JP2016125049A - 光硬化性樹脂組成物、該組成物から形成される硬化被膜および被膜付き基材、並びに硬化被膜および被膜付き基材の製造方法 - Google Patents
光硬化性樹脂組成物、該組成物から形成される硬化被膜および被膜付き基材、並びに硬化被膜および被膜付き基材の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
脂環式骨格に、イソシアネート基を有する反応性基が少なくとも2つ結合され、前記反応性基が同一の化学構造である脂環式イソシアネート化合物(a1)と水酸基および光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)とを反応させて得られ、化学構造中に前記脂環式骨格および前記光重合性不飽和基を有する脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)と、
光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(B)と、
光重合性不飽和基を有する含フッ素化合物(C)と、
トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と、
光重合開始剤(E)と、を含有する光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)の重量平均分子量が1,000以上10,000以下である第1の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記脂環式イソシアネート化合物(a1)が水素添加ジフェニルメタンジイソシアネートである第1の態様又は第2の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)が光重合性不飽和基を3つ以上有する第1〜第3の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)と前記(メタ)アクリレートモノマー(B)とを比率20:80〜70:30の範囲内で含有する第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記含フッ素化合物(C)を、固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下の範囲で含有する第1〜第5の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)を、固形分100質量部に対して1質量部以上10質量部以下の範囲で含有する第1〜第6の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
光安定剤(F)をさらに含有する第1〜第7の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
コロイダルシリカ(G)をさらに含有する第1〜第8の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記コロイダルシリカ(G)が光重合性不飽和基を有する第9の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)をさらに含有する第1〜第10の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)が光重合性不飽和基を有する第11の態様に記載の光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)が2−[2−ヒドロキシ−5−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールである第12の態様に記載の光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)とを比率99:1〜1:99の範囲内で含有する第11〜第13の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
前記トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)とを比率90:10〜50:50の範囲内で含有する第14の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
第1〜第15の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物から形成される硬化被膜が提供される。
基材と前記基材上に設けられる第16の態様の硬化被膜とを備える被膜付き基材が提供される。
第1〜第15の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物を光照射により硬化させる硬化工程を有する硬化被膜の製造方法が提供される。
第1〜第15の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物を基材の少なくとも一方の主面に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後、光照射により前記光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜を形成する硬化工程と、
を有する被膜付き基材の製造方法が提供される。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレートおよびメタアクリレートを表し、「(メタ)アクリル」はアクリルおよびメタアクリルを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルを表す。また、光重合性不飽和基とは、光により重合反応に関与する不飽和基を意味する。また、「光」は活性光線又は放射線を意味し、例えば可視光線や紫外線、遠紫外線、電子線、X線などを含むものを意味する。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、化学構造中に脂環式骨格および光重合性不飽和基を有する脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)と、光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(B)と、光重合性不飽和基を有する含フッ素化合物(C)と、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と、光重合開始剤(E)と、を含有する。光硬化性樹脂組成物に紫外線を照射することにより、(A)成分、(B)成分および(C)成分が重合して硬化し、硬化被膜が形成される。以下、各成分について説明する。
脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)は、少なくとも、脂環式イソシアネート化合物(a1)と(メタ)アクリレートモノマー(a2)とを反応させて得られるオリゴマー又は樹脂であり、(a1)成分に由来する脂環式骨格と(a2)成分に由来する光重合性不飽和基((メタ)アクリロイル基)とを有している。光重合性不飽和基を有する(A)成分は、光硬化性樹脂組成物に紫外線が照射されたときに(B)成分や(C)成分と重合する。(A)成分は、耐候性に優れる化学構造を有しており、(B)成分や(C)成分と重合することで、紫外線や結露による硬化被膜の劣化や変色を抑制することができる。また、高いハードコート性を維持しながら、硬化収縮を抑制することができる。さらに、硬化被膜の劣化による(C)成分の劣化を抑制できるので、硬化被膜の防汚性を長時間にわたって高く維持することができる。
(メタ)アクリレートモノマー(B)は、光重合性不飽和基((メタ)アクリロイル基)を有しており、(A)成分や(C)成分と重合する。(B)成分は、(A)成分と比較して分子量が小さく、硬化被膜を高硬度としてハードコート性を向上させる。(B)成分としては、光重合性不飽和基を3つ以上有する3官能以上のモノマーであることが好ましい。3官能のモノマーとしては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。4官能のモノマーとしては、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)アクリレート等が挙げられる。5官能のモノマーとしては、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられ、6官能のモノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの(メタ)アクリレートモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、硬化被膜をより高硬度としてハードコート性をより向上させる観点からは、4官能以上のモノマーが好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましい。なお、(B)成分は上述した(a2)成分と同一の化合物であってもよい。
含フッ素化合物(C)は、化学構造中にフッ素原子を有し、撥水性および撥油性に優れているので、硬化被膜の防汚性を向上させる。(C)成分は、光重合性不飽和基を有するモノマー及び/又はオリゴマーであり、例えば、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、その一端または両端に光重合性不飽和基として(メタ)アクリロイル基を有するパーフルオロポリエーテル化合物である。パーフルオロポリエーテル骨格は、例えば、−(O−CF2CF2)−、−(OCF2CF2CF2)−、又は−(O−CF2C(CF3)F)−等の繰り返し構造を示す。この(C)成分は、光硬化性樹脂組成物が硬化する際に(A)成分や(B)成分と重合することで硬化被膜中に組み込まれる。そのため、紫外線や結露によって硬化被膜から(C)成分がブリードしにくく、また、耐候性に優れる(A)成分との併用によって(C)成分の劣化を抑制できるため、硬化被膜では防汚性の低下が抑制されることになる。つまり、(C)成分が組み込まれた硬化被膜は長期間にわたって高い防汚性を維持することができるので、防汚持続性に優れている。また、(C)成分は耐候性に優れ、硬化被膜に組み込まれるため、硬化被膜は紫外線等により劣化しにくく、基材との密着性に優れている。
トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)は、紫外線吸収性であるトリアジン骨格を有しており、硬化被膜の耐候性を向上させる。前記紫外線吸収剤(D)としては、例えば、
下記一般式(3−1)に示す2−(2−ヒドロキシ−4−[イソオクチロキシカルボニルエトキシ]フェニル)−4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン(BASFジャパン株式会社製「チヌビン479」)、
下記一般式(3−2)に示す、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシロキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシロキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンとの混合物(BASFジャパン株式会社製「チヌビン400」)、
下記一般式(3−3)に示す2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−ブチロキシフェニル)−6−(2,4−ビス−ブチロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン(BASFジャパン株式会社製「チヌビン460」)、
下記一般式(3−4)に示す2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−(2−エチルヘキシロキシ)プロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン(BASFジャパン株式会社製「チヌビン405」)
等が挙げられる。
光重合開始剤(E)は、光照射によりラジカル又はカチオンを発生し、上述の(A)成分、(B)成分および(C)成分を結合させることで光重合性組成物を硬化させるものである。光重合開始剤(E)としては、光照射によりラジカル等を発生できるものであれば特に限定されず、例えば、アルキルフェノン系、アシルフォスフィンオキサイド系、水素引抜型開始剤などが挙げられる。
アシルフォスフィンオキサイド系としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。
水素引抜型開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸メチル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、カンファーキノンなどが挙げられる。
これらの中でも、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‐フォスフィンオキサイドが好ましい。なお、これらの光重合開始剤(E)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物には、紫外線による硬化被膜の黄変をさらに抑制するため、光安定剤(F)が配合されてもよい。光安定剤(F)としては、ヒンダードアミン系の光安定剤が好ましい。ヒンダードアミン系としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)−1,3,5−トリアジン、デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−(オクチロキシ)−4−ピペリジニル)エステル等が挙げられる。市販品では、「チヌビン292」、「チヌビン144」、「チヌビン123」(BASF株式会社製)が挙げられる。
被膜付き基材は、上述した光硬化性樹脂組成物を基材上に塗布し、硬化させて硬化被膜を形成したものである。
紫外線で硬化させる方法としては、200〜500nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極ランプ等を用いて、100〜3000mJ/cm2ほど照射する方法などが挙げられる。
また、乾燥、硬化時間を短縮させるため、5〜120℃程度の加熱により、前記被膜を乾燥、硬化させてもよい。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
脂環式骨格に、イソシアネート基を有する反応性基が少なくとも2つ結合され、反応性基が同一の化学構造である脂環式イソシアネート化合物(a1)として、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート(水添MDI、イソシアネート基含有量31.8%)を準備した。また、水酸基および光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(水酸基価110mg/KOH)を準備した。そして、攪拌装置、温度計、空気導入管を備えた200mL反応容器に、(a1)である水添MDIを32.8g、(a2)であるペンタエリスリトールトリアクリレートを102g、ジエチレングリコールを3.3g、p−メトキシフェノールを0.05g、ジブチルヒドロキシトルエンを0.17g、ジブチルスズジラウレートを0.17g、酢酸ブチルを15.4gを添加し、80℃で5時間反応させることにより、ウレタンアクリレートオリゴマー(A1)を得た。この(A1)成分は、官能基数が5、重量平均分子量(MW)が2000、固形分が90%であった。
合成例2では、合成例1と同様の化合物を用いて、重量平均分子量が2800であるウレタンアクリレートオリゴマー(A2)を得た。
合成例3では、合成例1と同様の化合物を用いて、重量平均分子量が5500であるウレタンアクリレートオリゴマー(A3)を得た。
比較合成例1では、比較用の脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A´)を合成した。具体的には、(a1)成分である水添MDIを、上記式(2)に示すイソホロンジイソシアネート(IPDI)に変更した以外は、合成例1と同様に反応させ、重量平均分子量が2800であるウレタンアクリレートオリゴマー(A1´)を得た。
実施例および比較例で用いた原料は次のとおりである。
(A1):合成例1で得られたウレタンアクリレートオリゴマー(官能基数5、重量平均分子量2000)
(A2):合成例2で得られたウレタンアクリレートオリゴマー(官能基数5、重量平均分子量2800)
(A3):合成例3で得られたウレタンアクリレートオリゴマー(官能基数5、重量平均分子量5500)
(A1´):比較合成例1で得られたウレタンアクリレートオリゴマー(官能基数5、重量平均分子量2800、固形分90%)
(A2´):ダイセル・オルネクス株式会社製「KRM8200AE」(脂環式骨格を持たない脂肪族ウレタンアクリレート、官能基数6、重量平均分子量1000、固形分85%)
(A3´):ダイセル・オルネクス株式会社製「EBECRYL1830」(ポリエステルアクリレート、官能基数6、重量平均分子量1000、固形分100%)
(B1):BASFジャパン株式会社製「Laromer DPHA」(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、官能基数5および6、固形分100%)
(B2):ダイセル・オルネクス株式会社製「PETIA」(ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、官能基数3および4、固形分100%)
(B3):ダイセル・オルネクス株式会社製「EBECRYL 180」(ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、官能基数3および4、固形分100%)
(C1):DIC株式会社製「メガファックRS-75」((メタ)アクリル基を有するパーフルオロポリエーテルオリゴマー、固形分40%)
(C2):信越化学工業株式会社製「KY-1203」(末端に(メタ)アクリル基を有するパーフルオロポリエーテルオリゴマー、固形分20%)
(C3):ソルベイ ソレクシス株式会社製「FLUOROLINK AD1700」(パーフルオロポリエーテル-4官能ウレタンアクリレートオリゴマー、固形分70%)
(C1´):DIC株式会社製「メガファックF-568」(光重合性不飽和基を持たないフッ素オリゴマー、固形分5%)
(C2´):エボニック・デグサ・ジャパン株式会社製「TEGO 2100」(光重合性不飽和基を有するシリコーン系オリゴマー、固形分100%)
(D1):BASFジャパン株式会社製「チヌビン479」(2−(2−ヒドロキシ−4−[イソオクチロキシカルボニルエトキシ]フェニル)−4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン、固形分100%)
(D2):BASFジャパン株式会社製「チヌビン405」(2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−(2−エチルヘキシロキシ)プロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、固形分100%)
(D3):BASFジャパン株式会社製「チヌビン400」(2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシロキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシロキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの混合物、固形分85%)
(D4):BASFジャパン株式会社製「チヌビン460」(2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−ブチロキシフェニル)−6−(2,4−ビス−ブチロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、固形分100%)
(D1´):クラリアントジャパン株式会社製「HOSTAVIN 3026」(N−(4−ドデシルフェニル)−N’−(2−エトキシフェニル)−エタンジアミド、固形分100%)
(E1):BASFジャパン株式会社製「Irgacure 184D」(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、固形分100%)
(E2):BASFジャパン株式会社製「Lucirin TPO」(2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、固形分100%)
(F)光安定剤:BASFジャパン株式会社製「チヌビン123」(デカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−(オクチロキシ)−4−ピペリジニル)エステル、1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物、固形分100%)
(G)コロイダルシリカ:日産化学工業株式会社製「MEK-AC-2140Z」(アクリロイル基で表面修飾された、有機溶媒分散コロイダルシリカ、固形分46%)
(H)ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤
(H1):大塚化学株式会社製「RUVA-93」(2−[2−ヒドロキシ−5−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、固形分100%)(H2):BASFジャパン株式会社製「チヌビン928」(2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(1−メチル−1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3,−テトラメチルブチル)フェノール、固形分100%)
有機溶剤:酢酸ブチル
実施例では、上記原料を下記表1〜表3に示す配合で混合することにより光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1では、酢酸ブチル44.89質量部に、(A1)成分を15.6質量部、(B1)成分を27.5質量部、(C1)成分を1.3質量部、(D1)成分を2.8質量部、(E1)成分を0.6質量部、(E2)成分を1.7質量部、(F)成分を0.5質量部、(G)成分を5.5質量部、添加して撹拌することにより、固形分濃度が50%である実施例1の光硬化性樹脂組成物を調製した。
なお、実施例1では、(A)成分と(B)成分との比率を34:66とした。また、光硬化性樹脂組成物の固形分に占める各成分の割合として、(A)成分を27.9%、(B)成分を54.9%、(C)成分を1.0%、(D)成分を5.6%、(E)成分を4.6%、(F)成分を1.0%、(G)成分を5.0%とした。
実施例2〜5では、含フッ素化合物(C)としての(C1)成分の配合量をそれぞれ、2.2質量部、5.0質量部、10.0質量部、20.0質量部に変更した以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例6では、含フッ素化合物(C)の種類を(C1)成分から(C2)成分に変更し、その配合量を4.4質量部とした以外は、実施例1と同様に調製した。実施例7では、含フッ素化合物(C)の種類を(C1)成分から(C3)成分に変更した以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例8では、(A)成分と(B)成分との比率を34:66から50:50に変更した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例9,10では、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)の種類を(A1)成分から(A2)成分もしくは(A3)成分に変更し、それらの配合量を適宜変更した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例11,12では、(メタ)アクリレートモノマー(B)の種類を(B1)成分から(B2)成分もしくは(B3)成分に変更した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例13,14では、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)としての(D1)成分の配合量をそれぞれ、1.5質量部、4.0質量部に変更した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例15〜17では、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)の種類を、(D1)成分から(D2)〜(D4)成分にそれぞれ変更した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例18では、コロイダルシリカ(G)を配合しない以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例19では、さらに、ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)として(H1)成分を1.5質量部、配合した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調整した。
比較例1では、含フッ素化合物(C)を配合しない以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
比較例2,3では、含フッ素化合物(C)を配合せず、その代わりに、光重合性不飽和基を持たないフッ素系オリゴマー(C1´)もしくは光重合性不飽和基を有するシリコーン系化合物(C2´)を用いた以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
比較例4では、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)を配合せず、その代わりに(メタ)アクリレートモノマー(B)の配合量を42.0質量部に増量した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
比較例5〜7では、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)の種類を(A1)成分から、IPDI由来の脂環式骨格を有する(A1´)成分、脂環式骨格を有さないウレタンアクリレート(A2´)、もしくはポリエステルアクリレート(A3´)に変更した以外は実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
比較例8では、(B)成分を配合せず、(A1)成分の配合量を46.1質量部とした以外は実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
比較例9では、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)を配合しない以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。比較例10では、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)を配合せずに、ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)として(H2)成分を用いた以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調整した。比較例11では、トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)の種類を(D1)成分から、トリアジン骨格を持たないシュウ酸アニリド系の(D1´)成分に変更した以外は、実施例2と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。
東洋紡株式会社製のPETフィルム「コスモシャインA4300」(縦200mm×横150mm×厚み100μm)に、上記で調製した光硬化性組成物を乾燥膜厚が約3μmとなるように1回塗布し、無電極ランプにて紫外線を照射することで(照射量:400mJ/cm2)、塗膜を硬化させ、硬化被膜を形成し、被膜付き基材を得た。
次に、得られた被膜付き基材に対し、以下に示す評価を行った。
硬化被膜の基材への密着性を評価するため、JIS K−5400に記載されている碁盤目剥離試験の方法に準じて剥離試験を行った。具体的には、硬化被膜上にカッターで1mm幅、100マスの傷を入れ、碁盤目を付けた試験片を作成し、「セロテープ(登録商標)、ニチバン株式会社製」を試験片に貼りつけた後、このテープを速やかに、碁盤目に対して45度斜め上方向に引っ張って剥離させ、残った碁盤目の硬化被膜の数を数え、この数を付着性の指標とした。本実施例では、残存率90/100以上を良好とした。
硬化被膜の耐候性を評価するため、硬化被膜を紫外線や結露に曝露させたときの変色(黄変)の度合いを測定した。具体的には、まず、促進耐候性試験機(アイスーパーUVテスター SUV−W23、岩崎電気株式会社製)を用いて、63℃50%RHの環境下で硬化被膜に対して照度75W/cm2で紫外線を4時間、照射した後、30℃98%RHの環境下で4時間結露させることを1サイクルとし、これを9サイクル行った。そして、紫外線および結露に曝露させた曝露後の硬化被膜に対して、JIS Z8722:2000に準拠して、黄変度(Δb)を測定した。黄変度は、色差計(JP7100F、株式会社カラーテクノシステム製)を用いて測定した。本実施例では、Δbが3.00以下であれば良、Δbが1.00以下であれば優と判断した。
作製した直後の硬化被膜について、初期状態での防汚性を評価した。なお、本実施例では、防汚性として、撥油性および撥水性を評価した。
3:10回往復以内でふきとれる
2:11回往復以上20回往復以内でふきとれる
1:20回往復後、マジックが残る
上述した耐候性試験で紫外線等に曝露された硬化被膜について、曝露後の防汚性(撥油性および撥水性)を測定した。
曝露後の撥油性は、曝露後の硬化被膜を上記と同様にマジック拭き取り性により評価し、上記評価点数で2以上であれば、曝露後の撥油性が高いものと判断した。
曝露後の撥水性は、曝露後の硬化被膜を上記と同様に接触角により評価し、接触角が85°以上であれば、曝露後の撥油性が高いものと判断した。
硬化被膜のハードコート性を評価するため、その耐擦傷性と硬度とを評価した。
5:傷が5本以内
4:傷が6本以上10本以内
3:傷が11本以上20本以内
2:傷が21本以上30本以内
1:傷が31本以上
測定するフィルムから10cm×10cmの試験片を作成し、常温常湿の環境(23℃、50%RH)に一日静置した後、4隅の浮き上がりの平均値を測定した。その平均値が10mm以下であれば、硬化収縮量が少ないと判断した。
透明性は、硬化被膜の濁度および全光線透過率により評価した。
実施例1〜19および比較例1〜11について、それぞれの評価結果を下記表4〜6に示す。
Claims (19)
- 脂環式骨格に、イソシアネート基を有する反応性基が少なくとも2つ結合され、前記反応性基が同一の化学構造である脂環式イソシアネート化合物(a1)と水酸基および光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)とを反応させて得られ、化学構造中に前記脂環式骨格および前記光重合性不飽和基を有する脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)と、
光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(B)と、
光重合性不飽和基を有する含フッ素化合物(C)と、
トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と、
光重合開始剤(E)と、
を含有することを特徴とする光硬化性樹脂組成物。 - 前記脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)の重量平均分子量が1,000以上10,000以下であることを特徴とする請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記脂環式イソシアネート化合物(a1)が水素添加ジフェニルメタンジイソシアネートであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記光重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートモノマー(a2)が光重合性不飽和基を3つ以上有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート(A)と前記(メタ)アクリレートモノマー(B)とを比率20:80〜70:30の範囲内で含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記含フッ素化合物(C)を、固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下の範囲で含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)を、固形分100質量部に対して1質量部以上10質量部以下の範囲で含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 光安定剤(F)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- コロイダルシリカ(G)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記コロイダルシリカ(G)が光重合性不飽和基を有することを特徴とする請求項9に記載の光硬化性樹脂組成物。
- ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)が光重合性不飽和基を有することを特徴とする請求項11に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)が2−[2−ヒドロキシ−5−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールであることを特徴とする請求項12に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)とを比率99:1〜1:99の範囲内で含有することを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤(D)と前記ベンゾトリアゾール骨格を有する紫外線吸収剤(H)とを比率90:10〜50:50の範囲内で含有することを特徴とする請求項14に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物から形成されることを特徴とする硬化被膜。
- 基材と前記基材上に設けられる請求項16に記載の硬化被膜とを備えることを特徴とする被膜付き基材。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を光照射により硬化させる硬化工程を有することを特徴とする硬化被膜の製造方法。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を基材の少なくとも一方の主面に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後、光照射により前記光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜を形成する硬化工程と、
を有することを特徴とする被膜付き基材の製造方法。
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