JPWO2013157530A1 - 積層体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、透明性の基板材料や保護材料に使用される、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、塗料密着性、そして荷重時の耐熱性に優れ、各層の密着性を担保した積層体を提供することを目的とする。
本発明は、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、該第一層上に積層された、特定の熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される積層体である(なお、前記第一層及び第三層を構成するビニル共重合樹脂(A)は同一であっても異なっていてもよい。)。
本発明は、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、該第一層上に積層された、特定の熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される積層体である(なお、前記第一層及び第三層を構成するビニル共重合樹脂(A)は同一であっても異なっていてもよい。)。
Description
本発明は特定の樹脂の積層体に関し、詳しくは、透明性の基板材料や保護材料の用途に適した積層体に関する。
メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂(以下、メタクリル樹脂という)からなる透明板は、案内板や表示板、看板、額縁、ゴンドラ等の車両用窓、サンルーフ、建物窓、パーティション、室内ドアの窓、照明カバー、画像表示装置の前面板、計器類カバー、反射材、導光板、UVカットフィルター、電子機器のカバーなどとして利用されている。しかしながら、メタクリル樹脂は吸水率が高く、環境の湿度変化により寸法が変化したり反りが発生し、また、耐熱温度が低いため、使用方法や使用環境によっては寸法が変化したり反りが発生するなどの問題が発生することがある。
樹脂製品の吸水率を低減させる方法として、特許文献1には、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂シートの少なくとも片面にメタクリル樹脂層を有し、当該メタクリル樹脂層の表面の少なくとも一方にハードコート層を有するディスプレー面板用透明多層シートが開示されている。吸湿性の低いメタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂シートと、ハードコート層を支持して十分な硬さを発揮することができるメタクリル樹脂層という、機能の異なる層を積層することによって、複数の機能を達成しようとしたものである。しかしながら特許文献1の透明多層シートでは、吸水による変形や耐熱性が不足しており、問題となることがある。
また特許文献2には、中間層の飽和吸水率が0.4質量%未満であり、表層の飽和吸水率が0.4質量%以上であり、かつ中間層の飽和吸水率が表層の飽和吸水率と比較して0.05質量%以上低いプラスチックシートが開示されている。具体的には前記中間層にはメタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂が、前記表層には前記中間層とは構成単位の割合が異なるメタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂が使用される。前記プラスチックシートには一般的にハードコート処理がなされるが、場合によってはハードコート用の塗料(塗膜)の剥離が生じることがある。
特許文献3には、特定の(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位と特定の脂肪族ビニル構成単位とを含むビニル共重合樹脂が、熱可塑性樹脂の片面または両面に積層された熱可塑性樹脂積層体が開示されており、前記熱可塑性樹脂としてはメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂が挙げられる。特許文献3の熱可塑性樹脂積層体についてもハードコート処理等がなされるが、表層樹脂や中間層樹脂の組成によっては前記ハードコート処理用の塗料(塗膜)の剥離や吸水による反りが生じる。
本発明者は上記従来技術に鑑み、透明性の基板材料や保護材料に使用される、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、および塗料密着性に優れる合成樹脂積層体を提供することを目的として鋭意検討を重ねた結果、以下の合成樹脂積層体を発明し、特許出願を行った(特願2011-98073)。
「特定の構造を有するビニル共重合樹脂(A)層、及びスチレン構造単位を有するビニル共重合樹脂(B)層を有し、(B)層の両面に(A)層が積層された合成樹脂積層体であって、前記(A)は、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル構成単位(a)と、下記一般式(2)で表される脂肪族ビニル構成単位(b)を含み、前記(a)の割合が前記(A)の全構成単位の合計に対して50〜85モル%であるビニル共重合樹脂であり、前記(B)は、スチレン構成単位が前記(B)の全構成単位の合計に対して60〜90モル%であることを特徴とする合成樹脂積層体。
しかしながら当該合成樹脂積層体によれば、表面硬度、耐熱性や塗料密着性は改善されたものの、荷重時の耐熱性について改善の余地がある。特に前記合成樹脂積層体を透明性基板材料等として用いたときに、湿熱環境下において立てかけるなどして該基板に応力がかかった場合、基板がたわんで変形する場合があった。
そこで本発明は、透明性の基板材料や保護材料に使用される、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、塗料密着性、そして荷重時の耐熱性に優れた積層体を提供することを目的とする。また積層体においてはそれを構成する各層の密着性も非常に重要であるので、本発明は前記密着性を担保しつつ、前記の各種特性に優れた積層体を提供することを目的とする。
本発明者は上記の課題を解決するため、特に上記ビニル共重合樹脂(A)層で挟まれる樹脂層に着目して鋭意検討を重ねた。その結果、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、該第一層上に積層された、特定の熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は前記第一層及び第二層、並びに該第二層上に積層された、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される積層体が、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いたった。
すなわち本発明は、以下の積層体、当該積層体を用いた透明性基板材料及び透明性保護材料を提供するものである。
1.ビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、
該第一層上に積層された、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は
前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、ビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される積層体であって、
前記第一層及び第三層を構成するビニル共重合樹脂(A)は同一であっても異なっていてもよく、該ビニル共重合樹脂(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位(a)及び下記一般式(2)で表される構成単位(b)を含み:
該第一層上に積層された、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は
前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、ビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される積層体であって、
前記第一層及び第三層を構成するビニル共重合樹脂(A)は同一であっても異なっていてもよく、該ビニル共重合樹脂(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位(a)及び下記一般式(2)で表される構成単位(b)を含み:
前記構成単位(a)及び構成単位(b)の合計に対する構成単位(a)の割合が50〜85モル%であり、
前記熱可塑性樹脂(B)が、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(c)と、アクリル酸、メタクリル酸、不飽和環状酸無水物及びマレイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(d)とを含む、積層体。
2.前記ビニル共重合樹脂(A)のガラス転移温度が110〜140℃であることを特徴とする、上記1に記載の積層体。
3.前記一般式(1)において、R1及びR2がメチル基であることを特徴とする、上記1又は2に記載の積層体。
4.前記一般式(2)において、R4がフェニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基であることを特徴とする、上記1〜3のいずれかに記載の積層体。
5.前記熱可塑性樹脂(B)における、構成単位(c)及び構成単位(d)の合計に対する構成単位(c)の割合が70〜95モル%であることを特徴とする、上記1〜4のいずれかに記載の積層体。
6.前記熱可塑性樹脂(B)における、全構成単位に占める構成単位(c)及び構成単位(d)の合計の割合が、90モル%以上であることを特徴とする、上記1〜5のいずれかに記載の積層体。
7.前記構成単位(c)がスチレンに由来し、前記構成単位(d)がアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、N―フェニルマレイミド及びN―シクロヘキシルマレイミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物に由来することを特徴とする、上記1〜6のいずれかに記載の積層体。
8.前記積層体の総厚みが0.1〜10.0mmの範囲であり、前記第一層及び/又は第三層の厚みが10〜500μmの範囲であることを特徴とする、上記1〜7のいずれかに記載の積層体。
9.前記積層体の総厚みが0.1〜3.0mmの範囲であり、前記第一層及び/又は第三層の厚みが20〜200μmの範囲であることを特徴とする、上記1〜8のいずれかに記載の積層体。
10.前記第一層、前記第二層及び前記第三層の少なくとも一層が紫外線吸収剤を含有することを特徴とする、上記1〜9のいずれかに記載の積層体。
11.前記積層体の積層方向上下の最表面の少なくとも一方が、ハードコート処理、反射防止処理、防汚処理、帯電防止処理、耐候性処理及び防眩処理からなる群より選ばれる少なくとも一種の処理を施されていることを特徴とする、上記1〜10のいずれかに記載の積層体。
3.前記一般式(1)において、R1及びR2がメチル基であることを特徴とする、上記1又は2に記載の積層体。
4.前記一般式(2)において、R4がフェニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基であることを特徴とする、上記1〜3のいずれかに記載の積層体。
5.前記熱可塑性樹脂(B)における、構成単位(c)及び構成単位(d)の合計に対する構成単位(c)の割合が70〜95モル%であることを特徴とする、上記1〜4のいずれかに記載の積層体。
6.前記熱可塑性樹脂(B)における、全構成単位に占める構成単位(c)及び構成単位(d)の合計の割合が、90モル%以上であることを特徴とする、上記1〜5のいずれかに記載の積層体。
7.前記構成単位(c)がスチレンに由来し、前記構成単位(d)がアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、N―フェニルマレイミド及びN―シクロヘキシルマレイミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物に由来することを特徴とする、上記1〜6のいずれかに記載の積層体。
8.前記積層体の総厚みが0.1〜10.0mmの範囲であり、前記第一層及び/又は第三層の厚みが10〜500μmの範囲であることを特徴とする、上記1〜7のいずれかに記載の積層体。
9.前記積層体の総厚みが0.1〜3.0mmの範囲であり、前記第一層及び/又は第三層の厚みが20〜200μmの範囲であることを特徴とする、上記1〜8のいずれかに記載の積層体。
10.前記第一層、前記第二層及び前記第三層の少なくとも一層が紫外線吸収剤を含有することを特徴とする、上記1〜9のいずれかに記載の積層体。
11.前記積層体の積層方向上下の最表面の少なくとも一方が、ハードコート処理、反射防止処理、防汚処理、帯電防止処理、耐候性処理及び防眩処理からなる群より選ばれる少なくとも一種の処理を施されていることを特徴とする、上記1〜10のいずれかに記載の積層体。
12.上記1〜11のいずれかに記載の積層体を有する透明性基板材料。
13.上記1〜11のいずれかに記載の積層体を有する透明性保護材料。
13.上記1〜11のいずれかに記載の積層体を有する透明性保護材料。
本発明によれば、透明性の基板材料や保護材料に使用される、各層の密着性を担保しつつ、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、塗料密着性、そして荷重時の耐熱性に優れた積層体が提供される。
以下、本発明の積層体について詳細に説明する。なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味するものとする。
[積層体]
本発明の積層体は前述の通り、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、該第一層上に積層された、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、ビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される。すなわちビニル共重合樹脂(A)を含む層と熱可塑性樹脂(B)を含む層との二層積層体であるか、熱可塑性樹脂(B)を含む層がビニル共重合樹脂(A)を含む層で挟まれた三層積層体である。以下、これら各層について説明する。
本発明の積層体は前述の通り、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、該第一層上に積層された、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、ビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される。すなわちビニル共重合樹脂(A)を含む層と熱可塑性樹脂(B)を含む層との二層積層体であるか、熱可塑性樹脂(B)を含む層がビニル共重合樹脂(A)を含む層で挟まれた三層積層体である。以下、これら各層について説明する。
〔第一層〕
本発明の積層体を構成する第一層は前記ビニル共重合樹脂(A)を含み、当該樹脂は本発明の積層体に優れた表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、および塗料密着性を付与する。
本発明の積層体を構成する第一層は前記ビニル共重合樹脂(A)を含み、当該樹脂は本発明の積層体に優れた表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、および塗料密着性を付与する。
前記ビニル共重合樹脂(A)は上記一般式(1)で表される構成単位(a)及び上記一般式(2)で表される構成単位(b)を含む。構成単位(a)はビニル共重合樹脂(A)の優れた表面硬度及び塗料密着性に寄与し、構成単位(b)はビニル共重合樹脂(A)の優れた加熱時や吸水時の形状安定性に寄与する。
また、前記ビニル共重合樹脂(A)において前記構成単位(a)及び構成単位(b)の合計(100モル%)に対する構成単位(a)の割合が50〜85モル%であり、好ましくは60〜85モル%の範囲である。前記割合が50モル%未満であると優れた塗料密着性や表面硬度が達成できず、一方85モル%を超える範囲であると、吸水や熱により形状安定性が低下して実用的でなく、また第二層との密着性も低下してしまう。なお、樹脂における各構成単位の割合は、1H−NMRなどの公知の測定手法により測定可能である。ビニル共重合樹脂(A)に限らず、後述する熱可塑性樹脂(B)やその他の樹脂についても同様である。
ビニル共重合樹脂(A)の全構成単位の合計(100モル%)に対する構成単位(a)及び構成単位(b)の合計の割合は通常90〜100モル%であり、好ましくは95〜100モル%、より好ましくは98〜100モル%である。両者の合計が100モル%を下回る場合には、後述するその他のモノマーに由来する構成単位が存在する。
ビニル共重合樹脂(A)は、これらの構成単位がランダムに配列したランダム共重合体であっても、一定の構成単位のブロックが存在するブロック共重合体であってもよい。
また、ビニル共重合樹脂(A)のガラス転移温度は110〜140℃の範囲であることが好ましい。ガラス転移温度が110℃以上であることにより、本発明の積層体が高温環境あるいは高湿環境において変形や割れを生じることが少なく、また140℃以下であることにより鏡面ロールや賦形ロールによる連続式熱賦形、あるいは鏡面金型や賦形金型によるバッチ式熱賦形などの加工性に優れる。なお、本明細書においてガラス転移温度とは、示差走査熱量測定装置を用い、試料10mg、昇温速度10℃/分で測定し中点法で算出したときの温度である。
さらに、前記ビニル共重合樹脂(A)の重量平均分子量は、特に制限されないが、樹脂(A)の強度および成形性の観点から、50,000〜400,000であることが好ましく、70,000〜300,000であることがより好ましい。なお、本明細書において重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
<構成単位(a)>
上記一般式(1)において、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数1〜16の炭化水素基であり、当該炭化水素基はヒドロキシル基又はアルコキシ基を有していてもよい。炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜12である。また前記アルコキシ基の炭素数は通常1〜14であり、当該アルコキシ基を構成する炭素の数は、前記炭化水素基における炭素数にカウントする。
上記一般式(1)において、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数1〜16の炭化水素基であり、当該炭化水素基はヒドロキシル基又はアルコキシ基を有していてもよい。炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜12である。また前記アルコキシ基の炭素数は通常1〜14であり、当該アルコキシ基を構成する炭素の数は、前記炭化水素基における炭素数にカウントする。
このような炭化水素基として具体的には、メチル基、エチル基、ブチル基、ラウリル基、ステアリル基、シクロヘキシル基及びイソボルニル基などのアルキル基;2-ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基及び2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基などのヒドロキシアルキル基;2−メトキシエチル基及び2−エトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;並びにベンジル基及びフェニル基などのアリール基などが挙げられる。
ビニル共重合樹脂(A)において構成単位(a)は通常複数存在するが、このとき複数存在するR1及びR2は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
以上説明した構成単位(a)として好ましいのは、一般式(1)においてR2がメチル基又はエチル基である(メタ)アクリル酸エステル構成単位であり、さらに好ましいのはR1がメチル基であり、かつR2がメチル基であるメタクリル酸メチル構成単位である。
構成単位(a)となるモノマーは(メタ)アクリル酸エステルモノマーであり、具体的には下記一般式(3)で表すことができる。
また(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、炭素数が4〜20のものが好ましい。そのような(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、特に限定されないが、具体例として(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸(2−ヒドロキシエチル)、(メタ)アクリル酸(2−ヒドロキシプロピル)、(メタ)アクリル酸(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル)、(メタ)アクリル酸(2−メトキシエチル)、(メタ)アクリル酸(2−エトキシエチル)、(メタ)アクリル酸ベンジル及び(メタ)アクリル酸フェニルなどが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも重合反応性と得られるビニル共重合樹脂(A)の物性の観点から、メタクリル酸メチルが好ましい。
<構成単位(b)>
次に、上記構成単位(b)について説明する。構成単位(b)は上述の通り、下記一般式(2)で表される。
次に、上記構成単位(b)について説明する。構成単位(b)は上述の通り、下記一般式(2)で表される。
構成単位(b)は後述する通りスチレン系のビニルモノマーに由来し、一般式(2)においてR4がフェニル基以外の6員環を有するものは、ビニル共重合樹脂(A)における構成単位(b)を水素化した(又はビニルモノマーにおけるベンゼン環を水素化して他の所定のモノマーと共重合させた)場合に得られる。前記ベンゼン環を水素化した場合、完全に水素化が進行するとベンゼン環はシクロヘキシル基となり、水素化の進行が一部であるとベンゼン環はシクロヘキセニル基やシクロヘキサジエニル基となる。また、中には水素化が起こらず、ベンゼン環、つまりフェニル基のまま残存するものもあると考えられる。
前記炭素数1〜4の炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基及びtert−ブチル基等が挙げられ、
前記アルコキシ基の炭素数は通常1〜14であり、その具体例としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基及びtert−ブトキシ基等が挙げられ、
また前記ハロゲン原子としてはF、Cl、Br及びIが挙げられる。
前記アルコキシ基の炭素数は通常1〜14であり、その具体例としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基及びtert−ブトキシ基等が挙げられ、
また前記ハロゲン原子としてはF、Cl、Br及びIが挙げられる。
ビニル共重合樹脂(A)において、構成単位(b)は通常複数存在するが、このとき複数存在するR3及びR4はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
R4としては、ビニル共重合樹脂(A)の製造コストの観点から置換基を有さない基、すなわちフェニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基が好ましい。
構成単位(b)となるモノマーはスチレン系のビニルモノマーであり、下記一般式(4)で表すことができる。
このようなスチレン系のビニルモノマーとしては、具体的にスチレン、α−メチルスチレン、o―メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、アルコキシスチレン(例えばp-メトキシスチレン)、クロロスチレン、及びそれらの誘導体が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、これらの中でもビニル共重合樹脂(A)の製造コストの観点からスチレン及びα−メチルスチレンが好ましい。
<その他のモノマー>
本発明においては、ビニル共重合樹脂(A)の効果を損なわない限度で、上記の構成単位(a)及び(b)のいずれにも該当しない構成単位となるモノマーを共重合させることができる。
本発明においては、ビニル共重合樹脂(A)の効果を損なわない限度で、上記の構成単位(a)及び(b)のいずれにも該当しない構成単位となるモノマーを共重合させることができる。
<ビニル共重合樹脂(A)の製造方法>
次に、以上説明した構成単位(a)及び構成単位(b)を含むビニル共重合樹脂(A)の製造方法について説明する。
次に、以上説明した構成単位(a)及び構成単位(b)を含むビニル共重合樹脂(A)の製造方法について説明する。
ビニル共重合樹脂(A)の製造のためのモノマー成分の共重合には、公知の方法を用いることができる。製造されるビニル共重合樹脂(A)において構成単位(a)及び構成単位(b)の割合が上記の範囲となるように各モノマー成分を反応装置に仕込み、例えば塊状重合法、懸濁重合法、溶液重合法を実施することにより、前記ビニル共重合樹脂(A)を製造することができる。
前記溶液重合法では、モノマー、連鎖移動剤、及び重合開始剤を含むモノマー組成物を完全混合槽に連続的に供給し、100〜180℃で連続重合する方法などによりビニル共重合樹脂(A)の製造が行われる。
前記重合開始剤としては、公知のものを特に制限なく使用することができ、その具体例としては、t−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t−アミルペルオキシノルマルオクトエート、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、ジ−t−ブチルペルオキサイド及び2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン等の有機過酸化物が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、重合時に用いられる前記連鎖移動剤としては、α−メチルスチレンダイマー、テルピノレン及びジペンテン等が挙げられる。
重合反応に用いられる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶媒;酢酸エチル及びイソ酪酸メチルなどのエステル系溶媒;アセトン及びメチルエチルケトンなどのケトン系溶媒;テトラヒドロフラン及びジオキサンなどのエーテル系溶媒;メタノール及びイソプロパノールなどのアルコール系溶媒などが挙げられる。
重合反応の終了後、反応液を重合槽から抜き出し、揮発分を除去して、ビニル共重合樹脂(A)を得ることができる。揮発分を除去する方法としては、脱揮押出機や減圧脱揮槽を用いるなど、公知の方法を用いることができる。
なお、例えばこのようにして製造される、本発明に使用されるビニル共重合樹脂(A)は市販もされており、その具体例としては新日鉄化学社製エスチレンMS750(メタクリル酸メチル/スチレン=75/25(モル比))、新日鉄化学社製エスチレンMS600(メタクリル酸メチル/スチレン=63/37(モル比))及びJSP社製クリアポール(メタクリル酸メチル/スチレン/α−メチルスチレン=75/18/7(モル比))が挙げられる。
(水素化)
例えば以上のようにして得られた(市販もされている)ビニル共重合樹脂(A)において、構成単位(b)(並びに構成単位(a)やその他のモノマー由来の構成単位がベンゼン環を有する場合には、これらの構成単位)中のベンゼン環の少なくとも一部を水素化してもよい。この水素化によってビニル共重合樹脂(A)の耐熱性が高まり、本発明の積層体の耐熱性も高めることができ、加熱時の形状安定性を更に高めることができる。
例えば以上のようにして得られた(市販もされている)ビニル共重合樹脂(A)において、構成単位(b)(並びに構成単位(a)やその他のモノマー由来の構成単位がベンゼン環を有する場合には、これらの構成単位)中のベンゼン環の少なくとも一部を水素化してもよい。この水素化によってビニル共重合樹脂(A)の耐熱性が高まり、本発明の積層体の耐熱性も高めることができ、加熱時の形状安定性を更に高めることができる。
前記ベンゼン環の水素化の割合は、前記耐熱性の観点から通常70%以上であり、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、98%以上が特に好ましい。すなわち、ビニル共重合樹脂(A)における未水素化ベンゼン環の割合は通常30%以下であり、好ましくは10%以下であり、より好ましくは5%以下であり、特に好ましくは2%以下である。前記ビニル共重合樹脂(A)におけるベンゼン環の数(ビニル共重合樹脂(A)の大きさ(分子量)、並びに、当該樹脂における、構成単位(b)及びベンゼン環を有するその他のモノマー由来の構成単位の割合)が多いと、一般に水素化による耐熱性の上昇幅が大きくなる。また、未水素化ベンゼン環の割合が30%を越える範囲である場合、ビニル共重合樹脂(A)の透明性が良好でない場合がある。
また水素化反応を受けたビニル共重合樹脂(A)の分子中においては、各構成単位(b)として、それらとなるモノマーのベンゼン環(一般式(2)におけるR4)の二重結合が全て水素化されたもの(シクロヘキシル基)、一部が水素化されたもの(シクロヘキサジエニル基及びシクロヘキセニル基)や、水素化されていないもの(フェニル基)が混在していると考えられる。
上記のベンゼン環の水素化の割合が70%以上とは、ビニル共重合樹脂(A)において、全構成単位における全てのR4のうち、置換基を有していてもよい、シクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基であるR4の個数の割合が70%以上であるということである。なお構成単位(a)及びその他のモノマー由来の構成単位が水素化前にベンゼン環を有していた場合には、これらの構成単位におけるベンゼン環を含めて、シクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基となっているものの個数の割合が70%以上であるということである。
また個数の割合が70%以上であるとは、例えば構成単位(b)が100個存在する(そして構成単位(a)及びその他のモノマー由来の構成単位中にベンゼン環が存在しない)場合に、100個のR4のうち70個以上がシクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基であるという意味である。
なお、水素化の割合は、水素化反応前後の樹脂のUVスペクトル測定における、260nmの吸光度(ベンゼン環の吸収に対応)の減少率により求めることができる。
以上説明した水素化反応は、適当な溶媒中で行われる。この水素化反応に用いられる溶媒は前記の重合溶媒と同じであっても異なっていてもよい。例えば、シクロヘキサン及びメチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶媒;酢酸エチル及びイソ酪酸メチルなどのエステル系溶媒;アセトン及びメチルエチルケトンなどのケトン系溶媒;テトラヒドロフラン及びジオキサンなどのエーテル系溶媒;メタノール及びイソプロパノールなどのアルコール系溶媒などが挙げられる。
水素化の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、水素圧力3〜30MPa、反応温度60〜250℃でバッチ式あるいは連続流通式で行うことができる。温度を60℃以上とすることにより反応時間がかかり過ぎることがなく、また250℃以下とすることにより分子鎖の切断やエステル部位(構成単位(a)などに存在する)の水素化を起すことが少ない。
水素化反応に用いられる触媒としては、例えば、ニッケル、パラジウム、白金、コバルト、ルテニウム、ロジウムなどの金属、並びに、それら金属の酸化物、塩及び錯体化合物が挙げられ、さらにこれらをカーボン、アルミナ、酸化ジルコニウム、シリカ、シリカ−アルミナ又は珪藻土などの多孔性担体に担持した固体触媒などが挙げられる。
水素化後の樹脂液を反応槽から抜き出し、触媒及び揮発分を除去して、ビニル共重合樹脂(A)を得ることができる。揮発分を除去する方法としては、脱揮押出機や減圧脱揮槽を用いる方法など、公知の方法を用いることができる。
なお、以上ではビニル共重合樹脂(A)の重合反応を実施してから水素化を行う方法を説明したが、モノマーについてベンゼン環の水素化を予め行い、そのようにして得られたモノマー(脂肪族ビニルモノマー)を共重合させてもよい。そのような(メタ)アクリル酸エステルモノマー及び脂肪族ビニルモノマーの重合は、公知の方法、例えば、特開昭63−170475号公報に記載の方法により実施できる。
前記脂肪族ビニルモノマーとしては、具体的にビニルシクロヘキサン、イソプロペニルシクロヘキサン及び1−イソプロペニル−2−メチルシクロヘキサンなどが挙げられる。これらの中で好ましいのはビニルシクロヘキサンである。
ただし、予めベンゼン環の水素化を行うとモノマーの反応性が低下するので、ビニル共重合樹脂(A)を製造してから水素化を行うことが好ましい。
<その他の樹脂>
本発明の積層体における第一層には、以上説明したビニル共重合樹脂(A)の他に、透明性を損なわない範囲で他の樹脂をブレンドすることができる。ブレンドすることができる樹脂として例えば、ポリスチレン、メタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート及びポリエステルなどが挙げられる。
本発明の積層体における第一層には、以上説明したビニル共重合樹脂(A)の他に、透明性を損なわない範囲で他の樹脂をブレンドすることができる。ブレンドすることができる樹脂として例えば、ポリスチレン、メタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート及びポリエステルなどが挙げられる。
〔第二層〕
本発明の積層体においては、以上説明した第一層の上に、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層が積層されている。従来のスチレン構造単位を有するビニル共重合樹脂(B)層の両面にビニル共重合樹脂(A)層を積層した構成などでは、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性及び塗料密着性には優れるものの、荷重時の耐熱性が不十分であった。
本発明の積層体においては、以上説明した第一層の上に、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層が積層されている。従来のスチレン構造単位を有するビニル共重合樹脂(B)層の両面にビニル共重合樹脂(A)層を積層した構成などでは、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性及び塗料密着性には優れるものの、荷重時の耐熱性が不十分であった。
本発明者は積層体を構成する各層の高い密着性を維持しつつ、この荷重時の耐熱性をも改善しようと鋭意検討した結果、以下に説明する熱可塑性樹脂(B)を含む第二層を上記第一層に積層した積層体、又はさらに第二層の前記第一層と接する面と反対側の面上にビニル共重合樹脂(A)を含む第三層を積層した積層体の構成にすることにより、各層の密着性を維持しつつ、荷重時の耐熱性を改善することができることを見出した。
<熱可塑性樹脂(B)>
本発明の積層体を構成する第二層に含まれる熱可塑性樹脂(B)は、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(c)と、アクリル酸、メタクリル酸、不飽和環状酸無水物及びマレイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(d)とを含む。前記熱可塑性樹脂(B)は、これらの構成単位がランダムに配列したランダム共重合体であっても、一定の構成単位のブロックが存在するブロック共重合体であってもよい。また、前記不飽和環状酸無水物及びマレイミド化合物については、基本的にこれらにおけるエチレン性二重結合が熱可塑性樹脂(B)の合成反応(共重合反応)に関与する。
本発明の積層体を構成する第二層に含まれる熱可塑性樹脂(B)は、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(c)と、アクリル酸、メタクリル酸、不飽和環状酸無水物及びマレイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(d)とを含む。前記熱可塑性樹脂(B)は、これらの構成単位がランダムに配列したランダム共重合体であっても、一定の構成単位のブロックが存在するブロック共重合体であってもよい。また、前記不飽和環状酸無水物及びマレイミド化合物については、基本的にこれらにおけるエチレン性二重結合が熱可塑性樹脂(B)の合成反応(共重合反応)に関与する。
これら構成単位(c)及び(d)を含む熱可塑性樹脂は荷重時の耐熱性が優れる。特に構成単位(d)が荷重時の耐熱性に寄与している。そして本発明の積層体における第一層は加熱時や吸水時の形状安定性に優れるため、これと第二層との積層体である本発明の積層体は、種々の環境下において形状安定性に優れるとともに、多少の熱環境下において荷重をかけたとしても変形しにくい。具体的には、例えば前記熱可塑性樹脂(B)のガラス転移温度は通常110〜140℃である。
また構成単位(c)は後述する通りスチレン等に由来するものであって、第一層(及び第三層)に含まれるビニル共重合樹脂(A)にリッチに含まれる構成単位(a)が由来する(メタ)アクリル酸エステルモノマーとは、その構造や極性等、種々の特性が異なる。このため第一層(及び第三層)と第二層とは相性がよくないようにも思われるが、意外にも、このような構成単位(c)を含む、特に構成単位(c)をリッチに含む熱可塑性樹脂(B)を含む第二層が、前記第一層(及び第三層)との密着性に優れることを本発明者は見出した。
以上説明した荷重時の耐熱性や積層体を構成する各層の密着性の観点から、熱可塑性樹脂(B)における、構成単位(c)及び構成単位(d)の合計(100モル%)に対する構成単位(c)の割合は、70〜95モル%であることが好ましい。構成単位(c)の割合が上記範囲である場合、第一層(及び第三層)との密着性が高まり、また本発明の積層体の荷重時の耐熱性の向上が達成される。
熱可塑性樹脂(B)における、構成単位(c)及び構成単位(d)の合計(100モル%)に対する構成単位(d)の割合は、5〜30モル%であることが好ましく、本発明の積層体の荷重時の耐熱性の観点より、5〜25モル%であることがより好ましく、5〜20モル%であることが更に好ましい。
以上説明した構成単位(c)が由来する芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α―メチルスチレン、o―メチルスチレン及びp―メチルスチレンなどが挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂(B)の製造コストの観点からスチレンが好ましい。
また、構成単位(d)が由来する化合物としては、アクリル酸;メタクリル酸;無水マレイン酸、無水シトラコン酸、ジメチル無水マレイン酸、ジクロロ無水マレイン酸、ブロモ無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸、フェニル無水マレイン酸及びジフェニル無水マレイン酸等の不飽和環状酸無水物;並びに、N―フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−メチルマレイミド及びN−ベンジルマレイミド等のマレイミド化合物が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、N―フェニルマレイミド及びN―シクロヘキシルマレイミドが好ましい。
また、熱可塑性樹脂(B)は、その透明性を損なわない範囲で、構成単位(c)及び構成単位(d)以外の構成単位(e)を含んでいてもよい。具体的には、前記熱可塑性樹脂(B)における、全構成単位に占める構成単位(c)及び構成単位(d)の合計の割合が、90モル%以上、すなわち前記全構成単位100モル%中、構成単位(e)の割合が10モル%以下となる範囲である。
前記構成単位(e)としては、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、特にメタクリル酸メチルが好ましい。
熱可塑性樹脂(B)は、公知の方法、例えば上記ビニル共重合樹脂(A)の製造で採用される重合法などによって以上説明した各モノマーを重合することにより製造することができるが、市販もされている。その具体例としては、好ましくはPSジャパン(株)製のG9001、東洋スチレン(株)製のT080、DIC(株)製のリューレックスA―14及びノバケミカル(株)製のダイラーク232等が挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂(B)の製造コストの観点からG9001、T080及びリューレックスA―14が好ましい。
〔第三層〕
本発明の積層体は、以上説明した第一層上に第二層が積層されて構成されたものであるが、さらに第二層上に、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第三層が積層された構成であってもよい。
本発明の積層体は、以上説明した第一層上に第二層が積層されて構成されたものであるが、さらに第二層上に、特定のビニル共重合樹脂(A)を含む第三層が積層された構成であってもよい。
第三層の構成は第一層と同じであり、第一層において説明したビニル共重合樹脂(A)を含み、透明性を損なわない範囲でポリスチレン等の他の樹脂がブレンドされていてもよい。すなわち本発明の積層体は、第二層をビニル共重合樹脂(A)を含む第一層及び第三層によって挟んだ構成とすることができる。なお、第一層及び第三層に含まれる各ビニル共重合樹脂(A)(及び必要によりブレンドされる他の樹脂)は、同じであっても異なっていてもよいが、製造の容易性や、第二層の上下層の特性の均質化を図る点から、第一層及び第三層に含まれるビニル共重合樹脂(A)(及び必要によりブレンドされる他の樹脂)は、同じであることが好ましい。
また前記の通り本発明において第三層は任意であるが、第三層が存在すると、第二層の表裏の吸水率差が低減し、環境の湿度変化による反りを生じることが少なくなるなど、本発明の効果がより強く奏される。従って、本発明の積層体は第三層を有することが好ましい。
〔積層体の製造方法〕
本発明の積層体は、以上説明した通り第一層上に第二層が積層された構成、又は第二層の両面にそれぞれ第一層及び第三層が積層された構成である。
本発明の積層体は、以上説明した通り第一層上に第二層が積層された構成、又は第二層の両面にそれぞれ第一層及び第三層が積層された構成である。
<任意成分>
本発明の積層体を構成する第一層ないし第三層は、紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン及び2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤;2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;サリチル酸フェニル及び2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤;ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケートなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤;2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン及び2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジンなどのトリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの混合の方法は特に限定されず、全量コンパウンドする方法、マスターバッチをドライブレンドする方法などを用いることができる。
本発明の積層体を構成する第一層ないし第三層は、紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン及び2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤;2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;サリチル酸フェニル及び2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤;ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケートなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤;2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン及び2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジンなどのトリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの混合の方法は特に限定されず、全量コンパウンドする方法、マスターバッチをドライブレンドする方法などを用いることができる。
また、前記第一層ないし第三層にはその他の各種添加剤を混合することができる。前記添加剤としては、例えば、抗酸化剤や抗着色剤、抗帯電剤、離型剤、滑剤、染料及び顔料などが挙げられる。これらの混合の方法は特に限定されず、全量コンパウンドする方法、マスターバッチをドライブレンドする方法、全量ドライブレンドする方法などを用いることができる。
<積層体の製造方法>
本発明の積層体の製造方法は特に制限されず、樹脂積層体を製造するための公知の方法を広く採用可能である。例えば共押出による方法、接着層を介して貼り合わせる方法などを採用することができる。
本発明の積層体の製造方法は特に制限されず、樹脂積層体を製造するための公知の方法を広く採用可能である。例えば共押出による方法、接着層を介して貼り合わせる方法などを採用することができる。
前記共押出の方法は特に限定されず、例えばフィードブロック方式では、第一層となるビニル共重合樹脂(A)(必要により上記紫外線吸収剤や添加剤等を混合したもの)及び第二層となる熱可塑性樹脂(B)(必要により上記紫外線吸収剤や添加剤等を混合したもの)そして必要に応じて第三層となるビニル共重合樹脂(A)(必要により上記紫外線吸収剤や添加剤等を混合したもの)を溶融状態で押し出し、フィードブロックで第二層の片面に第一層を積層するか又は第二層の両面に第一層及び第三層をそれぞれ積層し、Tダイでシート状に押し出した後、成形ロールを通過させながら冷却し所望の積層体を形成する。
また、マルチマニホールド方式では、第一層及び第二層(必要に応じさらに第三層)となる溶融樹脂(必要により上記紫外線吸収剤や添加剤等を混合したもの)を供給して、マルチマニホールドダイ内で前記第二層の片面に第一層を積層するか又は第二層の両面に第一層及び第三層をそれぞれ積層し、シート状に押し出した後、成形ロールを通過させながら冷却し所望の積層体を形成する。
また、接着層を介して貼り合わせる方法も特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、第一層又は第二層の一方の板状成形体にスプレー、刷毛、グラビアロール、インクジェットなどを用いて接着剤を塗布し、そこへ他方の板状成形体を重ねて接着剤が硬化するまで圧着し、所望の積層体を形成する。第三層を積層する場合も同様である。
また、上記共押出法における共押出の際に前記第一層と前記第二層との間(及び必要に応じて第二層と第三層との間)に任意の接着樹脂層を形成することもできる。
また、例えば上記のようにして製造される本発明の積層体の総厚み(第一層及び第二層(並びに存在する場合は第三層)の積層方向上下の長さ)は0.1〜10.0mmの範囲であることが好ましい。0.1mm以上であることにより、ロール等により積層体表面に鏡面形状を転写する場合の転写不良や厚み精度不良が発生することが少なく、また10.0mm以下であることにより成形後の冷却ムラなどによる厚み精度不良や外観不良が発生することが少ない。より好ましくは0.1〜5.0mmの範囲であり、さらに好ましくは0.1〜3.0mmの範囲である。
また、本発明の積層体における第一層及び第三層の厚みは10〜500μmの範囲であることが好ましい。10μm未満であると表面硬度が不足する場合がある。また500μmを超えると吸水時の形状安定性が不足する場合がある。このような観点から、これらの層の厚みは好ましくは20〜200μmの範囲である。
本発明の積層体にはその積層方向上下の最表面の少なくとも一方、すなわち本発明の積層体が第一層及び第二層により構成される場合は、第一層の第二層と接する面と反対側の面及び第二層の第一層と接する面と反対側の面の少なくとも一方、本発明の積層体が第一層ないし第三層により構成される場合は、第一層の第二層と接する面と反対側の面及び第三層の第二層と接する面と反対側の面の少なくとも一方に、ハードコート処理、反射防止処理、防汚処理、帯電防止処理、耐候性処理及び防眩処理からなる群より選ばれる少なくとも一種の処理を施すことができる。それらの処理の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、熱硬化性あるいは光硬化性皮膜を塗布する方法、反射低減塗料を塗布する方法、誘電体薄膜を蒸着する方法、帯電防止塗料を塗布する方法などが挙げられる。ハードコート処理などのためのコーティング剤としては公知のものを用いることができ、例えば、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂などの有機系コーティング剤、シラン化合物などのシリコン系コーティング剤、金属酸化物などの無機系コーティング剤及び有機無機ハイブリッド系コーティング剤が挙げられる。
[積層体の用途]
本発明の積層体は以上説明した通り第一層及び第二層の積層体または第一層乃至第三層の積層体であって、第一層及び第三層は表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性および塗料密着性に優れ、第二層は荷重時の耐熱性に優れ、また第一層及び第三層との密着性にも優れている。従って、これらの各種機能を有する層の積層体である本発明の積層体は、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、塗料密着性、荷重時の耐熱性及び各層の密着性に優れるという特徴を有するので、透明性基板材料や透明性保護材料などとして好適に用いられる。当該透明性基板材料や透明性保護材料は、案内板や表示板、看板、額縁、ゴンドラ等の車両用窓、サンルーフ、建物窓、パーティション、グレージング材、照明カバー、画像表示装置の前面板、計器類カバー、反射材、導光板、拡散板、UVカットフィルター、電子機器のカバーなどの部材に使用され、特に携帯電話端末、携帯型電子遊具、携帯情報端末、モバイルPCといった携帯型のディスプレイデバイスや、ノート型PC、デスクトップ型PC液晶モニター、液晶テレビといった設置型のディスプレイデバイスなどの部材として好適に用いられる。
本発明の積層体は以上説明した通り第一層及び第二層の積層体または第一層乃至第三層の積層体であって、第一層及び第三層は表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性および塗料密着性に優れ、第二層は荷重時の耐熱性に優れ、また第一層及び第三層との密着性にも優れている。従って、これらの各種機能を有する層の積層体である本発明の積層体は、表面硬度、加熱時や吸水時の形状安定性、塗料密着性、荷重時の耐熱性及び各層の密着性に優れるという特徴を有するので、透明性基板材料や透明性保護材料などとして好適に用いられる。当該透明性基板材料や透明性保護材料は、案内板や表示板、看板、額縁、ゴンドラ等の車両用窓、サンルーフ、建物窓、パーティション、グレージング材、照明カバー、画像表示装置の前面板、計器類カバー、反射材、導光板、拡散板、UVカットフィルター、電子機器のカバーなどの部材に使用され、特に携帯電話端末、携帯型電子遊具、携帯情報端末、モバイルPCといった携帯型のディスプレイデバイスや、ノート型PC、デスクトップ型PC液晶モニター、液晶テレビといった設置型のディスプレイデバイスなどの部材として好適に用いられる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。なお、実施例及び比較例で得られた積層体及び単層シートの評価は以下のように行った。
<吸水時の形状安定性評価>
試験片を20cm四方に切り出す。温度60℃に設定した熱風乾燥機中で16時間放置した後、温度23℃、相対湿度50%の環境に24時間以上放置して状態調整する。水に接触させる面(第一層の第二層と接する面と反対側の面、単層シートの場合には任意の面)を下向きにして水平面上に静置して、試験片下面の四隅と水平面との隙間の長さを測定し、その平均値を隙間長さの初期値とする。
試験片を20cm四方に切り出す。温度60℃に設定した熱風乾燥機中で16時間放置した後、温度23℃、相対湿度50%の環境に24時間以上放置して状態調整する。水に接触させる面(第一層の第二層と接する面と反対側の面、単層シートの場合には任意の面)を下向きにして水平面上に静置して、試験片下面の四隅と水平面との隙間の長さを測定し、その平均値を隙間長さの初期値とする。
温度23℃、相対湿度50%の環境中、水を含む容器の水面上に前記試験片の片面のみが接触する状態に試験片を設置し、24時間保持する。容器から試験片を取り出し、その試験片を、水に接触させた面を下向きにして水平面上に静置して、試験片下面の四隅と水平面との隙間の長さを測定し、その平均値を隙間長さの試験値とする。初期値からの変化量(すなわち試験値と初期値との差)を形状安定性として評価する。厚み1.0mmの試験片について変化量1.0mm以下を合格とする。
<加熱時の形状安定性評価>
試験片を12cm四方に切り出す。試験片の機械方向に10cmの標線を引き、この10cmを標線長さの初期値とする。試験片にカオリンを振りかけ、これをカオリンを敷いた容器中に平らに置き、当該容器を温度100℃に設定した熱風乾燥機中で1時間保持する。
試験片を12cm四方に切り出す。試験片の機械方向に10cmの標線を引き、この10cmを標線長さの初期値とする。試験片にカオリンを振りかけ、これをカオリンを敷いた容器中に平らに置き、当該容器を温度100℃に設定した熱風乾燥機中で1時間保持する。
前記乾燥機から前記容器を取り出し、その中から試験片を取り出してその標線長さを再度測定し、標線長さの試験値とする。標線長さの変化量(すなわち試験値と初期値との差)を算出し、その初期値に対する百分率を加熱時の形状安定性として評価した。厚み1.0mmの試験片について変化量±0.5%以内を合格とする。
<荷重たわみ温度評価>
試験片サイズを、長さ127mm、高さ1mm、幅13.1mmとし、支点間距離100mmとし、曲げ応力を1.36MPaとした以外はJIS規格K7191−2に準拠し、試験片のたわみ量が0.25mm以下となる最高の温度を荷重たわみ温度として測定した。荷重たわみ温度が95℃以上の試験片を合格とする。
試験片サイズを、長さ127mm、高さ1mm、幅13.1mmとし、支点間距離100mmとし、曲げ応力を1.36MPaとした以外はJIS規格K7191−2に準拠し、試験片のたわみ量が0.25mm以下となる最高の温度を荷重たわみ温度として測定した。荷重たわみ温度が95℃以上の試験片を合格とする。
<鉛筆引っかき硬度試験>
JIS K 5600−5−4に準拠し、表面に対して角度45度、荷重750gで第一層の表面(単層シートの場合にはシートの任意の表面)に鉛筆を押し付け、順に鉛筆の硬度を増してこの操作を繰り返し、きず跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度として評価した。鉛筆硬度2H以上を合格とする。
JIS K 5600−5−4に準拠し、表面に対して角度45度、荷重750gで第一層の表面(単層シートの場合にはシートの任意の表面)に鉛筆を押し付け、順に鉛筆の硬度を増してこの操作を繰り返し、きず跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度として評価した。鉛筆硬度2H以上を合格とする。
<ハードコート塗膜の密着性評価>
JIS K 5600−5−6に準拠し、ハードコート塗膜(積層体が三層構成の場合には、第一層又は第三層の、第二層と接する面と反対側の面のどちらか一方の面に形成、二層構成の場合には第一層の、第二層と接する面と反対側の面に形成、単層シートの場合にはシートの任意の面に形成)に直角の格子パターンを切り込み、ハードコート塗膜直下の層まで貫通させ、その後付着テープでハードコート塗膜を剥離させようとした場合の、前記直下の層からの剥離に対するハードコート塗膜の耐性を評価した。試験結果の分類が0又は1のときを合格とする。
JIS K 5600−5−6に準拠し、ハードコート塗膜(積層体が三層構成の場合には、第一層又は第三層の、第二層と接する面と反対側の面のどちらか一方の面に形成、二層構成の場合には第一層の、第二層と接する面と反対側の面に形成、単層シートの場合にはシートの任意の面に形成)に直角の格子パターンを切り込み、ハードコート塗膜直下の層まで貫通させ、その後付着テープでハードコート塗膜を剥離させようとした場合の、前記直下の層からの剥離に対するハードコート塗膜の耐性を評価した。試験結果の分類が0又は1のときを合格とする。
<積層体構成層の密着性評価>
10cm×30cmサイズの試験片を切り出す。切り出した試験片を直径80mmの円筒の側面に、試験片の長辺が円筒の底面と平行になるようにして押し付けて丸め、積層体の各層の界面の剥離の有無を評価した。剥離の生じる枚数が10枚中2枚以下のものを合格とする。
10cm×30cmサイズの試験片を切り出す。切り出した試験片を直径80mmの円筒の側面に、試験片の長辺が円筒の底面と平行になるようにして押し付けて丸め、積層体の各層の界面の剥離の有無を評価した。剥離の生じる枚数が10枚中2枚以下のものを合格とする。
合成例1〔ビニル共重合樹脂(A1)の製造〕
メタクリル酸メチル/スチレン共重合樹脂(A1’)(新日鉄化学社製エスチレンMS750:メタクリル酸メチル/スチレン=75/25(モル比))をイソ酪酸メチル(関東化学社製)に溶解し、10重量%イソ酪酸メチル溶液を調製した。1000mLオートクレーブ装置に(A1’)の10重量%イソ酪酸メチル溶液を500重量部、10重量%Pd/C(NEケムキャット社製)を1重量部仕込み、水素圧9MPa、200℃で15時間保持してベンゼン環部位を水素化した。水素化終了後、溶液からフィルターにより触媒を除去し、脱溶剤装置に導入してペレット状のビニル共重合樹脂(A1)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は75モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A1)のガラス転移温度は120℃であった。
メタクリル酸メチル/スチレン共重合樹脂(A1’)(新日鉄化学社製エスチレンMS750:メタクリル酸メチル/スチレン=75/25(モル比))をイソ酪酸メチル(関東化学社製)に溶解し、10重量%イソ酪酸メチル溶液を調製した。1000mLオートクレーブ装置に(A1’)の10重量%イソ酪酸メチル溶液を500重量部、10重量%Pd/C(NEケムキャット社製)を1重量部仕込み、水素圧9MPa、200℃で15時間保持してベンゼン環部位を水素化した。水素化終了後、溶液からフィルターにより触媒を除去し、脱溶剤装置に導入してペレット状のビニル共重合樹脂(A1)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は75モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A1)のガラス転移温度は120℃であった。
合成例2〔ビニル共重合樹脂(A2)の製造〕
合成例1で使用したメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(A1’)の代わりにメタクリル酸メチル/スチレン共重合樹脂(A2’)(新日鉄化学社製エスチレンMS600:メタクリル酸メチル/スチレン=63/37(モル比))を使用した以外は合成例1と同様にしてビニル共重合樹脂(A2)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は63モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A2)のガラス転移温度は120℃であった。
合成例1で使用したメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(A1’)の代わりにメタクリル酸メチル/スチレン共重合樹脂(A2’)(新日鉄化学社製エスチレンMS600:メタクリル酸メチル/スチレン=63/37(モル比))を使用した以外は合成例1と同様にしてビニル共重合樹脂(A2)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は63モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A2)のガラス転移温度は120℃であった。
合成例3〔ビニル共重合樹脂(A3)の製造〕
合成例1で使用したメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(A1’)の代わりにメタクリル酸メチル/スチレン/α−メチルスチレン共重合樹脂(A3’)(JSP社製クリアポール:メタクリル酸メチル/スチレン/α−メチルスチレン=75/18/7(モル比))を使用した以外は合成例1と同様にしてビニル共重合樹脂(A3)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は75モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A3)のガラス転移温度は126℃であった。
合成例1で使用したメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(A1’)の代わりにメタクリル酸メチル/スチレン/α−メチルスチレン共重合樹脂(A3’)(JSP社製クリアポール:メタクリル酸メチル/スチレン/α−メチルスチレン=75/18/7(モル比))を使用した以外は合成例1と同様にしてビニル共重合樹脂(A3)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は75モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A3)のガラス転移温度は126℃であった。
合成例4〔ビニル共重合樹脂(A4)の製造〕
合成例1で使用したメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(A1’)の代わりにメタクリル酸メチル/スチレン共重合樹脂(A4’)(新日鉄化学社製エスチレンMS300:メタクリル酸メチル/スチレン=30/70(モル比))を使用した以外は合成例1と同様にしてビニル共重合樹脂(A4)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は30モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A4)のガラス転移温度は129℃であった。
合成例1で使用したメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(A1’)の代わりにメタクリル酸メチル/スチレン共重合樹脂(A4’)(新日鉄化学社製エスチレンMS300:メタクリル酸メチル/スチレン=30/70(モル比))を使用した以外は合成例1と同様にしてビニル共重合樹脂(A4)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は30モル%であり、また水素化前後の樹脂の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A4)のガラス転移温度は129℃であった。
合成例5〔ビニル共重合樹脂(A5)の製造〕
精製したメタクリル酸メチル(三菱ガス化学社製)92モル%と、精製したスチレン(和光純薬工業社製)8モル%と、重合開始剤としてt−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート(アルケマ吉富社製、商品名:ルペロックス575)0.002モル%からなるモノマー組成物を、ヘリカルリボン翼付き10L完全混合槽に1kg/hで連続的に供給し、平均滞留時間2.5時間、重合温度150℃で連続重合を行った。重合槽の液面が一定となるよう底部から連続的に樹脂液を抜き出し、脱溶剤装置に導入してペレット状のビニル共重合樹脂(A5’)を得た。
精製したメタクリル酸メチル(三菱ガス化学社製)92モル%と、精製したスチレン(和光純薬工業社製)8モル%と、重合開始剤としてt−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート(アルケマ吉富社製、商品名:ルペロックス575)0.002モル%からなるモノマー組成物を、ヘリカルリボン翼付き10L完全混合槽に1kg/hで連続的に供給し、平均滞留時間2.5時間、重合温度150℃で連続重合を行った。重合槽の液面が一定となるよう底部から連続的に樹脂液を抜き出し、脱溶剤装置に導入してペレット状のビニル共重合樹脂(A5’)を得た。
得られたビニル共重合樹脂(A5’)について、合成例1と同様にして水素化を実施して、ペレット状のビニル共重合樹脂(A5)を得た。1H−NMRによる測定の結果、当該樹脂のメタクリル酸メチル構成単位の割合は90モル%であり、また水素化前後の波長260nmにおける吸光度測定の結果、ベンゼン環の水素化反応率は99%であった。なお、ビニル共重合樹脂(A5)のガラス転移温度は112℃であった。
〔光硬化性ハードコート塗料(a)の合成例〕
撹拌翼を備えた混合槽に、トリス(2−アクロキシエチル)イソシアヌレート(Aldrich社製)60重量部と、ネオペンチルグリコールオリゴアクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名:215D)40重量部と、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(チバ・ジャパン社製、商品名:DAROCUR TPO)1重量部と、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Aldrich社製)0.3重量部と、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(チバ・ジャパン社製、商品名:TINUVIN234)1重量部とからなる組成物を導入し、40℃に保持しながら1時間撹拌して光硬化性ハードコート塗料(a)を得た。
撹拌翼を備えた混合槽に、トリス(2−アクロキシエチル)イソシアヌレート(Aldrich社製)60重量部と、ネオペンチルグリコールオリゴアクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名:215D)40重量部と、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(チバ・ジャパン社製、商品名:DAROCUR TPO)1重量部と、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Aldrich社製)0.3重量部と、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(チバ・ジャパン社製、商品名:TINUVIN234)1重量部とからなる組成物を導入し、40℃に保持しながら1時間撹拌して光硬化性ハードコート塗料(a)を得た。
実施例1〔樹脂(A1)/樹脂(B1)/樹脂(A1)〕
軸径35mmの単軸押出機と、軸径65mmの単軸押出機と、全押出機に連結されたフィードブロックと、フィードブロックに連結されたTダイとを有する多層押出装置を用いて積層体を成形した。軸径35mmの単軸押出機に合成例1で得たビニル共重合樹脂(A1)を連続的に導入し、シリンダ温度250℃、吐出速度6.0kg/hの条件で押し出した。また軸径65mmの単軸押出機にスチレン−メタクリル酸共重合体である熱可塑性樹脂(B1)(PSジャパン社製G9001:スチレン/メタクリル酸=93/7(モル比)、ガラス転移温度=123℃)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度45kg/hで押し出した。
軸径35mmの単軸押出機と、軸径65mmの単軸押出機と、全押出機に連結されたフィードブロックと、フィードブロックに連結されたTダイとを有する多層押出装置を用いて積層体を成形した。軸径35mmの単軸押出機に合成例1で得たビニル共重合樹脂(A1)を連続的に導入し、シリンダ温度250℃、吐出速度6.0kg/hの条件で押し出した。また軸径65mmの単軸押出機にスチレン−メタクリル酸共重合体である熱可塑性樹脂(B1)(PSジャパン社製G9001:スチレン/メタクリル酸=93/7(モル比)、ガラス転移温度=123℃)を連続的に導入し、シリンダ温度240℃、吐出速度45kg/hで押し出した。
全押出機に連結されたフィードブロックは2種3層の分配ピンを備え、温度250℃として樹脂(A1)と(B1)を導入し積層した。その先に連結された温度250℃のTダイで樹脂(A1)と(B1)の3層積層物をシート状に押し出し、上流側から温度95℃、115℃、120℃とした3本の鏡面仕上げロールで鏡面を転写しながら冷却し、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C1)を得た。
得られた積層体(C1)は幅500mmの長尺シートであり、その総厚みは1.0mm、樹脂(A1)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C1)について各種評価を行ったところ、吸水時の形状安定性評価は0.6mm、加熱時の形状安定性評価は−0.1%、荷重たわみ温度は105℃、鉛筆引っかき硬度は3H、ハードコート塗膜の密着性評価は分類0、積層体構成層の密着性評価は0/10であり、いずれも合格であった。以上の評価結果を下記表1に示す。
実施例2〔樹脂(A1)/樹脂(B2)/樹脂(A1)〕
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにスチレン−メタクリル酸共重合体である熱可塑性樹脂(B2)(DIC社製リューレックスA−14:スチレン/メタクリル酸=86/14(モル比)、ガラス転移温度=130℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B2)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C2)を得た。
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにスチレン−メタクリル酸共重合体である熱可塑性樹脂(B2)(DIC社製リューレックスA−14:スチレン/メタクリル酸=86/14(モル比)、ガラス転移温度=130℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B2)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C2)を得た。
得られた積層体(C2)の総厚みは1.0mm、樹脂(A1)層の厚みは樹脂(B2)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C2)の各種評価結果を下記表1に示す。
実施例3〔樹脂(A2)/樹脂(B1)/樹脂(A2)〕
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例2で得たビニル共重合樹脂(A2)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A2)層を積層した積層体(C3)を得た。
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例2で得たビニル共重合樹脂(A2)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A2)層を積層した積層体(C3)を得た。
得られた積層体(C3)の総厚みは1.0mm、樹脂(A2)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C3)の各種評価結果を下記表1に示す。
実施例4〔樹脂(A1)/樹脂(B3)/樹脂(A1)〕
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにスチレン−無水マレイン酸共重合体である熱可塑性樹脂(B3)(ノバケミカル社製ダイラーク232:スチレン/無水マレイン酸=92/8(モル比)、ガラス転移温度=118℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B3)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C4)を得た。
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにスチレン−無水マレイン酸共重合体である熱可塑性樹脂(B3)(ノバケミカル社製ダイラーク232:スチレン/無水マレイン酸=92/8(モル比)、ガラス転移温度=118℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B3)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C4)を得た。
得られた積層体(C4)の総厚みは1.0mm、樹脂(A1)層の厚みは樹脂(B3)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C4)の各種評価結果を下記表1に示す。
実施例5〔樹脂(A2)/樹脂(B3)/樹脂(A2)〕
実施例4で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例2で得たビニル共重合樹脂(A2)を使用した以外は実施例4と同様にして、樹脂(B3)層の両側に樹脂(A2)層を積層した積層体(C5)を得た。
実施例4で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例2で得たビニル共重合樹脂(A2)を使用した以外は実施例4と同様にして、樹脂(B3)層の両側に樹脂(A2)層を積層した積層体(C5)を得た。
得られた積層体(C5)の総厚みは1.0mm、樹脂(A2)層の厚みは樹脂(B3)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C5)の各種評価結果を下記表1に示す。
実施例6〔樹脂(A3)/樹脂(B1)/樹脂(A3)〕
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例3で得たビニル共重合樹脂(A3)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A3)層を積層した積層体(C6)を得た。
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例3で得たビニル共重合樹脂(A3)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A3)層を積層した積層体(C6)を得た。
得られた積層体(C6)の総厚みは1.0mm、樹脂(A3)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C6)の各種評価結果を下記表1に示す。
実施例7〔樹脂(A1)/樹脂(B1)〕
実施例1で使用した2種3層の分配ピンの代わりに2種2層の分配ピンを使用し、樹脂(A1)の吐出速度を3.0kg/hとし、樹脂(B1)の吐出速度を48.0kg/hとした以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の片側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C7)を得た。
実施例1で使用した2種3層の分配ピンの代わりに2種2層の分配ピンを使用し、樹脂(A1)の吐出速度を3.0kg/hとし、樹脂(B1)の吐出速度を48.0kg/hとした以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の片側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C7)を得た。
得られた積層体(C7)の総厚みは1.0mm、樹脂(A1)層の厚みは60μmであった。積層体(C7)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例1〔樹脂(A4)/樹脂(B1)/樹脂(A4)〕
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例4で得たビニル共重合樹脂(A4)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A4)層を積層した積層体(C8)を得た(樹脂(A4)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例4で得たビニル共重合樹脂(A4)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A4)層を積層した積層体(C8)を得た(樹脂(A4)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C8)の総厚みは1.0mm、樹脂(A4)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C8)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例2〔樹脂(A5)/樹脂(B1)/樹脂(A5)〕
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例5で得たビニル共重合樹脂(A5)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A5)層を積層した積層体(C9)を得た(樹脂(A5)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりに合成例5で得たビニル共重合樹脂(A5)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A5)層を積層した積層体(C9)を得た(樹脂(A5)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C9)の総厚みは1.0mm、樹脂(A5)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C9)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例3〔樹脂(A1)/樹脂(B4)/樹脂(A1)〕
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(B4)(新日鐵化学社製エスチレンMS200:スチレン/メタクリル酸メチル=80/20(モル比)、ガラス転移温度=100℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B4)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C10)を得た(樹脂(A1)層が第一層及び第三層に、樹脂(B4)層が第二層に対応)。
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(B4)(新日鐵化学社製エスチレンMS200:スチレン/メタクリル酸メチル=80/20(モル比)、ガラス転移温度=100℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B4)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C10)を得た(樹脂(A1)層が第一層及び第三層に、樹脂(B4)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C10)の総厚みは1.0mm、樹脂(A1)層の厚みは樹脂(B4)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C10)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例4〔樹脂(A6)/樹脂(B1)/樹脂(A6)〕
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル樹脂(A6)(旭化成ケミカルズ社製デルペット80NE:ポリメタクリル酸メチル、ガラス転移温度=105℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A6)層を積層した積層体(C11)を得た(樹脂(A6)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル樹脂(A6)(旭化成ケミカルズ社製デルペット80NE:ポリメタクリル酸メチル、ガラス転移温度=105℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(A6)層を積層した積層体(C11)を得た(樹脂(A6)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C11)の総厚みは1.0mm、樹脂(A6)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C11)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例5〔樹脂(A6)/樹脂(B2)/樹脂(A6)〕
実施例2で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル樹脂(A6)を使用した以外は実施例2と同様にして、樹脂(B2)層の両側に樹脂(A6)層を積層した積層体(C12)を得た(樹脂(A6)層が第一層及び第三層に、樹脂(B2)層が第二層に対応)。
実施例2で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル樹脂(A6)を使用した以外は実施例2と同様にして、樹脂(B2)層の両側に樹脂(A6)層を積層した積層体(C12)を得た(樹脂(A6)層が第一層及び第三層に、樹脂(B2)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C12)の総厚みは1.0mm、樹脂(A6)層の厚みは樹脂(B2)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C12)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例6〔樹脂(A6)/樹脂(B3)/樹脂(A6)〕
実施例4で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル樹脂(A6)を使用した以外は実施例4と同様にして、樹脂(B3)層の両側に樹脂(A6)層を積層した積層体(C13)を得た(樹脂(A6)層が第一層及び第三層に、樹脂(B3)層が第二層に対応)。
実施例4で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル樹脂(A6)を使用した以外は実施例4と同様にして、樹脂(B3)層の両側に樹脂(A6)層を積層した積層体(C13)を得た(樹脂(A6)層が第一層及び第三層に、樹脂(B3)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C13)の総厚みは1.0mm、樹脂(A6)層の厚みは樹脂(B3)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C13)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例7〔樹脂(B4)/樹脂(B1)/樹脂(B4)〕
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(B4)を使用し、ロール温度を上流側から90℃、110℃、110℃とした以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(B4)層を積層した積層体(C14)を得た(樹脂(B4)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
実施例1で使用したビニル共重合樹脂(A1)の代わりにメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(B4)を使用し、ロール温度を上流側から90℃、110℃、110℃とした以外は実施例1と同様にして、樹脂(B1)層の両側に樹脂(B4)層を積層した積層体(C14)を得た(樹脂(B4)層が第一層及び第三層に、樹脂(B1)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C14)の総厚みは1.0mm、樹脂(B4)層の厚みは樹脂(B1)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C14)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例8〔樹脂(A6)〕
軸径65mmの単軸押出機と、押出機に連結されたTダイとを有する単層押出装置を用いて単層シートを成形した。単軸押出機にメタクリル樹脂(A6)を連続的に導入し、シリンダ温度250℃、吐出速度50.0kg/hで押し出した。その先に連結された温度250℃のTダイでメタクリル樹脂(A6)をシート状に押し出し、上流側から温度80℃、90℃、100℃とした3本の鏡面仕上げロールで鏡面を転写しながら冷却し、単層シート(C15)を得た。
軸径65mmの単軸押出機と、押出機に連結されたTダイとを有する単層押出装置を用いて単層シートを成形した。単軸押出機にメタクリル樹脂(A6)を連続的に導入し、シリンダ温度250℃、吐出速度50.0kg/hで押し出した。その先に連結された温度250℃のTダイでメタクリル樹脂(A6)をシート状に押し出し、上流側から温度80℃、90℃、100℃とした3本の鏡面仕上げロールで鏡面を転写しながら冷却し、単層シート(C15)を得た。
得られた単層シート(C15)の厚みは1.0mmであった。単層シート(C15)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例9〔樹脂(B1)〕
比較例8で使用したメタクリル樹脂(A6)の代わりに熱可塑性樹脂(B1)を使用した以外は比較例8と同様にして、単層シート(C16)を得た。
比較例8で使用したメタクリル樹脂(A6)の代わりに熱可塑性樹脂(B1)を使用した以外は比較例8と同様にして、単層シート(C16)を得た。
得られた単層シート(C16)の厚みは1.0mmであった。単層シート(C16)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例10〔樹脂(B3)〕
比較例8で使用したメタクリル樹脂(A6)の代わりに熱可塑性樹脂(B3)を使用した以外は比較例8と同様にして、単層シート(C17)を得た。
比較例8で使用したメタクリル樹脂(A6)の代わりに熱可塑性樹脂(B3)を使用した以外は比較例8と同様にして、単層シート(C17)を得た。
得られた単層シート(C17)の厚みは1.0mmであった。単層シート(C17)の各種評価結果を下記表1に示す。
比較例11〔樹脂(A1)/樹脂(B5)/樹脂(A1)〕
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにポリスチレン(B5)(PSジャパン社製HF77、ガラス転移温度=100℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B5)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C18)を得た(樹脂(A1)層が第一層及び第三層に、樹脂(B5)層が第二層に対応)。
実施例1で使用した熱可塑性樹脂(B1)の代わりにポリスチレン(B5)(PSジャパン社製HF77、ガラス転移温度=100℃)を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂(B5)層の両側に樹脂(A1)層を積層した積層体(C18)を得た(樹脂(A1)層が第一層及び第三層に、樹脂(B5)層が第二層に対応)。
得られた積層体(C18)の総厚みは1.0mm、樹脂(A1)層の厚みは樹脂(B5)層の表裏面いずれのものも60μmであった。積層体(C18)の各種評価結果を下記表1に示す。
表1より、本発明の積層体は吸水時の形状安定性、加熱時の形状安定性、表面硬度(鉛筆引っかき硬度)及びハードコート塗膜の密着性に優れ、更に荷重たわみ温度と積層体構成層の層間密着性にも優れることがわかる。
本発明の積層体は、その優れた特性から、透明性基板材料や透明性保護材料として好ましく用いられる。より具体的には案内板や表示板、看板、額縁、ゴンドラ等の車両用窓、サンルーフ、建物窓、パーティション、グレージング材、照明カバー、画像表示装置の前面板、計器類カバー、反射材、導光板、拡散板、UVカットフィルター、電子機器のカバーなどの部材に使用され、特に携帯電話端末、携帯型電子遊具、携帯情報端末、モバイルPCといった携帯型のディスプレイデバイスや、ノート型PC、デスクトップ型PC液晶モニター、液晶テレビといった設置型のディスプレイデバイスなどの部材として好適に使用される。
Claims (13)
- ビニル共重合樹脂(A)を含む第一層と、
該第一層上に積層された、熱可塑性樹脂(B)を含む第二層とから構成されるか、又は
前記第一層と第二層と、該第二層上に積層された、ビニル共重合樹脂(A)を含む第三層とから構成される積層体であって、
前記第一層及び第三層を構成するビニル共重合樹脂(A)は同一であっても異なっていてもよく、該ビニル共重合樹脂(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位(a)及び下記一般式(2)で表される構成単位(b)を含み:
前記構成単位(a)及び構成単位(b)の合計に対する構成単位(a)の割合が50〜85モル%であり、
前記熱可塑性樹脂(B)が、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(c)と、アクリル酸、メタクリル酸、不飽和環状酸無水物及びマレイミド化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物に由来する構成単位(d)とを含む、積層体。 - 前記ビニル共重合樹脂(A)のガラス転移温度が110〜140℃であることを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
- 前記一般式(1)において、R1及びR2がメチル基であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記一般式(2)において、R4がフェニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロヘキセニル基又はシクロヘキシル基であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
- 前記熱可塑性樹脂(B)における、構成単位(c)及び構成単位(d)の合計に対する構成単位(c)の割合が70〜95モル%であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の積層体。
- 前記熱可塑性樹脂(B)における、全構成単位に占める構成単位(c)及び構成単位(d)の合計の割合が、90モル%以上であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の積層体。
- 前記構成単位(c)がスチレンに由来し、前記構成単位(d)がアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、N―フェニルマレイミド及びN―シクロヘキシルマレイミドからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物に由来することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。
- 前記積層体の総厚みが0.1〜10.0mmの範囲であり、前記第一層及び/又は第三層の厚みが10〜500μmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の積層体。
- 前記積層体の総厚みが0.1〜3.0mmの範囲であり、前記第一層及び/又は第三層の厚みが20〜200μmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の積層体。
- 前記第一層、前記第二層及び前記第三層の少なくとも一層が紫外線吸収剤を含有することを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の積層体。
- 前記積層体の積層方向上下の最表面の少なくとも一方が、ハードコート処理、反射防止処理、防汚処理、帯電防止処理、耐候性処理及び防眩処理からなる群より選ばれる少なくとも一種の処理を施されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の積層体。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の積層体を有する透明性基板材料。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の積層体を有する透明性保護材料。
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