JP2023022393A - Photocurable coating agent composition and laminate having cured layer thereof - Google Patents

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Yusuke Ito
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Abstract

To provide a photocurable coating agent composition that has sufficiently low moisture permeability even with a small thickness, and also has excellent wear resistance and a laminate having a cured layer thereof.SOLUTION: A photocurable coating agent composition contains a 2-8 functional methacrylate having an isocyanuric acid skeleton, surface-treated nano silica, and a photopolymerization initiator. The methacrylate includes a urethane methacrylate produced from a reaction between a hexamethylene diisocyanate trimer and an OH group-bearing methacrylate and/or an isocyanuric acid EO-modified methacrylate.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、紫外線等の光照射により硬化する、水蒸気バリア性に非常に優れた低透湿の光硬化型コーティング剤組成物及びその硬化層を有する積層体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photocurable coating composition having extremely excellent water vapor barrier properties and low moisture permeability, which is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays, and a laminate having a cured layer thereof.

紫外線硬化樹脂は短時間で硬化が可能な特性を生かし、フィルムや成形物へのコーティング剤、電子部品や電気接点のシール剤などの産業資材から、接着剤やジェルネイルなどの身近な製品まで幅広く利用されている。これらの中で特にコーティング剤としては、液晶パネル部材へのハードコート剤が良く知られており、最近では用途も多様化し、環境変化に対する安定性など耐久性への要求が厳しくなってきている。 UV curable resin takes advantage of its ability to cure in a short time, and is used in a wide range of applications, from industrial materials such as coating agents for films and moldings, sealing agents for electronic parts and electrical contacts, to familiar products such as adhesives and gel nails. It's being used. Among these coating agents, hard coating agents for liquid crystal panel members are well known. Recently, the applications are diversifying, and demands for durability such as stability against environmental changes are becoming stricter.

液晶パネル部材の一つである偏光板の表面保護には、吸湿しやすいセルロースエステル系フィルムが用いられることが多いが、特許文献1には偏光板の表面フィルムを低透湿性にすることで、液晶表示装置の環境変化に起因する表示画面の劣化を抑制できることが記載されている。そのため、低透湿化する方法として例えば、3個以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、2種類の脂環式エポキシ化合物と、ラジカル重合開始剤と、カチオン重合開始剤からなる低透湿性ハードコート層を有するフィルムが提案されている(特許文献2)。 A cellulose ester film that easily absorbs moisture is often used to protect the surface of a polarizing plate, which is one of the components of a liquid crystal panel. It is described that deterioration of the display screen caused by environmental changes of the liquid crystal display device can be suppressed. Therefore, as a method for reducing the moisture permeability, for example, a compound having three or more ethylenically unsaturated double bonds, two types of alicyclic epoxy compounds, a radical polymerization initiator, and a low moisture permeability containing a cationic polymerization initiator A film having a moisture-permeable hard coat layer has been proposed (Patent Document 2).

こうした樹脂を使用することで、セルロースエステル系フィルムを使用した場合でも低透湿化が可能となってきているが、透湿性を低減するためにはハードコート層を厚くする必要があり、可撓性や反りなどで問題となる場合があった。そのため、ハードコート層厚が薄くても耐スチールウール性が良好で、低透湿化が可能なハードコート樹脂が求められていた。 The use of such resins has made it possible to achieve low moisture permeability even when using cellulose ester films. In some cases, there were problems in terms of flexibility and warpage. Therefore, there has been a demand for a hard coat resin that has good resistance to steel wool even if the hard coat layer is thin, and that is capable of achieving low moisture permeability.

特開2008-256747号公報JP-A-2008-256747 特開2016-194566号公報JP 2016-194566 A

本発明の課題は、膜厚が薄くても透湿度が十分に低く、耐摩耗性も良好な光硬化型のコーティング剤組成物及びその硬化層を有する積層体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a photocurable coating composition having sufficiently low moisture permeability and good wear resistance even when the film thickness is thin, and a laminate having a cured layer thereof.

上記課題に対応するため請求項1記載の発明は、イソシアヌル酸骨格を有する2~8官能(メタ)アクリレート(A)と、表面処理ナノシリカ(B)と、光重合開始剤(C)と、を含み、前記(A)がヘキサメチレンジイソシアネート三量体とOH基を有する(メタ)アクリレートを反応させたウレタン(メタ)アクリレート(a1)及び/又はイソシアヌル酸EO変性(メタ)アクリレート(a2)を含むことを特徴とする光硬化型コーティング剤組成物を提供する。 In order to address the above problems, the invention according to claim 1 comprises a di- to octa-functional (meth)acrylate (A) having an isocyanuric acid skeleton, a surface-treated nanosilica (B), and a photopolymerization initiator (C). (A) contains urethane (meth)acrylate (a1) and/or isocyanuric acid EO-modified (meth)acrylate (a2) obtained by reacting hexamethylene diisocyanate trimer and (meth)acrylate having an OH group Provided is a photocurable coating composition characterized by:

また請求項2記載の発明は、前記(B)の配合量が前記(A)100重量部に対し100~800重量部であることを特徴とする請求項1記載の光硬化型コーティング剤組成物を提供する。 The invention according to claim 2 is the photocurable coating composition according to claim 1, wherein the amount of (B) is 100 to 800 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A). I will provide a.

また請求項3記載の発明は、前記(B)が平均一次粒子径1~30nmの表面処理ナノシリカ(b1)、及び平均一次粒子径35~100nmの表面処理ナノシリカ(b2)を含むことを特徴とする請求項1又は2いずれか記載の光硬化型コーティング剤組成物を提供する。 The invention according to claim 3 is characterized in that the (B) comprises surface-treated nanosilica (b1) having an average primary particle diameter of 1 to 30 nm and surface-treated nanosilica (b2) having an average primary particle diameter of 35 to 100 nm. The photocurable coating composition according to claim 1 or 2 is provided.

また請求項4記載の発明は、前記(A)が2~5官能であることを特徴とする請求項1~3いずれか記載の光硬化型コーティング剤組成物を提供する。 The invention according to claim 4 provides the photocurable coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein (A) is di- to penta-functional.

また請求項5記載の発明は、プラスチック基材フィルムの少なくとも片面に、請求項1~4いずれか記載の光硬化型コーティング剤の硬化層を有する積層体を提供する。 The invention according to claim 5 provides a laminate having a cured layer of the photocurable coating agent according to any one of claims 1 to 4 on at least one surface of a plastic substrate film.

本発明の組成物は、紫外線等の光照射に対し良好な硬化性を有し、膜厚が薄くても透湿度が十分に低く、耐摩耗性も良好であるため、トリアセチルセルロースフィルムなどに用いる光硬化型コーティング剤組成物として有用である。 The composition of the present invention has good curability with respect to light irradiation such as ultraviolet rays, has sufficiently low moisture permeability even when the film is thin, and has good wear resistance. It is useful as a photocurable coating agent composition to be used.

以下本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明の組成物の構成は、イソシアヌル酸骨格を有する2~8官能(メタ)アクリレート(A)と、ナノシリカ(B)と、光重合開始剤(C)である。なお、本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートとの双方を包含するものとする。 The composition of the present invention comprises a di- to octa-functional (meth)acrylate (A) having an isocyanuric acid skeleton, nanosilica (B), and a photopolymerization initiator (C). In this specification, (meth)acrylate includes both acrylate and methacrylate.

本発明で使用するイソシアヌル酸骨格を有する2~8官能(メタ)アクリレート(A)は、硬化皮膜を構成する主要樹脂で、少なくともヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIという)三量体とOH基を有する(メタ)アクリレートを反応させたウレタン(メタ)アクリレート(以下ウレアクという)(a1)及び/又はイソシアヌル酸EO変性(メタ)アクリレート(a2)を含む。 Di- to octa-functional (meth)acrylate (A) having an isocyanuric acid skeleton used in the present invention is the main resin constituting the cured film and has at least hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI) trimer and OH group ( Urethane (meth)acrylate reacted with meth)acrylate (hereinafter referred to as ureac) (a1) and/or isocyanuric acid EO-modified (meth)acrylate (a2).

前記(a1)はHDIの三量体(イソシアヌレート)骨格を有するため耐擦傷性に優れ、また脂肪族であることで耐候性及び水蒸気バリア性が良好な特性を有する。HDIと反応させるOH基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(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)アクリレートなどを挙げることができる。これらの中では2-ヒドロキシエチルアクリレート(以下2HEA)が好ましいが、官能基数が8以下となる範囲であれば、例えばペンタエリスリトールトリアクリレート(以下PETAという)などと組み合わせても良い。 Since (a1) has an HDI trimer (isocyanurate) skeleton, it has excellent scratch resistance, and since it is aliphatic, it has excellent weather resistance and water vapor barrier properties. Examples of (meth)acrylates having an OH group to be reacted with HDI include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate. Acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate and the like. Among these, 2-hydroxyethyl acrylate (hereinafter referred to as 2HEA) is preferred, but it may be combined with, for example, pentaerythritol triacrylate (hereinafter referred to as PETA) as long as the number of functional groups is 8 or less.

前記(a1)はHDIのイソシアネート基と、OH基の官能基モル比を調整して反応することで得ることができる。具体的にはイソシアネート基:OH基=1:1.5~1:8が好ましく、1:2~1:6が更に好ましい。反応は常法に従って実施でき、例えばHDIとOH基を有する(メタ)アクリレートを50~90℃の条件下に置き、触媒としてジブチル錫ジラウレートなどの錫系化合部を用いて反応させる方法が挙げられる。反応は無溶剤下でも有機溶剤下のどちらでもよく、溶媒としては例えばメチルエチルケトン、酢酸エチルなどを使用することができる。 The above (a1) can be obtained by reacting the isocyanate group of HDI and the functional group molar ratio of the OH group by adjusting the molar ratio. Specifically, the isocyanate group:OH group ratio is preferably 1:1.5 to 1:8, more preferably 1:2 to 1:6. The reaction can be carried out according to a conventional method. For example, HDI and a (meth)acrylate having an OH group are placed under conditions of 50 to 90° C., and a tin-based compound such as dibutyltin dilaurate is used as a catalyst for the reaction. . The reaction may be carried out either in the absence of a solvent or in the presence of an organic solvent, and examples of solvents that can be used include methyl ethyl ketone and ethyl acetate.

前記(a2)は例えば下記式(1)で示され、(a1)と同様にイソシアヌル酸骨格を有することで耐擦傷性に優れ、またアルキル基の置換基を有することで耐候性及び水蒸気バリア性が良好な特性を有する。市販品ではアロニックスM‐313(商品名:東亞合成社製、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート混合物、ジアクリレートの比率が30~40重量%)、同M‐315(商品名:東亞合成社製、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート混合物、ジアクリレートの比率が3~13重量%)などが挙げられる。

Figure 2023022393000001
・・・・・(1)
R=“(CHOCOCH=CH”又は”(CHOH“ The (a2) is represented, for example, by the following formula (1). Similar to (a1), it has an isocyanuric acid skeleton, so it has excellent scratch resistance, and it has an alkyl group substituent, so it has weather resistance and water vapor barrier properties. has good properties. Commercially available products are Aronix M-313 (trade name: manufactured by Toagosei Co., Ltd., isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate mixture, ratio of diacrylate is 30 to 40% by weight), M-315 (trade name: manufactured by Toagosei Co., Ltd. , isocyanuric acid EO-modified di- and triacrylate mixtures, the ratio of diacrylate is 3 to 13% by weight), and the like.
Figure 2023022393000001
(1)
R="( CH2 ) 2OCOCH = CH2 " or "( CH2 ) 2OH "

前記(A)の配合量としては、固形分全量に対し8~40重量%が好ましく、10~35重量%が更に好ましい。8重量%以上とすることで十分な硬化性と水蒸気バリア性を確保でき、40重量%以下とすることで十分な耐スチールウール性を確保することができる。また(A)における(a1)及び/又は(a2)の配合比率は50重量%以上が好ましく、80重量%以上が更に好ましく、90重量%以上が特に好ましい。50重量%以上とすることで、十分な低透湿性と耐擦傷性が優れた皮膜を形成できる。 The content of (A) is preferably 8 to 40% by weight, more preferably 10 to 35% by weight, based on the total solid content. Sufficient curability and water vapor barrier property can be ensured by making it 8% by weight or more, and sufficient steel wool resistance can be ensured by making it 40% by weight or less. The blending ratio of (a1) and/or (a2) in (A) is preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more. By making it 50% by weight or more, a film having sufficiently low moisture permeability and excellent scratch resistance can be formed.

本発明で使用するナノシリカ(B)は、耐摩耗性と水蒸気バリア性を向上させる目的で配合する。平均粒子径は0.5~300nmが好ましく、1~150nmが更に好ましく、3~100nmが特に好ましい。(B)は単一の平均粒子径を有するものを用いても良いが、平均粒子径が異なる複数種類のナノシリカを配合することで、皮膜内にシリカを高充填することが可能となる。例えば平均粒子径が小さいナノシリカ(b1)として1~30nmと、平均粒子径が大きいナノシリカ(b2)として35~100nmの2種類を組合せることで、水蒸気バリア性をより向上させることが可能となる。 The nanosilica (B) used in the present invention is blended for the purpose of improving abrasion resistance and water vapor barrier properties. The average particle size is preferably 0.5 to 300 nm, more preferably 1 to 150 nm, particularly preferably 3 to 100 nm. (B) may have a single average particle size, but by blending a plurality of types of nanosilica with different average particle sizes, it is possible to highly fill the film with silica. For example, by combining two types of nanosilica (b1) with a small average particle size of 1 to 30 nm and nanosilica (b2) with a large average particle size of 35 to 100 nm, the water vapor barrier property can be further improved. .

前記(B)は(A)への分散性が良好な表面処理がされており、例えばアクリロイル基被覆、アルコシキ被覆、エポキシ基被覆等が挙げられる。これらの中では、バインダーである(A)のアクリロイル基との反応性が良好で強固に結合し、硬化後に塗膜表面からの脱落が抑制される点でアクリロイル基被覆であることが好ましい。 The above (B) is surface-treated for good dispersibility in (A), and examples thereof include acryloyl group coating, alkoxy group coating, and epoxy group coating. Among these, the acryloyl group coating is preferable in that it has good reactivity with the acryloyl group of the binder (A), firmly bonds with it, and is prevented from falling off from the coating film surface after curing.

前記(b1)の平均粒子径は1~30nmが好ましく、3~25nmが更に好ましく、5~20nmが特に好ましい。また(b2)の平均粒子径は35~100nmが好ましく、35~70nmが更に好ましく、40~60nmが特に好ましい。なお平均粒子径は、JISZ8825-1に準拠したレーザー回折・散乱法により測定したメジアン径(d=50)とする。 The average particle size of (b1) is preferably 1 to 30 nm, more preferably 3 to 25 nm, particularly preferably 5 to 20 nm. The average particle size of (b2) is preferably 35 to 100 nm, more preferably 35 to 70 nm, particularly preferably 40 to 60 nm. The average particle size is the median size (d=50) measured by a laser diffraction/scattering method according to JISZ8825-1.

前記(B)の配合量は、(A)100重量部に対し100~800重量部が好ましく、150~700重量部であることが更に好ましく、220~650重量部であることが特に好ましい。100重量部以上とすることで十分な耐摩耗性を確保でき、800重量部以下とすることで十分な皮膜の水蒸気バリア性を確保することができる。 The amount of (B) is preferably 100 to 800 parts by weight, more preferably 150 to 700 parts by weight, particularly preferably 220 to 650 parts by weight, per 100 parts by weight of (A). When the amount is 100 parts by weight or more, sufficient wear resistance can be secured, and when the amount is 800 parts by weight or less, sufficient water vapor barrier properties of the film can be secured.

前記(B)における(b1)と(b2)の配合比は、(b1):(b2)=1:1~1:2が好ましく、1:1.3~1:1.8が更に好ましく、1:1.5~1:1.7が特に好ましい。この配合比内とすることで、硬化皮膜内をシリカで高充填することが可能となり、水蒸気バリア性を効果的に向上させることができる。 The mixing ratio of (b1) and (b2) in (B) is preferably (b1):(b2) = 1:1 to 1:2, more preferably 1:1.3 to 1:1.8, 1:1.5 to 1:1.7 are particularly preferred. By setting the compounding ratio within this range, it is possible to highly fill the inside of the cured film with silica, thereby effectively improving the water vapor barrier property.

本発明に使用される光重合開始剤(C)は、紫外線や電子線などの照射でラジカルを生じ、そのラジカルが重合反応のきっかけとなるもので、ベンジルケタール系、アセトフェノン系、フォスフィンオキサイド系等汎用の光重合開始剤が使用できる。重合開始剤の光吸収波長を任意に選択することによって、紫外線領域から可視光領域にいたる広い波長範囲にわたって硬化性を付与することができる。具体的にはベンジルケタール系として2.2-ジメトキシ-1.2-ジフェニルエタン-1-オンが、α-ヒドロキシアセトフェノン系として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン及び1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オンが、α-アミノアセトフェノン系として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-オンが、アシルフォスフィンオキサイド系として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及びビス(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等があり、単独または2種以上を組み合わせて使用できる。 The photopolymerization initiator (C) used in the present invention generates radicals upon irradiation with ultraviolet rays, electron beams, etc., and the radicals trigger a polymerization reaction. general-purpose photopolymerization initiators such as Curability can be imparted over a wide wavelength range from the ultraviolet region to the visible light region by arbitrarily selecting the light absorption wavelength of the polymerization initiator. Specifically, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one is a benzyl ketal system, and 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and 1-[4-(2- hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one is 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropane-1 as α-aminoacetophenone -on includes acylphosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, either singly or in combination of two or more can be used in combination.

これらの中では、黄変しにくいα-ヒドロキシアセトフェノン系を含むことが好ましく、市販品としてはOmnirad127、184、2959(商品名:IGM Resins社製)などがある。前記(C)のラジカル重合樹脂性分100重量部に対する配合は2~12重量部が好ましく、3~10重量部が更に好ましい。 Among these, it is preferable to contain an α-hydroxyacetophenone-based resin that is resistant to yellowing. The content of (C) is preferably 2 to 12 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the radically polymerizable resin component.

前記に加えて、組成物の粘度調整及び基材との密着性改善のため、反応希釈剤として(メタ)アクリレートモノマーを含んでもよい。例えばブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスルトールテトラ(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、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられ、単独あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。 In addition to the above, a (meth)acrylate monomer may be included as a reaction diluent in order to adjust the viscosity of the composition and improve the adhesion to the substrate. butyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, (poly)ethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, ditrimethylol propane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and the like, either alone or in combination with More than one species can be used in combination.

更に加えて本発明の封止用樹脂組成物は、性能を損なわない範囲で、必要に応じ酸化防止剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、消泡剤剤、シランカップリング剤、着色剤、有機粒子等の添加剤を含有してもよい。 In addition, the encapsulating resin composition of the present invention contains antioxidants, polymerization inhibitors, ultraviolet absorbers, flame retardants, antifoaming agents, silane coupling agents, and coloring agents, if necessary, within a range that does not impair performance. It may contain additives such as agents and organic particles.

本発明のコーティング剤組成物は、基材への塗工性を向上させるため、溶剤にて固形分が10~70%に希釈される。溶剤としては、例えばエタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン(以下MEKという)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下PGMという),ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン(以下MCH)等の炭化水素系溶媒等があげられ、単独あるいは2種類以上を組み合わせて使用できる。これらの中では溶解性の観点で、PGM及びMEKが好ましい。 The coating agent composition of the present invention is diluted with a solvent to a solid content of 10 to 70% in order to improve coatability on substrates. Examples of solvents include alcohol solvents such as ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol and diacetone alcohol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as MEK), methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Solvents, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether (hereinafter referred to as PGM), diethyl ether and diisopropyl ether, and hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane (hereinafter MCH). and can be used singly or in combination of two or more. Among these, PGM and MEK are preferred from the viewpoint of solubility.

本発明のコーティング剤組成物が塗布される基材としては有機プラスチックフィルムが挙げられ、例えばポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム(以下TACフィルム)、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッソ樹脂フィルム、ナイロンフィルム、アクリルフィルム、シクロオレフィン(コ)ポリマーフィルム等を例示することができるが、特にTACフィルムに用いることで、その特性を十分引き出すことができる。 Substrates to which the coating agent composition of the present invention is applied include organic plastic films, such as polyester films, polyethylene films, polypropylene films, diacetylcellulose films, triacetylcellulose films (hereinafter referred to as TAC films), and acetylcellulose butyrate. Film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene vinyl alcohol film, polystyrene film, polycarbonate film, polymethylpentene film, polysulfone film, polyetheretherketone film, polyethersulfone film, polyetherimide Films, polyimide films, fluororesin films, nylon films, acrylic films, cycloolefin (co)polymer films, and the like can be exemplified, but by using TAC films in particular, their characteristics can be sufficiently brought out.

本発明のコーティング剤組成物を塗布する方法は、特に制限はなく、公知のスプレーコート、ロールコート、ダイコート、エアナイフコート、ブレードコート、スピンコート、リバースコート、グラビアコート、ワイヤーバーなどの塗工法またはグラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などを利用できる。塗布膜厚についての限定はないが、硬化後の膜厚として0.5μm~30μmが例示できる。 The method of applying the coating agent composition of the present invention is not particularly limited, and known coating methods such as spray coating, roll coating, die coating, air knife coating, blade coating, spin coating, reverse coating, gravure coating, wire bar, etc. Gravure printing, screen printing, offset printing, inkjet printing, etc. can be used. The film thickness of the coating is not limited, but the film thickness after curing can be exemplified from 0.5 μm to 30 μm.

本発明のコーティング剤組成物を塗布した後は60~120℃で乾燥し、紫外線照射機を用いて硬化させる。紫外線を照射する場合の光源としては例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、カーボンアーク灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、LEDランプ、無電極紫外線ランプなどがあげられ、硬化条件としては50mW/cm~3000mW/cmの照射強度で、積算光量として50~2,000mJ/cmが例示される。また照射する雰囲気は空気中でもよいし、窒素、アルゴンなどの不活性ガス中でもよい。 After applying the coating agent composition of the present invention, it is dried at 60 to 120° C. and cured using an ultraviolet irradiation machine. Examples of light sources for ultraviolet irradiation include low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, carbon arc lamps, xenon lamps, metal halide lamps, LED lamps, and electrodeless ultraviolet lamps. An irradiation intensity of 50 mW/cm 2 to 3000 mW/cm 2 and an integrated light amount of 50 to 2,000 mJ/cm 2 are exemplified. The atmosphere for irradiation may be air or an inert gas such as nitrogen or argon.

以下、本発明を実施例、比較例に基づき詳細に説明するが、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。また表記が無い場合は、室温は25℃相対湿度65%の条件下で測定を行った。なお配合量は重量部を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples, but these are specific examples and are not particularly limited to these. Unless otherwise specified, measurements were made under the conditions of room temperature of 25° C. and relative humidity of 65%. In addition, a compounding quantity shows a weight part.

実施例1
(A)としてをウレアク1(HDIの三量体と2HEAの反応物、3官能)を、(b1)としてPGM-AC-2140Y(商品名:日産化学社製、平均粒子径10~15nmのアクリル修飾ナノシリカ、PGM分散、固形分47重量%)を、(b2)としてPGM-AC-4130Y(商品名:日産化学社製、平均粒子径40~50nmのアクリル修飾ナノシリカ、PGM分散、固形分32重量%)を、(C)としてOmnirad2959(商品名:iGM Resins社製)を表1記載の配合で撹拌容器に入れ、固形分が40重量%の割合になるように、PGMを用いて希釈し均一に溶解するまで撹拌脱泡し、実施例1の光硬化型コーティング剤組成物を調製した。
Example 1
(A) is Ureac 1 (a reaction product of a trimer of HDI and 2HEA, trifunctional), and (b1) is PGM-AC-2140Y (trade name: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., acrylic having an average particle size of 10 to 15 nm). Modified nanosilica, PGM dispersion, solid content 47% by weight) as (b2) PGM-AC-4130Y (trade name: manufactured by Nissan Chemical Industries, acrylic-modified nanosilica having an average particle size of 40 to 50 nm, PGM dispersion, solid content 32 weight %), and Omnirad 2959 (trade name: manufactured by iGM Resins) as (C) is placed in a stirring vessel with the formulation shown in Table 1, and diluted with PGM so that the solid content becomes 40% by weight. It was stirred and degassed until it dissolved in , and the photocurable coating agent composition of Example 1 was prepared.

実施例2~7
実施例1で用いた材料の他、(A)としてウレアク2(HDIの三量体とPETA及び2HEAの反応物、5官能)及びM-315(商品名:東亞合成社製、イソシアヌル酸EO変性ジ及びトリアクリレート混合物)を表1記載の配合で撹拌容器に入れ、固形分が40重量%の割合になるようにPGMを用いて希釈し均一に溶解するまで撹拌脱泡し、実施例2~7の光硬化型コーティング剤組成物を調製した。
Examples 2-7
In addition to the materials used in Example 1, Ureac 2 (reaction product of trimer of HDI, PETA and 2HEA, pentafunctional) and M-315 (trade name: manufactured by Toagosei Co., Ltd., isocyanuric acid EO-modified A mixture of di- and triacrylates) was placed in a stirring vessel with the formulation shown in Table 1, diluted with PGM so that the solid content was 40% by weight, and stirred and degassed until uniformly dissolved. No. 7 photocurable coating composition was prepared.

比較例1~4
実施例で用いた材料の他、オリゴマーとしてウレアク3(HDIの三量体とPETAの反応物、9官能)及びウレアク4(HDIとPETAの反応物、6官能)及びウレアク5(イソホロンジイソシアネートの三量体とPETAの反応物、9官能)を、表面未処理シリカとしてPGM-ST(商品名:日産化学社製、平均粒子径10~15nm、PGM分散、固形分30%)及びIPA-ST-L(商品名:日産化学社製、平均粒子径40~50nm、IPA分散、固形分30%)を表1記載の配合で撹拌容器に入れ、固形分が40重量%の割合になるようにPGMを用いて希釈し均一に溶解するまで撹拌脱泡し、比較例1~4の光硬化型コーティング剤組成物を調製した。
Comparative Examples 1-4
In addition to the materials used in the examples, oligomers such as ureac 3 (reaction product of HDI trimer and PETA, 9 functional), ureac 4 (reaction product of HDI and PETA, hexafunctional) and ureac 5 (isophorone diisocyanate trifunctional PGM-ST (trade name: manufactured by Nissan Chemical Industries, average particle size 10 to 15 nm, PGM dispersion, solid content 30%) and IPA-ST- L (trade name: manufactured by Nissan Chemical Industries, average particle size 40 to 50 nm, IPA dispersion, solid content 30%) is put in a stirring container with the formulation shown in Table 1, and PGM is added so that the solid content becomes 40% by weight. and stirred and defoamed until uniformly dissolved to prepare photocurable coating agent compositions of Comparative Examples 1 to 4.

Figure 2023022393000002
Figure 2023022393000002

評価項目及び評価方法Evaluation items and evaluation methods

評価シートの作製
上記で得られたコーティング剤組成物を、TG40UL(商品名:富士フィルム社製、厚み40μm)に硬化後の膜厚が2μmとなるようにバーコーターで塗布し、80℃×60秒で乾燥後、アイグラフィックス社製の高圧水銀UV照射装置4kWアイグランテージ(ECS-4011GX)インバータタイプを用い、出力60mW/cm、積算光量150mJ/cmの条件で硬化させた。
Preparation of evaluation sheet The coating agent composition obtained above was applied to TG40UL (trade name: manufactured by Fuji Film Co., Ltd., thickness 40 µm) with a bar coater so that the film thickness after curing was 2 µm. After drying at 80°C for 60 seconds, using a 4kW high-pressure mercury UV irradiation device (ECS-4011GX) inverter type manufactured by Eyegraphics, it is cured under the conditions of an output of 60mW/cm 2 and an integrated amount of light of 150mJ/cm 2 . let me

透湿度:塩化カルシウム30gの入った透湿カップ(安田精機社製)の上に、上記で作成した評価シートを用い、塗工面を上にして載せてゴムパッキン及び蓋を取り付け、40℃、相対湿度90%の条件で24時間試験前後の質量を測定し、質量差を塗膜表面積(半径30mmの円形)で割ることにより、透湿度を算出した。透湿度が360g/m・24hr以下を◎、360超~500g/m・24hr以下を○、500g/m・24hr超を×とした。 Moisture permeability: On top of a moisture permeable cup (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd.) containing 30 g of calcium chloride, put the evaluation sheet prepared above with the coated surface facing up and attach a rubber packing and a lid. The moisture permeability was calculated by measuring the mass before and after the test for 24 hours under the condition of 90% humidity, and dividing the mass difference by the surface area of the coating film (a circle with a radius of 30 mm). A moisture permeability of 360 g/m 2 ·24 hr or less was evaluated as ⊚, a moisture permeability of over 360 to 500 g/m 2 ·24 hr was evaluated as ○, and a moisture permeability of over 500 g/m 2 ·24 hr was evaluated as ×.

塗工性:上記評価シート作成した際、微細な欠点や塗りムラが有っても明らかなハジキが無い場合を○、明らかなハジキ及び欠点がある場合を×とした。 Coatability: When the above evaluation sheet was prepared, even if there were fine defects or coating unevenness, the case where there was no obvious cissing was evaluated as ◯, and the case where there were obvious cissing and defects was evaluated as X.

耐摩耗性:スチールウール#0000の上に500g(接触面積25mmφ)の荷重を載せて、10往復させ、目視による観察で傷が付かないものを○、傷が付くものを×とした。 Abrasion resistance: A load of 500 g (contact area: 25 mmφ) was placed on #0000 steel wool and reciprocated 10 times.

評価結果
評価結果を表2に示す。
Evaluation results Evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2023022393000003
Figure 2023022393000003

実施例の各コーティング組成物は、透湿度、塗工性、耐摩耗性のいずれの評価においても良好な結果を得た。 Each coating composition of Examples gave good results in all evaluations of moisture permeability, coatability, and abrasion resistance.

一方、表面未処理シリカを用いた比較例1は透湿性と耐摩耗性が劣り、9官能のウレアクを用いた比較例2及び4、三量体ではないHDIを用いたウレアクの比較例3は透湿性が劣り、いずれも本願発明に適さないものであった。

On the other hand, Comparative Example 1 using surface-untreated silica was inferior in moisture permeability and abrasion resistance. The moisture permeability was poor, and none of them were suitable for the present invention.

Claims (5)

イソシアヌル酸骨格を有する2~8官能(メタ)アクリレート(A)と、表面処理ナノシリカ(B)と、光重合開始剤(C)と、を含み、前記(A)がヘキサメチレンジイソシアネート三量体とOH基を有する(メタ)アクリレートを反応させたウレタン(メタ)アクリレート(a1)及び/又はイソシアヌル酸EO変性(メタ)アクリレート(a2)を含むことを特徴とする光硬化型コーティング剤組成物。 Di- to octa-functional (meth)acrylate (A) having an isocyanuric acid skeleton, surface-treated nanosilica (B), and a photopolymerization initiator (C), wherein (A) is hexamethylene diisocyanate trimer and A photocurable coating composition comprising a urethane (meth)acrylate (a1) reacted with a (meth)acrylate having an OH group and/or an isocyanuric acid EO-modified (meth)acrylate (a2). 前記(B)の配合量が前記(A)100重量部に対し100~800重量部であることを特徴とする請求項1記載の光硬化型コーティング剤組成物。 2. The photocurable coating composition according to claim 1, wherein the amount of (B) is 100 to 800 parts by weight per 100 parts by weight of (A). 前記(B)が平均一次粒子径1~30nmの表面処理ナノシリカ(b1)、及び平均一次粒子径35~100nmの表面処理ナノシリカ(b2)を含むことを特徴とする請求項1又は2いずれか記載の光硬化型コーティング剤組成物。 3. The method according to claim 1, wherein the (B) comprises surface-treated nanosilica (b1) having an average primary particle diameter of 1 to 30 nm and surface-treated nanosilica (b2) having an average primary particle diameter of 35 to 100 nm. Photocurable coating agent composition. 前記(A)が2~5官能であることを特徴とする請求項1~3いずれか記載の光硬化型コーティング剤組成物。 4. The photocurable coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein (A) is di- to penta-functional. プラスチック基材フィルムの少なくとも片面に、請求項1~4いずれか記載の光硬化型コーティング剤の硬化層を有する積層体。

A laminate having a cured layer of the photocurable coating agent according to any one of claims 1 to 4 on at least one side of a plastic substrate film.

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