(57)【要約】【課題】比較的軟質で透明なプラスチック基材と高硬度塗膜層とからなり、その高硬度塗膜層の膜厚が１０μｍ以下の薄い膜厚で、かつ鉛筆硬度が４Ｈ以上の高い表面硬度を有する防眩性プラスチック基材を得る。【解決手段】鉛筆硬度がＨＢ以下の比較的軟質で透明なプラスチック基材の少なくとも一方の面に、単層の高硬度塗膜層が形成されている。高硬度塗膜層の塗膜形成主要素が紫外線硬化型樹脂で、その材質がアクリル、ウレタン、ポリエステル又はエポキシからなり、１種類の硬質微粒子を含む。その硬質微粒子はその平均粒子径が５μｍ〜１０μｍ、その好ましい材質がシリカ、シリケート、ポリシロキサン、アルミナ又はジルコニアである。硬質微粒子の割合は高硬度塗膜層に対して１重量％〜２０重量％の組成割合である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性プラスチック基材の少なくとも一方の面に防眩性を付与する塗膜層が形成された防眩性プラスチック基材において、
前記塗膜層は単層で１０μｍ以下の膜厚をもち、塗膜形成主要素としての透光性紫外線硬化型樹脂中に透光性硬質微粒子を含んだものであり、
前記紫外線硬化型樹脂はアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂からなる群から選ばれた１種類であり、
前記硬質微粒子は１種類のみからなり、その平均粒子径が５μｍ〜１０μｍで、前記塗膜層全体に対して１重量％〜２０重量％の割合で含まれており、
これにより、前記塗膜層が鉛筆硬度で４Ｈ以上の表面硬度をもつことを特徴とする防眩性プラスチック基材。
【請求項２】
前記硬質微粒子はシリカ、シリケート、ポリシロキサン、アルミナ及びジルコニアからなる群から選ばれた１種類である請求項１に記載の防眩性プラスチック基材。
【請求項３】
前記透光性プラスチック基材は鉛筆硬度がＨＢ以下で、厚さが５０μｍ〜２００μｍであり、材質がトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート及び環状オレフィン樹脂からなる群から選ばれた１種類である請求項１又は２に記載の防眩性プラスチック基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的軟質で透明なプラスチック基材上に、膜厚が１０μｍ以下で鉛筆硬度が４Ｈ以上の高硬度塗膜層を形成することで、表面硬度の高い防眩性プラスチック基材を得る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現行の薄型テレビ、モニター、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：個人用デジタル情報形態端末）、ゲーム機、カーナビゲーション、タッチパネル、ポータブルＤＶＤ（デジタルビデオディスク）プレイヤーなど、液晶画面部分の防眩性プラスチック基材の鉛筆硬度は、一般的にＨ〜３Ｈ程度であり耐擦傷性が十分であるとは決していえないが、簡易的な方法でより高硬度の４Ｈ以上の表面硬度を得られるものがこれまでほとんどなかった。一部、多層の被膜構造のものや１０μｍより厚い被膜構造、具体的には２０μｍ〜４０μｍのもので、鉛筆硬度が４Ｈ以上の表面硬度の防眩性プラスチック基材はあるが、製造上の工程数や材料の多さ、プラスチック基材の湾曲化や屈曲性低下などの問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、製造上の工程数や材料が多い多層の被膜構造やプラスチック基材の湾曲問題や屈曲性低下などがある厚膜の被膜構造ではなく、比較的軟質で透明なプラスチック基材上に、膜厚が１０μｍ以下で鉛筆硬度が４Ｈ以上の高硬度塗膜層を形成することで表面硬度の高い防眩性プラスチック基材を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は透光性プラスチック基材の少なくとも一方の面に防眩性を付与する塗膜層が形成された防眩性プラスチック基材であり、前記塗膜層が単層で１０μｍ以下の膜厚をもち、塗膜形成主要素としての透光性紫外線硬化型樹脂中に透光性硬質微粒子を含んだものであり、前記紫外線硬化型樹脂がアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂からなる群から選ばれた１種類であり、前記硬質微粒子は１種類のみからなり、その平均粒子径が５μｍ〜１０μｍで、前記塗膜層全体に対して１重量％〜２０重量％の割合で含まれていることを特徴としている。これにより、塗膜層が鉛筆硬度で４Ｈ以上の表面硬度をもっている。
【０００５】
前記硬質微粒子の好ましい例は、シリカ、シリケート、ポリシロキサン、アルミナ及びジルコニアからなる群から選ばれた１種類である。
【０００６】
前記透光性プラスチック基材の例は、鉛筆硬度がＨＢ以下で、厚さが５０μｍ〜２００μｍであり、材質がトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート及び環状オレフィン樹脂からなる群から選ばれた１種類である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、従来の比較的軟質で透明なプラスチック基材上の表面処理と同じ方法で、塗布、乾燥、紫外線硬化処理を行うことが可能であり、膜厚が１０μｍ以下の薄膜で鉛筆硬度が４Ｈ以上の高硬度塗膜層を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
表面硬度の高い防眩性プラスチック基材を得るという目的を、紫外線硬化型樹脂溶液と平均粒子径が５μｍ〜１０μｍの硬質微粒子、有機溶剤などを調合した表面処理剤を、比較的軟質で透明なプラスチック基材上に塗布して乾燥させた後、紫外線を照射して硬化させることで、硬化後の膜厚が１０μｍ以下で鉛筆硬度が４Ｈ以上の高硬度塗膜層を形成させることを実現した。
【０００９】
厚さが５０μｍ〜２００μｍ、鉛筆硬度がＨＢ以下の比較的軟質で透明なプラスチック基材の材質としては、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフテレート及び環状オレフィン樹脂があり、防眩性プラスチック基材の用途、利用目的、性能、価格などに応じて、材質や厚さを選択することができる。
【００１０】
比較的軟質で透明なプラスチック基材上に塗布して高硬度塗膜層を形成する表面処理剤の塗膜形成主要素である紫外線硬化型樹脂としては、アクリレート系官能基をもつウレタンアクリレートやポリエステルアクリレートなどが挙げられ、一般的な紫外線硬化型塗料用として利用可能なもので、透明プラスチック基材に対する付着性が良好で、塗膜の鉛筆硬度が高いものであれば特に限定するものではない。以下の記述において、アクリレート又はメタクリレート又はその混合物を（メタ）アクリレートと称する。
【００１１】
前記ポリエステルアクリレートは、ポリエステル系ポリオールのオリゴマーを（メタ）アクリレート化したものによって構成される。前記ウレタンアクリレートは、ポリオール化合物とジイソシアネート化合物からなるオリゴマーを（メタ）アクリレート化したものによって構成される。
【００１２】
（メタ）アクリレートを構成する単量体としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メ夕）アクリレート、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、メトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート等がある。
【００１３】
ポリウレタン系オリゴマーは、ポリイソシアネートとポリオールとの付加生成物から得ることができ、例えば、メチレン・ビス（ｐ−フェニレンジイソシアネート）、ヘキサメチレンジイソシアネート・ヘキサントリオールの付加体、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート・トリメチロールプロパンのアダクト体、１，５−ナフチレンジイソシアネート、チオプロピルジイソシアネート、エチルベンゼン−２，４−ジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート二量体、水添化キシリレンジイソシアネート、トリス（４−フェニルイソシアネート）チオフォスフェート等から選択したものとポリオキシテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール、ポリアジペートポリオール、ポリカーボネートポリオール等のポリエステル系ポリオール、（メタ）アクリル酸エステル類とヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとのコポリマー等のポリオールとの反応によって得ることができる。
【００１４】
ポリエステル系オリゴマーは、アジピン酸とエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等、セバシン酸とグリコールやトリオールとの縮合生成物であるポリアジペートポリオールや、ポリセバシエートポリオール等があり、前記の脂肪族ジカルボン酸の一部又は全てをイソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸などで置換することで塗膜により優れた硬度を付与する構成成分とすることができる。
【００１５】
また、多官能モノマーであるトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を併用することで塗膜に更に硬度を付与することができる。
【００１６】
光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、痾−アミロキシムエステル、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルホスフィン等を混合して使用する。
【００１７】
更に、前記に記載の塗膜形成主要素以外にも、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、反応性ポリアクリレートなどのオリゴマーや紫外線硬化型エポキシ樹脂なども使用することができる。
【００１８】
高硬度塗膜層を形成する表面処理剤に配合する硬質微粒子としては、シリカ、シリケート、ポリシロキサン、アルミナ、ジルコニアなどの微粒子などがあるが、平均粒子径が５μｍ〜１０μｍで１種類の配合であれば特に限定するものではない。
【００１９】
高硬度塗膜層を形成する表面処理剤に含まれる紫外線硬化型樹脂と硬質微粒子の配合の割合は、硬化した高硬質塗膜層として、紫外線硬化型樹脂が硬化して形成された固形分の割合が６０重量％以上、好ましくは８０〜９９重量％で、硬質微粒子の割合が４０重量％以下、好ましくは１〜２０重量％となるように、有機溶剤や添加剤などを配合して、塗布条件や要求される防眩性の性能に合わせて調合することができる。
【００２０】
比較的軟質で透明なプラスチック基材上に高硬度塗膜層を形成する表面処理剤を塗布する方法としては、ロールコート、スロットダイコート、グラビアコート、スプレー塗装、シルクスクリーンコート、バーコート、ディッピング、刷毛塗りなどがあるが、用途や生産性、形状、大きさなどを考慮して塗布方法を選択することができる。
【実施例１】
【００２１】
高硬度塗膜層を形成する表面処理剤の塗膜形成主要素としてグランディックＰＣ６−６２０１（固形分５０％、大日本インキ社製）を７２重量部、硬質微粒子として平均粒子径が６．７μｍのサイロホービック＃６０３（シリカ微粒子、富士シリシア化学社製）を４重量部、有機溶剤としてメチルエチルケトン２４重量部を混合して分散する。
【００２２】
前記の表面処理剤を、バーコーター（Ｎｏ．６）で、比較的軟質で透明なプラスチック基材であるフジタックフィルム（トリアセチルセルロース、富士フィルム社製）、厚さ８０μｍに塗布し、１００℃で３０秒間乾燥した後、紫外線照射装置を用いて塗膜を硬化させる。この条件で塗布した場合の高硬度塗膜層の理論膜厚は５．５μｍとなる。
【実施例２】
【００２３】
高硬度塗膜層を形成する表面処理剤の塗膜形成主要素としてダイオレット５７９０ＭＳ（固形分４０％、大同化成工業社製）を９０重量部、硬質微粒子として平均粒子径が６．２μｍのサイロホービック＃７０４（シリカ微粒子、富士シリシア化学社製）を４重量部、有機溶剤としてメチルイソブチルケトン６重量部を混合して分散する。
【００２４】
前記の表面処理剤を、バーコーター（Ｎｏ．６）で、比較的軟質で透明なプラスチック基材であるフジタックフィルム（トリアセチルセルロース、富士フィルム社製）、厚さ８０μｍに塗布し、１００℃で３０秒間乾燥した後、紫外線照射装置を用いて塗膜を硬化させる。この条件で塗布した場合の高硬度塗膜層の理論膜厚は５．５μｍとなる。
【比較例】
【００２５】
前記の表面処理剤の塗膜形成主要素としてセイカビームＰＥＴ−ＨＣ３０１（固形分６０％、大日精化社製）を６０重量部、硬質微粒子として平均粒子径が３．９μｍのサイロホービック＃２００（シリカ微粒子、富士シリシア化学社製）を４重量部、有機溶剤としてトルエン３６重量部を混合して分散する。
【００２６】
前記の表面処理剤を、バーコーター（Ｎｏ．６）で、比較的軟質で透明なプラスチック基材であるフジタックフィルム（トリアセチルセルロース、富士フィルム社製）厚さ８０μｍに塗布し、１００℃で３０秒間乾燥した後、紫外線照射装置を用いて塗膜を硬化させる。この条件で塗布した場合の高硬度塗膜層の理論膜厚は５．５μｍとなる。
【００２７】
前記の実施例１、実施例２及び比較例で使用する無電極タイプ仕様の紫外線硬化装置の紫外線照射条件等は、照射強度１２０Ｗ／ｃｍ、ラインスピード１０ｍ／分、３回通しで積算光量が６６５ｍＪ／ｃｍ2である。
【００２８】
前記の実施例１、実施例２及び比較例で作成した高硬度被膜層を形成した防眩性プラスチック部材を、鉛筆硬度試験器を用いてＪＩＳ−Ｋ５４００の鉛筆引っかき試験方法（但し荷重は５００ｇ）で鉛筆硬度の測定を行った。尚、評価としては、塗膜の異なる部位５ヵ所を鉛筆で引っかき、５ヵ所全てで塗膜に傷がつかなかった場合の鉛筆の硬度を防眩性プラスチック基材の表面硬度とした。
【００２９】
前記の鉛筆引っかき試験の結果、実施例１の防眩性プラスチック基材の表面硬度は４Ｈ、実施例２の防眩性プラスチック基材の表面硬度は４Ｈであったが、比較例の防眩性プラスチック基材の表面硬度は３Ｈであった。
【００３０】
本発明の硬質微粒子の平均粒子径が５μｍ〜１０μｍ、硬化後の高硬度被膜層の膜厚が１０μｍ以下という請求条件を満たしている実施例１及び実施例２で作製した防眩性プラスチック基材の表面硬度は鉛筆硬度で４Ｈを実現したが、硬質微粒子の平均粒子径の請求条件を満たしていない比較例で作製した防眩性プラスチック基材の表面硬度は鉛筆硬度で３Ｈであり４Ｈの硬度を実現することはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の比較的軟質で透明なプラスチック基材と単層の高硬度塗膜層とからなる表面硬度の高い防眩性プラスチック基材は、高硬度塗膜層の膜厚が１０μｍ以下の薄い膜厚で、且つ鉛筆硬度が４Ｈ以上の表面硬度を得ることができ、その作製方法も従来のプラスチック基材の表面処理方法や設備を使用して容易に実施が可能である。更に、比較的軟質で透明なプラスチック基材上に高硬度塗膜層を形成する表面処理剤も市販の紫外線硬化型樹脂溶液や硬質微粒子、有機溶剤を組み合わせて調合できるので、実施が非常に容易であり、産業上利用するのに適する。