JP2011052143A - Curable resin composition and molding - Google Patents

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JP2011052143A
JP2011052143A JP2009203470A JP2009203470A JP2011052143A JP 2011052143 A JP2011052143 A JP 2011052143A JP 2009203470 A JP2009203470 A JP 2009203470A JP 2009203470 A JP2009203470 A JP 2009203470A JP 2011052143 A JP2011052143 A JP 2011052143A
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meth
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Masaaki Kumagai
正章 熊谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curable resin composition formable of a hard coat layer that gives good scratch resistance even in Taber abrasion test and also is excellent in transparency, and a molding obtained by applying and curing the same. <P>SOLUTION: The hard coat layer is formed by applying the curable resin composition containing: a colloidal silica-containing monomer (A) obtained by reacting colloidal silica (a1) with an isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group; and a multifunctional (meth)acrylate compound (B) having three or more (meth)acryloyl groups, to a plastic molding and curing the same. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、硬化性樹脂組成物及び成型物に関する。   The present invention relates to a curable resin composition and a molded product.

近年、携帯電話や家電製品あるいは光学フィルム等において、従来の熱硬化型塗料に代わって活性エネルギー線硬化型塗料がハードコート剤として使用されている。活性エネルギー線硬化型塗料は熱硬化型塗料と比較して、硬化が速く生産性が良いこと、省エネルギー化が可能であることや、硬度に優れるため、急速に普及している。   In recent years, active energy ray-curable coatings have been used as hard coating agents in place of conventional thermosetting coatings in mobile phones, home appliances, optical films and the like. Active energy ray curable paints are rapidly spreading compared to thermosetting paints because they are fast and have good productivity, can save energy, and have excellent hardness.

従来の有機材料を用いたハードコート剤は硬度には優れるものの、耐擦傷性が十分ではなかった。そこで、無機材料と有機材料の併用による耐擦傷性の向上が検討されてきたが、単に無機材料と有機材料を混合したものでは十分な耐擦傷性は得られていない。   A conventional hard coating agent using an organic material is excellent in hardness, but has insufficient scratch resistance. Thus, improvement of scratch resistance by the combined use of an inorganic material and an organic material has been studied, but sufficient scratch resistance is not obtained by simply mixing an inorganic material and an organic material.

特許文献1及び2には、無機材料であるシリカと有機材料を化学的に結合させたハードコート剤が開示されている。これらは、耐擦傷性の試験方法の一つであるスチールウール試験においては良好な結果が得られているものの、テーバー摩耗試験においては十分な値が得られておらず、改良の余地があった。また、両者とも組成物中のシリカ含有量を一定以上にする必要があるため、形成される硬化皮膜の透明性が十分でないことや、経済的に不利である点も問題であった。
特開2004−143201号公報 特許第4169737号公報
Patent Documents 1 and 2 disclose hard coat agents in which silica, which is an inorganic material, and an organic material are chemically bonded. Although these steel steel tests, which are one of the scratch resistance test methods, have obtained good results, the Taber abrasion test has not obtained sufficient values, leaving room for improvement. . In addition, since both of them require the silica content in the composition to be a certain level or more, the transparency of the formed cured film is not sufficient and it is economically disadvantageous.
JP 2004-143201 A Japanese Patent No. 4169737

本発明の課題は、テーバー摩耗試験においても良好な耐擦傷性が得られるハードコート層が形成される硬化性樹脂組成物、これを塗布、硬化させた成型物を提供することである。また、本発明の別の課題は、透明性に優れるハードコート層が形成され、経済的にも優れる硬化性樹脂組成物、これを塗布、硬化させた成型物を提供することである。   The subject of this invention is providing the curable resin composition in which the hard-coat layer from which favorable abrasion resistance is acquired also in a Taber abrasion test is formed, and the molding which apply | coated and hardened this. Another object of the present invention is to provide a curable resin composition in which a hard coat layer excellent in transparency is formed and which is economically excellent, and a molded product obtained by applying and curing the curable resin composition.

本発明者らが鋭意検討を行なったところ、(メタ)アクリレート化合物として3個以上の(メタ)アクリロイル基を有するものを使用することにより、コロイダルシリカ含有量が少ない場合であっても十分な硬度や耐擦傷性が得られ、コロイダルシリカ含有量を低減できたことによってハードコート層の透明性が向上することを見出した。   As a result of intensive studies by the present inventors, sufficient hardness can be obtained even when the colloidal silica content is low by using a (meth) acrylate compound having three or more (meth) acryloyl groups. It was found that the transparency of the hard coat layer was improved by the fact that the scratch resistance was obtained and the colloidal silica content could be reduced.

請求項1の発明は、コロイダルシリカ(a1)とイソシアネート基及び重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物(a2)とを反応させることによって得られるコロイダルシリカ含有単量体(A)と、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物(B)とを含有し、シリカ含有量が固形分で5〜50重量%であることを特徴とする硬化性樹脂組成物である。   The invention of claim 1 includes a colloidal silica-containing monomer (A) obtained by reacting colloidal silica (a1) with an isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group, and three or more. And a polyfunctional (meth) acrylate compound (B) having a (meth) acryloyl group, and having a silica content of 5 to 50% by weight in solid content.

請求項2の発明は、アクリル板上に硬化性樹脂組成物を塗布、硬化させることによってハードコート層を形成してヘーズを測定し、テーバー摩耗試験後に再度ヘーズを測定した際、ヘーズの増加が20%以下であることを特徴とする、請求項1記載の硬化性樹脂組成物である。 According to the invention of claim 2, when a hard coat layer is formed by applying and curing a curable resin composition on an acrylic plate and haze is measured, and haze is measured again after the Taber abrasion test, increase in haze is observed. The curable resin composition according to claim 1, wherein the content is 20% or less.

請求項3の発明は、シリカ含有量が固形分比で5〜20重量%であることを特徴とする請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物である。   A third aspect of the present invention is the curable resin composition according to the first or second aspect, wherein the silica content is 5 to 20% by weight in solid content ratio.

請求項4の発明は、請求項1〜3いずれかに記載の硬化性樹脂組成物が塗布されていることを特徴とする成型物である。   A fourth aspect of the present invention is a molded article in which the curable resin composition according to any one of the first to third aspects is applied.

請求項5の発明は、前記成型物の基材がプラスチックであることを特徴とする請求項4記載の成型物である。   The invention according to claim 5 is the molded article according to claim 4, characterized in that the base material of the molded article is plastic.

本発明の硬化性樹脂組成物は、テーバー摩耗試験においても良好な耐擦傷性が得られるハードコート層を形成できるため、携帯電話や家電製品あるいは光学フィルム等に用いられるハードコート剤として好適である。また、本発明の硬化性樹脂組成物はシリカ含有量を低減することができるため、ハードコート層の透明性に優れ、経済的にも優れる。   The curable resin composition of the present invention is suitable as a hard coat agent used for mobile phones, home appliances, optical films, and the like because it can form a hard coat layer that provides good scratch resistance even in the Taber abrasion test. . Moreover, since the curable resin composition of this invention can reduce silica content, it is excellent in transparency of a hard-coat layer, and is excellent also economically.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いられるコロイダルシリカ含有単量体(A)は、コロイダルシリカ(a1)と、イソシアネート基及び重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物(a2)とを反応させることによって得られる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The colloidal silica-containing monomer (A) used in the present invention is obtained by reacting colloidal silica (a1) with an isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group.

コロイダルシリカ(a1)としては、特に限定はされないが、平均粒子径が100nm以下で、有機溶剤を分散媒とした市販品各種を使用することができる。粒子径のより大きいシリカを用いた場合は、貯蔵安定性が悪くなるばかりか、本発明で目的とする良好な摩耗性を発現することができず、得られた硬化物が濁り、透明性に欠ける等の問題がある。好ましくは平均粒子径が5〜50nmのものがより好適である。シリカ表面上に存在する水酸基の一部が化学修飾されており、有機溶媒に分散可能な疎水基を持つコロイダルシリカを使用することが望ましい。さらに好ましくは、コロイダルシリカ表面上の水酸基の一部をジシロキサン化合物および/またはモノアルコキシシラン化合物のようなシリル化剤等で修飾し、0.1〜12重量%の水溶解度を有する疎水性有機溶媒にコロイダル分散していることが望ましい。   The colloidal silica (a1) is not particularly limited, but various commercial products having an average particle diameter of 100 nm or less and an organic solvent as a dispersion medium can be used. When silica having a larger particle size is used, not only the storage stability is deteriorated, but also the desired wear property of the present invention cannot be expressed, and the obtained cured product becomes cloudy and becomes transparent. There are problems such as lacking. Those having an average particle diameter of 5 to 50 nm are more preferred. It is desirable to use colloidal silica in which some of the hydroxyl groups present on the silica surface are chemically modified and have a hydrophobic group that can be dispersed in an organic solvent. More preferably, a hydrophobic organic material having a water solubility of 0.1 to 12% by weight, wherein a part of hydroxyl groups on the surface of colloidal silica is modified with a silylating agent such as a disiloxane compound and / or a monoalkoxysilane compound. It is desirable that it is colloidally dispersed in a solvent.

コロイダルシリカの分散媒としての有機溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等を挙げることができる。また反応性溶媒としてメチルメタクリレートをはじめとするアクリルモノマー等をあげることができる。   Examples of the organic solvent as a dispersion medium for colloidal silica include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, n-butyl acetate, diisopropyl ether, and dibutyl ether. Examples of the reactive solvent include acrylic monomers including methyl methacrylate.

イソシアネート基及び重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物(a2)としては、アクリロイルイソシアネート、メタクリロイルイソシアネート、アクリル酸2−イソシアネートエチル、メタクリル酸2−イソシアネートエチル等が挙げられる。また、2個以上のイソシアネート基を有する化合物と、重合性不飽和基及びイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応させたものを用いても良い。   Examples of the isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group include acryloyl isocyanate, methacryloyl isocyanate, 2-isocyanatoethyl acrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, and the like. A compound obtained by reacting a compound having two or more isocyanate groups with a compound having a functional group capable of reacting with a polymerizable unsaturated group and an isocyanate group may be used.

2個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、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ート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタントリイソシアネート、3,3’−ジメチルフェニレンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、イソフォ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ート)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、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ート、4−ジフェニルプロパンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,5−ビス(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6−ビス(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、トリエチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、トリエチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネートのオリゴマー、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、ヘキサメチレンジイソシアネートのウレトジオン、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体等が挙げられる。
これらの化合物は、単独または二種類以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of the compound having two or more isocyanate groups include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, 1,5- Naphthalene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane triisocyanate, 3,3′- Dimethylphenylene diisocyanate, 4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), 2,2,4-trimethyl Xamethylene diisocyanate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, 6-isopropyl-1,3-phenyl diisocyanate, 4-diphenylpropane diisocyanate, lysine diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, A trimethylolpropane adduct of 2,5-bis (isocyanatemethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (isocyanatemethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane, triethylene diisocyanate, Isocyanurate of triethylene diisocyanate, oligomer of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, biuret of hexamethylene diisocyanate, hexame Isocyanurate of tolylene diisocyanate, uretdione of hexamethylene diisocyanate, isocyanurate and the like of isophorone diisocyanate.
These compounds can be used alone or in combination of two or more.

重合性不飽和基及びイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物として、水酸基含有単官能アクリレートや、水酸基含有多官能アクリレート等が挙げられる。水酸基含有単官能アクリレートの具体例として、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。水酸基含有多官能アクリレートの具体例として、トリメチロールプロパンジアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパンジアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
中でも水酸基を含有する3〜6官能アクリレートを用いた場合、架橋度性が向上するため硬化皮膜の耐擦傷性が向上し、かつ残存不飽和基による変色等の問題を回避することができる。
Examples of the compound having a functional group capable of reacting with a polymerizable unsaturated group and an isocyanate group include a hydroxyl group-containing monofunctional acrylate and a hydroxyl group-containing polyfunctional acrylate. Specific examples of the hydroxyl group-containing monofunctional acrylate include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, and polyethylene glycol acrylate. Specific examples of the hydroxyl group-containing polyfunctional acrylate include trimethylolpropane diacrylate, ethoxylated trimethylolpropane diacrylate, propoxylated trimethylolpropane diacrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and the like.
In particular, when a 3-6 functional acrylate containing a hydroxyl group is used, the degree of cross-linking is improved, so the scratch resistance of the cured film is improved, and problems such as discoloration due to residual unsaturated groups can be avoided.

さらに、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、ケイヒ酸、マレイン酸、フマル酸、2−(メタ)アクリロキシプロピルヘキサヒドロフタレ−ト、2−(メタ)アクリロキシエチルヘキサヒドロフタレ−ト等の不飽和脂肪族カルボン酸類、2−(メタ)アクリロキシプロピルフタレ−ト、2−(メタ)アクリロキシプロピルエチルフタレ−ト等のカルボキシル基を有する不飽和芳香族カルボン酸、ビニルオキシエチルアミン、ビニルオキシドデシルアミン、アリルオキシプロピルアミン、2−メチルアリルオキシへキシルアミン、ビニルオキシ−(2−ヒドロキシ)ブチルアミン等のアミノ基含有モノマー等も使用できる。
これらの重合性不飽和基及びイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物は、単独または二種類以上を組み合わせて用いることができる。
Further, (meth) acrylic acid, itaconic acid, cinnamic acid, maleic acid, fumaric acid, 2- (meth) acryloxypropyl hexahydrophthalate, 2- (meth) acryloxyethyl hexahydrophthalate, etc. Unsaturated aliphatic carboxylic acids such as 2- (meth) acryloxypropyl phthalate, 2- (meth) acryloxypropyl ethyl phthalate and the like, aromatic aromatic carboxylic acids having a carboxyl group, vinyloxyethylamine Amino group-containing monomers such as vinyl oxide decylamine, allyloxypropylamine, 2-methylallyloxyhexylamine, and vinyloxy- (2-hydroxy) butylamine can also be used.
These compounds having a polymerizable unsaturated group and a functional group capable of reacting with an isocyanate group can be used alone or in combination of two or more.

2個以上のイソシアネート基を有する化合物と、重合性不飽和基及びイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応させる際、触媒を添加することもできる。たとえば、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、ラウリル酸ジn−ブチルスズ、トリエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,6,7−トリメチル−1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等のウレタン化触媒を、反応物の総量100重量部に対して0.01〜1重量部用いることが好ましい。これらの触媒は、コロイダルシリカ(a1)と、イソシアネート基及び重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物(a2)を反応させる際に用いることができる。   When reacting a compound having two or more isocyanate groups with a compound having a polymerizable unsaturated group and a functional group capable of reacting with an isocyanate group, a catalyst may be added. For example, copper naphthenate, cobalt naphthenate, zinc naphthenate, di-n-butyltin laurate, triethylamine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 2,6,7-trimethyl-1,4-diazabicyclo [2.2.2] It is preferable to use 0.01 to 1 part by weight of a urethanization catalyst such as octane with respect to 100 parts by weight of the total amount of reactants. These catalysts can be used when the colloidal silica (a1) is reacted with an isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group.

また、2個以上のイソシアネート基を有する化合物と、重合性不飽和基及びイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応させる際、ウレタン触媒の存在下で、イソシアネート基に対して不活性な溶剤、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート等のグリコールエーテルエステル系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、フルフラール等の極性溶剤の1種または2種以上を使用できる。   In addition, when reacting a compound having two or more isocyanate groups with a compound having a polymerizable unsaturated group and a functional group capable of reacting with an isocyanate group, the compound is inert to the isocyanate group in the presence of a urethane catalyst. Solvents, for example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, ethyl- Glycol ether ester solvents such as 3-ethoxypropionate, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and furfural You can use.

コロイダルシリカ(a1)と、イソシアネート基及び重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物(a2)を反応させてコロイダルシリカ含有単量体(A)を得る際には、IR測定またはアミン滴定を行うことによって経時的に残存イソシアネート基の濃度を測定し、変化が見られなくなったところを終点とする。残存イソシアネート基がある場合はこれをブロックするために、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類や、前記重合性不飽和基及びイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物を添加してもよい。残存イソシアネート基が存在すると硬化性樹脂組成物の保存性が低下するおそれがある。   When the colloidal silica (a1) is reacted with the isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group to obtain the colloidal silica-containing monomer (A), IR measurement or amine titration is performed. The concentration of residual isocyanate groups is measured over time, and the point at which no change is observed is taken as the end point. In order to block any residual isocyanate group, an alcohol such as methyl alcohol, ethyl alcohol or isopropyl alcohol, or a compound having a functional group capable of reacting with the polymerizable unsaturated group and the isocyanate group is added. Also good. If there is a residual isocyanate group, the storability of the curable resin composition may be reduced.

3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物(B)としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレートや、これらをオリゴマー化したウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、アクリルアクリレートオリゴマー等の多官能アクリレートオリゴマー等が挙げられる。官能基数が多いアクリレートほど表面硬度が高くなり、好ましい。これらは単独あるいは2種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the polyfunctional (meth) acrylate compound (B) having three or more (meth) acryloyl groups include trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, dipentaerythritol triacrylate, and propionic acid-modified dipentaerythritol triacrylate. , Pentaerythritol triacrylate, propylene oxide modified trimethylolpropane triacrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, dipentaerythritol pentaacrylate, propionic acid modified dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, caprolactone modified dipentaerythritol Hexaacrylate, ethoxylated trimethylolpropane trimethacrylate, Urethane acrylate oligomer these oligomerized, epoxy acrylate oligomer, polyester acrylate oligomer and a polyfunctional acrylate oligomer such as acryl acrylate oligomer. An acrylate having a larger number of functional groups is preferable because it has a higher surface hardness. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.

硬化性樹脂組成物中のシリカ含有量は、固形分で5〜50重量%であることが好ましく、5〜20重量%以上であることがより好ましい。シリカ含有量が5重量%未満であると耐摩耗性が低下し、50重量%を超えるとバインダとなる有機材料が相対的に減少するため、塗工性が低下して外観不良となったり、シリカが塗膜から欠落しやすくなる。また、シリカ含有量が5〜20重量%の場合、形成されるハードコート層の透明性が優れ、経済的にも優れる。   The silica content in the curable resin composition is preferably 5 to 50% by weight in solid content, and more preferably 5 to 20% by weight or more. When the silica content is less than 5% by weight, the wear resistance is lowered, and when it exceeds 50% by weight, the organic material that becomes the binder is relatively reduced. Silica tends to be missing from the coating film. Moreover, when the silica content is 5 to 20% by weight, the formed hard coat layer is excellent in transparency and economically excellent.

本発明の硬化性樹脂組成物は不飽和基を有するため、適当な重合開始剤の存在下で硬化させることができる。光重合開始剤を用いた場合、紫外線等活性エネルギー線を照射することによって短時間で硬化させることが可能なため、生産性を向上させたり、省エネルギー化が可能となる。   Since the curable resin composition of the present invention has an unsaturated group, it can be cured in the presence of a suitable polymerization initiator. When a photopolymerization initiator is used, it can be cured in a short time by irradiating with active energy rays such as ultraviolet rays, so that productivity can be improved and energy saving can be achieved.

光重合開始剤は、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、等のカルボニル化合物、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物等を用いることができる。   Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, Carbonyl compounds such as benzoin isopropyl ether, sulfur compounds such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, and tetramethylthiuram disulfide can be used.

これらの光重合開始剤の市販品としてはIrgacure184、369、651、500(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、LucirinLR8728(BASF社製)、Darocure1116、1173(メルク社製)、ユベクリルP36(UCB社製)等が挙げられる。   Commercially available products of these photopolymerization initiators include Irgacure 184, 369, 651, 500 (Ciba Specialty Chemicals), Lucirin LR8728 (BASF), Darocur 1116, 1173 (Merck), Ubekrill P36 (UCB) ) And the like.

本発明で用いる硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂等の各種樹脂や、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛、珪砂、クレー、タルク、シリカ化合物、二酸化チタン等の無機充填剤の他、シラン系やチタネート系等のカップリング剤、殺菌剤、防腐剤、可塑剤、流動調整剤、帯電防止剤、増粘剤、pH調整剤、界面活性剤、レベリング調整剤、消泡剤、着色顔料、防錆顔料等の配合材料を添加してもよい。また、耐候性向上を目的に酸化防止剤や紫外線吸収剤を添加しても良い。   In the curable resin composition used in the present invention, various resins such as acrylic resins, urethane resins, styrene resins, phenol resins, melamine resins, barium hydroxide, magnesium hydroxide, In addition to inorganic fillers such as aluminum hydroxide, silicon oxide, titanium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, basic zinc carbonate, basic lead carbonate, silica sand, clay, talc, silica compound, titanium dioxide, silane series And titanate coupling agents, bactericides, preservatives, plasticizers, flow regulators, antistatic agents, thickeners, pH adjusters, surfactants, leveling regulators, antifoaming agents, color pigments, You may add compounding materials, such as a rust pigment. Moreover, you may add antioxidant and a ultraviolet absorber for the purpose of a weather resistance improvement.

本発明の硬化性樹脂組成物が塗布される基材は特に限定されないが、ABS、PC、アクリル、PS、MS、PBT、PPS、PET、TAC等を単独あるいは2種以上をアロイ化したもの等の各種プラスチックが挙げられる。特に摩耗性が要求される液晶パネル等の表示体には透明基材であるPC、アクリル、PET、TAC等が最適である。基材の形状はフィルム状や平板状だけではなく、成型体であってもよい。   The substrate to which the curable resin composition of the present invention is applied is not particularly limited, but ABS, PC, acrylic, PS, MS, PBT, PPS, PET, TAC, etc., alone or in combination of two or more types, etc. Various plastics. In particular, transparent substrates such as PC, acrylic, PET, and TAC are optimal for display bodies such as liquid crystal panels that require wear. The shape of the substrate is not limited to a film shape or a flat plate shape, but may be a molded body.

本発明の硬化性樹脂組成物を基材上に塗布する方法は特に制限はなく、公知のスプレーコート、ディッピング、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、スピンコート、リバースコート、グラビアコート、ワイヤーバー等の塗工法またはグラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等の印刷法により形成できる。樹脂層の厚さは、1μm〜40μmが好ましい。樹脂層の厚みが1μm未満であると、十分な摩耗性が発生せず、40μmを越えるとクラックが発生するため好ましくない。   The method for applying the curable resin composition of the present invention on the substrate is not particularly limited, and is known spray coating, dipping, roll coating, die coating, air knife coating, blade coating, spin coating, reverse coating, gravure coating, wire. It can be formed by a coating method such as a bar or a printing method such as gravure printing, screen printing, offset printing, or ink jet printing. The thickness of the resin layer is preferably 1 μm to 40 μm. When the thickness of the resin layer is less than 1 μm, sufficient wear resistance is not generated, and when it exceeds 40 μm, cracks are generated, which is not preferable.

本発明の硬化樹脂組成物はテーバー摩耗試験においても良好な耐擦傷性が得られるが、アクリル板上に硬化性樹脂組成物を塗布、硬化させることによってハードコート層を形成してヘーズを測定し、テーバー摩耗試験後に再度ヘーズを測定した際、ヘーズの増加が20%以下であることが好ましい。
具体的には、硬化性樹脂組成物をアクリル板(旭化成ケミカルズ社製、デラグラスA、2mm厚)上にスプレーで塗布し、80℃で1分間乾燥するにより溶剤を揮発させ、高圧水銀ランプを用いて500mJ/cmで照射することにより硬化させ、アクリル板上に膜厚10μmのハードコート層を形成する。
次に、JIS K 7136に基づき、ヘーズメータ(スガ試験機社製)を用いてヘーズを測定する。
さらに、テーバー磨耗試験機用サンドペーパーS−42(ダイトエレクトロン社製)を用いて、500g荷重をかけて塗膜を500往復擦った後のヘーズを測定し、テーバー摩耗試験後のヘーズの増加が20%以下であることが好ましい。
The cured resin composition of the present invention has good scratch resistance even in the Taber abrasion test, but the haze is measured by forming a hard coat layer by applying and curing the curable resin composition on an acrylic plate. When the haze is measured again after the Taber abrasion test, the increase in haze is preferably 20% or less.
Specifically, the curable resin composition is applied onto an acrylic plate (Asahi Kasei Chemicals, Delaglass A, 2 mm thick) by spraying, and the solvent is volatilized by drying at 80 ° C. for 1 minute, using a high-pressure mercury lamp. Is cured by irradiating at 500 mJ / cm 2 to form a 10 μm thick hard coat layer on the acrylic plate.
Next, based on JIS K7136, a haze is measured using a haze meter (made by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
Furthermore, using a sandpaper S-42 for Taber Abrasion Tester (manufactured by Daito Electron Co., Ltd.), the haze after rubbed the coating film 500 times with 500 g load was measured, and the increase in haze after the Taber abrasion test It is preferable that it is 20% or less.

以下、本発明について実施例、比較例を挙げてより詳細に説明するが、具体例を示すものであって特にこれらに限定するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and demonstrated in detail about this invention, a specific example is shown and it does not specifically limit to these.

コロイダルシリカ含有単量体の合成
ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学工業社製、商品名 NKエステル A−TMM−3LM−N)12重量部にイソホロンジイソシアネート(IPDI)4.85重量部、触媒としてDBTDL(ジブチルスズジラウレート)を0.01重量部加えて反応させることにより、ペンタエリスリトールトリアクリレート−IPDIモノマーを得た。このモノマーをメチルイソブチルケトン分散コロイダルシリカ(日産化学工業社製、SiO成分30%、平均粒子径20nm)80重量部に添加し、室温で24時間撹拌後、イソプロパノールを加えた。IRにてイソシアネート基の消失を確認し、コロイダルシリカ含有単量体A(固形分42%、単量体全体中シリカ量25%)を得た。
Synthesis of colloidal silica-containing monomer Pentaerythritol triacrylate (trade name: NK Ester A-TMM-3LM-N, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 12 parts by weight, isophorone diisocyanate (IPDI) 4.85 parts by weight, DBTDL as catalyst By adding 0.01 parts by weight of (dibutyltin dilaurate) and reacting, pentaerythritol triacrylate-IPDI monomer was obtained. This monomer was added to 80 parts by weight of methyl isobutyl ketone-dispersed colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, SiO 2 component 30%, average particle size 20 nm), stirred for 24 hours at room temperature, and then isopropanol was added. The disappearance of the isocyanate group was confirmed by IR to obtain colloidal silica-containing monomer A (solid content 42%, silica content 25% in the whole monomer).

実施例1〜5
表1の配合に示すように、得られた上記コロイダルシリカ含有単量体A 25〜200重量部に対して、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(新中村化学工業社製、固形分100%、商品名A−DPH)を20〜90重量部、開始剤としてIrgacure184を5重量部添加し、固形分30%となるように溶剤としてトルエンを適宜加えることにより、実施例1〜5の硬化性樹脂組成物を得た。
Examples 1-5
As shown in the composition of Table 1, dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 100% solid content, trade name A) with respect to 25 to 200 parts by weight of the obtained colloidal silica-containing monomer A -DPH) is added in an amount of 20 to 90 parts by weight, Irgacure 184 as an initiator is added in an amount of 5 parts by weight, and toluene is appropriately added as a solvent so that the solid content is 30%. Thus, the curable resin compositions of Examples 1 to 5 are obtained. Obtained.

実施例6〜10
表1の配合に示すように、得られた上記コロイダルシリカ含有単量体A 25〜200重量部に対して、15官能ウレタンアクリレート(新中村化学工業社製、固形分100%、商品名U−15HA)を20〜90重量部、開始剤としてIrgacure184を5重量部添加し、固形分30%となるように溶剤としてトルエンを加えることにより、実施例6〜10の硬化性樹脂組成物を得た。
Examples 6-10
As shown in the composition of Table 1, 15 functional urethane acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 100% solid content, trade name U-) with respect to 25 to 200 parts by weight of the obtained colloidal silica-containing monomer A 15HA) was added in an amount of 20 to 90 parts by weight, Irgacure 184 as an initiator was added in an amount of 5 parts by weight, and toluene was added as a solvent so that the solid content was 30%, thereby obtaining curable resin compositions of Examples 6 to 10. .

比較例1
上記コロイダルシリカ含有単量体A 10重量部に対して、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート96重量部、開始剤としてIrgacure184を5重量部添加し、固形分30%となるように溶剤としてトルエンを加えることにより、比較例1の硬化性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 1
By adding 96 parts by weight of dipentaerythritol hexaacrylate, 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator to 10 parts by weight of the colloidal silica-containing monomer A, and adding toluene as a solvent so that the solid content is 30%. The curable resin composition of Comparative Example 1 was obtained.

比較例2
上記コロイダルシリカ含有単量体A 230重量部に対して、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート10重量部、開始剤としてIrgacure184を5重量部添加し、固形分30%となるように溶剤としてトルエンを加えることにより、比較例2の硬化性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 2
By adding 10 parts by weight of dipentaerythritol hexaacrylate, 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator to 230 parts by weight of the colloidal silica-containing monomer A, and adding toluene as a solvent so that the solid content is 30%. The curable resin composition of Comparative Example 2 was obtained.

比較例3
実施例3において、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの代わりにトリエチレングリコールジアクリレート(共栄社化学社製、固形分100%、商品名ライトアクリレート3EG−A)60重量部を添加した他は実施例3と同様に行い、比較例3の硬化性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 3
Example 3 was the same as Example 3 except that 60 parts by weight of triethylene glycol diacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., solid content 100%, trade name Light Acrylate 3EG-A) was added instead of dipentaerythritol hexaacrylate. The curable resin composition of Comparative Example 3 was obtained.

比較例4
コロイダルシリカ含有単量体を用いずに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート100重量部、開始剤としてIrgacure184を5重量部、溶剤としてトルエンを適宜加え固形分30%の硬化性樹脂組成物を得た。
Comparative Example 4
Without using a colloidal silica-containing monomer, 100 parts by weight of dipentaerythritol hexaacrylate, 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator, and toluene as a solvent were appropriately added to obtain a curable resin composition having a solid content of 30%.

各実施例、比較例で作成した硬化性樹脂組成物をアクリル板(旭化成ケミカルズ社製、デラグラスA、2mm厚)上にスプレーで塗布し、80℃で1分間乾燥するにより溶剤を揮発させ高圧水銀ランプを用いて500mJ/cmで照射することにより硬化させ、アクリル板上に膜厚10μmのハードコート層を形成し、以下の方法で試験評価を行った。 The curable resin composition prepared in each Example and Comparative Example was sprayed on an acrylic plate (Asahi Kasei Chemicals, Delaglass A, 2 mm thickness) and dried at 80 ° C. for 1 minute to volatilize the solvent and high pressure mercury. It hardened | cured by irradiating with 500 mJ / cm < 2 > using a lamp | ramp, the hard-coat layer with a film thickness of 10 micrometers was formed on the acrylic board, and test evaluation was performed with the following method.

全光線透過率の測定
JIS K 7136に基づき、ヘーズメータ(スガ試験機社製)を用いてヘーズを測定した。
Measurement of total light transmittance Based on JIS K 7136, haze was measured using a haze meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).

ヘーズの測定
JIS K 7136に基づき、ヘーズメータ(スガ試験機社製)を用いてヘーズを測定した。
Measurement of haze Haze was measured based on JIS K 7136 using a haze meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).

鉛筆硬度の測定
JIS K 5600−5−4に基づき、東洋精機製作所社製の鉛筆引掻塗膜硬さ試験機(形式P)を用いて1kg荷重にて行った。
Measurement of Pencil Hardness Based on JIS K 5600-5-4, a pencil scratch coating film hardness tester (type P) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho was used with a 1 kg load.

摩耗性の評価
テーバー磨耗試験機用サンドペーパーS−42(ダイトエレクトロン社製)を用いて、500g荷重をかけて塗膜を500往復擦った後のヘーズを測定し、テーバー摩耗試験前のヘーズからの増加量を算出した。
Evaluation of Abrasion Using a sandpaper S-42 for Taber Abrasion Tester (manufactured by Daito Electron Co., Ltd.), measuring the haze after rubbing the coating film 500 times with 500 g load, from the haze before the Taber abrasion test The amount of increase was calculated.

Figure 2011052143
Figure 2011052143

Figure 2011052143
Figure 2011052143

表1に示されるように実施例の各樹脂組成物を用いた試験体は耐摩耗性に非常に優れる結果となった。特に、シリカ含有量が5〜20重量%のものについては、透明性にも優れていた。一方、表2に示されるようにシリカ量が不足あるいは過剰の場合や、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物を用いない場合、耐摩耗性に劣る結果となった。   As shown in Table 1, the test specimens using the resin compositions of the examples were very excellent in wear resistance. In particular, those having a silica content of 5 to 20% by weight were excellent in transparency. On the other hand, as shown in Table 2, when the amount of silica is insufficient or excessive, or when a polyfunctional (meth) acrylate compound having three or more (meth) acryloyl groups is not used, the result is inferior in wear resistance. It was.

Claims (5)

コロイダルシリカ(a1)とイソシアネート基及び重合性不飽和基を有するイソシアネート化合物(a2)とを反応させることによって得られるコロイダルシリカ含有単量体(A)と、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物(B)とを含有し、シリカ含有量が固形分で5〜50重量%であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。   A colloidal silica-containing monomer (A) obtained by reacting colloidal silica (a1) with an isocyanate compound (a2) having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group, and three or more (meth) acryloyl groups. A curable resin composition comprising a polyfunctional (meth) acrylate compound (B) having a silica content of 5 to 50% by weight in solid content. アクリル板上に硬化性樹脂組成物を塗布、硬化させることによってハードコート層を形成してヘーズを測定し、テーバー摩耗試験後に再度ヘーズを測定した際、ヘーズの増加が20%以下であることを特徴とする、請求項1記載の硬化性樹脂組成物。   A hard coat layer is formed by applying and curing a curable resin composition on an acrylic plate, and haze is measured. When haze is measured again after the Taber abrasion test, the increase in haze is 20% or less. The curable resin composition according to claim 1, wherein シリカ含有量が固形分で5〜20重量%であることを特徴とする請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物。   The curable resin composition according to claim 1 or 2, wherein the silica content is 5 to 20 wt% in solid content. 請求項1〜3いずれかに記載の硬化性樹脂組成物が塗布されていることを特徴とする成型物。   A molded product, wherein the curable resin composition according to claim 1 is applied. 前記成型物の基材がプラスチックであることを特徴とする請求項4記載の成型物。   5. The molded product according to claim 4, wherein a base material of the molded product is plastic.
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