JPH0542970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は耐擦傷性、表面平滑性、密着性、およ
び光透過率に優れた表面処理されたプラスチツク
成形品に関する。 （従来の技術） ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネー
トなど透明プラスチツクから成形されたプラスチ
ツク製品は、従来ガラス製品が用いられてきた分
野において、その透明性、耐衝撃性、成形加工性
の良さ、安価であるなどの種々の利点を有してい
るため光学式デイスク、レンズ、板、成形品とし
てガラス製品の代替として多量に用いられるよう
になつてきた。一般にデイジタルオーデイオデイ
スクに代表される光学式デイスクは、射出成形や
フオトポリマーによつて信号が書き込まれたポリ
メチルメタアクリレート樹脂製円盤やポリカーボ
ネート樹脂製円盤に、信号側面に銀、アルミニウ
ムなどの金属をスパツタリングや蒸着などの工法
で薄膜を形成させることにより製造されている。
しかし、ポリメチルメタアクリレートやポリカー
ボネートなどのプラスチツクは、表面硬度が低
く、摩耗に対する抵抗性が小さいため、他の物体
との接触、引掻き、衝突などによつて表面が損傷
を受け、美観が損われると共に光学特性が失なわ
れ、商品価値を著しく低下させる致命的欠点があ
つた。かかる欠点を改善する目的で、プラスチツ
クの表面硬度を高め、耐摩耗性を付与する表面処
理方法が種々提案されてきた。 （発明の解決しようとする問題点） しかしながら熱硬化型表面処理については硬化に
高温、長時間を要するためデイスクが変形した
り、生産性が低下するなどの欠点がある。また、
紫外線硬化型表面処理については密着性、平面平
滑性あるいは光透過率などの光学特性が低下する
などの欠点があり、一般にはほとんど行なわれて
いない。紫外線硬化型表面処理については分子内
に３個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有
する多官能モノマー、光重合開始剤および弗素系
界面活性剤を主体とする組成物を用いる方法（特
開昭50−83477号公報）、分子量1000単位当たり
0.5〜12個の（メタ）アクリロイルオキシ基を有
する架橋重合性化合物および弗素系界面活性剤を
主体とする架橋硬化性被覆用組成物（特開昭50−
83425号）などが提案されているが、耐擦傷性、
密着性、表面平滑性などが低下し、満足すべきも
のが得られていない。このような実情から密着
性、表面平滑性、光透過率および耐擦傷性を満足
させる表面処理方法の開発が業界から強く要請さ
れていた。 本発明の目的は耐擦傷性、表面平滑性、密着
性、光透過率および耐汚染性に優れたプラスチツ
ク成型品、例えば光学式デイスクを提供すること
にある。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、従来のプラスチツク成型品、特
に光学式デイスクの表面処理の欠点を解決すべく
鋭意研究を重ねた結果、プラスチツク成形品を(1)
分子内に２個以上のアクリロイル基または／およ
びメタクリロイル基を有するエポキシアクリレー
ト樹脂、(2)分子内に３個以上のアクリロイル基ま
たは／およびメタクリロイル基を有する光重合性
単量体、(3)光開始剤および、(4)ふつ素系界面活性
剤を含む紫外線硬化型表面処理剤を用いて表面処
理すれば、前記した光学式デイスクの表面処理の
欠点が解決されることを見い出し、遂に本発明に
到達した。さらに本発明者らは、本発明の表面処
理剤が光学式デイスクに限らず、他の形状を有す
る形成品においても同様の効果を示すことを見い
出し、本発明に到達した。 すなわち、本発明は、プラスチツク成形品を(1)
分子内に２個以上のアクリロイル基または／およ
びメタクリロイル基を有するエポキシアクリレー
ト樹脂、(2)分子内に３個以上のアクリロイル基ま
たは／およびメタクリロイル基を有する光重合性
単量体、(3)光開始剤および、(4)ふつ素系界面活性
剤を含む紫外線硬化型表面処理剤を用いて表面処
理してなることを特徴とする表面処理されたプラ
スチツク成形品である。 本発明の表面処理されたプラスチツク成形品は
透明性、光沢が優れているばかりではなく、性能
面で耐擦傷性、表面平滑性、密着性および光透過
率に優れたプラスチツク成形品となる。 本発明のプラスチツク成形品としては、ポリメ
チルメタアクリレート、ポリカーボネート、エポ
キシ樹脂、セルロース系プラスチツク、ポリ塩化
ビニルなどの成形品が挙げられる。特に透明プラ
スチツク成形品が有用である。 プラスチツク成形品の形態としてはシート、フ
イルム、デイスク、レンズ、フレーム等がある。
成形品の製法は押出し成形、射出成形など特に問
わない。 本発明に用いられる(1)分子内に２個以上のアク
リロイル基または／およびメタクリロイル基を有
するエポキシアクリレート樹脂とは１分子中にエ
ポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物の（メ
タ）アクリレート化化合物（メタアクリレート化
合物とアクリレート化合物を表わす。以下同様に
略記する。）であり、その出発原料であるエポキ
シ化合物のエポキシ当量は100〜4000、好ましく
は100〜1000である。 代表的な光重合性エポキシ（メタ）アクリレー
ト樹脂としては、(i)２価以上の多価フエノール類
のポリグリシジルエーテルの（メタ）アクリレー
ト化合物類、例えばビスフエノールＡ、ビスフエ
ノールＦ、ハロゲン化ビスフエノールＡなどのジ
グリシジルエーテルであるビスフエノール型エポ
キシ樹脂やフエノールノボラツク、クレゾールノ
ボラツクなどのポリグリシジルエーテルであるノ
ボラツク型エポキシ樹脂の（メタ）アクリレート
化合物類など、(ii)２価以上の多価アルコール類の
ポリグリシジルエーテルの（メタ）アクリレート
化合物類、例えばエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４
−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、
トリメチロールプロパンなどの２価以上の脂肪族
アルコール類のポリグリシジルエーテルの（メ
タ）アクリレート化合物類など、(iii)フタル酸、イ
ソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒド
ロフタル酸、アジピン酸などの２価以上の多価カ
ルボン酸類のポリグリシジルエステルの（メタ）
アクリレート化合物類、(iv)アニリン、イソシアヌ
ール酸などの窒素原子に結合した活性水素をグリ
シジル基で置換したポリグリシジルエーテルの
（メタ）アクリレート化合物類、(v)分子内のオレ
フイン結合をエポキシ化して得られるビニルシク
ロヘキセンジエポキシド、３，４−エポキシシク
ロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキ
サンカルボキシレート、２−（３，４−エポキシ）
シクロヘキシル−５，５−スピロ（３，４−エポ
キシ）シクロヘキサン−ｍ−ジオキサンなどの脂
環族ポリエポキシ化合物の（メタ）アクリレート
化合物類、(vi)Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラグリシジ
ルメタキシレンジアミン、Ｎ，Ｎ，N′，N′−テ
トラグリシジル−１，３−ビス（アミノメチル）
シクロヘキサンなどのアミノポリエポキシ化合物
の（メタ）アクリレート化合物類などがある。こ
れらのエポキシアクリレート樹脂は単独にまたは
２種以上併用して使用する。 これらの中で好ましいエポキシアクリレート樹
脂としては、ビスフエノールＡのジグリシジルエ
ーテル、フエノールノボラツク型ポリエポキシ化
合物、クレゾールノボラツク型ポリエポキシ化合
物、多価アルコールのポリエポキシ化合物の（メ
タ）アクリレート化合物などがあげられる。 また、アリルグリシジルエーテル、フエニルグ
リシジルエーテルなどの分子内にエポキシ基を１
個有するエポキシ化合物の（メタ）アクリレート
化合物を併用して使用することもできる。 本発明に用いられる(2)分子内に３個以上のアク
リロイル基または／およびメタクリルロイル基を
有する光重合性化合物としては、例えば、(i)トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、
トリメチロールエタントリ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アク
リレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレートなどの３価以上の脂肪族多価ア
ルコールのポリ（メタ）アクリレート類、３価以
上のハロゲン置換脂肪族多価アルコールのポリ
（メタ）アクリレート類、トリス（メタ）アクリ
ロイルオキシエチルイソシアヌレート、トリス
（メタ）アクリロイルオキシプロピルイソシアヌ
レート、トリス（メタ）アクリロイルオキシブチ
ルイソシアヌレートなどのトリス（メタ）アクリ
ロイルアルキルイソシアヌレート類などがある。 これらの３官能以上の（メタ）アクリレート系
化合物は１種単独で用いるほか、２種以上を混合
して使用してもよい。また必要に応じて他の各種
オリゴマーやポリマーおよび２官能以下の（メ
タ）アクリレートモノマーを併用して使用するこ
ともできる。 本発明の紫外線硬化型樹脂の光重合反応を促進
する(3)光開始剤としては、例えば、ベンジルジメ
チルケタールなどのケタール類、ベンゾインメチ
ルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾ
イン−１−プロピルエーテル、ベンゾイン、α−
メチルベンゾインなどのベンゾイン類、９，10−
アントラキノン、１−クロルアントラキノン、２
−クロルアントラキノン、２−エチルアントラキ
ノンなどのアントラキノン類、ベンゾフエノン、
ｐ−クロルベンゾフエノン、ｐ−ジメチルアミノ
ベンゾフエノンなどのベンゾフエノン類、２−ヒ
ドロキシ−２−メチルプロピオフエノン、１−
（４−イソプロピルフエニル）−２−ヒドロキシ−
２−メチルプロピオフエノンなどのプロピオフエ
ノン類、ジベンゾスベロンなどのスベロン類、ジ
フエニルジスルフイド、テトラメチルチウラムジ
スルフイド、チオキサントンなどの含イオウ化合
物、メチレンブルー、エオシン、フルオレセイン
などの色素類などがあげられ、これらの光開始剤
は単独にまたは２種以上併用して使用される。 光開始剤の添加量は、紫外線硬化型樹脂の樹脂
成分に対して0.05〜20重量％、好ましくは0.5〜
10重量％である。 本発明に用いられるふつ素系界面活性剤として
は、電解フツ素化によつて得られるパーフルオロ
カルボニルフルオライド（C₇F₁₅COF）およびパ
ーフルオロスルホニルフルフルオライド
（C₈F₁₇SO₂F）などを出発原料とした誘導体、メ
タノールとテトラフルオロエチレンのテロメリ化
によつて得られるｗ−Ｈ−パーフルオロアルコー
ル（Ｈ（CH₂CF₂）_oCH₂OH）やパーフルオロアイ
オダイドなど出発原料とする誘導体、パーフルオ
ロアルケンモノマーから誘導されるふつ素系界面
活性剤などがあげられる。特に

【式】（ｎは整数、Rfはフルオロ アルカンを示す）と〔―（CH₂−CH₂−Ｏ〕―

【式】（ｍは整数）との共重合体 であるふつ素系界面活性剤が好ましい。ふつ素系
界面活性剤の添加量は、0.001〜20重量％、好ま
しくは0.01〜10重量％である。 本発明の表面処理剤はそれぞれ相溶性のある有
機溶剤にて希釈して使用することも可能であり、
このような希釈剤としては、アルコール系、エー
テル系、エステル系、ケトン系、芳香族炭化水素
系、塩素系炭化水素系、多価アルコール誘導体系
などの溶剤がある。希釈剤は１種単独で用いても
良く、また２種以上を混合使用することもでき
る。さらに必要に応じて本発明の表面処理剤に帯
電防止剤、消泡剤などの各種添加剤を加えても良
い。 本発明においてプラスチツク成形品を処理する
前に、クリーンブローによる吹きつけ、溶剤洗
浄、界面活性剤水溶液やイオン交換水による超音
波洗浄、溶剤蒸気洗浄などの前処理を施すのが一
般的である。 プラスチツク成形品への紫外線硬化型樹脂の塗
布方法は通常の方法、すなわち浸漬法、スプレー
法、スピンコート法、ロールコート法、バーコー
ト法などで塗布できる。特に光学式デイスクの場
合はスピンコート法が好ましい。 塗布層の厚みは0.1〜50μｍ、好ましくは0.5〜
30μｍの厚さに塗布することが望ましい。1.0μｍ
未満の場合は耐擦傷性および表面硬度が不十分と
なり、また50μｍを超える場合は塗膜にクラツク
が発生しやすくなり好ましくない。 本発明の塗布した紫外線硬化型樹脂を硬化させ
るには、200〜450nｍの波長域の紫外線を照射す
る方法が用いられる。紫外線照射による塗膜の硬
化を行なう場合は、窒素ガス、炭酸ガスなどの不
活性ガス雰囲気下で照射硬化させるのが好まし
い。 （発明の効果） 本発明では表面処理によつて、光透過率および
表面平滑性が優れていることは勿論のこと耐擦傷
性、密着性に優れたプラスチツク成形品を得るこ
とができる。一方、紫外線硬化によるため、低温
で硬化できるので熱によるプラスチツク成形品の
変形も起らず、その硬化時間も大巾に短縮され、
生産性の大巾な向上が可能となる。 （実施例） 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に何んら限定され
るものではない。 実施例中の測定方法は次の方法に従つた。 耐擦傷性試験：スチールウール＃0000番を用い
１Kgの荷重をかけ30回摩擦したのちの傷つきの程
度を測定した。 密着性試験（JIS Ｄ 0202）：コート面に１mm
間隔で縦横11本ずつの傷を入れ（クロスカツト
し）、この上にセロハンテープを密着し、これを
45゜方向に強く引きはがし、剥離しないます目の
数を測定した。 表面硬度（JIS Ｄ 0202）：鉛筆（三菱UN1）
を用いて、45゜の角度でコート面に強く押し当て
て擦過させて傷付の有無により測定した。 光透過率：ダブルビーム分光光度計（「日立製
作所」）を用いて波長400〜700mm領域の光透過率
を測定した。 表面平滑性（Ra）：表面粗さ計（「東京精密」）
を用いて中心線平均粗さを測定した。 実施例および比較例中、部とあるのは重量部を
あらわす。 実施例 １ 厚さ1.5mmの透明ポリカーボネート板にビスフ
エノールＡ型エポキシアクリレート樹脂であるリ
ポキシSP−1509（「昭和高分子」製）10部、ペン
タエリスリトールテトラアクリレート40部、メチ
ルセロソルブ30部、トルエン10部、イソプロピル
アルコール10部、α−ヒドロキシシクロヘキシル
フエニルケトン（開始剤）1.5部およびふつ素系
界面活性剤サーフロンＳ−381（「旭硝子」製）0.5
部からなる紫外線硬化型樹脂をスピナーで塗布
し、40℃５で分間の乾燥後、不活性ガス雰囲気下
で80W／cmの水冷式高圧水銀灯を15cmの距離で40
秒間照射し硬化させた。表面処理されたポリカー
ボネート板の測定結果は次の通りであつた。 耐擦傷性：無傷 密着性：100／100 表面硬度：2H 光線透過率：90％ 表面平滑性：0.005μｍ 実施例 ２ 実施例１において透明ポリカーボネート板の代
わりに透明ポリメチルメタクリレート板を使用す
る以外は実施例１と同様にして透明ポリメチルメ
タクリレート成形板を表面処理した。表面処理し
たポリメチルメタアクリレート成形板の測定結果
は次の通りであつた。 耐擦傷性：無傷 密着性：100／100 表面硬度：8H 光透過率：94％ 表面平滑性：0.005μｍ 実施例 ３ 実施例１においてビスフエノールＡ型エポキシ
アクリレート樹脂であるリポキシSP1509（「昭和
高分子」製）の代わりにフエノールノボラツク型
エポキシアクリレートであるリポキシSP4010
（「昭和高分子」製）を使用する以外は実施例１と
同様にしてポリカーボネート板を表面処理した。
表面処理したポリカーボネート板の測定結果は次
の通りである。 耐擦傷性：無傷 密着性：100／100 表面硬度：3H 光線透過率：90％ 表面平滑性：0.008μｍ 実施例 ４ 実施例１においてペンタエリスリトールテトラ
アクリレートの代わりにジペンタエリスリトール
ヘキサアクリレートを使用する以外は実施例１と
同様にしてポリカーボネート板を表面処理した。
表面処理したポリカーボネート板の測定結果は次
の通りであつた。 耐擦傷性：無傷 密着性：100／100 表面硬度：3H 光透過率：90％ 表面平滑性：0.008μｍ 比較例 １ 厚さ1.5mmの透明ポリカーボネート板にビスフ
エノールＡ型エポキシアクリレート樹脂であるリ
ポキシSP−1509（「昭和高分子」製）50部、メチ
ルセロソルブ30部、トルエン10部、イソプロピル
アルコール10部、α−ヒドロキシシクロヘキシル
フエニルケトン（開始剤）1.5部、およびふつ素
系界面活性剤（前出）0.5部からなる紫外線硬化
型樹脂をスピナーで塗布し、40℃で５分間の熱風
燥後、不活性ガス雰囲気下で80W／cmの水冷式高
圧水銀灯を15cm距離で40秒間照射し硬化させた。
表面処理されたポリカーボネート板の測定結果は
次の通りであつた。 耐擦傷性：擦傷発生 密着性：０／100 表面硬度：2H 光線透過率：90％ 表面平滑性：0.02μｍ 比較例 ２ 厚さ1.5mmの透明ポリカーボネート板にペンタ
エリスリトールテトラアクリレート50部、メチル
セロソルブ30部、トルエン10部、イソプロピルア
ルコール10部、α−ヒドロキシシクロヘキシルフ
エニルケトン（開始剤）1.5部およびふつ素系界
面活性剤（前出）0.5部からなる紫外線硬化型樹
脂をスピナーで塗布し、40℃で５分間の乾燥後、
不活性ガス雰囲気下で80W／cmの水冷式高圧水銀
灯を15cmの距離で40秒間照射し硬化させた。表面
処理されたポリカーボネート板の測定結果は次の
通りであつた。 耐擦傷性：無傷 密着性：100／100 表面硬度：2H 光線透過率：87％ 表面平滑性：0.05μｍ 比較例 ３ 実施例１においてふつ素系界面活性剤を添加し
ない以外は実施例１と同様にしてポリカーボネー
ト板を表面処理した。表面処理したポリカーボネ
ート板の測定結果は次の通りであつた。 耐擦傷性：無傷 密着性：100／100 表面硬度：Ｈ 光透過率：90％ 表面平滑性：0.1μｍ 比較例 ４ 実施例１においてペンタエリスリトールテトラ
アクリレートの代わりにネオペンチルグリコール
ジアクリレートを使用する以外は実施例１と同様
にポリカーボネート板を表面処理した。表面処理
したポリカーボネート板の測定結果は次の通りで
あつた。 耐擦傷性：擦傷発生 密着性：100／100 表面硬度：HB 光線透過率：87％ 表面平滑性：0.05μｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチツク成形品を(1)分子内に２個以上の
   アクリロイル基または／およびメタクリロイル基
   を有するエポキシアクリレート樹脂、(2)分子内に
   ３個以上のアクリロイル基または／およびメタク
   リロイル基を有する光重合性化合物、(3)光開始剤
   および、(4)ふつ素系界面活性剤を含む紫外線硬化
   型表面処理剤を用いて表面処理してなることを特
   徴とする表面処理されたプラスチツク成形品。