JP2018070839A - Photocurable resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光硬化性樹脂組成物に関する。詳しくは、透明性に優れ、高い硬度を有する硬化物を与える光硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a photocurable resin composition. In detail, it is related with the photocurable resin composition which is excellent in transparency and gives the hardened | cured material which has high hardness.
近年、ハードコート膜を保護層にしたフィルムを表面に設けた液晶ディスプレイ、タッチパネルディスプレイ等の表示装置が、急速に普及している。特にスマートフォンやタブレット端末など指やペンで画面に直接触れて操作するタッチパネルを備えた電子機器の普及が著しく、このような機器ではタッチパネル表面の硬度向上が求められている。タッチパネルの材質としてはガラスよりも安全かつ軽量なPETやアクリルなどの樹脂の使用が望ましいが、これらの樹脂はガラスよりも硬度が劣るのが欠点である。 In recent years, display devices such as a liquid crystal display and a touch panel display provided with a film having a hard coat film as a protective layer on the surface thereof are rapidly spreading. In particular, electronic devices such as smartphones and tablet terminals equipped with a touch panel that is operated by directly touching the screen with a finger or a pen are remarkably widespread, and such devices are required to improve the hardness of the touch panel surface. As the material of the touch panel, it is desirable to use a resin such as PET or acrylic that is safer and lighter than glass. However, these resins have a drawback in that they are inferior in hardness to glass.
このため、硬度の高いシリカ微粒子をフィラーとして配合した活性エネルギー線硬化樹脂を主成分とするハードコート層を形成させる方法が知られているが、無機物であるシリカ微粒子は、有機物である活性エネルギー線硬化樹脂のモノマー中では均一に分散し難いため、シリカ微粒子の表面を有機処理することで、分散性を向上させる手法が行われている(特許文献1〜3)。
しかし、本手法で作成した紫外線硬化樹脂組成物は、硬化物の透明性の観点からシリカ粒子の含有量に制限があり、所望するフィルム硬度が得られないという課題がある。
For this reason, there is known a method of forming a hard coat layer mainly composed of an active energy ray-curable resin containing high-hardness silica fine particles as a filler, but inorganic silica fine particles are organic active energy rays. Since it is difficult to disperse uniformly in the monomer of the cured resin, a technique for improving the dispersibility by performing an organic treatment on the surface of the silica fine particles has been performed (Patent Documents 1 to 3).
However, the ultraviolet curable resin composition prepared by this method has a problem that the content of silica particles is limited from the viewpoint of transparency of the cured product, and a desired film hardness cannot be obtained.
本発明は無機物を多量に含有しても透明性が損なわれず、かつ高い硬度を有する硬化物を与える光硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the photocurable resin composition which gives the hardened | cured material which does not impair transparency even if it contains a large amount of an inorganic substance and has high hardness.
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、金属アルコキシド(a)の縮合物(A)と多官能アクリレート(B)と光重合開始剤(C)とを含有し、縮合物(A)が下記一般式(1)で表され、(A)〜(C)の合計重量に基づいて(A)の含有量が25〜80重量%であり、硬化物のヘイズ値が1%以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物である。
The inventors of the present invention have reached the present invention as a result of studies to achieve the above object.
That is, this invention contains the condensate (A), polyfunctional acrylate (B), and photoinitiator (C) of metal alkoxide (a), and the condensate (A) is the following general formula (1). The photocurability is characterized in that the content of (A) is 25 to 80% by weight based on the total weight of (A) to (C), and the haze value of the cured product is 1% or less. It is a resin composition.
本発明の光硬化性樹脂組成物は無機物を多量に含有しても透明性が損なわれず、かつ高い硬度を有する硬化物を与えることができるという効果を奏する。 Even if the photocurable resin composition of the present invention contains a large amount of an inorganic material, the transparency is not impaired, and a cured product having high hardness can be obtained.
本発明の光硬化性樹脂組成物は、金属アルコキシドの縮合物(A)と多官能(メタ)アクリレート(B)と光重合開始剤(C)を含有し、(A)〜(C)の合計重量に基づいて、金属アルコキシドの縮合物(A)の含有量が25〜80重量%であり、この硬化物のヘイズ値が1%以下であることを特徴とする。この金属アルコキシドの縮合物(A)は下記一般式(1)で表される。 The photocurable resin composition of the present invention contains a metal alkoxide condensate (A), a polyfunctional (meth) acrylate (B), and a photopolymerization initiator (C), and is a total of (A) to (C). Based on the weight, the content of the condensate (A) of the metal alkoxide is 25 to 80% by weight, and the haze value of the cured product is 1% or less. This metal alkoxide condensate (A) is represented by the following general formula (1).
一般式(1)中、R1とR2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、または多価アルコールと(メタ)アクリル酸との1個以上の水酸基を有するエステル化合物(d)から1個の水酸基を除いた残基 を表す。R3とR4はそれぞれ独立に水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(d)から水酸基を除いた残基、または下記一般式(2)で表される金属原子含有有機基を表し、複数あるR3とR4は同一であっても異なっていてもよい。Mはシリコン、チタニウムまたはジルコニウム原子を表す。nは2〜15の整数である。 In general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an ester having one or more hydroxyl groups of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid. It represents a residue obtained by removing one hydroxyl group from the compound (d). R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a residue obtained by removing a hydroxyl group from an ester compound (d) of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid, or the following general formula The metal atom-containing organic group represented by (2) is represented, and a plurality of R 3 and R 4 may be the same or different. M represents a silicon, titanium or zirconium atom. n is an integer of 2-15.
一般式(2)中、R5、R6およびR7はそれぞれ独立に水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、または多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(d)から水酸基を除いた残基を表し、複数あるR5とR6は同一であっても異なっていてもよい。Mはシリコン、チタニウムまたはジルコニウム原子を表す。kは1〜5の整数である。 In the general formula (2), R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an ester compound (d) of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid. This represents a residue excluding a hydroxyl group, and a plurality of R 5 and R 6 may be the same or different. M represents a silicon, titanium or zirconium atom. k is an integer of 1-5.
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレートまたはメタクリレート」を、「(メタ)アクリル酸」とは「アクリル酸またはメタクリル酸」を、「(メタ)アクリロイル基」とは「アクリロイル基またはメタクリロイル基」を意味する。 In this specification, “(meth) acrylate” means “acrylate or methacrylate”, “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid or methacrylic acid”, and “(meth) acryloyl group” means “ It means “acryloyl group or methacryloyl group”.
以下に、必須成分の金属アルコキシド(a)の縮合物(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)および光重合開始剤(C)を順次説明する。 The condensate (A), polyfunctional (meth) acrylate (B) and photopolymerization initiator (C) of the essential component metal alkoxide (a) will be described below in sequence.
本発明の金属アルコキシド(a)の縮合物(A)は、下記一般式(1)で表されるものに限定される。 The condensate (A) of the metal alkoxide (a) of the present invention is limited to those represented by the following general formula (1).
この一般式(1)中、R1とR2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、または多価アルコールと(メタ)アクリル酸との1個以上の水酸基を有するエステル化合物(d)から1個の水酸基を除いた残基 を表す。 In the general formula (1), R 1 and R 2 each independently have a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or one or more hydroxyl groups of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid. It represents a residue obtained by removing one hydroxyl group from the ester compound (d).
ここで、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物とは、多価アルコールとアクリル酸またはメタクリル酸とを反応させたエステル反応物のうち、水酸基が少なくとも1個以上残っているエステル化合物であって、R1とR2として使用できる有機基としてはこのエステル化合物から1個の水酸基を除いた残基のことを指す。 Here, the ester compound of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid is an ester compound in which at least one hydroxyl group remains in an ester reaction product obtained by reacting polyhydric alcohol with acrylic acid or methacrylic acid. The organic group that can be used as R 1 and R 2 is a residue obtained by removing one hydroxyl group from this ester compound.
多価アルコールとしては、エチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの炭化水素が水酸基で置換された通常 のアルコール;その誘導体としてのジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールなどが挙げられる。 Examples of polyhydric alcohols include ordinary alcohols in which hydrocarbons such as ethylene glycol, 1,4-butylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol are substituted with hydroxyl groups; diethylene glycol, triethylene glycol, dipenta as derivatives thereof Examples include erythritol and tripentaerythritol.
これらの多価アルコールとアクリル酸とのエステル反応物で水酸基が1個以上残っているエステル化合物としては、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中で好ましいエステル化合物としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Examples of ester compounds in which at least one hydroxyl group remains in the ester reaction product of these polyhydric alcohol and acrylic acid include ethylene glycol mono (meth) acrylate, butylene glycol mono (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, Glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane mono (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol mono (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, di Examples include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and tripentaerythritol hepta (meth) acrylate.
Among these, preferred ester compounds include pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol hepta (meth) acrylate, and the like.
多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物から水酸基を除いた残基としては、下記一般式(3)で表される有機基が好ましい。 The residue obtained by removing the hydroxyl group from the ester compound of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid is preferably an organic group represented by the following general formula (3).
式(3)中、mは0〜5の整数である。 In formula (3), m is an integer of 0-5.
この一般式(3)で表される有機基は、具体的にはペンタエリスリトールまたはこの誘導体としてのジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールとアクリル酸とのエステル化合物から水酸基を除いた残基である。 The organic group represented by the general formula (3) is specifically a residue obtained by removing a hydroxyl group from pentaerythritol or an ester compound of dipentaerythritol or tripentaerythritol and acrylic acid as a derivative thereof.
この式(3)中のmは0〜5の整数であり、具体的には、mが0のペンタエリスリトールのトリアクリレートの残基、mが1のジペンタエリスリトールペンタアクリレートの残基、mが2のトリペンタエリスリトールヘプタアクリレートの残基、mが3のテトラペンタエリスリトールノナンアクリレート、mが4のペンタペンタエリスリトールウンデカンアクリレート、mが5のヘキサペンタエリスリトールトリデカンアクリレートの残基が挙げられる。 M in the formula (3) is an integer of 0 to 5, specifically, a residue of triacrylate of pentaerythritol in which m is 0, a residue of dipentaerythritol pentaacrylate in which m is 1, m is Examples thereof include a residue of 2 pentapentaerythritol heptaacrylate, m of tetrapentaerythritol nonane acrylate of 3, m of 4 pentapentaerythritol undecane acrylate, and m of 5 pentapentaerythritol tridecane acrylate.
R3とR4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、上記の一般式(3)で表される不飽和炭化水素基多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物から水酸基を除いた残基、または下記一般式(2)で表される金属原子含有有機基を表す。 R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an unsaturated hydrocarbon group polyhydric alcohol represented by the above general formula (3), and (meth) acrylic acid. The residue which remove | excluded the hydroxyl group from the ester compound or the metal atom containing organic group represented by following General formula (2) is represented.
式(2)中、kは1〜5の整数であり、好ましくは1である。
R5、R6およびR7はそれぞれ独立に水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、または上記一般式(3)で表される多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物から水酸基を除いた残基を表す。
式(1)と(2)中のMはシリコン、チタニウムまたはジルコニウム原子を表し、好ましくは硬度の観点からシリコン、チタニウムである。
In formula (2), k is an integer of 1 to 5, preferably 1.
R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an ester compound of a polyhydric alcohol represented by the general formula (3) and (meth) acrylic acid. Represents a residue excluding a hydroxyl group.
M in the formulas (1) and (2) represents a silicon, titanium or zirconium atom, and preferably silicon or titanium from the viewpoint of hardness.
また、式(1)中のnは2〜15の整数である。 Moreover, n in Formula (1) is an integer of 2-15.
本発明の金属アルコキシド(a)の縮合物(A)は、テトラアルコシキシランなどの金属アルコキシド(a)と水との加水分解物の縮合と同時に、この縮合物と多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物が縮合して得られる。 The condensate (A) of the metal alkoxide (a) according to the present invention comprises a condensate of a hydrolyzate of metal alkoxide (a) such as tetraalkoxysilane with water, and at the same time the condensate and polyhydric alcohol (meth). Obtained by condensation of an ester compound with acrylic acid.
金属アルコキシド(a)と多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物を共存させることにより、一般式(1)のR1〜R4のうちの少なくとも1個が、一般式(3)で表される多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物から水酸基を除いた残基であるか、または一般式(2)のR5とR6うちの少なくとも1個が、一般式(3)で表される多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物から水酸基を除いた残基であると、鉛筆硬度が著しく向上する。 By coexisting an ester compound of a metal alkoxide (a), a polyhydric alcohol, and (meth) acrylic acid, at least one of R 1 to R 4 in the general formula (1) is represented by the general formula (3). It is a residue obtained by removing a hydroxyl group from an ester compound of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid, or at least one of R 5 and R 6 in the general formula (2) is represented by the general formula (3 When the residue is a residue obtained by removing a hydroxyl group from an ester compound of a polyhydric alcohol represented by () and (meth) acrylic acid, the pencil hardness is remarkably improved.
本発明では触媒(b)存在下で反応させることが好ましく、触媒(b)としては酸触媒(b1)、塩基触媒(b2)が挙げられる。 In the present invention, the reaction is preferably performed in the presence of the catalyst (b), and examples of the catalyst (b) include an acid catalyst (b1) and a base catalyst (b2).
酸触媒(b1)としては無機酸と有機酸が挙げられ、無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸が挙げられる。
有機酸としては、スルホン酸、カルボン酸、ヒドロキシ酸、シュウ酸が挙げられる。
Examples of the acid catalyst (b1) include inorganic acids and organic acids. Examples of the inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and boric acid.
Examples of the organic acid include sulfonic acid, carboxylic acid, hydroxy acid, and oxalic acid.
塩基触媒(b2)としては金属水酸化物、有機アミンなどが挙げられ、金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムが挙げられる。 Examples of the base catalyst (b2) include metal hydroxides and organic amines, and examples of the metal hydroxides include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide.
有機アミンとしては、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、複素環アミンが挙げられる。
脂肪族アミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、メチルヘキシルアミン、メチルオクチルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミンおよびジメチルセチルアミンなどのアルキル基の炭素数が1〜18のモノ−、ジ−およびトリ−アルキルアミンが挙げられる。
Examples of organic amines include aliphatic amines, alicyclic amines, aromatic amines, and heterocyclic amines.
Examples of the aliphatic amine include mono- having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group such as hexylamine, octylamine, methylhexylamine, methyloctylamine, dimethylhexylamine, dimethyloctylamine, dimethyllaurylamine, and dimethylcetylamine, Di- and tri-alkylamines are mentioned.
脂環族アミンとしては、シクロブチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロペンチルアミン、シクロオクチルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミンおよびN−エチルシクロヘキシルアミンなどのシクロアルキル基の炭素数が4〜12のシクロアルキルアミンおよびこれらのアルキル(炭素数1〜6)置換体が挙げられる。 Examples of the alicyclic amine include cycloalkylamine having 4 to 12 carbon atoms in the cycloalkyl group such as cyclobutylamine, cyclohexylamine, cyclopentylamine, cyclooctylamine, N-methylcyclohexylamine, and N-ethylcyclohexylamine, and the like. An alkyl (C1-C6) substitution product is mentioned.
芳香族アミンとしてはアニリン、ジフェニルアミンなどの炭素数が6〜18の芳香族アミンが挙げられる。 Examples of the aromatic amine include aromatic amines having 6 to 18 carbon atoms such as aniline and diphenylamine.
複素環アミンとしては、モルホリンなどの炭素数が4〜10の複素環アミンが挙げられる。 Examples of the heterocyclic amine include heterocyclic amines having 4 to 10 carbon atoms such as morpholine.
これらのうち反応性の観点で好ましいのは塩酸、酢酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸であり、さらに好ましいのは、塩酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸である。 Of these, hydrochloric acid, acetic acid, methanesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid are preferable from the viewpoint of reactivity, and hydrochloric acid, methanesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid are more preferable.
金属アルコキシド(a)としては、アルコキシシラン、アルコキシチタン、アルコキシジルコニウムなどが挙げられる。
これらのうち、硬度の観点から好ましいのは、アルコキシシラン、アルコキシチタンである。
Examples of the metal alkoxide (a) include alkoxysilane, alkoxytitanium, alkoxyzirconium and the like.
Of these, alkoxysilane and alkoxytitanium are preferable from the viewpoint of hardness.
アルコキシシランとして、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシランが挙げられ、これらの市販品として、テトラエトキシシラン(東京化成工業株式会社製)、エチルシリケート28、エチルシリケート28P、N−プロピルシリケート、N−ブチルシリケート(以上、コルコート株式会社製)、正珪酸メチル、正珪酸エチル、高純度正珪酸エチル、高純度正珪酸エチル(EL)(以上、多摩化学工業株式会社製)、Dynasylan SILBOND CONDENSED(エボニックジャパン社製)などが挙げられる。 Examples of the alkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. Examples of these commercially available products include tetraethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), ethyl silicate 28, ethyl silicate 28P, N -Propyl silicate, N-butyl silicate (above, Colcoat Co., Ltd.), normal methyl silicate, normal ethyl silicate, high purity ethyl silicate, high purity ethyl silicate (EL) (above, Tama Chemical Co., Ltd.), Dynasylan SILBOND CONDENSED (Evonik Japan Co., Ltd.) etc. are mentioned.
金属アルコキシド(a)の縮合物(A)を製造する際の温度は、40〜80℃であることが好ましく、60〜70℃であることがより好ましい。温度が40℃より高いと反応速度が速くなるため、生産性が向上する。また、80℃より低いと多官能(メタ)アクリレートが反応系中で重合しポリマー化することなく、金属アルコキシドの加水分解、重縮合を進行させることができる。 The temperature for producing the condensate (A) of the metal alkoxide (a) is preferably 40 to 80 ° C, more preferably 60 to 70 ° C. When the temperature is higher than 40 ° C., the reaction rate is increased, so that productivity is improved. On the other hand, when the temperature is lower than 80 ° C., hydrolysis and polycondensation of the metal alkoxide can proceed without polymerization and polymerization of the polyfunctional (meth) acrylate in the reaction system.
金属アルコキシド(a)の縮合物(A)を合成する際の反応時間は、30分〜6時間であることが好ましく、2時間〜4時間であることがより好ましい。 The reaction time for synthesizing the condensate (A) of the metal alkoxide (a) is preferably 30 minutes to 6 hours, and more preferably 2 hours to 4 hours.
本発明の金属アルコキシドの縮合物(A)のうちの金属アルコキシド(a)の加水分解縮合物と多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物との化学結合は、金属アルコキシドと水とを反応させて金属アルコキシド縮合物を生成させる際の反応条件で十分進行する。温度は、40〜80℃であることが好ましく、60〜70℃であることがより好ましい。 The chemical bond between the hydrolysis condensate of the metal alkoxide (a) of the condensate (A) of the present invention and the ester compound of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid is obtained by combining the metal alkoxide and water. The reaction proceeds sufficiently under the reaction conditions for producing a metal alkoxide condensate by reaction. The temperature is preferably 40 to 80 ° C, and more preferably 60 to 70 ° C.
硬度および透明性のバランスの観点から、本発明の光硬化性樹脂組成物中の金属アルコキシド(a)の縮合物(A)の含有量は、(A)〜(C)の合計重量に基づいて、25〜80重量%であり、好ましくは30〜70重量%であり、更に好ましくは30〜60重量%である。25重量%未満であると硬度が不足し、80重量%を越えると、透明性が悪化する。 From the viewpoint of the balance between hardness and transparency, the content of the condensate (A) of the metal alkoxide (a) in the photocurable resin composition of the present invention is based on the total weight of (A) to (C). It is 25 to 80% by weight, preferably 30 to 70% by weight, and more preferably 30 to 60% by weight. If it is less than 25% by weight, the hardness is insufficient, and if it exceeds 80% by weight, the transparency deteriorates.
本発明の光硬化性樹脂組成物に含有する多官能(メタ)アクリレート(B)は、硬度の観点から、少なくとも2個、好ましくは3〜6個の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートが好ましい。 The polyfunctional (meth) acrylate (B) contained in the photocurable resin composition of the present invention is a polyfunctional (meta) having at least 2, preferably 3 to 6, (meth) acryloyl groups from the viewpoint of hardness. ) Acrylate is preferred.
具体的には、以下のジ(メタ)アクリレート(B1)、3価以上の(メタ)アクリレート(B2)、ポリエステル(メタ)アクリレート(B3)、ウレタン(メタ)アクリレート(B4)、エポキシ(メタ)アクリレート(B5)、(メタ)アクリロイル基変性ブタジエン重合体(B6)、(メタ)アクリロイル基変性ジメチルポリシロキサン重合体(B7)が挙げられる。 Specifically, the following di (meth) acrylate (B1), trivalent or higher (meth) acrylate (B2), polyester (meth) acrylate (B3), urethane (meth) acrylate (B4), epoxy (meth) Examples include acrylate (B5), (meth) acryloyl group-modified butadiene polymer (B6), and (meth) acryloyl group-modified dimethylpolysiloxane polymer (B7).
ジ(メタ)アクリレート(B1)としては、ポリオキシアルキレン(アルキレンの炭素数は2〜4)[分子量106以上かつ数平均分子量(以下、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による数平均分子量をMnと略記する。)3,000以下]のジ(メタ)アクリレート(B11): ポリエチレングリコール(Mn400)、ポリプロピレングリコール(Mn200)およびポリテトラメチレングリコール(Mn650)の各ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。 As the di (meth) acrylate (B1), polyoxyalkylene (alkylene having 2 to 4 carbon atoms) [molecular weight of 106 or more and number average molecular weight (hereinafter referred to as number average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC) method) Di (meth) acrylate (B11) of 3,000 or less]: abbreviated to Mn. Each of di (meth) acrylates of polyethylene glycol (Mn400), polypropylene glycol (Mn200), and polytetramethylene glycol (Mn650). .
また、ジ(メタ)アクリレート(B1)としては、2価フェノール化合物のアルキレンオキサイド(以下、「アルキレンオキサイド」をAOと略記する。)(2〜30モル)付加物のジ(メタ)アクリレート:2価フェノール化合物[単環フェノール(カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等)、縮合多環フェノール(ジヒドロキシナフタレン等)、ビスフェノール化合物(ビスフェノールA、−Fおよび−S等)]のAO付加物[レゾルシノールのEO4モル付加物のジ(メタ)アクリレート、ジヒドロキシナフタレンのPO4モル付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA、−Fおよび−Sの、EO2モル、およびPO4モル各付加物等]の各ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
炭素数2〜30の脂肪族2価アルコールのジ(メタ)アクリレート:ネオペンチルグリコールおよび1,6−ヘキサンジオールの各ジ(メタ)アクリレートが挙げられる炭素数6〜30の脂環含有2価アルコールのジ(メタ)アクリレート:ジメチロールトリシクロデカンのジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのジ(メタ)アクリレートおよび水素化ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
Further, as di (meth) acrylate (B1), an alkylene oxide of a dihydric phenol compound (hereinafter, “alkylene oxide” is abbreviated as AO) (2 to 30 mol), an adduct di (meth) acrylate: 2 Of polyhydric phenol compounds [monocyclic phenols (catechol, resorcinol, hydroquinone, etc.), condensed polycyclic phenols (dihydroxynaphthalene, etc.), bisphenol compounds (bisphenol A, -F, -S etc.)] [resorcinol EO 4 mol addition Di (meth) acrylates, di (meth) acrylates of PO4 mol adducts of dihydroxynaphthalene, EO2 mol, and PO4 mol of adducts of bisphenol A, -F and -S, etc.] Is mentioned.
Di (meth) acrylates of aliphatic dihydric alcohols having 2 to 30 carbon atoms: alicyclic divalent alcohols having 6 to 30 carbon atoms such as neopentyl glycol and 1,6-hexanediol di (meth) acrylates Di (meth) acrylate: Di (meth) acrylate of dimethyloltricyclodecane, di (meth) acrylate of cyclohexanedimethanol, and di (meth) acrylate of hydrogenated bisphenol A.
3価以上の(メタ)アクリレート(B2)としては、炭素数3〜40の多価アルコールおよびそのAO付加物のポリ(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、グリセリンのトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのEO3モルおよびPO3モル付加物の各トリ(メタ)アクリレート、グリセリンのEO3モルおよびPO3モル付加物の各トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのEO4モル付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The trivalent or higher (meth) acrylate (B2) includes polyhydric alcohol having 3 to 40 carbon atoms and poly (meth) acrylate of its AO adduct, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and tri (meth) of glycerin. Acrylate, trimethylolpropane EO 3 mol and PO3 mol adduct tri (meth) acrylate, glycerin EO3 mol and PO3 mol adduct tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol Examples include tetra (meth) acrylate, tetra (meth) acrylate of pentaerythritol EO 4 mol adduct, penta (meth) acrylate of dipentaerythritol, hexa (meth) acrylate of dipentaerythritol, and the like.
なお、後述するように、多官能(メタ)アクリレート(B)は、金属アルコキシド(a)の縮合物(A)中の水酸基と反応して化学結合を生成する反応性基(α)を有することが好ましい。そして、そのような反応性基(α)としての水酸基を分子内に有するし3価以上の(メタ)アクリレート(B21)は、多価アルコールと、アクリル酸またはメタクリル酸とのエステル反応物で水酸基を1個以上有するものが挙げられる。
そのような水酸基を分子内に有するし3価以上の(メタ)アクリレート(B21)としては、ペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのEO付加物のトリ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのEO付加物のペンタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールポリアクリレートなどが挙げられる。
As will be described later, the polyfunctional (meth) acrylate (B) has a reactive group (α) that reacts with a hydroxyl group in the condensate (A) of the metal alkoxide (a) to form a chemical bond. Is preferred. And, such a reactive group (α) has a hydroxyl group in the molecule, and trivalent or higher (meth) acrylate (B21) is an ester reaction product of polyhydric alcohol and acrylic acid or methacrylic acid. Having at least one of the above.
Examples of such a (meth) acrylate (B21) having a hydroxyl group in the molecule and having a valence of 3 or more include tri (meth) acrylate of pentaerythritol, tri (meth) acrylate of EO adduct of pentaerythritol, dipentaerythritol Penta (meth) acrylate, tetra (meth) acrylate (meth) acrylate of dipentaerythritol, tri (meth) acrylate of dipentaerythritol, penta (meth) acrylate of EO adduct of dipentaerythritol; tripentaerythritol polyacrylate, etc. Is mentioned.
さらに、多価アルコールと、アクリル酸またはメタクリル酸とのエステル反応では一般に、化学当量的に均一のものではなく、異なったエステル結合の数(すなわち水酸基の数)の混合物として得られる。例えば、水酸基を6個有するジペンタエリスリトール1モルに 6モルのアクリル酸を反応させてジペンタエリスリトールのヘキサアクリレートを製造する際には、水酸基1個を有するジペンタエリスリトールのペンタアクリレートや水酸基2個を有するジペンタエリスリトールのテトラアクリレートも副生し、これらの混合物となる。 Furthermore, the ester reaction between a polyhydric alcohol and acrylic acid or methacrylic acid is generally not uniform in terms of chemical equivalents, but is obtained as a mixture of different numbers of ester bonds (ie, the number of hydroxyl groups). For example, when 6 moles of acrylic acid is reacted with 1 mole of dipentaerythritol having 6 hydroxyl groups to produce dipentaerythritol hexaacrylate, the pentaacrylate of dipentaerythritol having 1 hydroxyl group and 2 hydroxyl groups Dipentaerythritol tetraacrylate having a by-product is also formed as a mixture.
ポリエステル(メタ)アクリレート(B3)としては、多価カルボン酸と多価アルコールとエステル形成性のアクリロイル基含有化合物のエステル化により得られる複数のエステル結合と5個以上のアクリロイル基を有する分子量150以上かつMn4,000以下のポリエステルアクリレートが挙げられる。
上記の多価カルボン酸としては、例えば脂肪族[例えばマロン酸、マレイン酸(無水物)、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、酸無水物の反応物(ジペンタエリスリトールと無水マレイン酸の反応物等)]、脂環式[例えばシクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸、メチルテトラヒドロ(無水)フタル酸]および芳香族多価カルボン酸[例えばイソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸(無水物)、トリメリット酸(無水物)、ピロメリット酸(無水物)]が挙げられる。
The polyester (meth) acrylate (B3) has a molecular weight of 150 or more having a plurality of ester bonds and 5 or more acryloyl groups obtained by esterification of a polycarboxylic acid, a polyhydric alcohol, and an ester-forming acryloyl group-containing compound. And a polyester acrylate having a Mn of 4,000 or less.
Examples of the polyvalent carboxylic acid include aliphatic [eg, malonic acid, maleic acid (anhydride), adipic acid, sebacic acid, succinic acid, acid anhydride reaction product (reaction product of dipentaerythritol and maleic anhydride] Etc.)], alicyclic [eg cyclohexanedicarboxylic acid, tetrahydro (anhydride) phthalic acid, methyltetrahydro (anhydride) phthalic acid] and aromatic polycarboxylic acids [eg isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic acid (anhydride), Trimellitic acid (anhydride), pyromellitic acid (anhydride)].
ウレタン(メタ)アクリレート(B4)としては、ポリイソシアネート、ポリオール、水酸基含有(メタ)アクリレートとのウレタン化反応により得られる複数のウレタン結合と2個以上のアクリロイル基を有するMn400〜5,000のウレタン(メタ)アクリレートが挙げられる。
。
As the urethane (meth) acrylate (B4), Mn 400 to 5,000 urethane having a plurality of urethane bonds and two or more acryloyl groups obtained by urethanization reaction with polyisocyanate, polyol, and hydroxyl group-containing (meth) acrylate. (Meth) acrylate is mentioned.
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対応するポリイソシアネートとしては、例えば脂肪族ポリイソシアネート[ヘキサメチレンジイソシアネート等]、芳香(脂肪)族ポリイソシアネート[2,4−および/または2,6−ト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、キシリレンジイソシアネート等]、脂環式ポリイソシアネート[イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)等]が挙げられる。
ポリオールとしては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
Examples of the corresponding polyisocyanate include aliphatic polyisocyanate [hexamethylene diisocyanate and the like], aromatic (aliphatic) polyisocyanate [2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, xylylene Range isocyanate, etc.] and alicyclic polyisocyanates [isophorone diisocyanate, 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), etc.].
Examples of the polyol include ethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, polyether polyol, polycaprolactone polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polytetramethylene glycol.
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(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、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る
エポキシ(メタ)アクリレート(B5)としては、多価(2〜4価)エポキシドと(メタ)アクリル酸の反応により得られるMnが400〜5,000のエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate include epoxy (meth) acrylate (B5) such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and the like. ) Includes epoxy (meth) acrylates having Mn of 400 to 5,000 obtained by reaction of polyvalent (2 to 4 valent) epoxides with (meth) acrylic acid.
(メタ)アクリロイル基変性ブタジエン重合体(B6)としては、主鎖および/または側鎖に(メタ)アクリロイル基を有するポリブタジエンポリ(メタ)アクリレート(Mn500〜500,000)等が挙げられる。 Examples of the (meth) acryloyl group-modified butadiene polymer (B6) include polybutadiene poly (meth) acrylate (Mn 500 to 500,000) having a (meth) acryloyl group in the main chain and / or side chain.
(メタ)アクリロイル基変性ジメチルポリシロキサン重合体(B7)としては、主鎖および/または側鎖に(メタ)アクリロイル基を有するMn300〜20,000のジメチルポリシロキサンポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記(B1)〜(B7)は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これら(B1)〜(B7)のうち、硬化物の硬度の観点から好ましいのは(B2)〜(B7)、さらに好ましいのは(B2)および(B4)である。また、密着性、屈曲性の観点から単官能(メタ)アクリレートを併用しても差し支えない。
金属アルコキシド(a)の縮合物(A)の含有量が多くなる場合の透明性を確保するために、同一種類の多官能(メタ)アクリレート(B)または異なる種類の(B)をさらに加えて希釈しても良い。
Examples of the (meth) acryloyl group-modified dimethylpolysiloxane polymer (B7) include Mn300 to 20,000 dimethylpolysiloxane poly (meth) acrylate having a (meth) acryloyl group in the main chain and / or side chain.
Said (B1)-(B7) may be used independently, or may use 2 or more types together. Among these (B1) to (B7), from the viewpoint of the hardness of the cured product, (B2) to (B7) are preferable, and (B2) and (B4) are more preferable. Further, from the viewpoint of adhesion and flexibility, monofunctional (meth) acrylate may be used in combination.
In order to ensure transparency when the content of the condensate (A) of the metal alkoxide (a) is increased, the same kind of polyfunctional (meth) acrylate (B) or a different kind of (B) is further added. It may be diluted.
本発明の多官能(メタ)アクリレート(B)は、金属アルコキシド(a)の縮合物中の水酸基と反応し得る反応性基を有していることが好ましい。
水酸基と反応し得る反応性基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、スルホン酸基、リン酸基、アミド基などが挙げられる。反応性基は金属アルコキシド(a)の縮合物(A)中の水酸基と反応し、有機−無機界面に化学結合が生成するため、高い硬度が発現する。これらの官能基のうち、水酸基、カルボキシル基、リン酸基が好ましく、水酸基とカルボキシル基がさらに好ましく、水酸基が最も好ましい。
硬度および透明性のバランスの観点から、本発明の光硬化性樹脂組成物中の多官能(メタ)アクリレート(B)の含有量は、(A)〜(C)の合計重量に基づいて、20〜75重量%であり、好ましくは30〜60重量%である。
The polyfunctional (meth) acrylate (B) of the present invention preferably has a reactive group capable of reacting with a hydroxyl group in the condensate of the metal alkoxide (a).
Examples of the reactive group capable of reacting with a hydroxyl group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and an amide group. The reactive group reacts with the hydroxyl group in the condensate (A) of the metal alkoxide (a), and a chemical bond is generated at the organic-inorganic interface, so that high hardness is exhibited. Of these functional groups, a hydroxyl group, a carboxyl group, and a phosphate group are preferable, a hydroxyl group and a carboxyl group are more preferable, and a hydroxyl group is most preferable.
From the viewpoint of balance between hardness and transparency, the content of the polyfunctional (meth) acrylate (B) in the photocurable resin composition of the present invention is 20 based on the total weight of (A) to (C). It is -75 weight%, Preferably it is 30-60 weight%.
本発明の光硬化性樹脂組成物に添加する光重合開始剤(C)として、可視光線、紫外線、遠赤外線、荷電粒子線及びX線等の放射線の露光により、重合性不飽和化合物の重合を開始しうるラジカルを発生する成分であればどのようなものでもよい。
本発明の光硬化性樹脂組成物に添加する光重合開始剤(C)としては、フォスフィンオキサイド系化合物(C1)、ベンゾイルホルメート系化合物(C2)、チオキサントン系化合物(C3)、オキシムエステル系化合物(C4)、ヒドロキシベンゾイル系化合物(C5)、ベンゾフェノン系化合物(C6)、ケタール系化合物(C7)、1,3αアミノアルキルフェノン系化合物(C8)などが挙げられる。
As a photopolymerization initiator (C) added to the photocurable resin composition of the present invention, polymerization of a polymerizable unsaturated compound is performed by exposure to radiation such as visible light, ultraviolet light, far infrared light, charged particle beam, and X-ray. Any component that generates radicals that can be initiated may be used.
As a photoinitiator (C) added to the photocurable resin composition of the present invention, a phosphine oxide compound (C1), a benzoylformate compound (C2), a thioxanthone compound (C3), an oxime ester compound Examples include compound (C4), hydroxybenzoyl compound (C5), benzophenone compound (C6), ketal compound (C7), 1,3α aminoalkylphenone compound (C8), and the like.
フォスフィンオキサイド系化合物(C1)としては、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、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
ベンゾイルホルメート系化合物(C2)としては、メチルベンゾイルホルメート等が挙げられる。
チオキサントン系化合物(C3)としては、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
オキシムエステル系化合物(C4)としては、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1(O−アセチルオキシム))等が挙げられる。
ヒドロキシベンゾイル系化合物(C5)としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等が挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物(C6)としては、ベンゾフェノン等が挙げられる。
ケタール系化合物(C7)としては、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
1,3αアミノアルキルフェノン系化合物(C8)としては、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン等が挙げられる。
Examples of the phosphine oxide compound (C1) include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
Examples of the benzoylformate compound (C2) include methylbenzoylformate.
Examples of the thioxanthone compound (C3) include isopropylthioxanthone.
Examples of the oxime ester compound (C4) include 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2 -Methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1 (O-acetyloxime)) and the like.
Examples of the hydroxybenzoyl compound (C5) include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and benzoin alkyl ether.
Examples of the benzophenone compound (C6) include benzophenone.
Examples of the ketal compound (C7) include benzyldimethyl ketal.
Examples of the 1,3α aminoalkylphenone compound (C8) include 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one.
これらの光重合開始剤(C)のうち、硬化性の観点から好ましいのは、(C1)、(C5)、(C8)であり、更に好ましくは、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、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンである。 Among these photopolymerization initiators (C), (C1), (C5), and (C8) are preferable from the viewpoint of curability, and more preferably bis (2,4,6-trimethylbenzoyl). -Phenylphosphine oxide, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one.
光硬化性樹脂組成物中の(A)〜(C)の合計重量に基づいて、光重合開始剤(C)の含有量は硬化性および透明性の観点から、0.1〜10重量%であり、好ましくは0.2〜7重量%である。 Based on the total weight of (A) to (C) in the photocurable resin composition, the content of the photopolymerization initiator (C) is 0.1 to 10% by weight from the viewpoint of curability and transparency. Yes, preferably 0.2 to 7% by weight.
本発明の光硬化性樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により種々の添加剤を含有させてもよい。
添加剤としては、可塑剤、有機溶剤、分散剤、消泡剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、スリップ剤、酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤及び紫外線吸収剤が挙げられる。
The photo-curable resin composition of the present invention may contain various additives as necessary within a range not inhibiting the effects of the present invention.
Examples of the additive include a plasticizer, an organic solvent, a dispersant, an antifoaming agent, a thixotropy imparting agent (thickening agent), a slip agent, an antioxidant, a hindered amine light stabilizer, and an ultraviolet absorber.
本発明の組成物は、塗工の際に、塗工に適した粘度に調整するために、必要に応じて溶剤で希釈した塗料とすることができる。
溶剤の使用量は、該組成物の全重量に基づいて2,000%以下、好ましくは10〜500%である。また、塗料の粘度は、使用時の温度(例えば5〜60℃)で、例えば5〜5,000mPa・s、安定塗工の観点から好ましくは50〜1,000mPa・sである。
In order to adjust the viscosity of the composition of the present invention to a viscosity suitable for coating, a coating diluted with a solvent as necessary can be used.
The amount of the solvent used is 2,000% or less, preferably 10 to 500%, based on the total weight of the composition. Moreover, the viscosity of a coating material is the temperature at the time of use (for example, 5-60 degreeC), for example, is 5-5,000 mPa * s, Preferably it is 50-1,000 mPa * s from a viewpoint of stable coating.
溶剤としては、本発明の組成物中の樹脂分を溶解するものであれば特に限定されない。具体的には、芳香族炭化水素(例えばトルエン、キシレンおよびエチルベンゼン)、エステルまたはエーテルエステル(例えば酢酸エチル、酢酸ブチルおよびメトキシブチルアセテート)、エーテル(例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールのモノメチルエーテルおよびジエチレングリコールのモノエチルエーテル)、ケトン(例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトンおよびシクロヘキサノン)、アルコール(例えばメタノール、エタノール、n−またはi−プロパノール、n−、i−、sec−またはt−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコールおよびベンジルアルコール)、アミド(例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等)、スルホキシド(例えばジメチルスルホキシド)、水、およびこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
これらの溶剤のうちコーティング膜の平滑性および溶剤除去の効率の観点から好ましいのは沸点が70〜100℃のエステル、ケトンおよびアルコール、さらに好ましいのは酢酸エチル、メチルエチルケトン、i−プロパノールおよびこれらの混合物である。
The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the resin component in the composition of the present invention. Specifically, aromatic hydrocarbons (eg toluene, xylene and ethylbenzene), esters or ether esters (eg ethyl acetate, butyl acetate and methoxybutyl acetate), ethers (eg diethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol monobutyl ether, monomethyl ether of propylene glycol and monoethyl ether of diethylene glycol), ketones (eg acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, di-n-butyl ketone and cyclohexanone), alcohols (eg methanol, ethanol, n- or i-propanol) , N-, i-, sec- or t-butanol, 2-ethylhexyl alcohol and benzyl alcohol ), Amides (e.g. dimethylformamide, dimethylacetamide, N- methylpyrrolidone), sulfoxides (e.g., dimethylsulfoxide), water, and a mixed solvent of two or more thereof.
Of these solvents, from the viewpoint of the smoothness of the coating film and the efficiency of solvent removal, esters, ketones and alcohols having a boiling point of 70 to 100 ° C. are preferred, and ethyl acetate, methyl ethyl ketone, i-propanol and mixtures thereof are more preferred. It is.
本発明の組成物は、必要により溶剤で希釈して、基材の少なくとも片面の少なくとも一部に塗布し、必要により乾燥させた後、活性エネルギー線(紫外線、電子線、X線等)の照射や熱により硬化させることにより、硬化膜を有するハードコート被覆物を得ることができる。
塗工に際しては、例えば塗工機[バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター(サイズプレスロールコーター、ゲートロールコーター等)、エアナイフコーター、スピンコーター、ブレードコーター等]が使用できる。
塗工膜厚は、硬化乾燥後の膜厚として、通常 0.5〜300μmである。乾燥性、硬化性の観点から好ましい上限は250μmであり、耐摩耗性、耐溶剤性、耐汚染性の観点から好ましい下限は1μmである。
The composition of the present invention is diluted with a solvent, if necessary, applied to at least a part of at least one side of the substrate, dried if necessary, and then irradiated with active energy rays (ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc.). A hard coat coating having a cured film can be obtained by curing with or heat.
In coating, for example, a coating machine [bar coater, gravure coater, roll coater (size press roll coater, gate roll coater, etc.), air knife coater, spin coater, blade coater, etc.] can be used.
A coating film thickness is 0.5-300 micrometers normally as a film thickness after hardening drying. The upper limit is preferably 250 μm from the viewpoints of drying properties and curability, and the lower limit is preferably 1 μm from the viewpoints of wear resistance, solvent resistance, and contamination resistance.
上記の透明基材としては、メチルメタクリレート(共)重合物、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリトリアセチルセルロース及びポリシクロオレフィン等の樹脂からなるものが挙げられる。 Examples of the transparent substrate include those made of resins such as methyl methacrylate (co) polymer, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polytriacetylcellulose, and polycycloolefin.
本発明の組成物を溶剤で希釈して使用する場合は、塗工後に乾燥するのが好ましい。乾燥方法としては、例えば熱風乾燥(ドライヤー等)が挙げられる。
乾燥温度は、通常 10〜200℃、塗膜の平滑性および外観の観点から好ましい上限は150℃、乾燥速度の観点から好ましい下限は30℃である。
When the composition of the present invention is used after being diluted with a solvent, it is preferably dried after coating. Examples of the drying method include hot air drying (such as a dryer).
The drying temperature is usually 10 to 200 ° C., the upper limit is preferably 150 ° C. from the viewpoint of the smoothness and appearance of the coating film, and the lower limit is preferably 30 ° C. from the viewpoint of the drying speed.
本発明の光硬化性樹脂組成物を紫外線により硬化させる場合は、種々の紫外線照射装置[例えば、紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]を使用できる。
使用するランプとしては、例えば高圧水銀灯及びメタルハライドランプ等が挙げられる。紫外線の照射量は、組成物の硬化性及び硬化物の可撓性の観点から好ましくは10〜10,000mJ/cm2、更に好ましくは100〜5,000mJ/cm2である。
When the photocurable resin composition of the present invention is cured by ultraviolet rays, various ultraviolet irradiation devices [for example, ultraviolet irradiation devices [model number “VPS / I600”, manufactured by Fusion UV Systems Co., Ltd.] can be used.
Examples of the lamp to be used include a high-pressure mercury lamp and a metal halide lamp. The dose of ultraviolet rays is preferably a flexible viewpoint of curability and cured product of a composition 10~10,000mJ / cm 2, more preferably from 100~5,000mJ / cm 2.
本発明の光硬化性樹脂組成の硬化物のヘイズは1%以下であることが好ましい。1%を超えると硬化物の透明性が悪化する。
なお、硬化物のヘイズは、実施例の測定方法で詳述するように、硬化膜のフィルムをJIS−K7105に準拠し、全光線透過率測定装置で測定する。
The haze of the cured product of the photocurable resin composition of the present invention is preferably 1% or less. If it exceeds 1%, the transparency of the cured product deteriorates.
In addition, the haze of hardened | cured material measures a film of a cured film with a total light transmittance measuring apparatus based on JIS-K7105 so that it may explain in full detail by the measuring method of an Example.
本発明の光硬化性樹脂組成物の全光線透過率は90%以上であることが好ましい。
なお、本発明の全光線透過率は、実施例の測定方法で詳述するように、2枚のスライドで組成物を挟んで、JIS−K7105に準拠し、全光線透過率測定装置で測定する。
The total light transmittance of the photocurable resin composition of the present invention is preferably 90% or more.
The total light transmittance of the present invention is measured with a total light transmittance measuring device in accordance with JIS-K7105, with the composition sandwiched between two slides, as will be described in detail in the measurement method of the examples. .
本発明の光硬化性樹脂組成物は透明性に優れ、かつ高い硬度を有する硬化物を与えることが課題であるが、一般に硬度を上げるために無機物の含有量を増やすと、透明性を損なうという相反する関係にある。 The photocurable resin composition of the present invention has a problem of providing a cured product having excellent transparency and high hardness, but generally, increasing the content of inorganic matter to increase the hardness impairs transparency. There are conflicting relationships.
シリカ微粒子のような一般の無機物の微粒子を多官能(メタ)アクリレート(B)に混合して分散させようとした場合に、例えばシリカ微粒子の含有量を25重量%より多くしようとすると透明性が損なわれる傾向がある。
そのため、本発明の光硬化性樹脂組成物を製造する際に、多官能(メタ)アクリレート(B)中で、触媒(b)存在下で、金属アルコキシド(a)と水とを反応させて、本発明の透明性を満足させる金属アルコキシドの縮合物(A)を得る工程を含むことが好ましい。
When the general inorganic fine particles such as silica fine particles are mixed and dispersed in the polyfunctional (meth) acrylate (B), for example, if the content of the silica fine particles is increased to more than 25% by weight, the transparency is improved. There is a tendency to be damaged.
Therefore, when producing the photocurable resin composition of the present invention, in the polyfunctional (meth) acrylate (B), in the presence of the catalyst (b), the metal alkoxide (a) is reacted with water, It is preferable to include a step of obtaining a metal alkoxide condensate (A) that satisfies the transparency of the present invention.
本発明の光硬化性樹脂組成物に含有される金属アルコキシドの縮合物(A)は、多官能(メタ)アクリレート(B)中で反応させて製造されるため、(B)との相溶性に優れており、このようにして得られた(A)を含有することにより硬化物の硬度が高くなる。 Since the metal alkoxide condensate (A) contained in the photocurable resin composition of the present invention is produced by reacting in the polyfunctional (meth) acrylate (B), it is compatible with (B). It is excellent, and the hardness of the cured product is increased by containing (A) thus obtained.
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。 Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to these. Hereinafter, unless otherwise specified, “%” represents “% by weight” and “parts” represents “parts by weight”.
製造例1 [テトラエトキシシランの縮合物(A−1)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)[商品名:ネオマーDA−600、三洋化成工業(株)製]65部、水1.51部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]35部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸2.36部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A−1)のジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)による溶液を得た。
Production Example 1 [Production of tetraethoxysilane condensate (A-1) solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a blowing tube, and a thermometer, 65 parts of dipentaerythritol hexaacrylate (B-1) [trade name: Neomer DA-600, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], water 1.51 parts and 35 parts of tetraethoxysilane (a-1) [trade name: Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] were charged and stirred for 30 minutes, and then 2.36 parts of paratoluenesulfonic acid were charged, 65 The reaction was carried out at 2 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air to obtain a solution of tetraethoxysilane condensate (A-1) with dipentaerythritol hexaacrylate (B-1).
製造例2 [テトラエトキシシランの縮合物(A−2)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート(B−2)[商品名:ETERMER235、長興化学(株)製]65部、水1.51部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]35部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸2.36部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A−2)のペンタエリスリトールトリアクリレート(B−2)による溶液を得た。
Production Example 2 [Production of tetraethoxysilane condensate (A-2) solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling pipe, a blowing pipe and a thermometer, 65 parts of pentaerythritol triacrylate (B-2) [trade name: ETERMER 235, manufactured by Changxing Chemical Co., Ltd.], 1.51 parts of water and Tetraethoxysilane (a-1) [trade name: Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] 35 parts was charged and stirred for 30 minutes, and then 2.36 parts of paratoluenesulfonic acid was added and reacted at 65 ° C. for 2 hours. I let you. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air to obtain a solution of tetraethoxysilane condensate (A-2) with pentaerythritol triacrylate (B-2).
製造例3 [テトラ−n−ブトキシチタンの縮合物(A−3)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)[商品名:ネオマーEA−300、三洋化成工業(株)製]65部、水0.01部およびテトラ−n−ブトキシチタン(a−2)[商品名:B−1、日本曹達(株)製]35部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸0.05部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラ−n−ブトキシチタンの縮合物(A−3)のペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)による溶液を得た。
Production Example 3 [Production of tetra-n-butoxytitanium condensate (A-3) solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a blowing tube and a thermometer, 65 parts of pentaerythritol tetraacrylate (B-3) [trade name: Neomer EA-300, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], water 0 .01 parts and 35 parts of tetra-n-butoxytitanium (a-2) [trade name: B-1, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.] were stirred for 30 minutes, and then 0.05 parts of paratoluenesulfonic acid was charged. And reacted at 65 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air to obtain a solution of tetra-n-butoxytitanium condensate (A-3) with pentaerythritol tetraacrylate (B-3). .
製造例4 [テトラエトキシシランの縮合物(A−4)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)[商品名:ネオマーDA−600、三洋化成工業(株)製]40部、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)[商品名:ネオマーDA−600、三洋化成工業(株)製]65部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)[商品名:ネオマーEA−300、三洋化成工業(株)製]10部、トリメチロールプロパンEO3モル付加物トリアクリレート(B−4)[商品名:ネオマーTA−401、三洋化成工業(株)製]、20部、水1.29部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]30部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸2.02部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A−4)のペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)、トリメチロールプロパンEO3モル付加物トリアクリレート(B−4)による溶液を得た。
Production Example 4 [Production of tetraethoxysilane condensate (A-4) solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling pipe, a blowing pipe and a thermometer, 40 parts of dipentaerythritol hexaacrylate (B-1) [trade name: Neomer DA-600, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], penta Erythritol hexaacrylate (B-1) [trade name: Neomer DA-600, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] 65 parts, pentaerythritol tetraacrylate (B-3) [trade name: Neomer EA-300, Sanyo Chemical Industries ( Co., Ltd.] 10 parts, trimethylolpropane EO 3 mol adduct triacrylate (B-4) [trade name: Neomer TA-401, Sanyo Chemical Industries, Ltd.], 20 parts, water 1.29 parts and tetraethoxy 30 parts of silane (a-1) [trade name: Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] After stirring seen 30 minutes was charged with 2.02 parts of p-toluenesulfonic acid was allowed to react for 2 hours at 65 ° C.. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air, and the tetraethoxysilane condensate (A-4) pentaerythritol hexaacrylate (B-1), pentaerythritol tetraacrylate (B- 3) A solution of trimethylolpropane EO 3 mol adduct triacrylate (B-4) was obtained.
製造例5 [テトラエトキシシランの縮合物(A−5)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)[商品名:ネオマーDA−600、三洋化成工業(株)製]30部、ジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(B−5)[商品名:ニューフロンティアMF−001、第一工業製薬(株)製]30部、水1.65部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]40部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸2.70部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A−5)のジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B−1)およびジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(B−5)による溶液を得た。
Production Example 5 [Production of tetraethoxysilane condensate (A-5) solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling pipe, a blowing pipe and a thermometer, 30 parts of dipentaerythritol hexaacrylate (B-1) [trade name: Neomer DA-600, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] Pentaerythritol EO adduct hexaacrylate (B-5) [trade name: New Frontier MF-001, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.], 30 parts of water, 1.65 parts of water and tetraethoxysilane (a-1) [commodity Name: Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] After 40 parts were charged and stirred for 30 minutes, 2.70 parts of paratoluenesulfonic acid was added and reacted at 65 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air, and the dipentaerythritol hexaacrylate (B-1) and dipentaerythritol EO adduct of tetraethoxysilane condensate (A-5) were added. A solution of hexaacrylate (B-5) was obtained.
製造例6 [テトラエトキシシランの縮合物(A−6)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)[商品名:ネオマーEA−300、三洋化成工業(株)製]20部、ジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(B−5)[商品名:ニューフロンティアMF−001、第一工業製薬(株)製]40部、水1.60部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]40部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸2.70部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A−6)のペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)およびジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(B−5)による溶液を得た。
Production Example 6 [Production of Tetraethoxysilane Condensate (A-6) Solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a blowing tube, and a thermometer, 20 parts of pentaerythritol tetraacrylate (B-3) [trade name: Neomer EA-300, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], dipenta Erythritol EO adduct hexaacrylate (B-5) [trade name: New Frontier MF-001, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.] 40 parts, water 1.60 parts and tetraethoxysilane (a-1) [trade name : Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] After 40 parts were charged and stirred for 30 minutes, 2.70 parts of paratoluenesulfonic acid was added and reacted at 65 ° C. for 2 hours. Then, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air, and the pentaerythritol tetraacrylate (B-3) of the tetraethoxysilane condensate (A-6) and dipentaerythritol EO adduct hexa A solution with acrylate (B-5) was obtained.
製造例7 [テトラエトキシシランの縮合物(A−7)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)[商品名:ネオマーEA−300、三洋化成工業(株)製]45部、ジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(B−5)[商品名:ニューフロンティアMF−001、第一工業製薬(株)製]40部、水0.60部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]15部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸0.05部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A−7)のペンタエリスリトールテトラアクリレート(B−3)およびジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(B−5)による溶液を得た。
Production Example 7 [Production of solution of tetraethoxysilane condensate (A-7)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a blowing tube and a thermometer, 45 parts of pentaerythritol tetraacrylate (B-3) [trade name: Neomer EA-300, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], dipenta Erythritol EO adduct hexaacrylate (B-5) [trade name: New Frontier MF-001, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.] 40 parts, water 0.60 part and tetraethoxysilane (a-1) [trade name : Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] After 15 parts were charged and stirred for 30 minutes, 0.05 parts of paratoluenesulfonic acid was added and reacted at 65 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air, and the pentaerythritol tetraacrylate (B-3) of the tetraethoxysilane condensate (A-7) and dipentaerythritol EO adduct hexa A solution with acrylate (B-5) was obtained.
比較製造例1 [テトラエトキシシランの縮合物(A’−1)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管および温度計を備えた反応容器に、フェノキシエチルアクリレート(B’−1)[商品名:ライトアクリレートPO−A、共栄社化学(株)製]65部、水1.51部およびテトラエトキシシラン(a−1)[商品名:Dynasylan Silbond Condensed、エボニックジャパン(株)製]35部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸0.05部を仕込み、65℃で2時間反応させた。その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラエトキシシランの縮合物(A’−1)のフェノキシエチルアクリレート(B’−1)による溶液を得た。これは、単官能の(B’−1)を使用する点で、比較例1のための金属アルコキシドの縮合物溶液である。
Comparative Production Example 1 [Production of Tetraethoxysilane Condensate (A′-1) Solution]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a blowing tube and a thermometer, 65 parts of phenoxyethyl acrylate (B′-1) [trade name: Light acrylate PO-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.], water 1 . 51 parts and 35 parts of tetraethoxysilane (a-1) [trade name: Dynasylan Silver Condensed, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.] were stirred for 30 minutes, and then 0.05 parts of paratoluenesulfonic acid was charged at 65 ° C. For 2 hours. Thereafter, the reaction vessel was evacuated and topped at 70 ° C. for 2 hours while blowing air to obtain a solution of tetraethoxysilane condensate (A′-1) with phenoxyethyl acrylate (B′-1). This is a metal alkoxide condensate solution for Comparative Example 1 in that monofunctional (B′-1) is used.
なお、製造例、比較製造例中で使用した原料は以下の通りである。
(a1−1):テトラエトキシシラン[商品名「Dynasylan Silbond Condensed」、エボニックジャパン(株)製]
(a1−2):テトラ−n−ブトキシチタン[商品名「B−1」、日本曹達(株)製]
(b−1):p−トルエンスルホン酸[東京化成工業(株)製]
(B−1):ネオマーDA−600[三洋化成工業(株)製、主成分はジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(水酸基0個)だが、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(水酸基1個)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(水酸基2個)も含む]
(B−2):ETERMER235[長興化学(株)製、主成分はペンタエリスリトールトリアクリレート(水酸基1個)だが、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(水酸基0個)、ペンタエリスリトールジアクリレート(水酸基2個)も含む]
(B−3):ネオマーEA−300[三洋化成工業(株)製、主成分はペンタエリスリトールテトラアクリレート(水酸基0個)だが、ペンタエリスリトールトリアクリレート(水酸基1個)も含む。]
(B−4):ネオマーTA−401[三洋化成工業(株)製、主成分はトリメチロールプロパンEO3モル付加物トリアクリレート(水酸基0個)だが、トリメチロールプロパンEO3モル付加物ジアクリレート(水酸基1個)も含む。]
(B−5):ニューフロンティア MF−001[第一工業製薬(株)製、主成分はジペンタエリスリトールEO付加物ヘキサアクリレート(水酸基0個)だが、ジペンタエリスリトールEO付加物ペンタアクリレート(水酸基1個)も含む。]
(B’−1):フェノキシエチルアクリレート[商品名:ライトアクリレートPO−A、共栄社化学(株)製]
In addition, the raw material used in the manufacture example and the comparative manufacture example is as follows.
(A1-1): Tetraethoxysilane [trade name “Dynasylan Silver Condensed”, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.]
(A1-2): Tetra-n-butoxy titanium [trade name “B-1”, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.]
(B-1): p-toluenesulfonic acid [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(B-1): Neomer DA-600 [manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., the main component is dipentaerythritol hexaacrylate (zero hydroxyl groups), but dipentaerythritol pentaacrylate (one hydroxyl group), dipentaerythritol tetraacrylate (Including 2 hydroxyl groups)]
(B-2): ETERMER 235 [manufactured by Changkou Chemical Co., Ltd., the main component is pentaerythritol triacrylate (one hydroxyl group), but also includes pentaerythritol tetraacrylate (zero hydroxyl group) and pentaerythritol diacrylate (two hydroxyl groups) ]
(B-3): Neomer EA-300 [manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., the main component is pentaerythritol tetraacrylate (0 hydroxyl groups), but also includes pentaerythritol triacrylate (1 hydroxyl group). ]
(B-4): Neomer TA-401 [manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., the main component is trimethylolpropane EO 3 mol adduct triacrylate (0 hydroxyl groups), but trimethylolpropane EO 3 mol adduct diacrylate (hydroxyl 1 Also included). ]
(B-5): New Frontier MF-001 [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., main component is dipentaerythritol EO adduct hexaacrylate (hydroxyl group 0), but dipentaerythritol EO adduct pentaacrylate (hydroxyl group 1) Included). ]
(B′-1): Phenoxyethyl acrylate [Brand name: Light acrylate PO-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
実施例1
撹拌機、冷却管および温度計を備えた反応容器に、製造例1で得られたテトラエトキシシランの縮合物(A−1)の(メタ)アクリレート(B−1)溶液を100部、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(C−2)[商品名「イルガキュア907」、BASF社製]3.0部を加え、65℃で均一になるまで混合攪拌し、(D−1)を得た。
Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser tube, and a thermometer, 100 parts of a (meth) acrylate (B-1) solution of the tetraethoxysilane condensate (A-1) obtained in Production Example 1 was added. Add 3.0 parts of methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (C-2) [trade name “Irgacure 907”, manufactured by BASF Corp.], and uniformly at 65 ° C. The mixture was mixed and stirred until (D-1) was obtained.
実施例2〜6および比較例1〜4
実施例1と同様に表1に示す部数で均一混合させ、対応する光硬化性樹脂組成物(D−2)〜(D−6)および(D’−1)〜(D’−4)を得た。
なお、比較例3と4は、本発明のような(B)中で(A)を合成するのではなく、市販の無機酸化物微粒子(A’−3)を(D)と同時に(B)に、それぞれ30重量%と10重量%となるように配合した。
Examples 2-6 and Comparative Examples 1-4
Similarly to Example 1, the components shown in Table 1 were uniformly mixed, and the corresponding photocurable resin compositions (D-2) to (D-6) and (D′-1) to (D′-4) were mixed. Obtained.
In Comparative Examples 3 and 4, (A) is not synthesized in (B) as in the present invention, but commercially available inorganic oxide fine particles (A′-3) are simultaneously (D) and (B). And 30 wt% and 10 wt%, respectively.
なお、表1中で使用した原料は以下の通りである。
(A’−3):シリカ微粒子[商品名「コロイダルシリカMEK−ST」粒径10−15nm MEK40%溶液、日産化学工業(株)製]
(C−1):1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド[商品名「ルシリンTPO」、BASF(株)製]
(C−2):2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン[商品名「イルガキュア907」、BASF(株)製]
(C−3):1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名「イルガキュア184」、BASF(株)製]
The raw materials used in Table 1 are as follows.
(A'-3): Silica fine particles [trade name "Colloidal silica MEK-ST" particle size 10-15 nm MEK 40% solution, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.]
(C-1): 1,3,5-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide [trade name “Lucirin TPO”, manufactured by BASF Corporation]
(C-2): 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one [trade name “Irgacure 907”, manufactured by BASF Corporation]
(C-3): 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone [trade name “Irgacure 184”, manufactured by BASF Corporation]
光硬化性樹脂組成物および硬化させて得られたフィルムについて、下記の方法で性能評価を行った。評価結果を表1に示す。 About the photocurable resin composition and the film obtained by making it harden | cure, performance evaluation was performed with the following method. The evaluation results are shown in Table 1.
<硬化フィルム作成法>
光硬化性樹脂組成物(D−1)〜(D−6)および(D’−1)〜(D’−4)をそれぞれディスパーザーを用いてメチルエチルケトンで希釈し、不揮発分40%に調製する。
厚さ40μmのTACフィルム基材の片面にバーコーターを用い、乾燥硬化後の膜厚が7μmになるように塗布し、70℃で1分間乾燥させた後、紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製。以下同じ。]により、窒素雰囲気下で紫外線を300mJ/cm2照射し、基材フィルム表面に硬化膜を有するフィルムを作成した。
<Curing method for cured film>
Each of the photocurable resin compositions (D-1) to (D-6) and (D′-1) to (D′-4) is diluted with methyl ethyl ketone using a disperser to prepare a nonvolatile content of 40%. .
Using a bar coater on one side of a TAC film substrate having a thickness of 40 μm, the film thickness after drying and curing was applied to 7 μm, dried at 70 ° C. for 1 minute, and then irradiated with an ultraviolet irradiation device [model number “VPS / I600 "Fusion UV Systems Co., Ltd. same as below. ] Was irradiated with ultraviolet rays of 300 mJ / cm 2 in a nitrogen atmosphere to prepare a film having a cured film on the surface of the base film.
[鉛筆硬度の評価]
上記の操作で得られた硬化膜を有するフィルムについて、JIS K−5400に準じ、鉛筆硬度を測定した。
この評価条件で、3H以上が好ましい。
[Evaluation of pencil hardness]
About the film which has a cured film obtained by said operation, pencil hardness was measured according to JISK-5400.
In this evaluation condition, 3H or more is preferable.
[ヘイズ(フィルムの透明性)の評価]
上記の操作で得られた硬化膜を有するフィルムについて、JIS−K7105に準拠し、全光線透過率測定装置[商品名「haze−gard dual」BYK gardner(株)製]を用いてヘイズを測定した。
[Evaluation of haze (transparency of film)]
About the film which has the cured film obtained by said operation, based on JIS-K7105, the haze was measured using the total light transmittance measuring apparatus [Brand name "haze-gard dual" BYK gardner Co., Ltd. product]. .
[全光線透過率(組成物の透明性)の測定]
厚さ1mmのスライドガラスの上に、2cm四方を刳り抜いた厚さ100μmのシリコンゴムを置き、刳り抜いた部分に組成物を流し込んでもう一枚のスライドガラスで挟み、クリップで両端で固定してJIS−K7105に準拠し、全光線透過率測定装置[商品名「haze−gard dual」、BYK gardner(株)製]を用いて全光線透過率(%)を測定した。
なお、本発明の組成物の全光線透過率は90%以上であることが必要である。
[Measurement of total light transmittance (transparency of composition)]
Place a 100 mm thick silicon rubber with 2 cm square on a 1 mm thick slide glass, pour the composition into the hollowed portion, sandwich it with another slide glass, and fix it at both ends with clips. In accordance with JIS-K7105, the total light transmittance (%) was measured using a total light transmittance measuring device [trade name “haze-gard dual”, manufactured by BYK Gardner Co., Ltd.].
The total light transmittance of the composition of the present invention is required to be 90% or more.
表1の結果から、本発明の実施例1〜6の光硬化性樹脂組成物は、無機物を多量に含有しても組成物の透明性が損なわれず、かつ硬化物は高い硬度を有している。
一方、単官能アクリレートのみを使用している比較例1は鉛筆硬度が劣る。金属アルコキシドの縮合物(A)の含有量が25重量%未満である比較例2も鉛筆硬度が不十分である。市販のシリカ微粒子を(A)と同時に添加する製法であって、30重量%含有している比較例3は透明性が劣る。そこで、透明性を確保できる量(10重量%)までに減らした比較例4では鉛筆硬度が不十分である。
From the result of Table 1, even if the photocurable resin composition of Examples 1-6 of this invention contains a large amount of inorganic substances, the transparency of the composition is not impaired, and the cured product has high hardness. Yes.
On the other hand, the comparative example 1 which uses only a monofunctional acrylate has inferior pencil hardness. The pencil hardness of Comparative Example 2 in which the content of the metal alkoxide condensate (A) is less than 25% by weight is also insufficient. It is a manufacturing method which adds commercially available silica fine particles simultaneously with (A), Comprising: The comparative example 3 containing 30 weight% is inferior in transparency. Therefore, in Comparative Example 4 reduced to an amount (10% by weight) that can ensure transparency, the pencil hardness is insufficient.
本発明の光硬化性樹脂組成物を硬化させて得られるハードコート膜を有するハードコートフィルムは、鉛筆硬度および透明性に優れているため、特にプラスチック光学部品、例えばフラットパネルディスプレイ、タッチパネル等表面硬度、透明性が優れる分野に好適である。 Since the hard coat film having a hard coat film obtained by curing the photocurable resin composition of the present invention is excellent in pencil hardness and transparency, the surface hardness of plastic optical parts such as flat panel displays and touch panels is particularly high. It is suitable for a field having excellent transparency.
Claims (4)
[一般式(1)中、R1とR2はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、または多価アルコールと(メタ)アクリル酸との1個以上の水酸基を有するエステル化合物(d)から1個の水酸基を除いた残基 を表す。R3とR4はそれぞれ独立に水素原子、炭素数が1〜4のアルキル基、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(d)から水酸基を除いた残基、 または下記一般式(2)で表される金属原子含有有機基を表し、複数あるR3とR4は 同一であっても異なっていてもよい。Mはシリコン、チタニウムまたはジルコニウム原子を表す。nは2〜15の整数である。]
[In General Formula (1), R 1 and R 2 each independently have a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or one or more hydroxyl groups of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid. It represents a residue obtained by removing one hydroxyl group from the ester compound (d). R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a residue obtained by removing a hydroxyl group from an ester compound (d) of a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid, or the following general formula The metal atom-containing organic group represented by (2) is represented, and a plurality of R 3 and R 4 may be the same or different. M represents a silicon, titanium or zirconium atom. n is an integer of 2-15. ]
[式(3)中、mは0〜5の整数である。] The photocurable resin composition according to claim 1, wherein the residue obtained by removing the hydroxyl group from the ester compound (d) of polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid is an organic group represented by the following general formula (3). .
[In Formula (3), m is an integer of 0-5. ]
The photocurable resin composition according to claim 1, wherein the total light transmittance of the composition is 90% or more.
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