WO2019065075A1 - 光重合性組成物、ハードコートフィルム、ハードコートフィルムの製造方法、及びハードコートフィルムを備えた物品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a photopolymerizable composition, a hard coat film, a method for producing a hard coat film, and an article provided with a hard coat film.
- the resin material is lightweight, excellent in processability, and relatively inexpensive compared to glass and the like.
- the use of a resin material as a substitute material for glass is being studied. As part of that, substitution of chemically strengthened glass with resin material that achieves desired mechanical strength, durability, etc. is being studied, and for example, practical use of resin material as surface protection film for touch panels, image display devices, etc. It is in progress.
- the resin material is softer than glass, and the surface tends to be easily scratched by friction or the like.
- a technique is known in which a hard coat layer is formed on the surface of a resin material to improve scratch resistance.
- the hard coat layer generally has a three-dimensional network structure formed by polymerizing a polymerizable (curable) composition containing a polyfunctional polymerizable compound.
- the hard cord layer formed by the polymerization reaction has a problem of being easily warped (curled) due to the influence of curing shrinkage and the like. The curl produced in the hard coat layer reduces the flatness of the resin material.
- the occurrence of curling may reduce the handling during winding in roll production or cause damage to the pass roll in industrial production of a resin sheet with hard coat layer (hard coat film).
- hard coat layer hard coat film
- the hard coat layer is likely to be brittle and cracked, and a problem remains in improvement of mechanical properties.
- Patent Document 1 discloses radical polymerization in which one or more radically polymerizable groups selected from the group consisting of acryloyloxy group, acryloyl group, methacryloyloxy group and methacryloyl group are contained in one molecule.
- a photopolymerizable hard coating composition is described which comprises a cationic compound, a cationically polymerizable compound, a radical photoinitiator and a cationic photoinitiator.
- Patent Document 1 describes that by applying this composition on a plastic substrate film and photopolymerizing it, a hard coat film excellent in scratch resistance, difficult to curl, and hard to cause cracking can be obtained. There is.
- touch panels, image display devices, and the like to which a hard coat layer is applied have diversified usage environments including outdoor applications.
- a touch panel with a hard coat layer, an image display device with a hard coat layer, etc. a stable appearance and performance are stabilized even under harsher environments (for example, under high temperature and high humidity environments) than before. Characteristics that can be maintained are now being sought.
- the present invention is a photopolymerizable composition capable of forming a hard coat layer which is less likely to be scratched, less likely to curl, less likely to crack, and further less likely to deteriorate over a long period of time under high temperature and high humidity environment, It is an object of the present invention to provide a cured product obtained by polymerizing a polymer composition, a hard coat film having the cured product as a hard coat layer, a method for producing the same, and an article provided with the hard coat film.
- the present inventor has studied a plurality of compounds having different properties as polymerizable compounds, that is, (a) radical polymerizable group having two or more radically polymerizable groups in one molecule.
- a polymerizable compound having no polymerizable group other than the above, a polymerizable compound having a radical polymerizable group and an epoxy group in one molecule of (b) and no oxetanyl group, and a radical in one molecule of (c) Obtained by using a polymerizable compound having a polymerizable group and an oxetanyl group in combination with a polymerizable compound not having an epoxy group, and photopolymerizing these mixtures in the presence of a photoradical polymerization initiator and a photocationic polymerization initiator.
- Photopolymerizable composition containing the following (a) to (e): (A) A polymerizable compound having two or more radically polymerizable groups in one molecule and having no polymerizable group other than the radically polymerizable group, (B) A polymerizable compound having a radically polymerizable group and an epoxy group in one molecule and not having an oxetanyl group, (C) A polymerizable compound having a radically polymerizable group and an oxetanyl group in one molecule and having no epoxy group, (D) Photoradical polymerization initiator, and (e) Photocationic polymerization initiator.
- the hard-coat film which has a resin base material and the hard-coat layer which consists of hardened
- a photopolymerizable composition according to any one of claims 1 to 4 is coated on the surface of a resin substrate to form a coating, and the coating is irradiated with light to polymerize to form a hard coat layer.
- a method of producing a hard coat film comprising: [8] [6] An article provided with the hard coat film according to [6]. [9] The article according to [8], comprising the hard coat film as a surface protective film.
- the photopolymerizable composition of the present invention is excellent in scratch resistance, hardly curled and hardly cracked by polymerizing the composition, and causes deterioration (such as clouding) even in a high temperature and high humidity environment for a long time Hardened cured products can be obtained.
- the cured product of the present invention and the hard coat film of the present invention having the same have excellent scratch resistance, are less likely to curl, are less likely to crack, and are less likely to deteriorate over a long time even under high temperature and high humidity environment.
- the method for producing a hard coat film of the present invention it is possible to obtain a hard coat film which is excellent in scratch resistance, hard to curl, hard to cause cracking, and hard to cause deterioration over a long time even under high temperature and high humidity environment. it can.
- the article of the present invention has the hard coat film of the present invention and is excellent in durability.
- the photopolymerizable composition of the present invention (hereinafter also referred to as "the composition of the present invention") has (a) two or more radically polymerizable groups in one molecule as a polymerizable compound other than a radically polymerizable group A polymerizable compound having no polymerizable group, a polymerizable compound having a radical polymerizable group and an epoxy group in one molecule of (b) and no oxetanyl group, and a radical polymerizable in one molecule of (c) It contains a polymerizable compound having a group and an oxetanyl group and having no epoxy group.
- composition of this invention contains (d) photo radical polymerization initiator and (e) photo cationic polymerization initiator as a polymerization initiator.
- composition of the present invention usually contains a solvent. The components constituting the composition of the present invention will be described in order.
- Component (a) is a polymerizable compound having two or more radically polymerizable groups in one molecule and having no polymerizable group other than the radically polymerizable group. That is, the component (a) has two or more polymerizable groups which cause a polymerization reaction by the action of the photoradical polymerization initiator of the component (d), and the polymerization reaction by the action of the photocationic polymerization initiator of the component (e) Have no polymerizable group to generate
- the group which has an ethylenically unsaturated bond is preferable.
- a cationically polymerizable group such as a vinyl ether group is not included in the radically polymerizable group in the present invention.
- the radically polymerizable group is more preferably a group having an acryloyl group or a group having a methacryloyl group, and still more preferably an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group.
- Two or more radically polymerizable groups that the polymerizable compound (a) has may be the same or different.
- the number of radically polymerizable groups in the polymerizable compound (a) is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6, and still more preferably 3 to 6.
- the molecular weight of the polymerizable compound (a) is not particularly limited, and, for example, one having a molecular weight of 200 to 2,000 can be used.
- the molecular weight of the polymerizable compound (a) is preferably 200 to 1,000.
- the polymerizable compound (a) has a urethane bond (—NH—CO—O—).
- the number of urethane bonds in one molecule of the polymerizable compound (a) is preferably 2 or more, more preferably 2 to 5.
- a polymeric compound (a) has a bivalent or more hydrocarbon group in parts other than a radically polymerizable group.
- the hydrocarbon group is a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group or a cyclic hydrocarbon group, or a combination thereof.
- the hydrocarbon group may be aromatic or aliphatic.
- the number of ring members of the cyclic hydrocarbon group is preferably 3 to 10, and more preferably 5 or 6.
- the polymerizable compound (a) having a urethane bond can be synthesized by a conventional method, and a commercially available product can be used.
- a polymeric compound (a) which has a urethane bond although the following can be mentioned, for example, this invention is not limited to these.
- polymeric compound (a) which does not have a urethane bond although the following can be mentioned, for example, this invention is not limited to these.
- -Difunctional (meth) acrylate compound- Polyethylene glycol 200 di (meth) acrylate, polyethylene glycol 300 di (meth) acrylate, polyethylene glycol 400 di (meth) acrylate, polyethylene glycol 600 di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, epichlorohydrin modified ethylene glycol di (Meth) acrylate (as a commercial product, for example, Denasel DA-811 manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.), polypropylene glycol 200 di (meth) acrylate, polypropylene glycol 400 di (meth) acrylate, polypropylene glycol 700 di (meth) acrylate, ethylene oxide (EO) Propylene oxide (PO) block polyether di (meth) acrylate (as a commercial product, for example PET series, etc.), dipropylene glycol di (meth) acrylate, bisphenol A EO addition type di (meth)
- NK ester A-BPE-20 manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. Etc.
- hydrogenated bisphenol A EO addition type di (meth) acrylate NK ester A-HPE-4 etc. made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
- bisphenol A PO addition type di (meth) acrylate commercially available, for example, Kyoeisha Chemical Light acrylate BP-4PA etc.
- bisphenol A epichlorohydrin addition type di (meth) acrylate as a commercial product, for example, Epicryl 150 made by Daicel UCB etc.
- bisphenol A EO ⁇ PO addition type di (meth) acrylate as a commercial product, for example Toho Chemical Co., Ltd.
- bisphenol F EO addition type di (meth) acrylate (as a commercial product, for example, Alonix M-208 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 1,6-hexanediol di (meth) acrylate and its epichlorohydrin modified product, neopentyl glycol Di (meth) acrylate, neopentyl glycol dihydroxypivalate di (meth) acrylate and its caprolactone modified product, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane Di (meth) acrylate, tricyclodecanedimethanol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate monostearate, trimethylolpropane acrylic acid / benzoic acid ester, isocyanuric
- the content of the polymerizable compound (a) in the composition of the present invention is preferably 30 to 95% by mass, more preferably 35 to 90% by mass, based on the total solid of the composition (in the components excluding the solvent). More preferably, it is 40 to 85% by mass, and particularly preferably 50 to 85% by mass.
- Component (b) is a polymerizable compound having one or more radically polymerizable groups in one molecule, one or more epoxy groups as cationically polymerizable groups, and no oxetanyl group.
- the radically polymerizable group which the polymerizable compound (hereinafter referred to as "polymerizable compound (b)") of component (b) has is the same as the radically polymerizable group which the above-mentioned polymerizable compound (a) has, Preferred forms are also the same. It is preferable that the polymeric group which component (b) has is only a radically polymerizable group and an epoxy group.
- the number of radically polymerizable groups in the polymerizable compound (b) is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1 preferable.
- the number of epoxy groups in the polymerizable compound (b) is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1. It is particularly preferable that the polymerizable compound (b) has one radically polymerizable group and one epoxy group in one molecule.
- the molecular weight of the polymerizable compound (b) is preferably 300 or less, more preferably 250 or less, still more preferably 210 or less, and particularly preferably 200 or less. Further, from the viewpoint of suppressing the volatilization amount, the molecular weight of the polymerizable compound (b) is preferably 100 or more, and more preferably 150 or more.
- the compound represented by the following formula (1) is preferable as the polymerizable compound (b).
- ring R represents a monocyclic hydrocarbon.
- L represents a single bond or a divalent linking group, and Q represents a radical polymerizable group.
- Non-bridged alicyclic hydrocarbon is mentioned as one form of monocyclic hydrocarbon which can be taken as R in General formula (1).
- Non-bridged alicyclic hydrocarbon means an alicyclic hydrocarbon which does not have a structure in which substituents possessed by two or more different ring-constituting atoms are connected to each other at ring-constituting atoms constituting an alicyclic hydrocarbon.
- the non-bridged alicyclic hydrocarbon which can be taken as R preferably has 4 to 10 carbon atoms, more preferably 5 to 7 carbon atoms, and still more preferably 6 carbon atoms.
- Preferred examples of non-bridged alicyclic hydrocarbon which can be taken as R include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane or cycloheptane, with cyclohexane being more preferred.
- the bridged alicyclic hydrocarbon means an alicyclic hydrocarbon having a structure in which substituents possessed by two or more different ring-constituting atoms are connected to each other at ring-constituting atoms constituting the alicyclic hydrocarbon.
- the bridged alicyclic hydrocarbon which can be taken as R is preferably a two-ring system bridge (bicyclo ring) or a three-ring system bridge (tricyclo ring).
- the carbon number of the bridged alicyclic hydrocarbon is preferably 5 to 20.
- bridged alicyclic hydrocarbon examples include norbornene, bornene, isobornene, tricyclodecane, dicyclopentane, dicyclopentane, tricyclopentene, tricyclopentane, adamantine and the like.
- the divalent linking group that can be taken as L is preferably an alkylene group, an alkyleneoxy group, and a group combining these groups.
- alkylene group a linear, branched or cyclic alkylene group is preferable, a linear or branched alkylene group is more preferable, and a linear alkylene group is particularly preferable.
- the carbon number of the divalent linking group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1.
- radically polymerizable group Q it is synonymous with the radically polymerizable group which polymeric compound (a) has, and its preferable form is also the same.
- the polymerizable compound (b) is also preferably a compound represented by the following formula (1A) or (1B).
- R 1 represents a hydrogen atom or methyl.
- L 2 in the formula (1A) is an alkylene group, an alkyleneoxy group, and a group formed by combining these groups, a straight-chain alkylene groups are preferred.
- the carbon number of the linking group L 2 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1.
- L 2 in Formula (1A) is a C 1 alkylene group
- the compound of Formula (1A) is epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate.
- L 2 in the formula (1B) represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and a linear alkylene group is preferable.
- the content of the polymerizable compound (b) is preferably 1.5 to 50% by mass, more preferably 2 to 45% by mass, based on the total solid content of the composition. 5 to 40% by mass is more preferable, 2.5 to 30% by mass is more preferable, and 2.5 to 25% by mass is also preferable.
- Component (c) is a polymerizable compound having one or more radically polymerizable groups in one molecule, and one or more oxetanyl groups as cationically polymerizable groups, and having no epoxy group.
- the radically polymerizable group which the polymerizable compound (hereinafter referred to as "polymerizable compound (c)") of component (c) has is the same as the radically polymerizable group which the above-mentioned polymerizable compound (a) has, Preferred forms are also the same. It is preferable that the polymerizable group which component (c) has is only a radically polymerizable group and an oxetanyl group.
- the number of radically polymerizable groups in the polymerizable compound (c) is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1 preferable.
- the number of oxetanyl groups contained in the polymerizable compound (c) is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1. It is particularly preferable that the polymerizable compound (c) has one radical polymerizable group and one oxetanyl group in one molecule.
- the molecular weight of the polymerizable compound (c) is preferably 300 or less, more preferably 250 or less, still more preferably 210 or less, and particularly preferably 200 or less. Further, from the viewpoint of suppressing the volatilization amount, the molecular weight of the polymerizable compound (c) is preferably 100 or more, and more preferably 150 or more.
- the polymerizable compound (c) is preferably a compound represented by the following formula (2).
- Z shows a radically polymerizable group.
- This radically polymerizable group is synonymous with the radically polymerizable group which a polymeric compound (a) has, and its preferable form is also the same.
- L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
- the preferred form of the divalent linking group that can be taken as L 1 is preferably an alkylene group, an alkyleneoxy group, a urethane group, and a group combining these groups.
- the alkylene group a linear, branched or cyclic alkylene group is preferable, a linear or branched alkylene group is more preferable, and a linear alkylene group is particularly preferable.
- the carbon number of the divalent linking group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1.
- R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
- the alkyl group, alkenyl group, and alkynyl group that can be taken as R 2 may have a substituent.
- the alkyl group that can be taken as R 2 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 and still more preferably 1 to 3.
- the alkenyl group and alkynyl group which can be taken as R 2 preferably have 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 and still more preferably 2 or 3.
- R 2 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, particularly preferably a hydrogen atom or methyl.
- the content of the polymerizable compound (c) is preferably 2 to 60% by mass, more preferably 3 to 55% by mass, and more preferably 6 to 50% by mass in the total solid content of the composition. % Is more preferable, 10 to 40% by mass is more preferable, and 10 to 35% by mass is particularly preferable.
- Component (d) is a photoradical polymerization initiator.
- the photo radical polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate a radical as an active species by light irradiation, and those generally used as a photo radical polymerization initiator can be widely applied.
- diethoxyacetophenone 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyl dimethyl ketal, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1- Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone, 2-hydroxy-2- Methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone oligomer, 2-hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl ⁇ -2- Acetophenones such as methyl-propan-1-one; 1,2-octanedione, 1- [4- Phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], ethanone,
- radical photopolymerization initiator in addition to the radical photopolymerization initiator, triethanolamine, triisopropanolamine, 4,4'-dimethylaminobenzophenone (Michler's ketone), 4,4'-diethylaminobenzophenone, as an auxiliary agent, 2 -Dimethylaminoethylbenzoic acid, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate (n-butoxy), isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, 2,4- Diethyl thioxanthone, 2,4-diisopropyl thioxanthone and the like may be used in combination.
- the content of the photoradical polymerization initiator can be appropriately adjusted so that the radical polymerization reaction of the components (a) to (c) can be performed at a desired reaction rate.
- the photoradical polymerization initiator can be used in a range of 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerizable compounds (a) to (c). More preferably, it is used in the range of 1 to 10 parts by mass.
- Component (e) is a photocationic polymerization initiator.
- the photocationic polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate a cation as an active species by light irradiation, and those generally used as a photocationic polymerization initiator can be widely applied.
- known sulfonium salts, ammonium salts, iodonium salts (for example, diaryliodonium salts), triarylsulfonium salts, diazonium salts, iminium salts and the like can be used as component (e).
- photo cationic polymerization initiators represented by the formulas (25) to (28) shown in paragraphs 0050 to 0053 of JP-A-8-143806, JP-A-8-283320, for example.
- What is illustrated as a cationic polymerization catalyst can be mentioned in paragraph 0020 of JP-A No. 237/98.
- the photocationic polymerization initiator can be synthesized by a conventional method, and a commercially available product can also be used. As a commercial item, Nippon Soda Co., Ltd.
- CI-1370, CI-2064, CI-2397, CI-2624, CI-2639, CI-2734, CI-2758, CI-2823, CI-2855, and CI-5102 are mentioned, for example. Mention may be made of Rhodia's PHOTOINITIATOR 2047, etc., Union Carbide's UVI-6974, UVI-6990, San-Apro's CPI-100, etc.
- the content of the photocationic polymerization initiator can be appropriately adjusted so that the cationic polymerization reaction of the components (b) and (c) can be performed at a desired reaction rate. It can be used, for example, in the range of 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymerizable compounds (b) and (c) having a cationically polymerizable group. More preferably, it is used in the range of 1 to 10 parts by mass.
- composition of the present invention may be composed of the above components (a) to (e), but usually contains a solvent. In addition, various additives may be included.
- solvent an organic solvent is preferable, and one or two or more kinds of organic solvents can be mixed and used in an arbitrary ratio.
- organic solvent include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol and i-butanol; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; cellosolves such as ethyl cellosolve; And aromatics such as xylene; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; acetates such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate; and diacetone alcohol.
- alcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol and i-butanol
- ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone and cycl
- the amount of solvent in the composition of the present invention can be appropriately adjusted in consideration of the coating suitability of the composition and the like.
- it can be 50 to 500 parts by mass, preferably 80 to 200 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (a) to (e).
- the composition of the present invention is preferably in the form of a solution in which each component is dissolved in a solvent.
- the additives that may be included in the compositions of the present invention include those that may be added to this type of composition.
- a surface control agent, a leveling agent, a polymerization inhibitor etc. can be mentioned.
- JP-A-2012-229412, paragraphs 0032 to 0034 can be referred to.
- the addition amount of the additive in the composition of this invention is suitably adjusted according to the objective in the range which does not impair the effect of this invention.
- the composition of the present invention can be prepared by mixing the components to be incorporated into the composition simultaneously or in any order.
- the preparation method is not particularly limited, and can be prepared, for example, by homogeneously mixing the respective components using a stirrer or the like.
- the cured product of the present invention can be obtained by polymerizing the composition of the present invention.
- the composition (solution) of the present invention is applied onto a substrate to form a coating, and this coating is dried if necessary, and then irradiated with light to form a polymerizable compound (a) in the coating.
- a polymerization reaction can be caused in (c) to obtain a cured product on the substrate.
- the cured product of the present invention is not easily scratched even when impacted, is less likely to curl, and is less likely to crack. Furthermore, temporal deterioration (white turbidity etc.) under high temperature and high humidity is also effectively suppressed. The reason why such characteristics can be realized is not clear, but it is estimated as follows.
- a polyfunctional radically polymerizable compound having a plurality of radically polymerizable groups is used as the polymerizable compound, the desired hardness can be realized by polymerizing this to form a three-dimensional network structure, However, the curing shrinkage is large, causing curling, and it is also difficult to sufficiently modify the brittleness.
- a compound having a rapid polymerization initiation rate epoxy group (epoxy compound) as a cationically polymerizable group and a compound having an oxetanyl group excellent in reaction growth rate (oxetane compound) in combination Do.
- both the epoxy compound and the oxetane compound also have a radically polymerizable group, and an appropriate crosslinking point is formed in the above-mentioned entanglement of chains, which is considered to effectively contribute to the improvement of moist heat resistance. .
- the composition may be applied to a substrate by applying a common coating method such as dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, die coating, wire bar coating, gravure coating, etc. it can.
- the application amount may be an amount capable of forming a cured product having a desired shape.
- the light source for light irradiation As a light source for light irradiation, mention may be made of a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a chemical lamp, an electrodeless discharge lamp, an LED etc. it can. Moreover, the light irradiation amount is generally in the range of 30 ⁇ 3000mJ / cm 2, preferably in the range of 100 ⁇ 1500mJ / cm 2.
- a drying treatment may be performed as necessary before and / or after light irradiation. The drying process can be performed by blowing warm air, disposing in a heating furnace, transporting in a heating furnace, or the like.
- the heating temperature may be set to a temperature at which the solvent can be dried and removed, and is not particularly limited.
- the heating temperature refers to the temperature of the warm air or the ambient temperature in the heating furnace.
- the hard coat film of the present invention has a resin base and a hard coat layer formed of the cured product of the present invention provided on the resin base.
- This hard coat film applies the composition (solution) of the present invention on a resin substrate to form a coating film, and if necessary, the coating film is dried and then irradiated with light to polymerize the coating film. It is possible to obtain a hard coat layer which is a cured product on a substrate by causing a polymerization reaction to occur in the organic compounds (a) to (c).
- the hard coat layer is usually in the form of covering the entire surface of the resin base, but it may be in the form of not covering a part of the resin base according to the purpose. That is, in the present invention, the cured product is "provided on the surface of the resin substrate” or "disposed on the surface of the resin substrate” means that the cured product is formed on at least a part of the surface of the resin substrate Means to
- the film thickness of the hard coat layer is, for example, 3 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, still more preferably 20 ⁇ m or more, still more preferably 20 ⁇ m or more, still more preferably 30 ⁇ m It is above.
- a thick hard coat layer is preferable from the viewpoint of improving the scratch resistance, but usually, the thicker the film, the easier it is for curling to occur.
- the hard coat layer is formed using the composition of the present invention, the occurrence of curling can be effectively suppressed even with a thick film.
- the hard coat layer be thin.
- the film thickness of the hard coat layer is preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 300 ⁇ m or less, still more preferably 100 ⁇ m or less, still more preferably 80 ⁇ m or less, still more preferably 60 ⁇ m or less.
- the hard coat layer can also have a laminated structure of two or more layers (for example, about two to five layers) by simultaneously or sequentially applying two or more different compositions. In this case, at least one layer of the hardcoat layer is formed using the composition of the present invention.
- the film thickness of the entire hard coat layer is preferably in the above-mentioned preferable range.
- the resin substrate used for the above hard coat film tends to be easily scratched by itself, but by providing a hard coat layer formed by subjecting the photopolymerizable composition of the present invention to a photopolymerization treatment, This problem can be solved.
- a film-like resin base material is usually used.
- a single layer film or a laminated film of two or more layers of resin films can be used.
- Such resin substrates are commercially available or can be produced by known film forming methods.
- a resin film an acrylic resin film, a polycarbonate resin film, a polyolefin resin film, a polyester resin film, an acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS) film etc. can be mentioned, for example.
- the resin substrate comprises at least one film selected from an acrylic resin film (preferably a polymethyl methacrylate resin (PMMA) film) and a polycarbonate resin film.
- PMMA polymethyl methacrylate resin
- the number of laminated films can be, for example, two or three.
- the thickness of the resin substrate (in the case of multiple layers, the thickness of the entire resin substrate) is preferably 15 to 800 ⁇ m, more preferably 20 to 500 ⁇ m, and still more preferably 200 to 500 ⁇ m.
- the surface of the resin substrate may optionally be subjected to an easy adhesion treatment such as corona discharge treatment.
- the hard coat film of the present invention may be composed of a resin base and a hard coat layer, and may have another layer in addition to the resin base and the hard coat layer.
- the “another layer” include an adhesive layer, an antireflection layer (a laminated film of one or more high refractive index layers and one or more low refractive index layers), and the like.
- an adhesive layer a laminated film of one or more high refractive index layers and one or more low refractive index layers
- an antireflection layer a laminated film of one or more high refractive index layers and one or more low refractive index layers
- the article of the present invention comprises the hard coat film of the present invention.
- the articles include various articles which are required to improve scratch resistance and the like in various industries such as the home appliance industry, the electric and electronics industry, the automobile industry, and the housing industry.
- Examples include an image display device such as a touch sensor, a touch panel, and a liquid crystal display device.
- Test Example 2 Evaluation of Curling Degree A sample of 10 cm ⁇ 10 cm in size was cut out immediately after preparation (within 1 hour) from the hard coat film obtained in the same manner as the preparation example described above, and the face with four corners lifted up And placed on a level desk. The floating distance from the desk was measured with a ruler at each of the four corners, and the average of the floating distances at the four corners was calculated. Based on the calculated average value, the curling degree was evaluated according to the following evaluation criteria. A: 0 mm or more and less than 2 mm B: 2 mm or more and less than 5 mm C: 5 mm or more and less than 10 mm D: 10 mm or more The results are shown in the table below.
- Test Example 3 Evaluation of Brittleness Brittleness was evaluated by the following method according to the general test method for paint described in JIS-K-5600-5-1 (1999) -flexibility (cylindrical mandrel method).
- a sample of 40 mm ⁇ 200 mm in size is cut out of the hard coat film obtained in the same manner as in the above preparation example, and wound around a mandrel with a diameter ( ⁇ ) of 32, 40, 50, 55, 60, 70, 75, 90, 105 mm.
- the occurrence of cracks was observed, and the diameter of the largest mandrel in which the cracks were generated was applied to the following evaluation criteria to evaluate the brittleness.
- D 90 mm or 105 mm
- the results are shown in the table below.
- the types (signs) of the polymerizable compounds shown in the following table correspond to the signs of the exemplified compounds described above. Further, IH-1, IH-2, IIH-1 and IIH-2 are as described later, and IIH-2 is a polymerizable compound having a vinyl ether group (cationic polymerizable group).
- the resulting hard coat film is susceptible to curling. It was brittle, and resulted in white turbidity when stored in a high temperature and high humidity environment (Comparative Example 1). Moreover, even if it contains a polymeric compound (a) and a polymeric compound (b) as a polymeric compound, the hard-coat layer formed using this photopolymerizable composition does not contain a polymeric compound (c). It is susceptible to curling, is brittle, and results in white turbidity on storage in a high temperature and high humidity environment.
- a hard coat film produced using the photopolymerizable composition of the present invention containing all of the polymerizable compound (a), the polymerizable compound (b) and the polymerizable compound (c) as the polymerizable compound is There were no scratches, no curling, no cracking, and no white turbidity for a long time even under a high temperature and high humidity environment (Examples 1 to 11).
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Abstract
傷、カール、ひび割れが生じにくく、耐湿熱性にも優れたハードコート層を形成可能な光重合性組成物、この光重合性組成物を重合してなる硬化物、この硬化物を有するハードコートフィルム及びその製造方法、並びにこのハードコートフィルムを備えた物品を提供する。光重合性組成物は、下記(a)~(e)を含有する。(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物、 (b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物、 (c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物、 (d)光ラジカル重合開始剤、及び (e)光カチオン重合開始剤。硬化物は、この光重合性組成物を重合してなる。ハードコートフィルムはこの硬化物からなるハードコート層を有し、ハードコートフィルムの製造方法は、このハードコート層を形成することを含む。
Description
本発明は、光重合性組成物、ハードコートフィルム、ハードコートフィルムの製造方法、及びハードコートフィルムを備えた物品に関する。
樹脂材料は軽量で、加工性に優れ、またガラス等に比べて比較的安価である。また、所望の透明性を実現することができるため、ガラスの代替材料としての樹脂材料の利用が検討されている。その一環として、所望の機械強度、耐久性等を実現する樹脂材料で化学強化ガラスを代替することが検討されており、例えば、タッチパネル、画像表示装置等の表面保護フィルムとして樹脂材料の実用化が進められている。
他方、樹脂材料はガラスに比べて柔らかく、摩擦等により表面に傷が生じやすい傾向にある。この問題に対処するため、樹脂材料の表面にハードコート層を形成し、耐傷性を高める技術が知られている。
ハードコート層は一般に、多官能重合性化合物を含む重合性(硬化性)組成物を重合して形成した三次元網状構造を有している。しかし、重合反応により形成されたハードコード層は、硬化収縮等の影響により反り(カール)が生じやすい問題がある。ハードコート層に生じたカールは、樹脂材料の平坦性を低下させる。また、このカールの発生は、ハードコート層付樹脂シート(ハードコートフィルム)の工業的生産において、ロール生産における巻き取り時のハンドリング性を低下させたり、パスロールの損傷等を生じたりすることがある。
また、三次元網状化した上記ハードコート層は硬度が高められる一方、脆くひび等を生じやすく、機械特性の向上に課題が残る。
ハードコート層は一般に、多官能重合性化合物を含む重合性(硬化性)組成物を重合して形成した三次元網状構造を有している。しかし、重合反応により形成されたハードコード層は、硬化収縮等の影響により反り(カール)が生じやすい問題がある。ハードコート層に生じたカールは、樹脂材料の平坦性を低下させる。また、このカールの発生は、ハードコート層付樹脂シート(ハードコートフィルム)の工業的生産において、ロール生産における巻き取り時のハンドリング性を低下させたり、パスロールの損傷等を生じたりすることがある。
また、三次元網状化した上記ハードコート層は硬度が高められる一方、脆くひび等を生じやすく、機械特性の向上に課題が残る。
上記の問題に対処する技術として、例えば特許文献1には、アクリロイルオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイルオキシ基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれるラジカル重合性基を1分子中に2つ以上含むラジカル重合性化合物と、カチオン重合性化合物と、ラジカル光重合開始剤と、カチオン光重合開始剤とを含む光重合性ハードコーティング組成物が記載されている。特許文献1には、この組成物をプラスチック基材フィルム上に塗布して光重合させることにより、耐傷性に優れ、カールしにくく、またひび割れの生じにくいハードコートフィルムが得られることが記載されている。
近年、ハードコート層の適用対象とされるタッチパネル、画像表示装置等は、屋外用途をはじめとして使用環境が多様化している。それに伴い、ハードコート層を備えたタッチパネル、ハードコート層を備えた画像表示装置等には、従来に比べて過酷な環境下(例えば高温高湿環境下)においても良好な外観及び性能を安定して維持できる特性が求められるようになってきた。
そこで本発明は、傷が生じにくく、カールしにくく、ひび割れも生じにくく、さらに、高温高湿環境下においても長期に亘り劣化しにくいハードコート層を形成可能な光重合性組成物、この光重合性組成物を重合してなる硬化物、この硬化物をハードコート層として有するハードコートフィルム及びその製造方法、並びにこのハードコートフィルムを備えた物品を提供することを課題とする。
そこで本発明は、傷が生じにくく、カールしにくく、ひび割れも生じにくく、さらに、高温高湿環境下においても長期に亘り劣化しにくいハードコート層を形成可能な光重合性組成物、この光重合性組成物を重合してなる硬化物、この硬化物をハードコート層として有するハードコートフィルム及びその製造方法、並びにこのハードコートフィルムを備えた物品を提供することを課題とする。
本発明者は上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、重合性化合物として特性の異なる複数種の化合物、すなわち、(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物と、(b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物と、(c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物とを併用し、これらの混合物を光ラジカル重合開始剤及び光カチオン重合開始剤の存在下で光重合させることにより、得られる硬化物を、傷が生じにくく、カールしにくく、ひび割れも生じにくい特性とすることができこと、さらに、高温高湿環境下においても長期に亘り劣化しにくい特性を高いレベルで実現できることを見出した。
本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
本発明の上記課題は下記の手段により解決された。
〔1〕
下記(a)~(e)を含有する光重合性組成物:
(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物、
(b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物、
(c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物、
(d)光ラジカル重合開始剤、及び
(e)光カチオン重合開始剤。
〔2〕
上記成分(b)が、1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基をそれぞれ1つずつ有する、〔1〕記載の光重合性組成物。
〔3〕
上記成分(c)が、1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基をそれぞれ1つずつ有する、〔1〕又は〔2〕記載の光重合性組成物。
〔4〕
上記成分(b)及び(c)の各重合性化合物の分子量が300以下である、〔1〕~〔3〕のいずれか記載の光重合性組成物。
〔5〕
〔1〕~〔4〕のいずれか記載の光重合性組成物を重合してなる硬化物。
〔6〕
樹脂基材と、この樹脂基材の表面に配された、〔5〕記載の硬化物からなるハードコート層とを有するハードコートフィルム。
〔7〕
樹脂基材の表面に請求項1~4のいずれか1項記載の光重合性組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を光照射して重合することによりハードコート層を形成することを含む、ハードコートフィルムの製造方法。
〔8〕
〔6〕記載のハードコートフィルムを備えた物品。
〔9〕
上記ハードコートフィルムを表面保護フィルムとして備える〔8〕記載の物品。
〔1〕
下記(a)~(e)を含有する光重合性組成物:
(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物、
(b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物、
(c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物、
(d)光ラジカル重合開始剤、及び
(e)光カチオン重合開始剤。
〔2〕
上記成分(b)が、1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基をそれぞれ1つずつ有する、〔1〕記載の光重合性組成物。
〔3〕
上記成分(c)が、1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基をそれぞれ1つずつ有する、〔1〕又は〔2〕記載の光重合性組成物。
〔4〕
上記成分(b)及び(c)の各重合性化合物の分子量が300以下である、〔1〕~〔3〕のいずれか記載の光重合性組成物。
〔5〕
〔1〕~〔4〕のいずれか記載の光重合性組成物を重合してなる硬化物。
〔6〕
樹脂基材と、この樹脂基材の表面に配された、〔5〕記載の硬化物からなるハードコート層とを有するハードコートフィルム。
〔7〕
樹脂基材の表面に請求項1~4のいずれか1項記載の光重合性組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を光照射して重合することによりハードコート層を形成することを含む、ハードコートフィルムの製造方法。
〔8〕
〔6〕記載のハードコートフィルムを備えた物品。
〔9〕
上記ハードコートフィルムを表面保護フィルムとして備える〔8〕記載の物品。
本明細書において「~」で表される数値範囲は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味である。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの両方を包含する意味に用いる。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの両方を包含する意味に用いる。
本発明の光重合性組成物は、これを重合することにより、耐傷性に優れ、カールしにくく、またひび割れも生じにくく、さらに高温高湿環境下においても長期に亘り劣化(白濁等)を生じにくい硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物及びこれを有する本発明のハードコートフィルムは、耐傷性に優れ、カールしにくく、またひび割れも生じにくく、さらに高温高湿環境下においても長期に亘り劣化を生じにくい。
本発明のハードコートフィルムの製造方法によれば、耐傷性に優れ、カールしにくく、またひび割れも生じにくく、さらに高温高湿環境下においても長期に亘り劣化を生じにくいハードコートフィルムを得ることができる。
本発明の物品は本発明のハードコートフィルムを有し、耐久性に優れる。
本発明の硬化物及びこれを有する本発明のハードコートフィルムは、耐傷性に優れ、カールしにくく、またひび割れも生じにくく、さらに高温高湿環境下においても長期に亘り劣化を生じにくい。
本発明のハードコートフィルムの製造方法によれば、耐傷性に優れ、カールしにくく、またひび割れも生じにくく、さらに高温高湿環境下においても長期に亘り劣化を生じにくいハードコートフィルムを得ることができる。
本発明の物品は本発明のハードコートフィルムを有し、耐久性に優れる。
本発明の好ましい実施形態について以下に説明する。
[光重合性組成物]
本発明の光重合性組成物(以下、「本発明の組成物」とも称す。)は、重合性化合物として(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物、(b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物、及び(c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物を含有する。また、本発明の組成物は、重合開始剤として(d)光ラジカル重合開始剤、及び(e)光カチオン重合開始剤を含有する。また、本発明の組成物は、通常は溶媒を含有する。
本発明の組成物を構成する成分について順に説明する。
本発明の光重合性組成物(以下、「本発明の組成物」とも称す。)は、重合性化合物として(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物、(b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物、及び(c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物を含有する。また、本発明の組成物は、重合開始剤として(d)光ラジカル重合開始剤、及び(e)光カチオン重合開始剤を含有する。また、本発明の組成物は、通常は溶媒を含有する。
本発明の組成物を構成する成分について順に説明する。
<成分(a)>
成分(a)は、1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有し、かつ、ラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物である。すなわち、成分(a)は、成分(d)の光ラジカル重合開始剤の作用で重合反応を生じる重合性基を2つ以上有し、成分(e)の光カチオン重合開始剤の作用で重合反応を生じる重合性基を有しない。
成分(a)は、1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有し、かつ、ラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物である。すなわち、成分(a)は、成分(d)の光ラジカル重合開始剤の作用で重合反応を生じる重合性基を2つ以上有し、成分(e)の光カチオン重合開始剤の作用で重合反応を生じる重合性基を有しない。
成分(a)の重合性化合物(以下、「重合性化合物(a)」と称す。)が有するラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。但し、エチレン性不飽和結合を有する基であっても、ビニルエーテル基等のカチオン重合性基は、本発明においてラジカル重合性基には含まれない。
このラジカル重合性基は、より好ましくはアクリロイル基を有する基、又はメタクリロイル基を有する基であり、さらに好ましくはアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基である。
重合性化合物(a)が有する2つ以上のラジカル重合性基は、同一でも異なっていてもよい。重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基の数は、2~10が好ましく、2~6がより好ましく、3~6がさらに好ましい。
このラジカル重合性基は、より好ましくはアクリロイル基を有する基、又はメタクリロイル基を有する基であり、さらに好ましくはアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基である。
重合性化合物(a)が有する2つ以上のラジカル重合性基は、同一でも異なっていてもよい。重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基の数は、2~10が好ましく、2~6がより好ましく、3~6がさらに好ましい。
重合性化合物(a)の分子量は特に制限されず、例えば、分子量200~2000のものを用いることができる。重合性化合物(a)の分子量は200~1000が好ましい。
一態様において、重合性化合物(a)はウレタン結合(-NH-CO-O-)を有する。重合性化合物(a)1分子中のウレタン結合の数は、2つ以上が好ましく、2~5つがより好ましい。
また、重合性化合物(a)はラジカル重合性基以外の部分に2価以上の炭化水素基を有することが好ましい。この炭化水素基は直鎖炭化水素基、分岐を有する炭化水素基もしくは環状炭化水素基、又はこれらの組合せである。また、この炭化水素基は芳香族性でもよく、脂肪族性でもよい。また、上記環状炭化水素基の環員数は3~10が好ましく、5又は6がより好ましい。
また、重合性化合物(a)はラジカル重合性基以外の部分に2価以上の炭化水素基を有することが好ましい。この炭化水素基は直鎖炭化水素基、分岐を有する炭化水素基もしくは環状炭化水素基、又はこれらの組合せである。また、この炭化水素基は芳香族性でもよく、脂肪族性でもよい。また、上記環状炭化水素基の環員数は3~10が好ましく、5又は6がより好ましい。
ウレタン結合を有する重合性化合物(a)は常法により合成することができ、また市販品を用いることができる。ウレタン結合を有する重合性化合物(a)としては、例えば、次のものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
-ウレタン(メタ)アクリレート化合物-
共栄社化学社製のUA-306H、UA-306I、UA-306T、UA-510H、UF-8001G、UA-101I、UA-101T、AT-600、AH-600、AI-600、UL-503LN;
新中村化学社製のU-4HA、U-6HA、U-6LPA、UA-32P、U-15HA、UA-1100H、UL-503LN;
日本合成化学工業社製の紫光UV-1400B、同UV-1700B、同UV-2750B、同UV-6300B、同UV-7550B、同UV-7600B、同UV-7605B、同UV-7610B、同UV-7620EA、同UV-7630B、同UV-7640B、同UV-6630B、同UV-7000B、同UV-7510B、同UV-7461TE、同UV-3000B、同UV-3200B、同UV-3210EA、同UV-3310EA、同UV-3310B、同UV-3500BA、同UV-3520TL、同UV-3700B、同UV-6100B、同UV-6640B、同UV-2000B、同UV-2010B、同UV-2250EA;
大日本インキ化学工業社製のユニディック17-806、同17-813、同V-4030、同V-4000BA;
ダイセルUCB社製のEB-1290K;
トクシキ製のハイコープAU-2010、同AU-2020
共栄社化学社製のUA-306H、UA-306I、UA-306T、UA-510H、UF-8001G、UA-101I、UA-101T、AT-600、AH-600、AI-600、UL-503LN;
新中村化学社製のU-4HA、U-6HA、U-6LPA、UA-32P、U-15HA、UA-1100H、UL-503LN;
日本合成化学工業社製の紫光UV-1400B、同UV-1700B、同UV-2750B、同UV-6300B、同UV-7550B、同UV-7600B、同UV-7605B、同UV-7610B、同UV-7620EA、同UV-7630B、同UV-7640B、同UV-6630B、同UV-7000B、同UV-7510B、同UV-7461TE、同UV-3000B、同UV-3200B、同UV-3210EA、同UV-3310EA、同UV-3310B、同UV-3500BA、同UV-3520TL、同UV-3700B、同UV-6100B、同UV-6640B、同UV-2000B、同UV-2010B、同UV-2250EA;
大日本インキ化学工業社製のユニディック17-806、同17-813、同V-4030、同V-4000BA;
ダイセルUCB社製のEB-1290K;
トクシキ製のハイコープAU-2010、同AU-2020
また、ウレタン結合を有しない重合性化合物(a)としては、例えば、次のものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
-2官能(メタ)アクリレート化合物-
ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール300ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール600ジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性エチレングリコールジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば長瀬産業製デナコールDA-811等)、ポリプロピレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール700ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(EO)・プロピレンオキシド(PO)ブロックポリエーテルジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば日本油脂製ブレンマーPETシリーズ等)、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA EO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製M-210、新中村化学工業製NKエステルA-BPE-20等)、水添ビスフェノールA EO付加型ジ(メタ)アクリレート(新中村化学工業製NKエステルA-HPE-4等)、ビスフェノールA PO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば共栄社化学製ライトアクリレートBP-4PA等)、ビスフェノールA エピクロルヒドリン付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えばダイセルUCB製エピクリル150等)、ビスフェノールA EO・PO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東邦化学工業製BP-023-PE等)、ビスフェノールF EO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製アロニックスM-208等)、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート及びそのエピクロルヒドリン変性品、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート及びそのカプロラクトン変性品、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートモノステアレート、トリメチロールプロパンアクリル酸・安息香酸エステル、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製アロニックスM-215等)等。
ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール300ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール600ジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性エチレングリコールジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば長瀬産業製デナコールDA-811等)、ポリプロピレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール700ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(EO)・プロピレンオキシド(PO)ブロックポリエーテルジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば日本油脂製ブレンマーPETシリーズ等)、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA EO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製M-210、新中村化学工業製NKエステルA-BPE-20等)、水添ビスフェノールA EO付加型ジ(メタ)アクリレート(新中村化学工業製NKエステルA-HPE-4等)、ビスフェノールA PO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば共栄社化学製ライトアクリレートBP-4PA等)、ビスフェノールA エピクロルヒドリン付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えばダイセルUCB製エピクリル150等)、ビスフェノールA EO・PO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東邦化学工業製BP-023-PE等)、ビスフェノールF EO付加型ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製アロニックスM-208等)、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート及びそのエピクロルヒドリン変性品、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート及びそのカプロラクトン変性品、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートモノステアレート、トリメチロールプロパンアクリル酸・安息香酸エステル、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製アロニックスM-215等)等。
-3官能(メタ)アクリレート化合物-
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トリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製アロニックスM-315等)、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、フタル酸水素-(2,2,2-トリ-(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチル、グリセロールトリ(メタ)アクリレート等。
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トリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート(市販品として、例えば東亞合成製アロニックスM-315等)、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、フタル酸水素-(2,2,2-トリ-(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチル、グリセロールトリ(メタ)アクリレート等。
-4官能(メタ)アクリレート化合物-
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)アクリレート等。
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)アクリレート等。
-5官能(メタ)アクリレート化合物-
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等。
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等。
-6官能(メタ)アクリレート化合物-
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート等。
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート等。
重合性化合物(a)として好適な化合物の構造を以下に示す。
本発明の組成物中の重合性化合物(a)の含有量は、組成物の全固形分中(溶媒を除いた成分中)、30~95質量%が好ましく、より好ましくは35~90質量%、さらに好ましくは40~85質量%であり、特に好ましくは50~85質量%である。
<成分(b)>
成分(b)は、1分子中にラジカル重合性基を1つ以上有し、またカチオン重合性基としてエポキシ基を1つ以上有し、かつオキセタニル基を有しない重合性化合物である。成分(b)の重合性化合物(以下、「重合性化合物(b)」と称す。)が有するラジカル重合性基は、上述した重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基と同義であり、好ましい形態も同じである。
成分(b)が有する重合性基はラジカル重合性基とエポキシ基のみであることが好ましい。
成分(b)は、1分子中にラジカル重合性基を1つ以上有し、またカチオン重合性基としてエポキシ基を1つ以上有し、かつオキセタニル基を有しない重合性化合物である。成分(b)の重合性化合物(以下、「重合性化合物(b)」と称す。)が有するラジカル重合性基は、上述した重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基と同義であり、好ましい形態も同じである。
成分(b)が有する重合性基はラジカル重合性基とエポキシ基のみであることが好ましい。
本発明の効果をより高いレベルで享受する観点から、重合性化合物(b)が有するラジカル重合性基の数は1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つであることがさらに好ましい。また同様の観点から、重合性化合物(b)が有するエポキシ基の数は1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つであることがさらに好ましい。重合性化合物(b)は、1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基をそれぞれ1つずつ有することが特に好ましい。
重合性化合物(b)の分子量は、より高い硬度を実現する観点からは300以下が好ましく、250以下がより好ましく、210以下がさらに好ましく、200以下が特に好ましい。また、揮発量を抑える観点からは、重合性化合物(b)の分子量は100以上が好ましく、150以上がより好ましい。
一実施形態において、重合性化合物(b)は、下記式(1)で表される化合物が好ましい。
式(1)中、環Rは単環式炭化水素を示す。Lは単結合又は2価の連結基を示し、Qはラジカル重合性基を示す。
一般式(1)中のRとして採り得る単環式炭化水素の一形態としては、非架橋脂環式炭化水素が挙げられる。非架橋脂環式炭化水素とは、脂環式炭化水素を構成する環構成原子において、異なる2つ以上の環構成原子が有する置換基同士が連結した構造を有しない脂環式炭化水素を意味する。
Rとして採り得る非架橋脂環式炭化水素は炭素数4~10が好ましく、炭素数5~7がより好ましく、炭素数6がさらに好ましい。Rとして採り得る非架橋脂環式炭化水素の好ましい例としては、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、又はシクロヘプタンが挙げられ、シクロヘキサンがより好ましい。
Rとして採り得る非架橋脂環式炭化水素は炭素数4~10が好ましく、炭素数5~7がより好ましく、炭素数6がさらに好ましい。Rとして採り得る非架橋脂環式炭化水素の好ましい例としては、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、又はシクロヘプタンが挙げられ、シクロヘキサンがより好ましい。
Rとして採り得る単環式炭化水素の別の形態としては架橋脂環式炭化水素が挙げられる。架橋脂環式炭化水素とは、脂環式炭化水素を構成する環構成原子において、異なる2つ以上の環構成原子が有する置換基同士が連結した構造を有する脂環式炭化水素を意味する。
Rとして採り得る架橋脂環式炭化水素としては、2環系架橋(ビシクロ環)、又は3環系架橋(トリシクロ環)が好ましい。架橋脂環式炭化水素の炭素数は5~20が好ましい。架橋脂環式炭化水素の例としては、ノルボルネン、ボルネン、イソボルネン、トリシクロデカン、ジシクロペンタン、ジシクロペンタン、トリシクロペンテン、及びトリシクロペンタン、アダマンチン等が挙げられる。
Rとして採り得る架橋脂環式炭化水素としては、2環系架橋(ビシクロ環)、又は3環系架橋(トリシクロ環)が好ましい。架橋脂環式炭化水素の炭素数は5~20が好ましい。架橋脂環式炭化水素の例としては、ノルボルネン、ボルネン、イソボルネン、トリシクロデカン、ジシクロペンタン、ジシクロペンタン、トリシクロペンテン、及びトリシクロペンタン、アダマンチン等が挙げられる。
Lとして採り得る2価の連結基は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、およびこれらの基を組み合わせた基が好ましい。アルキレン基としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基が好ましく、直鎖状又は分岐状のアルキレン基がより好ましく、直鎖状のアルキレン基が特に好ましい。2価の連結基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1がさらに好ましい。
ラジカル重合性基Qとしては、重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基と同義であり、好ましい形態も同じである。
重合性化合物(b)は、下記式(1A)又は(1B)で表される化合物であることも好ましい。
R1は水素原子又はメチルを示す。
式(1A)中のL2は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、およびこれらの基を組み合わせた基を示し、直鎖アルキレン基が好ましい。連結基L2の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1がさらに好ましい。式(1A)中のL2の炭素数が1のアルキレン基である場合、式(1A)の化合物はエポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートである。
式(1B)中のL2は、炭素数1~3の2価の脂肪族炭化水素基を示し、直鎖アルキレン基が好ましい。
式(1A)中のL2は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、およびこれらの基を組み合わせた基を示し、直鎖アルキレン基が好ましい。連結基L2の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1がさらに好ましい。式(1A)中のL2の炭素数が1のアルキレン基である場合、式(1A)の化合物はエポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートである。
式(1B)中のL2は、炭素数1~3の2価の脂肪族炭化水素基を示し、直鎖アルキレン基が好ましい。
重合性化合物(b)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の組成物中において、重合性化合物(b)の含有量は、組成物の全固形分中1.5~50質量%とすることが好ましく、2~45質量%がより好ましく、2.5~40質量%がさらに好ましく、2.5~30質量%がさらに好ましく、2.5~25質量%とすることも好ましい。
<成分(c)>
成分(c)は、1分子中にラジカル重合性基を1つ以上有し、またカチオン重合性基としてオキセタニル基を1つ以上有し、かつエポキシ基を有しない重合性化合物である。成分(c)の重合性化合物(以下、「重合性化合物(c)」と称す。)が有するラジカル重合性基は、上述した重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基と同義であり、好ましい形態も同じである。
成分(c)が有する重合性基はラジカル重合性基とオキセタニル基のみであることが好ましい。
成分(c)は、1分子中にラジカル重合性基を1つ以上有し、またカチオン重合性基としてオキセタニル基を1つ以上有し、かつエポキシ基を有しない重合性化合物である。成分(c)の重合性化合物(以下、「重合性化合物(c)」と称す。)が有するラジカル重合性基は、上述した重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基と同義であり、好ましい形態も同じである。
成分(c)が有する重合性基はラジカル重合性基とオキセタニル基のみであることが好ましい。
本発明の効果をより高いレベルで享受する観点から、重合性化合物(c)が有するラジカル重合性基の数は1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つであることがさらに好ましい。また同様の観点から、重合性化合物(c)が有するオキセタニル基の数は1~3つが好ましく、1つ又は2つがより好ましく、1つであることがさらに好ましい。重合性化合物(c)は、1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基をそれぞれ1つずつ有することが特に好ましい。
重合性化合物(c)の分子量は、より高い硬度を実現する観点からは300以下が好ましく、250以下がより好ましく、210以下がさらに好ましく、200以下が特に好ましい。また、揮発量を抑える観点からは、重合性化合物(c)の分子量は100以上が好ましく、150以上がより好ましい。
一実施形態において、重合性化合物(c)は、下記式(2)で表される化合物が好ましい。
式(2)中、Zはラジカル重合性基を示す。このラジカル重合性基は重合性化合物(a)が有するラジカル重合性基と同義であり、好ましい形態も同じである。
L1は単結合又は2価の連結基を示す。L1として採り得る2価の連結基の好ましい形態は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、ウレタン基、およびこれらの基を組み合わせた基が好ましい。アルキレン基としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基が好ましく、直鎖状又は分岐状のアルキレン基がより好ましく、直鎖状のアルキレン基が特に好ましい。2価の連結基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1がさらに好ましい。
R2は水素原子、アルキル基、アルケニル基、又はアルキニル基である。R2として採り得るアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基は置換基を有してもよい。R2として採り得るアルキル基は炭素数1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。R2として採り得るアルケニル基及びアルキニル基は炭素数2~10が好ましく、2~6がより好ましく、2又は3がさらに好ましい。R2は水素原子又はアルキル基が好ましく、水素原子又はメチルであることが特に好ましい。
L1は単結合又は2価の連結基を示す。L1として採り得る2価の連結基の好ましい形態は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、ウレタン基、およびこれらの基を組み合わせた基が好ましい。アルキレン基としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基が好ましく、直鎖状又は分岐状のアルキレン基がより好ましく、直鎖状のアルキレン基が特に好ましい。2価の連結基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1がさらに好ましい。
R2は水素原子、アルキル基、アルケニル基、又はアルキニル基である。R2として採り得るアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基は置換基を有してもよい。R2として採り得るアルキル基は炭素数1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。R2として採り得るアルケニル基及びアルキニル基は炭素数2~10が好ましく、2~6がより好ましく、2又は3がさらに好ましい。R2は水素原子又はアルキル基が好ましく、水素原子又はメチルであることが特に好ましい。
重合性化合物(c)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の組成物中において、重合性化合物(c)の含有量は、組成物の全固形分中2~60質量%とすることが好ましく、3~55質量%がより好ましく、6~50質量%がさらに好ましく、10~40質量%がさらに好ましく、10~35質量%が特に好ましい。
本発明の組成物において、重合性化合物(b)と(c)の各含有量の比は、質量比で、重合性化合物(b)/重合性化合物(c)=3/1~1/20が好ましく、1/1~1/15がより好ましく、1/1.2~1/12がさらに好ましい。
<成分(d)>
成分(d)は光ラジカル重合開始剤である。光ラジカル重合開始剤としては、光照射により活性種としてラジカルを発生することができるものであれば特に制限はなく、光ラジカル重合開始剤として通常用いられるものを広く適用することができる。
例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、2-ヒロドキシ-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-オン等のアセトフェノン類;1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;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、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4′-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類;等が挙げられる。
成分(d)として用い得る光ラジカル重合開始剤は、通常の方法で合成することができ、市販品を用いることもできる。
成分(d)は光ラジカル重合開始剤である。光ラジカル重合開始剤としては、光照射により活性種としてラジカルを発生することができるものであれば特に制限はなく、光ラジカル重合開始剤として通常用いられるものを広く適用することができる。
例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、2-ヒロドキシ-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-オン等のアセトフェノン類;1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;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、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4′-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類;等が挙げられる。
成分(d)として用い得る光ラジカル重合開始剤は、通常の方法で合成することができ、市販品を用いることもできる。
光ラジカル重合開始剤を用いる場合、光ラジカル重合開始剤に加え、助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4′-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4′-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン等を併用してもよい。
本発明の組成物中、光ラジカル重合開始剤の含有量は、成分(a)~(c)のラジカル重合反応を所望の反応速度で行わせるように適宜調整することができる。例えば、重合性化合物(a)~(c)の合計量100質量部に対し、光ラジカル重合開始剤0.1~20質量部の範囲で用いることができ、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは1~10質量部の範囲で用いる。
<成分(e)>
成分(e)は光カチオン重合開始剤である。光カチオン重合開始剤としては、光照射により活性種としてカチオンを発生することができるものであれば特に制限はなく、光カチオン重合開始剤として通常用いられるものを広く適用することができる。
例えば、公知のスルホニウム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩(例えば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、ジアゾニウム塩、イミニウム塩などを成分(e)として用いることができる。より具体的には、例えば、特開平8-143806号公報段落0050~0053に示されている式(25)~(28)の各式で表される光カチオン重合開始剤、特開平8-283320号公報の段落0020にカチオン重合触媒として例示されているもの等を挙げることができる。
光カチオン重合開始剤は、通常の方法で合成することができ、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、日本曹達社製CI-1370、CI-2064、CI-2397、CI-2624、CI-2639、CI-2734、CI-2758、CI-2823、CI-2855およびCI-5102等、ローディア社製PHOTOINITIATOR2047等、ユニオンカーバイド社製UVI-6974、UVI-6990、サンアプロ社製CPI-100等を挙げることができる。
成分(e)は光カチオン重合開始剤である。光カチオン重合開始剤としては、光照射により活性種としてカチオンを発生することができるものであれば特に制限はなく、光カチオン重合開始剤として通常用いられるものを広く適用することができる。
例えば、公知のスルホニウム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩(例えば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、ジアゾニウム塩、イミニウム塩などを成分(e)として用いることができる。より具体的には、例えば、特開平8-143806号公報段落0050~0053に示されている式(25)~(28)の各式で表される光カチオン重合開始剤、特開平8-283320号公報の段落0020にカチオン重合触媒として例示されているもの等を挙げることができる。
光カチオン重合開始剤は、通常の方法で合成することができ、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、日本曹達社製CI-1370、CI-2064、CI-2397、CI-2624、CI-2639、CI-2734、CI-2758、CI-2823、CI-2855およびCI-5102等、ローディア社製PHOTOINITIATOR2047等、ユニオンカーバイド社製UVI-6974、UVI-6990、サンアプロ社製CPI-100等を挙げることができる。
光カチオン重合開始剤の具体例としては、下記化合物FK-1、FK-2を挙げることもできる。
本発明の組成物中、光カチオン重合開始剤の含有量は、成分(b)及び(c)のカチオン重合反応を所望の反応速度で行わせるように適宜調整することができる。カチオン重合性基を有する重合性化合物(b)及び(c)の合計量100質量部に対し、例えば0.1~30質量部の範囲で用いることができ、好ましくは0.5~20質量部、より好ましくは1~10質量部の範囲で用いる。
<任意成分>
本発明の組成物は、上記成分(a)~(e)で構成されていてもよいが、通常は溶媒を含有する。また、各種の添加剤を含んでもよい。
本発明の組成物は、上記成分(a)~(e)で構成されていてもよいが、通常は溶媒を含有する。また、各種の添加剤を含んでもよい。
(溶媒)
溶媒としては、有機溶媒が好ましく、有機溶媒の一種または二種以上を任意の割合で混合して用いることができる。
有機溶媒の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;トルエン、キシレン等の芳香族類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジアセトンアルコール等が挙げられる。
本発明の組成物中の溶媒量は、組成物の塗布適性等を考慮して適宜調整することができる。例えば、成分(a)~(e)の合計量100質量部に対して、50~500質量部とすることができ、好ましくは80~200質量部とすることが好ましい。
本発明の組成物は、各成分を溶媒中に溶解してなる溶液状であることが好ましい。
溶媒としては、有機溶媒が好ましく、有機溶媒の一種または二種以上を任意の割合で混合して用いることができる。
有機溶媒の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;トルエン、キシレン等の芳香族類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジアセトンアルコール等が挙げられる。
本発明の組成物中の溶媒量は、組成物の塗布適性等を考慮して適宜調整することができる。例えば、成分(a)~(e)の合計量100質量部に対して、50~500質量部とすることができ、好ましくは80~200質量部とすることが好ましい。
本発明の組成物は、各成分を溶媒中に溶解してなる溶液状であることが好ましい。
(添加剤)
本発明の組成物に含まれ得る添加剤としては、この種の組成物に通常添加され得る添加剤が挙げられる。例えば、表面調整剤、レベリング剤、重合禁止剤等を挙げることができる。それらの詳細については、例えば特開2012-229412号公報段落0032~0034を参照できる。また、本発明の組成物中への添加剤の添加量は、本発明の効果を損なわない範囲で、目的に応じて適宜調整される。
本発明の組成物に含まれ得る添加剤としては、この種の組成物に通常添加され得る添加剤が挙げられる。例えば、表面調整剤、レベリング剤、重合禁止剤等を挙げることができる。それらの詳細については、例えば特開2012-229412号公報段落0032~0034を参照できる。また、本発明の組成物中への添加剤の添加量は、本発明の効果を損なわない範囲で、目的に応じて適宜調整される。
<光重合性組成物の調製>
本発明の組成物は、組成物に配合する各成分を同時に、または任意の順序で混合することにより調製することができる。調製方法は特に限定されるものではなく、例えば、攪拌機等を用いて各成分を均質に混合することにより調製することができる。
本発明の組成物は、組成物に配合する各成分を同時に、または任意の順序で混合することにより調製することができる。調製方法は特に限定されるものではなく、例えば、攪拌機等を用いて各成分を均質に混合することにより調製することができる。
[硬化物]
本発明の硬化物は、本発明の組成物を重合させることにより得ることができる。例えば、基材上に本発明の組成物(溶液)を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を必要により乾燥した後、光を照射することにより塗膜中の重合性化合物(a)~(c)に重合反応を生じさせて、基材上に硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物は、衝撃を与えても傷がつきにくく、またカールを生じにくく、またひび割れも生じにくい。さらに高温高湿下における経時的な劣化(白濁等)も効果的に抑制される。このような特性を実現できる理由は定かではないが、次のように推定される。
すなわち、重合性化合物としてラジカル重合性基を複数有する多官能ラジカル重合性化合物を用いた場合、これを重合して三次元網状構造を形成させることにより所望の硬度を実現することができるが、それだけでは硬化収縮が大きくカールを生じ、また脆性を十分に改質することも難しい。本発明では多官能ラジカル重合性化合物に加え、カチオン重合性基として重合開始速度の速いエポキシ基を有する化合物(エポキシ化合物)と、反応成長速度に優れるオキセタニル基を有する化合物(オキセタン化合物)とを併用する。これにより、カチオン重合においては重合率を高め、かつ高分子量化することができ、カチオン重合体とラジカル重合体の鎖間に複雑かつ一定の柔軟性のある絡み合いを生じて硬化物全体としての硬化収縮を抑制でき、脆性も改質できるものと推定される。さらに本発明では、エポキシ化合物とオキセタン化合物の両方がラジカル重合性基も有し、上記の鎖の絡み合いにおいて適度な架橋点が形成され、これが耐湿熱性の向上に効果的に寄与するものと考えられる。
本発明の硬化物は、本発明の組成物を重合させることにより得ることができる。例えば、基材上に本発明の組成物(溶液)を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を必要により乾燥した後、光を照射することにより塗膜中の重合性化合物(a)~(c)に重合反応を生じさせて、基材上に硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物は、衝撃を与えても傷がつきにくく、またカールを生じにくく、またひび割れも生じにくい。さらに高温高湿下における経時的な劣化(白濁等)も効果的に抑制される。このような特性を実現できる理由は定かではないが、次のように推定される。
すなわち、重合性化合物としてラジカル重合性基を複数有する多官能ラジカル重合性化合物を用いた場合、これを重合して三次元網状構造を形成させることにより所望の硬度を実現することができるが、それだけでは硬化収縮が大きくカールを生じ、また脆性を十分に改質することも難しい。本発明では多官能ラジカル重合性化合物に加え、カチオン重合性基として重合開始速度の速いエポキシ基を有する化合物(エポキシ化合物)と、反応成長速度に優れるオキセタニル基を有する化合物(オキセタン化合物)とを併用する。これにより、カチオン重合においては重合率を高め、かつ高分子量化することができ、カチオン重合体とラジカル重合体の鎖間に複雑かつ一定の柔軟性のある絡み合いを生じて硬化物全体としての硬化収縮を抑制でき、脆性も改質できるものと推定される。さらに本発明では、エポキシ化合物とオキセタン化合物の両方がラジカル重合性基も有し、上記の鎖の絡み合いにおいて適度な架橋点が形成され、これが耐湿熱性の向上に効果的に寄与するものと考えられる。
<塗布>
組成物の基材上への塗布は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ダイコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法等の通常の塗布方法を適用することができる。
塗布量は、所望の形状の硬化物を形成可能な量とすればよい。
組成物の基材上への塗布は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ダイコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法等の通常の塗布方法を適用することができる。
塗布量は、所望の形状の硬化物を形成可能な量とすればよい。
<光重合>
組成物に光を照射することにより、重合性化合物(a)~(c)のラジカル重合性基によるラジカル重合反応と、重合性化合物(b)及び(c)のエポキシ基及びオキセタニル基によるカチオン重合反応が進行し、組成物が硬化する。これらの重合反応は、成分(d)及び(e)の光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤の作用により生じる。
照射する光の波長は、用いる重合性化合物及び重合開始剤の種類に応じて決定すればよい。光照射のための光源としては、150~450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、LED等を挙げることができる。また、光照射量は、通常、30~3000mJ/cm2の範囲であり、好ましくは100~1500mJ/cm2の範囲である。光照射の前後の一方または両方において、必要に応じて乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理は、温風の吹き付け、加熱炉内への配置、加熱炉内での搬送等により行うことができる。加熱温度は、溶媒を乾燥除去できる温度に設定すればよく、特に限定されるものではない。ここで加熱温度とは、温風の温度または加熱炉内の雰囲気温度をいうものとする。
組成物に光を照射することにより、重合性化合物(a)~(c)のラジカル重合性基によるラジカル重合反応と、重合性化合物(b)及び(c)のエポキシ基及びオキセタニル基によるカチオン重合反応が進行し、組成物が硬化する。これらの重合反応は、成分(d)及び(e)の光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤の作用により生じる。
照射する光の波長は、用いる重合性化合物及び重合開始剤の種類に応じて決定すればよい。光照射のための光源としては、150~450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、LED等を挙げることができる。また、光照射量は、通常、30~3000mJ/cm2の範囲であり、好ましくは100~1500mJ/cm2の範囲である。光照射の前後の一方または両方において、必要に応じて乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理は、温風の吹き付け、加熱炉内への配置、加熱炉内での搬送等により行うことができる。加熱温度は、溶媒を乾燥除去できる温度に設定すればよく、特に限定されるものではない。ここで加熱温度とは、温風の温度または加熱炉内の雰囲気温度をいうものとする。
[ハードコートフィルム]
本発明のハードコートフィルムは、樹脂基材と、この樹脂基材上に設けられた本発明の硬化物からなるハードコート層とを有する。
このハードコートフィルムは、樹脂基材上に本発明の組成物(溶液)を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を必要により乾燥した後、光を照射することにより塗膜中の重合性化合物(a)~(c)に重合反応を生じさせて、基材上に硬化物であるハードコート層を形成し、得ることができる。
なお、ハードコートフィルムにおいてハードコート層は、通常は、樹脂基材上の全体を覆った形態であるが、目的に応じて樹脂基材上の一部を覆っていない形態とすることもできる。すなわち、本発明において硬化物が「樹脂基材の表面に設けられた」又は「樹脂基材の表面に配された」とは、樹脂基材の表面の少なくとも一部に硬化物が形成されていることを意味する。
本発明のハードコートフィルムは、樹脂基材と、この樹脂基材上に設けられた本発明の硬化物からなるハードコート層とを有する。
このハードコートフィルムは、樹脂基材上に本発明の組成物(溶液)を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を必要により乾燥した後、光を照射することにより塗膜中の重合性化合物(a)~(c)に重合反応を生じさせて、基材上に硬化物であるハードコート層を形成し、得ることができる。
なお、ハードコートフィルムにおいてハードコート層は、通常は、樹脂基材上の全体を覆った形態であるが、目的に応じて樹脂基材上の一部を覆っていない形態とすることもできる。すなわち、本発明において硬化物が「樹脂基材の表面に設けられた」又は「樹脂基材の表面に配された」とは、樹脂基材の表面の少なくとも一部に硬化物が形成されていることを意味する。
<ハードコート層>
ハードコート層の膜厚は、例えば3μm以上であり、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、更に好ましくは20μm以上であり、いっそう好ましくは20μm超であり、よりいっそう好ましくは30μm以上である。ハードコート層が厚いことは、耐傷性向上の観点から好ましいが、通常は厚いほどカールが発生しやすい傾向にある。しかし本発明の組成物を用いてハードコート層を形成した場合には、厚膜であってもカールの発生を効果的に抑制することができる。
ハードコート層を含むハードコートフィルムの薄型化、更にはハードコートフィルムを備えた物品の薄型化の観点からは、ハードコート層が薄いことは好ましい。ハードコート層の膜厚は、好ましくは500μm以下であり、より好ましくは300μm以下であり、更に好ましくは100μm以下であり、いっそう好ましくは80μm以下であり、よりいっそう好ましくは60μm以下である。
ハードコート層は、2種以上の異なる組成の組成物を同時または逐次塗布することにより2層以上(例えば2層~5層程度)の積層構造とすることもできる。この場合、ハードコート層の少なくとも1層を、本発明の組成物を用いて形成する。ハードコート層が2層以上の場合、ハードコート層全体の膜厚が上記好ましい範囲内にあることが好ましい。
ハードコート層の膜厚は、例えば3μm以上であり、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、更に好ましくは20μm以上であり、いっそう好ましくは20μm超であり、よりいっそう好ましくは30μm以上である。ハードコート層が厚いことは、耐傷性向上の観点から好ましいが、通常は厚いほどカールが発生しやすい傾向にある。しかし本発明の組成物を用いてハードコート層を形成した場合には、厚膜であってもカールの発生を効果的に抑制することができる。
ハードコート層を含むハードコートフィルムの薄型化、更にはハードコートフィルムを備えた物品の薄型化の観点からは、ハードコート層が薄いことは好ましい。ハードコート層の膜厚は、好ましくは500μm以下であり、より好ましくは300μm以下であり、更に好ましくは100μm以下であり、いっそう好ましくは80μm以下であり、よりいっそう好ましくは60μm以下である。
ハードコート層は、2種以上の異なる組成の組成物を同時または逐次塗布することにより2層以上(例えば2層~5層程度)の積層構造とすることもできる。この場合、ハードコート層の少なくとも1層を、本発明の組成物を用いて形成する。ハードコート層が2層以上の場合、ハードコート層全体の膜厚が上記好ましい範囲内にあることが好ましい。
<樹脂基材>
上記ハードコートフィルムに用いる樹脂基材は、これのみでは傷がつきやすい傾向があるが、本発明の光重合性組成物に光重合処理を施すことにより形成されたハードコート層を設けることにより、この問題を解決することができる。
上記ハードコートフィルムに用いる樹脂基材は、これのみでは傷がつきやすい傾向があるが、本発明の光重合性組成物に光重合処理を施すことにより形成されたハードコート層を設けることにより、この問題を解決することができる。
樹脂基材としては、通常、フィルム状の樹脂基材を用いる。例えば、単層フィルムまたは2層以上の樹脂フィルムの積層フィルムを用いることができる。そのような樹脂基材は、市販品として入手可能であり、または公知の製膜方法により製造可能である。樹脂フィルムの例としては、例えば、アクリル樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルム、ポリオレフィン樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)フィルム等を挙げることができる。好ましい一態様では、樹脂基材は、アクリル樹脂フィルム(好ましくはポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)フィルム)およびポリカーボネート樹脂フィルムから選ばれる少なくとも一種のフィルムを含む。
樹脂基材が2層以上の樹脂フィルムの場合、フィルムの積層数は、例えば2層または3層とすることができる。
樹脂基材の厚さ(複層の場合は樹脂基材全体の厚さ)は、15~800μmであることが好ましく、20~500μmであることがより好ましく、200~500μmであることが更に好ましい。樹脂基材の表面には、任意に、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。
樹脂基材が2層以上の樹脂フィルムの場合、フィルムの積層数は、例えば2層または3層とすることができる。
樹脂基材の厚さ(複層の場合は樹脂基材全体の厚さ)は、15~800μmであることが好ましく、20~500μmであることがより好ましく、200~500μmであることが更に好ましい。樹脂基材の表面には、任意に、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。
<その他の層>
本発明のハードコートフィルムは、樹脂基材とハードコート層とから構成されていてもよく、樹脂基材とハードコート層に加え、さらに別の層を有してもよい。この「別の層」としては、例えば、易接着剤層、反射防止層(一層以上の高屈折率層と一層以上の低屈折率層の積層フィルム)等を挙げることができる。それらについては、例えば特許第5048304号段落0069~0091等を参照できる。また加飾層を設けてもよい。
本発明のハードコートフィルムは、樹脂基材とハードコート層とから構成されていてもよく、樹脂基材とハードコート層に加え、さらに別の層を有してもよい。この「別の層」としては、例えば、易接着剤層、反射防止層(一層以上の高屈折率層と一層以上の低屈折率層の積層フィルム)等を挙げることができる。それらについては、例えば特許第5048304号段落0069~0091等を参照できる。また加飾層を設けてもよい。
[物品]
本発明の物品は、本発明のハードコートフィルムを備える。物品としては、家電業界、電気電子業界、自動車業界、住宅業界をはじめとする様々な産業界において耐傷性等を向上することが求められる各種物品を挙げることができる。一例としては、タッチセンサ、タッチパネル、液晶表示装置等の画像表示装置等を挙げることができる。
本発明の物品は、本発明のハードコートフィルムを備える。物品としては、家電業界、電気電子業界、自動車業界、住宅業界をはじめとする様々な産業界において耐傷性等を向上することが求められる各種物品を挙げることができる。一例としては、タッチセンサ、タッチパネル、液晶表示装置等の画像表示装置等を挙げることができる。
本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
[調製例] 光重合性組成物の調製
メチルエチルケトン25質量部とメチルイソブチルケトン75質量部からなる混合溶媒中に、下表に示す重合性化合物を下表に示す質量部で配合し、攪拌機(スターラー)にて20分間撹拌した。そこに、光ラジカル重合開始剤(商品名:Irg127、BASF社製)を4質量部、光カチオン重合性化合物(商品名:CPI-100P、サンアプロ社製)を1質量部配合し、さらに5分間撹拌した。得られた混合液を、平均孔径5μmのフィルターを通してろ過し、溶液状の光重合性組成物(ハードコート層塗工液)を得た。
メチルエチルケトン25質量部とメチルイソブチルケトン75質量部からなる混合溶媒中に、下表に示す重合性化合物を下表に示す質量部で配合し、攪拌機(スターラー)にて20分間撹拌した。そこに、光ラジカル重合開始剤(商品名:Irg127、BASF社製)を4質量部、光カチオン重合性化合物(商品名:CPI-100P、サンアプロ社製)を1質量部配合し、さらに5分間撹拌した。得られた混合液を、平均孔径5μmのフィルターを通してろ過し、溶液状の光重合性組成物(ハードコート層塗工液)を得た。
[作製例] ハードコートフィルムの作製
厚さ約300μmの樹脂基材フィルム(住化アクリル販売社製テクノロイC-101;PMMAフィルム/ポリカーボネートフィルム/PMMAフィルムがこの順に積層された三層構造)上に上記ハードコート層塗工液をワイヤーバー#48を用いて、硬化後の膜厚が下表に示す膜厚となるように塗布した。塗布後、塗膜に60℃の温風を1分間吹き付け乾燥させた。次いで、高圧水銀灯ランプを1灯用いて、塗膜表面から18cmの高さから、積算照射量が600mJ/cm2となるよう紫外線を照射し、塗膜を硬化(光重合)させた。こうして、樹脂基材フィルム上にハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。
厚さ約300μmの樹脂基材フィルム(住化アクリル販売社製テクノロイC-101;PMMAフィルム/ポリカーボネートフィルム/PMMAフィルムがこの順に積層された三層構造)上に上記ハードコート層塗工液をワイヤーバー#48を用いて、硬化後の膜厚が下表に示す膜厚となるように塗布した。塗布後、塗膜に60℃の温風を1分間吹き付け乾燥させた。次いで、高圧水銀灯ランプを1灯用いて、塗膜表面から18cmの高さから、積算照射量が600mJ/cm2となるよう紫外線を照射し、塗膜を硬化(光重合)させた。こうして、樹脂基材フィルム上にハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。
[試験例1] 耐傷性の評価(鉛筆硬度試験)
耐傷性の指標としてJIS K5400に記載の鉛筆硬度評価を行った。
具体的には、上記作製例で得たハードコートフィルムを温度25℃、相対湿度60%の環境下で2時間調湿した後、JIS S6006に規定されている7Hの試験用鉛筆を用いて、ハードコート層表面の異なる5箇所(n=5)について、荷重を1kgとして、JIS K5400に記載の鉛筆硬度試験を実施した。試験結果に基づき、下記評価基準により耐傷性を目視にて評価した。
A:5箇所すべてにおいて傷が全く認められない。
B:5箇所のうち1又は2箇所において傷が認められる。
C:5箇所のうち3箇所以上において傷が認められる。
結果を下表に示す。
耐傷性の指標としてJIS K5400に記載の鉛筆硬度評価を行った。
具体的には、上記作製例で得たハードコートフィルムを温度25℃、相対湿度60%の環境下で2時間調湿した後、JIS S6006に規定されている7Hの試験用鉛筆を用いて、ハードコート層表面の異なる5箇所(n=5)について、荷重を1kgとして、JIS K5400に記載の鉛筆硬度試験を実施した。試験結果に基づき、下記評価基準により耐傷性を目視にて評価した。
A:5箇所すべてにおいて傷が全く認められない。
B:5箇所のうち1又は2箇所において傷が認められる。
C:5箇所のうち3箇所以上において傷が認められる。
結果を下表に示す。
[試験例2] カール度の評価
上記作製例と同様にして得たハードコートフィルムから、作製直後(1時間以内)に10cm×10cmのサイズの試料を切り取り、4隅が浮き上がっている面を上向きにして、水平な机上に配置した。4隅のそれぞれにおいて机面からの浮き上がり距離を定規で測定し、4隅の浮き上がり距離の平均値を算出した。算出した平均値に基づき、下記評価基準によりカール度を評価した。
A:0mm以上2mm未満
B:2mm以上5mm未満
C:5mm以上10mm未満
D:10mm以上
結果を下表に示す。
上記作製例と同様にして得たハードコートフィルムから、作製直後(1時間以内)に10cm×10cmのサイズの試料を切り取り、4隅が浮き上がっている面を上向きにして、水平な机上に配置した。4隅のそれぞれにおいて机面からの浮き上がり距離を定規で測定し、4隅の浮き上がり距離の平均値を算出した。算出した平均値に基づき、下記評価基準によりカール度を評価した。
A:0mm以上2mm未満
B:2mm以上5mm未満
C:5mm以上10mm未満
D:10mm以上
結果を下表に示す。
[試験例3] 脆性の評価
脆性は、JIS-K-5600-5-1(1999)に記載の塗料一般試験方法-耐屈曲性(円筒形マンドレル法)に準じ、下記の方法で評価した。
上記作製例と同様にして得たハードコートフィルムから、40mm×200mmのサイズの試料を切り取り、直径(Φ)32、40、50、55、60、70、75、90、105mmのマンドレルにそれぞれ巻き付けて、クラックの発生状況を観察し、クラックが発生した最大のマンドレルの直径を下記評価基準に当てはめ、脆性を評価した。マンドレルの直径が大きい条件でクラックが発生している程、耐性が弱いことを示す。
A:32mm、40mm又は50mm
B:55mm又は60mm
C:70mm又は75mm
D:90mm又は105mm
結果を下表に示す。
脆性は、JIS-K-5600-5-1(1999)に記載の塗料一般試験方法-耐屈曲性(円筒形マンドレル法)に準じ、下記の方法で評価した。
上記作製例と同様にして得たハードコートフィルムから、40mm×200mmのサイズの試料を切り取り、直径(Φ)32、40、50、55、60、70、75、90、105mmのマンドレルにそれぞれ巻き付けて、クラックの発生状況を観察し、クラックが発生した最大のマンドレルの直径を下記評価基準に当てはめ、脆性を評価した。マンドレルの直径が大きい条件でクラックが発生している程、耐性が弱いことを示す。
A:32mm、40mm又は50mm
B:55mm又は60mm
C:70mm又は75mm
D:90mm又は105mm
結果を下表に示す。
[試験例4] 耐湿熱性の評価
上記作製例と同様にして得たハードコートフィルムを温度60℃、相対湿度90%の環境下で1000時間放置し、その後、温度25℃、相対湿度60%の環境下で2時間調湿し、外観を評価した。
A:外観に変化が認められない。
B:フィルムにわずかな白濁が認められる。
C:フィルムが明らかに白濁する。
結果を下表に示す。
上記作製例と同様にして得たハードコートフィルムを温度60℃、相対湿度90%の環境下で1000時間放置し、その後、温度25℃、相対湿度60%の環境下で2時間調湿し、外観を評価した。
A:外観に変化が認められない。
B:フィルムにわずかな白濁が認められる。
C:フィルムが明らかに白濁する。
結果を下表に示す。
下表に示す重合性化合物の種類(符号)は、上述した例示化合物の符号に対応する。また、IH-1、IH-2、IIH-1及びIIH-2は後記の通りであり、IIH-2は、ビニルエーテル基(カチオン重合性基)を有する重合性化合物である。
上記表に示されるように、光重合性化合物として重合性化合物(a)のみを含有する光重合性組成物を用いてハードコート層を形成した場合、得られるハードコートフィルムは、カールを生じやすく、脆く、また高温高湿環境の保存において白濁を生じる結果となった(比較例1)。
また、重合性化合物として重合性化合物(a)と重合性化合物(b)を含有させても、重合性化合物(c)を含有させないと、この光重合性組成物を用いて形成したハードコート層は、カールを生じやすく、脆く、また高温高湿環境の保存において白濁を生じる結果となった。重合性化合物として重合性化合物(a)と重合性化合物(c)を含有させ、重合性化合物(b)を含有させない場合も同様の傾向が認められた(比較例2~4)。
また、重合性化合物として重合性化合物(a)とともにエポキシ基を有する化合物とオキセタニル基を有する化合物を併用した場合でも、エポキシ基を有する化合物とオキセタニル基を有する化合物の少なくも一方がラジカル重合性基を有しない場合には、耐傷性、カール度及び脆性の少なくともいずれかの評価結果に劣り、また耐湿熱性にも劣る結果となった(比較例5~8)。
これに対し、重合性化合物として重合性化合物(a)、重合性化合物(b)及び重合性化合物(c)のすべてを含有する本発明の光重合性組成物を用いて作製したハードコートフィルムは、傷が生じにくく、カールしにくく、ひび割れも生じにくく、さらに、高温高湿環境下においても長期に亘り白濁を生じなかった(実施例1~11)。
また、重合性化合物として重合性化合物(a)と重合性化合物(b)を含有させても、重合性化合物(c)を含有させないと、この光重合性組成物を用いて形成したハードコート層は、カールを生じやすく、脆く、また高温高湿環境の保存において白濁を生じる結果となった。重合性化合物として重合性化合物(a)と重合性化合物(c)を含有させ、重合性化合物(b)を含有させない場合も同様の傾向が認められた(比較例2~4)。
また、重合性化合物として重合性化合物(a)とともにエポキシ基を有する化合物とオキセタニル基を有する化合物を併用した場合でも、エポキシ基を有する化合物とオキセタニル基を有する化合物の少なくも一方がラジカル重合性基を有しない場合には、耐傷性、カール度及び脆性の少なくともいずれかの評価結果に劣り、また耐湿熱性にも劣る結果となった(比較例5~8)。
これに対し、重合性化合物として重合性化合物(a)、重合性化合物(b)及び重合性化合物(c)のすべてを含有する本発明の光重合性組成物を用いて作製したハードコートフィルムは、傷が生じにくく、カールしにくく、ひび割れも生じにくく、さらに、高温高湿環境下においても長期に亘り白濁を生じなかった(実施例1~11)。
Claims (9)
- 下記(a)~(e)を含有する光重合性組成物:
(a)1分子中にラジカル重合性基を2つ以上有しラジカル重合性基以外の重合性基を有しない重合性化合物、
(b)1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基とを有し、オキセタニル基を有しない重合性化合物、
(c)1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基とを有し、エポキシ基を有しない重合性化合物、
(d)光ラジカル重合開始剤、及び
(e)光カチオン重合開始剤。 - 前記成分(b)が、1分子中にラジカル重合性基とエポキシ基をそれぞれ1つずつ有する、請求項1記載の光重合性組成物。
- 前記成分(c)が、1分子中にラジカル重合性基とオキセタニル基をそれぞれ1つずつ有する、請求項1又は2記載の光重合性組成物。
- 前記成分(b)及び(c)の各重合性化合物の分子量が300以下である、請求項1~3のいずれか1項記載の光重合性組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項記載の光重合性組成物を重合してなる硬化物。
- 樹脂基材と、該樹脂基材の表面に配された、請求項5記載の硬化物からなるハードコート層とを有するハードコートフィルム。
- 樹脂基材の表面に請求項1~4のいずれか1項記載の光重合性組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を光照射して重合することによりハードコート層を形成することを含む、ハードコートフィルムの製造方法。
- 請求項6記載のハードコートフィルムを備えた物品。
- 前記ハードコートフィルムを表面保護フィルムとして備える請求項8記載の物品。
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