JP2013180971A - 含フッ素有機ケイ素化合物及びその製造方法並びに防汚性付与剤及びハードコート材料 - Google Patents
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また、本発明は、この含フッ素有機ケイ素化合物を添加すると指紋が目立ちにくい防汚性付与剤、及び該防汚性付与剤を用いることにより防汚性が付与されたハードコート材料に関するものである。
また、付着した指紋は水分や塩などの無機成分、たんぱく質や油脂などの有機成分などを含み、その組成が複雑であり、これらの付着を完全に防ぐことは困難である。
更に、良好な防汚性を付与する防汚性付与剤、及び該防汚性付与剤を用いることにより防汚性が付与されたハードコート材料を提供することを目的とする。
で示される基であり、mは2〜8の整数であり、nは独立に0、1又は2である。]
で示される新規な含フッ素有機ケイ素化合物を後述する方法で得ることができ、またこの含フッ素有機ケイ素化合物を防汚性付与成分として含有する防汚性付与剤を、例えば耐指紋性付与剤としてハードコート材料に添加することで、指紋などの汚れが目立ちにくく、かつ拭き取り易い表面を有するハードコート皮膜が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
〔1〕
下記一般式(1)で示される含フッ素有機ケイ素化合物。
で示される基であり、mは2〜8の整数であり、nは独立に0、1又は2である。]
〔2〕
一般式(1)のRfが下記一般式で示される基である〔1〕に記載の含フッ素有機ケイ素化合物。
−CaF2a−
(式中、aは2〜10の整数である。)
〔3〕
下記一般式(2)
で示されるヒドロシロキシ基含有含フッ素化合物と、炭素数6〜20のα−オレフィン系化合物と、アルケノールとを、白金系触媒の存在下、ヒドロシリル化反応させることによって含フッ素有機基変性シロキサンとした後、該シロキサンと、(メタ)アクリル基含有イソシアネート化合物とを反応させることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の含フッ素有機ケイ素化合物の製造方法。
〔4〕
〔1〕又は〔2〕に記載の含フッ素有機ケイ素化合物を防汚性付与成分として含有することを特徴とする防汚性付与剤。
〔5〕
〔4〕に記載の防汚性付与剤を0.01〜10.0質量%含有することを特徴とする防汚性が付与されたハードコート材料。
〔6〕
ハードコート材料が、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物からなることを特徴とする〔5〕に記載の防汚性が付与されたハードコート材料。
−CaF2a−,
−(CF2)b−CH2−(CF2)c−,
−(CgF2gO)d−(CF2O)e−(CF2)f−
(式中、aは2〜10、好ましくは2〜8の整数、bは1〜8、好ましくは2〜6の整数、cは1〜8、好ましくは2〜6の整数、d、fは0、1又は2、好ましくは0又は1、eは1〜10、好ましくは1〜8の整数、gは2〜6、好ましくは2〜4の整数である。各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)
−CaF2a−,
−(CgF2gO)d−(CF2O)e−(CF2)f−
(式中、a、d、e、f、gは上記と同じである。)
−CH2−,
−CH2CH2−,
−CH2CH2CH2−,
−CH2−O−(CH2)t−,
−CH2CH2−O−(CH2)t−,
−OCH2−,
−CO−NH−CH2−,
−CO−N(Ph)−CH2−,
−CO−NH−CH2CH2−,
−CO−N(Ph)−CH2CH2CH2−,
−CO−N(CH3)−CH2CH2CH2−,
−CO−O−CH2−,
−CO−N(CH3)−Ph’−,
−CO−NR3−Y−,
−CO−NR3−Y−CH2CH2−
(式中、Phはフェニル基、Ph’はフェニレン基であり、tは1〜10の整数である。Yは−CH2−又は下記式
また、R2は、水素原子又はメチル基である。
本発明の一般式(1)で示される含フッ素有機ケイ素化合物は、既知の方法によって容易に製造できる。例えば、下記一般式(2)
で示されるヒドロシロキシ基含有含フッ素化合物と、式(1)のR基から水素原子1個を除いた残基に対応する炭素数6〜20のα−オレフィン系化合物と、アルケノールとを、好ましくは白金系触媒の存在下、従来公知の方法によりヒドロシリル化付加反応させることによって含フッ素有機基変性シロキサンとした後、該シロキサンと、(メタ)アクリル基含有イソシアネート化合物とを反応させることで製造することができる。
HO−R5−CH=CH2
(式中、R5は単結合又は炭素数1〜6のメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基である。)
本発明の防汚性付与剤は、例えば、上述した一般式(1)で示される含フッ素有機ケイ素化合物を防汚性付与成分として有機溶剤に均一に溶解した溶液として調製することができる。この場合、均一溶液が得られる範囲であれば防汚性付与剤中の上記防汚性付与成分の濃度は特に制限されないが、通常は、1〜50質量%、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは5〜20質量%程度であればよい。
本発明の防汚性付与剤は、主にハードコート材料に添加して耐指紋付与剤等として使われる。ハードコート材料としては、透明性と適度な硬度と機械的強度とがあり、本発明に用いられる上記含フッ素有機ケイ素化合物と混合し、硬化可能なものであれば特に限定されるものではない。
還流冷却管と温度計を取り付けたフラスコに、下記式(3)
1H−NMR(CHCl3基準、ppm):0.0−0.1(≡Si−CH 3、36H)、1.1−1.4(−CH 2−、132H)、5.7−6.3(アクリル基、6H)
化合物のIRスペクトル(KBr法、(株)堀場製作所製、FT−730)を図1に示す。
還流冷却管と温度計を取り付けたフラスコに、下記式(3)
還流冷却管と温度計を取り付けたフラスコに、下記式(3)
防汚性付与剤の調製
10mlガラス製サンプル瓶に、表1に示されるアクリル基含有含フッ素シロキサン化合物2.0gとメチルイソブチルケトン8.0gを秤量し、密栓して、30分間振盪した。該アクリル基含有含フッ素シロキサン化合物が完全に溶解したことを確認し、孔径0.45μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製メンブレンフィルターでろ過して、アクリル基含有含フッ素シロキサン化合物を防汚性付与成分として20質量%含有する防汚性付与剤をそれぞれ調製した。
なお、実施例4〜6のアクリル基含有含フッ素シロキサン化合物は、上記実施例1〜3の方法に準じてそれぞれ合成した。
前述の防汚性付与剤を用いて、下記に示すような配合でハードコート組成物を調製した。なお、ブランクとして、防汚性付与剤を添加しない組成物も調製した。
4官能アクリレート(EBECRYL40[ダイセルサイテック社製]):100質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル:137質量部
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184、チバ・ジャパン社製):3質量部
防汚性付与剤(防汚性付与成分濃度20質量%):5.0質量部
防汚性付与剤を配合した各溶液(ハードコート組成物)を、黒色のポリメチルメタクリレート板(5×5×0.2cm)上にスピンコートし、コンベア型紫外線照射装置(パナソニック電工社製)で、窒素雰囲気中1.6J/cm2の紫外線を照射して硬化膜を形成した。硬化後のハードコート膜の膜厚は7μmであった。このハードコート膜を塗工した材料をテストピースとし、以下の試験に供した。
ハードコート膜の外観(色調・透明性、平滑性)を目視にて評価した。結果を表2に記載した。
ハードコート膜表面の水及びオレイン酸に対する接触角を、接触角計(協和界面科学社製)を用いて測定した。結果を表2に記載した。
以下の方法で耐指紋性試験(指紋視認性、指紋拭き取り性)を行った。試験は5名のパネラーによって行った。評価結果は、5名の評価値で最も多かった評価値を評価結果とした。2つ以上の評価値が同数であった場合は、5名の協議により評価値を決定した。結果を表2に記載した。
ハードコート膜表面に人差し指を押し付けて3秒間保持した後静かに指を離した。付着した指紋の視認性を、三波長発光形蛍光灯下で塗膜の真上から目視観察し、以下の4段階で評価した。
◎…指紋を認識することができなかった。
○…ほとんど指紋を認識できなかった。
△…若干指紋を認識することができた。
×…はっきりと指紋を認識することができた。
ハードコート膜表面に付着した指紋を不織布(ベンコットM−3II[旭化成せんい社製])で一方向に往復して指紋を拭き取った。拭き取り後の状態を三波長発光形蛍光灯下で塗膜の斜め45°上から目視観察し、指紋が目視できなくなるまでの往復回数を以下の3段階で評価した。
◎…3往復未満で指紋を拭き取ることができた。
○…3往復以上5往復未満で指紋を拭き取ることができた。
×…5往復以上拭いても指紋を拭き取ることができなかった。
Claims (6)
- 下記一般式(1)で示される含フッ素有機ケイ素化合物。
で示される基であり、mは2〜8の整数であり、nは独立に0、1又は2である。] - 一般式(1)のRfが下記一般式で示される基である請求項1に記載の含フッ素有機ケイ素化合物。
−CaF2a−
(式中、aは2〜10の整数である。) - 請求項1又は2に記載の含フッ素有機ケイ素化合物を防汚性付与成分として含有することを特徴とする防汚性付与剤。
- 請求項4に記載の防汚性付与剤を0.01〜10.0質量%含有することを特徴とする防汚性が付与されたハードコート材料。
- ハードコート材料が、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物からなることを特徴とする請求項5に記載の防汚性が付与されたハードコート材料。
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