JP4726118B2 - 変性無機微粒子、それを含む硬化性組成物及び積層物 - Google Patents
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1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、1,3−ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、1,4−ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネートやこれらの二量体や三量体等のイソシアネート化合物の1種または2種以上の混合物に、分子中に1個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基、および1個のイソシアネート反応性ヒドロキシ基を有するヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートの1種または2種以上の混合物を反応させたウレタンポリ(メタ)アクリレート類等が挙げられる。これらの化合物は、併用することができる。
アルコール(a1)として2−(パーフルオロオクチル)エタノール(商品名:A−1820、ダイキン工業(株)製)を46.4g(0.10モル)、触媒としてモノブチル錫脂肪酸塩(商品名:S−CAT−24、三共有機合成(株)製)を0.007g、溶媒として脱水テトラヒドロフラン50gを加えて窒素雰囲気下、70℃で攪拌し、イソシアネート(a2)として3―イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(商品名:Y−5187、日本ユニカー(株)製)22.6g(0.11モル)を滴下ロートで少しずつ添加し、70℃で1.5時間攪拌した。減圧濃縮によりテトラヒドロフランを留出後、パーフルオロアルキル鎖及びウレタン結合を有するシリル化合物(A−1)を65.9g得た。純度はガスクロマトグラフィー(面積百分率)で92質量%であることを確認した。
アルコール(a1)として2−(パーフルオロデシル)エタノール(商品名:A−2020、ダイキン工業(株)製)を56.4g(0.10モル)、触媒としてジブチル錫ラウレート(商品名:STANN BL,三共有機合成(株)製)を0.008g、溶媒として脱水テトラヒドロフラン50gを加えて窒素雰囲気下、70℃で攪拌し、イソシアネート(a2)として3―イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(商品名:A−1310、日本ユニカー(株)製)を27.2g(0.11モル)を滴下ロートで少しずつ添加し、70℃で8時間攪拌した。減圧濃縮によりテトラヒドロフランを留出後、パーフルオロアルキル鎖及びウレタン結合を有するシリル化合物(A−2)を81.2g得た。純度はガスクロマトグラフィー(面積百分率)で95質量%であることを確認した。
アルコール(a1)として2−(パーフルオロヘキシル)エタノール(商品名:A−1620、ダイキン工業(株)製)を36.4g(0.10モル)、イソシアネート(a2)として3―イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(商品名:A−1310、日本ユニカー(株)製)を27.2g(0.11モル)を混合し、窒素雰囲気下、80℃で10時間攪拌し、パーフルオロアルキル鎖及びウレタン結合を有するシリル化合物(A−3)を60.2g得た。純度はガスクロマトグラフィー(面積百分率)で95質量%であることを確認した。
ディーンスターク、攪拌機、温度計、空気導入管、及びコンデンサーを備えたフラスコ内に、メタノール分散シリカゾル(分散媒;メタノール、SiO2濃度;30質量%、平均一次粒子径;12nm、商品名:MT−ST,日産化学工業(株)製)1200質量部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−503、信越化学工業(株)製)(以下、「KBM−503」と略記する。)228質量部、前記シリル化合物(A−1)7.2質量部、及び純水を30質量部仕込み、エアーバブリング中、環流下で2時間加水分解を行った。
KBM−503を219質量部、シリル化合物(A−1)を31質量部とすること以外は、合成例4<変性無機微粒子D−1の合成>と同様に合成を行い、変性無機微粒子D−2を得た。
シリル化合物(A−1)7.2質量部の代わりに、前記シリル化合物(A−2)を8.7質量部用いること以外は、合成例4<変性無機微粒子D−1の合成>と同様に合成を行い、変性無機微粒子D−3を得た。
シリル化合物(A−1)7.2質量部の代わりに、前記シリル化合物(A−3)を6.6質量部用いること以外は、合成例4<変性無機微粒子D−1の合成>と同様に合成を行い、変性無機微粒子D−4を得た。
KBM−503を230質量部とし、シリル化合物Aを使用しないこと以外は、合成例4<変性無機微粒子D−1の合成>と同様に合成を行い、変性無機微粒子D’−1を得た。
2−(パーフルオロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(商品名:TSL8257、GE東芝シリコーン(株)製)(以下、「TSL8257」と略記する。)70質量部、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−5103、信越化学工業(株)製)(以下、「KBM−5103」と略記する。)30質量部に対し、イソプロパノールを37質量部加え、攪拌した後、0.05規定の塩酸水溶液29mlを10℃で30分かけて滴下し、さらに常温で6時間攪拌することによって、TSL8257とKBM−5103の加水分解生成物を得た。ついで、TSL8257とKBM−5103の加水分解溶液50質量部とイソプロパノール分散シリカゾル(分散媒;イソプロパノール、SiO2濃度;30質量%、平均一次粒子径;12nm、商品名:IPA−ST,日産化学工業(株)製)200質量部を混合し、常温で4時間攪拌して、変性無機微粒子D’−2を得た。
変性無機微粒子D−1を83.3質量部(うち、固形分50質量部)、エチレン性不飽和化合物Eとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(商品名:カヤラッドDPHA、日本化薬(株)製)(以下、「DPHA」と略記する。)50質量部、重合開始剤Fとして光重合開始剤(商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)(以下、「IRG907」と略記する。)を6質量部、及びシリコーン系レベリング剤(商品名:L−7001、日本ユニカー(株)製)を0.1質量部、混合し、固形分濃度が60質量%になるように希釈溶媒として1−メトキシ−2−プロパノールを添加し、硬化性組成物溶液を調製した。
得られた硬化被膜付きPETフィルムの硬化皮膜面側について、JIS K5600(摩耗輪法)に準拠し、摩耗輪CS−10F、荷重500g、回転数500サイクルの条件で耐擦傷性テストを行った後、中性洗剤を用いて洗浄し、ヘーズメータ(商品名:NDH2000、日本電色工業(株)製)で曇価を測定し、テスト前後の曇価の差より、以下の基準に従い、耐擦傷性を評価した。その結果、テスト前の曇価は0.2%、テスト後の曇価は6.2%で、良好な耐擦傷性を有していることが示された。なお、評価結果は小数第一位を四捨五入した数値として表1に示した。
×:増加値が10%を超える場合
<透明性の評価>
得られた硬化被膜付きPETフィルムについて、ヘーズメータ(商品名:NDH2000、日本電色工業(株)製)を用い、全光線透過率を測定し、以下の基準に従い、透明性の評価をした。その結果、全光線透過率は92%で、良好な透明性を有していることが示された。評価結果を表1に示した。
×:90%未満(不良)
<防汚性の評価>
硬化被膜付きPETフィルムの硬化被膜表面への、水や油汚れの付着のしやすさ(防汚性)を、水、及びトリオレイン(和光純薬(株)製)の接触角で評価を行った。接触角が高い場合、硬化被膜付きPETフィルムの硬化被膜表面において、水や油汚れが付着しにくく、防汚性が良好であることを示す。
得られた硬化被膜付きPETフィルムを23℃、相対湿度50%の環境下において、硬化被膜表面へ純水1μlを1滴で滴下し、接触角測定器(商品名:Drop Master300、協和界面科学(株)製)を用いて水と硬化被膜付きPETフィルムの硬化被膜表面の接触角を測定し、以下の基準に従い、防汚性の評価をした。その結果、接触角は102°で良好な防汚性を有していることが示された。評価結果を表1に示した。
×:95°未満(不良)
<トリオレインの接触角>
純水の代わりにトリオレインを使用すること以外は、水の接触角の測定と同様に、トリオレインと硬化被膜付きPETフィルムの硬化被膜表面の接触角を測定し、以下の基準に従い、防汚性の評価をした。その結果、接触角は57°で良好な防汚性を有していることが示された。評価結果を表1に示した。
×:55°未満(不良)
<密着性の評価>
得られた硬化被膜付きPETフィルムの硬化被膜面について、JIS K5600クロスカット法(すきま間隔1mm)により、以下の基準に従い、密着性の評価をした。その結果、100/100で、良好な密着性を有していることが示された。評価結果を表1に示した。
×:80/100未満(不良)
<耐久性の評価>
硬化被膜付きPETフィルムが、長時間、高温、高湿下の条件にさらされた場合、硬化被膜付きPETフィルムの硬化被膜表面の防汚性(トリオレインの接触角)が、保持されているかどうか確認するため、下記条件で耐久性の評価を行った。
×:耐久性評価前後の接触角低下が5°を超える(不良)
[実施例2〜8]
表1、表2の実施例2〜8の組成物欄に示した硬化性組成物を用いること以外は、実施例1と同様に評価した結果を表1、表2の結果欄にそれぞれ示す。なお、表1、表2の組成物欄には、希釈溶剤以外の固形分のみの組成を示した。
変性無機微粒子D−1を83.3質量部(うち、固形分50質量部)、エチレン性不飽和化合物EとしてDPHA50質量部、重合開始剤FとしてIRG907を8質量部、及びシリコーン系レベリング剤(商品名:ペインタッド29、ダウコーニングアジア(株)製)を5質量部混合し、固形分濃度が60質量%になるように1−メトキシ−2−プロパノールを添加し、硬化性組成物溶液(表2中、実施例9の組成物)を調製した。
表3の比較例1〜3に示した硬化性組成物を用いること以外は、実施例1と同様に評価した結果を表3の結果欄にそれぞれ示す。
基材である厚さ100μmのPETフィルムについて、塗装を行わずに、実施例1と同様に評価した結果を表3の結果欄に示す。
表3の比較例5に示した硬化性組成物を用いること以外は、実施例9と同様に評価した結果(耐擦傷性、透明性、水の接触角、トリオレインの接触角、密着性、耐久性について)を表3の結果欄にそれぞれ示す。
変性無機微粒子D’−2を1.6質量部(うち、固形分0.6質量部)、エチレン性不飽和化合物EとしてDPHA20質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名:NKエステル A−TMM−3LM−N,新中村化学(株)製)60質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(商品名:NKエステル A−TMPT,新中村化学(株)製)20質量部、重合開始剤FとしてIRG907を4質量部、イソプロパノール40質量部、混合し、固形分濃度72質量%の硬化性組成物溶液を調製した。
D−2:合成例5で得た変性無機微粒子
D−3:合成例6で得た変性無機微粒子
D−4:合成例7で得た変性無機微粒子
D’−1:合成例8で得た変性無機微粒子
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(商品名:カヤラッドDPHA、日本化薬(株)製)
U306H:脂肪族系ウレタンアクリレート(商品名:U−306H、共栄社化学(株)製)
A−HD−N:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(商品名:NKエステル A−HD−N、新中村化学(株)製)
IRG907:光重合開始剤(商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
IRG184:光重合開始剤(商品名:イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
IRG127:光重合開始剤(商品名:イルガキュア127、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
ART4:パーフルオロポリエーテルジアクリレート(商品名:ART4、共栄社化学(株)製)
F470:フッ素系化合物(商品名:メガファックF470、大日本インキ化学工業(株)製)
L−7001:シリコーン系レベリング剤(商品名:L−7001、日本ユニカー(株)製)
P29:シリコーン系レベリング剤(商品名:ペインタッド29、ダウコーニングアジア(株)製)
MT−ST:メタノール分散シリカゾル(商品名:MT−ST、日産化学工業(株)製)
KBM−7803:2−(パーフルオロオクチル)エチルトリメトキシシラン(商品名:KBM−7803、信越化学工業(株)製)
Claims (6)
- 炭素数3以下のアルコール系溶剤の分散媒中で、分子内に少なくとも1個のフルオロアルキル基またはフルオロアルキレン基を有するアルコール(a1)と、分子内に少なくとも1個のアルコキシシリル基を有するイソシアネート(a2)とから合成されるシリル化合物A、及び下記一般式(1)で示されるシリル化合物B
- 請求項1記載の方法で得られた無機変性微粒子Dおよび25〜80質量部のエチレン性不飽和化合物Eを含む硬化性組成物(前記変性無機微粒子Dとエチレン性不飽和化合物Eの合計質量部を100質量部とする)。
- 分子内に少なくとも1個のフルオロアルキル基またはフルオロアルキレン基を有するアルコール(a1)と、分子内に少なくとも1個のアルコキシシリル基を有するイソシアネート(a2)とから合成されるシリル化合物A、及び下記一般式(1)で示されるシリル化合物B
- 無機微粒子Cの100質量部に対し、シリル化合物Aとシリル化合物Bの合計質量部が60〜10000質量部である請求項2または3記載の硬化性組成物。
- 請求項2〜4のいずれか一項に記載の硬化性組成物の硬化被膜を有する積層物。
- 請求項5に記載の積層物からなる光ディスク。
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