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JP2022034529A - 硬化性樹脂組成物および積層フィルム - Google Patents

硬化性樹脂組成物および積層フィルム Download PDF

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JP2022034529A
JP2022034529A JP2021124782A JP2021124782A JP2022034529A JP 2022034529 A JP2022034529 A JP 2022034529A JP 2021124782 A JP2021124782 A JP 2021124782A JP 2021124782 A JP2021124782 A JP 2021124782A JP 2022034529 A JP2022034529 A JP 2022034529A
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JP2021124782A
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啓生 岡田
Hiroo Okada
陽 宮下
Akira Miyashita
剛司 加藤
Goji Kato
宏輔 教海
Kosuke Norimi
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

【課題】耐候性に優れ、紫外線照射による基材フィルムから硬化樹脂層の剥離が無く、紫外線吸収剤のブリードアウトを発生させることなく、それでいてフィルム平面性が良好な硬化性樹脂組成物および積層フィルムを提供するものである。【解決手段】(A)(メタ)アクリレート、(B)改質剤、(C)紫外線吸収剤および(D)溶媒を含み、(B)改質剤の分子量が(A)(メタ)アクリレートの分子量より大きい硬化性樹脂組成物である。【選択図】なし

Description

本発明は、硬化性樹脂組成物および積層フィルムに関する。
工業材料、光学材料、電子部品材料、電池用包装材など様々な分野で、基材フィルムの少なくとも片面に硬化樹脂層を設けた積層フィルムが使用されている。積層フィルムの基材フィルムとしては、ポリエステルフィルムとして代表的なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、特に2軸延伸PETフィルムが、透明性、機械強度、耐熱性、柔軟性などに優れることから広く使用されている。
壁等の建築物内装材、扉等の建具や家具等の表面材等の用途に用いる化粧シート分野においては通常、耐摩耗性、耐汚染性等の表面物性が要求される。特に屋外に用いられる化粧シートでは、上記の要求特性に加えて、さらに耐候性が必要とされる。一般的に耐候性を付与するために紫外線吸収剤等の耐候剤が使用され、特にトップコートに耐候剤が使用されている。
従来から、耐候剤の一つである紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系やベンゾトリアゾール系が使用されてきたが、これらは性能的に必ずしも満足し得るものではなかった。
例えば、長期間の耐候性を得ようとすると、添加量を多くする必要があり、その結果、往々にして、耐候剤がブリードしやすくなる問題があった。また、これらの耐候剤は経時での性能低下も大きく、長時間にわたり耐候性を維持することが困難な状況にあった。
上述の課題を解決するため、例えば、特許文献1には、樹脂成分とヒドロキシフェニルトリアジン化合物を含有する耐候剤組成物が開示されている。特許文献1では、耐候剤組成物からなる保護樹脂層を備える化粧シートが、ブラックパネル温度63℃で、カーボンアーク燈型サンシャインウエザオメーターを用いた120分中18分降雨の条件又はUV照射の条件で行う耐候性試験で、表面保護層の浮き、脱落などがなく耐候性を得られることが開示されている。
特開2006-307142号公報
しかしながら、化粧シートなどに使用される基材フィルムは、紫外線吸収剤を含有する保護樹脂層が設けられることで、熱シワ、カールなどが発生してフィルムの平面性が担保できないことがある。
そこで、本発明は、上記問題点に対して、耐候性に優れ、紫外線照射による基材フィルムから硬化樹脂層の剥離が無く、紫外線吸収剤のブリードアウトを発生させることなく、それでいて、熱シワ等の発生を防止してフィルム平面性を確保できる硬化性樹脂組成物及び積層フィルムを提供することを課題とするものである。
本発明者らは、鋭意検討の結果、(A)(メタ)アクリレート、(B)改質剤、(C)紫外線吸収剤及び(D)溶媒を含む硬化性樹脂組成物を基材フィルムの一方に塗布して硬化樹脂層を設けた、積層フィルムを用いることで、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[15]を提供するものである。
[1](A)(メタ)アクリレート、(B)改質剤、(C)紫外線吸収剤及び(D)溶媒を含み、(B)改質剤の分子量が(A)(メタ)アクリレートの分子量より大きい硬化性樹脂組成物。
[2]さらに(E)光開始剤を含む上記[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
[3](A)(メタ)アクリレートがウレタン(メタ)アクリレートを含む、上記[1]又は[2]に記載の硬化性樹脂組成物。
[4](C)紫外線吸収剤が、(A)(メタ)アクリレート及び(B)改質剤の合計100質量部に対して1質量部以上20質量部以下である、上記[1]~[3]の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[5](C)紫外線吸収剤がトリアジン骨格を有する、上記[1]~[4]の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[6](B)改質剤がウレタン(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル系重合体から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[5]の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[7]光学用である、上記[1]~[6]の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
[8]基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも一方の面に、上記[1]~[7]の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物から形成される硬化樹脂層とを備える積層フィルム。
[9]前記基材フィルムがポリエステルフィルムである、上記[8]に記載の積層フィルム。
[10]前記基材フィルムが実質的に粒子を含有しない、上記[8]又は[9]に記載の積層フィルム。
[11]前記硬化樹脂層の厚みが1~10μmである、上記[8]~[10]の何れか1項に記載の積層フィルム。
[12]前記基材フィルムの厚みが12~75μmである、上記[8]~[11]の何れか1項に記載の積層フィルム。
[13]前記硬化樹脂層の厚み(t)と基材フィルムの厚み(d)との関係が、12≦d/t≦40を満足する、上記[8]~[12]の何れか1項に記載の積層フィルム。
[14]150℃、30分熱処理前後のフィルムヘーズ変化率が0.5%以下である、上記[8]~[13]の何れか1項に記載の積層フィルム。
[15]光学用である、上記[8]~[14]の何れか1項に記載の積層フィルム。
本発明において、特定構成の硬化性樹脂組成物を基材フィルムに塗布して硬化樹脂層を設けた積層フィルムを用いることにより、耐候性に優れ、紫外線照射による基材フィルムからの硬化樹脂層の剥離が無く、紫外線吸収剤のブリードアウトを発生させることなく、それでいて、熱シワ等の発生を防止してフィルム平面性が良好な積層フィルムを提供することができる。
実施例1のポリエステルフィルムを150℃、30分間熱処理した後の硬化樹脂層表面の写真である。(倍率:1000倍) 実施例6のフィルムを150℃、30分間熱処理した後の硬化樹脂層表面の写真である。(倍率:1000倍)
次に、本発明の実施形態の一例について説明する。但し、本発明は、次に説明する実施形態に限定されるものではない。
本発明の硬化性樹脂組成物は、(A)(メタ)アクリレート、(B)改質剤、(C)紫外線吸収剤及び(D)溶媒を含み、(B)改質剤の分子量が(A)(メタ)アクリレートの分子量より大きい。本発明の硬化性樹脂組成物は、基材フィルムなどの基材上に塗布、その後、乾燥及び硬化することで硬化樹脂層が形成される。以下、硬化性樹脂組成物が硬化してなる硬化樹脂層が基材フィルム上に設けられる積層フィルムの実施形態を参照しつつ本発明を説明する。
<積層フィルム>
本発明の積層フィルムは、基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも一方の面に形成される硬化樹脂層とを備える。以下、各部材についてより詳細に説明するが、まず積層フィルムを構成する各部材についてさらに詳細に説明する。
[基材フィルム]
積層フィルムを構成する基材フィルムは、フィルム状を呈するものであれば、その材料を特に限定するものではない。例えば、紙製、樹脂製、金属製などであってもよい。これらの中でも、機械的強度および柔軟性の観点から、樹脂製であることが好ましい。
樹脂製の基材フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリエステル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの高分子を膜状に形成した樹脂フィルムを挙げることができる。また、フィルム化が可能であれば、これらの材料を混合したもの(ポリマーブレンド)や構成単位を複合化したもの(共重合体)であっても構わない。
上記例示したフィルムの中でも、ポリエステルフィルムは、耐熱性、平面性、光学特性、強度などの物性が優れており、特に好ましい。上記ポリエステルフィルムは単層でも、性質の異なる2以上の層を有する多層フィルム(すなわち、積層フィルム)でもよい。ポリエステルフィルムは、ポリエステルを主成分樹脂とするフィルムである。
また、ポリエステルフィルムは、無延伸フィルム(シート)であっても延伸フィルムであってもよい。中でも、一軸方向又は二軸方向に延伸された延伸フィルムであるのが好ましい。その中でも、力学特性のバランスや平面性の観点で、二軸延伸フィルムであるのがより好ましい。したがって、二軸延伸ポリエステルフィルムがよりさらに好ましい。
上記ポリエステルフィルムの主成分樹脂であるポリエステルは、ホモポリエステルであっても、共重合ポリエステルであってもよい。なお、主成分樹脂とは、ポリエステルフィルムを構成する樹脂の中で最も質量割合の大きい樹脂の意味であり、ポリエステルフィルムを構成する樹脂の50質量%以上、或いは75質量%以上、或いは90質量%以上、或いは100質量%を占めればよい。
上記ホモポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールとを重縮合させて得られるものが好ましい。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、テレフタル酸が好ましい。脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等を挙げることができ、エチレングリコールが好ましい。
代表的なホモポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)等を例示することができる。
一方、上記ポリエステルが共重合ポリエステルの場合は、30モル%以下の第三成分を含有した共重合体であることが好ましい。
共重合ポリエステルのジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の一種又は二種以上が挙げられ、グリコール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール等の一種または二種以上を挙げることができる。共重合ポリエステルは、ジカルボン酸がテレフタル酸を含み、グリコール成分がエチレングリコールを含み、かつ第3成分がこれら以外であることが好ましい。
中でも、本積層フィルムにおける基材としては、60モル%以上、好ましくは80モル%以上がエチレンテレフタレート単位であるポリエチレンテレフタレートが好ましい。
本積層フィルムにおける基材フィルムには、易滑性の付与および各工程での傷発生防止を主たる目的として、粒子を配合することも可能である。粒子を配合する場合、配合する粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではなく、具体例としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機粒子、アクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機粒子等が挙げられる。さらに、ポリエステルフィルムの場合には、ポリエステルの製造工程中、触媒等の金属化合物の一部を沈殿、微分散させた析出粒子を用いることもできる。
一方、使用する粒子の形状に関しても特に限定されるわけではなく、球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれを用いてもよい。また、その硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
また、用いる粒子の平均粒径は、好ましくは5μm以下、より好ましくは0.1~3μmの範囲である。平均粒径を上記範囲で用いることにより、フィルムに適度な表面粗度を与え、良好な滑り性と平滑性が確保できる。
粒子を配合する場合、例えば、表層と、中間層を設けて、表層に粒子を含有させることが好ましい。この場合、より好ましくは、粒子を含有する表層、中間層、及び粒子を含有する表層をこの順に有する多層構造とするとよい。
さらに基材フィルム中の粒子の含有量は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは0.0003~3質量%の範囲である。粒子の含有量を上記範囲内とすることで、基材フィルムの透明性を確保しつつ、基材フィルムに滑り性を付与しやすくなる。ただし、基材フィルムは、実質的に粒子を含有しなくてもよい。
なお、本明細書において「実質的に粒子を含有しない」とは、意図して含有しないという意味であり、具体的には、粒子の含有量(粒子質量濃度)がその部材や層(ここでは、基材フィルム)に対して、200ppm以下、より好ましくは150ppm以下のことを指す。以下で示す同様の用語も同様の意味である。
なお、基材フィルムに粒子が実質的に含有されない場合、あるいは含有量が少ない場合は、基材フィルムの透明性が高くなり外観が良好なフィルムが得られ、また、硬化樹脂層表面の平滑性が高くなりやすくなる。一方で、積層フィルムの滑り性が不十分となる場合がある。そのため、そのような場合には、硬化樹脂層中に粒子を配合するなどすることで、滑り性を向上させたりしてもよいし、後述する粒子を有する易滑層などを設けて滑り性を向上させてもよい。
基材フィルムの厚みは、好ましくは12~75μmであり、より好ましくは20~60μmである。基材フィルムが上記範囲内であると、工業材料、光学部品、電子部品、電池用包装材などの各分野において好適に使用できる。
(本フィルムの積層構造)
本フィルムが2以上の層を有する積層構造を備える場合、ベース層Aと表面層B及び表面層Cから構成されるB/A/C及びベース層Aと表面層Bから構成されるB/A/Bの3層構造が好ましい。本フィルムが2以上の層を有する積層構造を備える場合、各層を構成する主成分樹脂は、上記の通りポリエステルが好ましい。
上記B/A/C及び上記B/A/Bの3層構造において、表面層B及び表面層Cは、ハンドリング性を確保するために粒子を含有することが好ましい。
また、上記B/A/C及びB/A/Bの3層構造において、表面層B及び表面層Cそれぞれは、粒度分布が狭い略均一な平均粒径を有する(いわゆる単分散性を有する)粒子を含有することが特に好ましい。
表面層Bは、例えば平均粒径0.1~3μmの粒子を含有し、平均粒径0.1~0.5μmの粒子を含有することが好ましい。前記表面層Cは、例えば平均粒径0.1~3μmの粒子を含有し、また、平均粒径0.05~0.2μmの粒子を含有することが好ましく、0.05~0.1μmの粒子を含有することがより好ましい。
なお、粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によって、10個以上の粒子の直径を測定し、その平均値として求めることができる。その際、非球状粒子の場合は、最長径と最短径の平均値を各粒子の直径とする。
また、本フィルムは、前記粒子を例えば900ppm以上の質量割合で含み、2000~10000ppmの質量割合で含むことが好ましく、中でも2500ppm以上9500ppm以下がより好ましく、その中でも3000ppm以上9000ppm以下の質量割合で含むことがさらに好ましい。なお、ここでいう質量割合とは、各表面層における粒子の割合である。
また、前記表面層Cは、前記粒子を900ppm以上6000ppm以下の質量割合で含むことがとりわけ好ましい。
前記表面層Cが、係る範囲で粒子を含むことでフィルムの取扱い性を良好とできる。
また、前記表面層Bは、前記粒子を5000ppm未満の質量割合で含むことがとりわけ好ましく、前記粒子を2000ppm以上4000ppm以下の質量割合で含むことが最も好ましい。
前記ベース層Aは、最も厚みの厚い主層として機能させることが好ましく、コストダウンするために、粒子を実質的に含まないか、或いは、少なくとも表面層Bよりも低濃度で粒子を含むことが好ましい。
<硬化樹脂層>
硬化樹脂層は、硬化性樹脂組成物を硬化して形成されるものであり、基材フィルム上に設けられる。硬化樹脂層は、基材フィルムの片面のみに設けられてもよいが、両面に設けられてもよい。
硬化樹脂層は、例えば光学部材を保護する機能を有する。硬化性樹脂組成物は、重合することでポリマーとなる成分を含み、具体的には、光重合性化合物及び熱重合性化合物のいずれの重合性化合物を含有してもよいが、硬化性樹脂組成物は、光重合性化合物を含み、光硬化性樹脂組成物であることが好ましい。光硬化性樹脂組成物を使用することで、硬化性樹脂組成物を硬化させるために、高温で熱処理する必要がないため、熱処理による不純物の発生や、熱収縮の発生などが防止できる。また、重合性化合物としては、一分子中に1つまたは2つ以上の重合性官能基を有するモノマーが挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、(A)(メタ)アクリレート、(B)改質剤、(C)紫外線吸収剤及び(D)溶媒を含む。硬化性樹脂組成物において、典型的には(A)成分が光重合性化合物であり、(A)成分及び(B)成分の両方が、光重合性化合物であってもよい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」という表現を用いる場合、「アクリレート」及び「メタクリレート」の一方又は両方を意味するものとする。「(メタ)アクリロイル」という表現を用いる場合、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の一方又は両方を意味するものとする。「(メタ)アクリル」という表現を用いる場合、「アクリル」及び「メタクリル」の一方又は両方を意味するものとし、他の類似表現も同様である。
また、本発明で用いられる(メタ)アクリロイル基を有する化合物の(メタ)アクリロイル基濃度の表現として(メタ)アクリロイル基当量(g/eq)を示すことがある。(メタ)アクリロイル基当量とは、(メタ)アクリロイル基1個あたりの平均分子量である。例えば、数平均分子量10,000の(メタ)アクリレート系化合物の1分子あたりの(メタ)アクリロイル基が10個の場合、(メタ)アクリロイル基当量は、10,000/10=1,000g/eqとなる。
((A)(メタ)アクリレート)
本発明の硬化性樹脂組成物は、(A)(メタ)アクリレートを含むことで硬化性樹脂組成物を硬化して形成した層(硬化樹脂層)の紫外線吸収剤のブリードアウト抑制効果が良好となりやすい。また、耐擦傷性、基材フィルムに対する密着性なども高めやすくなる。
(A)(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス-2-ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(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、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を3個以上含有する3官能以上の多官能(メタ)アクリレート;これらの(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε-カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物の変性物;イソシアヌレート構造を有する多官能(メタ)アクリレート等の窒素原子含有複素環構造を有する多官能(メタ)アクリレート;デンドリマー構造を有する多官能(メタ)アクリレート、ハイパーブランチ構造を有する多官能(メタ)アクリレート等の多分岐樹脂状構造を有する多官能(メタ)アクリレート;ジイソシアネート、トリイソシアネートなどのポリイソシアネート、又はこれらの3量体(イソシアヌレート)に、例えば、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トリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリレートが付加したウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、水酸基を有する(メタ)アクリレートは、エチレン性不飽和基を2個以上有する多官能であることが好ましい。また、(A)(メタ)アクリレートはウレタン(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。
(メタ)アクリレートとしては具体的には、(メタ)アクリル系重合体との相溶性の点から、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ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましく、塗膜の耐擦傷性、耐候性、紫外性吸収剤のブリードアウト抑制効果の点から、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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとイソホロンジイソシアネートとの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとイソホロンジイソシアネートの反応生成物であるウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。これらは1種のみで用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記した中でも、3官能~6官能の多官能(メタ)アクリレート、又はポリイソシアネートに水酸基を有する多官能(例えば、3官能~5官能)の(メタ)アクリレートを付加したウレタン(メタ)アクリレートがより好ましく、上記した多官能(メタ)アクリレートとウレタン(メタ)アクリレートとを併用することもより好ましい。また、ウレタン(メタ)アクリレートに使用するポリイソシアネートは、ジイソシアネートであることがさらに好ましい。
(A)(メタ)アクリレートの質量平均分子量は、例えば250以上8000以下、好ましくは300以上7000以下、より好ましくは400以上5000以下、その中でも特に500以上3000以下がよい。前記範囲を満足することで、紫外線吸収剤のブリードアウト抑制効果が良好となる。
なお、質量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により測定し、標準ポリスチレン換算にて算出した値である。
(A)(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量は、例えば80g/eq以上150g/eq未満であることがよく、好ましくは85g/eq以上135g/eq未満、より好ましくは90g/eq以上120g/eq未満である。(A)(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量が上記範囲内であることで、紫外線吸収剤のブリードアウトを適切に抑制できる。
なお、(A)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートは、上記のとおり、ポリイソシアネート又はイソシアヌレートと水酸基を有する(メタ)アクリレートとの反応生成物であるが、ポリイソシアネート又はイソシアヌレートと、水酸基を有する(メタ)アクリレートと水酸基を有さない(メタ)アクリレートの混合物を反応することで生成してもよい。この際、水酸基を有さない(メタ)アクリレートは、未反応物として残存するが、そのまま硬化性樹脂組成物に含有させて(A)成分として使用するとよい。
(B)改質剤
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記(A)(メタ)アクリレート成分と(B)改質剤とを併用することで、紫外線吸収剤のブリードアウト抑制効果を維持しながら、それでいて、カール、熱シワなどの発生を防止して、フィルム平面性を良好にできる利点を有する。また、紫外線吸収性能を高めて、耐候性も向上しやすくなる。改質剤に関しては、本発明の主旨を損なわない範囲であれば特に限定されるわけではないが、好ましくは、(メタ)アクリル系重合体およびウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種を使用するとよい。
ここで、(B)改質剤は、分子量が、(A)(メタ)アクリレートよりも大きい。(B)改質剤は、分子量が(A)(メタ)アクリレートよりも大きいことで、フィルム平面性を良好にできるという改質効果が得られる。
なお、(B)改質剤として使用されるウレタン(メタ)アクリレートは、例えば(メタ)アクリレートを含む(A)成分を含む硬化性樹脂組成物を改質する成分として使用すればよく、(A)成分としての(メタ)アクリレートよりも分子量が大きい成分を使用するとよい。
したがって、(B)成分としてウレタン(メタ)アクリレートを含有する場合、硬化性樹脂組成物は、(A)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートと、(B)成分としての(A)成分のウレタン(メタ)アクリレートよりも質量平均分子量が大きいウレタン(メタ)アクリレートを含有するとよい。
((メタ)アクリル系重合体)
(B)成分として使用される(メタ)アクリル系重合体の質量平均分子量は、(A)(メタ)アクリレートよりも大きく、好ましくは1000以上100000以下であり、3000以上70000以下がより好ましく、5000以上30000以下がさらに好ましく、10000以上30000以下がよりさらに好ましい。
(メタ)アクリル系重合体の質量平均分子量が1000以上100000以下となることで、紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制しつつ、フィルム平面性を確保しやすくなる。また、(メタ)アクリル系重合体の数平均分子量が1000以上であることで硬化樹脂層の表面硬度が低下することを防止できる。また、(メタ)アクリル系重合体の質量平均分子量が100000以下、好ましくは70000以下であることで、塗工液の粘度の増加を防止でき、硬化樹脂層の平滑性が低下することを防止できる。
(メタ)アクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主な構成単位とする重合体である。前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(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n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル及び(メタ)アクリル酸n-ヘキシルなどの(メタ)アクリル酸鎖状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸4-t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタエニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル等の環状構造を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらは1種のみで用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(メタ)アクリル系重合体の(メタ)アクリレートとの相溶性、硬化樹脂層の耐熱性の点から、(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。すなわち、(メタ)アクリル酸メチルを主な構成単位とする重合体であることが好ましい。また、(メタ)アクリル系重合体はラジカル重合可能な二重結合を有するものであってもよい。
なお、主な構成単位とするとは、(メタ)アクリル系重合体において、その構成単位が主成分であるとよく、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは85質量%以上含有されるとよい。
(メタ)アクリル重合体は、ガラス転移温度、機械物性、相溶性等を良好にすることを目的として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、その他ビニル基を有する化合物を共重合することができる。前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸γ-ブチロラクトン等が挙げられる。
前記ビニル基を有する化合物としては、ジメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド系化合物、スチレン、α-メチルスチレン、p-メトキシスチレン等のスチレン系化合物、無水マレイン酸等が挙げられる。
(メタ)アクリル系重合体のガラス転移温度(Tg)は、硬化樹脂層の機械特性を良好にする点から、60℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましく、90℃以上がさらに好ましい。また、そのガラス転移温度(Tg)は硬化樹脂層を積層させた積層フィルムの加工性を良好にする点から、140℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、120℃以下がさらに好ましい。
ガラス転移温度(Tg)は、(メタ)アクリル系重合体を形成する単量体の種類および質量分率から、下記のFoxの式より求められる。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
上記式で、Tgは(メタ)アクリル系重合体のガラス転移温度(単位はK)、Wiは(メタ)アクリル系重合体を構成する単量体i由来の単量体単位の質量分率、Tgiは単量体iの単独重合体のガラス転移温度(単位はK)を示す。Tgiの値は、POLYMERHANDBOOK Volume 1(WILEY-INTERSCIENCE)に記載の値を用いることができる。
(ウレタン(メタ)アクリレート)
改質剤(B)として使用されるウレタン(メタ)アクリレートは、イソシアネート系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるもの、乃至、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものである。ウレタン(メタ)アクリレートは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。なお、改質剤(B)としてウレタン(メタ)アクリレートを使用すると、耐擦傷性が良好になる。
イソシアネート系化合物としては、例えば、芳香族系ポリイソシアネート、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環式系ポリイソシアネート等のポリイソシアネート系化合物が挙げられ、これらの中ではジイソシアネート化合物が好ましい。また、イソシアネート系化合物としては、ジイソシアネート化合物をイソシアヌレート化したイソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物等が挙げられる。
上記芳香族系ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂肪族系ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等が挙げられる。
上記脂環式系ポリイソシアネートとしては、例えば、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
これらの中でも、耐黄変性に優れる点で脂肪族系ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートが好ましい。また、イソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物も好ましく、同様の観点から、脂肪族系ジイソシアネート、又は脂環式ジイソシアネートをイソシアヌレート化したイソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物も好ましく、これらの中でもイソシアヌレート骨格を有するイソシアネート系化合物がより好ましい。
イソシアネート系化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、脂肪酸変性-グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を1個含有する単官能の水酸基含有(メタ)アクリレート;グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイル-オキシプロピルメタクリレート等のエチレン性不飽和基を2個含有する2官能の水酸基含有(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、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性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ペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を3個以上含有する3官能以上の水酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、反応性および汎用性に優れ、硬化塗膜の耐擦傷性とフィルム平面性のバランスに優れる点で、エチレン性不飽和基を3個以下含有する(メタ)アクリレート系化合物が好ましく、また、中でもエチレン性不飽和基を2個以上含有する多官能(メタ)アクリレート系化合物がより好ましく、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
上記ポリオール系化合物は、水酸基を2個以上有する化合物(但し、上記水酸基含有(メタ)アクリレートは除く。)であればよい。
上記ポリオール系化合物としては、例えば、脂肪族ポリオール、脂環族ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、ポリイソプレン系ポリオール、(メタ)アクリル系ポリオール、ポリシロキサン系ポリオール等が挙げられる。
上記脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、ペンタエリスリトールジアクリレート、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の2個の水酸基を含有する脂肪族アルコール類、キシリトールやソルビトール等の糖アルコール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の3個以上の水酸基を含有する脂肪族アルコール類等が挙げられる。
上記脂環族ポリオールとしては、例えば、1,4-シクロヘキサンジオール、シクロヘキシルジメタノール等のシクロヘキサンジオール類、水添ビスフェノールA等の水添ビスフェノール類、トリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリペンタメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のアルキレン構造含有ポリエーテル系ポリオールや、これらポリアルキレングリコールのランダム或いはブロック共重合体が挙げられる。
ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合物、環状エステル(ラクトン)の開環重合物、多価アルコール、多価カルボン酸及び環状エステルの3種類の成分による反応物等が挙げられる。
上記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類(1,4-シクロヘキサンジオール等)、ビスフェノール類(ビスフェノールA等)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトール等)等が挙げられる。
上記多価カルボン酸としては、例えば、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
上記環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等が挙げられる。
上記ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、多価アルコールとホスゲンとの反応物、環状炭酸エステル(アルキレンカーボネート等)の開環重合物等が挙げられる。
ポリカーボネート系ポリオールに使用される上記多価アルコールとしては、上記ポリエステル系ポリオールの説明中で例示の多価アルコール等が挙げられ、上記アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネート等が挙げられる。
なお、ポリカーボネート系ポリオールは、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。
上記ポリオレフィン系ポリオールとしては、飽和炭化水素骨格としてエチレン、プロピレン、ブテン等のホモポリマーまたはコポリマーを有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
上記ポリブタジエン系ポリオールとしては、炭化水素骨格としてブタジエンの共重合体を有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
ポリブタジエン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリブタジエンポリオールであってもよい。
上記ポリイソプレン系ポリオールとしては、炭化水素骨格としてイソプレンの共重合体を有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
ポリイソプレン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリイソプレンポリオールであってもよい。
上記(メタ)アクリル系ポリオールとしては、(メタ)アクリル酸エステルの重合体または共重合体の分子内にヒドロキシル基を少なくとも2つ有しているものが挙げられ、かかる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。また、(メタ)アクリル酸エステルと、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとの共重合体でもよい。
上記ポリシロキサン系ポリオールとしては、例えば、ジメチルポリシロキサンポリオールやメチルフェニルポリシロキサンポリオール等が挙げられる。
上記ポリオール系化合物は1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
上記イソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物、乃至、イソシアネート系化合物、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物、及びポリオールとの付加反応においては、反応系の残存イソシアネート基含有率が0.5質量%以下になる時点で反応を終了させることにより、ウレタン(メタ)アクリレートが得られる。
(B)改質剤としてのウレタン(メタ)アクリレートが、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものを含む場合、イソシアネート系化合物とポリオール系化合物を反応させて得られたイソシアネート基を有する反応生成物、又は該反応生成物とイソシアネート系化合物の混合物を、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物と反応させて得るとよい。
このような反応により得られる、改質剤(B)として使用されるウレタン(メタ)アクリレートは、イソシアネート系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものと、イソシアネート系化合物、ポリオール系化合物、及び水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物を反応させてなるものの混合物となってもよい。
イソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、反応を促進する目的で触媒を用いることも好ましく、かかる触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、トリメチル錫ヒドロキシド、テトラ-n-ブチル錫、ビスアセチルアセトナート亜鉛、ジルコニウムトリス(アセチルアセトネート)エチルアセトアセテート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機金属化合物、オクテン酸錫、ヘキサン酸亜鉛、オクテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、塩化第1錫、塩化第2錫、酢酸カリウム等の金属塩、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン、N,N,N′,N′-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のアミン系触媒、硝酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、硫化ビスマス等の他、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等の有機ビスマス化合物や、2-エチルヘキサン酸ビスマス塩、ナフテン酸ビスマス塩、イソデカン酸ビスマス塩、ネオデカン酸ビスマス塩、ラウリル酸ビスマス塩、マレイン酸ビスマス塩、ステアリン酸ビスマス塩、オレイン酸ビスマス塩、リノール酸ビスマス塩、酢酸ビスマス塩、ビスマスリビスネオデカノエート、ジサリチル酸ビスマス塩、ジ没食子酸ビスマス塩等の有機酸ビスマス塩等のビスマス系触媒等が挙げられ、中でも、ジブチル錫ジラウレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセンが好適である。これらを単独、あるいは2種以上併せて用いることができる。
またイソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、イソシアネート基に対して反応する官能基を有しない有機溶剤、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族類等の有機溶剤を用いることができる。また、適宜重合禁止剤などを使用してもよい。
また、(B)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートは、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物及びイソシアネート系化合物、または、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物、イソシアネート系化合物及びポリオール系化合物の反応生成物であるが、水酸基を有する(メタ)アクリレート及び水酸基を有さない(メタ)アクリレートの混合物とイソシアネート系化合物とを反応することで生成してもよい。あるいは、水酸基を有する(メタ)アクリレート及び水酸基を有さない(メタ)アクリレートの混合物と、イソシアネート系化合物と、ポリオール系化合物とを反応することで生成してもよい。この際、水酸基を有さない(メタ)アクリレートは、未反応物として残存するが、そのまま硬化性樹脂組成物に含有させて(A)成分として使用するとよい。
また、以上説明したイソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物との反応においては、上記のとおりイソシアネート系化合物の一部又は全部が、イソシアネート系化合物とポリオ―ル系化合物の反応生成物であってもよい。
(B)改質剤として使用されるウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量は、(A)(メタ)アクリレートよりも大きく、例えば3000以上100000以下であり、5000以上70000以下が好ましく、8000以上30000以下がより好ましい。前記範囲を満足することで、硬化樹脂層を積層フィルムなどの積層体構成において形成することで、良好なフィルム平面性を確保することができる。
(B)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量は、(A)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量よりも大きくなるとよい。具体的な(B)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量は、例えば120g/eq以上250g/eq以下、好ましくは135g/eq以上220g/eq以下、より好ましくは150g/eq以上200g/eq以下である。(B)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基当量が上記範囲内であると、フィルム平面性を確保しつつ、紫外線吸収剤のブリードアウトを適切に抑制できる。
硬化性樹脂組成物における(A)(メタ)アクリレートに対する(B)改質剤の含有量比(B/A)は、質量比で3/97以上45/55以下であることが好ましく、5/95以上35/65以下であることがより好ましく、10/90以上25/75以下であることがさらに好ましい。含有量比(B/A)が上記範囲内であると、紫外線吸収剤のブリードアウトを適切に抑制しつつ、フィルム平面性、耐候性などを良好にしやすくなる。
また、硬化性樹脂組成物において、(A)成分及び(B)成分は、主成分となるものであり、(A)成分及び(B)成分の合計量が、硬化性樹脂組成物の固形分全量に対して、50質量%以上であるとよく、好ましくは70質量%以上99質量%以下、より好ましくは80質量%以上97質量%以下である。
(C)紫外線吸収剤
(C)紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系などが例示される。これらの中ではトリアジン系が好ましい。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、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-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-ドデシルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクタデシルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-ベンジルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-5- クロロベンゾフェノン、2,4-ジヒド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、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノンなどが例示できる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤であればよく、具体的には、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、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-5-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3-メチル-5-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-アミルフェニル)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などが例示される。
トリアジン系紫外線吸収剤としては、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤であればよく、具体的には、ヒドロキシフェニルトリアジン、2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチルオキシ)フェノール、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-(ヘキシルオキシ)フェノールなどのヒドロキシフェニルトリアジン化合物が例示される。
サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、p-オクチルフェニルサリチレートなどが例示される。
上記紫外線吸収剤は、1種単独で使用してもよいし2種以上を併用できる。
硬化性樹脂組成物における(C)紫外線吸収剤の含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下の範囲であることが好ましい。1質量部以上であることで、太陽光などの紫外線照射下で積層フィルムを使用しても、積層フィルムの劣化が防止され、耐候性などが良好となる。また、20質量部以下であることで、紫外線吸収剤がブリードアウトしたりすることを防止する。これら観点から、紫外線吸収剤(C)の上記含有量は、好ましくは5質量部以上15質量部以下、その中でも7質量部以上13質量部以下であることがより好ましい。
(D)溶媒
硬化性樹脂組成物は、(D)溶媒により希釈されることで塗布液とするとよい。硬化性樹脂組成物は、液状の塗布液として基材フィルムに塗布し、乾燥し、かつ硬化させることで硬化樹脂層とするとよい。硬化性樹脂組成物を構成する各成分((A)~(C)成分など)は、溶媒に溶解させてもよいが、溶媒中に分散させてもよい。硬化性樹脂組成物は、(D)溶媒を含有し、かつ塗布液を乾燥かつ硬化させることで、シワ、カールなどが発生するおそれがあるが、本発明では、上記(A)~(C)成分の組み合わせにより、シワ、カールの発生が防止できる。
溶媒としては有機溶媒が好ましい。有機溶媒の具体例として、例えば、トルエン、 キシレン等の芳香族系溶媒;メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン等のケトン系溶媒;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)、アニソール、フェネトール等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、エチレングリコールジアセテート等のエステル系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶媒;メチルセロソルブ 、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;メタノール、エタノール 、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;ジクロロメタン 、クロロホルム等のハロゲン系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。これらの有機溶媒のうち、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒及びケトン系溶媒が好ましく使用される。
有機溶媒の使用量には特に制限はなく、調製される硬化性樹脂組成物の塗布性、液の粘度及び表面張力、固形分の相溶性等を考慮して適宜決定される。硬化性樹脂組成物は、前述の溶媒を用いて、好ましくは固形分濃度が15~80質量%、より好ましくは20~70質量%の塗布液として調製される。なお、硬化性樹脂組成物における「固形分」とは、揮発性成分である溶媒を除いた成分を意味するものであり、固体の成分のみならず、半固形や粘稠な液状物のものをも含むものとする。
(E)その他成分
硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、本発明の主旨を損なわない範囲内で適宜、種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、光開始剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、有機顔料、有機粒子、無機粒子、難燃剤、レベリング剤、分散剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、消泡剤などを併用してもよい。
(光開始剤)
硬化性樹脂組成物が光硬化性樹脂組成物の場合、硬化性を向上させるため、硬化性樹脂組成物は光開始剤を含有することが好ましい。光開始剤は、光重合開始剤であり、公知のものを使用することができる。光重合開始剤としては例えば、光ラジカル発生剤、光酸発生剤等が挙げられる。
硬化性樹脂組成物に用いることのできる光重合開始剤のうち、光ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)651」、IGM RESINS製]、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)184」、IGM RESINS製]、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)1173」、IGM RESINS製]、2-ヒドロキシ-1-(4-(4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル)フェニル)-2-メチルプロパン-1-オン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)127、IGM RESINS製」]、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)2959」、IGM RESINS製]、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[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)907」、IGM RESINS製]、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン等のアルキルフェノン類;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)TPO」、IGM RESINS製]、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド[例えば、商品名「Omnirad(登録商標)819」、IGM RESINS製]等のホスフィンオキシド類;2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-tert-ブチルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-アミルアントラキノン等のアントラキノン類;ベンゾフェノン及びその各種誘導体;ベンゾイルギ酸メチル、ベンゾイルギ酸エチル等のギ酸誘導体等が挙げられる。これらは1種のみで用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの光ラジカル発生剤の中でも、硬化物の耐光性の観点から、好ましいのはアルキルフェノン類、ホスフィンオキシド類、ギ酸誘導体であり、更に好ましいのは、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-1-(4-(4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル)フェニル)-2-メチルプロパン-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、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ベンゾイルギ酸メチルであり、特に好ましいのは、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-1-(4-(4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル)フェニル)-2-メチルプロパン-1-オンである。
光酸発生剤としては公知のものが使用可能であるが、中でもジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩が硬化性、酸発生効率等の観点から好ましい。具体例を挙げると、ジ(アルキル置換)フェニルヨードニウムのアニオン塩(具体的にはPF6塩、SbF5塩、テトラキス(パーフルオロフェニル)ボレート塩等)が例示できる。(アルキル置換)フェニルヨードニウムのアニオン塩の具体例としては、ジアルキルフェニルヨードニウムのPF6塩[商品名「Omniad(登録商標)250」、IGM RESINS製]が特に好ましい。これらの光酸発生剤は1種のみで用いても2種以上を組み合わせてもよい。
光開始剤の含有量は、硬化性樹脂組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する化合物の合計100質量部に対して、硬化性を向上させる観点から、好ましくは0.01質量部以上であり、より好ましくは0.1質量部以上、特に好ましくは1質量部以上である。一方、硬化性樹脂組成物を溶液としたときの塗布液の安定性を維持する観点及び硬化塗膜の平面性の観点から、好ましくは10質量部以下であり、より好ましくは7質量部以下であり、特に好ましくは4質量部以下である。
(厚み)
硬化樹脂層の厚みは例えば1~10μm、好ましくは1~8μm、さらに好ましくは1~5μm、その中でも特に好ましくは1~3μmの範囲がよい。硬化樹脂層の厚みをこれら下限値以上とすると、硬化樹脂層により基材フィルムを適切に保護でき、耐候性なども良好にしやすくなる。また、硬化樹脂層の厚みをこれら上限値以下とすると、積層フィルムなどの硬化樹脂層を有する積層体構成において、カールや熱シワを防止でき、良好な平面性を確保できる。
また、硬化樹脂層の厚みをtとし、基材フィルムの厚みをdとすると、tとdの関係は、例えば10≦d/t≦45であるとよいが、tとdの関係は、12≦d/t≦40を満足することが好ましい。この関係を満足することで、耐候性及び平面性の両方を優れたものとしやすくなる。これら観点から、20≦d/t≦35がより好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物より形成される硬化樹脂層は、(A)成分としての(メタ)アクリレート、(B)成分としてのウレタン(メタ)アクリレート、又はこれらの両方を重合してなるアクリル系樹脂や、(B)成分としての(メタ)アクリル系重合体(すなわち、アクリル系樹脂)を含むものであるが、これら以外にも本発明の主旨を損なわない範囲において、いかなる樹脂を使用してもよい。
ただし、硬化樹脂層は、主成分樹脂がアクリル系樹脂により構成されるアクリル系樹脂層であることが好ましい。なお、主成分樹脂とは、硬化樹脂層を構成する樹脂の中で最も質量割合の大きい樹脂の意味であり、硬化樹脂層を構成する樹脂の50質量%以上、或いは75質量%以上、或いは90質量%以上、或いは100質量%を占めればよい。
<硬化樹脂層の形成方法>
上記のとおり、硬化樹脂層は、硬化性樹脂組成物を基材フィルム表面に塗布し、乾燥して塗布層を形成し、その塗布層を硬化することで得ることができる。
硬化性樹脂組成物を塗布する方法としては、例えば、エアドクターコート、ブレードコート、ロッドコート、バーコート、ナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート、トランスファロールコート、グラビアコート、キスロールコート、キャストコート、スプレーコート、カーテンコート、カレンダコート、押出コート等従来公知の塗布方法を用いることができる。
乾燥条件は、特に限定されず、室温付近で行ってもよいし、加熱により行ってもよく、例えば25~120℃程度、好ましくは50~100℃、より好ましくは60~90℃である。また、乾燥時間は、(D)溶媒が十分に揮発できる限り特に限定されず、例えば10秒~30分程度、好ましくは15秒~10分程度である。
硬化性樹脂組成物の硬化方法は、硬化性樹脂組成物の硬化メカニズムに応じて適宜選択すればよく、硬化性樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物であれば加熱することで硬化させればよい。また、光硬化性樹脂組成物であればエネルギー線を照射して硬化させればよい。
本発明の積層フィルムにおいて、硬化性樹脂組成物を硬化させる際に用いることのできる活性エネルギー線には、紫外線、電子線、X線、赤外線及び可視光線が含まれる。これらの活性エネルギー線のうち硬化性と樹脂劣化防止の観点から好ましいのは紫外線及び電子線である。
硬化性樹脂組成物の硬化方法は、成形時間および生産性の観点、及び加熱による各部材の熱収縮及び熱劣化を防止できる観点などから、これらの中ではエネルギー線照射により硬化することが好ましい。エネルギー線の照射は、いずれの面側から行ってもよく、基材フィルム側から行ってもよいし、基材フィルムの反対側から行ってもよい。
本発明の積層フィルムを製造する際、硬化性樹脂組成物を紫外線照射により硬化させる場合には、種々の紫外線照射装置を用いることができ、その光源としてはキセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、LED-UVランプ等を使用することができる。紫外線の照射量(単位はmJ/cm)は、通常50~3,000mJ/cmであり、硬化性樹脂組成物の硬化性、硬化物(硬化膜)の可撓性等の観点から好ましくは100~1,000mJ/cmであり、積層フィルムの平面性の観点から、より好ましくは100~500mJ/cmの範囲で、各硬化工程で必要とされる(メタ)アクリロイル基の反応率に応じて適宜決定される。
中でも、特に厳しい環境下で使用する場合には、紫外線吸収剤のブリードアウト抑制効果と、カール、熱シワなどの発生を防止して、フィルム平面性を良好にする観点から、硬化性樹脂組成物中に含まれる改質剤(B)として、(メタ)アクリル共重合体及びウレタン(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1種を使用し、かつ、紫外線の照射量を多くして、当該硬化性樹脂組成物の硬化物の表面硬度を調整することが好ましい。
また、本発明の積層フィルムを製造する際、硬化性樹脂組成物を電子線照射で硬化させる場合は、種々の電子線照射装置を使用することができる。電子線の照射量(Mrad)は、通常、0.5~20Mradであり、硬化性樹脂組成物の硬化性、硬化物の可撓性、基材の損傷防止等の観点から好ましくは1~15Mradの範囲で、各硬化工程で必要とされる(メタ)アクリロイル基の反応率に応じて適宜決定される。
<易接着層>
本発明の積層フィルムは、基材フィルムの表面に易接着層を有してもよい。易接着層は、上記した硬化樹脂層が設けられる基材フィルムの一方の面に設けられるとよく、易接着層の表面に上記した硬化樹脂層が形成されるとよい。
易接着層を設けることで、基材フィルムに硬化樹脂層を接着させやすくなる。易接着層は、バインダー樹脂及び架橋剤を含む易接着層組成物から形成される。
バインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール等のポリビニル系樹脂、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンイミン、メチルセルロース、ヒドロキシセルロース、でんぷん類等が挙げられる。これらの中でも、硬化樹脂層との密着性向上の観点からは、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂を使用することが好ましく、より好ましくはポリエステル樹脂、アクリル樹脂である。これらバインダー樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。易接着層組成物において、バインダー樹脂の含有量は、固形分基準で、例えば20~90質量%、好ましくは30~80質量%である。
架橋剤としては、種々公知の架橋剤が使用でき、例えば、オキサゾリン化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、イソシアネート系化合物、カルボジイミド系化合物、シランカップリング化合物等が挙げられる。なお、オキサゾリン化合物としては、オキサゾリン基を有するアクリルポリマーなどであってよい。
これらの中でも、メラミン化合物、オキサゾリン化合物、及びエポキシ化合物が好ましい。これら架橋剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
易接着層組成物における架橋剤の含有量は、固形分基準で、例えば、5~50質量%、好ましくは10~40質量%である。
易接着層組成物には、耐ブロッキング性、滑り性改良を目的として粒子を配合してもよい。粒子としては、後述する易滑層で示したものを適宜使用できる。ただし、易接着層組成物(すなわち、易接着層)は、実質的に粒子を含有しないことが好ましい。粒子を実質的に含有しないことで、硬化樹脂層表面の平滑性を高めることができる。
また、易接着層組成物には、架橋を促進するための成分、例えば架橋触媒などが配合されていてもよい。さらに、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機系潤滑剤、帯電防止剤、
紫外線吸収剤、酸化防止剤、発泡剤、染料、顔料等を併用することも可能である。
易接着層組成物は、一般的に、水、有機溶剤、又はこれらの混合液により希釈されていることが好ましく、易接着層は、易接着層組成物の希釈液を、基材フィルムの表面に塗布液としてコーティングして、乾燥することにより形成するとよい。コーティングは、従来公知の方法で行うとよい。易接着層の厚さは、通常0.003~1μmの範囲であり、好ましくは0.005~0.6μm、さらに好ましくは0.01~0.4μmの範囲である。厚さを0.003μm以上とすることで、十分な接着性を確保できる。また1μm以下とすることで、外観の悪化や、ブロッキングなどを生じにくくする。
<易滑層>
本発明の積層フィルムは、易滑層を有してもよい。易滑層は、基材フィルムの硬化樹脂層が設けられる一方の面とは反対側の面に設けられるとよい。易滑層は、基材フィルムの表面に設けられるとよい。積層フィルムは、易滑層を有することで、滑り性が良好となる。そのため、上記の通り、積層フィルムの硬化樹脂層が設けられる側の面の平滑性を高めても、積層フィルムのロール巻き取り性及び取り扱い性が良好になる。
易滑層は、例えば、バインダー樹脂、架橋剤及び粒子を含む易滑層組成物から形成される。なお、バインダー樹脂、及び架橋剤に使用できる化合物は、上記易接着層に使用されるバインダー樹脂、架橋剤で説明したとおりである。
また、易滑層組成物におけるバインダー樹脂の含有量は、固形分基準で、例えば、20~90質量%、好ましくは30~80質量%である。易滑層組成物における架橋剤の含有量は、固形分基準で、例えば、5~50質量%、好ましくは10~40質量%である。
易滑層に使用される粒子の具体例としてはシリカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、有機高分子粒子等が挙げられる。その中でも透明性の観点からシリカが好ましい。粒子の平均粒径は、ポリエステルフィルムの表面平滑性を損なうことなく、滑り性を良好にする観点から、好ましくは0.005~1.0μm、より好ましくは0.01~0.8μm、さらに好ましくは0.01~0.6μmの範囲内である。易滑層組成物における粒子の含有量は、固形分基準で、例えば、1~20質量%、好ましくは3~15質量%である。易滑層に使用される粒子は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
易滑層組成物は、一般的に、水、有機溶剤、又はこれらの混合液により希釈されていることが好ましく、易滑層は、易滑層組成物の希釈液を、基材フィルムの表面に塗布液としてコーティングして、乾燥することにより形成するとよい。コーティングは、従来公知の方法で行うとよい。
易滑層の厚さは、通常0.003~1μmの範囲であり、好ましくは0.005~0.6μm、さらに好ましくは0.01~0.4μmの範囲である。厚さを0.003μm以上とすることで、易滑層に含有される粒子を十分に保持でき、滑り性を付与できる。また1μm以下とすることで、外観の悪化や、ブロッキングなどを生じにくくする。
基材フィルムの表面には必要に応じてコーティングを施すことができ、コーティングにより上記した易接着層及び易滑層を形成するとよい。コーティングは、インラインあるいはオフラインあるいはそれらを両方組み合わせて行うことができるが、インラインで行うことが好ましい。インラインで行うコーティングは、基材フィルムの製造ラインにおいて基材フィルムにコーティングを施すとよい。例えば、基材フィルムが二軸延伸フィルムである場合には、例えば、縦延伸が終了した段階で、易接着層及び易滑層の少なくとも一方を形成するための塗布液を塗布した後、その後の基材フィルムの製造工程で塗布液を乾燥、硬化などさせるとよい。
<積層フィルムの物性>
(フィルムヘーズ(熱処理後)A法)
積層フィルムは、85℃雰囲気下、120時間で処理した後のフィルムヘーズ値が1.3%以下を満足することが好ましい。フィルムヘーズ値を上記上限値以下とすることで、紫外線吸収剤が積層フィルムの外部(すなわち、系外)にブリードアウトしにくいことがわかる。フィルムヘーズ値は好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.8%以下である。
(フィルムヘーズ変化率(熱処理前後)B法)
積層フィルムは、150℃雰囲気下、30分間処理した後のフィルムヘーズ変化率が0.5%以下を満足することが好ましい。フィルムヘーズ変化率(ΔH)は0.1%以下がより好ましく、さらに好ましくは0.0%である。
フィルムヘーズ変化率(ΔH)を上記上限値以下とすることで、紫外線吸収剤が積層フィルムの外部(すなわち、系外)にブリードアウトしにくいことがわかる。
また、前記A法との比較より、本評価方法(高温、短時間の熱処理)の方が、紫外線吸収剤のブリードアウト性評価の点で、より厳しい評価方法であることがわかる。
本発明の硬化性樹脂組成物及び積層フィルムは、工業材料、光学部品、電子部品、電池用包装材など様々な分野で使用可能であるが、各種ディスプレイ、レンズ、ミラー、窓ガラス等の光学用に使用されることが好ましい。
本発明の積層フィルムは、上記のとおり、ヘーズ値が低い値に維持されるので、光学部品などに使用されても、光学部品の性能を低下させることはない。また、積層フィルムは、上記のとおり、耐候性に優れるので、屋外で使用されることも好ましい。
また、積層フィルムは、化粧シートなどに使用されてもよく、積層フィルムの硬化樹脂層上には、積層フィルムに意匠性を付与する意匠層などが設けられてもよい。意匠層は、樹脂層、金属層、印刷層などである。本発明では、硬化樹脂層の表面平滑性を高めることができるので、意匠層も同様に高い表面平滑性を有することが可能になる。そのため、積層フィルムの平面性が高くなることも相まって高い意匠性を有するものにすることができる。
<語句の説明など>
本発明においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
本発明において、「X~Y」(X,Yは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含するものである。
また、「X以上」(Xは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「好ましくはXより大きい」の意を包含し、「Y以下」(Yは任意の数字)と記載した場合、特に断らない限り「好ましくはYより小さい」の意も包含するものである。
次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。但し、本発明が、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
<評価方法>
種々の物性及び特性の測定及び評価方法は、以下の通りである。
(1)極限粘度(IV)
ポリエステル1gを精秤し、フェノール/テトラクロロエタン=50/50(質量比)の混合溶媒100mlを加えて溶解させ、30℃で測定した。
(2)粒子の平均粒径
走査型電子顕微鏡(HITACHI製、「S3400N」)を用いて、粉体を観察した。
得られた画像データから粒子1個の大きさを測定し、10点の平均値を平均粒径とした。
(3)数平均分子量(Mn)
ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)「HLC-8120」(東ソー(株)製)を用いて測定した。カラムとしては、TSKgel G5000HXL*GMHXL-L(東ソー(株)製)を使用した。また、標準ポリスチレンとして、F288/F80/F40/F10/F4/F1/A5000/A1000/A500(東ソー(株)製)及びスチレンを使用して検量線を作成した。重合体をテトラヒドロフランに濃度が0.4%になるように溶解した溶液100μlを使用してカラムオーブン温度40℃で測定を行った。標準ポリスチレン換算にて数平均分子量(Mn)を算出した。
(4)フィルムヘーズ(熱処理後)A法
試料フィルムを85℃雰囲気下で120時間熱処理後後の条件下でフィルムヘーズを測定した。この値は、小さいほど、紫外線吸収剤が系外にブリードアウトにしくいことを示唆しており、耐ブリードアウト性の指標となる。なお、フィルムヘーズは熱処理前の値も併せて測定した。
(5)フィルムヘーズ変化率(熱処理前後)B法
試料フィルムを150℃、30分間エージング処理した前後における、フィルムヘーズ変化率をもって、紫外線吸収剤のブリードアウト状況を判定した。
◎:フィルムヘーズ変化率が0.1%未満
○:フィルムヘーズ変化率が0.1%以上0.5%以下
△:フィルムヘーズ変化率が0.5%を超える。
(6)硬化樹脂層の密着性
試料フィルム(150mm×65mm)をスガ試験機のスーパーキセノンウェザーメーターSX75を用いて、相対湿度55%RH環境下、ブラックパネル温度55℃、照度60mW/cm2で120時間照射した。その後、試料フィルムの硬化樹脂層表面に10×10のクロスカットをして、その上に18mm幅、50mm長さのテープ(ニチバン株式会社製セロテープ(登録商標)CT-18)を貼り付け、90度の剥離角度で急速剥離した後の剥離面を観察し、下記の基準で評価した。
《判定基準》
○:2回テープ剥離後、硬化樹脂層が剥離した面積が10%未満
×:2回テープ剥離後、硬化樹脂層が剥離した面積が10%以上
(7)フィルム平面性(シワ)評価
ロール状に巻き取った試料フィルムを巻き出した状態で、蛍光灯下、反射により、フィルムのシワ発生状況を目視判定した。
(評価基準)
○・・・シワが見えない。
△・・・手で引いて消えるかまたは僅かに残る。
×・・・手で引いても消えない。
(8)顕微鏡写真
実施例1及び6の積層フィルムの硬化樹脂層について、デジタルマイクロスコープ(ハイロックス社製KHタイプ)により、顕微鏡写真を撮影した。撮影倍率は1000倍である。
各実施例および比較例における積層フィルムの原料は、以下のとおりである。
(基材フィルム)
<ポリエステル(A)>
ジメチルテレフタレート100モル%、エチレングリコール100モル%、および酢酸カルシウム一水塩0.07質量部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノールを留去させエステル交換反応を行い、反応開始後、約4時間半を要して230℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次に燐酸0.04質量部および三酸化アンチモン0.035質量部を添加し、常法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げて、最終的に280℃とし、一方、圧力は徐々に減じて、最終的に0.05mmHgとした。4時間後、反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル(A)を得た。得られた極限粘度は0.63であった。
<ポリエステル(B)>
上記ポリエステル(A)に平均粒径2μmのシリカ粒子を加え、シリカ粒子を0.2質量%含有するポリエステル(B)を得た。極限粘度は0.65であった。
(硬化性樹脂組成物)
(A1)ウレタン(メタ)アクリレート
温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート(a1-1)6.6質量部と水酸基価50mgKOH/gのジペンタエリスリトールペンタエリスリトールとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(a1-2)94質量部(a1-1/a1-2=0.28/0.72(mol/mol))、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.6質量部、反応触媒としてジブチルスズジラウレート0.05質量部を仕込み、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了し、アクリロイル当量107g/eqのウレタンアクリレート系組成物(A1)を得た。
得られたウレタン(メタ)アクリレート系組成物(A1)の質量平均分子量は1,600、60℃での粘度は1,500mPa・sであった。
(B1)アクリルアクリレート
撹拌機、還流冷却管及び温度計を取り付けた反応器に、グリシジルメタクリレート98質量部、メチルメタクリレート1質量部、エチルアクリレート1質量部、メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製「KBM803」)1.9質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)153.3質量部を仕込み、撹拌開始後に系内を窒素置換し、55℃に昇温した。ここへ、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V-65」)1質量部を添加した後、系内を65℃まで昇温し、3時間撹拌した後、さらに、V-65を0.5質量部添加して65℃で3時間撹拌した。系内を100℃まで昇温し、30分間撹拌した後、p-メトキシフェノール(和光純薬工業社製)0.5質量部、PGMを106.4質量部を加え、再度系内を100℃まで昇温した。次に、トリ-p-トリルホスフィン(北興化学工業社製「TPTP」)1.8質量部を添加した後、アクリル酸50.6質量部、PGMを30.8質量部加え、110℃まで昇温し6時間撹拌し、側鎖に(メタ)アクリロイル基を有し、前記式(1)で表される構造を有する化合物B1(アクリロイル基当量227g/eq)の溶液を得た。反応液の組成はB1/PGM=35/65(質量比)であった。
(B2)(メタ)アクリル系重合体:(BR87:三菱ケミカル(株)製)
質量平均分子量(Mw)25000、酸価9.8mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg)106℃のMMA系共重合体、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主たる構成単位とする重合体
(B3)ウレタン(メタ)アクリレート
温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、
ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体を主成分とするイソシアヌレート化合物(商品名:コロネートHX、東ソー(株)製、イソシアネート基含有量:21.0%)(b1-1)を29.3質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(水酸基価120mgKOH/g;b1-2)を70.7質量部(b1-1/b1-2=0.25/0.75(mol/mol))、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.06質量部、反応触媒としてジブチルスズジラウレート0.02質量部を仕込み、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.3%以下となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(B3)(アクリロイル基当量155g/eq;質量平均分子量は10,500)70質量部と、ペンタエリスリトールテトラアクリレート30質量部(アクリロイル当量88g/eq)の混合物を得た。
(C)紫外線吸収剤
チヌビン479(チバスペシャルティケミカルズ社製:トリアジン系紫外線吸収剤)
(D)溶媒
メチルエチルケトン(MEK)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)の混合溶媒(塗布液のMEKとPGMの溶媒比率が3:7となるように配合)
(E)光開始剤
IGMレジン社製、Omnirad127
[実施例1]
ポリエステル(A)、(B)をそれぞれ90質量%、10質量%の割合で混合した混合原料を最外層(表層)の原料とし、ポリエステル(A)のみを中間層の原料として、2台の押出機に各々を供給し、各々285℃で溶融した後、40℃に設定した冷却ロール上に、2種3層(表層/中間層/表層=1/8/1の吐出量(質量比))の層構成で共押出し冷却固化させて未延伸シートを得た。次いで、ロール周速差を利用してフィルム温度85℃で縦方向に3.4倍延伸した後、この縦延伸フィルムの片面に、下記の易接着層組成物の塗布液を塗布し、テンターに導き、横方向に110℃で4.3倍延伸し、235℃で熱処理を行った後、横方向に2%弛緩し、膜厚(乾燥後)が0.1μmの易接着層を有する厚さ50μmのポリエステルフィルム(基材フィルム)を得た。
(易接着層組成物の配合条件)
下記化合物をX1:X2:Y1:Y2:Y3=60:10:10:10:10(固形分の質量%)で混合。
(バインダー樹脂)
(X1):下記の組成で共重合した、縮合多環構造を有するポリエステル樹脂の水分散体
モノマー組成:(酸成分)2,6-ナフタレンジカルボン酸/5-ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/ジエチレングリコール=92/8//80/20(mol%)
(X2):下記の組成で重合した、アクリル樹脂水分散体
エチルアクリレート/n-ブチルアクリレート/メチルメタクリレート/N-メチロールアクリルアミド/アクリル酸=65/21/10/2/2(質量%)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
(架橋剤)
(Y1):ヘキサメトキシメチロール化メラミン
(Y2):水溶性ポリグリセロールポリグリシジルエーテル
(Y3):オキサゾリン基含有アクリルポリマー(エポクロス(登録商標)、オキサゾリン基量4.5mmol/g、株式会社日本触媒製)
上記ポリエステルフィルムの塗布層上に、下記の配合で調製した硬化性樹脂組成物を、厚み(硬化後)が1.5μmとなるようにバーコートによって塗布し、80℃、30秒で乾燥後、紫外線照射(積算光量で150mJ/cm)して硬化樹脂層を形成した。得られた試料サンプルを評価し、評価結果を表1に示す。
(硬化性樹脂組成物の配合条件)
A1/B2/C/D/E=80/20/10/452/3(質量部)
[実施例2~6、比較例1~2]
表1に示すように硬化性樹脂組成物の配合を変更した以外は、実施例1と同様にして積層フィルムを得た。評価結果を表1に示す。
Figure 2022034529000001

-:測定データなし
(考察)
実施例1~6では、光照射後でも基材フィルムに対する硬化樹脂層の密着性が良好であり、熱処理後(85℃×120時間)に紫外線吸収剤がブリードアウトしにくく、フィルム平面性が良好である積層フィルムが得られたことがわかる。特に厳しい環境下で使用する場合には、150℃、30分間熱処理後でも紫外線吸収剤がブリードアウトしにくい、実施例5、6が好適である。
一方、比較例1では、基材フィルムに対する硬化樹脂層の密着性が良好で、さらに熱処理後(85℃×120時間)に紫外線吸収剤がブリードアウトしにくい反面、硬化樹脂層の硬化収縮による影響のためか、フィルム平面性が低下し、特にシワが発生しやすいことがわかった。また、比較例2では光照射後に硬化樹脂層の密着性が低下していることがわかった。
図1と図2との比較より、硬化樹脂層の架橋度合いの違いにより、特に厳しい条件下で熱処理した後(85℃×120時間)における、紫外線吸収剤のブリードアウト状況に差があることを示唆している。

Claims (15)

  1. (A)(メタ)アクリレート、(B)改質剤、(C)紫外線吸収剤及び(D)溶媒を含み、(B)改質剤の分子量が(A)(メタ)アクリレートの分子量より大きい硬化性樹脂組成物。
  2. さらに(E)光開始剤を含む請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
  3. (A)(メタ)アクリレートがウレタン(メタ)アクリレートを含む、請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
  4. (C)紫外線吸収剤が、(A)(メタ)アクリレート及び(B)改質剤の合計100質量部に対して1質量部以上20質量部以下である、請求項1~3の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  5. (C)紫外線吸収剤がトリアジン骨格を有する、請求項1~4の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  6. (B)改質剤がウレタン(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル系重合体から選択される少なくとも1種である、請求項1~5の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  7. 光学用である、請求項1~6の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
  8. 基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも一方の面に、請求項1~7の何れか1項に記載の硬化性樹脂組成物から形成される硬化樹脂層とを備える積層フィルム。
  9. 前記基材フィルムがポリエステルフィルムである、請求項8に記載の積層フィルム。
  10. 前記基材フィルムが実質的に粒子を含有しない、請求項8又は9に記載の積層フィルム。
  11. 前記硬化樹脂層の厚みが1~10μmである、請求項8~10の何れか1項に記載の積層フィルム。
  12. 前記基材フィルムの厚みが12~75μmである、請求項8~11の何れか1項に記載の積層フィルム。
  13. 前記硬化樹脂層の厚み(t)と基材フィルムの厚み(d)との関係が、12≦d/t≦40を満足する、請求項8~12の何れか1項に記載の積層フィルム。
  14. 150℃、30分熱処理前後のフィルムヘーズ変化率(ΔH)が0.5%以下である、請求項8~13の何れか1項に記載の積層フィルム。
  15. 光学用である、請求項8~14の何れか1項に記載の積層フィルム。
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