説明

樹脂積層体

【課題】アクリル樹脂層とハードコート層間の密着性が良好で、且つ透明性および耐擦傷性(鉛筆硬度)に優れる樹脂積層体を提供する。
【解決手段】ポリカーボネート樹脂を主成分とする樹脂材料からなるポリカーボネート系樹脂シートの少なくとも片面に、重量平均分子量(Mw)87,000以上97,000以下のアクリル樹脂層が厚さ10〜100μmで積層された樹脂積層体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂積層体に関する。更に詳しくは、ポリカーボネート系樹脂シートの少なくとも片面にアクリル樹脂層を積層した透明性および耐擦傷性(鉛筆硬度)に優れ、またコーティングをした際の密着性に優れる樹脂積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリカーボネート樹脂シートは透明性、耐熱性、機械的強度に優れているため、OA・電子機器のディスプレイやタッチパネル等に用いられている。但し、ポリカーボネート樹脂シートは表面が軟らかく傷つきやすいため、通常、ポリカーボネート樹脂シート表面を被覆することで耐擦傷性等の表面特性を向上させている。その方法として、一般的にハードコート処理を行うことが知られているが、ポリカーボネート樹脂シート自身が極めて傷つきやすいので、ハードコート処理によって得られる耐擦傷性は、鉛筆硬度でF程度に過ぎず、一旦生じた傷がよく目立つという問題がある。
【0003】
そこで上記表面特性を改良するために、ポリカーボネート樹脂シートにアクリル樹脂層を積層し、該アクリル樹脂層上に、ハードコート処理する方法が知られている(例えば、特許文献1〜3)。これは耐擦傷性、鉛筆硬度に優れるものであるが、アクリル樹脂層にハードコートした際、アクリル樹脂層とハードコート層との密着性が悪いなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−103169号公報
【特許文献2】特開2007−237700号公報
【特許文献3】特開2008−049623号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで、本発明の目的は、アクリル樹脂層とハードコート層間の密着性が良好で、且つ透明性および耐擦傷性(鉛筆硬度)に優れる樹脂積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリカーボネート樹脂を主成分とする樹脂材料からなるポリカーボネート系樹脂シートの表面に、厚さ10〜100μmの重量平均分子量(Mw)が87,000以上97,000以下のアクリル樹脂を積層すること、さらに該アクリル樹脂層上あるいは該アクリル樹脂層且つポリカーボネート樹脂層上にハードコート層を積層させると、アクリル樹脂層とハードコート層間の優れた密着性且つ優れた耐擦傷性が得られるという新たな事実を見出し、本発明を完成させるに至った。
【0007】
すなわち、本発明によれば、
1.ポリカーボネート樹脂を主成分とする樹脂材料からなるポリカーボネート系樹脂シートの少なくとも片面に、重量平均分子量(Mw)87,000以上97,000以下のアクリル樹脂層が厚さ10〜100μmで積層された樹脂積層体、
2.さらに、片面(アクリル樹脂層側)または両面に厚さ1〜20μmのハードコート層が積層された前項1記載の樹脂積層体、
3.樹脂積層体の総厚さが0.2〜2.0mmであることを特徴とする前項1または2に記載の樹脂積層体、
が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明により得られた樹脂積層体は、優れた透明性、耐擦傷性を有するため、携帯電話やスマートフォン等を含むモバイル機器のディスプレイカバーパネルに特に有用である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を詳細に説明する。
<ポリカーボネート樹脂>
本発明のポリカーボネート系樹脂シートに用いられるポリカーボネート樹脂は二価フェノールとカーボネート前駆体を溶液法又は溶融法で反応させて製造される芳香族ポリカーボネート樹脂である。
【0010】
二価フェノールの代表的な例として2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)サルファイド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン等が挙げられる。好ましい二価フェノールはビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン系であり、特にビスフェノールAが好ましい。
【0011】
カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、カーボネートエステル、ハロホルメート等があげられ、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネート、二価フェノールのジハロホルメート等があげられる。
ポリカーボネート樹脂を製造するに当り、上記二価フェノールを単独で又は二種以上併用することができ、また必要に応じて分子量調節剤、分岐剤、触媒等を用いることができる。
【0012】
ポリカーボネート樹脂の分子量は粘度平均分子量で表して好ましくは1.0×10〜10.0×10、より好ましくは1.5×10〜4.5×10、さらに好ましくは2.0×10〜3.0×10である。本発明でいう粘度平均分子量は塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを20℃で溶解した溶液から求めた比粘度(ηsp)を次式に挿入して求めたものである。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]c(但し[η]は極限粘度)
[η]=1.23×10−40.83
c=0.7
【0013】
また、ポリカーボネート樹脂には必要に応じて添加剤、例えば亜燐酸エステル、燐酸エステル、ホスホン酸エステル等の熱安定剤(0.001〜0.1重量%)、トリアゾール系、アセトフェノン系、サリチル酸エステル系等の紫外線吸収剤(0.1〜0.7重量%)、テトラブロムビスフェノールA、テトラブロムビスフェノールAの低分子量ポリカーボネート、デカブロモジフェニルエーテル等の難燃剤(3〜15重量%)、着色剤、蛍光増白剤等を配合してもよい。
【0014】
ポリカーボネート樹脂を主成分とする樹脂材料とは、樹脂材料中ポリカーボネート樹脂が50重量%以上であり、好ましくは70重量%以上であり、より好ましくは80重量%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上であり、特に好ましくは実質的にポリカーボネート樹脂からなる。
【0015】
<アクリル樹脂および積層体の製造法>
表面層を構成する一方の樹脂であるアクリル樹脂としては、GPCで求めた重量平均分子量が87,000〜97,000であるものが用いられ、好ましくは重量平均分子量が88,000〜96,000であるものが用いられ、さらに好ましくは重量平均分子量が89,000〜95,000であるものが用いられる。重量平均分子量が小さくなると、表面層自体の破壊強度が低くなり、フィルム全体が割れ易くなると共に、表面硬度も低下する。また、重量平均分子量が大きくなると、ハードコート層との密着性が低下する。
【0016】
アクリル系樹脂に使用される単量体として以下の化合物が挙げられる。例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、アクリル酸、ベンジル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、コハク酸2−(メタ)アクロイルオキシエチル、マレイン酸2−(メタ)アクロイルオキシエチル、フタル酸2−(メタ)アクロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸2−(メタ)アクリオイルオキシエチル、ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が例示される。これらは、単独で重合して使用してもよく、2種類以上を重合して使用してもよい。また、これらのアクリル系単量体と重合され得る他の単量体、例えばポリオレフィン系単量体、ビニル系単量体等を併用してもよい。これらの中で好ましくは、メチルメタクリレート、メチルメタクリレートとメチルアクリレート又はエチルアクリレートとの共重合体である。
【0017】
ポリカーボネート系樹脂シート表面にアクリル樹脂層を積層するには任意の方法を用いればよく、特に熱圧着法または共押出法で行うことが好ましい。
熱圧着法としては任意の方法が採用されるが、例えばアクリル樹脂フィルムとポリカーボネート系樹脂シートをラミネート機やプレス機で熱圧着する方法、押出し直後のポリカーボネート系樹脂シートにアクリル樹脂フィルムを熱圧着する方法が好ましく、特に押出し直後のポリカーボネート系樹脂シートに連続して熱圧着する方法が工業的に有利である。この場合の熱圧着条件は、ポリカーボネート系樹脂シートやアクリル樹脂フィルムの厚さ、圧着面の状態等により異なり、一概に特定できないが、アクリル樹脂フィルムのガラス転移点近傍又はそれ以上の温度、通常アクリル樹脂フィルムのガラス転移点−10℃〜ガラス転移点+150℃、好ましくはガラス転移点−5℃〜ガラス転移点+100℃で0.05kg/cm以上、好ましくは1〜10kg/cm程度の線圧を加えることにより熱圧着できる。
【0018】
共押出法は、補助のエクストルージョンでアクリル樹脂をそのガラス転移点〜ガラス転移点+230℃、好ましくはガラス転移点+50℃〜ガラス転移点+200℃で溶融押出し、主のエクストルージョンでポリカーボネート系樹脂をそのガラス転移点〜ガラス転移点+230℃、好ましくはガラス転移点+50℃〜ガラス転移点+200℃で溶融押出し、マルチマニホールド方式又はフィードブロック方式等公知の方式にて押し出し積層することができる。
【0019】
アクリル樹脂層の厚さは、10〜100μmの範囲であり、好ましくは30〜70μmの範囲である。薄すぎると擦り傷等の傷が基材のポリカーボネート系樹脂シートまで達し、十分な耐擦傷性が得られない。また厚すぎるとアクリル樹脂層の吸湿率によって耐環境性が低下し、更には耐衝撃性が低下する。
なお、アクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂には、必要に応じて他の成分、例えば、紫外線吸収剤、有機系染料、無機系染料、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤などを配合してもよい。
【0020】
<ハードコート層>
ハードコート層は、透明性を損なうことなく、十分な密着性を有するものであれば、材質、付与方法等において特に限定されるものでない。一般的に、熱、紫外線、電子線等によって硬化する硬化性塗料を塗布する方法、物理気相蒸着法、化学気相蒸着法等が挙げられるが、製造上の観点から紫外線硬化性塗料を塗布する方法が好ましい。
【0021】
紫外線硬化性塗料は、紫外線硬化性樹脂および光重合開始剤を含有する組成物であれば、特に限定されるものではない。紫外線硬化性樹脂としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、グリシジル化合物、脂環状エポキシ化合物、オキセタン化合物等が挙げられる。光重合開始剤としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−1−〔(4−メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4‘−メチルフェニルサルファイド、2,4−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。またこの組成物に希釈溶剤、消泡剤、レベリング剤、帯電防止剤等を添加してもよい。
【0022】
紫外線硬化性塗料を使用してハードコート層を形成する塗装手段としては、例えばマイクログラビアコート法、スピンコート法、キャスト転写法、噴霧コート法、フローコート法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート法等の任意の方法を用いればよく、塗料性状の観点から、マイクログラビアコート法、ロールコート法、バーコート法がより好ましい。また、両面にコートする際は両面共に同じ方法でコートしても良いし、別々の方法でコートしても良い。
【0023】
得られるハードコート層の厚さは1〜20μmの範囲が好ましく、1.5〜15μmの範囲がより好ましく、2〜10μmの範囲がさらに好ましい。ハードコート層の厚さが1μmより薄くなると十分な耐擦傷性、耐摩耗性が得られず、また20μmより厚くなると、反りが大きくなり、OA・電子機器のディスプレイカバーパネルやタッチパネル等の用途に適さない。
【0024】
<樹脂積層体>
本発明で得られた樹脂積層体の厚さは、0.2〜2.0mmの範囲が好ましく、OA機器のディスプレイやタッチパネル等に用いるときは、0.4〜1.5mm程度の範囲がより好ましい。
【0025】
本発明で得られた樹脂積層体は、耐環境性及び透明性、耐擦傷性に優れた積層体である。本発明で得られた樹脂積層体の全光線透過率値は好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上である。また、ヘーズ値は好ましくは2.0%以下であり、より好ましくは1.0%以下である。
【実施例】
【0026】
以下、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、何らこれに限定されるものではない。
【0027】
(分子量の評価方法)
アクリル樹脂を60℃のクロロホルムに2時間溶解して得られた溶解成分のみを用いて、ゲル浸透クロマトグラフィによる分子量測定を行った。なお、標準ポリスチレン(東ソー(株)製)を用いて校正を行い、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)を求めた。
【0028】
(透明性の評価方法)
実施例で得られた樹脂積層体を、JIS K 7361−1、JIS K 7136に準拠して、全光線透過率値(Tt)、ヘーズ値(Haze)を評価した。
【0029】
(耐擦傷性の評価方法)
実施例で得られた樹脂積層体を、JIS K 5600に準拠し、750g加重で鉛筆硬度の測定を行った。なお、実施例6で得られた樹脂積層体についてはアクリル樹脂層側を評価した。積層体の耐擦傷性はH以上であると実用上問題ないのでH以上を合格とした。
【0030】
[実施例1〜7、比較例3]
ポリカーボネート樹脂シートを構成するポリカーボネート樹脂はスクリュー径40mmの単軸押出機で、また、アクリル樹脂層を形成するアクリル樹脂はスクリュー径30mmの単軸押出機でそれぞれ溶融させ、フィードブロック法にて2層に積層させ、設定温度280℃のT型ダイスを介して押出し、得られるシートを鏡面仕上げされたロールにて冷却し、ポリカーボネート樹脂(帝人化成株式会社製、商品名:パンライトL−1225、粘度平均分子量22,400)シートの片面に、表1記載の重量平均分子量を有する市販のアクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート樹脂)層をそれぞれ積層した樹脂積層体を得た。なお、アクリル樹脂層の厚みは表1に示した通りである。
得られた樹脂積層体に、金属製バーコーターを用いて、表1(実施例1〜7)に示した膜厚になるよう紫外線硬化性塗料(新中村化学工業株式会社製 KCR−8502)を塗布後、紫外線照射装置を用いて積算光量1,200(mJ/cm)となるように硬化し、ハードコート付きの樹脂積層体を得た。なお、ハードコート処理を施した面は表1記載の通りに行った。
【0031】
[比較例1]
ポリカーボネートシート(帝人化成株式会社製、商品名:パンライトシートPC−1151、粘度平均分子量23,800)を用いた。
【0032】
[比較例2]
ポリカーボネートシート(帝人化成株式会社製、商品名:パンライトシートPC−1151)に金属製バーコーターを用いて、表1に示した膜厚になるよう紫外線硬化性塗料(新中村化学工業株式会社製 KCR−8502)を塗布後、紫外線照射装置を用いて積算光量1,200(mJ/cm)となるように硬化し、ハードコート処理を施したポリカーボネートシートを得た。
【0033】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明の樹脂積層体は、OA・電子機器のディスプレイカバーパネルやタッチパネルとして有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカーボネート樹脂を主成分とする樹脂材料からなるポリカーボネート系樹脂シートの少なくとも片面に、重量平均分子量(Mw)87,000以上97,000以下のアクリル樹脂層が厚さ10〜100μmで積層された樹脂積層体。
【請求項2】
片面(アクリル樹脂層側)または両面に厚さ1〜20μmのハードコート層が積層された請求項1記載の樹脂積層体。
【請求項3】
樹脂積層体の総厚さが0.2〜2.0mmである請求項1または2に記載の樹脂積層体。

【公開番号】特開2011−189624(P2011−189624A)
【公開日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−57634(P2010−57634)
【出願日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【出願人】(000215888)帝人化成株式会社 (504)
【Fターム(参考)】