JP2938941B2 - 成形用ハードコートシート及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は成形用ハードコートシートに関し、更に詳し
くは高硬度、耐擦傷性、耐摩耗性、耐汚染性等に優れた
表面層を有し且つ各種成形品に成形可能な成形用ハード
コートシートに関する。

（従来の技術） 従来、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、その他の合成樹脂は成形性が良いこと、透
明性に優れること、軽量であること、安価であること等
の種々の利点を有し、各種工業材料、建築材料、装飾材
料、光学材料、弱電材料、化粧品材料、家庭材料等の成
形品として広く使用されている。

一方、この様な樹脂成形品は上記の如き種々の利点を
有するものの、ガラス、金属等に比較するとその表面硬
度が低い為、表面に傷が付き易く、又、透明性が低下し
たり、汚染性が高くなる等の問題を有している。

この様な問題点を解決する方法として、所望の形状に
成形後、表面に硬質樹脂塗料をスプレー塗装して硬化さ
せ、硬質の表面層を形成する方法があるが、この方法は
乾燥時の溶剤揮散の問題、成形品は耐熱性及び耐溶剤性
に優れるものに限定される、塗装中に表面層にごみ等が
付着しやすい、コスト高である等の種々の問題がある。

この様な問題を解決する方法として、成形用の樹脂シ
ートの表面に予め硬質の表面層を形成しておき、これを
成形に供するという方法があるが、この場合には表面層
が固い為、曲率の大な成形部分では表面層に亀裂が入っ
たり剥離したりするという問題がある。

上記表面層を成形性のよい軟質樹脂から形成すればこ
の様な問題はないが、満足出来る表面性質を有する成形
品は得られない。

従って、本発明の目的は上記の如き従来技術の種々の
問題点を解決し、平面は勿論、曲面やコーナ部に成形し
ても、それらの部分で亀裂等による外観上の劣化や耐擦
傷性等の物性の低下のない優れた成形用ハードコートシ
ートを提供することである。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、成形性を有する基材シートの少なく
とも一方の面に、軟質の電離放射線硬化型樹脂からなる
層と硬質の電離放射線硬化型樹脂からなるハードコート
層とをこの記載の順序に積層してなることを特徴とする
成形用ハードコートシート、及びその製造方法である。

（作用） 本発明の成形用ハードコートシートは、軟質層が内部
に、そして硬質のハードコート層が表面にきている。従
ってこの成形用ハードコートシートを成形して曲面やコ
ーナー部を形成すると、表面の硬質ハードコート層には
亀裂が発生することもあるが、表面のハードコート層が
薄いので発生した亀裂は肉眼では認められず外観上の問
題はない。更にその亀裂部はその下の軟質層と密着して
いるので剥離したりすることはない。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を図解的に示す添付図面を参照
して本発明を更に詳細に説明する。

本発明の成形用ハードコートシートは、第１図示の如
く、基材シート１の少なくとも一方の面に層２及び３が
形成されており、層２及び３は硬質の電離放射線硬化型
樹脂からなるハードコート層２と軟質の電離放射線硬化
型樹脂からなる層３とから構成されている。

更に必要に応じて基材シート１と層３との間にはプラ
イマー層や装飾層を設けることが出来る。装飾層として
は、木目、石目等の天然物の絵柄、文字、記号、抽象
柄、全面ベタ柄等いずれの絵柄でもよく、全面に設けて
も部分的に設けてもよい。

上記本発明の成形用ハードコートシートに使用する基
材シート１は、成形性を有するものであれば、従来公知
のいずれの基材シートでもよく、例えば、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフ
タレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート等のポ
リエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチ
ルペンテン等のポリオレフイン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアミド等のプ
ラスチックのシートであり、厚みは数十μｍ〜数十cmの
ものでよい。

上記の如き基材シート１上に設ける層２及び３は、電
離放射線硬化型塗料から形成する。特に好ましい電離放
射線硬化型塗料は電子線硬化型塗料及び紫外線硬化型塗
料である。

電子線硬化型塗料と紫外線硬化型塗料とは、後者が光
重合開始剤や増感剤を含有することを除いて成分的に同
様なものであり、一般的には被膜形成性成分としてその
構造中にラジカル重合性の二重結合又はエポキシ基を有
するポリマー、オリゴマー、モノマー等を主成分とし、
その他必要に応じて非反応性のポリマー、有機溶剤、ワ
ックス、その他の添加剤を含有するものである。

本発明の目的に特に好ましいものは、被膜形成性成分
がアクリレート系の官能基を有するもの、例えば、比較
的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド
樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポ
リチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化
合物の（メタ）アクリレート等のオリゴマー又はプレポ
リマー及び反応性希釈剤としてエチル（メタ）アクリレ
ート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレ
ン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能
モノマー並びに多官能性モノマー、例えば、トリメチロ
ールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオ
ール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）
アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ（メタ）アク
リレート、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレー
ト等を比較的多量に含有するものである。

この様な多官能（メタ）アクリレート系の電離放射線
硬化型塗料を使用することによって、表面硬度、透明
性、耐摩擦性、耐擦傷性等に優れたハードコート層を形
成することが出来る。

更にこの様なハードコート層が高い可撓性や耐収縮性
が要求される場合には、上記の硬化型塗料中に適当量の
熱可塑性樹脂、例えば、非反応性のアクリル樹脂や各種
ワックス等を添加することによってそれらの要求に応え
ることが出来る。

又、上記の硬化型塗料を紫外線硬化型塗料とするに
は、この中に光重合開始剤として、アセトフェノン類、
ベンゾフェノン、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α
−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサ
ルファイド、チオキサントン類や光増感剤としてｎ−ブ
チルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホス
フィン等を混合して用いることが出来る。

以上の如き電子線又は紫外線硬化型塗料等の電離放射
線硬化型塗料は種々のグレードのものが知られ、いずれ
も市場から容易に入手出来、本発明において使用するこ
とが出来る。

本発明の特徴は、上記層２及び３を硬質のハードコー
ト層２と軟質層３とに分けて形成する点である。

硬質のハードコート層２は、上記の電離放射線硬化型
樹脂の構成成分として、比較的多量の多官能性モノマー
を使用することによって形成される。好ましい硬度はAS
シート上に10μｍの厚みとした場合2H以上の鉛筆硬度で
あり、伸びは１〜30％の範囲が好ましい。鉛筆硬度が2H
未満であるとハードコート層としての機能が得られな
い。

かかる硬質ハードコート層２の厚みは0.1〜２μｍ程
度の厚みが好ましく、これより薄すぎると、均一な塗布
が困難で硬度も不十分であり、成形後の物品の表面保護
効果が不十分となり、一方、厚すぎると成形した各種物
品のコーナー部等の曲面に亀裂の発生によって白化が目
立ち外観上好ましくない。

一方、軟質層３は、上記の電離放射線硬化型樹脂の構
成成分として多官能性モノマーの比率を少なくしたり、
可撓性に優れた非反応性樹脂を混合することによって、
その硬度を調整して形成することが出来る。

好ましい硬度はASシート上に10μｍの厚みとした場合
3B〜Ｈ程度の鉛筆硬度であり、伸びは25％以上が好まし
い。硬すぎるとこの軟質層３自体が成形時に白化したり
亀裂が発生し、本発明の目的が達成出来ない。又、軟ら
かすぎると表面層としての機能が得られない。

かかる軟質層３の厚みは１〜50μｍ程度の厚みが好ま
しく、これより薄すぎると、成形後の物品の表面保護効
果が不十分となり、一方、厚すぎるとこの層の変形性が
その上の硬質層２に伝わり、硬質層２の硬度を低下させ
ることになる。

以上の硬質及び軟質層のトータルの厚みは１〜50μｍ
程度が好適である。

上記の層２及び３の硬化方法も従来技術がそのまま使
用出来、例えば、電子線硬化の場合にはコックロフトワ
ルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧
器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電
子線加速機から放出される50〜1,000KeV、好ましくは10
0〜300KeVのエネルギーを有する電子線等が使用され、
紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧
水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハラ
イドランプ等の光源から発する紫外線等が利用される。

電離放射線の照射は、上記各層の形成毎に行ってもよ
いし又は両層を形成後に行ってもよい。

以上の如き硬化型塗料は、例えば、ブレードコーティ
ング方法、グラビアコーティング方法、ロッドコーティ
ング方法、ナイフコーティング方法、リバースロールコ
ーティング方法、スプレーコーティング方法、オフセッ
トグラビアコーティング方法、モスコーティング方法
等、任意の塗布方法により上記の基材シート上に塗布さ
れるが、特に塗布厚の精度、塗布表面の平滑性等に優れ
たグラビアコーティング方法、グラビアリバースコーテ
ィング方法、リバースロールコーティング方法、オフセ
ットグラビアコーティング方法等が好適である。

以上の如くして得られる本発明の成形用ハードコート
シートは、プレス成形、真空成形等従来公知のいずれの
成形方法にも利用可能である。

（効果） 以上の如き本発明によれば、本発明の成形用ハードコ
ートシートは軟質層が内部に、そして硬質のハードコー
ト層が表面にきている。この様な成形用ハードコートシ
ートを第２図示の様に成形して曲面やコーナー部を形成
すると、表面の硬質ハードコート層には細かい亀裂が発
生することもあるが、表面のハードコート層が薄いので
発生した亀裂は肉眼では認められず外観上の問題はな
い。更にその亀裂部はその下の軟質層と密着しているの
で剥離したりすることはない。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

実施例１ 三菱レイヨン（株）製のポリカーボネートシート（厚
み300μｍ）の表面に、電離放射線硬化型樹脂HC−Ｃ
（諸星インキ製）を乾燥時10μｍの厚みに塗工し、100
℃で１分間乾燥後、更にその表面に、電離放射線硬化型
樹脂HC−Ａ（諸星インキ製）を乾燥時0.5μｍの厚みに
塗工し、60℃で１分間乾燥させた。

上記塗工層にスキャニング方式の電子線照射機を用
い、加速電圧175KV、ビーム電流36mA、照射線量10Mrad
で電子線を照射し各層を硬化させて、本発明の成形用ハ
ードコートシートを得た。

比較例１ 実施例１においてハードコート層を、硬質電離放射線
硬化型樹脂（HC−Ａ）のみで10μｍに形成した以外は実
施例１と同様にして比較例の成形用ハードコートシート
を得た。

比較例２ 実施例１においてハードコート層を軟質電離放射線硬
化型樹脂（HC−Ｃ）のもで10μｍに形成した以外は実施
例１と同様にして比較例の成形用ハードコートシートを
得た。

上記実施例及び比較例の成形用ハードコートシートを
真空成形したところ、得られた成形物の結果は下記第１
表の通りであった。

1.成形性;10Rの成形加工を行い、目視により評価した。

○：亀裂・白化が目立たない。膜の脱落なし。

×：亀裂・白化が目立つ。一部膜の脱落あり。

2.鉛筆硬度;500gの荷重で評価した。

3.耐擦傷性；＃0000のスチールウールを用い、軽く100
回擦って評価した。

○：白化が目立たない。

×：白化が目立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形用ハードコートシートの断面を図
解的に示し、第２図は成形した状態を説明する図であ
る。 1:基材シート 2:硬質ハードコート層 3:軟質層

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形性を有する基材シートの少なくとも一
   方の面に、軟質の電離放射線硬化型樹脂からなる層と硬
   質の電離放射線硬化型樹脂からなるハードコート層とを
   この記載の順序に積層してなることを特徴とする成形用
   ハードコートシート。
2. 【請求項２】硬質ハードコート層の厚みが0.1〜２μｍ
   で、軟質層の厚みが１〜50μｍである請求項１に記載の
   成形用ハードコートシート。
3. 【請求項３】基材シートと軟質層との間に装飾層を設け
   た請求項１に記載の成形用ハードコートシート。
4. 【請求項４】成形性を有する基材シートの少なくとも一
   方の面に、軟質の電離放射線硬化型樹脂からなる層を１
   〜50μｍの厚みに形成し、該層の表面に硬質の電離放射
   線硬化型樹脂からなるハードコート層を0.1〜２μｍの
   厚みに形成し、上記各層の形成毎に又は両層の形成後電
   離放射線を照射することを特徴とする成形用ハードコー
   トシートの製造方法。