(57)【要約】【課題】高い耐摩傷性と耐候性に加えて、十分な耐熱性が発揮され得る樹脂製品を提供する。【解決手段】三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物と、該環式化合物に結合した、該三つのイソシアネート基とは別のイソシアネート基をそれぞれ含む三つの原子団とを有してなると共に、それら三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を含み、且つ該少なくとも一つの原子団以外の原子団が直鎖構造とされたジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応により生成されるポリウレタン樹脂にて構成されたアンダーコート層１４を、ポリカーボネート製の樹脂基材１２の表面に積層形成すると共に、かかるアンダーコート層１４上に、珪素化合物層からなるトップコート層１６を更に積層形成して、構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層が更に積層形成されてなる樹脂製品であって、
前記アンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂が、ジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応生成物からなると共に、該ジイソシアネートのイソシアヌレート体が、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物に結合した、該三つのイソシアネート基とは別のイソシアネート基をそれぞれ含む三つの原子団を有し、そして、それら三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を含んでなる一方、該少なくとも一つの原子団以外の原子団が直鎖構造を有していることを特徴とする樹脂製品。
【請求項２】
前記ジイソシアネートのイソシアヌレート体が、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体である請求項１に記載の樹脂製品。
【請求項３】
前記ジイソシアネートのイソシアヌレート体が、イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体である請求項１に記載の樹脂製品。
【請求項４】
ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、
前記樹脂基材を準備する工程と、
三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物と、該環式化合物に結合した、該三つのイソシアネート基とは別のイソシアネート基をそれぞれ含む三つの原子団とを有してなると共に、それら三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を含み、且つ該少なくとも一つの原子団以外の原子団が直鎖構造とされたジイソシアネートのイソシアヌレート体と、ポリオールとを混合してなる混合物層を、前記樹脂基材の表面上に形成する一方、該ジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとを反応させることにより、該混合物層を該樹脂基材の表面上で硬化させて、該表面上に、前記ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層を形成する工程と、
該アンダーコート層上に、前記珪素化合物からなるトップコート層を積層形成する工程と、
を含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製品とその製造方法とに係り、特に、樹脂ガラス（有機ガラス）として好適に使用可能な樹脂製品と、そのような樹脂製品を有利に製造する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、優れた成形性と軽量性とを兼ね備えた樹脂製品が、例えば、自動車等の車両の内外装部品や、電気、電子部品、或いは建築用部品等として、広く利用されてきている。そして、それらの樹脂製品のうち、例えば、ポリカーボネート製の成形品からなる透明性の高い樹脂製品は、無機ガラスに比して、軽量性や耐衝撃性、加工性に優れているところから、無機ガラスを代替する樹脂ガラスとして、例えば、自動車等の車両のウインドウガラスや各種のディスプレイ、或いは様々な計器類のカバー等に使用されている。
【０００３】
そのようなポリカーボネート製の樹脂製品は、一般に知られているように、紫外線に曝されると、変色や強度低下を引き起こす等、耐候性において問題があり、しかも、無機ガラスと比べて耐摩傷性（耐摩耗性と耐擦傷性）に劣るといった欠点をも有している。そのため、ポリカーボネート製の樹脂製品を、例えば、自動車のウインドウガラス等のように、屋外で使用されるものであって、表面の傷付きが重大な欠陥となるものに適用する場合には、かかる樹脂製品に対して、耐候性と耐摩傷性を高めるための対策を講じる必要があった。
【０００４】
かかる状況下、例えば、特開２０１０−２５３６８３号公報（特許文献１）には、自動車のウインドウガラス等に適用される樹脂製品（上記公報では、プラスチック積層体と称されている）として、ポリカーボネート等の樹脂成形体からなる樹脂基材の表面に、耐候性に富んだアクリル樹脂からなるアンダーコート層を積層形成すると共に、このアンダーコート層上に、耐摩傷性に優れた珪素化合物のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層を、更に積層形成してなる構造のものが、明らかにされている。しかしながら、このような樹脂製品は、紫外線を照射する耐候性試験によって、トップコート層がアンダーコート層から剥離してしまうことがあった。即ち、かかる樹脂製品は、アンダーコート層に対するトップコート層の密着性が十分であるとは言い難かったのである。
【０００５】
一方、高い耐候性を有する樹脂としては、ポリウレタン樹脂も知られている。また、ポリウレタン樹脂からなる薄膜は、アクリル樹脂の薄膜よりも、珪素化合物からなる薄膜との間で高い密着性を発揮することが、本発明者の試験等により確認されている。従って、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、アンダーコート層と、珪素化合物からなるトップコート層とが積層形成されてなる樹脂製品において、アンダーコート層を、アクリル樹脂に代えて、ポリウレタン樹脂にて構成すれば、優れた耐候性と耐摩傷性に加えて、アンダーコート層とトップコート層との間での十分な密着性が確保され得ることが考えられる。
【０００６】
ところが、本発明者が、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層とトップコート層とが積層形成された樹脂製品に対する耐熱試験を１１０℃×２４時間の条件で行ったところ、トップコート層にクラックの発生が認められた。このことから、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層と珪素化合物からなるトップコート層とが積層形成された樹脂製品は、耐熱性が不十分であり、その点において、未だ改良の余地が存することが明らかとなったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５３６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層と、珪素化合物からなるトップコート層とが積層形成されてなる樹脂製品において、十分な耐熱性が発揮され得るように改良された構造を提供することにある。また、本発明は、そのような構造を有する樹脂製品を有利に製造し得る方法を提供することも、その解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明者は、かかる課題の解決のために、先ず、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層上に積層形成されたトップコート層において、加熱時にクラックが生ずる理由を探求した。その結果、ポリウレタン樹脂の形成に一般に使用される直鎖構造のジイソシアネートとジオールとを反応させて得られるポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が、珪素化合物からなるトップコート層に比して、加熱による伸張量が大きいため、アンダーコート層に密着したトップコート層の加熱時の伸びが、アンダーコート層の伸びに追従できず、それが原因で、加熱により、トップコート層にクラックが生ずるのであろうとの結論を得た。そして、本発明者が、加熱時における伸張量が小さなアンダーコート層を構成可能なポリウレタン樹脂を得るべく、更に鋭意研究を重ねた結果、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物を有すると共に、かかる環式化合物に結合した三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとを反応させて得られるポリウレタン樹脂にて構成されたアンダーコート層が、直鎖構造を有するジイソシアネートとジオールとの反応にて得られるポリウレタン樹脂にて構成されたアンダーコート層に比して、加熱時における伸張が有利に抑制され得ることを見出したのである。
【００１０】
すなわち、本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層が更に積層形成されてなる樹脂製品であって、前記アンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂が、ジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応生成物からなると共に、該ジイソシアネートのイソシアヌレート体が、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物に結合した、該三つのイソシアネート基とは別のイソシアネート基をそれぞれ含む三つの原子団を有し、そして、それら三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を含んでなる一方、該少なくとも一つの原子団以外の原子団が直鎖構造を有していることを特徴とする樹脂製品にある。
【００１１】
なお、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記ジイソシアネートのイソシアヌレート体が、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体にて構成される。
【００１２】
また、本発明の望ましい態様の一つによれば、前記ジイソシアネートのイソシアヌレート体が、イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体にて構成される。
【００１３】
そして、本発明にあっては、前記した課題の解決のために、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、（ａ）前記樹脂基材を準備する工程と、（ｂ）三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物と、該環式化合物に結合した、該三つのイソシアネート基とは別のイソシアネート基をそれぞれ含む三つの原子団とを有してなると共に、それら三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を含み、且つ該少なくとも一つの原子団以外の原子団が直鎖構造とされたジイソシアネートのイソシアヌレート体と、ポリオールとを混合してなる混合物層を、前記樹脂基材の表面上に形成する一方、該ジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとを反応させることにより、該混合物層を該樹脂基材の表面上で硬化させて、該表面上に、前記ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層を形成する工程と、（ｃ）該アンダーコート層上に、前記珪素化合物からなるトップコート層を積層形成する工程とを含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法をも、また、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
要するに、本発明に従う樹脂製品においては、加熱時におけるアンダーコート層の伸張が有利に抑制されるため、加熱時に、トップコート層の伸びが、アンダーコート層の伸びに追従できず、それが原因で、トップコート層にクラックが生ずるようなことが効果的に防止され得る。従って、本発明に従う樹脂製品にあっては、従来品では到底得られない優れた耐熱性が、極めて効果的に発揮され得るのである。
【００１５】
また、本発明に従う樹脂製品の製造方法によれば、優れた耐熱性を有する樹脂製品が、特別な工程を行うことなしに、極めて有利に製造され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う構造を有する樹脂製品の一実施形態を示す部分断面説明図である。
【図２】図１に示された樹脂製品を得る際に実施される工程の一例を示す説明図であって、樹脂基材の表面に、アンダーコート層を積層形成している状態を示す説明図である。
【図３】図２に示された工程に引き続いて実施される工程を示す説明図であって、樹脂基材表面に積層形成されたアンダーコート層上に、トップコート層を更に積層形成している状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１８】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有する樹脂製品の一実施形態として、自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラス１０が、その部分断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、樹脂ガラス１０は、樹脂基材１２を有している。そして、この樹脂基材１２の表面と裏面（図１での上面と下面）には、アンダーコート層１４が、それぞれ積層形成されている。また、それら各アンダーコート層１４，１４の樹脂基材１２側とは反対側の面上には、トップコート層１６が、それぞれ、更に積層形成されている。なお、以下からは、便宜上、図１での上面を表面と言い、図１での下面を裏面と言うこととする。
【００１９】
より具体的には、樹脂基材１２は、透明な平板形態を呈し、ポリカーボネートを用いて射出成形された樹脂成形品にて構成されている。なお、樹脂基材１２は、ポリカーボネート製の樹脂成形品であれば、射出成形以外の手法で成形されたものであっても良い。また、樹脂基材１２の厚さは、何等限定されるものではなく、樹脂ガラス１０の用途や要求特性等に応じて適宜に決定されるものであって、ここでは２〜７ｍｍ程度の厚さとされる。
【００２０】
アンダーコート層１４は、樹脂ガラス１０に対して、紫外線耐性等に基づいた耐候性を付与すること等を目的として、樹脂基材１２の表面と裏面の両面に対して、それらの全面を被覆するように、それぞれ直接に積層形成されるものであって、ポリウレタン樹脂の薄膜にて構成されている。また、アンダーコート層１４がポリウレタン樹脂にて構成されていることにより、かかるアンダーコート層１４と後述する珪素化合物からなるトップコート層１６との密着性が十分に高められて、高温環境下での長期使用によるトップコート層１６のアンダーコート層１４からの剥離が防止されるようになっている。
【００２１】
そのようなアンダーコート層１４の厚さは、特に限定されるものではないものの、一般には１〜４０μｍ程度とされる。何故なら、アンダーコート層１４の厚さが１μｍよりも薄いと、余りに薄いために、樹脂ガラス１０に対して十分な耐候性を付与することが困難となる恐れがあるからである。一方、アンダーコート層１４の厚さを４０μｍよりも厚くしても、樹脂ガラス１０の耐候性を更に向上させることは難しく、却って、材料費が無駄となったり、アンダーコート層１４の形成時間が長くなってしまう可能性があるからである。
【００２２】
そして、本実施形態の樹脂ガラス１０においては、アンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂が、特別な分子構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応生成物（重合体）からなっている。
【００２３】
すなわち、ここでは、アンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂を形成するための硬化剤として、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物と、この環式化合物に結合した、かかる三つのイソシアネート基とは別個のイソシアネート基をそれぞれ含む三つの原子団を有してなるジイソシアネートのイソシアヌレート体（三量体）であって、環式化合物に結合した三つの原子団が、それぞれ、シクロ環を有するもの、またはそれら三つの原子団のうちの二つがシクロ環を有し、且つ残りの一つの原子団が直鎖構造を有するもの、或いは三つの原子団のうちの一つだけがシクロ環を有し、且つ残りの二つの原子団が直鎖構造を有するものの３種類うちの何れか１種が、適宜に選択されて、用いられている。
【００２４】
そのような３種類のジイソシアネートのイソシアヌレート体のうち、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物に結合した三つの原子団が、それぞれ、シクロ環を有するものとしては、下記の化学式１に示される構造を備えた、シクロ環を有するイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体が、例示される。
【００２５】
【化１】
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【００２６】
また、３種類のジイソシアネートのイソシアヌレート体のうち、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物に結合した三つの原子団のうちの二つがシクロ環を有し、且つ残りの一つの原子団が直鎖構造を有するものとしては、下記の化学式２に示される構造を備えた、二つのイソホロンジイソシアネートと、シクロ環を有しない、一つのヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体が、例示される。
【００２７】
【化２】
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【００２８】
さらに、３種類のジイソシアネートのイソシアヌレート体のうち、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物に結合した三つの原子団のうちの一つだけがシクロ環を有し、且つ残りの二つの原子団が直鎖構造を有するものとしては、下記の化学式３に示される構造を備えた、一つのイソホロンジイソシアネートと二つのヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体が、例示される。
【００２９】
【化３】
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【００３０】
なお、アンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂の形成材料のうちの硬化剤として用いられるジイソシアネートは、上記化学式１〜３に示される構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体の他に、１個又は複数のシクロ環を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体や、１個又は複数のシクロ環を有する各種のジイソシアネートの二つのものとシクロ環を有しない各種のジイソシアネートの一つのもののイソシアヌレート体、或いは１個又は複数のシクロ環を有する各種のジイソシアネートの一つのものとシクロ環を有しない各種のジイソシアネートの二つのもののイソシアヌレート体が、何れも使用可能である。また、上記化学式１〜３に示される構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体を硬化剤として用いる場合にあっても、シクロ環に結合するメチル基（−ＣＨ3  ）が、例えば、ヒドロキシル基（−ＯＨ）やアミノ基（−ＮＨ2 )、エチル基（−ＣＨ2ＣＨ3）等の他の官能基に置換されていても良い。更に、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物に結合した三つの原子団のうちの一つ又は二つが直鎖構造とされたジイソシアネートのイソシアヌレート体においては、直鎖構造とされた原子団の環式化合物への結合位置が、何等限定されるものではなく、適宜に変更可能である。
【００３１】
アンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂の形成材料のうちの主剤として用いられるポリオールは、特に限定されるものではなく、硬化剤として用いられるジイソシアネートのイソシアヌレート体の種類に応じて、適宜に選択される。例えば、硬化剤として、前記した化学式１〜３に示される構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体を用いる場合には、主剤として、４フッ化エチレンとビニルアルコール系（ビニルアルコール、アリルアルコール等）の共重合体からなるポリオールが、一般に用いられる。
【００３２】
そして、本実施形態の樹脂ガラス１０においては、アンダーコート層１４が、三つのイソシアネート基にて形成される環式化合物を有し、且つかかる環式化合物に結合した三つの原子団のうちの少なくとも一つがシクロ環を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとを反応させて得られるポリウレタン樹脂にて構成されているため、直鎖構造を有するジイソシアネートとジオールとの反応にて得られるポリウレタン樹脂にて構成した薄膜に比して、加熱時における伸張が有利に抑制され得る。これは、以下の理由によると考えられる。
【００３３】
すなわち、一般に、分子構造が環状構造とされた化合物は、分子構造が鎖状構造とされた化合物に比して、加熱されたときの分子の動きが制限されるようになる。そして、本実施形態の樹脂ガラス１０のアンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂は、分子構造が、三つのイソシアネート基が結合した環式化合物とシクロ環を備えた環状構造部分を有する構造とされている。従って、そのようなポリウレタン樹脂にて構成されたアンダーコート層１４は、直鎖構造の分子構造を有するジイソシアネートとジオールとの反応にて得られるポリウレタン樹脂の薄膜に比して、加熱時における分子の動きが制限され、その結果、伸張が抑制されることになると考えられるのである。また、本実施形態の樹脂ガラス１０のアンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂は、直鎖構造を有するジイソシアネートとジオールとの反応にて得られるポリウレタン樹脂に比して、ガラス転移温度が高いことが、本発明者によって確認されており、このことも、アンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂の加熱時の伸張抑制に何等かの影響を与えていると考えられる。なお、ベンゼン環を備えたジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応によって得られるポリウレタン樹脂も、分子構造が、環状構造部分を有する構造とされるが、このようなポリウレタン樹脂は、ベンゼン環を備えたジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの相溶性が不良なために、白濁した、透明性の低いものとなる。それ故、ベンゼン環を備えたジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応によって得られるポリウレタン樹脂は、高い透明性が要求される樹脂ガラス１０のアンダーコート層１４として使用不可能なのである。
【００３４】
また、アンダーコート層１４は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。しかしながら、アンダーコート層１４を複層構造とする場合にあっても、アンダーコート層１４を構成する複数の層は、何れも、上記の如き特別な環状構造を有するポリウレタン樹脂にて構成されている必要がある。
【００３５】
トップコート層１６は、樹脂ガラス１０に対して、耐摩傷性を付与するために、アンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面に、その全面を覆うように積層形成されるもので、薄膜形態を呈している。そして、ここでは、かかるトップコート層１６が、優れた耐摩傷性を発揮するＳiＯ2のプラズマＣＶＤ層にて構成されている。なお、トップコート層１６の形成材料は、樹脂ガラス１０に対して十分な耐摩傷性を付与し得るものであれば、特に限定されるものではないものの、一般に、ＳiＯ2の他、ＳiＯＮ やＳi3Ｎ4 等の珪素化合物が用いられる。
【００３６】
また、トップコート層１６は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。そして、トップコート層１６全体の厚さは、何等、限定されるものではないものの、好ましくは、１〜２０μｍ程度とされる。これによって、トップコート層１６全体の厚さを無駄に厚くすることなく、樹脂ガラス１０に対して、耐摩傷性を十分に付与することができる。
【００３７】
ところで、上記の如き構造を有する樹脂ガラス１０は、例えば、以下の手順に従って製造される。
【００３８】
すなわち、先ず、ポリカーボネート樹脂を用いた射出成形等を実施して、平板状の樹脂基材１２を成形する。
【００３９】
次に、ポリオールからなる主剤として、４フッ化エチレンとビニルアルコール系の共重合体の溶液（例えば、酢酸ブチル溶液）と、前記した特別な構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体からなる硬化剤として、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体の溶液（例えば、酢酸ブチル溶液）とを用い、それらを混合して、液状の混合物を得る。
【００４０】
なお、アンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂の形成材料として、ポリオールからなる主剤と、前記した特別な構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体からなる硬化剤とを用いれば、それらの主剤と硬化剤の反応生成物たるポリウレタン樹脂中での主剤と硬化剤のそれぞれの含有率に拘わらず、樹脂ガラス１０の加熱時におけるアンダーコート層１４の伸張抑制効果が十分に得られる。従って、本工程で主剤と硬化剤とを混合する際における主剤と硬化剤の混合割合（配合割合）は、特に限定されるものではなく、例えば、ジオールからなる主剤とジイソシアネートからなる硬化剤とを混合し、反応させて、ポリウレタン樹脂を形成する際に一般的に採用される主剤と硬化剤の混合割合と同程度の割合とされる。
【００４１】
引き続き、図２に示されるように、樹脂基材１２の表面と裏面の両面に対して、主剤と硬化剤との液状混合物からなる混合物層１８を、それぞれ形成する。その後、かかる混合物層１８を硬化させ、それによって、樹脂基材１２の両面に、アンダーコート層１４をそれぞれ形成する。かくして、樹脂基材１２の表面と裏面に対して、アンダーコート層１４がそれぞれ形成されてなる中間製品２０を得る（図３参照）。
【００４２】
なお、樹脂基材１２の両面への混合物層１８の形成方法は、何等、限定されるものではない。例えば、硬化剤と主剤との液状混合物を、樹脂基材１２の両面に対して、ローラーや刷毛等を用いて塗布したり、スプレーガン等を用いて吹き付けたり、或いはディッピング操作を実施したりする方法等が、適宜に採用される。そして、そのような混合物層１８の硬化方法も、混合物層１８を加熱する方法や、混合物層１８に対して紫外線を照射する方法等の公知の手法の中から、混合物層１８を構成する主剤と硬化剤の種類等によって、種々選択される。なお、混合物層１８を加熱して、硬化させる場合には、加熱温度が、例えば、８０〜１３０℃程度の範囲内の値とされる。
【００４３】
そして、中間製品２０を作製したら、この中間製品２０の二つのアンダーコート層１４，１４上に、トップコート層１６をそれぞれ積層形成する。このトップコート層１６の形成に際しては、例えば、図３に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置２２が用いられる。
【００４４】
図３から明らかなように、ここで用いられるプラズマＣＶＤ装置２２は、平行平板方式を採用した従来のプラズマＣＶＤ装置と同様な基本構造を備えている。即ち、プラズマＣＶＤ装置２２は、反応室としての真空チャンバ２４を有しており、そして、この真空チャンバ２４は、上方に開口する有底筒状乃至は筐体状のチャンバ本体２６と、かかるチャンバ本体２６の上方への開口部を覆蓋して、チャンバ本体２６内を気密に密閉する蓋体２８とを更に含んで構成されている。
【００４５】
また、蓋体２８の下面には、一対の上側ホルダ３０，３０が、互いに対向位置するように、一体的に立設されている。更に、それら各上側ホルダ３０の互いの対向面には、支持突起３２が一体的に突設されている。そして、チャンバ本体２６内に収容されたカソード電極３４が、一対の上側ホルダ３０，３０により、各支持突起３２に支持された状態で保持されている。また、カソード電極３４は、真空チャンバ２４外に設置された高周波電源３６に対して電気的に接続されている。
【００４６】
蓋体２８の下面と対向位置するチャンバ本体２６の底壁部の上面上には、下側ホルダ３８，３８が、一体的に立設されている。それら下側ホルダ３８，３８には、上側支持突起４０，４０と下側支持突起４２，４２とが、上下に離間して、それぞれ一体的に突設されている。そして、チャンバ本体２６内に収容されたアノード電極４４が、上側ホルダ３０，３０にて保持されたカソード電極３４と上下方向に所定距離を隔てて対向した状態で、下側支持突起４２，４２にて支持されて、下側ホルダ３８，３８に保持されている。このアノード電極４４は、アース接地されている。また、下側ホルダ３８，３８の上側支持突起４０，４０は、中間製品２０を支持し得るように構成されている。
【００４７】
チャンバ本体２６の側壁部には、排気パイプ４６が、チャンバ本体２６の内外を連通するように側壁部を貫通して、設置されている。また、かかる排気パイプ４６上には、真空ポンプ４８が設けられている。そして、この真空ポンプ４８の作動によって、チャンバ本体２６内の気体が排気パイプ４６を通じて外部に排出されて、チャンバ本体２６が減圧されるようになっている。
【００４８】
また、チャンバ本体２６の側壁部には、第一及び第二導入パイプ５０ａ，５０ｂが、側壁部を貫通し、一端部において、チャンバ本体２６内に開口するように設置されている。そして、第一導入パイプ５０ａの他端部には、珪素化合物ガスを、大気圧を超える圧力で収容する第一ボンベ５２ａが接続されている。また、第二導入パイプ５０ｂの他端部には、酸素ガスを、大気圧を超える圧力で収容する第二ボンベ５２ｂが接続されている。更に、第一及び第二ボンベ５２ａ，５２ｂの第一及び第二導入パイプ５０ａ，５０ｂとの接続部には、第一及び第二開閉バルブ５４ａ，５４ｂが、それぞれ設けられている。なお、後述するように、第一ボンベ５２ａ内に収容される珪素化合物ガスは、トップコート層１６を形成するための原料ガスとして利用されるものであり、また、第二ボンベ５２ｂ内に収容される酸素ガスは、トップコート層１６を形成するための反応ガスとして利用されるものである。
【００４９】
第一ボンベ５２ａ内に収容される珪素化合物ガスを構成する珪素化合物は、特に限定されるものではなく、一般には、モノシラン（ＳiＨ4）やジシラン（Ｓi2Ｈ6 ）等の無機珪素化合物が、それぞれ単独で、或いはそれらが組み合わされて使用される。また、かかる珪素化合物として、有機珪素化合物を使用するこも可能である。そして、この有機珪素化合物としては、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン等のシロキサン類や、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシジメチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のシラン類、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン類等が、例示される。そして、それらのうちの１種のものが単独で、或いは２種類以上が組み合わされて用いられる。なお、２種類以上の珪素化合物ガスを用いる場合には、それら複数種類の珪素化合物ガスを混合した状態で、一つの第一ボンベ５２ａ内に収容しても良く、或いは２種類以上の珪素化合物ガスを、複数の第一ボンベ５２ａ内に、それぞれ別個に収容しても良い。
【００５０】
そして、かくの如き構造とされたプラズマＣＶＤ装置２２を用いて、樹脂基材１２の両面に積層されたアンダーコート層１４，１４上に、トップコート層１６をそれぞれ積層形成する際には、先ず、前記のようにして得られた中間製品２０を、チャンバ本体２６内に収容して、下側ホルダ３８，３８の上側支持突起４０，４０に支持させて、下側ホルダ３８，３８に保持させる。その後、チャンバ本体２６の上側開口部を蓋体２８にて覆蓋して、真空チャンバ２４内を気密に密閉した後、真空ポンプ４８を作動させる。これにより、真空チャンバ２４内を、例えば１０-5〜１０-3Ｐａ程度の圧力となるように減圧する。
【００５１】
次に、真空チャンバ２４内の圧力が所定の値にまで減圧されたら、真空ポンプ４８を作動させたままで、第一ボンベ５２ａの第一開閉バルブ５４ａと第二ボンベ５２ｂの第二開閉バルブ５４ｂとを各々開作動する。これにより、第一導入パイプ５０ａを通じて、第一ボンベ５２ａ内の珪素化合物ガスを真空チャンバ２４内に導入すると共に、第二導入パイプ５０ｂを通じて、第二ボンベ５２ｂ内の酸素ガスを真空チャンバ２４内に導入する。かくして、珪素化合物ガスと酸素ガスとを真空チャンバ２４内に充満させる。
【００５２】
そして、真空チャンバ２４内に珪素化合物ガスと酸素ガスが充満して、真空チャンバ２４の内圧が所定の値となったら、高周波電源３６をＯＮ作動して、真空チャンバ２４内に配置されたカソード電極３４に対して高周波電流を供給する。これにより、カソード電極３４とアノード電極４４との間で放電現象を惹起させて、真空チャンバ２４内に充満した珪素化合物ガスと酸素ガスとをそれぞれプラズマ化し、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとを、真空チャンバ２４内に発生させる。
【００５３】
そして、真空チャンバ２４内の空間や中間製品２０の表面上において、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとの反応（珪素化合物ガスと酸素ガスのプラズマＣＶＤ法による反応）を生じさせて、ＳiＯ2を生成すると共に、それを中間製品２０の全表面に堆積させる。その後、第一及び第二開閉バルブ５４ａ，５４ｂの開作動から、予め設定された時間が経過したら、第一及び第二開閉バルブ５４ａ，５４ｂを閉じる。これにより、樹脂基材１２の両面に形成されたアンダーコート層１４，１４上に、ＳiＯ2からなるトップコート層１６を、第一及び第二開閉バルブ５４ａ，５４ｂの開放時間に対応した厚さにおいて、それぞれ積層形成する。かくして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。
【００５４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の樹脂ガラス１０にあっては、加熱された際に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層１４の伸張が有利に抑制される。それ故、樹脂ガラス１０が高温環境下に長時間晒されたときに、トップコート層１６の伸張量が、アンダーコート層１４の伸張量に追従できず、それが原因で、トップコート層１６にクラックが生ずるようなことが効果的に防止され得る。従って、かかる樹脂ガラス１０においては、従来の樹脂ガラス等では到底得られない優れた耐熱性が、極めて効果的に発揮され得るのである。
【００５５】
また、本実施形態手法においては、樹脂基材１２の表面に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層１４を積層形成する際に、かかるポリウレタン樹脂を形成する硬化剤として、特別な分子構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体が用いられるものの、樹脂基材１２の表面に対するアンダーコート層１４とトップコート層１６の形成工程が、従来の樹脂ガラスの作製時と同様な作業手順で実施される。従って、かくの如き本実施形態手法によれば、極めて優れた耐熱性を有する樹脂ガラス１０を、特別な作業負担が強いられることなしに、従来と同様な作業により、極めて容易に製造することができるのである。
【００５６】
さらに、本実施形態手法では、アンダーコート層１４を構成するポリウレタン樹脂の形成に際して、例えば、入手が容易なイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体からなる硬化剤や、イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体からなる硬化剤を用いることにより、目的とする樹脂ガラス１０の製造が、更に容易となる。
【００５７】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００５８】
例えば、前記実施形態では、樹脂基材１２の表面と裏面の両面に、アンダーコート層１４とトップコート層１６とが、それぞれ積層形成されていたが、樹脂基材１２の一方の面のみに、アンダーコート層１４とトップコート層１６とを積層形成しても良い。
【００５９】
また、前記実施形態では、トップコート層１６が珪素化合物のプラズマＣＶＤ層にて構成されていたが、トップコート層１６は、珪素化合物の薄膜層にて構成されておれば、その形成方法は、特に限定されない。従って、珪素化合物からなるトップコート層１６を、蒸着やスパッタリング等の、所謂ＰＶＤ法によって形成された薄膜層や、プラズマＣＶＤ法以外のＣＶＤ法によって形成された薄膜層にて構成することも可能である。
【００６０】
加えて、前記実施形態では、本発明を、樹脂ガラスとその製造方法に適用したものの具体例を示したが、本発明は、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層と珪素化合物からなるトップコート層とが積層形成されてなる樹脂製品と、その製造方法の何れに対しても、有利に適用され得るものであることは、勿論である。
【００６１】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【実施例】
【００６２】
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
【００６３】
先ず、市販のポリカーボネート樹脂を用いて、公知の射出成形を行って、縦×横×厚さが２００×２００×３．５ｍｍの矩形平板からなる４個の透明な樹脂基材を得た。
【００６４】
引き続き、アンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂の形成材料のうちの主剤として、市販の４フッ化エチレンとビニルアルコール系の共重合体の酢酸ブチル溶液の所定量を準備し、また、硬化剤として、市販のイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体の酢酸ブチル溶液の所定量を準備した。そして、主剤と硬化剤とを重量基準で１：０．５の割合で混合して、混合物Ａを所定量だけ調製する一方、主剤と硬化剤とを重量基準で１：１の割合で混合して、混合物Ｂを所定量だけ調製し、また、主剤と硬化剤とを重量基準で１：２の割合で混合して、混合物Ｃを所定量だけ調製し、更に、主剤と硬化剤とを重量基準で１：５の割合で混合して、混合物Ｄを所定量だけ調製した。
【００６５】
次に、上記のようにして調製された、主剤と硬化剤の配合割合がそれぞれ異なる４種類の混合物Ａ〜Ｄと、先に成形された４個の樹脂基材とを用い、それら４個の樹脂基材の表面に、４種類の混合物Ａ〜Ｄをそれぞれ別個に塗布した。これにより、４個の樹脂基材のうちの１個の樹脂基材の表面に、混合物Ａの塗膜層からなる混合物層を形成する一方、別の１個の樹脂基材の表面に、混合物Ｂの塗膜層からなる混合物層を形成し、また、別の１個の樹脂基材の表面に、混合物Ｃの塗膜層からなる混合物層を形成し、更に、別の１個の樹脂基材の表面に、混合物Ｄの塗膜層からなる混合物層を形成した。
【００６６】
その後、それら４個の樹脂基材を加熱炉内に投入して、１２０℃で１０分間加熱し、各樹脂基材の表面に形成された混合物層中の主剤と硬化剤を反応させて、各混合物層をそれぞれ硬化させた。これにより、同じ種類の主剤と硬化剤が用いられているものの、それら主剤と硬化剤の配合割合が互いに異なるポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層を、４個の樹脂基材の表面に、それぞれ形成して、４種類の中間製品を得た。そして、樹脂基材の表面に、混合物Ａが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ａとし、混合物Ｂが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ｂとし、混合物Ｃが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ｃとし、混合物Ｄが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ｄとした。なお、４種類の中間製品Ａ〜Ｄのアンダーコート層の厚さは、全て、５μｍであった。また、中間製品Ａ〜Ｄのアンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂のガラス転移温度は７６℃であった。
【００６７】
次いで、図３に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置を用い、このプラズマＣＶＤ装置の真空チャンバ内に、４種類の中間製品Ａ〜Ｄをそれぞれ１個ずつ収容すると共に、モノシランガスと酸素ガスを導入して、プラズマＣＶＤ法を実施した。これにより、４種類の中間製品Ａ〜Ｄのアンダーコート層上に、珪素化合物のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層をそれぞれ形成した。なお、トップコート層の厚さは、全て、１μｍであった。
【００６８】
かくして、フッ化エチレンとビニルアルコールの共重合体からなる主剤とイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体からなる硬化剤との反応生成物にて構成されているものの、それら主剤と硬化剤の配合割合がそれぞれ異なるポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が、樹脂基材の表面上にそれぞれ形成された４種類の樹脂ガラスを得た。そして、それら４種類の樹脂ガラスのうち、中間製品Ａのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＡとし、中間製品Ｂのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＢとし、中間製品Ｃのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＣとし、中間製品Ｄのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＤとした。
【００６９】
また、比較のために、市販のポリカーボネート樹脂を用いて、公知の射出成形を行って、縦×横×厚さが２００×２００×３．５ｍｍの矩形平板からなる３個の透明な樹脂基材を得た。更に、アンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂の形成材料のうちの主剤として、市販の４フッ化エチレンとビニルアルコール系の共重合体の酢酸ブチル溶液の所定量を準備し、また、硬化剤として、市販のヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体の酢酸ブチル溶液の所定量を準備した。そして、主剤と硬化剤とを重量基準で１：０．５の割合で混合して、混合物Ｅを所定量だけ調製する一方、主剤と硬化剤とを重量基準で１：１の割合で混合して、混合物Ｆを所定量だけ調製し、また、主剤と硬化剤とを重量基準で１：２の割合で混合して、混合物Ｇを所定量だけ調製した。
【００７０】
そして、上記のようにして調製された３種類の混合物Ｅ〜Ｇと、先に成形された３個の樹脂基板とを用い、４種類の中間製品Ａ〜Ｄを得る際と同様にして、３種類の中間製品を得た。それら３種類の中間製品のうち、樹脂基材の表面に、混合物Ｅが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ｅとし、混合物Ｆが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ｆとし、混合物Ｇが硬化したポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が形成されたものを中間製品Ｇとした。それら３種類の中間製品Ｅ〜Ｇのアンダーコート層の厚さは、全て、４種類の中間製品Ａ〜Ｄのアンダーコート層の厚さと同じ５μｍであった。また、中間製品Ｅ〜Ｇのアンダーコート層を構成するポリウレタン樹脂のガラス転移温度は５１℃であった。
【００７１】
次いで、図３に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置とモノシランガスと酸素ガスとを用い、中間製品Ａ〜Ｄのアンダーコート層上にトップコート層を形成する際と同様にして、中間製品Ｅ〜Ｇのアンダーコート層上に、トップコート層をそれぞれ形成した。それら中間製品Ｅ〜Ｇのアンダーコート層上に形成されたトップコート層の厚さは、全て、４種類の中間製品Ａ〜Ｄのトップコート層の厚さと同じ１μｍであった。
【００７２】
かくして、４フッ化エチレンとビニルアルコール系の共重合体からなる主剤と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体からなる硬化剤との反応生成物にて構成されているものの、それら主剤と硬化剤の配合割合が互いに異なるポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が、樹脂基材の表面上にそれぞれ形成された３種類の樹脂ガラスを得た。そして、それら３種類の樹脂ガラスのうち、中間製品Ｅのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＥとし、中間製品Ｆのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＦとし、中間製品Ｇのアンダーコート層上にトップコート層が形成されてなるものを樹脂ガラスＧとした。
【００７３】
引き続き、上記のようにして作製された７種類の樹脂ガラスＡ〜Ｇに対して、１１０℃の温度環境下に２４時間に保持する耐熱性試験を実施した後、それら７種類の樹脂ガラスＡ〜Ｇのそれぞれのトップコート層にクラックが生じているか否かを目視により調べた。
【００７４】
その結果、ポリオールと本発明に従う特別な分子構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体との反応生成物からなるポリウレタン樹脂にて、アンダーコート層が構成された樹脂ガラスＡ〜Ｄにあっては、何れも、トップコート層に、クラックが、何等生じていなかった。これに対して、ポリオールと本発明に従う特別な分子構造とは異なる分子構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体との反応生成物からなるポリウレタン樹脂にて、アンダーコート層が構成された樹脂ガラスＥ〜Ｇにおいては、何れも、トップコート層にクラックが生じていた。このことから、本発明に従う特別な分子構造を有するジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応生成物からなるポリウレタン樹脂にてアンダーコート層を構成することにより、樹脂ガラスの耐熱性が極めて効果的に高められ得ることが、明確に認識されるのである。
【符号の説明】
【００７５】
１０  樹脂ガラス                      １２  樹脂基材
１４  アンダーコート層                １６  トップコート層
１８  混合物層                        ２２  プラズマＣＶＤ装置
【図１】
2014181259.tif 000006
【図２】
2014181259.tif 000007
【図３】
2014181259.tif 000008