JP7358844B2 - Organic glass products with hard coat layer and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ハードコート層付き有機ガラス製品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic glass product with a hard coat layer and a method for manufacturing the same.
従来、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ABS等により成型される、有機ガラスは、透明性に優れ、無機ガラスに比べて軽量であることから、様々な分野で、無機ガラス製品に代替して、有機ガラス製品が用いられている。 Conventionally, organic glass, which is molded from polycarbonate, polyacrylate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyolefin, ABS, etc., has excellent transparency and is lighter than inorganic glass, so it is used in various fields. Organic glass products are being used instead of inorganic glass products.
具体的には、一般住居や公共施設の建築構造物の外装材や内装材、自動車内外装用の部品、太陽電池カバー又は太陽電池基板、家電製品の部材等として、有機ガラス製品の普及が進んでいる。但し、有機ガラスは、耐候性や耐摩耗性の点で無機ガラスに比べて劣るため、その欠点を補うべく、多くの場合において、有機ガラス製品は、有機ガラス基材の表面にハードコート層を形成した「ハードコート層付き有機ガラス製品」として用いられている(特許文献1、2参照)。
Specifically, organic glass products are becoming more and more popular as exterior and interior materials for architectural structures in residential buildings and public facilities, parts for interior and exterior parts of automobiles, solar cell covers or substrates, and components for home appliances. There is. However, organic glass is inferior to inorganic glass in terms of weather resistance and abrasion resistance, so in order to compensate for these shortcomings, organic glass products often have a hard coat layer on the surface of the organic glass substrate. It is used as an "organic glass product with a hard coat layer" (see
尚、通常、上記の「ハードコート層付き有機ガラス製品」は、その使用時において最表面に露出することが想定されるハードコート層が、製品使用開始前に汚れたり傷ついたりしてしまうことを防ぐために、ハードコート層上に、更に、製品保護フィルムが積層されている状態で製造現場から出荷されている。 In addition, the above-mentioned "organic glass products with a hard coat layer" usually take precautions to prevent the hard coat layer, which is expected to be exposed on the outermost surface during use, from becoming dirty or damaged before the product is used. To prevent this, a product protective film is further laminated on the hard coat layer before being shipped from the manufacturing site.
このような「ハードコート層付き有機ガラス製品」の製造現場において、ハードコート層を形成する硬化性樹脂フィルム等を有機ガラス基材に接着するためのヒートシール層と、当該有機ガラス基材との間に、混入異物や部分的接着不良に起因する微細な空隙が発生してしまうことがあった。このような微細な空隙は、他の部分よりも不要に明るく見える輝点となる等、「ハードコート層付き有機ガラス製品」の意匠性を低下させていた。 At the manufacturing site of such "organic glass products with a hard coat layer", a heat seal layer is used to bond the curable resin film, etc. that forms the hard coat layer to the organic glass base material, and the organic glass base material is bonded to the heat seal layer. In the meantime, fine voids may occur due to mixed foreign matter or partial adhesion failure. Such fine voids deteriorate the design of the "organic glass product with a hard coat layer", such as forming bright spots that appear unnecessarily brighter than other parts.
本発明は、「ハードコート層付き有機ガラス製品」において、有機ガラス基材とヒートシール層との界面に発生する微細な空隙を除去して意匠性に優れる「ハードコート層付き有機ガラス製品」を提供することを目的とする。 The present invention provides an "organic glass product with a hard coat layer" that has excellent design by removing minute voids that occur at the interface between the organic glass base material and the heat seal layer. The purpose is to provide.
本発明者らは、上述の通り、出荷時にハードコート層上に積層されている製品保護フィルムの弾性に着目し、これを特定範囲に最適化することによって、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。 As mentioned above, the present inventors focused on the elasticity of the product protective film that is laminated on the hard coat layer at the time of shipment, and found that the above problem can be solved by optimizing this to a specific range. This discovery led to the completion of the present invention. More specifically, the present invention provides the following.
(1) 有機ガラス基材の少なくとも一方の表面にヒートシール層を介して、ハードコート層が積層されていて、前記ハードコート層が形成されている側の最表面に、更に製品保護フィルムが積層されている、ハードコート層付き有機ガラス製品であって、前記製品保護フィルムは、前記ヒートシール層のガラス転移温度(Tg)より5℃高い温度における貯蔵弾性率(E´)が、1.0×109Pa以上である、ハードコート層付き有機ガラス製品。 (1) A hard coat layer is laminated on at least one surface of the organic glass substrate via a heat seal layer, and a product protection film is further laminated on the outermost surface on the side where the hard coat layer is formed. is an organic glass product with a hard coat layer, and the product protective film has a storage modulus (E') of 1.0 at a temperature 5° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the heat seal layer. An organic glass product with a hard coat layer having a pressure of 10 9 Pa or more.
(2) 有機ガラス基材の少なくとも一方の表面にヒートシール層を介して、ハードコート層が積層されていて、前記ハードコート層が形成されている側の最表面に、更に製品保護フィルムが積層されている、ハードコート層付き有機ガラス製品であって、前記製品保護フィルムの110℃における貯蔵弾性率(E´)が、1.0×109Pa以上である、
ハードコート層付き有機ガラス製品。
(2) A hard coat layer is laminated on at least one surface of the organic glass substrate via a heat seal layer, and a product protection film is further laminated on the outermost surface on the side where the hard coat layer is formed. An organic glass product with a hard coat layer, wherein the product protective film has a storage modulus (E′) at 110° C. of 1.0×10 9 Pa or more.
Organic glass products with hard coat layer.
(3) (1)又は(2)に記載のハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法であって、前記有機ガラス基材の表面に前記ヒートシール層を介して硬化性樹脂フィルムを積層することにより前記ハードコート層を形成するハードコート層形成工程と、前記ハードコート層の表面に、前記製品保護フィルムを積層する製品保護フィルム積層工程と、前記有機ガラス基材にヒートシール層を介して、ハードコート層が積層されていて、更に最表面には前記製品保護フィルムが積層されている材料積層体を、前記ヒートシール層のガラス転移温度(Tg)以上の温度で加熱しながら加圧する加熱加圧処理を行う材料積層体加熱加圧工程と、を含んでなる、ハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法。 (3) A method for manufacturing an organic glass product with a hard coat layer according to (1) or (2), comprising laminating a curable resin film on the surface of the organic glass substrate via the heat seal layer. a hard coat layer forming step of forming the hard coat layer, a product protective film laminating step of laminating the product protective film on the surface of the hard coat layer, and a heat seal layer on the organic glass substrate, A heating process in which a material laminate having a hard coat layer laminated thereon and the product protection film further laminated on the outermost surface is heated and pressed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the heat seal layer. A method for manufacturing an organic glass product with a hard coat layer, comprising: heating and pressing a material laminate through pressure treatment.
(4) 前記材料積層体加熱加圧工程における加熱加圧処理を0.7MPa以上1.2MPa以下の圧力で行う、(3)に記載のハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法。 (4) The method for manufacturing an organic glass product with a hard coat layer according to (3), wherein the heating and pressing treatment in the material laminate heating and pressing step is performed at a pressure of 0.7 MPa or more and 1.2 MPa or less.
(5) 前記材料積層体加熱加圧工程を、オートクレーブ内で前記材料積層体を加熱及び加圧することによって行う(3)又は(4)に記載のハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法。 (5) The method for producing an organic glass product with a hard coat layer according to (3) or (4), wherein the material laminate heating and pressing step is performed by heating and pressurizing the material laminate in an autoclave.
本発明によれば、「ハードコート層付き有機ガラス製品」において、有機ガラス基材とヒートシール層との界面に発生する微細な空隙を除去して意匠性に優れる「ハードコート層付き有機ガラス製品」を提供することができる。 According to the present invention, in the "organic glass product with a hard coat layer", fine voids generated at the interface between the organic glass base material and the heat seal layer are removed, and the "organic glass product with a hard coat layer" has excellent design properties. ” can be provided.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the present invention is not limited to the following embodiments. The present invention can be implemented with appropriate modifications within the scope of its purpose.
<ハードコート層付き有機ガラス製品>
本発明のハードコート層付き有機ガラス製品10は、図1に示すように、有機ガラス基材4の表面に、接着層2を間に介して、ハードコート層1が積層接合されている構成を含んでなる積層体である。そして、当該製品の最表面には、ハードコート層1を被覆して更に製品保護フィルム3が積層されている。ハードコート層付き有機ガラス製品10において、ハードコート層1は、図1に示す通り、有機ガラス基材4の両面に形成されていることが好ましい。但し、用途によっては、一方の面のみにハードコート層1が形成されているものも有用であり、そのような層構成のハードコート層付き有機ガラス製品も当然に本発明の範囲である。
<Organic glass products with hard coat layer>
As shown in FIG. 1, the
ハードコート層付き有機ガラス製品10において、有機ガラス基材4にハードコート層1を接合する機能を発揮する接着層2は、ヒートシール層22を含んで構成される層であり、ハードコート層1とヒートシール層22との間にはプライマー層21が配置されていることがより好ましい。
In the hard coat layer-equipped
そして、ハードコート層付き有機ガラス製品10においては、ハードコート層1の形成面に、ハードコート層1を被覆する製品保護フィルム3が更に積層されている。
In the
従来、ハードコート層付き有機ガラス製品における製品保護フィルムについては、本来の機能である表面保護機能以外の機能については顧みられることがなかった。これに対して、本発明の、ハードコート層付き有機ガラス製品10においては、ハードコート層1を被覆する製品保護フィルム3を、特定の弾性を有するものに限定することにより、有機ガラス基材4とヒートシール層22との界面に発生する微細な空隙を除去して、ハードコート層付き有機ガラス製品10の意匠性を向上させている。
Conventionally, with regard to product protective films for organic glass products with hard coat layers, no consideration has been given to functions other than the original function of surface protection. On the other hand, in the
ハードコート層付き有機ガラス製品10の用途としては、例えば、一般住居や公共施設の建築構造物の外内装材、自動車内外装用の部品、太陽電池カバー、太陽電池基板、家電製品の部材、照明用カバー、各種ディスプレー装置の前面板又はカバー、信号機や光学機器に使用されるレンズ類等を挙げることができる。又、優れた耐候性を有機ガラス基材に付与できることを鑑みれば、有機ガラス製品10は、直射日光や風雨に晒される環境で使用される外装部材や準外装部材、例えば、自動車、鉄道等の車両用の外装部材(各種ウインドウ、サンルーフ、ルーフパネル、ウインドーリフレクター、ウインカーランプレンズ、サイドミラー、ヘッドランプカバー等)、バルコニーの仕切り板、テラスやカーポート等の屋根部材、玄関ドア、建造物の窓等の建築部材、防音壁や風防壁等の壁材、信号機に使用されるレンズ類等、を形成するため部材として特に好ましく用いることができる。
Applications of the
(製品保護フィルム)
製品保護フィルム3は、ハードコート層付き有機ガラス製品10のハードコート層1が、出荷後の流通過程等、製品の完成後使用開始前の段階において、汚れたり傷ついたりしてしまうことを防ぐために、ハードコート層1を被覆して、ハードコート層付き有機ガラス製品10の最表面に積層されている樹脂フィルムである。
(Product protection film)
The
本発明のハードコート層付き有機ガラス製品10は、従来、ハードコート層付き有機ガラス製品の完成後の製品流通段階において単に製品表面を物理的に保護する機能のみを担保するものと考えられていた製品保護フィルムについて、その弾性を特定の範囲内に限定したものであることを主たる特徴とするハードコート層付き有機ガラス製品である。これにより、ハードコート層付き有機ガラス製品10においては、有機ガラス基材4とヒートシール層22との界面に発生する微細な空隙が除去されて意匠性の向上が実現している。
The
ハードコート層付き有機ガラス製品10のハードコート層1を被覆して積層する製品保護フィルム3としては、下記に詳細を説明する「規定温度」における貯蔵弾性率(E´)が、1.0×109Pa以上である樹脂フィルムを用いることができる。尚、上記の「規定温度」には、2つの異なる基準がある。本発明には、これら2つの基準にそれぞれ対応する2つの実施形態がある。
The product
第1の基準による上記の「規定温度」は、ヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)より5℃高い温度である。つまり、ヒートシール層のガラス転移温度(Tg)より5℃高い温度における製品保護フィルム3の貯蔵弾性率(E´)が、上記範囲、即ち、1.0×109Pa以上にあるハードコート層付き有機ガラス製品10が、上記第1の基準に対応する実施形態となる。この実施形態に係るハードコート層付き有機ガラス製品10の好ましい具体例として、ヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)が110℃である場合において、製品保護フィルム3の120℃(=110℃+10℃)での貯蔵弾性率(E´)が1.0×109Pa以上であるハードコート層付き有機ガラス製品を挙げることができる。
The above-mentioned "specified temperature" according to the first standard is a temperature 5° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the
製品保護フィルム3の貯蔵弾性率(E´)を上記の第1の基準による規定温度において上記範囲内に特定することにより、通常、100℃以上110℃以下程度の範囲を中心として、その周辺域にも分散する様々なヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)に対して、製品保護フィルム3の貯蔵弾性率(E´)が良好に最適化されていることにより、意匠性の向上が極めて良好に実現されているハードコート層付き有機ガラス製品10を得ることができる。
By specifying the storage elastic modulus (E') of the
一方で、本発明に係る第2の基準による「規定温度」は、110℃である。つまり、110℃における製品保護フィルム3の貯蔵弾性率(E´)が、上記範囲にあるハードコート層付き有機ガラス製品10が、上記第2の基準に対応する実施形態となる。この実施形態に係るハードコート層付き有機ガラス製品10は、製品保護フィルム3の110℃での貯蔵弾性率(E´)が1.0×109Pa以上であればよい。
On the other hand, the "specified temperature" according to the second standard according to the present invention is 110°C. In other words, the hard coat layer-equipped
製品保護フィルム3の貯蔵弾性率(E´)を、第2の基準による規定温度、即ち、110℃において即ち、1.0×109Pa以上に特定することにより、ヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)が100℃程度若しくはその近傍域にある一般的なハードコート層付き有機ガラス製品10全般に対して、製品保護フィルム3の貯蔵弾性率(E´)が、十分に最適化されていることにより、意匠性の向上が十分に実現されているハードコート層付き有機ガラス製品10を得ることができる。ハードコート層付き有機ガラス製品10とすることができる。
By specifying the storage modulus (E') of the
又、製品保護フィルム3は、上述の貯蔵弾性率(E´)を満たした上で、更に、その厚さが50μm以上であることがより好ましい。製品保護フィルム3の厚さを50μm以上とすることで、上述の意匠性向上効果をより高い確度で良好な水準で発現させることができる。
Moreover, it is more preferable that the
製品保護フィルム3を構成する樹脂基材は、上述の貯蔵弾性率(E´)に係る要件を満たす樹脂である限りにおいて、特定の樹脂には限定されない。但し、同フィルムを積層した状態で直下のハードコート層の状態が目視により十分観察確認可能な程度の透明性と、ロール・トゥ・ロール方式の製造にも対応可能で、製造各段階におけるハンドリング性も損なわない程度の可撓性を有する樹脂基材であることが好ましい。製品保護フィルム3を構成することができるこのような樹脂基材として、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系の樹脂フィルムであって、上述の貯蔵弾性率(E´)に係る要件を満たす各種の樹脂フィルムを挙げることができる。
The resin base material constituting the
ここで、本明細書における「製品保護フィルムの貯蔵弾性率(E´)」とは、製品保護フィルムを構成する樹脂フィルム等、樹脂基材部分についての下記DMA測定による規定温度時点での貯蔵弾性率(E´)のことを言うものとする。
(測定方法)
製品保護フィルムについて引っ張りモードにて下記条件のもと測定。
初期荷重100g、連続加振モード、波形:正弦波、周波数10hz、昇温速度3℃/min。
Here, the "storage elastic modulus (E') of the product protection film" in this specification refers to the storage elastic modulus (E') of the resin base material part, such as the resin film constituting the product protection film, at a specified temperature as measured by the following DMA measurement. It refers to the rate (E').
(Measuring method)
Product protective film was measured in tension mode under the following conditions.
Initial load: 100 g, continuous vibration mode, waveform: sine wave, frequency: 10 hz, temperature increase rate: 3°C/min.
尚、製品保護フィルム3は、樹脂基材の一方の表面に粘着層(図示せず)が形成されている層構成からなることが好ましい。この粘着層には、ハードコート層付き有機ガラス製品10の製品完成段階から流通段階においては、ハードコート層1の表面に製品保護フィルム3が安定的に接合された状態を保持することができ、一方で、ハードコート層付き有機ガラス製品10の使用時においては、ハードコート層1に粘着成分を残存させずに、手作業で容易に剥離可能な層であることが求められる。このような粘着層は、例えば、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂、シリコン系樹脂を主剤樹脂とする公知の粘着剤により形成することができる。
The
又、上記の粘着層の厚さは、10μm以下であり、尚且つ、製品保護フィルム3において粘着層以外の主たる部分を構成する樹脂基材の厚さの1/5以下であることが好ましい。粘着層の厚さは、通常、上記範囲内であり、又、上記範囲内であれば、製品保護フィルム3全体の規定温度における貯蔵弾性率(E´)に、本発明の効果に関わるほどの実質的な影響を与えることもない。よって、製品保護フィルム3の主たる部分を構成する樹脂基材の上記貯蔵弾性率(E´)の最適化により、粘着層部分の組成等に関わらず、本発明の効果を十分に享受することができる。尚、本発明における「製品保護フィルムの規定温度における貯蔵弾性率(E´)」とは、製品保護フィルム3を構成する樹脂基材(粘着層部分を除く)の規定温度における貯蔵弾性率(E´)のことを意味する。
Further, the thickness of the adhesive layer is preferably 10 μm or less, and is preferably 1/5 or less of the thickness of the resin base material that constitutes the main portion of the
[有機ガラス基材]
ハードコート層付き有機ガラス製品10を構成する有機ガラス基材4としては、ポリカーボネート製のガラス基材の他、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ABS等の各種樹脂材料からなる有機ガラス基材を特段の制限なく用いることができる。但し、これらの中でも、耐衝撃性や透明性に優れる点からポリカーボネート製の樹脂ガラスを特に好ましく用いることができる。
[Organic glass base material]
As the
又、有機ガラス基材4は、同一又は異なる種類の樹脂が複数積層されていてもよい。同一又は異なる種類の樹脂が複数積層されている樹脂成型品は、例えば、共押出しによって成型することができる。
Further, the organic
有機ガラス基材4の厚さについては、特段制限されないが、通常1mm以上20mm以下であることが好ましく、2mm以上10mm以下であることがより好ましい。有機ガラス基材4が薄すぎると、面剛性等の実用的な強度が不十分となり、有機ガラス基材4が厚すぎると、有機ガラス基材4の加工性に影響する。尚、有機ガラス基材4の形状は、用途に応じて適宜選択すればよく、平板状のものには限られない。
The thickness of the
[ハードコート層]
ハードコート層付き有機ガラス製品10において、有機ガラス基材4の表面を被覆して形成されるハードコート層1は、有機ガラス基材4の表面を保護する層として、有機ガラス製品10に良好な対候性や耐傷性を付与する機能を有する層である。
[Hard coat layer]
In the
このハードコート層1は、硬化性樹脂を含んでなる樹脂組成物(以下、「硬化性樹脂組成物」とも言う)からなる層である。そして、このようなハードコート層1を形成する硬化性樹脂組成物の主たる材料樹脂としては、熱硬化性樹脂、或いは、電離放射線硬化性樹脂等を、適宜選択して用いることができる。
This
ハードコート層1を形成するための硬化性樹脂組成物の主たる材料樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることができる。尚、本明細書において、「主たる材料樹脂」とは当該樹脂を含んで形成される樹脂層において、樹脂成分中の組成比が最も大きい樹脂であり同組成比で50質量%以上の割合を占める樹脂のことを言うものとする。よってハードコート層1には、上記主たる「材料樹脂」以外の樹脂が、必要に応じて、「主たる材料樹脂」よりも少ない割合で混合されていてもよい。
The main material of the curable resin composition for forming the
ハードコート層1を形成するための硬化性樹脂組成物の主たる材料樹脂として電離放射線硬化性樹脂を用いる場合、従来から電離放射線硬化性を有する樹脂として慣用されている重合性オリゴマーやプレポリマーの中から適宜選択して用いることができる。そのような重合性オリゴマーやプレポリマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を持つオリゴマーやプレポリマー、例えば、エポキシ(メタ)アクリレート系、ウレタン(メタ)アクリレート系やポリエーテル系ウレタン(メタ)アクリレートやカプロラクトン系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート系、ポリエーテル(メタ)アクリレート系のオリゴマーやプレポリマー等を好ましく用いることができる。
When using an ionizing radiation-curable resin as the main material resin of the curable resin composition for forming the
ハードコート層1を形成するための硬化性樹脂として電離放射線硬化性樹脂を用いる場合、これらの樹脂に照射する電離放射線としては、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合或いは架橋し得るエネルギー量子を有するもの、例えば、紫外線(UV)又は電子線(EB)を選択することができる。又、その他、X線、γ線等の電磁波、α線、イオン線等の荷電粒子線も選択することができる。
When using an ionizing radiation curable resin as the curable resin for forming the
又、ハードコート層1を形成する硬化性樹脂組成物は、更に、ハードコート性や耐候性を向上させるために、耐傷フィラーや、耐候剤を含有することが好ましい。ハードコート層1に含有させることができる耐傷フィラーとしては、無機系と有機系のフィラーがあり、無機物では、例えば、アルミナ、シリカ、カオリナイト、酸化鉄、ダイヤモンド、炭化ケイ素等の無機粒子が挙げられる。これらの無機系の耐傷フィラーのうち、シリカ粒子は好ましいものの一つである。シリカ粒子は、ハードコート性を向上させ、且つ、ハードコート層の透明性を阻害しないからである。シリカ粒子としては、従来公知のシリカ粒子から適宜選択して用いることが可能であり、コロイダルシリカ粒子等も好適に挙げられる。コロイダルシリカ粒子は、添加量が増えた場合であっても、透明性に影響を及ぼすことが少ない。
Furthermore, the curable resin composition forming the
又、ハードコート層1を形成する硬化性樹脂組成物には、その性能を阻害しない範囲で各種添加剤を含有させることができる。各種添加剤とは、例えば、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤、架橋剤、帯電防止剤、接着性向上剤、酸化防止剤、レベリング剤、チクソ性付与剤、カップリング剤、可塑剤、消泡剤、充填剤、溶剤等である。
Further, the curable resin composition forming the
[接着層]
接着層2は、図1に示す通り、ハードコート層1の側から順に、プライマー層21とヒートシール層22とが配置されてなる2層構成の接着層であることが好ましい。
[Adhesive layer]
As shown in FIG. 1, the
(プライマー層)
プライマー層21は、ハードコート層1に対する応力緩和層として機能するとともに、ハードコート層1の有機ガラス基材4への密着性を向上させる役割を果たす層である。又、生産工程や保管に際して、ブロッキング現象の発生を抑制し、フィルムの巻き形状の悪化やフィルムの損傷を生じさせないために、このプライマー層21を、バインダー樹脂及びブロッキング防止剤を含む樹脂組成物により構成することが好ましい。このようなプライマー層21の厚さは、1μm以上3μm以下であることが好ましい。
(Primer layer)
The
又、ハードコート層付き有機ガラス製品10においては、プライマー層21に、ハードコート層1に含有させることができるものとして例示した上述の耐傷フィラーや耐候剤、或いは、上記同様、その性能を阻害しない範囲で各種添加剤を含有させることができる。
In addition, in the
(ヒートシール層)
ヒートシール層22は、ハードコート層1の有機ガラス基材4への接着性を安定的に維持するために設けられる層であり、各種の熱融着樹脂により形成される。ヒートシール層22の厚さについては、プライマー層21よりも厚く、厚さ1μm以上7μm以下であることが好ましい。
(heat seal layer)
The
ヒートシール層22を形成するために用いることができる熱融着性樹脂の具体例としては、アクリル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、塩素化ポリプロピレン、塩素化ゴム、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂等、或いは、各樹脂の混合樹脂を挙げることができる。
Specific examples of heat-fusible resins that can be used to form the heat-
又、ヒートシール層22を構成する熱融着樹脂のガラス転移温度(Tg)については、必要な耐熱性を保持する観点から少なくとも30℃以上であればよく、100℃以上であることが好ましい。ヒートシール層22を構成する熱融着樹脂のガラス転移温度(Tg)が、100℃以上であることにより、ハードコート層付き有機ガラス製品10において、高湿環境下における、白濁、剥離、皺等の外観不良の発生を抑制することができる。又、有機ガラス基材4に接着する際の有機ガラス基材4への影響を考慮して、ヒートシール層22を構成する熱融着樹脂のガラス転移温度(Tg)は有機ガラス基材4として用いる樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも低いことが好ましく、具体的には有機ガラス基材4としてポリカーボネートを用いる場合であれば150℃以下であることが好ましい。更に、ハードコート層1と有機ガラス基材4との間で熱膨張や熱収縮の挙動が異なる場合には製造工程や実使用の環境下においてハードコート層1に皺等が発生することがあるが、ヒートシール層22を緩衝層とすることでかかる現象の抑制を図る観点から、ヒートシール層22を構成する熱融着樹脂のガラス転移温度(Tg)は120℃以下であることが好ましく、110℃以下であることがより好ましい。尚、ヒートシール層22を形成する熱融着性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、動的粘弾性測定装置(DMA)により測定することができる。
Further, the glass transition temperature (Tg) of the heat-sealing resin constituting the heat-
尚、以上説明したハードコート層1と接着層2(プライマー層21とヒートシール層22)の総厚さは、15μm以下、又は、製品保護フィルム3の厚さの30%以下であることが好ましい。ハードコート層1と接着層2の総厚さは、通常上記範囲内にあり、同厚さがこの範囲内にあることで、製品保護フィルム3の主たる部分を構成する樹脂基材の上記貯蔵弾性率(E´)の最適化により、粘着層部分の組成等に関わらず、本発明の効果を十分に享受することができる。
The total thickness of the
<ハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法>
本発明のハードコート層付き有機ガラス製品10は、以下に詳細を説明する製造方法によって得ることができる。この製造方法は、「ハードコート層形成工程」、「製品保護フィルム積層工程」及び、これらの工程に引き続いて行う「材料積層体加熱加圧工程」を必須の工程とする製造方法である。
<Method for manufacturing organic glass products with hard coat layer>
The hard coat layer-equipped
[ハードコート層形成工程]
ハードコート層形成工程は、有機ガラス基材4の表面に熱融着性樹脂からなるヒートシール層22を含む接着層2を介して硬化性樹脂フィルムを積層することによりハードコート層1を形成する工程である。尚、有機ガラス基材4の表面に接着層2を介してハードコート層1を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、特許文献1、2に開示されている離型用基材フィルム上にハードコート層を設けた「転写シート」を使用し、樹脂成型品にハードコート層を転写する手法によることができる。
[Hard coat layer formation process]
In the hard coat layer forming step, a
[製品保護フィルム積層工程]
製品保護フィルム積層工程は、有機ガラス基材4の表面に、ハードコート層1が積層された積層体に、更に、製品保護フィルム3を積層して、次工程である「材料積層体加熱加圧工程」に投入する「材料積層体」を得る工程である。尚、ハードコート層形成工程において、上記の「転写シート」を用いてハードコート層1の転写による形成を行った場合には、転写後に上記の使用済の離型用基材フィルムを剥離して、その後、表面に露出したハードコート層1の表面に、粘着層を備える製品保護フィルム3を積層することにより、上記の「材料積層体」を得ることができる。尚、「転写シート」を用いてハードコート層1の転写による形成を行った場合には、「離型用基材フィルム」の剥離後の積層体を、転写後の欠陥(空隙)等を観察する検査工程に付すことが好ましい。
[Product protection film lamination process]
In the product protection film lamination process, a
[材料積層体加熱加圧工程]
材料積層体加熱加圧工程は、有機ガラス基材4にヒートシール層22を介して、ハードコート層1が積層されていて、更にハードコート層1の形成面の最表面には製品保護フィルム3が積層されている上記の材料積層体を、加熱及び加圧する工程である。この工程は、有機ガラス基材4にハードコート層1が積層されてなる積層体をオートクレーブ等に投入することにより行うことが好ましい。
[Material laminate heating and pressing process]
In the material laminate heating and pressing process, a
この工程における加熱加圧時の加熱条件は、ヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)付近(Tgの-20度から20℃の範囲)であることが好ましく、当該ガラス転移温度(Tg)の-10℃から+20℃の範囲であることがより好ましい。上記加熱温度をヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)付近とすることにより、有機ガラス基材4とヒートシール層22との界面に発生した微細な気泡を十分に減少させることができる。尚、上記加熱温度を高い温度に上げ過ぎると、樹脂板の寸法が大きく変化し、ハードコート層が割れたり、皴が入ったり、白化する等が起こるため、ヒートシール層22のガラス転移温度(Tg)から高くなりすぎない範囲で加熱する方が良い。又、保護フィルムも同様に温度が高くなりすぎると、皴が発生し、その皴の形状が製品に転写される等が起こったりするので、できるだけ低い温度で加熱化厚処理するのが良い。
The heating conditions during heating and pressurization in this step are preferably near the glass transition temperature (Tg) of the heat seal layer 22 (in the range of -20 degrees to 20 degrees Celsius above Tg); More preferably, the temperature range is from -10°C to +20°C. By setting the heating temperature near the glass transition temperature (Tg) of the heat-
又、この工程における加熱加圧時の加圧条件は、0.7MPa以上1.2MPa以下の圧力とすることが好ましく、1.0MPa以上1.2MPa以下とすることがより好ましい。材料積層体加熱加圧工程において、上記加熱温度付近での貯蔵弾性率(E´)が、1.0×109Pa以上である製品保護フィルム3が最表面に配置されている材料積層体に、上記程度の圧力を加えることで、有機ガラス基材4とヒートシール層22との界面に発生した微細な気泡を消失又は十分に減少させることができる。
Further, the pressure conditions during heating and pressing in this step are preferably at least 0.7 MPa and at most 1.2 MPa, more preferably at least 1.0 MPa and at most 1.2 MPa. In the material laminate heating and pressing process, the material laminate is provided with a
又、上記の加圧条件は、従来公知のオートクレーブにより実現可能な加圧条件である。例えば、既設のオートクレーブを活用して、当該オートクレーブ内で本発明に係る材料積層体を加熱及び加圧することによって、追加的な設備投資を必要とせずに、本発明の製造方法に係る材料積層体加熱加圧工程を実施することができる。 Further, the above-mentioned pressurizing conditions are pressurizing conditions that can be realized by a conventionally known autoclave. For example, by utilizing an existing autoclave and heating and pressurizing the material laminate according to the present invention in the autoclave, the material laminate according to the manufacturing method of the present invention can be produced without requiring additional capital investment. A heating and pressurizing step can be performed.
従来、様々な加熱及び加圧条件の調整により気泡の除去が試みられていたが、いかなる条件の下でも、微細な気泡が残存は残存することが多く、安定的に意匠性に優れるハードコート層付き有機ガラス製品を得ることは困難であった。しかしながら、従来看過されていた製品保護フィルムの規定温度における貯蔵弾性率(E´)に着目し、これを特定範囲に最適化した製品保護フィルムを積層した積層体を加熱加圧処理に付す行程を含む本発明の製造方法によれば、そのような微細な気泡の残存を著しく低減させて、安定的に意匠性に優れるハードコート層付き有機ガラス製品を得ることができるようになった。 Conventionally, attempts have been made to remove air bubbles by adjusting various heating and pressurizing conditions, but under any conditions, fine air bubbles often remain, making it difficult to achieve a stable hard coat layer with excellent design. It has been difficult to obtain organic glassware. However, we focused on the storage modulus (E') of product protection films at a specified temperature, which had been overlooked in the past, and developed a process in which a laminate of product protection films with this value optimized within a specific range was subjected to heating and pressure treatment. According to the manufacturing method of the present invention, it has become possible to significantly reduce the residual amount of such fine bubbles and to stably obtain an organic glass product with a hard coat layer having excellent design.
<ハードコート層付き有機ガラス製品試料の作成>
上述した通り、「ハードコート層形成工程」、「製品保護フィルム積層工程」及び、「材料積層体加熱加圧工程」を順次行う本発明のハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法により、実施例及び比較例のハードコート層付き有機ガラス製品試料を作成した。
<Preparation of organic glass product sample with hard coat layer>
As described above, the method for producing an organic glass product with a hard coat layer of the present invention, which sequentially carries out the "hard coat layer forming step," the "product protection film lamination step," and the "material laminate heating and pressing step," was carried out in Examples. A sample of an organic glass product with a hard coat layer was also prepared as a comparative example.
[材料]
各試料作成のための材料は下記の通りとした。全ての実施例・比較例は、製品保護フィルム以外の材料・製造条件は同一とし、各実施例・比較例毎に、製品保護フィルムを変更した場合において、有機ガラス基材とヒートシール層との界面に発生する微細な空隙を除去する効果の発現の度合いがどのように異なるかを検証した。尚、矩形板状の各試料のサイズは何れも、500mm×500mmとした。
[material]
The materials used to prepare each sample were as follows. In all Examples and Comparative Examples, the materials and manufacturing conditions other than the product protection film were the same, and in each Example and Comparative Example, when the product protection film was changed, the difference between the organic glass base material and the heat seal layer was We verified how the degree of expression of the effect of removing minute voids that occur at the interface differs. The size of each rectangular plate-shaped sample was 500 mm x 500 mm.
(有機ガラス基材)
厚さ3mmのポリカーボネート板。
(Organic glass base material)
3mm thick polycarbonate board.
(ハードコート層)
下記の材料からなる硬化性樹脂フィルムを、ハードコート層を形成する材料とした。
ウレタンアクリレート(商品名「EBLF-2Y」、昭和インク工業株式会社製):100質量部。
硬化剤(ヘキサメチレンジイソシアネート系ブロックイソシアネート、昭和インク工業株式会社製):ウレタンアクリレート:3質量部。
(Hard coat layer)
A curable resin film made of the following material was used as a material for forming the hard coat layer.
Urethane acrylate (trade name "EBLF-2Y", manufactured by Showa Ink Industries Co., Ltd.): 100 parts by mass.
Curing agent (hexamethylene diisocyanate block isocyanate, manufactured by Showa Ink Kogyo Co., Ltd.): Urethane acrylate: 3 parts by mass.
(ヒートシール層)
下記の材料からなるヒートシール層用樹脂組成物を、ヒートシール層を形成する材料とした。
アクリル樹脂:ヒートシール層を形成するアクリル樹脂としては、アクリルポリマーで、分子量約100,000、Tg約105℃の材料を用いた。
(heat seal layer)
A resin composition for a heat seal layer made of the following material was used as a material for forming a heat seal layer.
Acrylic resin: As the acrylic resin forming the heat seal layer, an acrylic polymer having a molecular weight of about 100,000 and a Tg of about 105° C. was used.
(プライマー層)
下記の材料からなるプライマー層用樹脂組成物を、プライマー層を形成する材料とした。
アクリルウレタン樹脂(商品名「SG-63」、DICグラフィックス株式会社製):100質量部
硬化剤(ヘキサンメチレンジイソシアネート、大日精化工業株式会社製):6質量部
(Primer layer)
A resin composition for a primer layer made of the following material was used as a material for forming a primer layer.
Acrylic urethane resin (trade name "SG-63", manufactured by DIC Graphics Co., Ltd.): 100 parts by mass Curing agent (hexane methylene diisocyanate, manufactured by Dainichiseika Chemical Industry Co., Ltd.): 6 parts by mass
(製品保護フィルム)
製品保護フィルムとしては、実施例、比較例毎にそれぞれ下記樹脂フィルム1~5を下記表1に記載の通りに使い分けた。又、各製品保護フィルムについて但し、比較例3については、製品保護フィルムを用いずに、他は同条件で試料を作成した。
製品保護フィルム1
:ポリエステルフィルム(厚さ50μm)
製品保護フィルム2
:ポリエステルフィルム(厚さ100μm)
製品保護フィルム3
:ポリプロピレンフィルム(厚さ30μm)
製品保護フィルム4
:ポリエチレンフィルム(厚さ75μm)
(Product protection film)
As the product protection film, the following
: Polyester film (thickness 50μm)
: Polyester film (thickness 100μm)
:Polypropylene film (thickness 30μm)
:Polyethylene film (thickness 75μm)
(各製品保護フィルムの貯蔵弾性率(E´))
それぞれの製品保護フィルム1~5について、上述した貯蔵弾性率(E´)の測定方法により、25℃(常温)と、110℃における貯蔵弾性率(E´)を測定した。結果は表1に示す。
* 100℃
(Storage elastic modulus (E') of each product protective film)
For each of
*100℃
[製造方法]
各試料作成のための製造方法は、上記において説明した本発明の製造方法、即ち、下記の通り、「ハードコート層形成工程」、「製品保護フィルム積層工程」、「材料積層体加熱加圧工程」を順次行う製造方法によるものとした。
[Production method]
The manufacturing method for preparing each sample is the manufacturing method of the present invention explained above, that is, as follows: "hard coat layer forming step", "product protection film lamination step", "material laminate heating and pressing step"'' was manufactured using a sequential manufacturing method.
(ハードコート層形成工程)
上記の硬化性樹脂フィルム(ハードコート層)上にプライマー層、ヒートシール層をこの順で積層した得たヒートシール層付きの硬化性樹脂フィルム(ハードコート層)を上記の有機ガラス基材の表面に加熱圧着して一体化した。
(Hard coat layer formation process)
A primer layer and a heat seal layer are laminated in this order on the above curable resin film (hard coat layer), and the obtained curable resin film (hard coat layer) with a heat seal layer is applied to the surface of the above organic glass substrate. It was heat-pressed and integrated.
(製品保護フィルム積層工程)
次に、有機ガラス基材の表面にハードコート層が形成されている上記の積層体のハードコート層表面に、各実施例及び比較例毎にそれぞれ上記表1に記す製品保護フィルムを積層配置した「材料積層体」を得た。各製品保護フィルムは、何れもアクリル系粘着剤(塗布厚さ約6μm)を介して、ハードコート層上に仮着させた。
(Product protection film lamination process)
Next, on the surface of the hard coat layer of the above laminate in which the hard coat layer was formed on the surface of the organic glass substrate, the product protection films listed in Table 1 above were laminated and arranged for each example and comparative example. A "material laminate" was obtained. Each product protection film was temporarily attached onto the hard coat layer via an acrylic adhesive (coating thickness: about 6 μm).
(材料積層体加熱加圧工程)
上記の各「材料積層体」を、オートクレーブに投入し、加熱温度:100℃又は110℃、圧力:0.8MPa又は1.15MPaの条件(加熱温度と圧力の組合せは表1に示す3通り)で、1時間、加熱及び加圧して、実施例及び比較例のハードコート層付き有機ガラス製品試料を得た。
(Material laminate heating and pressing process)
Each of the above "material laminates" was put into an autoclave, heating temperature: 100°C or 110°C, pressure: 0.8 MPa or 1.15 MPa (3 combinations of heating temperature and pressure shown in Table 1) The samples were heated and pressurized for 1 hour to obtain organic glass product samples with hard coat layers of Examples and Comparative Examples.
<評価例:欠陥逓減率測定> <Evaluation example: Defect reduction rate measurement>
上記方法により、得られた各試料について、有機ガラス基材とヒートシール層との界面に発生する微細な空隙(欠陥)を除去する効果の発現の度合いがどのように異なるかを検証するため、下記評価方法に基づいて欠陥逓減率を求めた。結果を表1に示す。 In order to verify how the degree of expression of the effect of removing minute voids (defects) generated at the interface between the organic glass base material and the heat seal layer differs for each sample obtained by the above method, The defect reduction rate was determined based on the following evaluation method. The results are shown in Table 1.
<評価方法>
500mm×500mmサイズの各実施例・比較例の試料について、上記の材料積層体加熱加圧工程においてオートクレーブに投入する前に、ハードコート層側からの目視において視認可能な空隙の数を確認した。次に、オートクレーブによる上記の材料積層体加熱加圧工程の完了後における各試料について、上記同様目視において視認不可能となった空隙の数及び空隙の面積が明らかに低減している箇所を数えて、前者の空隙の数に対する上記工程後の空隙の減少数(初期の状態から視認不可能となった個数と明らかに空隙の面積が小さくなった個数の和)の割合を算出して、これを欠陥逓減率(%)とした。
<Evaluation method>
For the samples of each Example and Comparative Example with a size of 500 mm x 500 mm, the number of visible voids from the hard coat layer side was confirmed before being put into the autoclave in the above material laminate heating and pressing process. Next, for each sample after completing the heating and pressing process of the material laminate using the autoclave, we counted the number of voids that were no longer visible to the naked eye and the locations where the area of the voids had clearly decreased, as described above. , calculate the ratio of the number of voids reduced after the above process to the number of voids in the former (the sum of the number of voids that are no longer visible from the initial state and the number of voids whose area has clearly decreased), and calculate this. Defect reduction rate (%) was used.
表1より、本発明によれば、有機ガラス基材の表面に製造過程で空隙が形成されることを十分に低減させることができ、意匠性に優れる「ハードコート層付き有機ガラス製品」を提供することができることが分かる。 From Table 1, according to the present invention, it is possible to sufficiently reduce the formation of voids on the surface of an organic glass substrate during the manufacturing process, and it provides an "organic glass product with a hard coat layer" that has excellent design properties. It turns out that you can.
1 ハードコート層
2 接着層
21 プライマー層
22 ヒートシール層
3 製品保護フィルム
4 有機ガラス基材
10 ハードコート層付き有機ガラス製品
1
Claims (4)
有機ガラス基材の少なくとも一方の表面にヒートシール層を介して、ハードコート層が積層されていて、前記ハードコート層が形成されている側の最表面に、更に製品保護フィルムが積層されていて、
前記製品保護フィルムは、前記ヒートシール層のガラス転移温度(Tg)より5℃高い温度における貯蔵弾性率(E´)が、1.0×109Pa以上である、
ハードコート層付き有機ガラス製品用の材料積層体。 A material laminate used for manufacturing an organic glass product with a hard coat layer, the material laminate comprising:
A hard coat layer is laminated on at least one surface of the organic glass substrate via a heat seal layer, and a product protection film is further laminated on the outermost surface on the side where the hard coat layer is formed. ,
The product protection film has a storage modulus (E′) of 1.0×10 9 Pa or more at a temperature 5° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the heat seal layer.
Material laminate for organic glass products with hard coat layer.
有機ガラス基材の少なくとも一方の表面にヒートシール層を介して、ハードコート層が積層されていて、前記ハードコート層が形成されている側の最表面に、更に製品保護フィルムが積層されていて、
前記製品保護フィルムの110℃における貯蔵弾性率(E´)が、1.0×109Pa以上である、
ハードコート層付き有機ガラス製品用の材料積層体。 A material laminate used for manufacturing an organic glass product with a hard coat layer, the material laminate comprising:
A hard coat layer is laminated on at least one surface of the organic glass substrate via a heat seal layer, and a product protection film is further laminated on the outermost surface on the side where the hard coat layer is formed. ,
The product protection film has a storage modulus (E') at 110° C. of 1.0×10 9 Pa or more.
Material laminate for organic glass products with hard coat layer.
前記有機ガラス基材の表面に前記ヒートシール層を介して硬化性樹脂フィルムを積層することにより前記ハードコート層を形成するハードコート層形成工程と、
前記ハードコート層の表面に、前記製品保護フィルムを積層して前記材料積層体を得る製品保護フィルム積層工程と、
前記材料積層体を、前記ヒートシール層のガラス転移温度(Tg)以上であって前記ヒートシール層のガラス転移温度(Tg)との差が20℃以下である温度で加熱しながら、前記製品保護フィルムが積層されている面の全体に0.7MPa以上1.2MPa以下の圧力がかかる態様で加圧する加熱加圧処理を行う材料積層体加熱加圧工程と、を含んでなる、
ハードコート層付き有機ガラス製品の製造方法。 A method for producing an organic glass product with a hard coat layer, the method comprising a heating and pressurizing treatment of applying pressure while heating the material laminate according to claim 1 or 2,
a hard coat layer forming step of forming the hard coat layer by laminating a curable resin film on the surface of the organic glass substrate via the heat seal layer;
a product protection film lamination step of laminating the product protection film on the surface of the hard coat layer to obtain the material laminate ;
While heating the material laminate at a temperature that is equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the heat seal layer and has a difference of 20° C. or less from the glass transition temperature (Tg) of the heat seal layer , the product is heated . a material laminate heating and pressing step in which the entire surface on which the protective film is laminated is subjected to heating and pressing treatment in which a pressure of 0.7 MPa or more and 1.2 MPa or less is applied;
A method for manufacturing an organic glass product with a hard coat layer.
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