JP2016114918A - 含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート、硬化性組成物及び反射防止フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
製法1:下記一般式(α)
のイソシアネート基含有重合性単量体を、一般式(β)で表されるイソシアネート基含有重合性単量体と併用することができる。併用することにより、前記一般式(1)において、一般式(1)中のA、Bの少なくとも一つが、前記構造式(d)で表される基である含フッ素ウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。このような単量体としては、例えば、下記式で表されるイソシアネート基含有重合性単量体と好ましく例示できる。
で表されるエポキシ基含有化合物と、(メタ)アクリル酸とを反応させ水酸基(2級水酸基)を含有する化合物を得た後、前記(β)で表されるイソシアネート基含有重合性単量体とを反応させる方法。
(1)まず基材にハードコート材を塗布・硬化してハードコート層を形成する。
(2)上記のハードコート層に本発明の硬化性組成物を塗布・硬化して低屈折率層の塗膜を形成する。この低屈折率層が反射防止フィルムの最表面となる。
なお、上記ハードコート層と低屈折率層との間に、中屈折率層及び/又は高屈折率層を設けても構わない。
装置:日本分光株式会社製「FT/IR−6100」
測定方法:KBr法
装置:日本電子株式会社製「JNM−ECA500」
溶媒:重水素化クロロホルム
測定装置:東ソー株式会社製「HLC−8220 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HHR−H」(6.0mmI.D.×4cm)+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
検出器:ELSD(オルテックジャパン株式会社製「ELSD2000」)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン(THF)
流速 1.0ml/分
試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(5μl)。
標準試料:前記「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
東ソー株式会社製「F−288」
東ソー株式会社製「F−550」
株式会社アタゴ製の多波長アッベ屈折計「DR−M2」を用いて、D線/589nmの屈折率を25℃で測定した。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルオキシ)−1,2−ジヒドロキシプロパン94.4g、p−メトキシフェノール0.02g及び2−エチルヘキサン酸スズ0.3gを仕込み、乾燥空気気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート105.6gを滴下装置にセットし、フラスコ内を60℃に保ちながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で15分間攪拌した後、90℃に昇温して5時間攪拌することにより反応を行った結果、IRスペクトル測定によりイソシアネート基の消失が確認されたので、フィルターで濾過して前記(I−C−4)に相当する本発明の含フッ素ウレタンアクリレート(1)200gを得た。含フッ素ウレタンアクリレート(1)をGPC(ポリスチレン換算分子量)で測定した結果、数平均分子量796、重量平均分子量806であった。25℃の屈折率を測定した結果、1.439であった。フッ素含有量は、原料組成から計算した結果、26.6質量%であった。なお、含フッ素ウレタンアクリレート(1)のIRスペクトルのチャート図を図1に、13C−NMRスペクトルのチャート図を図2に、1H−NMRスペクトルのチャート図を図3に、19F−NMRスペクトルのチャート図を図4に、GPCのチャート図を図5に示す。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロ−1,2−ジヒドロキシノナン90.4g、p−メトキシフェノール0.02g及び2−エチルヘキサン酸スズ0.3gを仕込み、乾燥空気気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート109.6gを滴下装置にセットし、フラスコ内を60℃に保ちながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で15分間攪拌した後、90℃に昇温して5時間攪拌することにより反応を行った結果、IRスペクトル測定によりイソシアネート基の消失が確認されたので、フィルターで濾過して前記(I−A−4)に相当する本発明の含フッ素ウレタンアクリレート(2)200gを得た。含フッ素ウレタンアクリレート(2)をGPC(ポリスチレン換算分子量)で測定した結果、数平均分子量759、重量平均分子量769であった。25℃の屈折率を測定した結果、1.435であった。フッ素含有量は、原料組成から計算した結果、28.3質量%であった。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン114.9g、p−メトキシフェノール0.02g及びトリフェニルホスフィン0.67gを仕込み、乾燥空気気流下にて攪拌しながら80℃に昇温した。次いで、アクリル酸19.7gを仕込み、フラスコ内を105℃に昇温して10時間攪拌することにより反応を行った結果、酸価測定によりカルボキシル基の消失、及び、エポキシ当量の測定によりエポキシ基の消失が確認された。次いで、1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート65.4gを滴下装置にセットし、フラスコ内を60℃に保ちながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で15分間攪拌した後、90℃に昇温して5時間攪拌することにより反応を行った結果、IRスペクトル測定によりイソシアネート基の消失が確認されたので、フィルターで濾過して前記(I−L−4)に相当する本発明の含フッ素ウレタンアクリレート(3)200gを得た。含フッ素ウレタンアクリレート(3)をGPC(ポリスチレン換算分子量)で測定した結果、数平均分子量636、重量平均分子量644であった。25℃の屈折率を測定した結果、1.420であった。フッ素含有量は、原料組成から計算した結果、33.8質量%であった。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロ−1,2−エポキシノナン109.5g、p−メトキシフェノール0.02g及びトリフェニルホスフィン0.67gを仕込み、乾燥空気気流下にて攪拌しながら80℃に昇温した。次いで、アクリル酸21.0gを仕込み、フラスコ内を105℃に昇温して10時間攪拌することにより反応を行った結果、酸価測定によりカルボキシル基の消失、及び、エポキシ当量の測定によりエポキシ基の消失が確認された。次いで、1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート69.5gを滴下装置にセットし、フラスコ内を60℃に保ちながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で15分間攪拌した後、90℃に昇温して5時間攪拌することにより反応を行った結果、IRスペクトル測定によりイソシアネート基の消失が確認されたので、フィルターで濾過して前記(I−J−4)に相当する本発明の含フッ素ウレタンアクリレート(4)200gを得た。含フッ素ウレタンアクリレート(4)をGPC(ポリスチレン換算分子量)で測定した結果、数平均分子量598、重量平均分子量606であった。25℃の屈折率を測定した結果、1.415であった。フッ素含有量は、原料組成から計算した結果、36.0質量%であった。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルオキシ)−1,2−ジヒドロキシプロパン120.5g、p−メトキシフェノール0.02g及び2−エチルヘキサン酸スズ0.3gを仕込み、乾燥空気気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、アクリロイルオキエチルイソシアネート79.5gを滴下装置にセットし、フラスコ内を60℃に保ちながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で15分間攪拌した後、90℃に昇温して5時間攪拌することにより反応を行った結果、IRスペクトル測定によりイソシアネート基の消失が確認されたので、フィルターで濾過して濾液を取り出した結果、比較対照用含フッ素ウレタンアクリレート(1´)200gを得た。含フッ素ウレタンアクリレート(1´)をGPCで測定した結果、数平均分子量630、重量平均分子量634であった。25℃の屈折率を測定した結果、1.418であった。フッ素含有量は、原料組成から計算した結果、34.0質量%であった。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、1,3−ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルオキシ)−2−プロパノール168.2g、p−メトキシフェノール0.02g、2−エチルヘキサン酸スズ0.3gを仕込み、乾燥空気気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、アクリロイルオキエチルイソシアネート31.8gを滴下装置にセットし、フラスコ内を60℃に保ちながら1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で15分間攪拌した後、90℃に昇温して9時間攪拌することにより反応を行った結果、IRスペクトル測定によりイソシアネート基の消失が確認されたので、フィルターで濾過して濾液を取り出した結果、重合性単量体(M1)200gを得た。重合性単量体(M1)をGPCで測定した結果、数平均分子量913、重量平均分子量915であった。25℃の屈折率を測定した結果、1.369であった。フッ素含有量は、原料組成から計算した結果、53.0質量%であった。
中空シリカ微粒子(平均粒子径60nm)を20%含有するメチルイソブチルケトン分散液15部、含フッ素ウレタンアクリレート(1)0.5部、重合性単量体(M1)1.1部、光重合開始剤として2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン株式会社製「イルガキュア127」)0.1部及び溶剤としてメチルイソブチルケトン81.8部を混合し溶解させて、本発明の硬化性組成物(1)を調製した。硬化性組成物(1)を用いて下記に示す方法にて反射防止フィルムを作成した。
5官能無黄変型ウレタンアクリレート50部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート50部、酢酸ブチル25部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバスペシャリティーケミカルズ社製「イルガキュア184」)5部、溶剤としてトルエン54部、2−プロパノール28部、酢酸エチル28部及びプロピレングリコールモノメチルエーテル28部を混合し溶解させて、ハードコート層用塗料組成物を得た。
トライボギア HEIDON 往復磨耗試験機 TYPE:30S(新東科学株式会社製)を用いて、直径27mmの円形の治具にボンスター No,0000(日本スチールウール株式会社製)を取り付けた磨耗試験機(300g/cm2荷重)にて、10往復磨耗させて試験を行った。試験後の塗膜表面に付いた傷の本数を数えて、下記の基準によって耐擦傷性を評価した。
○:傷の本数が5本以上10本未満である。
△:傷の本数が10本以上50本未満である。
×:傷の本数が50本以上である。
5℃正反射測定装置を備えた分光光度計(株式会社島津製作所製「UV−3100PC」)を用いて反射率の測定を行った。なお、反射率は波長550nm付近で極小値(最低反射率)となったときの値とした。
第1表に示す含フッ素ウレタンアクリレート(2)〜(4)をそれぞれ用いた以外は実施例5と同様にして硬化性組成物(反射防止塗料組成物)及び反射防止フィルムを得た。実施例5と同様の評価を行い、その結果を第1表に示す。
含フッ素ウレタンアクリレート(1)を0.5部用いる代わりに、比較対照用含フッ素ウレタンアクリレート(1´)を0.5部用いた以外は実施例1と同様にして比較対照用反射防止塗料組成物(1´)を得た。実施例1と同様にして比較対照用反射防止フィルム(1´)を得た。実施例1と同様にして比較対照用反射防止フィルム(1´)上の反射防止塗料組成物の硬化塗膜表面について、耐擦傷性の評価を行うと共に、フィルムの反射率を測定した。評価結果を第1表に表す。
含フッ素ウレタンアクリレート(1)を0.5部用いる代わりに、ペンタエリスリトールトリアクリレートを0.5部用いた以外は実施例1と同様にして比較対照用反射防止塗料組成物(2´)を得た。実施例1と同様にして比較対照用反射防止フィルム(2´)を得た。実施例1と同様にして比較対照用反射防止フィルム(2´)上の反射防止塗料組成物の硬化塗膜表面について、耐擦傷性の評価を行うと共に、フィルムの反射率を測定した。評価結果を第1表に表す。
※:含フッ素ウレタン(メタ)アクリレートのかわりに、ペンタエリスリトールトリアクリレートを使用。
Claims (13)
- 下記一般式(I)で表されることを特徴とする含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート。
- 前記AおよびBが、共に前記構造式(d)で表される基である請求項1記載の含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート。
- 前記フッ素原子の含有率が20〜40質量%である請求項1記載の含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート。
- 前記RfがCnF2n+1基(n=3〜6の整数)、CnF2n+1CH2基(n=3〜6の整数)、CnF2n+1CH2CH2基(n=3〜6の整数)、またはC3F7OCF(CF3)CH2基である請求項1記載の含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート。
- 前記RfがC6F13CH2CH2基、C6F13CH2基であり、前記AおよびBが構造式(d)で表される基であり、該構造式(d)中のR2およびR3がそれぞれ水素原子で、前記Xが前記(a)で表される連結基である請求項1記載の含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート。
- 前記RfがC6F13基であり、前記AおよびBが構造式(d)で表される基であり、該構造式(d)中のR2およびR3がそれぞれ水素原子で、前記Xが直接結合である請求項1記載の含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の含フッ素ウレタン(メタ)アクリレート(I)を含有することを特徴とする硬化性組成物。
- 反射防止塗料用途である、請求項8記載の硬化性組成物。
- 更に低屈折率剤(II)を含有する請求項8または9記載の硬化性組成物。
- 前記低屈折率剤(II)が中空シリカ微粒子である請求項10記載の硬化性組成物。
- 請求項8〜11のいずれか1項記載の硬化性組成物の硬化塗膜を有することを特徴とする反射防止フィルム。
- 前記硬化塗膜の膜厚が50〜300nmである請求項12記載の反射防止フィルム。
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