれかに記載の複合体。
 (20) 前記空気層内の圧力は、大気圧以上である上記(19)に記載の複合体。
 (21) 前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリレートを含有する材料を用いて形成されている上記(1)ないし(20)のいずれかに記載の複合体。
 (22) 前記ハードコート層は、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、2個の(メタ)アクリロイル基を有する2官能(メタ)アクリレートと、シロキサン変性(メタ)アクリレートと、フィラーとを含有する材料を用いて形成されている上記(1)ないし(21)のいずれかに記載の複合体。
 (23) 前記多官能(メタ)アクリレートは、多官能(メタ)アクリレートモノマーおよび多官能(メタ)アクリレートオリゴマーのうちの少なくとも一方を含む上記(21)または(22)に記載の複合体。
 (24) 前記多官能(メタ)アクリレートモノマーは、4個以上の(メタ)アクリロイル基を有する上記(23)に記載の複合体。
 (25) 前記多官能(メタ)アクリレートオリゴマーは、6個以上の(メタ)アクリロイル基を有する上記(23)または(24)に記載の複合体。
 (26) 前記多官能(メタ)アクリレートオリゴマーは、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーである上記(23)ないし(25)のいずれかに記載の複合体。
 (27) 前記2官能(メタ)アクリレートは、2官能ビスフェノール型(メタ)アクリレートである上記(22)ないし(26)のいずれか1項に記載の複合体。
 (28) 前記フィラーは、無機材料で構成されている上記(22)ないし(27)のいずれか1項に記載の複合体。
 (29) 前記無機材料は、シリカである上記(28)に記載の複合体。
 (30) 前記フィラーは、その表面に(メタ)アクリロイル基を有する化合物が導入されている上記(28)または(29)に記載の複合体。
 (31) 前記フィラーは、平均粒径が0.001μm以上5μm以下の粒子で構成されている上記(22)ないし(30)のいずれか1項に記載の複合体。
 (32) 前記材料に含まれる固形分中における前記シロキサン変性(メタ)アクリレートの含有量は、5質量%以上30質量%以下である上記(22)ないし(31)のいずれかに記載の複合体。
 (33) 前記材料に含まれる固形分中における前記フィラーの含有量は、15質量%以上40質量%以下である上記(22)ないし(32)のいずれかに記載の複合体。
 (34) 工作機械に用いられ、上記(1)ないし(33)のいずれかに記載の複合体を用いて作製された工作機械用部品。
 (35) 前記複合体は、前記保護層が前記工作機械の内部に臨むように配置される上記(34)に記載の工作機械用部品。
 (36) 当該工作機械用部品は、前記工作機械の覗き窓またはカバーである上記(34)または(35)に記載の工作機械用部品。
 本発明によれば、耐油性を改善することにより油が付着しても表面にクラック等が発生し難くするとともに、優れた耐擦傷性を付与することができる。また、質量が増大するのを防止しつつ、前記特性を発揮することができる。さらに、飛翔物に対する高い耐久性も付与することができる。
図1は、第1実施形態の覗き窓(本発明の工作機械用部品)を備える工作機械の一例を示す斜視図である。 図2は、図1中のA-A線断面図である。 図3は、第2実施形態の覗き窓を示す断面図(内側基板の変位状態を示す図)である。 図4は、図3(a)中の矢印B方向から見た図(平面図)である。 図5は、第3実施形態の覗き窓を示す断面図(内側基板の変位状態を示す図)である。 図6は、第4実施形態の覗き窓を示す分解斜視図である。 図7は、第5実施形態の覗き窓を示す分解斜視図である。 図8は、第6実施形態の覗き窓を示す分解斜視図である。
 以下、本発明の複合体および工作機械用部品を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
 本発明の複合体は、ポリカーボネートを主材料として構成された板部材と、前記板部材の一方の面側に設けられ、前記板部材を保護する機能を有し、ガラスを主材料として構成された保護層とを、接着剤層を介して接着してなる積層体(樹脂積層体)と、この積層体の前記保護層と反対側に設けられたハードコート層とを有し、前記保護層の平均厚さをA[mm]とし、前記板部材の平均厚さをB[mm]としたとき、Bに対するAの比(A/B)が0.02以上0.3以下であることを特徴とする。
 本発明によれば、ポリカーボネートを主材料として構成された板部材を保護する機能を有する保護層を、ガラスを主材料として構成することにより、複合体の耐油性を改善することができ、複合体の表面(保護層側の面)に油が付着してもクラック等が発生し難くすることができる。また、保護層により、複合体に優れた耐擦傷性を付与することができる。
 特に、板部材と保護層とを接着剤層を介して接着することにより、仮に保護層に割れが生じたとしても、接着剤層の存在により保護層の破片が脱落(散逸)するのを防止することができる。保護層の破片の散逸を防止することができれば、保護層の割れが線状のヒビとして視認されても、複合体(積層体)の光透過性(透明性)は十分に維持される。このようなことから、保護層の平均厚さAと板部材の平均厚さBとが上記関係を満足するように、すなわち、保護層を板部材よりも十分に薄くすることができる。ガラスを主材料として構成される保護層は、複合体を構成する各部材の中でも、特に複合体全体の質量に影響を及ぼす。しかしながら、本発明によれば、保護層を十分に薄くすることで、その質量を低減することができ、複合体全体の質量が増大するのを好適に防止することができる。
 <第1実施形態>
  図1は、第1実施形態の覗き窓(本発明の工作機械用部品)を備える工作機械の一例を示す斜視図、図2は、図1中のA-A線断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1および図2中(図3~図8についても同様)の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図2中(図3、図5、図7および図8についても同様)の右側を「内側」、左側を「外側」と言う。また、図2中(図3、図5、図7および図8についても同様)では、内側基板および外側基板に関して、それぞれ、その厚さ方向を強調して描いている。
 図1に示す工作機械は、数値制御(NC)による機械加工を自動的に行なうことができ、その機械加工の種類に応じて、工具を単独で、または、工具および加工対象物(母材)の双方を自動的に交換可能なマシニングセンタ10である。このマシニングセンタ10は、加工対象物に対して実際に機械加工を行なう構造体101と、構造体101全体を覆う外装(カバー)102と、構造体101の作動を操作、制御する操作パネル103とを有している。
 図2に示すように、構造体101は、本実施形態では、旋削、すなわち、ターニング(外丸削り)を行なう旋盤を一例として挙げている。旋盤である構造体101は、加工対象物である円柱体20を把持してその軸回りに回転する回転機構部(図示せず)と、バイト104とを有している。なお、マシニングセンタ10であるため、構造体101は、旋盤としての機能を有するのに限定されず、その他、例えば、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、歯切り盤、研削盤としての機能も有している。
 外装102は、金属板で構成され、マシニングセンタ10の骨格を構成するフレーム(図示せず)に例えばボルトを介して固定されている。これにより、構造体101で機械加工が行なわれる加工領域S1と、マシニングセンタ10を操作する操作者が立ち入り可能な操作領域S2とを確実に仕切ることができる。よって、操作者に対する安全性を確保することができる。
 操作パネル103は、各種の機械加工を施すためのプログラムが予め記憶された制御部105と、プログラムを呼び出す等の操作を行なう液晶パネル106や操作ボタン107を有している。
 ところで、図2に示すように、旋削を行なっている最中には、バイト104が例えば金属疲労によって寿命に達して破断した破片104’や、加工時に生じる円柱体20からの多数の切りくず201、加工を円滑に行なうための潤滑油(切削油剤)30が液滴や霧状(オイルミスト)となって、飛翔物40として加工領域S1内を飛散する(飛翔する)ことがある。この場合、飛翔物40は、その飛散の程度によっては外装102に内側から衝突して、それ以上の飛散が確実に防止される。これにより、飛翔物40が操作領域S2にまで飛散して侵入するのが防止される。よって、操作者は、飛翔物40で負傷したり、汚れたりすることが防止される。
 なお、飛翔物40としては、破片104’、切りくず201、潤滑油30の他に、バイト104を固定するボルト等の固定部材(治具)等も含まれることがある。
 さて、図2に示すように、マシニングセンタ10は、外装102に装着され、その状態で当該外装102の一部を構成する覗き窓(工作機械用部品)1を有している。覗き窓(窓ユニット)1は、マシニングセンタ10の内部、すなわち、加工領域S1を視認したり、操作領域S2にある例えば蛍光灯からの光を加工領域S1に採り込んで視認性を向上させたりするのに用いられる。すなわち、このように覗き窓1は、視認用窓としての機能と、採光用窓としての機能とを有している。
 覗き窓1は、内側基板(積層体)2aと、外側基板(第2の積層体)2bと、内側パッキン3aと、外側パッキン3bと、枠体(窓枠)4とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
 内側基板2aと外側基板2bとは、中間層5を介して互いに対向して配置されている。そして、この配置状態で各基板2a、2bが枠体4に一括して支持されている。上記中間層5としては、接着剤層、基材層、空気層などが挙げられるが、空気層、接着剤層が好ましい。接着剤層は、内側基板2aと外側基板2bとを接着可能であり、かつ透明性を確保できれば、特に限定されるものではない。基材層を構成する基材としては、樹脂基材が挙げられる。なお、空気層(ガス層)は、空気のみで構成される必要はなく、空気以外の気体を含有してもよし、空気以外の気体のみで構成されていてもよい。空気以外の気体としては、不活性ガスなどが挙げられる。
 内側基板2aと外側基板2bとは、いずれも透明性を有する透明基板である。なお、「透明」には、無色透明と有色透明とが含まれ、マシニングセンタ10では、無色透明が好ましい。
 (内側基板2a)
 内側基板2aは、その平面視で長方形をなし、板部材21aと保護層22aとを接着剤層23aで接合してなる積層体(樹脂積層体)である。
 板部材21aは、ポリカーボネートを主材料として構成されている。これにより、板部材21aは、高い透明性を有するとともに、加工領域S1側からの衝撃等に対する優れた耐衝撃性を示す。なお、板部材21aの厚さは、一定であるのが好ましい。
 ポリカーボネートとしては、特に限定されないが、芳香族系ポリカーボネートが好ましい。この芳香族系ポリカーボネートは、例えば、ビスフェノールとホスゲンとの界面重縮合反応、ビスフェノールとジフェニルカーボネートとのエステル交換反応などにより合成される。
 ビスフェノールとしては、ビスフェノールAや、式(1)に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノール(変性ビスフェノール)等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、Xは、炭素数1~18のアルキル基、芳香族基または環状脂肪族基であり、RaおよびRbは、それぞれ炭素数1~12のアルキル基であり、mおよびnは、それぞれ0~4であり、pは、繰り返し単位の数である。)
 式(1)に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノールとしては、具体的には、例えば4,4’-(ペンタン-2,2-ジイル)ジフェノール、4,4’-(ペンタン-3,3-ジイル)ジフェノール、4,4’-(ブタン-2,2-ジイル)ジフェノール、1,1’-(シクロヘキサンジイル)ジフェノール、2-シクロヘキシル-1,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ベンゼン、2,3-ビスシクロヘキシル-1,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1’-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン、2,2’-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン等が挙げられる。
 特に、ポリカーボネートとしては、ビスフェノールに由来する骨格を有するビスフェノール型ポリカーボネートを主成分とするのが好ましい。かかるビスフェノール型ポリカーボネートを用いることにより、板部材21aは、透明性および加工領域S1側からの衝撃等に対する耐衝撃性がさらに向上する。
 板部材21a中のポリカーボネートの含有量は、特に限定されないが、75質量%以上であるのが好ましく、85質量%以上であるのがより好ましい。ポリカーボネートの含有量を上記範囲内とすることにより、板部材21aは、十分な透明性を維持しつつ、加工領域S1側からの衝撃等に対する高い耐衝撃性を発揮することができる。
 また、板部材21aは、必要に応じて、例えば、フィラー、紫外線吸収剤、滑剤、色剤可塑剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。例えば、フィラーを含有することにより、板部材21aの加工領域S1側からの衝撃等に対する耐衝撃性をより向上させることができる。
 フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、湿式、乾式等の非結晶シリカや結晶シリカ等のシリカ、マイカ、タルク、クレー、アルミナ、ガラス、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属酸化物等の無機フィラー、木粉、パルプ、および熱硬化性樹脂硬化物等の有機フィラー等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 これらの中でも、フィラーとしては、特に、無機フィラーが好ましい。無機フィラーは、一般的に有機フィラーに比べて硬く、破損し難い。したがって、無機フィラーを用いることにより、板部材21aの硬度をより高くすることができる。その結果、板部材21aの加工領域S1側からの衝撃等に対する耐衝撃性をより高めることができる。無機フィラーの中でも、フィラーとしては、特にシリカが好ましい。これにより、板部材21aの加工領域S1側からの衝撃等に対する耐衝撃性をさらに高くすることができる。
 また、フィラーの形状としては、繊維状、異形状、球状等の粒状が挙げられるが、中でも、特に、球状が好ましい。このフィラーの平均粒径は、特に限定されないが、0.001μm以上5μm以下であるのが好ましく、0.005μm以上1μm以下であるのがより好ましく、0.01μm以上0.3μm以下であるのがさらに好ましい。これにより、平滑性に特に優れ、硬度が特に高い板部材21aを形成することができる。特に、0.3μm以下の平均粒径を有するフィラーを用いることにより、光の散乱が生じ難くなり、板部材21aの透明性(透光性)の低下を防止することができる。
 なお、フィラーの平均粒径は、例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布計(HORIBA製「LA-500」)により測定することができる。
 板部材21aがフィラーを含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、15質量%以上40質量%以下であるのが好ましく、20質量%以上35質量%以下であるのがより好ましい。フィラーの含有量を上記範囲内とすることにより、板部材21aは、フィラーの平均粒径にかかわらず、十分な透明性を維持するとともに、加工領域S1側からの衝撃等に対する高い耐衝撃性を発揮することができる。
 このような板部材21aは、例えば、押出法、プレス法、キャスト法、射出法などのいずれの製造方法を用いて形成してもよいが、押出法、プレス法またはキャスト法を用いて形成するのが好ましい。かかる方法によれば、板部材21aの耐衝撃性や耐油性を高めることができる。
 また、板部材21aの平均厚さBは、2mm以上20mm以下であることが好ましく、3mm以上15mm以下であることがより好ましく、3mm以上10mm以下であることがさらに好ましい。板部材21aの平均厚さBを前記範囲内とすることにより、板部材21aは、十分な剛性を有するようになるので、優れた耐衝撃性を発揮して、内側基板2aが破損するのを好適に防止することができる。また、この場合、板部材21aの質量が大きくなり過ぎるのを防止することができるので、内側基板2aの取り扱い性や作業性・生産性を向上することもできる。
 なお、板部材21aの外面(接着剤層23a側の面)には、接着剤層23aとの密着性を向上させる密着性向上処理を施すようにしてもよい。これにより、加工領域S1側からの衝撃等が内側基板2aに加わっても、板部材21aから接着剤層23a(保護層22a)が剥離するのを好適に防止することができる。
 かかる密着性向上処理としては、例えば、サンドブラスト法や溶剤処理法等による表面凹凸化処理、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理、電子線照射処理等の表面酸化処理、接着剤層23aを構成する接着剤との親和性の高い官能基を有するカップリング剤でのカップリング剤処理、接着剤層23aを構成する接着剤との親和性の高い材料で板部材21aの外面付近を形成する処理等が挙げられる。
 保護層22aは、板部材21aの内面(一方の面)側、すなわち、加工領域S1側に設けられている。これにより、内側基板2aは、保護層22aが板部材21aよりも加工領域S1に臨むように配置された状態となる。このような配置により、保護層22aは、板部材21aを保護することができる。なお、保護層22aの厚さも、板部材21aの厚さと同様に一定であるのが好ましい。
 保護層22aは、ガラスを主材料として構成されている。ガラスは、ポリカーボネートと比較して耐油性および耐擦傷性に優れる。工作機械の操作作業中には、内側基板2aの内面には、潤滑油(切削油剤)30等の薬液が付着したり、破片104’や切りくず201が衝突したりする。保護層22aが加工領域S1に臨むように配置されることにより、板部材21aへの薬液の付着や、破片104’や切りくず201の衝突を防止することができる。これにより、内側基板2aの破損や、変質・劣化による外面の白化を好適に防止または抑制することができる。
 保護層22a中のガラスの含有量は、特に限定されないが、85質量%以上であるのが好ましく、95質量%以上であるのがより好ましい。ガラスの含有量を上記範囲内とすることにより、保護層22aは、十分な透明性を維持しつつ、極めて優れた耐油性および耐擦傷性を発揮することができる。
 また、保護層22aは、必要に応じて、例えば、紫外線吸収剤、色剤可塑剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
 このような保護層22aを構成するガラスは、普通ガラスであるのが好ましい。すなわち、保護層22aには、風冷強化、ケミカル強化(イオン交換による強化)等の強化処理が施されてない普通ガラス板が好適に使用される。普通ガラス板は、これに強化処理が施された強化ガラス板と比較して、表面硬度が低い。このため、保護層22aに普通ガラス板を用いることにより、破片104’、ボルト等の比較的大きい質量の飛翔物40が保護層22aの内面(加工領域S1側の面)に衝突しても、保護層22aは、板部材21a側に撓むことができ、この衝撃は板部材21aで吸収される。
 その結果、保護層22aは、粉々に粉砕されることがなく、割れが生じる程度である。また、本発明では、保護層22aは、接着剤層23aを介して板部材21aに接着されている。このため、仮に保護層22aに割れが生じたとしても、保護層22aの破片(断片)が板部材21aから脱落するのが防止される。このようなことから、保護層22aの割れは、線状のヒビとして視認されても、保護層22aが白化して、内側基板2aの光透過性(加工領域S1の視認性)が低下することを抑制することができる。
 ここで、保護層22aの平均厚さをA[mm]とし、板部材21aの平均厚さをB[mm]としたとき、本発明では、AのBに対する比(A/B)が0.02以上0.3以下とされている。
 A/Bが0.02未満であると、保護層22aの厚さが薄くなり過ぎ、大判の母材から所定サイズの保護層22aを切り出す際、保護層22aを板部材21aに接着する際や、作製された内側基板2aを搬送する際等に、保護層22aが割れ易くなり、その取扱いに苦慮する。また、保護層22aの厚さが薄くなり過ぎると、保護層22aの内面に傷が生じた場合、その傷の深さが保護層22aの厚さに対して相対的に大きくなる。このため、切りくず201等の比較的小さい質量の飛翔物40が保護層22aの内面(加工領域S1側の面)に衝突した場合(すなわち軽い衝撃)でも、保護層22aが容易に破損する。
 かかる不都合を解消すべく、保護層22aの厚さを十分に確保しようとすると、板部材21aの厚さも増大させざるを得ない。この場合、内側基板2a全体の厚さが増大するだけでなく、次のような問題も生じる。すなわち、ポリカーボネートの熱膨張係数は、ガラスの熱膨張係数より大きい。このため、板部材21aの厚さが増大すると、環境温度の変化による板部材21aと保護層22aとの変形の程度の差がより顕著となり、保護層22aが破損し易くなる。さらに、ポリカーボネートの透視ひずみは、ガラスの透視ひずみより大きい。このため、板部材21aの厚さが増大すると、内側基板2a全体の透視ひずみが顕著となり、内側基板2a(覗き窓1)を介した加工領域S1の視認性が低下する。
 一方、A/Bが0.3を上回ると、板部材21aの厚さが相対的に小さくなるため、板部材21aの単位厚さあたりの衝撃吸収性が低下する。このため、破片104’、ボルト等の比較的大きい質量の飛翔物40が保護層22aの内面に衝突した場合(すなわち内側基板2aを貫通するような衝撃が付与された場合)に、保護層22aが容易に破損する。かかる不都合を解消すべく、板部材21aの厚さを十分に確保しようとすると、保護層22aの厚さも増大させざるを得ない。この場合、保護層22aの質量、ひいては、内側基板2aの質量が増大する。
 これに対して、A/Bが前記範囲内であることにより、より軽量で、視認性、耐油性、耐衝撃性および耐擦傷性に優れる内側基板2aを得ることができる。なお、A/Bは、0.02以上0.3以下であればよいが、0,025以上0.2以下であるのが好ましく、0.03以上0.1以下であるのがより好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
 具体的には、保護層22aの平均厚さAは、0.1mm以上1.5mm以下であることが好ましく、0.1mm以上1mm以下であることがより好ましく、0.2mm以上0.5mm以下であることがさらに好ましい。保護層22aの平均厚さAを前記範囲内とすることにより、保護層22aは、十分な機械的強度を有することができ、内側基板2aが破損するのを好適に防止することができる。また、この場合、保護層22aの質量が大きくなり過ぎるのを防止することができるので、内側基板2aの取り扱い性や作業性・生産性を向上することもできる。
 なお、保護層22aの外面(接着剤層23a側の面)には、接着剤層23aとの密着性を向上させる密着性向上処理を施すようにしてもよい。これにより、加工領域S1側からの衝撃等が内側基板2aに加わっても、保護層22aから接着剤層23a(板部材21a)が剥離するのを好適に防止することができる。
 かかる密着性向上処理としては、例えば、サンドブラスト法や溶剤処理法等による表面凹凸化処理、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理、電子線照射処理等の表面酸化処理、接着剤層23aを構成する接着剤との親和性の高い官能基を有するカップリング剤でのカップリング剤処理等が挙げられる。なお、カップリング剤処理を行う場合、カップリング剤には、シラン系カップリング剤を用いるのが好ましい。保護層22aは、ガラスを主材料として構成されるため、シラン系カップリングであれば、より強固に保護層22aの内面に結合させることができる。
 保護層22aと板部材21aとの間には、これらを接着する接着剤層23aが設けられている。この接着剤層23aは、保護層22aと板部材21aとを接着するのに十分な接着力を発揮することができれば、如何なる接着剤で構成するようにしてもよいが、優れた耐油性を有する接着剤が好ましい。かかる接着剤で接着剤層23aを構成することにより、仮に保護層22aに割れが生じて、この割れを介して潤滑油30が内側基板2a内に浸潤しても、接着剤層23aの耐油性により板部材21aへの到達を阻止することができる。その結果、板部材21aの白化を好適に防止することができ、内側基板2aの耐久性を向上することができる。
 接着剤層23aの耐油性は、例えば、接着剤層23aを所定の薬液に浸漬した際の質量増加率を指標にすることができる。具体的には、接着剤層23aをpH8以上10.5以下のアルカリ溶液に、40℃で14日間浸漬したとき、接着剤層23aの質量増加率は、30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。かかる接着剤層23aは、優れた耐油性を有すると判断することができる。
 かかる接着剤としては、硬化型接着剤およびホットメルト型接着剤のうちの少なくとも一方を含有するのが好ましい。これらの接着剤を用いて形成された接着剤層23aは、その内部における樹脂の架橋密度が高く、極めて高い耐油性を示す。硬化型接着剤としては、例えば、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、二液反応型接着剤等が挙げられる。一方、ホットメルト型接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂およびエチレン酢酸ビニル共重合体のうちの少なくとも1種を含有する接着剤が挙げられる。なお、光硬化型接着剤の具体例としては、(メタ)アクリレートモノマーおよび/または(メタ)アクリレートオリゴマーと重合開始剤とを含む接着剤等が挙げられる。
 これらの接着剤で構成される接着剤層23aを介して、保護層22aと板部材21aとを積層し、これらを熱圧着することにより、内側基板2aを作製することができる。なお、光硬化型接着剤を用いる場合、保護層22aと板部材21aとの熱圧着後に、例えば紫外線等の光を光硬化型接着剤に照射して硬化するようにすればよい。
 接着剤層23aの平均厚さは、10μm以上500μm以下であることが好ましく、25μm以上300μm以下であることがより好ましく、50μm以上150μm以下であることがさらに好ましい。接着剤層23aの平均厚さを前記範囲内とすることにより、接着剤層23aと板部材21aおよび保護層22aとの十分な密着性が得られ、これらの間での剥離を好適に防止することができる。また、接着剤層23aの弾性を低くすることができるため、加工領域S1側から保護層22aに局所的に圧力が加わったとしても、保護層22aが破損するのをより確実に防止することもできる。
 接着剤層23aの屈折率と、板部材21aの屈折率および保護層22aの屈折率のうちの少なくとも一方との差は、0.05以下であるのが好ましく、0.04以下であるのがより好ましく、0.03以下であるのがさらに好ましい。これにより、接着剤層23aと板部材21aおよび保護層22aとの界面において、光の散乱や反射が生じるのを低減することができる。その結果、内側基板2aを介した加工領域S1の視認が低下するのをより確実に防止することができる。
 ここで、従来のマシニングセンタでは、例えば、機械加工の際にバイトを固定するボルト等の固定部材(治具)が、バイトから外れて覗き窓(工作機用窓)に衝突してしまい、この衝突によって覗き窓が粉々に粉砕されてしまうという問題があった。かかる問題を回避するために、内側基板2a(積層体)は、水平式鋼球衝撃試験によって測定される単位厚さあたりの衝撃エネルギーが2.5J/mm以上である特性を有することが好ましい。これにより、内側基板2aは、優れた耐衝撃性を発揮する。そのため、固定部材が内側基板2aに衝突したとしても、内側基板2aが粉砕されることを確実に防止することができる。
 内側基板2aの水平式鋼球衝撃試験において測定される単位厚さあたりの衝撃エネルギーは、2.5J/mm以上であるのが好ましいが、4J/mm以上40J/mm以下であるのがより好ましく、6J/mm以上35J/mm以下であるのがさらに好ましい。内側基板2aの単位厚さあたりの衝撃エネルギーが前記範囲内であれば、固定部材が衝突することに起因する内側基板2aの破損を防止する効果がより顕著に発揮される。
 衝撃エネルギーは、高圧チャンバー内に導入された窒素ガスによって、鋼球をサンプル(本実施形態では内側基板2a)に向かって発射する水平式鋼球衝撃試験機を用いて測定される。なお、この水平式鋼球衝撃試験機は、鋼球を床面に対して略水平に発射するように構成されている。
 具体的には、まず、内側基板2aを、開口部が80mmφの貫通孔を有する2つの金属板で挟持し、内側基板2aの厚さ方向が床面に対して略水平になるように設置する。次いで、水平式鋼球衝撃試験機を用いて、前記貫通孔から露出した内側基板2aの保護層22aに向かって、5mmφ、0.5gの鋼球を、360km/h~1080km/hの衝突速度で発射し、鋼球が内側基板2aを貫通したときの衝突速度を測定する。そして、この衝突速度から、エネルギー量(衝撃エネルギー)[J]を求め、このエネルギー量を内側基板2aの平均厚さで除算することにより単位厚さあたりの衝突エネルギー[J/mm]を得ることができる。なお、前記水平式鋼球衝撃試験機において、鋼球を発射させるチャンバーと、内側基板2a(保護層22a)との離間距離は2mとする。
 なお、鋼球を所定の速度で内側基板2aに衝突させたときに、当該鋼球が内側基板2aを貫通しない場合には、内側基板2aの水平式鋼球衝撃試験による衝撃エネルギーは、その所定の速度から算出されるエネルギー量[J]以上であるとされる。この水平式鋼球衝撃試験では、長さ100mm、幅100mmのサイズに形成された内側基板2aを用いる。
 また、内側基板2aは、その保護層22aに向かって、ASTM D3763に規定された計装化面衝撃試験に準拠して規定錘を打ち出したとき、内側基板2aを貫通するのに要する内側基板2aの単位厚さあたりの衝撃エネルギーが、12J/mm以上であるのが好ましく、18J/mm以上95J/mm以下であるのがより好ましく、25J/mm以上65J/mm以下であるのがさらに好ましい。これにより、内側基板2aに固定部材やバイト104が衝突した場合であっても、内側基板2aの破損を十分に防ぐことができる。
 なお、計装化面衝撃試験による衝撃エネルギーは、落錘型衝撃試験機(GRCインスツルメンツ社製、「DYNATUP8250」)を用いて、以下のような方法により求めることができる。
 まず、長さ100mm、幅100mmのサイズの内側基板2aを用意し、この内側基板2aを開口部が76mmφの貫通孔を備えるサンプルホルダーに固定する。このとき、規定錘が保護層22a側に落下するように、内側基板2aを前記試験機のサンプルホルダーに設置する。なお、規定錘は、重さ12.8kg、撃芯先端直径1/2インチである。
 次に、内側基板2aの中央部に向かって、先端が半球状の規定錘を打ち出し、規定錘の先端部が内側基板2aを貫通したときの衝突速度を測定する。そして、内側基板2aを貫通したときの規定錘の衝突速度からエネルギー量(衝撃エネルギー)[J]を求め、このエネルギー量を内側基板2aの平均厚さで除算することにより単位厚さあたりの衝突エネルギー[J/mm]を得ることができる。なお、保護層22aの表面に対する規定錘の落下高さは、75cmとし、打ち出し速度は、5.8m/secとする。
 以上説明したような内側基板2aの外側には、中間層5である空気層(以下、「空気層5」と言う。)を介して外側基板2bが配置されている。空気層5の存在により、内側基板2aおよび外側基板2bの一方に作用する衝撃等が、他方に直接作用するのを阻止することができる。
 また、内側基板(積層体)2aの外面(保護層22aが設けられている一方の面と反対側の他方の面)には、接着剤層を介して、ガラスを主材料として構成されたガラス板が接着されていてもよい。このような構造にすることで、反りが発生し難く、温度変化による寸法安定性に優れた内側基板2aとなる。なお、ガラス板の構成は、保護層22aと同様の構成とすることができ、接着剤層の構成は、接着剤層23aと同様の構成とすることができる。
 (外側基板2b)
 外側基板2bは、その平面視で長方形をなし、板部材(第2の板部材)21bとハードコート層22bとを備える積層体である。
 板部材21bは、高い透明性を有する各種樹脂材料で構成することができるが、ポリカーボネートを主材料として構成されているのが好ましい。これにより、板部材21bは、高い透明性を有するとともに、操作領域S2側からの衝撃等に対する優れた耐衝撃性を示す。なお、板部材21bの厚さは、一定であるのが好ましい。
 ポリカーボネートとしては、板部材21aにおいて記載したのと同様のポリカーボネートを用いることができる。なお、ビスフェノールに由来する骨格を有するビスフェノール型ポリカーボネートを用いることにより、板部材21bは、透明性および操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性がさらに向上する。
 板部材21bも、必要に応じて、板部材21aにおいて記載したのと同様の添加剤を含んでいてもよく、ハードコート層22bとの密着性を向上させることを目的に、板部材21bの外面(ハードコート層22b側の面)には、板部材21aにおいて記載したのと同様の密着性向上処理を施してもよい。
 ハードコート層22bは、板部材21bの外面(一方の面)、すなわち、操作領域S2側の面上に形成されている。これにより、外側基板2bは、ハードコート層22bが板部材21bよりも加工領域S1に臨むように配置された状態となり、ハードコート層22bで板部材21bを保護することができる。なお、ハードコート層22bの厚さも、板部材21bの厚さと同様に、一定であるのが好ましい。
 マシニングセンタ10の操作作業中には、外側基板2bの外面には、潤滑油(切削油剤)30等の薬液が付着したり、操作領域S2にいる操作者が把持する六角レンチやドライバ等の工具が誤って接触したりする場合がある。ハードコート層22bが操作領域S2に臨むように配置されることにより、板部材21bへの薬液の付着や、工具の接触を防止することができる。これにより、外側基板2bの破損や、変質・劣化による外面の白化を好適に防止または抑制することができる。
 なお、ハードコート層22bは、例えば、当該ハードコート層22bを形成するための材料(以下、「ハードコート層形成用組成物」と言う。)を液状(ワニス状)として、板部材21bの外面上に塗布し、必要に応じて溶媒(分散媒)を除去することにより被膜を得、得られた被膜に対して紫外線照射等の硬化処理を施して硬化させることにより得られる。すなわち、この場合、ハードコート層22bは、ハードコート層形成用組成物の硬化物で構成される。
 このようなハードコート層22bは、多官能(メタ)アクリレートを含有する材料で構成されているのが好ましい。すなわち、ハードコート層形成用組成物は、未硬化(未重合)の多官能(メタ)アクリレートを含有するのが好ましい。多官能(メタ)アクリレートは、1分子中に重合反応に寄与する(メタ)アクリロイル基を2個以上有する化合物である。
 ハードコート層形成用組成物は、多官能(メタ)アクリレートを含有すればよいが、(A)3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと(B)2個の(メタ)アクリロイル基を有する2官能(メタ)アクリレートとの双方を含有するのが好ましい。これらを多官能(メタ)アクリレートとして含有するハードコート層形成用組成物は、その取扱性が容易であり、得られるハードコート層22bを、硬質かつ高強度とすることができる。
 以下では、(A)3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと(B)2個の(メタ)アクリロイル基を有する2官能(メタ)アクリレートとの双方を含有する多官能(メタ)アクリレートを一例に説明する。
 (A)3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート(以下、単に「(A)多官能(メタ)アクリレート」と言うこともある。)とは、1分子中に重合反応に寄与する(メタ)アクリロイル基を3個以上有する(メタ)アクリレートを意味する。なお、本明細書では、アクリロイル基およびメタクリロイル基を総称して(メタ)アクリロイル基という。
 (A)多官能(メタ)アクリレートは、1分子中に(メタ)アクリロイル基を3個以上有しているため、その硬化物の硬度が比較的高くなる。そのため、(A)多官能(メタ)アクリレートを含むことにより、硬質で、高強度なハードコート層22bを得ることができる。
 また、(A)多官能(メタ)アクリレートとは、モノマーおよびオリゴマー(プレポリマー)の全般を示し、その分子量および分子構造は、特に限定されない。すなわち、(A)多官能(メタ)アクリレートとは、多官能(メタ)アクリレートモノマーおよび多官能(メタ)アクリレートオリゴマーの双方を含む概念であるが、(A)多官能(メタ)アクリレートは、これらのうちのいずれか一方のみを含有してもよい。
 多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートモノマー、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートモノマー、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートモノマー、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートモノマー、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートモノマー、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートモノマー、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートモノマー、エトキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートモノマー、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。
 また、多官能(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、多官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、多官能ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。
 多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリオールとジイソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート化合物と、水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーとの反応生成物である。
 ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートジオールが挙げられる。
 ポリエーテルポリオールとしては、いずれも数平均分子量が600未満のポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドまたはエチレンオキシド-プロピレンオキシドランダム共重合が望ましい。数平均分子量が600以上では、ハードコート層形成用組成物の硬化物の柔軟性が高すぎて、ハードコート層22bにハードコート性を付与することができない可能性があるからである。
 ポリエステルポリオールは、例えば、ジオールとジカルボン酸もしくはジカルボン酸クロライドとの重縮合反応や、ジオールまたはジカルボン酸をエステル化した後のエステル交換反応により得ることができる。ジカルボン酸としては、アジピン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸などが用いられる。一方、ジオールとしては、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコールなどが用いられる。
 ポリカーボネートジオールとしては、1,4-ブタンジオール、1,6-へキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、ポリオキシエチレングリコールなど挙げられ、これらの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、ジイソシアネートとしては、直鎖式または環式の脂肪族ジイソシアネートが用いられる。ハードコート層22bに、より容易に硬さや耐擦傷性といった優れたハードコート性を付与することができるので、ジイソシアネートとして芳香族ジイソシアネートも使用可能である。しかしながら、芳香族ジイソシアネートを使用した場合、ハードコート層22bの耐光性が低下し、光への暴露により黄変し易くなる傾向があるため、実用面において透明ハードコートとしての機能を損なうおそれがある。代表的な直鎖式または環式の脂肪族ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートが挙げられる。
 水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートモノマー、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートモノマー、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートモノマー、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートモノマー、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートモノマー、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートモノマー、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートモノマー、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
 また、多官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラックエポキシ樹脂のオキシラン環を、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
 さらに、多官能ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。その他、多官能ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーは、多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
 多官能(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、前述した中でも、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを用いるのが好ましい。多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの硬化物は、比較的高い硬度を有する。また、この硬化物は、イソシアネート化合物と水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーとが反応することにより形成された骨格を備えているため、適度な柔軟性を有している。このため、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを用いることにより、より高い硬度と、より優れた靱性とを有するハードコート層22bを得ることができる。
 また、多官能(メタ)アクリレートモノマーは、1分子中における(メタ)アクリロイル基の数が4以上であることが好ましく、4以上13以下であることがより好ましく、5以上8以下であるのがより好ましい。(メタ)アクリロイル基の数が前記範囲内の多官能(メタ)アクリレートモノマーは、硬化性(硬化速度)に特に優れており、その硬化物は、硬度が比較的高い。そのため、かかる多官能(メタ)アクリレートモノマーを用いることにより、操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性、耐擦傷性により優れたハードコート層22bを得ることができる。
 一方、多官能(メタ)アクリレートオリゴマーは、1分子中における(メタ)アクリロイル基の数が6以上であることが好ましく、8以上15以下であることがより好ましく、9以上13以下であるのがさらに好ましい。(メタ)アクリロイル基の数が前記範囲内の多官能(メタ)アクリレートオリゴマーの硬化物は、特に表面硬度が高く、適度な柔軟性を有する。そのため、かかる多官能(メタ)アクリレートモノマーを用いることにより、より高い硬度と、より優れた靱性とを有するハードコート層22bを得ることができる。
 ハードコート層形成用組成物に含まれる固形分中における(A)多官能(メタ)アクリレートの含有量は、特に限定されないが、20質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、30質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。(A)多官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記下限値未満であると、ハードコート層形成用組成物を構成する材料の組み合わせ等によっては、ハードコート層22bの硬度が若干低くなる可能性がある。一方、(A)多官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記上限値を超えると、ハードコート層形成用組成物を構成する材料の組み合わせ等によっては、ハードコート層22bの靱性が若干低下する可能性がある。
 (B)2個の(メタ)アクリロイル基を有する2官能(メタ)アクリレート(以下、単に「(B)2官能(メタ)アクリレート」と言うこともある。)とは、1分子中に重合反応に寄与する(メタ)アクリロイル基を2個有する(メタ)アクリレートを意味する。
 (B)2官能(メタ)アクリレートは、(A)多官能(メタ)アクリレートと比較して低粘度であるため、ハードコート層形成用組成物の希釈剤としての役割を果たす。このため、(B)2官能(メタ)アクリレートを含むことにより、ハードコート層形成用組成物の低粘度化を図ることができ、ハードコート層形成用組成物の取扱性を向上させることができる。
 また、(B)2官能(メタ)アクリレートとは、モノマーおよびオリゴマー(プレポリマー)の全般を示し、その分子量および分子構造は、特に限定されない。すなわち、(B)2官能(メタ)アクリレートとは、2官能(メタ)アクリレートモノマーおよび2官能(メタ)アクリレートオリゴマーの双方を含む概念であるが、(B)2官能(メタ)アクリレートは、これらのうちのいずれか一方のみを含有してもよい。
 2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、その主骨格が鎖状である鎖式構造の2官能(メタ)アクリレートモノマーや、その主骨格が環状である環式構造の2官能(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
 鎖式構造の2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、1,4-ブタジエンアクリレートモノマー、1,6-ヘキサジアクリレートモノマー、1,9-ノナンジアクリレートモノマー、ポリエチレングリコールジアクリレートモノマー等が挙げられる。
 一方、環式構造の2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレートモノマー、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートモノマー等の脂環式(メタ)アクリレートモノマー、ビスフェノールA型(メタ)アクリレートモノマー(例えば、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートモノマー、エトキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートモノマー)等の芳香環式(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。
 また、2官能(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、2官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、2官能ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。
 2官能(メタ)アクリレートとしては、特に、2官能ビスフェノール型(メタ)アクリレートであるのがより好ましく、2官能ビスフェノールA型(メタ)アクリレートであるのがさらに好ましい。2官能ビスフェノール型(メタ)アクリレートを用いることで、板部材21bを構成する材料にビスフェノール型ポリカーボネートを用いた場合、板部材21bを構成する材料とハードコート層形成用組成物とは共に、ビスフェノールに由来する骨格を有することとなる。このため、これらの親和性と特に優れたものとすることができ、板部材21bとハードコート層22bとの密着性を向上させることができる。
 また、ハードコート層形成用組成物に含まれる固形分中における(B)2官能(メタ)アクリレートの含有量は、特に限定されないが、8質量%以上40質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上35質量%以下であるのがより好ましい。(B)2官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記下限値未満であると、ハードコート層形成用組成物を構成する材料の組み合わせや、板部材21bを構成する材料の種類等によっては、板部材21bとハードコート層22bとの密着性が若干低下する可能性がある。また、(B)2官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記上限値を超えると、(B)2官能(メタ)アクリレート以外のハードコート層形成用組成物を構成する材料の含有量が相対的に減少し、ハードコート層22bの硬度が低くなるおそれがある。
 また、ハードコート層形成用組成物は、上述した多官能(メタ)アクリレートの他に、シロキサン変性(メタ)アクリルレートおよびフィラーを含有するのが好ましい。
 シロキサン変性(メタ)アクリルレートは、(メタ)アクリル系化合物と、シロキサン結合(-Si-O-Si-)を有する化合物とが結合した化合物である。かかるシロキサン変性(メタ)アクリルレートは、シロキサン結合を有することで、優れた撥油性を発揮する。このため、シロキサン変性(メタ)アクリルレートを含むハードコート層形成用組成物の硬化物、すなわち、ハードコート層22bは、耐油性(耐溶剤性)に優れる。
 シロキサン結合を有する化合物は、具体的には、下記式(2)および式(3)で表されるシロキサン結合を有する構造単位の少なくとも一方を有する化合物が挙げられる。かかる化合物を用いることにより、耐油性に特に優れたハードコート層22bとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式(2)中、Xは、炭化水素基または水酸基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式(3)中、Xは、炭化水素基または水酸基であり、Xは、炭化水素基または水酸基から1つの水素原子が離脱した二価の基である。)
 炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等のアルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、2-メチルフェニル基等のアリール基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等のアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基等が挙げられる。
 シロキサン結合を有する化合物としては、具体的には、ポリオルガノシロキサンや、シルセスキオキサンが挙げられ、中でもシルセスキオキサンが好ましい。シルセスキオキサンの硬化物は、比較的高い硬度を有するとともに、適度な柔軟性を有する。そのため、シルセスキオキサンを用いることで、操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性や耐擦傷性に優れるとともに、靱性により優れたハードコート層22bを得ることができる。
 また、シルセスキオキサンとしては、ランダム構造、籠型構造、ラダー構造(はしご型構造)等、いかなる構造であってもよいが、特にラダー構造であるのが好ましい。これにより、操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性や耐擦傷性に特に優れたハードコート層22bを得ることができる。
 前述したように、シロキサン変性(メタ)アクリルレートは、シロキサン結合を有する化合物に、(メタ)アクリル系化合物を結合させて得られる。したがって、シロキサン変性(メタ)アクリルレートは、(メタ)アクリル基を有しており、このため、前述した(A)多官能アクリレートおよび(B)2官能アクリレートとの親和性に優れている。その結果、シロキサン変性(メタ)アクリルレートが均一に分散した状態のハードコート層22bを得ることができる。したがって、ハードコート層22b全体として、より表面硬度に優れ、より強靭となる。
 また、(メタ)アクリル系化合物としては、例えば、下記式(4)および/または式(5)で表される構造を有する化合物が挙げられ、特に、式(4)および式(5)で表される構造の双方を有する化合物が好ましい。式(4)および式(5)で表される構造の双方を有する化合物としては、例えば、下記式(6)で表される化合物が挙げられる。かかるシロキサン変性(メタ)アクリルレートを用いることにより、ハードコート層22b全体の表面硬度および靱性を特に高めることができ、よって、操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性、耐擦傷性、および耐油性に特に優れた外側基板2bを得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(4)中、nは、1以上の整数であり、R1は、独立して炭化水素基、有機基または水素原子であり、R0は、独立して炭化水素基または水素原子である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式(5)中、mは、1以上の整数であり、R2は、独立して炭化水素基、有機基または水素原子であり、R0は、独立して炭化水素基または水素原子である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(6)中、mおよびnは、それぞれ1以上の整数であり、R1、R2およびR3は、それぞれ独立して炭化水素基、有機基または水素原子であり、R0は、独立して炭化水素基または水素原子である。)
 また、(メタ)アクリル系化合物の重合度については、特に限定されない。したがって、(メタ)アクリル系化合物は、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー、プレポリマー、ポリマー等いずれであってもよいが、重合度(例えば、式(6)中のnおよびmの合計の数)が100以上200以下であるのが好ましい。これにより、シロキサン変性(メタ)アクリルレートが均一に分散した状態のハードコート層22bをより容易かつ確実に得ることができ、よって、ハードコート層22b全体として、より表面硬度が高く、より強靭となる。
 以上のようなことから、シロキサン変性(メタ)アクリルレートとしては、例えば、下記式(7)または式(8)で表される化合物が好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(7)中、Meは、メチル基であり、m、nおよびpは、それぞれ1以上の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式(8)中、Meは、メチル基であり、m、nおよびpは、それぞれ1以上の整数であり、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して炭化水素基、有機基または水素原子である。)
 また、ハードコート層形成用組成物に含まれる固形分中におけるシロキサン変性(メタ)アクリルレートの含有量は、特に限定されないが、5質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、8質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。シロキサン変性(メタ)アクリルレートの含有量が前記下限値未満であると、ハードコート層形成用組成物を構成する材料の組み合わせ等によっては、ハードコート層22bの耐油性が若干低下する可能性がある。また、シロキサン変性(メタ)アクリルレートの含有量が前記上限値を超えると、シロキサン変性(メタ)アクリルレート以外のハードコート層形成用組成物を構成する材料の含有量が相対的に減少し、ハードコート層22bの硬度が若干低下するおそれがある。
 フィラーは、ハードコート層22bの表面硬度を更に向上させる機能を有する。そのため、フィラーを含むハードコート層22bは、操作領域S2側からの衝撃等に対する耐久性に特に優れる。フィラーとしては、板部材21aにおいて記載したのと同様のフィラーを用いることができるが、無機フィラーが好ましく、シリカがより好ましい。無機フィラー(特に、シリカ)を用いることにより、ハードコート層22bの硬度をより高めることができる。その結果、外側基板2bの操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性をより高めることができる。
 また、フィラーの形状は、粒状(特に、球状)であるのが好ましい。このフィラーの平均粒径は、特に限定されないが、0.001μm以上5μm以下であるのが好ましく、0.005μm以上1μm以下であるのがより好ましく、0.01μm以上0.3μm以下であるのがさらに好ましい。これにより、平滑性に特に優れ、硬度が特に高いハードコート層22bを形成することができる。特に、0.3μm以下の平均粒径を有するフィラーを用いることにより、光の散乱が生じ難くなり、ハードコート層22bの透明性(透光性)の低下を防止することができる。
 さらに、フィラーは、その表面に(メタ)アクリロイル基を有する化合物が導入されているのが好ましい。これにより、フィラー、(A)多官能アクリレート、(B)2官能アクリレートおよびシロキサン変性(メタ)アクリル樹脂の全ての材料が、(メタ)アクリロイル基を有することとなる。このため、これらの材料同士の親和性がより高まり、各材料が均一に混ざった状態のハードコート層22bを得ることができる。また、フィラーと、(A)多官能アクリレート、(B)2官能アクリレートおよびシロキサン変性(メタ)アクリル樹脂とを化学的に結合させることもできる。このようなことから、均質で、かつ、硬度が特に高いハードコート層22bを得ることができ、よって、ハードコート層22b全体の、操作領域S2側からの衝撃等に対する耐衝撃性、耐擦傷性をより向上させることができる。
 (メタ)アクリロイル基を有する化合物をフィラーの表面に導入する方法としては、シラン系カップリング剤を用いた方法が特に好ましく用いられる。これにより、フィラーの表面に(メタ)アクリロイル基をより容易に導入することができる。
 また、ハードコート層形成用組成物に含まれる固形分中におけるフィラーの含有量は、特に限定されないが、15質量%以上40質量%以下であるのが好ましく、20質量%以上35質量%以下であるのがより好ましい。フィラーの含有量が前記下限値未満であると、ハードコート層形成用組成物を構成する材料の組み合わせ等によっては、ハードコート層22b全体の硬度が若干低下するおそれがある。また、フィラーの含有率が前記上限値を超えると、フィラー以外のハードコート層形成用組成物を構成する材料の含有量が相対的に減少し、ハードコート層22bの撥油性が若干低下する可能性がある。
 ハードコート層22bの屈折率と板部材21bの屈折率との差は、0.1以下であるのが好ましく、0.08以下であるのがより好ましく、0.05以下であるのがさらに好ましい。これにより、ハードコート層22bと板部材21bとの界面において、光の散乱や反射が生じるのを低減することができる。その結果、外側基板2bを介した加工領域S1を視認が低下するのをより確実に防止することができる。
 このようなハードコート層22bを形成するための組成物(ハードコート層形成用組成物)は、上述した材料(多官能アクリレート、2官能アクリレート、シロキサン変性(メタ)アクリル樹脂およびフィラー)以外のその他の材料を含んでいてもよい。その他の材料としては、例えば、単官能(メタ)アクリレート等の樹脂材料、重合開始剤、増感剤、可塑剤、安定剤、界面活性剤、酸化防止剤、酸化防止剤、還元防止剤、帯電防止剤、表面調整剤、および溶剤等が挙げられる。
 光重合開始剤は、ハードコート層形成用組成物が紫外線によって硬化する際の重合開始剤としての機能を有しており、公知の化合物を単独でもしくは組み合わせで使用することができる。かかる化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインまたはベンゾインアルキルエーテル類、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸などの芳香族ケトン類、ベンジルなどのアルファ-ジカルボニル類、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールなどのベンジルケタール類、アセトフェノン、1-(4-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチル-プロパン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルホリノプロパノン-1などのアセトフェノン類、2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-t-ブチルアントラキノンなどのアントラキノン類、2,4-ジメチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイドなどのフォスヒンオキサイド類、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシムなどのアルファ-アシルオキシム類、p-ジメチルアミノ安息香酸エチル、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルなどのアミン類などが挙げられる。
 溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール、メチルエチルケトン、2-ぺンタノン、イソホロンなどのケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシプロピルなどのエステル、エチルセロソルブなどのセロソルブ系溶剤、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、メトキシブタノールなどのグリコール系溶剤などが挙げられる。これらは単独または混合して使用することができる。
 表面調整剤は、ハードコート層形成用組成物を含有する液剤(ワニス)を用いて形成された塗膜の板部材21b(基材)への濡れ性や均一性の向上、塗膜の表面の平滑性の向上、およびハードコート層22b(硬化した塗膜)の表面スリップ性の向上等を目的として添加される化合物である。表面調整剤としては、例えば、フッ素系調整剤、変性シリコーン系調整剤、アクリル系調整剤を使用することができる。中でも、表面調整剤としては、フッ素系調整剤および変性シリコーン系調整剤のうちの少なくとも一方が好ましい。これらの表面調整剤は、ポリエーテル変性体、アルキル変性体、ポリエステル変性体から構成されているのが好ましく、ポリエーテル変性体で構成されているのが特に好ましい。
 板部材21bの平均厚さtは、特に限定されないが、5mm以上20mm以下であるのが好ましく、8mm以上15mm以下であるのがより好ましい。また、ハードコート層22bの平均厚さtも、特に限定されないが、3μm以上30μm以下であるのが好ましく、6μm以上15μm以下であるのがより好ましい。なお、外側基板2bの平均厚さ(総厚)ttotalは、板部材21bの平均厚さtとハードコート層22bの平均厚さtとの合計である。
 前述したように、外側基板2bは、内側基板2aより外側に配置されている。これにより、例えば万が一にも飛翔物40である破片104’やボルト等が内側基板2aに衝突して、内側基板2aが破損したとしても、その破片等の操作領域S2への侵入を外側基板2bで阻止することができる。このようにマシニングセンタ10は、フェールセーフな構造となっている。
 本実施形態では、内側基板2aと外側基板2bとの間には、空気層5が介在している。破片104’が内側基板2aに衝突したり、操作領域S2側からの衝撃等が外側基板2bに付与された際に、内側基板2aおよび外側基板2bが空気層5側に、すなわち、衝突方向に撓むことができ、よって、衝撃が吸収される。このように空気層5は、衝撃吸収層として機能する。そして、飛翔物40が内側基板2aに衝突したり、操作領域S2側からの衝撃等が外側基板2bに付与されても、この衝撃吸収性と、ハードコート層22bの前述した機能とが相まって、当該外側基板2bは、破損したり、傷が生じたりする等が防止され、優れた耐久性(耐衝撃性、耐傷性)を発揮する。
 なお、空気層5の平均厚さ(間隙距離)tは、内側基板2aの板部材21aの平均厚さBおよび外側基板2bの板部材21bの平均厚さtと同じかまたはそれよりも薄いのが好ましい。これにより、空気層5の平均厚さtが過剰になるのが抑制され、よって、覗き窓1の薄型化に寄与する。また、空気層5の平均厚さtが内側基板2aの板部材21aの平均厚さBおよび外側基板2bの板部材21bの平均厚さtを超えたとしても、空気層5での衝撃吸収性の向上は望めない。
 (枠体4)
 枠体4は、内側基板2aと外側基板2bとを一括支持する部材である。これにより、覗き窓1は、予め内側基板2aと外側基板2bと枠体4とが組み立てられた図2に示す組立状態となり、よって、この組立状態のまま外装102に容易に取り付けることができる。本実施形態では、覗き窓1が工作機械用部品を構成している。
 なお、枠体4の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の各種金属材料や、各種樹脂材料を用いることができる。特に、覗き窓1の軽量化の観点からは、枠体4の構成材料としては、各種樹脂材料を用いるのが好ましい。
 枠体4は、外側基板2bおよび内側基板2aの縁部に沿うような、すなわち、平面視で四角形の枠状をなし、その四隅にそれぞれ貫通孔41が形成されている。マシニングセンタ10では、外装102の覗き窓1が設置される部分が開口しており、その周辺に4本のスタッドボルト102aが支持、固定されている。そして、枠体4の各貫通孔41にそれぞれスタッドボルト102aを挿通させて、当該スタッドボルト102aにナット102bを螺合させることができる。これにより、覗き窓1が外装102に装着されることとなる。
 また、枠体4の内周部には、その周方向に沿って第1の凹部(第1の溝)421と第2の凹部(第2の溝)422とが形成されている。第1の凹部421には、内側基板2aの縁部が嵌め込まれており、第2の凹部422には、外側基板2bの縁部が嵌め込まれている。これにより、内側基板2aおよび外側基板2bが枠体4に確実に支持される。
 第1の凹部421と第2の凹部422との間の凸部は、内側基板2aと外側基板2bとの間に介挿されるスペーサ43となる。枠体4が前述した構成材料で構成されている場合、スペーサ43も実質的に硬質な部分となる。そして、この硬質のスペーサ43により、内側基板2aと外側基板2bとの離間距離を一定に規制することができ、よって、空気層5が確実に確保される。
 また、第1の凹部421には、内側基板2aとともに内側パッキン3aが挿入されている。第2の凹部422にも、外側基板2bとともに外側パッキン3bが挿入されている。内側パッキン3a、外側パッキン3bは、それぞれ、弾性を有する長尺な帯体で構成されている。
 内側パッキン3aは、内側基板2aに対して加工領域S1側に配置され、内側基板2aと枠体4との間で圧縮された状態となっている。これにより、空気層5を加工領域S1側から気密的に封止することができる。一方、外側パッキン3bは、外側基板2bに対して操作領域S2側に配置され、外側基板2bと枠体4との間で圧縮された状態となっている。これにより、空気層5を操作領域S2側から気密的に封止することができる。
 このように空気層5が気密的に封止されていることにより、例えば、塵や埃、水分等(以下「塵」を代表的に扱う)が空気層5内に侵入するのを防止することができる。仮に空気層5に塵が一旦侵入してしまうと、この塵によって内側基板2aや外側基板2bが曇ってしまい、その曇りを除去するのは困難となる場合がある。しかしながら、前述したように塵の侵入が防止されていることにより、このような不具合の発生を防止することができる。
 また、気密的封止により、空気層5内の圧力を大気圧と同じかまたはそれよりも高く設定することもできる。これにより、空気層5内が減圧状態となっている場合に比べて、空気層5での衝撃吸収性の向上を図ることができる。空気層5内の圧力としては、特に限定されず、例えば、1~10気圧であるのが好ましい。好ましく、5~10気圧であるのがより好ましい。
 また、空気層5内には、例えば窒素等のような不活性ガスも充填されていてもよい。この場合、内側基板2aの板部材21aおよび外側基板2bの板部材21bの構成材料にもよるが、例えば、当該板部材21aおよび板部材21bの空気層5側からの経時的な劣化を防止または抑制することができる。
 内側パッキン3aおよび外側パッキン3bのそれぞれの構成材料としては、特に限定されず、例えば、スチレン-ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料(特に加硫処理したもの)、各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。
 <第2実施形態>
  図3は、第2実施形態の覗き窓を示す断面図(内側基板の変位状態を示す図)、図4は、図3(a)中の矢印B方向から見た図(平面図)である。以下、これらの図を参照して、第2実施形態の覗き窓について説明するが、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第2実施形態では、スペーサの構成が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
 図3に示すように、スペーサ43Aは、弾性を有する複数の部材、すなわち、複数の圧縮コイルバネ431で構成されている。図4に示すように、圧縮コイルバネ431の設置数は、4つであり、各圧縮コイルバネ431は、それぞれ、長方形をなす内側基板2aの角部付近に当接している(外側基板2bについても同様)。なお、内側基板2aの圧縮コイルバネ431が当接する当接部212は、板部材21aをその厚さ方向の途中まで凹没して形成した凹部の底部で構成されているのが好ましい。これにより、圧縮コイルバネ431の位置ズレを防止することができる。
 圧縮コイルバネ431の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料を挙げることができる。このような圧縮コイルバネ431を有することにより、内側基板2aが全体としても外側へ変位することができる。
 例えば飛翔物40が前記第1実施形態で例示した(想定している)破片104’、切りくず201よりも質量が大きい場合、内側基板2aに作用する衝撃は、前記第1実施形態での衝撃よりも大きくなる。本実施形態では、覗き窓1は、前述した保護層22aと空気層5との相乗効果の他に、さらに、内側基板2a全体の変位、すなわち、圧縮コイルバネ431の弾性による効果も加わり、当該衝撃に十分に耐え得る構成となっている。
 <第3実施形態>
 図5は、第3実施形態の覗き窓を示す断面図(内側基板の変位状態を示す図)である。以下、この図を参照して、第3実施形態の覗き窓について説明するが、前述した第1および第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第3実施形態では、スペーサの構成が異なること以外は、前記第2実施形態と同様である。
 図5に示すように、スペーサ43Bは、下側に配された圧縮コイルバネ431と、上側に配され圧縮コイルバネ432とで構成されている。圧縮コイルバネ432は、圧縮コイルバネ432よりもバネ定数が小さくなっている。これにより、内側基板2aは、その上側の部分の方が下側の部分よりも変位し易い、すなわち、優先的に変位する。
 例えば、質量が比較的大きい飛翔物40の飛翔方向が、図5中の右斜め下方からであるという傾向がある場合、このように変位の程度に差があることにより、当該飛翔物40からの衝撃に十分に耐えることができる。
 <第4実施形態>
  図6は、第4実施形態の覗き窓を示す分解斜視図である。以下、この図を参照して、第4実施形態の覗き窓について説明するが、前述した第1~第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第4実施形態では、枠体の構成が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
 図6に示すように、枠体4は、本体部44と、本体部44に対して着脱自在な蓋部45との2つの部材で構成されている。本体部44は、平面視で四角形状をなす枠体4の3つの辺に相当する部分を構成し、蓋部45は、残りの1つの辺に相当する部分を構成する。そして、内側基板2aおよび外側基板2bがそれぞれ差し込まれた本体部44と、蓋部45とを組み立てた状態で、これらの部材同士を、4本のボルト46により締結することができる。これにより、覗き窓1が得られる。
 ところで、覗き窓1を長期間使用しており、その最中に、例えば内側基板2aが劣化により破損してしまった場合、各ボルト46を緩めて本体部44と蓋部45とを分解することができる。これにより、前記破損した内側基板2aを本体部44から取り出すことができ、それに代えて、新たな内側基板2aを本体部44に差し込むことができる。このように覗き窓1は、内側基板2a(外側基板2bについても同様)は、枠体4に対して着脱自在であり、交換可能である。
 このような構成により、覗き窓1全体を交換しなくとも、破損した部材のみを交換すれば、覗き窓1をそのまま使用することができる、すなわち、覗き窓1の使用をそのまま継続することができる。よって、覗き窓1のMTBF(Mean Time between Failure)をできる限り長くすることがきる。
 なお、本体部44には、ボルト46が螺合する4つの雌ネジ441が設けられている。また、蓋部45には、雌ネジ441に螺合するボルト46が挿通する貫通孔451が設けられている。
 また、覗き窓1は、本実施形態では内側基板2aおよび外側基板2bの双方が交換可能に構成されているが、これに限定されず、内側基板2aおよび外側基板2bのうちの一方のみが交換可能に構成されていてもよい。
 <第5実施形態>
  図7は、第5実施形態の覗き窓を示す断面図である。以下、この図を参照して、第5実施形態の覗き窓について説明するが、前述した第1~第4実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第5実施形態では、枠体の構成が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
 図7に示すように、枠体4は、貫通孔41およびスペーサ43が省略されている。そして。内側基板2aと外側基板2bとは、四角形の環状のスペーサ―6によって接合されている。これにより、内側基板2a、外側基板2bおよびスペーサ―6により、気密的に封止された空気層5が画成されている。なお、スペーサ―6は、弾性体および剛性体のいずれで構成されてもよい。
 また、内側基板2a、外側基板2bおよびスペーサ―6は、枠体4の内面に、例えば接着剤等により、直接、固定(固着)されている。このため、第5実施形態では、内側パッキン3aおよび外側パッキン3bも省略されている。このような構成により、覗き窓1の軽量化に寄与する。
 また、枠体4は、例えば、接着剤による接着、溶接、ろう接等により、外装102の開口を規定する部分に固定(固着)されている。さらに、枠体4を省略して、内側基板2a、外側基板2bおよびスペーサ―6で構成される積層体を、外装102の開口を規定する部分に固定してもよい。
 <第6実施形態>
  図8は、第6実施形態の覗き窓を示す断面図である。以下、この図を参照して、第6実施形態の覗き窓について説明するが、前述した第1~第5実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。第5実施形態では、外側基板およびスペーサ―が省略されていること以外は、前記第5実施形態と同様である。
 図8に示すように、本実施形態では、外側基板2bおよびスパーサー6が省略され、内側基板2aの外面(保護層22aと反対側の面)、すなわち、操作領域S2側の面上に、ハードコート層22bが設けられている。このような構成により、覗き窓1のさらなる軽量化に寄与する。かかる第6実施形態においても、枠体4を省略することができる。
 以上、本発明の複合体および工作機械用部品を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、複合体および工作機械用部品を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
 また、本発明の複合体および工作機械用部品は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
 また、複合体および工作機械用部品は、前記各実施形態では視認用窓としての機能と、採光用窓としての機能との2つの機能を有しているが、これに限定されず、マシニングセンタでの設置箇所によっては、当該2つの機能のうちの一方の機能のみを有する場合もある。
 また、複合体および工作機械用部品は、前記第1~第4実施形態では、2つの基板を有する構成であるが、これに限定されず、例えば、さらに第3の基板を有する構成であってもよい。
 また、複合体および工作機械用部品は、前記第1~第4実施形態では、2つの基板同士の間に空気層が形成されているが、これに限定されず、例えば、2つの基板同士を接合する接着剤層が介在していてもよい。この場合、接着剤層が弾性を有しているため、この接着剤層を、衝撃吸収層として機能させることができる。
 また、前記各実施形態では、外装(カバー)が金属板で構成されていたが、本発明の複合体で構成するようにしてもよい。この場合、この外装が本発明の工作機械用部品を構成する。さらに、本発明の複合体は、建設機械用の窓部材として用いることができる。この場合、保護層が建設機械の外側に位置するように配置される。
 以下、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
 (実施例1)
 1.内側基板の作製
 まず、平均厚さ10mmのポリカーボネート板(板部材)と、平均厚さ0.2mmの普通ガラス板(保護層)と、平均厚さ0.1mmのウレタン樹脂層(接着剤層)とを用意した。次に、ポリカーボネート板と普通ガラス板との間に、ウレタン樹脂層を配置し、これらを真空条件下に100℃で仮接着した後、オートクレーブを用いて100℃、0.9Mpa、10分間で本接着することにより内側基板(積層体)を作製した。なお、ポリカーボネート板の平均厚さBに対する普通ガラス板の平均厚さをAの比(A/B)は、0.02であった。
 なお、ウレタン樹脂層から100mm×100mmのサンプルを切り出し、pH9.9の切削油剤(ユシロ化学工業社製、「ユシローケンFGS700」)に、40℃で14日間浸漬した。その後、サンプルを切削油剤から取り出し、付着した切削油剤をウエスで拭き取った後、その質量を測定した。その結果、ウレタン樹脂層の切削油剤への浸漬前後における質量増加率は、12%以下であった。
 2.外側基板の作製
 まず、平均粒径0.02μmのシリカ粒子(トクヤマ社製、「CP-102」)を、プロピレングリコールモノメチルエーテル中に添加し、ミキサーを用いて撹拌・混合することにより分散液を得た。その後、この分散液を攪拌しながら、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM-5103」)を添加した。これにより、アクリロイル基が導入された表面修飾シリカ粒子を得た。
 次に、10質量部の10官能ウレタンアクリレート(新中村化学工業社製、「U-10HA」)と、30質量部の6官能アクリレート(新中村化学工業社製、商品名「A-DPH」)と、20質量部の2官能ビスフェノールA型アクリレート(新中村化学工業社製、「A-BPE-4」)と、12質量部のシリコーン変性(メタ)アクリル樹脂(トクシキ社製、商品名「SQ200」)と、28質量部の表面修飾シリカ粒子とを混合することにより、混合物を得た。
 その後、この混合物を、10官能ウレタンアクリレート、6官能アクリレート、2官能ビスフェノールA型アクリレート、シロキサン変性(メタ)アクリレートおよびシリカ粒子の合計の含有量が30質量%となるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈した。この希釈された混合物に、5質量部の1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製、「イルガキュア184」)と、0.05質量部の変性シリコーン(共栄社化学社製、「グラノール450」)とを添加し、撹拌・混合することにより、ハードコート層形成用組成物を調製した。
 次に、平均厚さ8mmのポリカーボネートシート板(住友ベークライト社製、「ポリカエースECK100UU」)の一方の面に、調整されたハードコート層形成用組成物を、金属製のバーコーターを用いて、ウェット膜厚が55μmになるように塗布して塗膜を形成した。次いで、この塗膜が形成されたポリカーボネートシート板を、60℃の熱風循環型オーブンに入れ、10分間で塗膜を乾燥させた。その後、乾燥した塗膜に対して、無電極UVランプ(Hバルブ)(ヘレウス・ノーブルライト・フュージョン・ユーブイ社製)を用い、照射距離50mm、コンベア搬送速度3m/minの条件で紫外線を照射して硬化させることにより外側基板(第2の積層体)を作製した。なお、ハードコート層(硬化後の塗膜)の平均厚さは、10μmであった。
 3.覗き窓の製造
 内側基板および外側基板の4辺に沿って、厚さ1mm、幅10mmの両面テープを2枚重ね合わせて配置して、内側基板と外側基板とを固定した後、枠体に取り付け、図7に示す構成の覗き窓(複合体)を製造した。したがって、両面テープ2枚で構成されるスペーサ―は、環状をなし、平均厚さが2mmであった。
 (実施例2~8)
 ポリカーボネート板および普通ガラス板のそれぞれの平均厚さを表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして内側基板を作製した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (実施例9)
 平均厚さ3mmのポリカーボネート板と、平均厚さ0.5mmの普通ガラス板2枚と、平均厚さ0.1mmのブチラール樹脂層2枚とを用意した。次に、ポリカーボネート板と普通ガラス板との間に、ブチラール樹脂層を配置し、これらを真空条件下に100℃で仮接着した後、オートクレーブを用いて100℃、0.9Mpa、10分間で本接着することにより内側基板(積層体)を作製した。なお、ポリカーボネート板の平均厚さBに対する普通ガラス板の平均厚さをAの比(A/B)は、0.17であった。
 なお、ブチラール樹脂層から100mm×100mmのサンプルを切り出し、pH9.9の切削油剤(ユシロ化学工業社製、「ユシローケンFGS700」)に、40℃で14日間浸漬した。その後、サンプルを切削油剤から取り出し、付着した切削油剤をウエスで拭き取った後、その質量を測定した。その結果、ブチラール樹脂層の切削油剤への浸漬前後における質量増加率は、23%以下であった。
 また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (実施例10)
 ポリカーボネート板および普通ガラス板のそれぞれの平均厚さを表1に示すように変更した以外は、実施例9と同様にして内側基板を作製した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (実施例11~18)
 実施例1~8と同様にして作製した内側基板の普通ガラス板と反対側の面に、実施例1で調製したハードコート層形成用組成物を用いて、平均厚さ10μmのハードコート層を形成した。また、実施例1と同様の枠体を用意し、この枠体にハードコート層付きの内側基板を取り付け、図8に示す構成の覗き窓を製造した。
 (比較例1~4)
 ポリカーボネート板および普通ガラス板のそれぞれの平均厚さを表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして内側基板を作製した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (比較例5)
 ポリカーボネート板および普通ガラス板のそれぞれの平均厚さを表2に示すように変更した以外は、実施例9と同様にして内側基板を作製した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (比較例6)
 平均厚さ10mmの強化ガラス板を用意した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、強化ガラス板を内側基板として実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (比較例7)
 平均厚さ10mmのポリカーボネート板を用意した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、ポリカーボネート板を内側基板として実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 (比較例8)
 平均厚さ5mmのポリカーボネート板を用意した。また、実施例1と同様の外側基板および枠体を用意し、ポリカーボネート板を内側基板として実施例1と同様にして図7に示す構成の覗き窓を製造した。
 2.評価
 2-1.耐衝撃性評価
 まず、実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ長さ100mm×幅100mmのサンプルを切り出した。このサンプルを、開口部が80mmφの貫通孔を備える2つの金属板で挟持し、サンプルの厚さ方向が床面に対して略水平になるように設置した。次に、貫通孔から露出したサンプルの普通ガラス板(比較例6~8の場合、一方の表面)に向かって、5mmφ、0.5gの鋼球を1080km/hの衝突速度で発射した。
 その後、耐衝撃性を、次の基準で評価した。
  A: サンプルの一部にヒビおよび/またはへこみが生じたが、サンプ
     ルを介した視認性に問題なし
  B: サンプルの一部にヒビおよび/またはへこみが生じ、サンプルを
     介した視認性が低下した(実用上問題なし)
  C: サンプルの一部にヒビおよび/またはへこみが生じ、サンプルを
     介した視認性が著しく低下した(実用上問題あり)
  D: サンプルの一部または全部が粉砕した
 2-2.耐擦傷性評価
 実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ所定サイズのサンプルを切り出した。このサンプルの普通ガラス板の表面(比較例6~8の場合、一方の表面)に、室温(25℃)の環境下で、天竺綿を500gfの荷重をかけて5000回往復させた。
 その後、サンプルの表面状態を肉眼で観察し、次の基準で評価した。
  A: サンプルの表面に傷なし
  B: サンプルの表面にわずかに傷があるが、サンプルを介した視認性
     に問題なし
  C: サンプルの表面に多数の傷があり、サンプルを介した視認性が低
     下した
  D: サンプルの一部(普通ガラス板)が粉砕した
 2-3.耐油性評価
 実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ所定サイズのサンプルを切り出した。このサンプルの普通ガラス板の表面(比較例6~8の場合、一方の表面)に、室温(25℃)の環境下で、切削油剤(ユシロ化学工業社製、「ユシローケンFGS700」)を0.5mL滴下し、24時間放置した。24時間経過後に、サンプルの表面から切削油剤を拭きとった。
 その後、サンプルの表面状態を肉眼で観察し、次の基準で評価した
  A: サンプルの表面に変化がほとんど認められない
  B: サンプルの表面がわずかに白濁したが、サンプルを介した視認性
     に問題なし
  C: サンプルの表面が白濁し、サンプルを介した視認性が低下した
  D: サンプルの表面が白化し、サンプルを介した視認性がほとんどな
     し
 2-4.耐久性評価
 実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ所定サイズのサンプルを切り出した。このサンプルを50℃に10分間加熱し、その後、0℃まで急冷する操作を50回繰り返した。
 その後、サンプルを肉眼で観察し、次の基準で評価した。
  A: 操作終了後において、サンプルに変化がほとんど認められない
  B: 操作終了後において、サンプルにヒビ割れが認められたが、サン
     プルを介した視認性に問題なし
  C: 操作終了後において、サンプルにヒビ割れが認められ、サンプル
     を介した視認性が低下した
  D: 操作終了までに、サンプルの一部または全部が粉砕した
 2-5.水平式鋼球衝撃試験によるデータ測定
 実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ長さ100mm×幅100mmのサンプルを切り出した。各サンプルを、高圧チャンバー内に導入された窒素ガスによって、鋼球をサンプルに向かって射出する水平式鋼球衝撃試験機を用いた水平式鋼球衝撃試験に供した。
 具体的には、まず、サンプルを、開口部が80mmφの貫通孔を備える2つの金属板で挟持し、サンプルの厚さ方向が床面に対して略水平になるように設置した。次に、貫通孔から露出したサンプルの普通ガラス板(強化ガラス板およびポリカーボネート板の場合、一方の表面)に向かって、5mmφ、0.5gの鋼球を、360km/h~1080km/hの衝突速度で発射し、鋼球がサンプルを貫通するのに要する衝突速度[km/h]を測定した。なお、鋼球を発射させるチャンバーと、サンプルとの離間距離は2mとした。
 その後、測定した衝突速度から、サンプルを貫通するのに要するエネルギー量(衝撃エネルギー)[J]を算出した。なお、鋼球がサンプルを貫通しない場合には、このサンプルは、その衝突速度から算出されるエネルギー量以上であると判断した。その後、算出されたエネルギー量をサンプルの平均厚さで除算することにより、サンプルの単位厚さあたりの衝突エネルギー[J/mm]を求めた。
 2-6.計装化面衝撃試験によるデータ測定
 実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ長さ100mm×幅100mmのサンプルを切り出した。各サンプルを、落錘型衝撃試験機(GRCインスツルメンツ社製、「DYNATUP8250」)を用いた計装化面衝撃試験に供した。
 具体的には、まず、サンプルを、開口部が76mmφの貫通孔を備えるサンプルホルダーに固定し、サンプルの中央部に先端が半球状の規定錘を打ち出し、規定錘の先端がサンプルを貫通するのに要するエネルギー量(衝撃エネルギー)[J]を測定した。その後、測定されたエネルギー量をサンプルの平均厚さで除算することにより、サンプルの単位厚さあたりの衝突エネルギー[J/mm]を求めた。
 なお、サンプルは、その普通ガラス板(強化ガラス板およびポリカーボネート板の場合、一方の表面)に錘が落下するように、周縁部において固定した。また、サンプルに対する規定錘の落下高さは75cmとした。また、規定錘は、重さ12.8kg、撃芯先端直径1/2インチであり、打ち出し速度は、5.8m/secとした。
 2-7.ヘイズ測定
 実施例1~18および比較例1~5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板から、それぞれ長さ60mm×幅60mmのサンプルを切り出した。各サンプルについて、ヘイズメーター(日本電飾工業社製、「NDH2000」)を用いて、拡散透過率Tdと、全光線透過率Ttとを求め、「T[%]=Td/Tt×100」に代入して、ヘイズT(%)を算出した。なお、ヘイズとは、透明性に関する指標であり、濁度(曇度)を表す値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 表1および2に示したように、各実施例で得られた内側基板では、耐衝撃性、耐摩擦性、耐油性および耐久性の4つの評価において、D判定がなく、かつ3つ以上の項目においてA判定であった。これに対して、比較例1~3および5で得られた内側基板、比較例6の強化ガラス板および比較例7および8のポリカーボネート板では、前記4つの評価の少なくとも1つにおいてD判定があった。また、比較例4で得られた内側基板は、普通ガラス板の厚さが大きいことが原因で、その全体の質量が目的とする範囲からズレてしまい、実使用に不向きであった。
 また、ウレタン樹脂層またはブチラール樹脂層に代えて、エチレン酢酸ビニル共重合体で構成される接着剤層または(メタ)アクリレートモノマーと重合開始剤とを含む光硬化型接着剤で構成される接着剤層を用いた以外は、実施例1~18と同様にして内側基板を作製したところ、表1および2に示す結果と同様の結果が得られた。
 さらに、実施例1~18および比較例1~3、5~8で得られた覗き窓を、図1に示すマシニングセンタの外装に取り付けて、機械加工を行った。その結果、実施例1~18で得られた覗き窓は、比較例1~3、5~8で得られた覗き窓と比較して、白化や割れ等の劣化が生じ難く、より長期間の使用が可能であった。
 また、実施例1~18と同様にして、図2、図3および図5に示す構成の覗き窓を製造し、図1に示すマシニングセンタの外装に取り付けて、機械加工を行ったところ、前記と同様の結果であった。
 本発明の複合体は、ポリカーボネートを主材料として構成された板部材と、前記板部材の一方の面側に設けられ、前記板部材を保護する機能を有し、ガラスを主材料として構成された保護層とを、接着剤層を介して接着してなる積層体と、該積層体の前記保護層と反対側に設けられたハードコート層とを有し、前記保護層の平均厚さをA[mm]とし、前記板部材の平均厚さをB[mm]としたとき、Bに対するAの比(A/B)が0.02以上0.3以下である。これにより、耐油性を改善することにより油が付着しても表面にクラック等が発生し難くするとともに、優れた耐擦傷性を付与することができる。また、質量が増大するのを防止しつつ、前記特性を発揮することができる。さらに、飛翔物に対する高い耐久性も付与することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (20)

  1.  ポリカーボネートを主材料として構成された板部材と、前記板部材の一方の面側に設けられ、前記板部材を保護する機能を有し、ガラスを主材料として構成された保護層とを、接着剤層を介して接着してなる積層体と、
     該積層体の前記保護層と反対側に設けられたハードコート層とを有し、
     前記保護層の平均厚さをA[mm]とし、前記板部材の平均厚さをB[mm]としたとき、Bに対するAの比(A/B)が0.02以上0.3以下である複合体。
  2.  前記板部材の平均厚さBは、2mm以上20mm以下である請求項1に記載の複合体。
  3.  前記板部材の前記接着剤層側の面には、前記接着剤層との密着性を向上させる密着性向上処理が施されている請求項1または2に記載の複合体。
  4.  前記ポリカーボネートは、ビスフェノール型ポリカーボネートを主成分とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の複合体。
  5.  前記ガラスは、普通ガラスである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の複合体。
  6.  前記接着剤層の屈折率と、前記板部材の屈折率および前記保護層の屈折率のうちの少なくとも一方との差は、0.05以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の複合体。
  7.  前記接着剤層を、pH8以上10.5以下のアルカリ溶液に、40℃で14日間浸漬したとき、前記接着剤層の質量増加率は、30%以下である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の複合体。
  8.  前記接着剤層を構成する接着剤は、硬化型接着剤およびホットメルト型接着剤のうちの少なくとも一方を含有する請求項7に記載の複合体。
  9.  前記保護層側から前記積層体に、5mmφ、0.5gの鋼球を衝突させ、当該積層体を貫通するのに要する衝撃エネルギーを測定する水平式鋼球衝撃試験を実施したしたとき、前記積層体の単位厚さあたりの衝撃エネルギーが2.5J/mm以上である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の複合体。
  10.  ASTM D3763に規定された計装化面衝撃試験に準拠して、前記保護層に向かって、規定錘を打ち出したとき、当該積層体を貫通するのに要する前記積層体の単位厚さあたりの衝撃エネルギーが12J/mm以上である請求項1ないし9のいずれか1項に記載の複合体。
  11.  前記ハードコート層は、前記板部材の前記保護層と反対側の面上に設けられている請求項1ないし10のいずれか1項に記載の複合体。
  12.  さらに、前記板部材の前記保護層と反対側に設けられ、ポリカーボネートを主材料として構成された第2の板部材を有し、
     前記ハードコート層は、前記第2の板部材の前記積層体と反対側の面上に設けられている請求項1ないし10のいずれか1項に記載の複合体。
  13.  前記積層体と前記第2の板部材とは、中間層を介して設けられている請求項12に記載の複合体。
  14.  前記中間層は、空気層である請求項13に記載の複合体。
  15.  前記ハードコート層は、多官能(メタ)アクリレートを含有する材料を用いて形成されている請求項1ないし14のいずれか1項に記載の複合体。
  16.  前記ハードコート層は、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、2個の(メタ)アクリロイル基を有する2官能(メタ)アクリレートと、シロキサン変性(メタ)アクリレートと、フィラーとを含有する材料を用いて形成されている請求項1ないし15のいずれか1項に記載の複合体。
  17.  前記フィラーは、無機材料で構成されている請求項16に記載の複合体。
  18.  前記材料に含まれる固形分中における前記シロキサン変性(メタ)アクリレートの含有量は、5質量%以上30質量%以下である請求項16または17に記載の複合体。
  19.  前記材料に含まれる固形分中における前記フィラーの含有量は、15質量%以上40質量%以下である請求項16ないし18のいずれか1項に記載の複合体。
  20.  工作機械に用いられ、請求項1ないし19のいずれか1項に記載の複合体を用いて作製された工作機械用部品。
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