JP2011184519A

JP2011184519A - ガラス改質用樹脂組成物

Info

Publication number: JP2011184519A
Application number: JP2010049277A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Koike; 秀和小池
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】ガラス表面に直接用いることができ、反射防止、防汚性、導電性等の機能を付与することができるガラス改質用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）、分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）、リン酸エステル基含有（メタ）アクリレート化合物（ｃ）、コロイダルシリカ（ｄ）を含有することを特徴とするガラス改質用樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明はガラス表面に直接塗布することができ、反射防止、防汚性、導電性等の機能を付与できるガラス改質用樹脂組成物に関する。

ガラスに反射防止、防汚性、導電性等の機能を付与するため、様々な機能性化合物でガラスの表面を処理する方法が知られている。しかし、使用できるのはガラスへの密着性を有する化合物に限られ、多くの場合で減圧下における処理が必要である等、様々な制約が存在する。また、機能性フィルムを積層する方法も知られているが、フィルムの強度が十分ではないため耐久性が十分でなかったり、製造工程や製造コストが増加する等の問題がある。

他方、プラスチックフィルムに表面硬度、反射防止、防汚性、導電性等の機能を付与するため、（メタ）アクリレート化合物等からなる活性エネルギー線硬化型ハードコート組成物が知られている。活性エネルギー線硬化型ハードコート組成物をフィルムに塗工後、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られるため、簡便で生産性に優れている。ただし、このような組成物を同様にガラスに適用しても、ガラスへの密着性を有しないため、そのまま使用することはできなかった。

特許文献１には、アルキルフルオロアクリレート化合物等からなる電子線硬化型防汚性組成物でガラス表面を処理する方法が開示されている。しかし、ガラス表面に直接防汚性組成物を処理することはできず、エチレン−酢酸ビニール共重合体等でガラス表面に保護層を形成させた後、保護層上に防汚性組成物を塗布する必要があるため、フィルムを積層する方法と同様に製造工程や製造コストが増加する等の問題がある。
特開平7-48147号公報

本発明の課題は、ガラス表面に直接用いることができ、反射防止、防汚性、導電性等の機能を付与することができるガラス改質用樹脂組成物を提供することである。

本発明は、分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）、分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）、リン酸エステル基含有（メタ）アクリレート化合物（ｃ）、コロイダルシリカ（ｄ）を含有することを特徴とするガラス改質用樹脂組成物である。

本発明のガラス改質用樹脂組成物はガラスへの密着性に優れるため、下塗り層等を必要とすることなくガラス表面に直接塗布することができ、活性エネルギー線の照射等により短時間で硬化させることができるため、製造工程や製造コストの点から従来の方法よりも優れている。ガラス改質用樹脂組成物に様々な機能性物質を添加することによって反射防止、防汚性、導電性等の機能を付与することができ、硬化皮膜は高い硬度を有するため耐久性に優れる。また、ガラスが破損した際に破片が飛散しにくくなる効果も有する。

本発明のガラス改質用樹脂組成物の各成分について説明する。分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）は、分子量が２０００以下であり、水酸基及び２以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物である。具体的には、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）アクリレート等の単量体や、水酸基を有する（メタ）アクリレートオリゴマー、水酸基を有する（メタ）アクリレートポリマー等が挙げられる。水酸基を含有しない多官能（メタ）アクリレート化合物のみを用いた場合、ガラス密着性が得られないため好ましくない。

分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）は、（メタ）アクリロイル基のようなラジカル重合性基を分子内に１〜５個有するポリマーである。具体例としては、三井化学社製のオレスターＲＡ３０５７（分子量１００００、官能基数２、商品名）、オレスターＲＡ５０００（分子量１５０００、官能基数２〜３、商品名）等が挙げられる。分子量が５０００未満であったり、ラジカル重合性基が５個を超えるもののみを用いた場合、ガラス密着性が得られないため好ましくない。

リン酸エステル基含有（メタ）アクリレート化合物（ｃ）の具体例としては、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）−ジヒドロホスフェート、ジ−（２−（メタ）アクリロイルオキシ）ヒドロゲンホスフェート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリロイルオキシジヒドロゲンホスフェート等が挙げられる。

コロイダルシリカ（ｄ）は有機溶剤を分散媒としてシリカを分散させたものである。各種表面処理を行ったコロイダルシリカを用いることもでき、平均粒子径は１０〜１５ｎｍ程度のものが好ましい。コロイダルシリカに代えて単なるシリカ粉末のみを用いた場合、ガラス密着性が得られないため好ましくない。

本発明の各配合成分の好ましい配合比は以下のとおりである。分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）と、分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）の配合比は、固形重量を基準として１０：９０〜９０：１０が好ましい。また、分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）と、分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）の合計１００重量部に対して、リン酸エステル基含有（メタ）アクリレート化合物（ｃ）の配合量は０．１〜３重量部が好ましく、コロイダルシリカ（ｄ）の配合量は固形分で５〜５０重量部とすることが好ましい。

本発明のガラス改質用樹脂組成物はガラスに対する密着性と高い皮膜硬度を有するが、さらに各種配合成分を添加することによって様々な機能を付与することができる。例えば、粉末シリカ等を配合することによって、反射防止性を付与することができる。また、フッ素系（メタ）アクリレート化合物等を配合することによって、防汚性を付与することができる。さらに、金属粒子等を添加することによって、導電性を付与することもできる。

本発明のガラス改質用樹脂組成物は紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射する等の方法によって硬化させることができる。紫外線硬化を行う場合には、各種重合開始剤を使用してもよい。具体的には、ラジカル型重合開始剤としてベンゾフェノン及び他のアセトフェノン、ベンジル、ベンズアルデヒド及びｏ−クロロベンズアルデヒド、キサントン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、９，１０−フェナントレンキノン、９，１０−アントラキノン、メチルベンゾインエーテル、エチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、α，α−ジエトキシアセトフェノン、α，α−ジメトキシアセトフェノン、１−フェニル−１，２−プロパンジオール−２−ｏ−ベンゾイルオキシム及びα，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン等が挙げられる。市販品としては、イルガキュア−１８４、イルガキュア−６５１（チバ・ジャパン株式会社製、商品名）、ダロキュア−１１７３（メルク社製、商品名）などの光重合開始剤が挙げられる。

また、有機微粒子、無機微粒子、触媒、架橋剤、帯電防止剤、屈折率調整剤、酸化防止剤、老化防止剤、光増感剤、レベリング剤、消泡剤、防腐剤、可塑剤、流動調整剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、分散剤、溶剤等が添加されていてもよい。

本発明のガラス改質用樹脂組成物はガラスへの密着性に優れているため、予めガラスに下塗り層等を形成することなく、直接塗布することができる。ガラスへの塗布方法、塗布厚みについては特に制限はなく、公知の方法、例えばグラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法などを用いることができ乾燥後塗膜の厚みを２０μm以下となるように塗布する。より好ましくは、２〜８μmである。

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。

ガラス改質用樹脂組成物の調製
分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）としてKAYARAD PET-30（日本化薬株式会社製、ペンタエリスリトールトリアクリレート商品名）５０重量部、分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）としてオレスターRA3057（三井化学社製、分子量１００００、官能基数２、商品名）５０重量部、リン酸エステル基含有（メタ）アクリレート化合物（ｃ）としてKAYAMER PM-21（日本化薬社製、商品名）０．３重量部、コロイダルシリカ（ｄ）としてMEK-ST（日産化学社製、固形分３０％、商品名）８０重量部（固形分として２４重量部）、重合開始剤としてイルガキュア１８４（チバ・ジャパン株式会社製、商品名）５重量部を混合し、さらにトルエンを添加して固形分を５０％に調整することによって、実施例１のガラス改質用樹脂組成物を調製した。

実施例１で用いた配合材料の他、水酸基を含有しない多官能（メタ）アクリレート化合物としてKAYARAD TMPTA（日本化薬社製、トリメチロールプロパントリアクリレート、商品名）、粉末シリカとしてNipsil E-220A（東ソー・シリカ社製、商品名）、多官能アクリレート化合物としてＫＡＹＡＲＡＤＤＰＨＡ（日本化薬株式会社製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名）を用いて、表１記載の配合にて実施例１と同様に各ガラス改質用樹脂組成物（固形分５０％）を調製した。

試験体の作製
実施例、比較例の各ガラス改質用樹脂組成物を硬化後の樹脂膜厚が５μｍとなるようにフロート板ガラス（日本板硝子株式会社製、厚み２ｍｍ、商品名）に塗布し、乾燥することによって溶剤を揮発させた後、紫外線照射機を用いて１５００ｍＷ／ｃｍ^２の照射強度で仕事量が３００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線処理を行うことによりコートガラスを作成し、以下の方法で試験評価を行った結果を表１に記載した。

試験評価方法
（１）ガラス密着性
クロスカッティングガイド（コーティングテスター工業社製）を用いて、１ｍｍピッチで直交するように各１１本の線で塗膜をカットし、塗膜面が計１００個に分割された試験体を作成した。セロハンテープ（ニチバン社製、商品名ＣＴ−２４）を泡が入らないように試験面に密着させて９０°方向に剥がし、塗膜の剥がれを３波長蛍光灯下で目視にて確認した。塗膜が全て残ったものを○、一部でもはく離したものを×とした。
（２）外観
塗膜の外観を観察して評価した。透明なものを○、シリカの凝集に由来するくもりが見られるものを×とした。
以下の評価はガラス密着性、外観ともに良好であったもののみについて行った。
（３）ヘーズ値（Ｈｚ）
ＪＩＳＫ７１３６（２０００年版）の規定に基づき、ヘーズメータ（東洋精機製作所社製、製品名ヘーズガードＩＩ）を用いて測定した。
（４）全光線透過率（Ｔｔ）
ＪＩＳＫ７３６１−１（１９９７年版）の規定に基づき、ヘーズメータ（東洋精機製作所社製、商品名ヘーズガードＩＩ）を用いて測定した。

実施例の各ガラス改質用樹脂組成物はガラスへの密着性に優れ、外観も良好であった。一方、本願発明の必須４成分のいずれかを含有しない各比較例は、ガラスへの密着性に劣るか、外観が劣っていた。

Claims

分子量が２０００以下である水酸基含有多官能（メタ）アクリレート化合物（ａ）、分子量が５０００以上であり、ラジカル重合性基を１〜５個有する反応性ポリマー（ｂ）、リン酸エステル基含有（メタ）アクリレート化合物（ｃ）、コロイダルシリカ（ｄ）を含有することを特徴とするガラス改質用樹脂組成物。
さらに粉末シリカを含有することを特徴とする請求項１記載のガラス改質用樹脂組成物。