JP2003183322A - エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体、並びにそれを用いた硬化性樹脂組成物及び反射防止膜 - Google Patents

エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体、並びにそれを用いた硬化性樹脂組成物及び反射防止膜

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐擦傷性、塗工性及び耐久性に優れた、エチ
レン性不飽和基含有含フッ素重合体、並びにそれを用い
た硬化性樹脂組成物及び反射防止膜を提供する。 【解決手段】 1個のイソシアネート基と、少なくとも
1個のエチレン性不飽和基とを有する化合物と、水酸基
含有含フッ素重合体とをイソシアネート基/水酸基のモ
ル比が1.1〜1.9の割合で反応させて得られるエチ
レン性不飽和基含有含フッ素重合体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エチレン性不飽和
基含有含フッ素重合体、並びにそれを用いた硬化性樹脂
組成物及び反射防止膜に関する。より詳細には、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体、並びにこのエチレン
性不飽和基含有含フッ素重合体を含み、硬化させたとき
に、耐擦傷性、塗工性、及び耐久性に優れた硬化物が得
られる硬化性樹脂組成物、及びそのような硬化物からな
る低屈折率層を含む反射防止膜に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示パネル、冷陰極線管パネル、プ
ラズマディスプレー等の各種表示パネルにおいて、外光
の映りを防止し、画質を向上させるために、低屈折率
性、耐擦傷性、塗工性、及び耐久性に優れた硬化物から
なる低屈折率層を含む反射防止膜が求められている。こ
れら表示パネルにおいては、付着した指紋、埃等を除去
するため表面をエタノール等を含侵したガーゼで拭くこ
とが多く、耐擦傷性が求められている。特に、液晶表示
パネルにおいては、反射防止膜は、偏光板と貼り合わせ
た状態で液晶ユニット上に設けられている。また、基材
としては、例えば、トリアセチルセルロース等が用いら
れているが、このような基材を用いた反射防止膜では、
偏光板と貼り合わせる際の密着性を増すために、通常、
アルカリ水溶液でケン化を行う必要がある。従って、液
晶表示パネルの用途においては、耐久性において、特
に、耐アルカリ性に優れた反射防止膜が求められてい
る。
【0003】反射防止膜の低屈折率層用材料として、例
えば、水酸基含有含フッ素重合体を含むフッ素樹脂系塗
料が知られており、特開昭57−34107号公報、特
開昭59−189108号公報及び特開昭60−675
18号公報等に開示されている。しかし、このようなフ
ッ素樹脂系塗料では、塗膜を硬化させるために、水酸基
含有含フッ素重合体と、メラミン樹脂等の硬化剤とを、
酸触媒下、加熱して架橋させる必要があり、加熱条件に
よっては、硬化時間が過度に長くなったり、使用できる
基材の種類が限定されてしまうという問題があった。ま
た、得られた塗膜についても、耐候性には優れているも
のの、耐擦傷性や耐久性に乏しいという問題があった。
【0004】そこで、上記の問題点を解決するため、特
公平6−35559号公報では、少なくとも1個のイソ
シアネート基と少なくとも1個の付加重合性不飽和基と
を有するイソシアネート基含有不飽和化合物と水酸基含
有含フッ素重合体とを、イソシアネート基の数/水酸基
の数の比が0.01〜1.0の割合で反応させて得られ
る不飽和基含有含フッ素ビニル重合体を含む塗料用組成
物が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報で
は、不飽和基含有含フッ素ビニル重合体を調整する際
に、水酸基含有含フッ素重合体のすべての水酸基を反応
させるのに十分な量のイソシアネート基含有不飽和化合
物を用いず、積極的に当該重合体中に未反応の水酸基を
残存させるものであった。このため、このような重合体
を含む塗料用組成物は、低温、短時間での硬化を可能と
するものの、残存した水酸基を反応させるために、メラ
ミン樹脂等の硬化剤をさらに用いて硬化させる必要があ
った。さらに、上記公報で得られた塗膜は、塗工性、耐
擦傷性についても十分とはいえないという課題があっ
た。
【0006】従って、本発明は、耐擦傷性、塗工性及び
耐久性に優れた、エチレン性不飽和基含有含フッ素重合
体、並びにそれを用いた硬化性樹脂組成物及び反射防止
膜を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、1個の
イソシアネート基と、少なくとも1個のエチレン性不飽
和基とを含有する化合物と、水酸基含有含フッ素重合体
とをイソシアネート基/水酸基のモル比が1.1〜1.
9の割合で反応させて得られるエチレン性不飽和基含有
含フッ素重合体が提供される。このようなモル比で反応
させることにより、すべての水酸基をイソシアネート基
と反応させたエチレン性不飽和基含有含フッ素重合体を
得ることができる。その結果、耐ガーゼ摩耗性等の耐擦
傷性及び耐アルカリ性等の耐久性が高まる。
【0008】また、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体において、上記水酸基含有含フッ素重合体
が、下記構造単位(a)20〜70モル%、(b)10
〜70モル%及び(c)5〜70モル%を含んでなり、
かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定
したポリスチレン換算数平均分子量が5,000〜50
0,000であることが好ましい。 (a)下記一般式(1)で表される構造単位。 (b)下記一般式(2)で表される構造単位。 (c)下記一般式(3)で表される構造単位。 このように構成することにより、低屈折率性、耐擦傷
性、塗工性、及び耐久性に優れた塗膜を得ることができ
る。
【0009】
【化7】
【0010】[一般式(1)中、R1 はフッ素原子、フ
ルオロアルキル基、又は−OR2 で表される基(R2
アルキル基、又はフルオロアルキル基を示す)を示す]
【0011】
【化8】
【0012】[一般式(2)中、R3 は水素原子又はメ
チル基を、R4 はアルキル基、−(CH2)x−OR5 若し
くは−OCOR5 で表される基(R5 はアルキル基、又
はグリシジル基を、xは0又は1の数を示す)、カルボ
キシル基、又はアルコキシカルボニル基を示す]
【0013】
【化9】
【0014】[一般式(3)中、R6 は水素原子、又は
メチル基を、R7 は水素原子、又はヒドロキシアルキル
基を、vは0又は1の数を示す]
【0015】また、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体において、さらに、前記水酸基含有含フッ
素重合体が、アゾ基含有ポリシロキサン化合物に由来す
る下記構造単位(d)0.1〜10モル%を含むことが
好ましい。 (d)下記一般式(4)で表される構造単位。
【0016】
【化10】
【0017】[一般式(4)中、R8 及びR9 は、同一
でも異なっていても良く、水素原子、アルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基、又はアリール基を示す]
【0018】構造単位(d)を含むことにより、耐擦傷
性が向上する。
【0019】また、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体において、上記構単位(d)を下記構造単
位(e)の一部として含むことが好ましい。 (e)下記一般式(5)で表される構造単位。
【0020】
【化11】
【0021】[一般式(5)中、R10 〜R13 は水素原
子、アルキル基、又はシアノ基を示し、R14 〜R17
水素原子又はアルキル基を示し、p、qは1〜6の数、
s、tは0〜6の数、yは1〜200の数を示す。]
【0022】また、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体において、さらに、上記水酸基含有含フッ
素重合体が、下記構造単位(f)0.1〜5モル%を含
むことが好ましい。 (f)下記一般式(6)で表される構造単位。
【0023】
【化12】
【0024】[一般式(6)中、R18 は乳化作用を有
する基を示す]
【0025】構造単位(f)を含むことにより、塗工性
が向上する。
【0026】また、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体において、上記1個のイソシアネート基
と、少なくとも1個のエチレン性不飽和基とを含有する
化合物のエチレン性不飽和基が、(メタ)アクリロイル
基であることが好ましい。エチレン性不飽和基を(メ
タ)アクリロイル基とすることにより、紫外線もしくは
加熱によって発生したラジカルによる重合反応によって
エチレン性不飽和基含有フッ素重合体を重合させ、塗膜
を硬化することができる。
【0027】また、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体において、上記1個のイソシアネート基
と、少なくとも1個のエチレン性不飽和基とを含有する
化合物が、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソ
シアネートであることが好ましい。2−(メタ)アクリ
ロイルオキシエチルイソシアネートを用いることによ
り、低屈折率を維持しつつ、エチレン性不飽和基を導入
することができる。
【0028】本発明の別の態様は、上記エチレン性不飽
和基含有含フッ素重合体と、少なくとも2個以上の(メ
タ)アクリロイル基を含有する多官能(メタ)アクリレ
ート化合物及び/又は少なくとも1個以上の(メタ)ア
クリロイル基を含有する含フッ素(メタ)アクリレート
化合物を含む硬化性樹脂組成物である。このような硬化
性樹脂組成物とすることにより、耐擦傷性、塗工性、及
び耐久性に優れた硬化物が得られる。
【0029】また、本発明の硬化性樹脂組成物におい
て、さらに、活性エネルギー線の照射又は熱により活性
種を発生する化合物を含むことが好ましい。このような
活性種を発生する化合物を含むことにより、組成物を適
切に硬化できる。
【0030】また、本発明のさらに別の態様は、上記硬
化性樹脂組成物を硬化させた硬化物からなる低屈折率層
を含む反射防止膜である。このような低屈折率層を含む
ことにより、耐擦傷性、塗工性、及び耐久性に優れた反
射防止膜が得られる。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明のエチレン性不飽和基含有
含フッ素重合体、硬化性樹脂組成物、及び反射防止膜の
実施形態について、以下説明する。
【0032】1.エチレン性不飽和基含有含フッ素重合
体 本発明のエチレン性不飽和基含有含フッ素重合体は、1
個のイソシアネート基と、少なくとも1個のエチレン性
不飽和基とを含有する化合物と、水酸基含有含フッ素重
合体とをイソシアネート基/水酸基のモル比が1.1〜
1.9の割合で反応させて得られる。
【0033】(1)1個のイソシアネート基と、少なく
とも1個のエチレン性不飽和基とを含有する化合物 1個のイソシアネート基と、少なくとも1個のエチレン
性不飽和基とを含有する化合物としては、分子内に、1
個のイソシアネート基と、少なくとも1個のエチレン性
不飽和基を含有している化合物であれば特に制限される
ものではない。尚、イソシアネート基を2個以上含有す
ると、水酸基含有含フッ素重合体と反応させる際にゲル
化を起こす可能性がある。また、上記エチレン性不飽和
基として、後述する硬化性樹脂組成物をより容易に硬化
させることができることから、(メタ)アクリロイル基
を有する化合物がより好ましい。このような化合物とし
ては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシア
ネート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルイソ
シアネートの一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げ
られる。
【0034】尚、このような化合物は、ジイソシアネー
ト及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて合
成することもできる。この場合、ジイソシアネートの例
としては、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−
トリレンジイソシアネ−ト、1,3−キシリレンジイソ
シアネ−ト、1,4−キシリレンジイソシアネ−ト、1,
5−ナフタレンジイソシアネ−ト、m−フェニレンジイ
ソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシ
アネ−ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−
ト、3,3’−ジメチルフェニレンジイソシアネ−ト、
4,4’−ビフェニレンジイソシアネ−ト、1,6−ヘ
キサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネア−
ト)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシア
ネ−ト、ビス(2−イソシアネートエチル)フマレー
ト、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネ
−ト、4−ジフェニルプロパンジイソシアネ−ト、リジ
ンジイソシアネ−ト、水添ジフェニルメタンジイソシア
ネ−ト、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロ
ヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシアネ−ト、
2,5(又は6)−ビス(イソシアネートメチル)−ビ
シクロ[2.2.1]ヘプタン等の一種単独又は二種以
上の組み合わせが挙げられる。これらの中では、2,4
−トリレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、メチレンビス(4
−シクロヘキシルイソシアネア−ト)、1,3−ビス
(イソシアネートメチル)シクロヘキサンが特に好まし
い。
【0035】また、水酸基含有(メタ)アクリレートの
例としては、2−ヒドロキシエチル(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、2−
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、カプロラク
トン(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール
(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、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、イソシアヌル酸EO変性
ジ(メタ)アクリレート等一種単独又は二種以上の組み
合わせが挙げられる。これらの中では、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールト
リ(メタ)アクリレートが特に好ましい。なお、水酸基
含有多官能(メタ)アクリレートの市販品としては、例
えば、大阪有機化学(株)製 商品名 HEA、日本化
薬(株)製 商品名 KAYARAD DPHA、PE
T−30、東亞合成(株)製 商品名 アロニックス
M−215、M−233、M−305、M−400等と
して入手することができる。
【0036】ジイソシアネート及び水酸基含有多官能
(メタ)アクリレートから合成する場合には、ジイソシ
アネート1モルに対し、水酸基含有多官能(メタ)アク
リレートの添加量を1〜1.2モルとするのが好まし
い。
【0037】このような化合物の合成方法としては、ジ
イソシアネート及び水酸基含有(メタ)アクリレートを
一括で仕込んで反応させる方法、水酸基含有(メタ)ア
クリレート中にジイソシアネートを滴下して反応させる
方法等を挙げることができる。
【0038】(2)水酸基含有含フッ素重合体 構造単位(a) 上記一般式(1)において、R1 及びR2 のフルオロア
ルキル基としては、トリフルオロメチル基、パーフルオ
ロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブ
チル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロシクロ
ヘキシル基などの炭素数1〜6のフルオロアルキル基が
挙げられる。また、R2 のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シ
クロヘキシル基などの炭素数1〜6のアルキル基が挙げ
られる。
【0039】構造単位(a)は、含フッ素ビニル単量体
を重合成分として用いることにより導入することができ
る。このような含フッ素ビニル単量体としては、少なく
とも1個の重合性不飽和二重結合と、少なくとも1個の
フッ素原子とを有する化合物であれば特に制限されるも
のではない。このような例としてはテトラフルオロエチ
レン、ヘキサフルオロプロピレン、3,3,3−トリフ
ルオロプロピレン等のフルオロレフィン類;アルキルパ
ーフルオロビニルエーテル又はアルコキシアルキルパー
フルオロビニルエーテル類;パーフルオロ(メチルビニ
ルエーテル)、パーフルオロ(エチルビニルエーテ
ル)、(プロピルビニルエーテル)、パーフルオロ(ブ
チルビニルエーテル)、パーフルオロ(イソブチルビニ
ルエーテル)等のパーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)類;パーフルオロ(プロポキシプロピルビニルエー
テル)等のパーフルオロ(アルコキシアルキルビニルエ
ーテル)類の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げ
られる。これらの中でも、ヘキサフルオロプロピレンと
パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)又はパーフル
オロ(アルコキシアルキルビニルエーテル)がより好ま
しく、これらを組み合わせて用いることがさらに好まし
い。
【0040】なお、構造単位(a)の含有率は、水酸基
含有含フッ素重合体の全体量を100モル%としたとき
に、20〜70モル%である。この理由は、含有率が2
0モル%未満になると、本願が意図するところの光学的
にフッ素含有材料の特徴である、低屈折率の発現が困難
となる場合があるためであり、一方、含有率が70モル
%を超えると、水酸基含有含フッ素重合体の有機溶剤へ
の溶解性、透明性、又は基材への密着性が低下する場合
があるためである。また、このような理由により、構造
単位(a)の含有率を、水酸基含有含フッ素重合体の全
体量に対して、25〜65モル%とするのがより好まし
く、30〜60モル%とするのがさらに好ましい。
【0041】構造単位(b) 一般式(2)において、R4又はR5 のアルキル基とし
ては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、
シクロヘキシル基、ラウリル基等の炭素数1〜12のア
ルキル基が挙げられ、アルコキシカルボニル基として
は、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が
挙げられる。
【0042】構造単位(b)は、上述の置換基を有する
ビニル単量体を重合成分として用いることにより導入す
ることができる。このようなビニル単量体の例として
は、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n
−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテ
ル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエー
テル、tert−ブチルビニルエーテル、n−ペンチル
ビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、n−オ
クチルビニルエーテル、n−ドデシルビニルエーテル、
2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビ
ニルエーテル等のアルキルビニルエーテルもしくはシク
ロアルキルビニルエーテル類;エチルアリルエーテル、
ブチルアリルエーテル等のアリルエーテル類;酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニ
ル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ステア
リン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;メチル
(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、
n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)
アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−
(n−プロポキシ)エチル(メタ)アクリレート等の
(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸、
クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不
飽和カルボン酸類等の一種単独又は二種以上の組み合わ
せが挙げられる。
【0043】なお、構造単位(b)の含有率は、水酸基
含有含フッ素重合体の全体量を100モル%としたとき
に、10〜70モル%である。この理由は、含有率が1
0モル%未満になると、水酸基含有含フッ素重合体の有
機溶剤への溶解性が低下する場合があるためであり、一
方、含有率が70モル%を超えると、水酸基含有含フッ
素重合体の透明性、及び低反射率性等の光学特性が低下
する場合があるためである。また、このような理由によ
り、構造単位(b)の含有率を、水酸基含有含フッ素重
合体の全体量に対して、20〜60モル%とするのがよ
り好ましく、30〜60モル%とするのがさらに好まし
い。
【0044】構造単位(c) 一般式(3)において、R7 のヒドロキシアルキル基と
しては、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロ
ピル基、3−ヒドロキシプロピル基、4−ヒドロキシブ
チル基、3−ヒドロキシブチル基、5−ヒドロキシペン
チル基、6−ヒドロキシヘキシル基が挙げられる。
【0045】構造単位(c)は、水酸基含有ビニル単量
体を重合成分として用いることにより導入することがで
きる。このような水酸基含有ビニル単量体の例として
は、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロ
キシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピル
ビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテ
ル、3−ヒドロキシブチルビニルエーテル、5−ヒドロ
キシペンチルビニルエーテル、6−ヒドロキシヘキシル
ビニルエーテル等の水酸基含有ビニルエーテル類、2−
ヒドロキシエチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチ
ルアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル等
の水酸基含有アリルエーテル類、アリルアルコール等が
挙げられる。また、水酸基含有ビニル単量体としては、
上記以外にも、2−ヒドロキシエチル(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、2
−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、カプロラ
クトン(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコー
ル(メタ)アクリレート等を用いることができる。
【0046】なお、構造単位(c)の含有率を、水酸基
含有含フッ素重合体の全体量を100モル%としたとき
に、5〜70モル%とすることが好ましい。この理由
は、含有率が5モル%未満になると、水酸基含有含フッ
素重合体の有機溶剤への溶解性が低下する場合があるた
めであり、一方、含有率が70モル%を超えると、水酸
基含有含フッ素重合体の透明性、及び低反射率性等の光
学特性が低下する場合があるためである。また、このよ
うな理由により、構造単位(c)の含有率を、水酸基含
有含フッ素重合体の全体量に対して、5〜40モル%と
するのがより好ましく、5〜30モル%とするのがさら
に好ましい。
【0047】構造単位(d)及び構造単位(e) また、水酸基含有含フッ素重合体は、さらに上記構造単
位(d)を含んで構成することも好ましい。以下、構造
単位(d)について説明する。
【0048】一般式(4)において、R8又はR9 のア
ルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基な
どの炭素数1〜3のアルキル基が、ハロゲン化アルキル
基としてはトリフルオロメチル基、パーフルオロエチル
基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基な
どの炭素数1〜4のフルオロアルキル基等が、アリール
基としてはフェニル基、ベンジル基、ナフチル基等がそ
れぞれ挙げられる。
【0049】構造単位(d)は、前記一般式(4)で表
されるポリシロキサンセグメントを有するアゾ基含有ポ
リシロキサン化合物を用いることにより導入することが
できる。このようなアゾ基含有ポリシロキサン化合物の
例としては、下記一般式(7)で表される化合物が挙げ
られる。
【0050】
【化13】
【0051】[一般式(7)中、R10 〜R13 、R14
〜R17 、p、q、s、t、及びyは、上記一般式
(5)と同じであり、zは1〜20の数である。]
【0052】一般式(7)で表される化合物を用いた場
合には、構造単位(d)は、構造単位(e)の一部とし
て水酸基含有含フッ素重合体に含まれる。この場合、一
般式(5)において、R10 〜R13 のアルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、シ
クロヘキシル基等の炭素数1〜12のアルキル基が挙げ
られ、R14 〜R17 のアルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基が挙
げられる。
【0053】本発明において、上記一般式(7)で表さ
れるアゾ基含有ポリシロキサン化合物としては、下記一
般式(8)で表される化合物が特に好ましい。
【0054】
【化14】
【0055】[一般式(8)中、y及びzは、上記一般
式(7)と同じである。]
【0056】なお、構造単位(d)の含有率を、水酸基
含有含フッ素重合体の全体量を100モル%としたとき
に、0.1〜10モル%とすることが好ましい。この理
由は、含有率が0.1モル%未満になると、硬化後の塗
膜の表面滑り性が低下し、塗膜の耐擦傷性が低下する場
合があるためであり、一方、含有率が10モル%を超え
ると、水酸基含有含フッ素重合体の透明性に劣り、コー
ト材として使用する際に、塗布時にハジキ等が発生し易
くなる場合があるためである。また、このような理由に
より、構造単位(d)の含有率を、水酸基含有含フッ素
重合体の全体量に対して、0.1〜5モル%とするのが
より好ましく、0.1〜3モル%とするのがさらに好ま
しい。同じ理由により、構造単位(e)の含有率は、そ
の中に含まれる構造単位(d)の含有率を上記範囲にす
るよう決定することが望ましい。
【0057】構造単位(f) また、水酸基含有含フッ素重合体は、さらに上記構造単
位(f)を含んで構成することも好ましい。以下、構造
単位(f)について説明する。
【0058】一般式(6)において、R18 の乳化作用
を有する基としては、疎水性基及び親水性基の双方を有
し、かつ、親水性基がポリエチレンオキサイド、ポリプ
ロピレンオキサイド等のポリエーテル構造である基が好
ましい。
【0059】このような乳化作用を有する基の例として
は下記一般式(9)で表される基が挙げられる。
【0060】
【化15】
【0061】[一般式(9)中、nは1〜20の数、m
は0〜4の数、uは3〜50の数を示す]
【0062】構造単位(f)は、反応性乳化剤を重合成
分として用いることにより導入することができる。この
ような反応性乳化剤としては、下記一般式(10)で表
される化合物が挙げられる。
【0063】
【化16】
【0064】[一般式(10)中、n、m、及びuは、
上記一般式(9)と同様である]
【0065】なお、構造単位(f)の含有率を、水酸基
含有含フッ素重合体の全体量を100モル%としたとき
に、0.1〜5モル%とすることが好ましい。この理由
は、含有率が0.1モル%以上になると、水酸基含有含
フッ素重合体の溶剤への溶解性が向上し、一方、含有率
が5モル%以内であれば、硬化性樹脂組成物の粘着性が
過度に増加せず、取り扱いが容易になり、コート材等に
用いても耐湿性が低下しないためである。また、このよ
うな理由により、構造単位(f)の含有率を、水酸基含
有含フッ素重合体の全体量に対して、0.1〜3モル%
とするのがより好ましく、0.2〜3モル%とするのが
さらに好ましい。
【0066】分子量 水酸基含有含フッ素重合体は、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー(以下「GPC」という。)で、テト
ラヒドロフラン(以下「THF」という。)を溶剤とし
て測定したポリスチレン換算数平均分子量が5,000
〜500,000であることが好ましい。この理由は、
数平均分子量が5,000未満になると、水酸基含有含
フッ素重合体の機械的強度が低下する場合があるためで
あり、一方、数平均分子量が500,000を超える
と、後述する硬化性樹脂組成物の粘度が高くなり、薄膜
コーティングが困難となる場合がるためである。また、
このような理由により、水酸基含有含フッ素重合体のポ
リスチレン換算数平均分子量を10,000〜300,
000とするのがより好ましく、10,000〜10
0,000とするのがさらに好ましい。
【0067】(3)反応モル比 本発明のエチレン性不飽和基含有含フッ素重合体は、上
述した、1個のイソシアネート基と、少なくとも1個の
エチレン性不飽和基とを含有する化合物と、水酸基含有
含フッ素重合体とを、イソシアネート基/水酸基のモル
比が1.1〜1.9の割合で反応させて得られる。この
理由は、モル比が1.1未満になると耐擦傷性及び耐久
性が低下する場合があるためであり、一方、モル比が
1.9を超えると、硬化性樹脂組成物の塗膜のアルカリ
水溶液浸漬後の耐擦傷性が低下する場合があるためであ
る。また、このような理由により、イソシアネート基/
水酸基のモル比を、1.1〜1.5とするのが好まし
く、1.2〜1.5とするのがより好ましい。
【0068】2.硬化性樹脂組物 本発明の硬化性樹脂組成物は、下記の(イ)〜(ハ)成
分を含む。これらの成分のうち、(イ)成分は必須成分
であり、好ましくは、(ロ)成分、さらに(ハ)成分を
含む。 (イ)上述のエチレン性不飽和基含有含フッ素重合体 (ロ)少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を
含有する多官能(メタ)アクリレート化合物、及び/又
は、少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基を含
有する含フッ素(メタ)アクリレート化合物 (ハ)活性エネルギー線の照射又は熱により活性種を発
生する化合物
【0069】(イ)成分の添加量については、特に制限
されるものではないが、通常3〜95重量%である。こ
の理由は、添加量が3重量%未満となると、硬化性樹脂
組成物の硬化塗膜の屈折率が高くなり、十分な反射防止
効果が得られない場合があるためであり、一方、添加量
が95重量%を超えると、硬化性樹脂組成物の硬化塗膜
の耐擦傷性が得られない場合があるためである。また、
このような理由から、(イ)成分の添加量を5〜90重
量%とするのがより好ましく、10〜80重量%の範囲
内の値とするのがさらに好ましい。(ロ)成分の添加量
については、特に制限されるものではないが、通常3〜
95重量%である。この理由は、添加量が3重量%未満
となると、硬化性樹脂組成物の硬化塗膜の耐擦傷性が得
られない場合があるためであり、一方、添加量が95重
量%を超えると、硬化性樹脂組成物の硬化塗膜の屈折率
が高くなり、十分な反射防止効果が得られない場合があ
るためである。また、このような理由から、(ロ)成分
の添加量を5〜90重量%とするのがより好ましく、1
0〜80重量%の範囲内の値とするのがさらに好まし
い。
【0070】(1)少なくとも2個以上の(メタ)アク
リロイル基を含有する多官能(メタ)アクリレート化合
物 少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を含有す
る多官能(メタ)アクリレート化合物は、硬化性樹脂組
成物を硬化して得られる硬化物及びそれを用いた反射防
止膜の耐擦傷性を高めるために用いられる。
【0071】この化合物については、分子内に少なくと
も2個以上の(メタ)アクリロイル基を含有する化合物
であれば特に制限されるものではない。このような例と
しては、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレー
ト、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、
トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペン
タエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペン
タエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルキ
ル変性ジ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、アルキル変性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、カプロラクトン変性ジペンタエリス
リトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロー
ルプロパンテトラ(メタ)アクリレート、「U−15H
A」(商品名、新中村化学社製)等の一種単独または二
種以上の組み合わせが挙げられる。なお、これらのう
ち、ネオペンチルグリコールジ(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、
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)アクリレートおよ
びカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ
(メタ)アクリレートが特に好ましい。
【0072】(2)少なくとも1個以上の(メタ)アク
リロイル基を含有する含フッ素(メタ)アクリレート化
合物 少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基を含有す
る含フッ素(メタ)アクリレート化合物は、硬化性樹脂
組成物の屈折率を低下させるために用いられる。
【0073】この化合物については、少なくとも1個以
上の(メタ)アクリロイル基を含有する含フッ素(メ
タ)アクリレート化合物であれば特に制限されるもので
はない。このような例として、パーフルオロオクチルエ
チル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル
(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)ア
クリレート、等の一種単独又は二種以上の組み合わせが
挙げられる。
【0074】(3)活性エネルギー線の照射又は熱によ
り活性種を発生する化合物 活性エネルギー線の照射又は熱により活性種を発生する
化合物は、硬化性樹脂組成物を硬化させるために用いら
れる。
【0075】(i)活性エネルギー線の照射により活性
種を発生する化合物 活性エネルギー線の照射により活性種を発生する化合物
(以下「光重合開始剤」という。)としては、活性種と
して、ラジカルを発生する光ラジカル発生剤等が挙げら
れる。なお、活性エネルギー線とは、活性種を発生する
化合物を分解して活性種を発生させることのできるエネ
ルギー線と定義される。このような活性エネルギー線と
しては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、
γ線等の光エネルギー線が挙げられる。ただし、一定の
エネルギーレベルを有し、硬化速度が速く、しかも照射
装置が比較的安価で、小型な観点から、紫外線を使用す
ることが好ましい。
【0076】種類 光ラジカル発生剤の例としては、例えばアセトフェノ
ン、アセトフェノンベンジルケタール、アントラキノ
ン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロパン−1−オン、カルバゾール、キ
サントン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジア
ミノベンゾフェノン、1,1−ジメトキシデオキシベン
ゾイン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェ
ノン、チオキサントン、2,2−ジメトキシ−2−フェ
ニルアセトフェノン、1−(4−ドデシルフェニル)−
2−ヒドロキシ−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、トリフェニルアミン、
2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィ
ンオキサイド、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−2−メチル−1−フェニルプ
ロパン−1−オン、フルオレノン、フルオレン、ベンズ
アルデヒド、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプ
ロピルエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、3
−メチルアセトフェノン、3,3’,4,4’−テトラ
(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェ
ノン(BTTB)、2−(ジメチルアミノ)−1−〔4
−(モルフォリニル)フェニル〕−2−フェニルメチ
ル)−1−ブタノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジ
フェニルサルファイド、ベンジル、またはBTTBとキ
サンテン、チオキサンテン、クマリン、ケトクマリン、
その他の色素増感剤との組み合わせなどを挙げることが
できる。これらの光重合開始剤のうち、2,2−ジメト
キシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−
2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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サイ
ド、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−(ジメチ
ルアミノ)−1−〔4−(モルフォリニル)フェニル〕
−2−フェニルメチル)−1−ブタノンなどが好まし
く、さらに好ましくは、1−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン、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−(ジメチルアミノ)−1−〔4−(モルフォリ
ニル)フェニル〕−2−フェニルメチル)−1−ブタノ
ンなどを挙げることができる。
【0077】添加量 光重合開始剤の添加量は特に制限されるものではない
が、エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体を100重
量部に対し、0.01〜20重量部とするのが好まし
い。この理由は、添加量が0.01重量部未満となる
と、硬化反応が不十分となり耐擦傷性、アルカリ水溶液
浸漬後の耐擦傷性が低下する場合があるためである。一
方、光重合開始剤の添加量が20重量部を超えると、硬
化物の屈折率が増加し反射防止効果が低下する場合があ
るためである。また、このような理由から、光重合開始
剤の添加量を、エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体
100重量部に対し、0.05〜15重量部とすること
がより好ましく、0.1〜15重量部とすることがさら
に好ましい。
【0078】(ii)熱により活性種を発生する化合物 熱により活性種を発生する化合物(以下「熱重合開始
剤」という。)としては、活性種として、ラジカルを発
生する熱ラジカル発生剤等が挙げられる。
【0079】種類 熱ラジカル発生剤の例としては、ベンゾイルパーオキサ
イド、tert−ブチル−オキシベンゾエート、アゾビ
スイソブチロニトリル、アセチルパーオキサイド、ラウ
リルパーオキサイド、tert−ブチルパーアセテー
ト、クミルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキ
サイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジ
メチルバレロニトリル)等の一種単独または二種以上の
組み合わせを挙げることができる。
【0080】添加量 熱重合開始剤の添加量についても特に制限されるもので
はないが、エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体10
0重量部に対し、0.01〜20重量部とするのが好ま
しい。この理由は、添加量が0.01重量部未満となる
と、硬化反応が不十分となり耐擦傷性、アルカリ水溶液
浸漬後の耐擦傷性が低下する場合があるためである。一
方、光重合開始剤の添加量が20重量部を超えると、硬
化物の屈折率が増加し反射防止効果が低下する場合があ
るためである。また、このような理由から、エチレン性
不飽和基含有含フッ素重合体100重量部に対し、熱重
合開始剤の添加量を0.05〜15重量部とするのがよ
り好ましく、0.1〜15重量部の範囲内の値とするの
がさらに好ましい。
【0081】(4)有機溶媒 また、硬化性樹脂組成物中には、さらに有機溶媒を添加
することが好ましい。このように有機溶媒を添加するこ
とにより、薄膜の反射防止膜を均一に形成することがで
きる。このような有機溶媒としては、メチルイソブチル
ケトン(以下「MIBK」という場合がある。)、メチ
ルエチルケトン、メタノール、エタノール、t−ブタノ
ール、イソプロパノール等の一種単独または二種以上の
組み合わせが挙げられる。
【0082】有機溶媒の添加量についても特に制限され
るものではないが、エチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体100重量部に対し、100〜100,000重量
部とするのが好ましい。この理由は、添加量が100重
量部未満となると、硬化性樹脂組成物の粘度調整が困難
となる場合があるためであり、一方、添加量が100,
000重量部を超えると、硬化性樹脂組成物の保存安定
性が低下したり、あるいは粘度が低下しすぎて取り扱い
が困難となる場合があるためである。
【0083】(5)添加剤 硬化性樹脂組成物には、本発明の目的や効果を損なわな
い範囲において、ラジカル性光重合開始剤、光増感剤、
重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良
剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、
帯電防止剤、シランカップリング剤、無機充填剤、顔
料、染料等の添加剤をさらに含有させることも好まし
い。
【0084】(6)調製方法 本発明の硬化性樹脂組成物は、上記エチレン性不飽和基
含有含フッ素重合体、上記(イ)成分及び/又は(ロ)
成分、又は必要に応じて上記(ハ)成分、有機溶剤、及
び添加剤をそれぞれ添加して、室温または加熱条件下で
混合することにより調製することができる。具体的に
は、ミキサ、ニーダー、ボールミル、三本ロール等の混
合機を用いて、調製することができる。ただし、加熱条
件下で混合する場合には、熱重合開始剤の分解開始温度
以下で行うことが好ましい。
【0085】(7)硬化条件 硬化性樹脂組成物の硬化条件についても特に制限される
ものではないが、例えば活性エネルギー線を用いた場
合、露光量を0.01〜10J/cm2 の範囲内の値と
するのが好ましい。この理由は、露光量が0.01J/
cm2 未満となると、硬化不良が生じる場合があるため
であり、一方、露光量が10J/cm2 を超えると、硬
化時間が過度に長くなる場合があるためである。また、
このような理由により、露光量を0.1〜5J/cm2
の範囲内の値とするのがより好ましく、0.3〜3J/
cm2の範囲内の値とするのがより好ましい。
【0086】また、硬化性樹脂組成物を、加熱して硬化
させる場合には、30〜200℃の範囲内の温度で、1
〜180分間加熱するのが好ましい。このように加熱す
ることにより、基材等を損傷することなく、より効率的
に耐擦傷性に優れた反射防止膜を得ることができる。ま
た、このような理由から、50〜180℃の範囲内の温
度で、2〜120分間加熱するのがより好ましく、80
〜150℃の範囲内の温度で、5〜60分間加熱するの
がさらに好ましい。
【0087】3.反射防止膜 以下、本発明の反射防止膜について説明する。本発明の
反射防止膜は、上記硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化
物からなる低屈折率層を含む。さらに、本発明の反射防
止膜は、低屈折率層の下に、高屈折率層、ハードコート
層、及び基材を含むことができる。図1に、かかる反射
防止膜10を示す。図1に示すように、基材12の上
に、ハードコート層14、高屈折率層16および低屈折
率層18が積層されている。このとき、基材12の上
に、ハードコート層14を設けずに、直接、高屈折率層
16を形成してもよい。また、高屈折率層16と低屈折
率層18の間、又は高屈折率層16とハードコート層1
4の間に、さらに、中屈折率層(図示せず。)を設けて
もよい。
【0088】(1)低屈折率層 低屈折率層は、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化して得
られる硬化物から構成される。硬化性樹脂組成物の構成
等については、上述の通りであるため、ここでの具体的
な説明は省略するものとし、以下、低屈折率層の屈折率
及び厚さについて説明する。
【0089】(i)屈折率 硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の屈折率
(Na−D線の屈折率、測定温度25℃)、すなわち、
低屈折率膜の屈折率を1.45以下とすることが好まし
い。この理由は、低屈折率膜の屈折率が1.45を超え
ると、高屈折率膜と組み合わせた場合に、反射防止効果
が著しく低下する場合があるためである。したがって、
低屈折率膜の屈折率を1.44以下とするのがより好ま
しく、1.43以下とするのがさらに好ましい。なお、
低屈折率膜を複数層設ける場合には、そのうちの少なく
とも一層が上述した範囲内の屈折率の値を有していれば
良く、したがって、その他の低屈折率膜は1.45を超
えた値であってもよい。
【0090】また、低屈折率層を設ける場合、より優れ
た反射防止効果が得られることから、高屈折率層との間
の屈折率差を0.05以上の値とするのが好ましい。こ
の理由は、低屈折率層と、高屈折率層との間の屈折率差
が0.05未満の値となると、これらの反射防止膜層で
の相乗効果が得られず、却って反射防止効果が低下する
場合があるためである。したがって、低屈折率層と、高
屈折率層との間の屈折率差を0.1〜0.5の範囲内の
値とするのがより好ましく、0.15〜0.5の範囲内
の値とするのがさらに好ましい。
【0091】(ii)厚さ また、低屈折率層の厚さについても特に制限されるもの
ではないが、例えば、50〜300nmであることが好
ましい。この理由は、低屈折率層の厚さが50nm未満
となると、下地としての高屈折率膜に対する密着力が低
下する場合があるためであり、一方、厚さが300nm
を超えると、光干渉が生じて反射防止効果が低下する場
合があるためである。したがって、低屈折率層の厚さを
50〜250nmとするのがより好ましく、60〜20
0nmとするのがさらに好ましい。なお、より高い反射
防止性を得るために、低屈折率層を複数層設けて多層構
造とする場合には、その合計した厚さを50〜300n
mとすれば良い。
【0092】(2)高屈折率層 高屈折率層を形成するための硬化性組成物としては、特
に制限されるものでないが、被膜形成成分として、エポ
キシ系樹脂、フェノ−ル系樹脂、メラミン系樹脂、アル
キド系樹脂、シアネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン樹脂等の
一種単独または二種以上の組み合わせを含むことが好ま
しい。これらの樹脂であれば、高屈折率層として、強固
な薄膜を形成することができ、結果として、反射防止膜
の耐擦傷性を著しく向上させることができるためであ
る。しかしながら、通常、これらの樹脂単独での屈折率
は1.45〜1.62であり、高い反射防止性能を得る
には十分で無い場合がある。そのため、高屈折率の無機
粒子、例えば金属酸化物粒子を配合することがより好ま
しい。また、硬化形態としては、熱硬化、紫外線硬化、
電子線硬化できる硬化性組成物を用いることができる
が、より好適には生産性の良好な紫外線硬化性組成物が
用いられる。
【0093】高屈折率層の厚さは特に制限されるもので
はないが、例えば、50〜30,000nmであること
が好ましい。この理由は、高屈折率層の厚さが50nm
未満となると、低屈折率層と組み合わせた場合に、反射
防止効果や基材に対する密着力が低下する場合があるた
めであり、一方、厚さが30,000nmを超えると、
光干渉が生じて逆に反射防止効果が低下する場合がある
ためである。したがって、高屈折率層の厚さを50〜
1,000nmとするのがより好ましく、60〜500
nmとするのがさらに好ましい。また、より高い反射防
止性を得るために、高屈折率層を複数層設けて多層構造
とする場合には、その合計した厚さを50〜30,00
0nmとすれば良い。なお、高屈折率層と基材との間に
ハードコート層を設ける場合には、高屈折率層の厚さを
50〜300nmとすることができる。
【0094】(3)ハードコート層 本発明の反射防止膜に用いるハードコート層の構成材料
については特に制限されるものでない。このような材料
としては、シロキサン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹
脂、エポキシ樹脂などの一種単独または二種以上の組み
合わせを挙げることができる。
【0095】また、ハードコート層の厚さについても特
に制限されるものではないが、1〜50μmとするのが
好ましく、5〜10μmとするのがより好ましい。この
理由は、ハードコート層の厚さが1μm未満となると、
反射防止膜の基材に対する密着力を向上させることがで
きない場合があるためであり、一方、厚さが50μmを
超えると、均一に形成するのが困難となる場合があるた
めである。
【0096】(5)基材 本発明の反射防止膜に用いる基材の種類は特に制限され
るものではないが、例えば、ガラス、ポリカーボネート
系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、トリア
セチルセルロース樹脂(TAC)等からなる基材を挙げ
ることができる。これらの基材を含む反射防止膜とする
ことにより、カメラのレンズ部、テレビ(CRT)の画
面表示部、あるいは液晶表示装置におけるカラーフィル
ター等の広範な反射防止膜の利用分野において、優れた
反射防止効果を得ることができる。
【0097】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明の範囲はこれら実施例の記載に限定されるもので
はない。
【0098】(製造例1) 水酸基含有含フッ素重合体1の合成 内容積2.0Lの電磁攪拌機付きステンレス製オートク
レーブを窒素ガスで十分置換した後、酢酸エチル400
g、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(FPV
E)53.2g、エチルビニルエーテル(EVE)3
6.1g、ヒドロキシエチルビニルエーテル(HEV
E)44.0g、過酸化ラウロイル1.00g、上記一
般式(8)で表されるアゾ基含有ポリジメチルシロキサ
ン(VPS1001(商品名)、和光純薬工業(株)
製)6.0g及びノニオン性反応性乳化剤(NE−30
(商品名)、旭電化工業(株)製)20.0gを仕込
み、ドライアイス−メタノールで−50℃まで冷却した
後、再度窒素ガスで系内の酸素を除去した。次いでヘキ
サフルオロプロピレン(HFP)120.0gを仕込
み、昇温を開始した。オートクレーブ内の温度が60℃
に達した時点での圧力は5.3×10 5Paを示した。
その後、70℃で20時間攪拌下に反応を継続し、圧力
が1.7×105Paに低下した時点でオートクレーブ
を水冷し、反応を停止させた。室温に達した後、未反応
モノマーを放出してオートクレーブを開放し、固形分濃
度26.4%のポリマー溶液を得た。得られたポリマー
溶液をメタノールに投入しポリマーを析出させた後、メ
タノールにて洗浄し、50℃にて真空乾燥を行い220
gの水酸基含有含フッ素重合体を得た。これを水酸基含
有含フッ素重合体1とする。使用した単量体と溶剤を表
1に示す。得られた水酸基含有含フッ素重合体1に付
き、GPCによるポリスチレン換算数平均分子量及びア
リザリンコンプレクソン法によるフッ素含量をそれぞれ
測定した。また、1H−NMR、13C−NMRの両NM
R分析結果、元素分析結果及びフッ素含量から、水酸基
含有含フッ素重合体1を構成する各単量体成分の割合を
決定した。結果を表2に示す。
【0099】尚、VPS1001は、数平均分子量が7
〜9万、ポリシロキサン部分の分子量が約10,000
の、上記一般式(8)で表されるアゾ基含有ポリジメチ
ルシロキサンである。NE−30は、上記一般式(1
0)において、nが9、mが1、uが30であるノニオ
ン性反応性乳化剤である。さらに、表2において、単量
体と構造単位との対応関係は以下の通りである。
【0100】
【表1】
【0101】
【表2】
【0102】(製造例2) 水酸基含有含フッ素重合体2の合成 エチルビニルエーテル及びヒドロキシエチルビニルエー
テルの使用量を表1のように変えた以外は、製造例1と
同様にして水酸基含有含フッ素重合体を合成した。これ
を水酸基含有含フッ素重合体2とする。各単量体成分の
割合を表2に示す。
【0103】(製造例3) 水酸基含有含フッ素重合体3の合成 ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(プロピルビ
ニルエーテル)、エチルビニルエーテル及びヒドロキシ
エチルビニルエーテルの使用量を表1のように変えた以
外は、製造例1と同様にして水酸基含有含フッ素重合体
を合成した。これを水酸基含有含フッ素重合体3とす
る。各単量体成分の割合を表2に示す。
【0104】(製造例4) 水酸基含有含フッ素重合体4の合成 VPS1001を用いなかった以外は、製造例3と同様
にして水酸基含有含ッ素重合体を合成した。これを水酸
基含有含フッ素重合体4とする。各単量体成分の割合を
表2に示す。
【0105】(製造例5) 水酸基含有含フッ素重合体5の合成 NE−30を用いなかった以外は、製造例3と同様にし
て水酸基含有含ッ素重合体を合成した。これを水酸基含
有含フッ素重合体5とする。各単量体成分の割合を表2
に示す。
【0106】(製造例6) ジルコニア含有ハードコート層用組成物の調製 乾燥空気中、メルカプトプロピルトリメトキシシラン
7.8部、ジブチルスズジラウレート0.2部からなる
溶液に対し、イソフォロンジイソシアネート20.6部
を攪拌しながら50℃で1時間かけて滴下後、60℃で
3時間攪拌した。これにペンタエリスリトールトリアク
リレート71.4部を30℃で1時間かけて滴下後、6
0℃で3時間加熱攪拌することで有機化合物(S1)を
得た。次に合成した有機化合物(S1)8.2部、トル
エンジルコニアゾル(数平均粒子径0.01μm、ジル
コニア濃度30%)91.8部、メチルエチルケトン4
1.2部、イオン交換水0.1部の混合液を、60℃、
4時間攪拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.3部を添
加し、さらに1時間同一温度で加熱攪拌することで架橋
性粒子分散液(分散液a)を得た。この分散液aをアル
ミ皿に2g秤量後、120℃のホットプレート上で1時
間乾燥、秤量して固形分含量を求めたところ、25%で
あった。乾燥空気気流下、紫外線を遮蔽した容器中にお
いて、製造した分散液aを312部、ジペンタエリスリ
ト−ルヘキサアクリレ−ト12.0部、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート9.0部、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1.0部を50℃で2時間攪拌するこ
とで均一な溶液のハードコート層用組成物を得た。この
組成物をアルミ皿に2g秤量後、120℃のホットプレ
ート上で1時間乾燥、秤量して固形分含量を求めたとこ
ろ、30%であった。
【0107】(製造例7) 硬化性樹脂組成物塗工用基材の作製 片面易接着ポリエチレンテレフタレート(PET)フィ
ルムA4100(東洋紡績(株)製、膜厚188μm)
の易接着処理面に、製造例3で調製したジルコニア含有
ハードコート層用組成物をワイヤーバーコータ(#7)
を用いて塗工し、オーブン中、80℃で1分間乾燥し、
塗膜を形成した。次いで、空気下、高圧水銀ランプを用
いて、0.9mJ/cm2 の光照射条件で紫外線を照射
し、硬化性樹脂組成物塗工用基材を作製した。この基材
上のハードコート層の膜厚を触針式表面形状測定器によ
り測定したところ、3μmであった。
【0108】以下、本発明のエチレン性不飽和基含有含
フッ素重合体の合成例を実施例1〜7及び比較例1〜3
に示す。 (実施例1) エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の合
成 電磁攪拌機、ガラス製冷却管及び温度計を備えた容量1
リットルのセパラブルフラスコに、製造例1で得られた
水酸基含有含フッ素重合体1を50.0g、重合禁止剤
として2,6−ジ−t−ブチルメチルフェノール0.0
1g及びMIBK370gを仕込み、20℃で水酸基含
有含フッ素重合体1がMIBKに溶解して、溶液が透
明、均一になるまで攪拌を行った。次いで、この系に、
2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを1
5.1gを添加し、溶液が均一になるまで攪拌した後、
ジブチルチンジラウレート0.1gを添加して反応を開
始し、系の温度を55〜65℃に保持し5時間攪拌を継
続することにより、エチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体(A−1)のMIBK溶液を得た。この溶液をアル
ミ皿に2g秤量後、150℃のホットプレート上で5分
間乾燥、秤量して固形分含量を求めたところ、15.2
%であった。使用した化合物、溶剤及び固形分含量を表
3に示す。
【0109】
【表3】
【0110】(実施例2〜7) エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−2〜A−
7)の合成 表3に示すように、実施例1において、水酸基含有含フ
ッ素重合体の種類、並びに2−メタクリロイルオキシエ
チルイソシアネート、MIBK及びイソシアネート基/
水酸基のモル比を変えた以外は、実施例1と同様にして
エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−2〜A−
7)のMIBK溶液を得た。
【0111】(比較例1〜3) エチレン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−8〜A−
10)の合成 表3に示すように、実施例1において、2−メタクリロ
イルオキシエチルイソシアネート、MIBK及びイソシ
アネート基/水酸基のモル比を変えた以外は、実施例1
と同様にしてエチレン性不飽和基含有含フッ素重合体
(A−8〜A−10)を得た。尚、エチレン性不飽和基
含有含フッ素重合体(A−8及びA−9)は、合成時に
おけるイソシアネート基/水酸基のモル比が1.1未満
であるという点で本発明と異なる。また、エチレン性不
飽和基含有含フッ素重合体(A−10)は、合成時にお
けるイソシアネート基/水酸基のモル比が1.9を超え
るという点で本発明と異なる。
【0112】以下、本発明の硬化性樹脂組成物の調製例
を実施例8〜16及び比較例4〜6に示す。 (実施例8)表4に示すように、実施例1で合成したエ
チレン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)68
g、少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を含
有する多官能(メタ)アクリレート化合物(以下「多官
能(メタ)アクリレート化合物」という。)としてネオ
ペンチルグリコールジアクリレート(NKエステルA−
NPG、新中村化学社製)30g、光重合開始剤として
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(イルガキュア90
7、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)2g、MI
BK960g及びtert−ブチルアルコール1,44
0gを、攪拌機をつけたガラス製セパラブルフラスコに
仕込み、23℃にて1時間攪拌し均一な硬化性樹脂組成
物(B−1)を得た。また、実施例1と同様にして固形
含有量を求めた。
【0113】
【表4】
【0114】(実施例9)表4に示すように、エチレン
性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに実
施例2で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重合
体(A−2)を用いた以外は、実施例8と同様にして硬
化性樹脂組成物(B−2)を得た。
【0115】(実施例10)表4に示すように、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに
実施例3で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体(A−3)を用いた以外は、実施例8と同様にして
硬化性樹脂組成物(B−3)を得た。
【0116】(実施例11)表4に示すように、多官能
(メタ)アクリレート化合物の代わりに、少なくとも1
個以上の(メタ)アクリロイル基を含有する含フッ素
(メタ)アクリレート化合物(以下「含フッ素(メタ)
アクリレート化合物」という。)として下記式(11)
で表される2官能含フッ素アクリレートを用いた以外
は、実施例9と同様にして硬化性樹脂組成物(B−4)
を得た。
【0117】
【化17】
【0118】(実施例12)表4に示すように、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−2)及び2官能
含フッ素アクリレートの使用量をそれぞれ18g及び5
0gとし、多官能(メタ)アクリレート化合物としてジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート(SR399
E、日本化薬製)30gをさらに用いた以外は、実施例
11と同様にして硬化性樹脂組成物(B−5)を得た。
【0119】(実施例13)表4に示すように、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに
実施例4で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体(A−4)73gを用い、多官能(メタ)アクリレ
ート化合物としてジペンタエリスリトールペンタアクリ
レート25gを用いた以外は、実施例8と同様にして硬
化性樹脂組成物(B−6)を得た。
【0120】(実施例14)表4に示すように、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに
実施例5で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体(A−5)を用いた以外は、実施例8と同様にして
硬化性樹脂組成物(B−7)を得た。
【0121】(実施例15)表4に示すように、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに
実施例6で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体(A−6)を用いた以外は、実施例8と同様にして
硬化性樹脂組成物(B−8)を得た。
【0122】(実施例16)表4に示すように、エチレ
ン性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに
実施例7で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重
合体(A−7)を用いた以外は、実施例8と同様にして
硬化性樹脂組成物(B−9)を得た。
【0123】(比較例4)表4に示すように、エチレン
性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに比
較例1で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重合
体(A−8)を用いた以外は、実施例8と同様にして硬
化性樹脂組成物(C−1)を得た。
【0124】(比較例5)表4に示すように、エチレン
性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに比
較例2で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重合
体(A−9)を用いた以外は、実施例8と同様にして硬
化性樹脂組成物(C−2)を得た。
【0125】(比較例6)表4に示すように、エチレン
性不飽和基含有含フッ素重合体(A−1)の代わりに比
較例2で合成したエチレン性不飽和基含有含フッ素重合
体(A−10)を用いた以外は、実施例8と同様にして
硬化性樹脂組成物(C−3)を得た。
【0126】(試験例)実施例8〜16及び比較例4〜
6で得られた硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化
物の屈折率、耐擦傷性及び塗工性を下記に示す測定法に
より測定した。
【0127】(1)屈折率 各硬化性樹脂組成物をスピンコーターによりシリコンウ
ェハー上に、乾燥後の厚さが約0.1μmとなるように
塗布後、窒素下、高圧水銀ランプを用いて、0.5mJ
/cmの光照射条件で紫外線を照射して硬化させ
た。得られた硬化物について、エリプソメーターを用い
て25℃での波長539nmにおける屈折率
(n 25)を測定した。結果を表4に示す。
【0128】(2)耐擦傷性 製造例7で作製した硬化性樹脂組成物塗工用基材上に、
各硬化性樹脂組成物をワイヤーバーコータ(#3)を用
いて塗工し、オーブン中、80℃で1分間乾燥し、塗膜
を形成した。次いで、窒素下、高圧水銀ランプを用い
て、0.5mJ/cmの光照射条件で紫外線を照射
し、評価用試料を作製した。この硬化物層の膜厚を反射
率測定により概算したところ約100nmであった。
【0129】作製した評価用試料の表面を、エタノール
を染み込ませたセルロース製不織布(商品名ベンコッ
ト、旭化成工業(株))を用いて往復200回手で擦
り、評価用試料表面の耐擦傷性を、以下の基準から目視
にて評価した。結果を表4に示す。 ◎:評価用試料表面が無傷。 ○:評価用試料表面に細かい傷がついている。 △:評価用試料表面に傷がついている。 ×:塗膜の剥離が見られる。
【0130】(3)湿熱環境下保管後の耐擦傷性 上記の評価用試料を、80℃、95%RHの条件下で1
週間静置後、その表面を、エタノールを染み込ませたセ
ルロース製不織布(商品名ベンコット、旭化成工業
(株))を用いて往復200回手で擦り、評価用試料表
面の耐久性を、以下の基準から目視にて評価した。結果
を表4に示す。 ◎:評価用試料表面が無傷。 ○:評価用試料表面に細かい傷がついている。 △:評価用試料表面に傷がついている。 ×:塗膜の剥離が見られる。
【0131】(4)アルカリ水溶液浸漬後の耐擦傷性 上記の評価用試料を、25℃の2N水酸化ナトリウム水
溶液に2分間浸漬し、蒸留水にて洗浄し風乾後、その表
面を、エタノールを染み込ませたセルロース製不織布
(商品名ベンコット、旭化成工業(株))を用いて往復
200回手で擦り、評価用試料表面のアルカリ水溶液浸
漬後の耐擦傷性を、以下の基準から目視にて評価した。
結果を表4に示す。 ◎:評価用試料表面が無傷。 ○:評価用試料表面に細かい傷がついている。 △:評価用試料表面に傷がついている。 ×:塗膜の剥離が見られる。
【0132】(5)塗工性 製造例7で作製した硬化性樹脂組成物塗工用基材上に、
各硬化性樹脂組成物をワイヤーバーコータ(#3)を用
いて塗工し、オーブン中、80℃で1分間乾燥し、塗膜
を形成した。次いで、窒素下、高圧水銀ランプを用い
て、0.5mJ/cmの光照射条件で紫外線を照射
し、評価用試料を作製した。得られた塗膜の表面性を目
視にて4段階(◎、○、△、×)にて評価した。結果を
表4に示す。 ◎:塗膜全体に欠陥が見られず均一な塗膜 ○:塗膜の一部に欠陥が見られるがほぼ均一な塗膜 △:塗膜の一部に欠陥が見られ、塗膜ムラが見られる ×:塗膜一面に欠陥が見られる
【0133】
【発明の効果】本発明のエチレン性不飽和基含有含フッ
素重合体、並びにそれを用いた硬化性樹脂組成物及び反
射防止膜によれば、優れた耐擦傷性、塗工性、及び耐久
性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による反射防止膜の断面図
である。
【符号の説明】
10 反射防止膜 12 基材 16 高屈折率層 18 低屈折率層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 昭 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 4J027 AA08 BA19 BA23 CB10 CC03 CC04 CC05 CC08 CD08 4J038 DG181 DG201 DG251 DG261 FA121 GA08 GA12 KA03 NA11 NA24 PA17 PA19 PB09 4J100 AC26P AC27P AC28P AD03R AE02P AE02Q AE03Q AE04Q AE09P AE09Q AE09S AE10R AE13Q AE18S AE19R AE26S AE39P AG02Q AG04Q AG05Q AG06Q AJ01Q AJ02Q AJ08Q AJ09Q AL03Q AL08Q AL08R AL09R AL74T BA02T BA03S BA04P BA04Q BA04S BA05Q BA06Q BA08R BA08S BA15H BA16R BA38H BA38T BC04Q BC43S CA03 CA05 CA06 CA31 FA03 HA62 HC51

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1個のイソシアネート基と、少なくとも
    1個のエチレン性不飽和基とを含有する化合物と、 水酸基含有含フッ素重合体と、 をイソシアネート基/水酸基のモル比が1.1〜1.9
    の割合で反応させて得られるエチレン性不飽和基含有含
    フッ素重合体。
  2. 【請求項2】 前記水酸基含有含フッ素重合体が、下記
    構造単位(a)20〜70モル%、(b)10〜70モ
    ル%及び(c)5〜70モル%を含んでなり、かつ、 ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポ
    リスチレン換算数平均分子量が5,000〜500,0
    00である請求項1に記載のエチレン性不飽和基含有含
    フッ素重合体。 (a)下記一般式(1)で表される構造単位。 (b)下記一般式(2)で表される構造単位。 (c)下記一般式(3)で表される構造単位。 【化1】 [一般式(1)中、R1 はフッ素原子、フルオロアルキ
    ル基、又は−OR2 で表される基(R2 はアルキル基、
    又はフルオロアルキル基を示す)を示す] 【化2】 [一般式(2)中、R3 は水素原子又はメチル基を、R
    4 はアルキル基、−(CH2)x−OR5 若しくは−OCO
    5 で表される基(R5 はアルキル基、又はグリシジル
    基を、xは0又は1の数を示す)、カルボキシル基、又
    はアルコキシカルボニル基を示す] 【化3】 [一般式(3)中、R6 は水素原子、又はメチル基を、
    7 は水素原子、又はヒドロキシアルキル基を、vは0
    又は1の数を示す]
  3. 【請求項3】 さらに、前記水酸基含有含フッ素重合体
    が、アゾ基含有ポリシロキサン化合物に由来する下記構
    造単位(d)0.1〜10モル%を含む請求項2に記載
    のエチレン性不飽和基含有含フッ素重合体。 (d)下記一般式(4)で表される構造単位。 【化4】 [一般式(4)中、R8 及びR9 は、同一でも異なって
    いても良く、水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキ
    ル基、又はアリール基を示す]
  4. 【請求項4】 前記水酸基含有含フッ素重合体が、前記
    構造単位(d)を下記構造単位(e)の一部として含む
    ことを特徴とする請求項3に記載のエチレン性不飽和基
    含有含フッ素重合体。 (e)下記一般式(5)で表される構造単位。 【化5】 [一般式(5)中、R10 〜R13 は水素原子、アルキル
    基、又はシアノ基を示し、R14 〜R17 は水素原子又は
    アルキル基を示し、p、qは1〜6の数、s、tは0〜
    6の数、yは1〜200の数を示す。]
  5. 【請求項5】 さらに、前記水酸基含有含フッ素重合体
    が、下記構造単位(f)0.1〜5モル%を含む請求項
    3又は4に記載のエチレン性不飽和基含有含フッ素重合
    体。 (f)下記一般式(6)で表される構造単位。 【化6】 [一般式(6)中、R18 は乳化作用を有する基を示
    す]
  6. 【請求項6】 前記1個のイソシアネート基と、少なく
    とも1個のエチレン性不飽和基とを含有する化合物のエ
    チレン性不飽和基が、(メタ)アクリロイル基である請
    求項1〜5のいずれか一項に記載のエチレン性不飽和基
    含有含フッ素重合体。
  7. 【請求項7】 前記1個のイソシアネート基と、少なく
    とも1個のエチレン性不飽和基とを含有する化合物が、
    2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート
    である請求項1〜6のいずれか一項に記載のエチレン性
    不飽和基含有含フッ素重合体。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項に記載のエ
    チレン性不飽和基含有含フッ素重合体と、 少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を含有す
    る多官能(メタ)アクリレート化合物及び/又は少なく
    とも1個以上の(メタ)アクリロイル基を含有する含フ
    ッ素(メタ)アクリレート化合物と、を含む硬化性樹脂
    組成物。
  9. 【請求項9】 さらに、活性エネルギー線の照射又は熱
    により活性種を発生する化合物を含む請求項8に記載の
    硬化性樹脂組成物。
  10. 【請求項10】 請求項8又は9に記載の硬化性樹脂組
    成物を硬化させた硬化物からなる低屈折率層を含む反射
    防止膜。
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