CN107189642B - 光固化性树脂组合物、固化覆膜、带覆膜的基材及其制造方法、及针对基材的防雾处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种即使在高湿度环境下也能够稳定地发挥相对较高的硬度与防雾性能的光固化性树脂组合物、固化覆膜、带覆膜的基材及其制造方法、及针对基材的防雾处理方法。提供如下光固化性树脂组合物以及其相关技术,含有:环氧烷改性化合物(A),其具有光聚合性不饱和基,并且相对于一个该光聚合性不饱和基具有两个以上的环氧烷改性部位;至少一种化合物(B),其从重均分子量为3,000以下的硅类化合物(b1)以及重均分子量为3,000以下的氟类化合物(b2)中选择;以及光聚合引发剂(C),相对于环氧烷改性化合物(A)的固体成分100重量份,化合物(B)的固体成分的含量为0.1~25重量份。
Description
技术领域
本发明涉及光固化性树脂组合物、固化覆膜、带覆膜的基材及其制造方法、以及针对基材的防雾处理方法。
背景技术
以往以来,对于作为透明材料而使用的塑料、无机玻璃,进行在基材上利用光固化性树脂组合物形成具有亲水性的涂膜(后述也称作固化覆膜。)这一防雾处理(例如专利文献1~4)。该塑料、无机玻璃在表面的温度为结露点以下的情况下,会导致表面产生雾、透明性受损。为了防止这一点,进行对表面赋予亲水性从而难以形成水滴的防雾处理。
在进行该防雾处理时,广泛使用了在基材的主表面设置具有防雾性的涂料组合物这一方法。关于具有该防雾性的涂料组合物,以往以来提出了各种方案。其中,能够通过紫外线等光照射而固化的光固化性树脂组合物在施工性、涂装作业效率的方面较为优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开第2003-12743号公报
专利文献2:WO2007/064003号小册子
专利文献3:日本专利申请公开第2014-80471号公报
专利文献4:日本专利申请公开第2007-277537号公报。
发明内容
根据本发明人的调查可知,在现有的技术中,在高湿度环境下的防雾性能中,还存在应改进的方面。若单纯地考虑,希望进一步提高防雾性能的话,则对成为固化覆膜的基础的光固化性树脂组合物增加防雾用的添加剂的量就应足矣。然而,若单纯地增加添加剂的量,则担心这会产生固化覆膜的硬度降低、固化覆膜产生变质而在高湿度环境下泛白这样的问题。因此,本发明人们得出了需要创造出除单纯地增加添加剂的量以外的方法这一见解。
本发明的目的在于,提供一种即使在高湿度环境下也能够稳定地发挥相对较高的硬度与防雾性能的光固化性树脂组合物以及其相关技术。
本发明人深刻研究了上述课题,重复进行了选择并组合构成光固化性树脂组合物的各种化合物的实验,结果得到如下见解:通过设置对于具有光聚合性不饱和基的环氧烷改性化合物(A)积极地混合以往认为比较具有疏水性的硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)、只是不管是硅类化合物还是氟类化合物都使重均分子量为3,000以下这样的条件(进一步非常优选的是环氧烷(AO)改性部位的数量、各成分的含量的条件、后述的其他树脂成分(D)的含有),能够解决上述课题。
基于以上的见解完成的方式如以下所述。
根据本发明的第一方式,提供一种光固化性树脂组合物,其特征在于,含有:环氧烷改性化合物(A),其具有光聚合性不饱和基,并且相对于一个该光聚合性不饱和基具有两个以上的环氧烷改性部位;至少一种化合物(B),其从重均分子量为3,000以下的硅类化合物(b1)以及重均分子量为3,000以下的氟类化合物(b2)中选择;以及光聚合引发剂(C),相对于上述环氧烷改性化合物(A)的固体成分100重量份,上述化合物(B)的固体成分的含量为0.1~25重量份。
根据本发明的第二方式,提供根据第一方式的光固化性树脂组合物,其特征在于,具有光聚合性不饱和基的上述环氧烷改性化合物(A)是环氧乙烷改性化合物。
根据本发明的第三方式,提供根据第一或者第二方式的光固化性树脂组合物,其特征在于,具有光聚合性不饱和基的上述环氧烷改性化合物(A)是从乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯以及乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中选择的至少一种环氧烷改性化合物。
根据本发明的第四方式,提供根据第一至第三中任一方式的光固化性树脂组合物,其特征在于,上述硅类化合物(b1)是聚醚改性硅类化合物。
根据本发明的第五方式,提供根据第一至第四中任一方式的光固化性树脂组合物,其特征在于,上述氟类化合物(b2)是聚醚改性氟类化合物。
根据本发明的第六方式,提供根据第一方式的光固化性树脂组合物,其特征在于,具有光聚合性不饱和基的上述环氧烷改性化合物(A)是从乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯以及乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯选择出的至少一种化合物,上述硅类化合物(b1)是聚醚改性硅类化合物,上述氟类化合物(b2)是聚醚改性氟类化合物。
根据本发明的第七方式,提供根据第一至第六中任一方式的光固化性树脂组合物,其特征在于,还含有与具有光聚合性不饱和基的上述环氧烷改性化合物(A)不同的、具有光聚合性不饱和基的树脂成分(D)。
根据本发明的第八方式,提供一种固化覆膜,其特征在于,由第一至第七中任一方式的光固化性树脂组合物构成。
根据本发明的第九方式,提供根据第八方式的固化覆膜,其特征在于,纯水的水滴相对于上述固化覆膜的接触角为20°以下。
根据本发明的第十方式,提供根据第八或者第九方式的固化覆膜,其特征在于,以JIS K 5600为基准的铅笔硬度是H以上。
根据本发明的第十一方式,提供一种带覆膜的基材,其特征在于,在基材上具备第八至第十中任一方式的固化覆膜。
根据本发明的第十二方式,提供一种带覆膜的基材的制造方法,其特征在于,具有如下工序:涂覆工序,将第一至第七中任一方式的光固化性树脂组合物涂覆于基材的至少一个面;以及固化工序,在上述涂覆工序之后,通过光照射使上述光固化性树脂组合物固化,形成固化覆膜。
根据本发明的第十三方式,提供一种针对基材的防雾处理方法,其特征在于,具有如下工序:涂覆工序,将第一至第七中任一方式的光固化性树脂组合物涂覆于基材的至少一个面;以及固化工序,在上述涂覆工序之后,通过光照射使上述光固化性树脂组合物固化,形成固化覆膜。
根据本发明,能够提供一种即使在高湿度环境下也能够稳定地发挥相对较高的硬度与防雾性能的光固化性树脂组合物以及其相关技术。
具体实施方式
以下,按照以下的顺序对本发明的一实施方式进行说明。
1.光固化性树脂组合物
2.带覆膜的基材的制造方法(防雾处理方法)
3.本实施方式的效果
此外,一般来说,为了使固化覆膜的主表面发挥防雾性,很大程度上与该主表面的亲水性有关。另一方面,在本发明中,在对重均分子量设置条件的同时,也积极地混合了以往认为比较具有疏水性的硅类化合物、氟类化合物。另一方面,如后述的实施例的项目所示,在本发明的一实施例中,固化覆膜的主表面(以下,简称为固化覆膜或者覆膜。)不仅当然具有防雾性,也具备水滴的接触角这一意思下的亲水性。因此,至少在本实施方式中,为了方便说明而在包含该亲水性的基础上通称为防雾性。
此外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯,“(甲基)丙烯酸基”表示丙烯酸基以及甲基丙烯酸基,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基以及甲基丙烯酰基。
此外,光聚合性不饱和基的意思是通过光参与聚合反应的不饱和基,“光”的意思是激活光或者放射线,例如是包含可见光线、紫外线、远紫外线、电子射线、X射线等的意思。
此外,在本说明书中,硅“类”、氟“类”指的是在一个分子单位中包含硅(Si)、氟(F)的化合物。
此外,在本说明书中,“~”指的是规定的值以上并且规定的值以下。
〈1.光固化性树脂组合物〉
本实施方式的光固化性树脂组合物主要含有(混合)以下物质。
·具有光聚合性不饱和基的环氧烷改性化合物(A)
·从重均分子量为3,000以下的硅类化合物(b1)以及重均分子量为3,000以下的氟类化合物(b2)中选择的至少一种化合物(B)
·光聚合引发剂(C)
以下,对构成本实施方式的光固化性树脂组合物的各成分进行叙述。
环氧烷改性化合物(A)
具有光聚合性不饱和基的环氧烷改性化合物(A)(以下,也称作成分(A)。)是具有通过光照射而固化的光聚合性不饱和基和具有亲水性的环氧烷(AO)改性部位的化合物。成分(A)在将光固化性树脂组合物用作涂料时主要作为粘合剂发挥作用,也可以是低聚物、树脂。
作为成分(A)的光聚合性不饱和基,不被特别限定,可列举(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基等,但如后述的实施例所示那样,出于光固化性树脂组合物的固化性的观点,优选的是使用二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等所具有的丙烯酰氧基以及/或者丙烯酰基。
此外,成分(A)的光聚合性不饱和基的数量虽然不被特别限制,但是出于固化覆膜的硬度的观点,在成分(A)的一个分子(一个单位)中优选的是两个以上,更优选的是三个以上。
作为成分(A)的改性部位,具体而言,可列举环氧乙烷(EO)改性部位、环氧丙烷(PO)改性部位、将它们组合而得的物质等。此外,之前也叙述到,在本发明中,通过积极地混合以往认为比较具有疏水性的化合物(B)(即硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)),从而发挥防雾性。此时,通过采用提高了亲水性的AO改性(特别是EO改性)作为成分(A),从而与认为比较具有疏水性的化合物(B)相组合,如后述的实施例所示那样显著地发挥防雾性。
此外,关于成分(A)的改性部位的数量,出于固化覆膜的防雾性的观点,在成分(A)的一个分子中相对于每一个光聚合性不饱和基,非常优选的是两个以上,更优选的是三个以上。此外,关于上限,只要根据所要求的固化覆膜的硬度来设定即可,但例如是10个以下、优选的是5个以下较好。
这里,作为每一个光聚合性不饱和基的个数,示出了AO改性部位,但也可以作为每一摩尔光聚合性不饱和基的摩尔数进行显示。例如,相对于1摩尔光聚合性不饱和基,上述的改性部位非常优选的是2摩尔以上,其他范围也是相同的。
作为这种成分(A)的例子,可列举聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(以下,将二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯称作DPHA。)、丙氧基化DPHA、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(以下,将三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯称作TMPTA。)、丙氧基化TMPTA、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯等。
在这些化合物之中,出于固化覆膜的强度、附着性等的观点,优选的是具有三个以上光聚合性不饱和基的乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化DPHA、丙氧基化DPHA、乙氧基化TMPTA、丙氧基化TMPTA,更优选的是乙氧基化DPHA、乙氧基化TMPTA。
此外,具有AO改性部位的低聚物、树脂也能够作为成分(A)来使用。作为这种低聚物、树脂,例如可列举具有AO改性部位的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯以及环氧(甲基)丙烯酸酯等的低聚物、树脂。这样的低聚物、树脂除了可通过将上述列举的EO加成化合物以及/或者PO加成化合物聚合而获得之外,还能够通过在氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯以及环氧(甲基)丙烯酸酯等的低聚物、树脂中加成聚合上述列举的那种EO加成化合物以及/或者PO加成化合物而获得。此外,除了具有将上述列举的EO加成化合物以及/或者PO加成化合物以外的AO加成化合物聚合而获得的AO改性部位的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯以及环氧(甲基)丙烯酸酯等的低聚物、树脂之外,也可以是在氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯以及环氧(甲基)丙烯酸酯等的低聚物、树脂中加成聚合除上述列举的EO加成化合物以及/或者PO加成化合物以外的AO加成化合物而获得的物质。
此外,在这些低聚物、树脂之中,出于固化覆膜的强度、附着性等的观点,优选的是EO改性氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯。作为这样的EO改性氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯,例如可列举由多异氰酸酯、多元醇以及羟基(甲基)丙烯酸酯构成的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、并且其上述反应物中的至少一种具有EO改性部位,或者由具有(甲基)丙烯酸酯基的异氰酸酯以及多元醇构成的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、并且其上述反应物中的至少一种具有EO改性部位。
此外,这样的成分(A)优选的是玻璃化转变温度(Tg)为-60℃~60℃的物质,更优选的是-60℃~30℃。玻璃化转变温度能够通过差示扫描热量测定装置(DSC)来测定。
这些成分(A)既可以单独使用一种,也可以同时采用两种以上。
化合物(B)
本实施方式的化合物(B)是从重均分子量为3,000以下的硅类化合物(b1)以及重均分子量为3,000以下的氟类化合物(b2)中选择的至少一种化合物。此外,只要是这种化合物即可,没有特别限定,也可以采用低聚物、树脂。
也如之前叙述那样,在本发明中,积极地混合以往认为比较具有疏水性的硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)。但是,此时,在本实施方式中,设置关于重均分子量的条件。具体而言,使硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)为作为较低分子量的重均分子量(Mw)3,000以下。如后述的实施例的项目所示,Mw是否为3,000以下,会导致防雾性的发挥程度产生较大的差异。通过该条件,即使是作为组成比较具有疏水性的化合物(B),也能够在以某种抑制程度疏水性的同时,通过与上述的环氧烷改性化合物即成分(A)的组合,发挥显著的防雾性(还有亲水性)。
以下,对作为化合物(B)的硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)进行说明。以下,也将化合物(B)的称作成分(B),同样,也将硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)简称为成分(b1)、成分(b2)。
硅类化合物(b1)
作为成分(b1),只要Mw为3,000以下即可,没有特别限定,也可以使用公知的流平剂。作为成分(b1),例如可列举聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基氢化二烯硅氧烷(polymethylhydrodiene siloxane)、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚甲基苯基硅氧烷、聚醚改性聚甲基氢化二烯硅氧烷等。
此外,如后述的实施例的项目所示,成分(b1)优选的是具有聚醚构造的化合物即聚醚改性硅类化合物,优选在分子内具有聚氧化亚烷基。作为聚氧化亚烷基,可列举聚氧乙烯基、聚氧丙烯基,更优选的是聚氧乙烯基。
作为成分(b1)的市售品,例如可列举“BYK-345”(聚醚改性硅氧烷,Mw:1,500)、“BYK-347”(聚醚改性硅氧烷,Mw:1,000)、“BYK-349”(聚醚改性硅氧烷,Mw:1,500)(全部是BYK-CHEMIE JAPAN公司制)等。
关于成分(b1)的固体成分的配合量,出于固化覆膜的亲水性、硬度的观点,相对于环氧烷改性化合物(A)的固体成分100重量份,非常优选的是0.1~25重量份,更优选的是0.1~15重量份,进一步优选的是0.5~10重量份。
此外,在对光固化性树脂组合物的固体成分100重量份进行了换算的情况下,成分(b1)的固体成分的配合量非常优选的是0.05~15重量份,更优选的是0.05~10重量份,进一步优选的是0.1~5重量份。
氟类化合物(b2)
作为成分(b2),也是只要Mw3,000以下即可,没有特别限定,也可以使用公知的流平剂。作为成分(b2),例如可列举全氟烯基聚氧乙烯醚、全氟烯基羧酸盐、全氟烯基磺酸盐、全氟烯基磷酸酯、全氟烯基甜菜碱等在主锁或者侧锁上具有全氟烯基的氟类流平剂;全氟烷基聚氧乙烯醚、全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、全氟烷基磷酸酯、全氟烷基甜菜碱等在主锁或者侧锁上具有全氟烷基的氟类流平剂等。
此外,如后述的实施例的项目所示,成分(b1)优选的是具有聚醚构造的化合物即聚醚改性氟类化合物,优选在主锁或者侧锁具有全氟烯基。
而且,优选的是在分子内具有聚氧化亚烷基。作为聚氧化亚烷基,可列举聚氧乙烯基、聚氧丙烯基,更优选的是聚氧乙烯基。
作为成分(b2)的市售品,例如可列举“Ftergent250”(全氟烯基聚氧乙烯醚,Mw:1,800,平均EO摩尔数:22)、“Ftergent251”(全氟烯基聚氧乙烯醚,Mw:1,500,平均EO摩尔数:8)、“Ftergent212M”(全氟烯基聚氧乙烯醚,Mw:1,500,平均EO摩尔数:12)、“Ftergent215M”(全氟烯基聚氧乙烯醚,Mw:1,500,平均EO摩尔数:15)(全部是Neos公司制)等。
此外,这里所说的平均EO摩尔数指的是相对于各化合物1摩尔加成的EO的平均摩尔数。
关于成分(b2)的固体成分的配合量,出于固化覆膜的亲水性·硬度的观点,相对于环氧烷改性化合物(A)的固体成分100重量份,非常优选的是0.1~25重量份,更优选的是0.1~15重量份,进一步优选的是0.5~10重量份。
此外,在对光固化性树脂组合物的固体成分100重量份进行了换算的情况下,成分(b1)的固体成分的配合量非常优选的是0.05~15重量份,更优选的是0.05~10重量份,进一步优选的是0.1~5重量份。
此外,上述的成分(B)既可以单独地使用一种,也可以同时采用两种以上。在同时采用两种以上的情况下,具有选择两种以上(b1)的情况、选择两种以上(b2)的情况、分别选择一种以上(b1)以及(b2)而设为两种以上的情况,哪种情况都可以。
此外,在分别选择一种以上成分(b1)以及成分(b2)而设为两种以上时,关于(b1)以及(b2)的合计的固体成分的配合量,出于固化覆膜的亲水性、硬度的观点,相对于环氧烷改性化合物(A)的固体成分100重量份,非常优选的是0.1~25重量份,更优选的是0.1~15重量份,进一步优选的是0.5~10重量份。
此外,在对光固化性树脂组合物的固体成分100重量份进行了换算的情况下,成分(b1)以及(b2)的合计的固体成分的配合量非常优选的是0.05~15重量份,更优选的是0.05~10重量份,进一步优选的是0.1~5重量份。
光聚合引发剂(C)
本实施方式的光聚合引发剂(C)(以下,称作成分(C)。)通过光照射产生自由基或者阳离子,使具有光聚合性不饱和基的成分(A)以及任意使用的后述的其他的树脂成分(D)固化。成分(C)不被特别限定,能够使用公知的物质,例如能够使用苯偶姻类光聚合引发剂、苯乙酮类光聚合引发剂、二苯甲酮系光聚合引发剂、噻吨酮类光聚合引发剂等。
作为苯偶姻类光聚合引发剂,可列举苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚,苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚等。
作为苯乙酮类光聚合引发剂,可列举苯偶酰二甲基缩酮(别名,2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)、二乙氧基苯乙酮、4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基-二氯苯乙酮、4-叔丁基-三氯苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)-苯基(2-羟基-2-丙基)甲酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮等。
作为二苯甲酮类光聚合引发剂,可列举二苯甲酮、苯甲酰安息香酸、苯甲酰基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫化物、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等。
作为噻吨酮类光聚合引发剂,可列举噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮(IPTX)、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮(DETX)、2,4-二异丙基噻吨酮(IPTX)等。
此外,上述的成分(C)既可以单独使用一种,也可以同时采用两种以上。
关于成分(C)的配合量,相对于光固化性树脂组合物的固体成分100重量份,优选的是0.1~10重量份,更优选的是3~6重量份。只要配合量在该范围内,就能够将使光固化性树脂组合物固化时的速度(固化速度)保持为适度的大小。
其他树脂成分(D)
除了上述的成分(A)~(C)之外,也可以新含有其他树脂成分(D)(以下,称作成分(D)。)。此时,含有与具有光聚合性不饱和基的环氧烷改性化合物(A)不同的、具有光聚合性不饱和基的成分(D),在使光聚合的程度增大、进而使固化覆膜的强度提高这一点是优选的。
成分(D)不被特别限定,但例如可列举氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯等将具有光聚合性不饱和基的单体聚合而得的树脂,优选的是氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯树脂。
此外,成分(D)的光聚合性不饱和基的数量虽然不被特别限制,但是出于固化覆膜的硬度的观点,优选的是在成分(D)的一个分子中是两个以上,更优选的是三个以上(作为一个例子,是氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯低聚物)。
关于成分(D)的配合量,出于固化覆膜的亲水性、防雾性、硬度、附着性的平衡的观点,相对于光固化性树脂组合物的固体成分100重量份,优选的是0~80重量份,更优选的是5~70重量份。
此外,这种成分(D)的玻璃化转变温度(Tg)优选的是80℃以上,更优选的是220℃以上,进一步优选的是300℃以上。玻璃化转变温度能够通过差示扫描热量测定装置(DSC)来测定。
这些成分(D)既可以单独使用一种,也可以同时采用两种以上。
其他成分(E)
在本实施方式中,也可以根据需要而含有除上述成分以外的其他添加剂。作为其他添加剂,出于将粘度调整为规定范围的观点,可以含有有机溶剂,作为有机溶剂,能够使用以往公知的物质。例如可列举芳香族烃类(例:二甲苯、甲苯等),酮类(例:甲基异丁基酮、甲基乙基酮、环己酮等)、酯类(例:乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯等)、醇类(例:异丙醇、丁醇等)、二醇醚类(例:丙二醇单甲醚等)等各种有机溶剂。这些有机溶剂既可以单独使用一种,也可以同时采用两种以上。
此外,作为其他添加剂,能够在不有损于本发明的目的范围内配合阻聚剂、非反应性稀释剂、消光剂、消泡剂、防沉降剂、流平剂、分散剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等。但是,若设想对护目镜、前灯赋予防雾性这一用途,则不含有规定的添加剂(例如锂盐等的防带电剂)的话,在排除了涂料的稳定性降低、防雾性降低的隐患的旨意下也是优选的。
此外,也可以以固化覆膜的硬度提高以及收缩的抑制为目的而含有无机微粒。作为无机微粒,例如可列举二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、氧化铁、氧化钛、氧化铟、氧化锆、氧化钒、氧化铈、氧化锑、掺铟氧化锡等的微粒。在这些无机微粒之中,也是处于固化覆膜的硬度提高与较高地保持透明性的观点,优选的是二氧化硅,更优选的是胶体二氧化硅。
无机微粒也可以被进行表面修饰,例如,可以在表面具有光聚合性不饱和基。这样的无机微粒在光固化性树脂组合物固化时,由于光聚合性不饱和基与成分(A)、成分(D)一同聚合,从而被装于固化覆膜,因此无机微粒难以从固化覆膜脱落,能够长时间发挥效果。
关于无机微粒的粒子径的上限,出于较高地保持固化覆膜的透明性的观点,优选的是100nm以下,更优选的是50nm以下,进一步优选的是20nm以下。此外,无机微粒的粒子径的下限优选的是1nm以上。
无机微粒的配合量,相对于光固化性树脂组合物的固体成分100重量份,优选的是0.1~60重量份。
作为无机微粒的市售品,例如可列举“IPA-ST”、“MEK-ST”、“MEK-AC2140Z”、“PGM-AC-2140Y”(以上是日产化学工业公司制)、“ELCOMV-8804”(日挥触媒化成公司制)、“NANOBYK-3650”、“NANOBYK-3651”、“NANOBYK-3652”(以上是BYK-CHEMIE JAPAN公司制)等。
〈2.带覆膜的基材的制造方法(防雾处理方法)〉
本实施方式的固化覆膜在使用了上述的光固化性树脂组合物的基础上,主要通过以下的工序制作。
·准备上述的光固化性树脂组合物的准备工序
·将上述的光固化性树脂组合物涂覆于基材的至少一个面的涂覆工序
·在涂覆工序之后,通过光照射使光固化性树脂组合物固化而形成固化覆膜的固化工序
此外,作为上述各工序的具体的方法,也可以适当地利用公知的方法。
例如,在准备光固化性树脂组合物时,将之前叙述的各(A)~(E)成分一次性地或者以任意的顺序添加到搅拌容器中,利用公知的搅拌·混合机构将各成分混合,使其在溶剂中分散或者溶解即可。作为搅拌·混合机构,可列举高速分散机、砂磨机、篮式研磨机、球磨机、三辊式碾磨机、Ross混炼机、行星式混炼机等。
此外,作为涂覆光固化性树脂组合物的基材,虽然不被特别限定,但例如可列举三乙酰基纤维素、聚对苯二酸乙二醇酯(PET)、二乙酰基纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、其他聚丙烯酸类树脂、聚氨基甲酸乙酯类树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚、聚甲基戊烯、聚醚酮、(甲基)丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等膜、片、成形体。
在涂覆工序中,能够根据光固化性树脂组合物的种类、组成、基材的种类等适当地变更。例如,可列举喷涂法、浸渍法、气刀式涂布法、幕涂法、辊涂法、绕线棒涂法、凹版式涂布法、挤涂法等。
在上述的涂覆工序中,在基材的一个主表面上涂覆光固化性树脂组合物而形成涂膜。此时的涂膜的厚度(光固化性树脂组合物的涂覆厚度)虽然不被特别限定,但出于固化覆膜的强度的观点,例如将后述的固化工序后的固化覆膜的厚度调整为至少1μm以上,优选的是3μm以上。另一方面,固化覆膜的厚度的上限值虽然不被特别限定,但出于涂装作业性的观点,例如将涂膜的厚度调整为100μm以下、优选的是30μm以下即可。
在固化工序中,对涂覆工序后的基材照射光,使基材上的涂膜固化,形成固化覆膜。关于光的种类、照射方法等等虽然不被特别限定,但出于固化速度、照射装置的易获得程度、价格等方面,优选的是紫外线照射,例如可以采用利用高压水银灯对涂膜照射紫外线这一方法。作为通过紫外线固化的方法,可列举使用产生200~500nm的波长区域的光的高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯、化学灯等,照射约100~3000mJ/cm2的方法等。
此外,也可以根据需要进行除上述的各工序以外的工序(例如干燥工序、清洗工序等)。例如,也可以在涂覆工序与光照射工序之间设置使光固化性树脂组合物干燥的干燥工序。作为干燥方法,例如可列举减压干燥或者加热干燥、进而是将这些干燥方法组合而得的方法等。
此外,上述的固化覆膜可形成于基材的单面或两面中的某一方。此外,也可以在基材与本发明的覆膜之间形成其他层。
经由上述的各工序制作的本实施方式中的固化覆膜具有优异的防雾性,并且也具有水滴的接触角这一意思下的亲水性。若列举该亲水性的规定的一个具体例,优选的是,在厚度为100μm的PET膜上形成利用上述的光固化性树脂组合物构成的涂膜,使用高压水银灯以200mJ/cm2的照射量照射紫外线,将纯水滴落到使涂膜固化而形成的厚度为3~4μm的固化覆膜表面时,从滴落起10秒后的接触角为20°以下。
此外,以JIS K 5600为基准的铅笔硬度(详细情况之后在实施例的项目中叙述)优选的是H以上的。
此外,若从其他观点来看,也能够将带覆膜的基材的制造方法视作对基材进行防雾处理的方法。针对基材的防雾处理方法的具体的各工序,与上述列举的各工序相同。
〈3.本实施方式的效果〉
根据本实施方式,主要起到以下的效果。
即,在现有的技术中,出于在高湿度环境下的防雾性能中还存在应改进这一点,并非单纯地增加添加剂的量,而是设置上述的本实施方式的构成,即,对于具有光聚合性不饱和基的环氧烷改性化合物积极地混合以往认为比较具有疏水性的硅类化合物、氟类化合物、只是硅类化合物也好氟类化合物也好都使重均分子量为3,000以下这样的条件(进一步非常优选的是AO改性部位的数量、各成分的含量的条件、上述的成分(D)的含有),从而即使在高湿度环境下也能够抑制固化覆膜产生变质、并且发挥防雾性能,关于硬度也可获得非常满意的值。此外,紧贴性、透明性也充分。
换句话说,如果是本实施方式,即使在高湿度环境下,也能够稳定地发挥相对较高的硬度与防雾性能。
本发明并不限定于上述的实施方式,例如,作为本发明的适用用途的一个例子,能够应用于车辆的前灯罩、护目镜、眼镜等的内侧、浴室镜的表面。
此外,在本实施方式中,将在成分(A)中相对于一个光聚合性不饱和基具有两个以上的环氧烷改性部位、成分(B)相对于成分(A)的固体成分100重量份为0.1~25重量份作为非常优选的例子来叙述。另一方面,以下的构成也会起到本发明的效果。
“光固化性树脂组合物或者其相关技术,其特征在于,含有:具有光聚合性不饱和基的环氧烷改性化合物(A);从重均分子量为3,000以下的硅类化合物(b1)以及重均分子量为3,000以下的氟类化合物(b2)中选择出的至少一种化合物(B);以及光聚合引发剂(C)。”
此外,对于上述的构成,也当然可以组合在本实施方式中列举的优选例等。此外,对于成分(A)、(b1)、(C)的组合,既可以使用在本实施方式中列举的规定的优选例等,也可以将除用于上述的组合者以外的优选例等应用于成分(A)、(b2)、(C)的组合。
【实施例】
接下来,基于本发明实施例,更详细地进行说明,本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1~17]
作为基材,准备了PET膜(东洋纺公司制“CosmoShineA4300”,纵200mm×横150mm×厚度100μm)。接着,将如以下的表所记载的那样调制的光固化性树脂组合物涂覆于PET膜的一个主表面,形成涂膜。此时,以使获得的固化覆膜的膜厚(干膜厚)成为3~4μm的方式调整了涂膜的厚度并涂覆。接着,使用高压水银灯,对涂膜照射紫外线(照射量:200mJ/cm2)。通过照射使涂膜固化,制作了本实施例的光固化性树脂组合物的带固化覆膜的膜。此外,为了调查后述的(4)紧贴性,取代PET膜,也对聚碳酸酯的成形体(TAKIRON公司制“PC1600”)设置了上述的固化覆膜。
此外,在各实施例中,如以下的表所示那样改变了光固化性树脂组合物中的化合物、分量。
以下,对上述表中的各化合物进行说明。以下,若无特殊记载的情况下,设为固体成分100%。此外,表中的EO指的是环氧乙烷改性,EO之前的数值是相对于光聚合前(固化前)的成分(A)的每一摩尔加成的EO的摩尔数。此外,Mw指的是重均分子量。
此外,成分(A)以及成分(D)的玻璃化转变温度(Tg)通过如下方式测量。首先,相对于各成分97重量份,使添加了3重量份的IRGACURE-184(1-羟基环己基苯基酮,BASF Japan公司制)作为光引发剂并搅拌而得的树脂组合物流入铝制容器,使用高压水银灯照射紫外线(照射量:250mJ/cm2)而使其固化,作成了厚度1mm的试验片。利用电冷却系统DSC(理学公司制“DSC8231”)对该试验片10mg,根据100ml/分的氮环境气下、以10℃/分升温时的玻璃化转变点的起始温度进行求出。
环氧烷改性化合物(A)
·二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)的24EO改性物(每一个光聚合性不饱和基的环氧烷基数:4,Tg:-7℃)
·SR499、SR502、SR9035(以上,Sartomer Japan公司制:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)的EO改性物。此外,每一个光聚合性不饱和基的环氧烷基数SR499为2,SR502为3,SR9035为5,关于Tg,SR499为10℃,SR502为-11℃,SR9035为-35℃)
均具有EO改性部位。
硅类化合物(b1)
·BYK-345、BYK-347、BYK-349(以上是BYK-CHEMIE JAPAN公司制)
均为作为聚醚改性硅类化合物的聚醚改性硅氧烷,并且重均分子量(Mw)是3,000以下。
氟类化合物(b2)
·Ftergent250、Ftergent251、Ftergent212M、Ftergent215M(以上,公司Neos制)
均为作为聚醚改性氟化合物的氟类聚氧乙烯醚,并且重均分子量是3,000以下。
光聚合引发剂(C)
·IRGACURE184D(1-羟基环己基苯基酮)、IRGACURE TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦)(以上是BASF Japan公司制)
其他树脂成分(D)
·ART-RESIN3320HA(根上工业公司制:聚氨酯丙烯酸酯树脂,Tg:300℃以上)
其他化合物(E)
·溶剂(固体成分0%,乙酸丁酯)
[比较例1~8]
在本比较例中,如以下的表所示,变更了各化合物中的试药。此外,在比较例1中未使用成分(A),在比较例2中未使用成分(B)。
除此之外,以下详细叙述与实施例不同之处。此外,未被上述的表以及以下所记载的内容与实施例相同。
对于化合物(A)的比较例
·NK酯A-DPH(新中村化学工业公司制,Tg:300℃以上),即无EO改性部位的物质(对应于比较例3)
对于化合物(B)即硅类化合物(b1)、氟类化合物(b2)的比较例
·Polyflow No.75(共荣社化学公司制)即丙烯酸聚合物,并且不对应于上述的(b1)、(b2)(对应于比较例4)
·BYK-361N(BYK-CHEMIE JAPAN公司制)即丙烯酸系聚合物,并且不对应于上述的(b1)(b2)(对应于比较例5)
·TSF-4440(日本momentive performance materials制)即硅类化合物,但是Mw超过了3,000(对应于比较例6)
·BYK-333(BYK-CHEMIE JAPAN公司制)即氟类化合物,但是Mw超过了3,000(对应于比较例7)
·氟类聚氧乙烯醚的低聚物(固体成分37%)即氟类化合物,但是Mw超过了3,000(对应于比较例8)
[特性评价]
使用获得的带覆膜的膜,以下述记载的试验条件为基准,评价了各种特性。
以下,叙述各特性的评价方法。
(1)防雾性
对涂膜表面吹送呼气约2秒,通过目视观察其雾的情况并进行了评价。在本实施例中,将○以上设为合格。
○:完全没有起雾
△:稍微起雾
×:起雾
(2)接触角所示的亲水性
将纯水1μl滴落到固化覆膜上,用接触角仪(协和界面科学公司制,“DropMasterDM500”)测量了滴落之后10秒后的接触角。将接触角为20°以下设为合格。
(3)硬度
以JIS K 5600为基准,以负载750g进行铅笔硬度试验,测量并评价了光固化性树脂组合物的固化覆膜的铅笔硬度。在本实施例中,如果铅笔硬度为H以上,则具有足够的硬度,评价为耐擦伤性优异,设为合格。
(4)紧贴性
以JIS K 5400所记载的棋盘格试验的方法为基准,在光固化性树脂组合物的固化覆膜上用刀具切入1mm宽度、100块的伤痕,制作了附带棋盘格的试验片,将Cellotape(注册商标)(商品名,Nichiban公司制)粘附于试验片之后,迅速地相对于基盤面向45度斜上方的方向拉动并剥离该Cellotape(注册商标),计数残留的棋盘格的覆膜数量,将该数量设为附着性的指标。
(5)透明性
{混浊度(HZ)}
以JIS K7136为基准,测量并评价了光固化性树脂组合物的带固化覆膜的膜的混浊度(HZ)。在本实施例中,如果混浊度为1%以下,则评价为透明性优异。此外,使用雾度仪(日本电色工公司制,“NDH4000”)测量了混浊度。
{全光线透过率(TT)}
此外,同样关于透明性调查了全光线透过率(TT)。具体而言,以JIS K7361为基准,测量并评价了光固化性树脂组合物的带固化覆膜的膜的全光线透过率(TT)。在本实施例中,如果全光线透过率为90%以上,则评价为透过率较高。此外,使用雾度仪(日本电色工业公司制,“NDH4000”)测量了全光线透过率。
[实施例以及比较例的评价]
首先,在各实施例中,评价中的全部的项目(包含硬度)中,成为满意的结果。特别是,在(1)防雾性以及(2)接触角所示的亲水性中,成为了明显优异的结果。其中,使用了成分(b1)的例子具有在综合评价时取得优异结果的趋势,因此可以说优选的是采用成分(A)、(b1)、(C)的组合。
另一方面,在所有各比较例中,(1)防雾性以及(2)接触角所示的亲水性的项目都未获得良好的结果。
以上的结果是,在各实施例中,即使在高湿度环境下也能够稳定地发挥相对较高的硬度与防雾性能。
Claims (9)
1.一种光固化性树脂组合物,其特征在于,含有:
环氧烷改性化合物(A),其具有光聚合性不饱和基,并且相对于一个该光聚合性不饱和基具有两个以上的环氧烷改性部位;
至少一种化合物(B),其从重均分子量为3,000以下的硅类化合物(b1)以及重均分子量为3,000以下的氟类化合物(b2)中选择;以及
光聚合引发剂(C),
相对于所述环氧烷改性化合物(A)的固体成分100重量份,所述化合物(B)的固体成分的含量为0.1~25重量份,
具有光聚合性不饱和基的所述环氧烷改性化合物(A)是环氧乙烷改性化合物,
所述硅类化合物(b1)是聚醚改性硅类化合物,
所述氟类化合物(b2)是聚醚改性氟类化合物。
2.根据权利要求1所述的光固化性树脂组合物,其特征在于,
具有光聚合性不饱和基的所述环氧烷改性化合物(A)是从乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯以及乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中选择的至少一种环氧烷改性化合物。
3.根据权利要求1所述的光固化性树脂组合物,其特征在于,
还含有与具有光聚合性不饱和基的所述环氧烷改性化合物(A)不同的、具有光聚合性不饱和基的树脂成分(D)。
4.一种固化覆膜,其特征在于,
由权利要求1至3中任一项所述的光固化性树脂组合物构成。
5.根据权利要求4所述的固化覆膜,其特征在于,
纯水的水滴相对于所述固化覆膜的接触角为20°以下。
6.根据权利要求4或5所述的固化覆膜,其特征在于,
以JIS K 5600为基准的铅笔硬度是H以上。
7.一种带覆膜的基材,其特征在于,
在基材上具备权利要求4至6中任一项所述的固化覆膜。
8.一种带覆膜的基材的制造方法,其特征在于,具有:
涂覆工序,将权利要求1至3中任一项所述的光固化性树脂组合物涂覆于基材的至少一个面;以及
固化工序,在所述涂覆工序之后,通过光照射使所述光固化性树脂组合物固化,形成固化覆膜。
9.一种针对基材的防雾处理方法,其特征在于,具有:
涂覆工序,将权利要求1至3中任一项所述的光固化性树脂组合物涂覆于基材的至少一个面;以及
固化工序,在所述涂覆工序之后,通过光照射使所述光固化性树脂组合物固化,形成固化覆膜。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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