JP5114487B2 - ハードコート剤組成物 - Google Patents

ハードコート剤組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP5114487B2
JP5114487B2 JP2009530046A JP2009530046A JP5114487B2 JP 5114487 B2 JP5114487 B2 JP 5114487B2 JP 2009530046 A JP2009530046 A JP 2009530046A JP 2009530046 A JP2009530046 A JP 2009530046A JP 5114487 B2 JP5114487 B2 JP 5114487B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silsesquioxane
group
component
weight
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009530046A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010515778A (ja
Inventor
徳夫 中山
斗志彦 高木
チャオビン,ハー
カイン,イー,ミャー
ヤン,シャオ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Agency for Science Technology and Research Singapore
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Agency for Science Technology and Research Singapore
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc, Agency for Science Technology and Research Singapore filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Publication of JP2010515778A publication Critical patent/JP2010515778A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5114487B2 publication Critical patent/JP5114487B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes
    • C09D183/06Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3855Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
    • C08G18/3876Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing mercapto groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7628Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/7642Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group containing at least two isocyanate or isothiocyanate groups linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate groups, e.g. xylylene diisocyanate or homologues substituted on the aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/541Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5435Silicon-containing compounds containing oxygen containing oxygen in a ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/02Polysilicates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Description

本発明は、ポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物、カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物、シリケート化合物、シラン化合物および/またはそれが部分的に縮合した化合物、光カチオン重合開始剤を少なくとも含有し、チオウレタン系樹脂またはチオエポキシ化合物の開環熱重合により得られる樹脂への密着性が高く、表面の硬度・耐擦傷性が高く、耐候性に優れ、実質的に希釈溶剤を含有しないハードコート剤組成物に関するものである。
樹脂製レンズは軽量性、耐衝撃性、着色性などの理由から、ガラスレンズに代わり、例えば、メガネ用、カメラ用、光記録・再生用装置に用いるピックアップレンズ等のレンズ樹脂として急速に普及している。従来これらの目的にはジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)(以下D.A.C.と略す)をラジカル重合したものや、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メタクリレート(PMMA)などが用いられてきた。しかしながら、これらのレンズ樹脂はnd=1.49〜1.58程度の屈折率であるためガラスレンズと同等の光学特性を得るためには、レンズの中心厚、コバ厚、および曲率を大きくする必要があり全体的に肉厚となるため、より屈折率の高い樹脂が求められてきた。
かかる課題の対策として、特許文献1にはチオール化合物とイソシアネート化合物を熱重合しチオウレタン結合を形成して得られる樹脂が記載されており、nd=1.60〜1.67程度の屈折率が得られている。
また、特許文献2に記載されているチオエポキシ化合物の開環熱重合によりエピチオスルフィド結合を形成して得られる樹脂では、nd=1.70以上の屈折率が得られている。
一方、樹脂製レンズは前記利点に対し、表面の硬度、耐擦傷性がガラスレンズに比べ大きく劣るため、その対策として表面に擦傷が付くことを防止する、ハードコート処理が必要不可欠のものとなっている。このハードコート処理の方法の一つとして、多官能の(メタ)アクリレートモノマーやオリゴマーおよび光ラジカル重合開始剤よりなる組成物を紫外線硬化させる方法が多数検討され、PC、PMMA用ハードコート剤が種々開発され、工業的に広く利用されている。
しかしながら、依然として次の課題が残っている。
〔1〕3官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマー又はオリゴマーを主成分としたハードコート剤は硬化被膜の架橋密度が高くなるためハードコート性は良好になるが、逆に被膜の硬化収縮が大きく、残存歪みや残存応力が高いため、塗布する樹脂によってはハードコート剤の密着性が充分でない場合がある。特に前記チオウレタン系樹脂、チオエポキシ系樹脂の場合、充分な密着性を得ることが難しいことがわかっている。
〔2〕近年、環境への負荷を極力減らすため、揮発性溶媒使用の低減、さらに廃棄物削減の観点から液の回収・リサイクルを可能とするため、今後、希釈溶剤を含まないハードコート剤が求められるようになる。しかしながら3官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマーやオリゴマーは一般的に粘度が高いため希釈溶剤を必要とする。希釈溶剤を用いず粘度を下げるには、2官能以下の単官能(メタ)アクリレートモノマーを反応性希釈剤として用いる方法があるが、このモノマーを用いたハードコート剤は酸素による重合阻害を受けやすくなり完全に硬化しない場合が多い。また、硬化しても架橋密度は単官能モノマーの量にほぼ比例して低下するため高いハードコート性が得られないという問題がある。
そこで、光によりカチオン重合を行う方法も検討されている。光カチオン重合は光ラジカル重合に比べ、酸素による重合阻害を受けないことや、モノマーにエポキシ化合物又はオキセタン化合物を用いた場合、硬化時の被膜の収縮が小さいことから比較的接着力に優れるなどの利点がある。しかしながら充分なハードコート性が得られていないのが現状である。
また、特許文献3には光カチオン重合性シルセスキオキサン化合物(a)と(a)以外の光カチオン性化合物(b)、及びカチオン性光重合開始剤(c)よりなる組成物が記載されている。光カチオン性化合物(b)として、具体的にはビニルオキシ基をもつものとしてエチルビニルエーテル等、エポキシ基をもつものとしてビスフェノールFジグリシジルエーテル等、オキセタニル基をもつものとして1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン等が挙げられている。これら組成物は、ハードコート性をあげるために光カチオン重合性シルセスキオキサン(a)の割合を増やすと硬化速度が低下する傾向にあるため充分なハードコート性が得られず、チオウレタン系樹脂又はチオエポキシ系樹脂への密着性も得られない。さらに、光カチオン重合性シルセスキオキサン(a)は一般的に液状であっても粘度が高く、そのため組成物の粘度が高くなり被膜の平滑性が損なわれるという問題がある。
また、上記課題を解決するハードコート剤が得られても、基材のチオウレタン系樹脂およびチオエポキシ系樹脂は、耐候性が悪いことが一般的に知られており、太陽光や雨の曝露によって、基材自身が凝集破壊を起こし、その結果、ハードコートの密着性の低下を引き起こすという問題を依然有している。
特開平9−110956号公報 特開2002−194083号公報 特開平11−116682号公報
本発明の目的は、チオウレタン系樹脂またはチオエポキシ化合物の開環熱重合により得られる樹脂への密着性が高く、表面の硬度・耐擦傷性が高く、希釈剤を含有しない又は実質的に含有しなくても平滑性が高く、硬化速度が高く、さらに耐候性に優れたハードコート剤を提供することにある。
本発明者らは、これらの問題を解決するために、鋭意検討を行ったところ、ポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物、カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物、シリケート化合物、シラン化合物あるいはそれが部分的に縮合した化合物、またはそれら化合物の混合物、光カチオン重合開始剤を少なくとも含有し、特定の組成比で配合されたハードコート剤組成物が実質的に希釈用の溶剤を含まなくても特定の粘度に調整可能であるため樹脂に塗布可能であり、チオウレタン系樹脂またはチオエポキシ化合物の開環熱重合により得られる樹脂への密着性、表面の硬度・耐擦傷性、および耐候性が高くなることを見出した。さらに組成物に特定の紫外線吸収剤を含む場合、より耐候性が高くなることを見出した。
すなわち、本発明は、
[1]少なくとも下記の成分(A)〜(E)を含有し、成分(A)〜(D)の合計100重量部中、成分(A)が5〜40重量部、(成分(B)+成分(C)+成分(D))が60〜95重量部、成分(E)が0.1〜10重量部であることを特徴とするハードコート剤組成物。
成分(A):式(1)で表されるポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物
Figure 0005114487
(上記式中、Rは水酸基を含有してもよい鎖式脂肪族残基または鎖式脂肪族ポリエーテル残基、Rは水素またはメチル基であり、nは2以上の整数を表す。)
成分(B):少なくとも一つ以上のカチオン重合性基を有する、式(4)で表される完全型籠状シルセスキオキサンまたは、式(5)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンを含有する、カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物
(i)完全型籠状シルセスキオキサン:(R 10 −SiO 3/2 (4)
(ii)部分開裂型籠状シルセスキオキサン:(R 11 −SiO 3/2 (O 1/2 12 1+m (5)
(上記式中、nは6〜18の整数、mは0〜3を表し、R 10 〜R 12 はそれぞれカチオン重合性基、水素、アルキル基、またはシクロペンチル基を表す。)
成分(C):式(2)で表されるシリケート化合物
Figure 0005114487
(上記式中、R〜Rはそれぞれ独立にオキセタニル基、水素、またはアルキル基であり、nは2〜10の整数を表す。)
成分(D):式(3)で表されるシラン化合物あるいはシラン化合物が部分的に縮合した化合物、または、それら化合物の混合物
Figure 0005114487
(上記式中、Rグリシジルエーテル基であり、RおよびRは、それぞれ独立に水素またはアルキル基であり、nは1〜3の整数を表す。)
成分(E):光カチオン重合開始剤
[2]さらに成分(F)として紫外線吸収剤を1種以上含有し、且つ成分(F)の含有量が(A)〜(D)の合計100重量部に対して、0.1〜10重量部であることを特徴とする[1]に記載のハードコート剤組成物
]成分(B)が、少なくとも一つ以上のカチオン重合性基を有する、式(6)で表される完全型籠状シルセスキオキサンまたは、式(7)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンを含有することを特徴とする[1]または[2]に記載のハードコート剤組成物
Figure 0005114487
(上記式中、R13〜R30はそれぞれ独立に、カチオン重合性基、水素、アルキル基、シクロペンチル基、またはシクロヘキシル基を表す。)
]成分(F)として320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤を1種以上含有することを特徴とする[2]または[3]に記載のハードコート剤組成物
]320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤が式(8)で表される2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤であることを特徴とする[]に記載のハードコート剤組成物
Figure 0005114487
(上記式中、R31〜R33はそれぞれ独立に水酸基、水素原子、アルキル基、又はアルコキシ基を表す。)
]320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤としてトリアジン系紫外線吸収剤および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を1種以上含有することを特徴とする[]に記載のハードコート剤組成物
]320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤として少なくとも2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、トリアジン系紫外線吸収剤および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とが併用されることを特徴とする[]に記載のハードコート剤組成物
]さらに成分(G)として式(9)で表されるジメチルシロキサン骨格を有する化合物を、(A)〜(D)の合計100重量部に対して、0.01重量部以上10.0重量部以下含有することを特徴とする[1]乃至[]のいずれかに記載のハードコート剤組成物
Figure 0005114487
(上記式中、xは1〜10,000の整数である。)
]前記ジメチルシロキサン骨格を有する化合物が式(10)で示すポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはシルセスキオキサンをジメチルシロキサンの主鎖または側鎖に結合させたものであることを特徴とする[]に記載のハードコート剤組成物
Figure 0005114487
(上記式中、R35は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基、R34は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、カチオン重合性基又はエチレン性不飽和基を表し、nおよびnはそれぞれ1〜5の整数、xは1〜70の整数、yは1〜30の整数、y/xは1以下である。)
10]さらに成分(H)としてシリカ微粒子を含有し、且つ(A)〜(D)の合計100重量部に対して、10.0重量部以下であることを特徴とする[1]乃至[]のいずれかに記載のハードコート剤組成物
11]25℃においてE型粘度計により測定した前記組成物の粘度が1〜500mPa・sであることを特徴とする[1]乃至[10]のいずれかに記載のハードコート剤組成物
12][1]乃至[11]のいずれかに記載のハードコート剤組成物を表面に塗布し、次いで硬化させてなる硬化膜を有する成形品
13]成形品がチオウレタン系樹脂またはチオエポキシ系樹脂から選ばれる少なくとも1つからなるものである[12]記載の成形品
14][1]乃至[11]のいずれかに記載のハードコート剤組成物を表面に塗布し、次いで硬化させてなる硬化塗膜を有するレンズ
に関する。
本発明のハードコート剤組成物は、ポリチオール化合物とポリイソシアネート化合物を熱重合して得られるチオウレタン系樹脂(以下チオウレタン系樹脂と呼ぶ)またはチオエポキシ化合物の開環熱重合により得られる樹脂(以下チオエポキシ系樹脂と呼ぶ)に対しても使用できる紫外線硬化性ハードコート剤であり、硬化性が高く、密着性、耐擦傷性、耐候性に優れ、実質的に希釈溶剤を含まないため揮発成分が実質的にないことや、回収・リサイクルが可能であるため環境への負荷が少ないという利点がある。
オクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンのFTIR測定結果を示す。 オクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンの29Si−NMR測定結果を示す。 OX−SQ−HのFTIR測定結果を示す OX−SQ−Hの29Si−NMR測定結果を示す。 2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、チヌビン400(チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 製品)、およびチヌビン1130(チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 製品)のそれぞれの紫外線吸収スペクトルを示す。 実施例1で調製したハードコーティング用組成物の光線透過率を示す。 比較例1で調製したハードコーティング用組成物の光線透過率を示す。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明は、少なくとも下記の成分(A)〜(E)を含有し、成分(A)〜(D)の合計100重量部中、成分(A)が5〜40重量部、(成分(B)+成分(C)+成分(D))が60〜95重量部、成分(E)が0.1〜10重量部であることを特徴とするハードコート剤組成物、に関する。
成分(A):式(1)で表されるポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物
成分(B):カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物
成分(C):式(2)で表されるシリケート化合物
成分(D):式(3)で表されるシラン化合物あるいはそれが部分的に縮合した化合物、
または、それら化合物の混合物
成分(E):光カチオン重合開始剤
また、本発明のハードコート剤組成物は、さらに成分(F)として紫外線吸収剤を1種以上含有し、且つ(A)〜(D)の合計100重量部に対して、0.1〜10重量部であることを特徴とするハードコート剤組成物であってもよい。
本発明の成分(A)とは、式(1)で表されるポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物、である。
Figure 0005114487
(上記式中、Rは水酸基を含有してもよい鎖式脂肪族残基または鎖式脂肪族ポリエーテル残基、Rは水素またはメチル基であり、nは2以上の整数を表す。)
本発明における成分(A)としては、好ましくは、鎖式脂肪族ポリオールまたは鎖式脂肪族ポリエーテルポリオールより誘導され、水酸基を含有していてもよいポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物である。成分(A)は(メチル)グリシジルエーテル基を少なくとも2つ以上有する化合物であるが、種々の方法により製造可能である。式(11)〜(17)で表される少なくとも2つ以上の水酸基を有する鎖式脂肪族ポリオールまたは鎖式脂肪族ポリエステルポリオールと式(18)で表される(メチル)エピクロロヒドリンを塩基性化合物存在下、脱塩化水素反応により縮合させる方法が一般的である。
Figure 0005114487
(上記式中、pは1〜10の整数、qは0〜10の整数、rおよびsはそれぞれ独立に0〜10の整数、t、u、およびvはそれぞれ独立に0または1〜10の整数であり、R36およびR37はそれぞれ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
上記において、炭素数1〜4のアルキル基としては、具体的には例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、n−およびi−プロピル基、n−、i−およびt−ブチル基などが挙げられる。
Figure 0005114487
(上記式中、Rは水素またはメチル基を表す。)
本発明の式(1)で表される化合物としては、具体的には、例えば以下の化合物が挙げられる。
(メチル)グリシジルエーテル基を2個有する化合物としては、エチレングリコール(メチル)ジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジ(メチル)グリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジ(メチル)グリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジ(メチル)グリシジルエーテル、グリセリンジ(メチル)グリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジ(メチル)グリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジ(メチル)グリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール(メチル)グリシジルエーテル等が挙げられる。
さらにグリシジルオキシ基を3個以上有する化合物としてはグリセリントリ(メチル)グリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリ(メチル)グリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリ(メチル)グリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラ(メチル)グリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサ(メチル)グリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタ(メチル)グリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールテトラ(メチル)グリシジルエーテル、カルビトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
鎖式脂肪族残基または鎖式脂肪族ポリエーテル残基以外の基、具体的には芳香族残基や鎖式脂肪族ポリエステル残基、脂環式脂肪族残基などを含有する化合物の場合、ハードコート性が不足する。(メチル)グリシジルエーテル基以外のカチオン重合性基、具体的には脂環式エポキシ基又はオキセタニル基を含有する化合物の場合、チオウレタン系樹脂またはチオエポキシ系樹脂への密着性が不足する傾向にある。化合物構造中(メチル)グリシジルエーテル基が一つの場合、硬化速度やハードコート性が不足する。化合物構造中に水酸基がある場合は(メチル)グリシジルエーテル基を2つ以上含有していれば良く、硬化速度、ハードコート性、および密着性には何ら悪影響を及ぼさない。
これらの化合物は1種または2種以上組み合わせて用いられる。
本発明における成分(B)のカチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物について説明する。本発明においては、カチオン重合性基を含有するシルセスキオキサン化合物であればよく、特に制限されるものではない。(カチオン重合性基については後述する。)
シルセスキオキサン化合物とは、アルコキシシラン、クロロシラン、シラノールなどの3官能性シランを加水分解することで得られる式(19)の基本骨格を有するシラン化合物のことであり、原料や合成の方法により、ランダム状と呼ばれる不規則の形態の他にラダー状や籠型(完全縮合ケージ型)構造体又はその部分開裂構造体(籠型構造からケイ素原子のうちの一部が欠けた構造や籠型構造の一部のケイ素−酸素結合が切断された構造のもの)等が知られている。
Figure 0005114487
(上記式中、Rは有機基を表す。)
その内、籠状構造体と呼ばれるシルセスキオキサンがハードコート性に優れており、この籠状構造体シルセスキオキサンをシルセスキオキサン中に含有していることが好ましい。当該構造体は、例えば、
(i)完全型籠状シルセスキオキサン:(R10−SiO3/2(4)
(ii)部分開裂型籠状シルセスキオキサン:(R11−SiO3/2(O1/2121+m (5)
(上記式中、nは6〜18の整数を表し、mは0〜3を表し、R10〜R12はそれぞれカチオン重合性基、水素、アルキル基、シクロペンチル基、またはシクロヘキシル基を表す。)
で表される。
(i)式(4)で表される完全籠型構造体のシルセスキオキサンにおけるnの値は、6〜18の偶数であり、好ましくは6〜14、より好ましくは8、10または12であり、さらに好ましくは8、または8、10および12の混合物である。
例えば、(i−1):nが6の場合、シルセスキオキサンは三角柱型構造を有し、(i−2):nが8の場合、シルセスキオキサンは6面体型構造を有し、(i−3):nが10の場合、シルセスキオキサンは5角柱型構造を有し、(i−4):nが12の場合、シルセスキオキサンは8面体型構造を有し、(i−5):nが14の場合、シルセスキオキサンは9面体型構造を有することが知られている。(式(20)〜(24)に示す。)
Figure 0005114487
(ii)式(5)で表される籠型構造体の部分開裂構造体は、(ii−1):籠型構造からケイ素原子のうちの一部が欠けた構造、または(ii−2):籠型構造の一部のケイ素−酸素結合が切断された構造のものを表す。nの値は、6〜18であり、好ましくは6〜14である。(式(25)〜(29)に示す。)
Figure 0005114487
籠状シルセスキオキサンは完全型籠状構造体であっても、部分開裂構造体であっても籠状の形態をとっていればハードコート性の点で問題はない。
当該化合物中の有機基の内、少なくとも一つがカチオン重合性の基を含んでいれば良く、カチオン重合性基含有の完全型籠状構造体としては、式(6)で表される完全型籠状シルセスキオキサンが好ましいものとして挙げられ、カチオン重合性基含有の籠型構造体の部分開裂構造体としては、式(7)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンが好ましいものとして挙げられる。
Figure 0005114487
(上記式中、R13〜R30はそれぞれ、カチオン重合性基、水素、アルキル基、シクロペンチル基、またはシクロヘキシル基を表す。)
カチオン重合性基としては、特に制限されるものではないが、好ましいカチオン重合性基としては、(メチル)グリシジルエーテル基((2−メチル)オキシランを含有する基)、オキセタニル基、エポキシシクロヘキシル基、又はビニル基を有する基があげられる。硬化性、ハードコート性、密着性、化合物の入手のし易さなどから、式(30)〜(33)で表されるカチオン重合性基を有するシルセスキオキサンが好ましい。
Figure 0005114487
(上記式中、R38およびR39はそれぞれ独立に水素またはメチル基を表し、R40およびR41はそれぞれ独立にメチル基またはエチル基を表す。a、b2、c、d2はそれぞれ独立に1〜10の整数を表す。b1およびd1はそれぞれ独立に0または1を表す。)
シルセスキオキサンがカチオン重合性基以外の有機基を含有する場合、有機基は水素、メチル基、エチル基、n−又はi−プロピル基、n−、i−又はt−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基、シクロペンチル基、またはシクロヘキシル基などが好ましく、R28〜R30は特に、水素(この場合Si−OH:シラノール基になる)が好ましい。
上記におけるアルキル基としては、特に限定されないが、より具体的には、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、オクチル基、などが挙げられる。
上記において、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、具体的には例えば、メチル基、エチル基、n−およびi−プロピル基、n−、i−又はt−ブチル基などが挙げられる。
これらの化合物は1種または2種以上組み合わせて用いられる。
式(30)〜(33)で表されるカチオン重合性基を有するシルセスキオキサンとしては具体的に、例えば、テトラデカ[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シルセスキオキサン(14個すべての基が2−(ブトキシメチル)オキシラン基であるシルセスキオキサン:以下同様に表記する)、ドデカ[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シルセスキオキサン、デカ[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シルセスキオキサン、オクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シルセスキオキサン、ヘキサ[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−エチル−シルセスキオキサン(2−(ブトキシメチル)オキシラン基を3つ有し、その他の基がエチル基であるシルセスキオキサン:以下同様に表記する)、トリス[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)オキシラン]−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−エチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン(3つのシラノール基を有し、その他が2−(ブトキシメチル)オキシラン基及びシクロヘキシル基からなるシルセスキオキサン:以下同様に表記する)、2−(ブトキシメチル)オキシラン−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)オキシラン−シラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、テトラデカ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン(14個すべての基が2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ基であるシルセスキオキサン:以下同様に表記する)、ドデカ[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、デカ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、オクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ヘキサ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)オキシラン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−イソブチルシルセスキオキサン、テトラデカ[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シルセスキオキサン、ドデカ[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シルセスキオキサン、デカ[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シルセスキオキサン、オクタ[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シルセスキオキサン、ヘキサ[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−エチル−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス[2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン]−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシランエチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン−シラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、テトラデカ[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ドデカ[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、デカ[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、オクタ[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ヘキサ[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(2−(ブトキシメチル)−2−メチルオキシラン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−イソブチルシルセスキオキサン、テトラデカ(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、ドデカ(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、デカ(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、オクタ(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、ヘキサ(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、トリス(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−エチル−シルセスキオキサン、トリス(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−イソブチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−エチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−イソブチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−ジシラノール−イソブ
チル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、テトラデカ[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ドデカ[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、デカ[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、オクタ[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ヘキサ[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、トリス[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、トリス[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−エチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、テトラデカ(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、ドデカ(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、デカ(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、オクタ(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、ヘキサ(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シルセスキオキサン、トリス(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−エチル−シルセスキオキサン、トリス(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−イソブチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−エチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−イソブチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン−シラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、テトラデカ[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ドデカ[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、デカ[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、オクタ[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、ヘキサ[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサン、トリス[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、トリス[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、トリス[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、トリス[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−エチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−トリシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−ジシラノール−イソブチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロヘキシル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−シクロペンチル−シルセスキオキサン、[(3−メチル−3−ブトキシメチルオキセタン)−ジメチルシロキシ]−シラノール−イソブチル−シルセスキオキサンなどが挙げられる。
ここで、カチオン重合性基含有籠状オルガノシルセスキオキサンとしては、市販の物も使用することができ、例えば、インターネット上のWEBサイト<http://www.hybridplastics.com/pdf/2006catalog.pdf>に記載されているEPO415(GlycidylCyclohexyl−POSS)、EPO416(GlycidylCyclopentyl−POSS)、EPO417(GlycidylEthyl−POSS)、EPO418(Glycidylisobutyl―POSS)、EPO435(Octahlycidyldimethylsilyl−POSS)、EPO421(TrisGlycidylCyclohexyl−POSS)、EPO420(TrisGlycidylCyclopentyl−POSS)、EPO422(TrisGlycidylEthyl−POSS)、EPO423(TrisGlycidylIsobutyl−POSS)(いずれも、Hybrid−Plastics社製 商品名)、インターネット上のWEBサイト<http://www.sigma−aldrich.co.jp/up_catalog/A−116.pdf>に記載されているPSS−Octa((3−propylglycidylether)−Dimethylsiloxy)substituted(アルドリッチ社製 試薬)、東亞合成研究年報 TREND 1999 第3号及び東亞合成研究年報 TREND 2004 第7号に記載されているオキセタニルシルセスキオキサン(OX−SQ)、オキセタニルシルセスキオキサン(OX−SQ−H)(東亞合成株式会社製 商品名)などがあり好適に使用することができる。このカチオン重合性シルセスキオキサンは完全な無機物質であるシリカ微粒子とは異なりカチオン重合性化合物と相溶性があるため取扱いが容易であり、製膜などの成型性などに優れる。
本発明における成分(C)のシリケート化合物について説明する。本発明で用いるシリケート化合物は4官能性アルコキシシランを部分的に加水分解することで得られる式(2)の基本骨格を有する化合物のことである。
Figure 0005114487
(上記式中、R〜Rはそれぞれ独立にカチオン重合性基を有する有機基、水素、またはアルキル基であり、nは2〜10の整数を表す。)
上記式(2)において、R〜Rはそれぞれ独立にカチオン重合性基を有する有機基、水素、またはアルキル基を表す。
上記におけるアルキル基としては、特に限定されないが、より具体的には、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
上記において、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、具体的には例えば、メチル基、エチル基、n−又はi−プロピル基、n−、i−又はt−ブチル基などが挙げられる。
このシリケート化合物は完全な無機物質であるシリカ微粒子とは異なりカチオン重合性化合物と相溶性があるため取扱いが容易であり、製膜などの成型性に優れる。
ここで、R〜Rに少なくとも1つ以上カチオン重合性基を含有する、カチオン重合性基含有シリケート化合物は、アルコキシシリケートとカチオン重合性基含有アルコール化合物とのアルコール交換反応により製造することができる。カチオン重合性基としては、特に制限されるものではないが、好ましいカチオン重合性基としては、メチルグリシジルエーテル基((2−メチル)オキシランを含有する基)、オキセタニル基、エポキシシクロヘキシル基又はビニル基を有する基が挙げられる。
本発明におけるカチオン重合性基含有シリケートとしては、(メチル)グリシジルエーテル基((2−メチル)オキシランを含有する基)含有シリケート、オキセタニルオキシ基含有シリケート、エポキシシクロヘキシルオキシ基含有シリケート等が挙げられる。硬化性、ハードコート性、密着性、化合物の入手のし易さなどから、式(34)〜(35)で表されるカチオン重合性基を有するシリケートが好ましい。
Figure 0005114487
(上記式中、R42は水素またはメチル基を表し、R43はメチル基またはエチル基を表す。)
また、カチオン重合性基に置換されていないアルコキシシリケートも、ルイス酸発生型の光カチオン重合開始剤存在下、紫外線照射によりシラノールが生成し、その後シロキサン結合を形成することにより3次元的な網目構造を形成することが可能であり、本発明に用いることができる。
Figure 0005114487
(上記式中、Rは有機基を表す。)
アルコキシ基としては、シラノール生成後、脱離したアルコール化合物が残存しない方が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−又はi−プロポキシ基、n−、i−又はt−ブトキシ基などの炭素数1〜4のアルコキシ基を含有するシリケートが好ましい。
これらの化合物は1種または2種以上組み合わせて用いられる。
式(22)又は(23)で表されるカチオン重合性基を有するシリケートとしては具体的には、テトラキス(オキシラン−2−イル−メトキシ)ポリシリケート、テトラキス(2−メチルオキシラン−2−イル−メトキシ)ポリシリケート、テトラキス[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]ポリシリケート、テトラキス[(3−メチルオキセタン−3−イル)メトキシ]ポリシリケートなどが挙げられる。
カチオン重合性基に置換されていないアルコキシシリケートとしては、ポリメトキシシリケート、ポリエトキシシリケート、ポリプロポキシシリケートなどが挙げられる。
ここで、シリケート化合物としては市販の物も使用することが出来、例えば(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ基を含有し、nが平均5であるシリケートとしては、オキセタニルシリケート(OX−SC)(東亞合成社製 商品名)などがあり、メトキシ基またはエトキシ基を有するシリケートとしては、Mシリケート51(メトキシ基、nは平均4)、Mシリケート60(メトキシ基、nは平均9)、シリケート40(エトキシ基、nは平均5)、(いずれも多摩化学社製 商品名)などがあり好適に使用することができる。
本発明における成分(D)のシラン化合物または部分的に縮合した化合物について説明する。本発明で用いるシラン化合物は式(3)で表されるシラン化合物または部分的に縮合した化合物である。
Figure 0005114487
(上記式中、Rはカチオン重合性基を有する有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立に水素またはアルキル基であり、nは1〜3の整数を表す。)
上記式(3)において、Rはカチオン重合性基を有する有機基であり、RおよびRは、それぞれ独立に水素またはアルキル基を表す。
上記におけるアルキル基としては、特に限定されないが、より具体的には、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
上記において、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、具体的には例えば、メチル基、エチル基、n−又はi−プロピル基、n−、i−又はt−ブチル基などが挙げられる。
シラン化合物中のカチオン重合性基Rとしては、特に制限されるものではないが、好ましくは(メチル)グリシジルエーテル基、オキセタニル基、エポキシシクロヘキシル基などを有する基が挙げられる。硬化性、ハードコート性、密着性、化合物の入手のし易さなどから、式(36)および(37)で表されるカチオン重合性基を有するシラン化合物が好ましい。
Figure 0005114487
(上記式中、R44は水素またはメチル基、R45はメチル基またはエチル基を表す。e〜fはそれぞれ独立に1〜10の整数を表す。)
これらの化合物は1種または2種以上組み合わせて用いられる。
これらのシラン化合物として具体的には、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジエチルエトキシシラン、3−エチル−3−{[3−(トリメトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、3−エチル−3−{[3−(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタンなどが挙げられる。
これらの化合物は粘度が低いため組成物全体の粘度を下げることができる。ルイス酸発生型の光カチオン重合開始剤存在下、紫外線照射によりカチオン重合性基およびアルコキシ基ともに反応するため、シラン化合物は3次元的な網目構造を形成することが可能であり、ハードコート性を上げることができる。さらにこれらの化合物はシランカップリング剤とも呼ばれており、チオウレタン系樹脂またはチオエポキシ系樹脂との密着性を促進する働きがある。これらの化合物の反応性を高めるためアルコキシ基の一部を部分的に縮合したシラン化合物を用いてもよく、好ましくはシラン化合物とその一部を部分的に縮合した化合物を混合して用いる。
本発明において成分(A)〜(D)の合計100重量部に対して、成分(A)が5〜40重量部、(成分(B)+成分(C)+成分(D))が60〜95重量部、それぞれ用いられる。成分(A)が多すぎる場合、充分なハードコート性が得られない可能性がある。成分(A)が少なすぎる場合、膜が脆くなり充分な密着性が得られない可能性がある。さらに成分(A)〜(D)の合計100重量部中、成分(B)が5〜40重量部、成分(C)が5〜40重量部、成分(D)が15〜85重量部である。成分(B)が少なすぎる場合、充分なハードコート性が得られない可能性がある。成分(B)が多すぎる場合、硬化速度が低くなるため系全体の反応速度が低下する可能性がある。成分(C)が少なすぎる場合、充分な硬化速度又はハードコート性が得られない可能性がある。成分(C)が多すぎる場合、未反応のシラノール基又は副生するアルコール化合物の残存量が多くなりやすく耐水性が低下する可能性がある。成分(D)が少なすぎる場合、充分に希釈することが出来ない可能性がある。また、チオウレタン系樹脂またはチオエポキシ系樹脂との密着性が低下する可能性がある。成分(D)が多すぎる場合、未反応のシラノール基又は副生するアルコール化合物の残存量が多くなりやすく耐水性が低下する可能性がある。
本発明における成分(E)の光カチオン重合開始剤について説明する。
成分(E)は光によりカチオン重合を開始する化合物であれば特に限定はなく、いずれの化合物でも使用することができる。光カチオン重合開始剤の好ましい例として下記式(38)で表される構造を有するオニウム塩を挙げることができる。このオニウム塩は、光反応してルイス酸を放出する化合物である。
Figure 0005114487
(上記式中、Jはカチオンを、Jはアニオンを表し、カチオンはオニウムイオンであり、Wは、S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、I、Br、Cl、またはN≡Nを表し、R46、R47、R48、およびR49は同一または異なる有機基であり、g、h、Iおよびjはそれぞれ0〜3の整数であって、(g+h+i+j)は((Wの価数)k+l)に等しい。
Mは、ハロゲン化錯体[MAk+l]の中心原子を構成する金属またはメタロイドであり、Aは、ハロゲン原子であり、lはハロゲン化物錯体イオンの正味の電荷であり、kはlの原子価である。)
上記式中において、Mはハロゲン化錯体[MAk+l]の中心原子を構成する金属またはメタロイドであり、具体的には例えば、B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Co等が挙げられる。
また、Aはハロゲン原子であり、具体的には例えば、F、Cl、Br等が挙げられる。
式(26)においてオニウムイオンの具体例としては、ジフェニルヨードニウム、4−メトキシジフェニルヨードニウム、ビス(4−メチルフェニル)ヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム、トリフェニルスルホニウム、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウム、ビス[4−(ジフェニルスルフォニオ)−フェニル]スルフィド、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエチル)フェニル)スルホニオ)―フェニル]スルフィド、η−2,4−(シクロペンタジエニル)[1,2,3,4,5,6−η−(メチルエチル)ベンゼン]−鉄(1+)等が挙げられる。
式(26)において陰イオンの具体例としては、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサクロロアンチモネート等が挙げられる。
式(26)において陰イオンとしてハロゲン化錯体[MAk+l]の代わりに、過塩素酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、トリニトロトルエンスルホン酸イオン等を用いてもよい。
さらに、式(26)において陰イオンとしてハロゲン化錯体[MAk+l]の代わりに芳香族陰イオンを用いてもよい。具体例としては、テトラ(フルオロフェニル)ボレート、テトラ(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラ(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラ(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラ(パーフルオロフェニル)ボレート、テトラ(トリフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(ジ(トリフルオロメチル)フェニル)ボレートなどを挙げることができる。
また、光カチオン重合開始剤は市販の物も使用することができ、Uvacure1590および1591(いずれもダイセルUCB社製 商品名)、アデカオプトマーSP−100、SP−170、SP−172,SP−150およびSP−152(いずれも旭電化社製 商品名)、ロードシル2074(ローディア社製 商品名)が好適に使用できる。
これらの光カチオン重合開始剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明において、成分(E)の含有割合は、成分(A)〜成分(D)の合計を100重量部としたとき、これに対し通常0.1〜10重量部であり、好ましくは、0.3〜5重量部である。(E)成分の含有割合を0.1重量部以上とすることにより樹脂組成物の硬化状況が良好となり好ましく、一方硬化後に光カチオン開始剤が溶出するのを予防する観点からは10重量部以下の使用が好ましい。
さらに、必要に応じて、光カチオン重合促進剤を併用することができる。具体的には、9,10−ジメトキシ−2−エチル−アントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2,4−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。
さらに、熱によりカチオン種又はルイス酸を発生する化合物、例えば、熱潜在性カチオン重合開始剤も併用することができる。具体的には、トリフェニルスルホニウム四フッ化ホウ素、トリフェニルスルホニウム六フッ化アンチモン、トリフェニルスルホニウム六フッ化ヒ素、トリ(4−メトキシフェニル)スルホニウム六フッ化ヒ素、ジフェニル(4−フェニルチオフェニル)スルホニウム六フッ化ヒ素、p−t−ブチルベンジルテトラヒドロチオフェニウム六フッ化アンチモンなど;アニリニウム塩型化合物では、N,N−ジメチルーN−ベンジルアニリニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジメチル−N−ベンジルアニリニウム四フッ化ホウ素、N,N−ジメチル−N−(4−クロロベンジル)アニリニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジメチル−N−(1−フェニルエチル)アニリニウム六フッ化アンチモン;ピリジニウム塩型化合物では、N−ベンジル−4−ジメチルアミノピリジニウム六フッ化アンチモン、N−ベンジル−4−ジエチルアミノピリジニウムトリフルオロメタンスルホン酸、N−(4−メトキシベンジル)−4−ジメチルアミノピリジニウム六フッ化アンチモン、N−(4−メトキシベンジル)−4−ジエチルアミノピリジニウム六フッ化アンチモンなど;トルイジニウム塩型化合物では、N,N−ジメチル−N−(4−メトキシベンジル)トルイジニウム六フッ化アンチモン、N,N−ジエチル−N−(4−メトキシベンジル)トルイジニウム六フッ化アンチモンなど;ホスホニウム塩型化合物では、エチルトリフェニルホスホニウム六フッ化アンチモン、テトラブチルホスホニウム六フッ化アンチモンなど;ヨードニウム塩型化合物では、ジフェニルヨードニウム六フッ化ヒ素、ジ−4−クロロフェニルヨードニウム六フッ化ヒ素、ジ−4−ブロモフェニルヨードニウム六フッ化ヒ素、ジ−p−トリルヨードニウム六フッ化ヒ素、フェニル(4−メトキシフェニル)ヨードニウム六フッ化ヒ素などが挙げられる。
市販の熱潜在性カチオン重合開始剤として、例えば、サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L、サンエイドSI−80、サンエイドSI−100、サンエイドSI−145、サンエイドSI−150、サンエイドSI−160(いずれも、三新化学工業株式会社製 商品名)等が挙げられる。
これらの開始剤は、単独で使用しても2種類以上組み合わせて使用しても構わない。また、光照射後に熱を併用しさらに硬化を進めることもできる。
本発明における成分(F)の紫外線吸収剤について説明する。
本発明に用いる紫外線吸収剤 (F)は、400nm以下の波長を有する紫外線を吸収し、化合物自体は分解しないで安定な形、例えば熱エネルギーなどとして吸収したエネルギーを放出するような形態を有する化合物のことをいう。本発明において紫外線吸収剤は400nm以下の紫外線を遮断し、基材のチオウレタン系樹脂又はチオエポキシ系樹脂の劣化を抑制する働きをする。紫外線吸収剤としては一般的に、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、酸化亜鉛、酸化チタンなどの無機酸化物などが挙げられる。このうち、本発明の組成物において、太陽紫外線の内の約90%を占める320から400nm(UV−A)領域での極大吸収波長を有する紫外線吸収剤を1種以上含有することが好ましく、式(8)で表される2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤は400nm付近まで吸収するため、特に好ましい。
Figure 0005114487
(上記式中、R31〜R33はそれぞれ独立に水酸基、水素原子、アルキル基、アルコキシ基を表す。)
このような2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤として、より具体的には、2−ヒドロキシベンゾフェノン、2、2'−ジヒドロキシフェノン、2,4−ジヒドロキシ−ベンゾフェノン(スミソープ100 住友化学製 商品名)、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−4'−メチルベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2、4、4'−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、又は2、2'−ジヒドロキシ−4,4'−ジメトキシベンゾフェノンが例示される。この内、320から400nm(UV−A)領域で、特に太陽光の光量が多い380から400nm領域での吸収が大きい、2,2',4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノンが最も好適に使用できる。
さらに、極大吸収波長の異なるトリアジン系紫外線吸収剤またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を1種以上用いることができ、これらの吸収剤は400nm以下の紫外線を効率的に遮断することができるので好ましい。
トリアジン系紫外線吸収剤として、より具体的には、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン/2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2、4ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン(チヌビン400 チバスペシャリティ−・ケミカルズ株式会社製 商品名)、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−イソ−オクチルオキシフェニル)−s−トリアジン(チヌビン411L チバスペシャリティ−・ケミカルズ株式会社製 商品名)が例示される。
ベンゾトリアゾール誘導体として、より具体的には、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(チヌビンPS チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 商品名)、ベンゼンプロピオン酸,3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ−C7〜9−アルキルエステル、(チヌビン99-2 チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 商品名)、オクチル−3−[3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネ−ト(チヌビン109 チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 商品名)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ-t−ペンチルフェノール(チヌビン328 チバスペシャリティ−・ケミカルズ株式会社製 商品名)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(チヌビン928 チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 商品名)、α−[3−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]−1−オキソプロピル]−ω−ヒドロキシポリ(オキソ−1,2−エタンジイル)/α−[3−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]−1−オキソプロピル]−ω−[3−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]−1−オキソプロポキシ]ポリ(オキシ−1,20−エタンジイル)(チヌビン1130 チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社製 商品名)が例示される。
本発明において、成分(F)の含有割合は、成分(A)〜(D)の合計を100重量部としたとき、これに対し通常0.1〜10重量部であり、好ましくは、0.3〜6重量部である。(F)成分の含有割合を0.1重量部以上とすることにより耐候性が良好となり好ましい。一方、含有割合が多すぎると硬化性が低下したり、着色したりする可能性があるため、10重量部以下が好ましい。なお、紫外線吸収剤を添加する効果についてはカーボンアークランプあるいはキセノンランプを用いたサンシャインウエザーメーターを用い、擬似的な曝露を行うことにより確認することができる。
本発明における成分(G)として式(9)で表されるジメチルシロキサン骨格を有する化合物について説明する。一般的には式(10)で表されるジメチルシロキサンの側鎖の一部をエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのポリエーテルに変性したものや、シルセスキオキサンをジメチルシロキサン主鎖または側鎖に結合させたものが好適に用いられる。
Figure 0005114487
(上記式中、xは1〜10,000の整数である。)
Figure 0005114487
(上記式中、R35は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、R34は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、カチオン重合性基又はエチレン性不飽和基を表し、nおよびnはそれぞれ1〜5の整数、xは1〜70の整数、yは1〜30の整数、y/xは1以下である。)
成分(G)を添加することにより、表面張力を調整することができるため、樹脂表面にコートするときのハジキを防止したり、塗膜の平滑性を向上させたりする効果を得ることができる。また、ジメチルシロキサン部分が塗膜の表面にブリードする傾向があるためすべり性が向上し良好な耐擦傷性が期待できる。また、ポリエーテル変性されたものや、シルセスキオキサンが結合したものは溶解性に優れている。
成分(G)の含有割合は、成分(A)〜(D)の合計を100重量部としたとき、これに対し通常10重量部以下であり、好ましくは0.01〜10重量部であり、さらに好ましくは、0.1〜5重量部である。添加量が少なすぎる場合、上記効果を十分に期待出来ない可能性があり、添加量が多すぎる場合、硬化性に悪影響を及ぼす可能性がある。また表面状態を低下させる可能性がある。
成分(G)の具体例は市販のものを含み、側鎖をポリエーテル変性されたジメチルシロキサン誘導体としては、BYK−306、BYK−307、BYK−333、BYK−375、BYK−UV3500、およびBYK−UV3510(いずれも、BYK−Chemie有限会社製 商品名)があげられる。主鎖または側鎖にシルセスキオキサンを結合させた商品としてはオキセタニルシルセスキオキサン(OX−SQSI20)(東亞合成株式会社製 商品名)が挙げられる。
成分(H)として、シリカ微粒子を添加することにより、さらに硬度を向上させることができる。シリカ微粒子の平均粒子径は2nmから1μmであるが、好ましい平均粒子径は好ましくは5nm〜500nmである。平均粒子径が2nm未満では取扱い又は混合分散作業が困難であり、平均粒子径が500nmを越えると粒子が沈降しやすく透明性が低下する可能性がある。シリカ微粒子の形状は特に制限がなく、球状、板状、層状、棒状および繊維状などの形状の物が使用可能であるが、これらの中でも、分散性の観点から球状粒子が好ましい。シリカ微粒子としては、スノーテックス(日産化学工業株式会社製 製品名)、オルガノシリカゾル(日産化学工業株式会社製 製品名)、アエロジル(日本アエロジル株式会社製 製品名)、シルデックス(旭硝子株式会社製 製品名)、E220(日本シリカ工業株式会社製 製品名)、およびシリシア470(富士シリシア化学株式会社製 製品名)などの市販品を使用することができる。これらの中でも、一般にコロイダルシリカとして知られる有機溶剤に分散したシリカゾルを原料として用いるのが好ましい。このシリカ微粒子は成分(D)のシラン化合物に分散した状態に調製して用いるのが好ましい。この状態の微粒子を得るには、メタノールなどの溶剤に分散したコロイダルシリカとシラン化合物を混合し、ロータリーエバポレーターを用いてメタノールを留去させる方法がある。成分(H)の含有割合は、成分(A)〜(D)の合計を100重量部としたとき、これに対し通常10重量部以下であり、好ましくは通常0.01〜10重量部である。添加量が0.01重量部未満である場合、効果が十分に期待出来ない可能性があり、添加量が10重量部より多く添加した場合、溶液の粘度が高くなったり、保存安定性が保てなかったりする可能性がある。
本発明の組成物においては、25℃においてE型粘度により測定した組成物の粘度は、好ましくは1〜500mPa・s、より好ましくは2〜100mPa・s、さらに好ましくは5〜50mPa・sである。粘度が上記範囲内であると、優れたハンドリング性が得られる。
本発明の組成物100重量部に対して5重量部以下の範囲で、成分(A)以外のカチオン重合性化合物を添加してもよく、具体的には2−エチルエキシル(メチル)グリシジルエーテル、2−エチルヘキシルジグリコール(メチル)グリシジルエーテルなどの単官能性(メチル)グリシジルエーテル化合物、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテルなどのオキセタニル基含有化合物、式(39)および(40)で表されるフッ素含有化合物などが挙げられる。
Figure 0005114487
(上記式中、R50は水素またはメチル基を表し、R51はメチル基またはエチル基を表す。oおよびpはそれぞれ独立に0または1〜10の整数を表す。)
本発明の組成物100重量部に対して5重量部以下の範囲で、(メチル)グリシジルエーテル基を付加していない鎖式脂肪族ポリオールまたは鎖式脂肪族ポリエーテルポリオールを添加してもよく、例えば、前述の式(9)〜(15)に示した化合物が挙げられる。
また、本発明の組成物100重量部に対して5重量部以下の範囲で、シランカップリング剤を添加してもよく、具体的には3−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−シアノプロピルトリメトキシシラン、3−モルホリノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等の三官能シラン、さらに、二官能シラン、すなわち、前記三官能シランの一部がアルキル基、フェニル基、ビニル基等で置換された二官能シラン、例えばジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
本発明の組成物100重量部に対して5重量部以下の範囲で、耐光安定剤、有機若しくは無機の染料、又は色素を加えても構わない。
性能が損なわれない範囲、本発明の組成物100重量部に対して5重量部以下の範囲で(メタ)アクリル系モノマーも配合してもよい。具体的にはイソアミル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシ−ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ−トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ−ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ−ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジル、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、パーフロロオクチル(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(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、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、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ヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリル酸付加物、1,1,3,3,5,5−ヘキサ((メタ)アクリロキシ)シクロトリホスホゼン、1,1,3,3,5,5−ヘキサ((メタ)アクリロキシエチルオキシ)シクロトリホスホゼン等が挙げられる。
性能が損なわれない範囲、本発明の組成物100重量部に対して5重量部以下の範囲で、他の樹脂成分、具体的にはポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、などを添加しても良い。
本発明の組成物に充填剤、具体的はチタニア、ジルコニア、タルク、ポリマー粒子などを添加しても構わない。
なお、本発明の組成物に溶剤を加える場合は、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、ジメチルホルムアミド、N,N′−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエンなどが用いられる。
[組成物の調製方法]
調製方法は、公知の方法で行えばよく、特に限定されるものではないが、例えば以下の通りである。まず所望量の成分(A)〜(D)を遮光性の褐色ガラス容器あるいはポリ容器中で混合、必要に応じて混合物を温め(概ね50℃以下)、完全に混合させる。混合物が室温(23℃)の状態で成分(E)、(F)、および(G)、さらに必要に応じその他成分を添加し充分に混合する。混合物をさらに充分静置脱気して最終組成物とした。混合はマグネチックスターラー又は攪拌器を用いたが、量や粘度に応じて、ミキサー、シェーカー、3本ロールなどを選択すればよい。
[コート方法、硬化方法]
基材へコートする場合は、ディップコート、スピンコート、スプレーコートなどの方法をとることができる。コートの厚みは0.01〜100μm、好ましくは0.1〜20μm、さらに好ましくは1〜5μmである。厚みが0.01μmより薄い場合、良好なハードコート性能が発現しない。厚みが100μm以上では被膜の平面平滑性が得られない可能性がある。光重合に必要な紫外線光源としては、低圧、高圧、超高圧の各種水銀ランプ、ケミカルランプ、メタルハライドランプ、紫外線レーザーなどを用いることができる。
[組成物および硬化膜の評価方法]
・ハードコート膜の密着性評価方法:
JIS−K5600−5−6:1999年付着性試験(クロスカット法)が挙げられる。
好ましい状態は、光重合により硬化させた状態で分類0(カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない)または分類1(カットの交差点における塗膜の小さなはがれ。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に5%を上回ることはない)である。また、後述の耐候性試験後の状態で分類0〜分類2(塗膜がカットの縁に沿って、及び/又は交差点においてはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に5%を超えるが15%を上回ることはない)である。
・耐擦傷性試験:
スチールウール(♯0000)による擦り試験が挙げられ、好ましくは500g荷重・10往復でキズなしである。
・紫外線硬化性:
紫外線365nm光を測定し、その積算エネルギーが2J/cm以内で組成物が硬化し、特に好ましくは1J/cm以内である。
・耐候性:サンシャインウエザーメーター(光源:カーボンアークランプまたはキセノンランプ/放水あり)を用いて擬似的な曝露を行い、30hr曝露後に前記密着性試験において剥がれなしである。
・外観の評価:
目視により評価を行い、ハジキ、途切れ、平滑でない、ゆず肌の発生などの欠陥がないことを確認する。
・組成物の粘度:
25℃においてE型粘度により粘度を測定し、測定値は、好ましくは1〜500mPa・s、より好ましくは2〜100mPa・s、さらに好ましくは5〜50mPa・sである。
・組成物の保存安定性:
室温保管で好ましくは1ヶ月以上且つ冷蔵庫(4℃)保存で6ヶ月以上、より好ましくは室温保管で6ヶ月以上且つ冷蔵庫(4℃)保存で1年以上組成物の安定性が維持される。
[本発明の組成物の用途]
本発明の組成物は基材に塗布・硬化すると耐擦傷性、密着性に優れ、透明性が非常に高いため、広い範囲で使用できる。特にこれまで密着性の点で好ましい材料が存在しなかったチオウレタン系樹脂およびチオエポキシ系樹脂に対しても本発明の組成物を使用できる。
以下、作製例、解析例、および実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら作製例、解析例、および実施例に限定されるものではない。
《本発明の組成物を含有するハードコート剤の調製と評価》
[作製例1]
<チオウレタン系樹脂の作製(1)>
式(41)で表されるm−キシリレンジイソシアナート 36.4g、式(42)で表される1,2−ビス(2−メルカプトエチル)チオ−3−メルカプトプロパン 33.6g、ジブチル錫ジクロライド 0.01g、および内部離型剤としてZelecUN(STEPAN社製)0.07gを加えて攪拌し、減圧下で1時間脱泡した。その混合物を1μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過後、ガラスモールドとガスケットよりなる成型モールドに注入した。このモールドを40℃から120℃まで徐々に昇温させながら、20時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂を120℃にて3時間アニール処理し、樹脂板(厚さ5mm)を得た。
Figure 0005114487
Figure 0005114487
[作製例2]
<チオウレタン系樹脂の作製(2)>
m−キシリレンジイソシアナート 37.6g、式(43)で表されるポリチオール 33.6g、ジブチル錫ジクロライド 0.01g、および内部離型剤としてZelecUN(STEPAN社製)0.07gを加えて攪拌し、減圧下で1時間脱泡した。その混合物を1μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過後、ガラスモールドとガスケットよりなる成型モールドに注入した。このモールドを40℃から120℃まで徐々に昇温させながら、20時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂を120℃にて3時間アニール処理し、樹脂板(厚さ5mm)を得た。
Figure 0005114487
[作製例3]
<チオエポキシ系樹脂の作製(1)>
式(44)で表される、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド70.0g、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン0.014gとN,N−ジシクロヘキシルメチルアミン0.07gを加えて攪拌し、減圧下で1時間脱泡した。その混合物を3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過後、ガラスモールドとガスケットよりなる成型モールドに4時間かけ注入した。このモールドを30℃で10時間保温した後、30℃から80℃まで徐々に昇温して、20時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂を120℃にて3時間アニール処理し、樹脂板(厚さ5mm)を得た。
Figure 0005114487
[作製例4]
<チオエポキシ系樹脂の作製(2)>
式(45)で表される、ビス(β−エピチオプロピル)スルフィド70.0gにトリブチルアミン0.35gを加えて攪拌し、減圧下で1時間脱泡した。その混合物を3μmテフロン(登録商標)フィルターにて濾過後、成型モールドに4時間かけ注入した。このモールドを30℃で10時間保温した後、30℃から120℃まで徐々に昇温して、20時間で重合を行った。重合終了後、徐々に冷却し樹脂をモールドから取り出した。得られた樹脂を120℃にて3時間アニール処理し、樹脂板(厚さ5mm)を得た。
Figure 0005114487
なお、作製例1〜4で作製した樹脂板は、後述の評価を実施する前、表面に密着した内部離形剤を除去するために、1重量%NaOH水中に20分間浸漬した後、充分水洗いを行い、室温で乾燥させた。
[作製例5]
成分(B)として式(31)で表されるカチオン重合性基を有する完全籠型構造体シルセスキオキサンである、式(46)で表されるオクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンを次の方法によりあらかじめ合成した。
Figure 0005114487
式(47)で表されるオクタジメチルシロキシ−シルセスキオキサン(シグマ−アルドリッチ社製 試薬)10g(9.84mmol)を防湿下、脱水トルエンに溶解させた後、アリルグリシジルエーテル(シグマ−アルドリッチ社製 試薬)10ml(78.72mmol)を滴下し攪拌した後、さらに触媒として、白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(O[Si(CHCH=CH]Pt)の2mM(キシレン希釈品)溶液を10ml滴下した。窒素気流下50℃に昇温、反応を行った。反応は24hr以上継続し、FTIRにてSi−Hの吸収(2250cm−1付近)が消失したことを確認したところで反応を終了した。その後、ロータリーエバポレーターを用いトルエンを留去した。粘稠であるものの透明なオクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンが約17g得られた。
Figure 0005114487
[解析例1]
<作製例5により合成したオクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンの解析>
オクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンのFTIR測定結果を図1に示す。1090cm−1、1035cm−1にSi−O−Si結合に特有のピークが見られた。Si−OH特有の3300cm−1付近のピークは観察されなかった。29Si−NMRの測定結果を図2に示す。−100ppm付近に、非常に鋭いピークが観察された。この鋭いピークは規則正しい構造、すなわち籠状シルセスキオキサン構造に由来すると考えられる。GPCにより分子量を調べたところ、Mn=2110、およびMw=2270(Mw/Mn=1.07)であり、式(46)から推定される分子量の値1930とほぼ一致していた。以上から、作製例5により完全籠状構造を有するオクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンが得られたことが確認された。
[解析例2]
<オキセタニル基を有するシルセスキオキサン:OX−SQ−Hの解析>
オキセタニル基を有するシルセスキオキサン:OX−SQ−H(東亞合成社株式会社製)の構造を特定するため、以下の方法により解析を行った。OX−SQ−HのFTIR測定結果を図3に示す。1090cm−1、1035cm−1にSi−O−Si結合に特有のピークが見られる一方、3335cm−1にはSi−OH特有のピークが観察された。29Si−NMRの測定結果を図4に示す。−48ppm、−57ppm、および−66ppm付近に、非常に鋭いピークが観察された。この鋭いピークは規則正しい構造、すなわち籠状シルセスキオキサン構造に由来すると考えられる。これら解析結果から、OX−SQ−Hは少なくともシラノー基を有する部分開裂型籠状シルセスキオキサンを、または完全型籠状シルセスキオキサンとシラノー基を有する部分開裂型籠状シルセスキオキサン混合物を含んでいるものと推察された。
[作製例6]
成分(D)として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン部分縮合物をあらかじめ次の方法で準備した。3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン236g(1mol)とイオン交換水27g(15mol)を混合し、さらに1%塩酸水0.5mlを添加し、室温で24hr攪拌し、さらに脱水トルエンを100g加えエバポレーターによりトルエン及び水を完全に除去し3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン部分縮合物とした。
[作製例7]
成分(H)として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランに分散したシリカ微粒子を次の方法であらかじめ準備した。メタノールに分散したコロイダルシリカ(オルガノシリカゾル、日産化学工業株式会社、シリカの粒子径:5〜10nm、固形分重量:30重量%)33.3gにメタノールをさらに33.3gと混合し、15重量%に希釈した。3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを10.0g加え均一に攪拌し、さらに90℃まで昇温して溶液を20分間リフラックスさせた。その後、溶液が室温まで戻るのを待って、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランをさらに46.7g加えた。ロータリーエバポレーターを用いメタノールを留去することにより、シリカ微粒子が3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン中に15重量%の割合で分散した溶液が得られた。
[実施例1]
成分(A)として、13.6gのトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(エポライト100MF 共栄社化学株式会社製 製品名);成分(B)として、18.2gのオキセタニル基を有するシルセスキオキサン:OX−SQ−H(東亞合成株式会社);成分(C)として、4.5gのMシリケート51(多摩化学株式会社);成分(D)として、50gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および13.7gの、作製例6により準備した3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分縮合物(両方で計63.7g);成分(E)として、4.5gのSP−150(旭電化株式会社);成分(F)として、3.0gの2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、および0.75gのトリアジン系紫外線吸収剤であるチヌビン400(チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社)、および0.75gのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチヌビン1130(チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社)(それぞれの紫外線吸収剤の吸収スペクトルを図3に示した);成分(G)として、1.8gのジメチルシリコーンにシルセスキオキサンが結合した化合物:OX−SQ−SI20(東亞合成株式会社)、をそれぞれ褐色瓶に精秤、充分攪拌した。上記成分の混合物は、全く濁りのない透明な液体であった。混合物を室温(23℃)の状態でさらに充分静置脱気して、コーティング組成物とし、後述の方法で評価を行った。
[実施例2]
成分(A)として、13.6gのトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル;成分(B)として、13.6gのOX−SQ−H、および4.6gの、予め作製例5で準備したオクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンよりなる混合物(計20g);成分(C)として、9.1gのMシリケート51;成分(D)として、50gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および9.1gの、予め準備した3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分縮合物よりなる混合物(全部で計59.1g);成分(E)として、4.5gのSP−150;成分(F)として、3.0gの2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、および0.75gのトリアジン系紫外線吸収剤であるチヌビン400、および0.75gのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチヌビン1130;成分(G)として、1.8gのOX−SQ−SI20、をそれぞれ褐色瓶に精秤、充分攪拌した。上記成分の混合物は、全く濁りのない透明な液体であった。混合物を室温(23℃)の状態でさらに充分静置脱気して、コーティング組成物とし、後述の方法で評価を行った。
[実施例3]
成分(A)として、13.6gのトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル;成分(B)として、18.2gのオキセタニルシルセスキオキサン:OX−SQ−H;成分(C)として、4.5gのMシリケート51;成分(D)として、36.4gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および13.7gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分縮合物よりなる混合物(全部で計50g);成分(H)として、27.3gの予め作製例7により準備したシリカ分散溶液(シリカの量は4.1g);成分(E)として、5.0gのSP−150;成分(F)として、3.0gの2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、および0.75gのトリアジン系紫外線吸収剤であるチヌビン400、および0.75gのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチヌビン1130;成分(G)として、1.8gのOX−SQ−SI20、をそれぞれ褐色瓶に精秤、充分攪拌した。上記成分の混合物は、全く濁りのない透明な液体であった。混合物を室温(23℃)の状態でさらに充分静置脱気して、コーティング組成物とし、後述の方法で評価を行った。
[実施例4〜14]
表1に示す組成により、実施例1〜3同様にコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[実施例15]
表1に示す組成により、成分(F)の紫外線吸収剤を加えない以外は実施例1と同様にコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例1]
成分(A)のかわりに、13.6gの芳香族ジグリシジルエーテルのビスフェノールAジグリシジルエーテル;成分(B)として、18.2gのOX−SQ−H;成分(C)として、4.5gのMシリケート51;成分(D)として、50gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および13.7gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分縮合物(両方で計63.7g);成分(E)として、4.5gのSP−250;成分(F)として、3.0gの2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、および0.75gのトリアジン系紫外線吸収剤であるチヌビン400、および0.75gのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチヌビン1130;成分(G)として、1.8gのジメチルシリコーンにシルセスキオキサンが結合した化合物:OX−SQ−SI20、をそれぞれ褐色瓶に精秤、充分攪拌した。上記成分の混合物は、全く濁りのない透明な液体であった。混合物を室温(23℃)の状態でさらに充分静置脱気してコーティング組成物とし、後述の方法で評価を行った。
[比較例2]
成分(A)のかわりに、13.6gの脂環式エポキシ化合物の2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)カルボキシレート;成分(B)として、18.2gのOX−SQ−H;成分(C)として、4.5gのMシリケート51;成分(D)として、50gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および13.7gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分縮合物(両方で計63.7g);成分(E)として、4.5gのSP−150;成分(F)として、3.0gの2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、および0.75gのトリアジン系紫外線吸収剤であるチヌビン400、および0.75gのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチヌビン1130;成分(G)として、1.8gのジメチルシリコーンにシルセスキオキサンが結合した化合物:OX−SQ−SI20、をそれぞれ褐色瓶に精秤、充分攪拌した。上記成分の混合物は、全く濁りのない透明な液体であった。混合物を室温(23℃)の状態でさらに充分静置脱気してコーティング組成物とし、後述の方法で評価を行った。
[比較例3]
表2に示すように、成分(A)を加えず、成分(B)および、(C)から(G)の順に褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例4]
表2に示すように、成分(B)を加えず、成分(A)および、(C)から(E)の順に褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例5]
表2に示すように、成分(C)を加えず、成分(A)および、(B)、(D)から(G)の順に褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例6]
表2に示すように、成分(D)を加えず、成分(A)および、(B)、(C)、(E)から(G)の順に褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例7]
成分(A)として、60.0gのトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル;成分(B)として、10.0gのOX−SQ−H;成分(C)として、1.7gのMシリケート51;成分(D)として、20.0gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、および5.0gの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分縮合物(両方で計25.0g);成分(E)として、4.5gのSP−150;成分(F)として、3.0gの2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、および0.75gのトリアジン系紫外線吸収剤であるチヌビン400、および0.75gのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチヌビン1130;成分(G)として、1.8gのジメチルシリコーンにシルセスキオキサンが結合した化合物:OX−SQ−SI20、をそれぞれ褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例8]
アクリル系のコーティング用組成物として、50gのジペンタエリスリトールトリアクリレート(DPHA)、および20gのペンタエリスリトールトリアクリレート、および30gの1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、およびラジカル光開始剤として3gのDarocur1173(チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社)、およびそれぞれ0.03gのBYK−UV3500およびBYK−UV3510(BYK−chemie有限会社)、を順番に褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
[比較例9]
アクリル系のコーティング用組成物として、20gのペンタエリスリトールトリアクリレート、および80gの1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、およびラジカル光開始剤として3gのDarocur1173(チバスペシャリティー・ケミカルズ株式会社)、およびそれぞれ0.03gのBYK−UV3500およびBYK−UV3510(BYK−chemie有限会社)、を順番に褐色瓶に精秤、充分攪拌することによりコーティング用組成物を調製し、後述の方法で評価を行った。
ハードコート剤の評価は以下の通りに行った。
実施例1〜15、および比較例1〜9のコーティング組成物のそれぞれを、作製例1〜4の樹脂板にスピンコートにて塗布し、160W/cmタイプの高圧水銀ランプ(365nmの波長での光強度170mW/cm)を照射し硬化膜を形成した(硬化雰囲気は大気中)。このサンプルは温度23℃、相対湿度40〜50%の場所に保管し養生した。その後、厚みを触針式表面形状測定器(DekTakIII、Veeco Instruments, Inc)にて測定した。
〔1〕組成物の粘度
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物の粘度をE型粘度計(東京計器株式会社製)により測定した。結果を表1及び表2に示す。
〔2〕組成物の保存安定性
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物をそれぞれ褐色のサンプル瓶に入れ完全密閉し、室温で1ヶ月、その後4℃で6ヶ月、暗室にて静置保管し変化を調べた。
A:液のゲル化がなく、粘度変化もなし。
B:液のゲル化はないが、粘度が変化した。
C:液がゲル化した。
結果を表1及び表2に示したが、いずれの組成物も室温で1ヶ月、および4℃で6ヶ月保管した後の結果は、A、すなわち液のゲル化がなく、かつ、粘度変化も見られなかった。
〔3〕製膜性(スピンコート平滑性)
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物について作製例1で成型した樹脂板上に0〜3000rpm(回転時間60sec)の範囲内でスピンコート製膜し、以下の評価を行った。
A:コート・硬化後の膜が平滑であり、ハジキ、途切れ、ゆず肌の発生などの欠陥がなく、膜厚は1μm以上、5μm以内。
B:コート・硬化後の膜にハジキ、途切れ、ゆず肌の発生などの欠陥がなく、膜厚は1μm以上、5μm以内であるが若干平滑性が劣る。
C:膜厚1μm以上、5μm以内の厚みで塗布できないか、硬化後に平滑でない、ハジキ、途切れ、ゆず肌の発生など外観上欠陥が認められる。
結果を表1及び表2に示す。
〔4〕硬化性
硬化性は、製膜性評価後、160W/cmの高圧水銀ランプ(オゾンカットなし)で照射することにより評価した。照射エネルギーとして紫外線365nm光の積算照射量を測定した。硬化の確認は、UV照射後に温度23℃、相対湿度40〜50%の場所に1時間保管し養生することにより膜を硬化させ、膜表面にタックがなく、つめで強く引っ掻いても膜剥がれがないものを完全硬化とした。
AA:1J/cm以内の照射量で完全硬化した。
A:2J/cm以内の照射量で完全硬化した。
B:2J/cm以内の照射量では完全硬化しない。
結果を表1及び表2に示す。
〔5〕密着性試験
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物を作製例1〜4の樹脂板上に膜形成したサンプルについて、JIS−K5600密着性試験(クロスカット法)の対象とした。まずサンプルに等間隔スペーサとカッターナイフを用い、1mm間隔で切れ目を入れ、1mmのマス目を25個形成させる。そのサンプル上へ透明感圧付着テープを貼り付け、60℃の角度で引き剥がし、コート被膜上に残っているマス目をカウントした。
評価は以下の分類0の場合をAA、分類1〜2の場合をA、分類3の場合をB、分類4および5の場合をCとした。
分類0:カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にもはがれがない。
分類1:カットの交差点における塗膜の小さなはがれ。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に5%を上回ることはない。
分類2:塗膜がカットの縁に沿って、及び/又は交差点においてはがれている。クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に10%を超えるが15%を上回ることはない。
分類3:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は格子の目のいろいろな部分が、部分的または全面的にはがれている、クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に15%は超えるが35%を上回ることはない。
分類4:塗膜がカットの縁に沿って、部分的又は全面的に大はがれを生じており、及び/又は格子の目のいろいろな部分が、部分的または全面的にはがれている、クロスカット部分で影響を受けるのは、明確に35%は超えるが65%を上回ることはない。
分類5:はがれの程度が分類4を超える。
結果を表3に示す。
〔6〕耐擦傷性試験
実施例1〜15、および比較例1〜9のそれぞれの組成物を作製例1の樹脂板上に膜形成したサンプルについて、♯0000のスチールウール(日本スチールウール株式会社製)で1000g又は500gの荷重をかけ、10往復、被膜表面を摩擦し、傷のついた程度を目視で次の段階で判断した。
AA:1000g荷重で摩擦した範囲に全く傷がつかない。
A:500g荷重で摩擦した範囲に全く傷がつかない。
B:500g荷重で摩擦した範囲内に1〜10本の傷がつく。
C:500g荷重で摩擦した範囲内に10〜30本の傷がつく。
D:500g荷重で摩擦した範囲内に無数の傷がつく。
結果を表4に示す。
〔7〕透明性
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物を作製例1の樹脂板上に膜形成したサンプルについて被膜の外観を目視により観察し、透過率を膜透過率計(島津UV2200)により400nm〜600nm間の透過率を測定した。
A:400nm〜600nm間で透過率が90%以上
B:400nm〜600nm間での透過率80〜90%
C:400nm〜600nm間での透過率80%以下
結果を表4に示す。
〔8〕耐候性
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物を作製例1の樹脂板上に膜形成したサンプルについて、カーボンアークランプよりなるサンシャインウエザーメーター及びキセノンランプよりなるサンシャインウエザーメーター(どちらもスガ試験機株式会社製)を用い、30時間曝露した後、密着性の変化を調べた。密着性を、〔5〕密着性試験と同様の方法で評価した。
なお、〔5〕密着性試験にて不良であった場合、この試験は実施しなかった。
〔9〕耐温水性
実施例1〜15、および比較例1〜9の組成物を作製例1の樹脂板上に膜形成したサンプルについて、90℃の温水中に2時間浸漬し外観の変化を調べた。
A:外観上の変化が見られない。
B:膜に膨潤などの変化が観察される。
C:膜にクラックが観察される。
結果を表4に示す。
Figure 0005114487
Figure 0005114487
Figure 0005114487
Figure 0005114487
〔5〕密着性試験にて不良であった場合、〔8〕耐候性試験は実施しなかった。
実施例1〜15のサンプルにおいて、項目〔1〕〜〔9〕の評価で良好な結果を得た。完全籠状シルセスキオキサン:オクタ[2−(ブトキシメチル)オキシラン−ジメチルシロキシ]−シルセスキオキサンをシルセスキオキサン成分の一部として用いた実施例2および4では、耐擦傷性の向上が見られた。完全籠状構造のシルセスキオキサンが耐擦傷性の向上に有効に働いたものと推察される。実施例1で調製したハードコート剤を石英ガラス上に塗布し光線透過率を測定した。測定結果を図4に示す。400nm以上の可視光透過率は90%以上であり、350nm以下の紫外光はほぼ遮光されていた。実施例13および14において2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤である2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノンを加えない結果、カーボンアークランプを用いた耐候性試験において、わずかな膜の剥がれが観察されたものの、問題ない程度であった。実施例15の場合、耐候性試験の評価はAであり問題ない程度であるものの、紫外線吸収剤を加えている実施例1から14の場合に比べ、キセノンランプを用いた場合でもわずかな膜の剥がれが観察された。実施例15も実施例1同様に光線透過率を測定した。測定結果を図5に示す。350nm以下の紫外光が遮光されていないため、チオウレタン系樹脂の光劣化が進行し、密着性が低下したものと推察される。比較例1においては、成分(A)のかわりに芳香族ジグリシジルエーテルとしてビスフェノールAジグリシジルエーテルを用いた結果、耐擦傷性が不足した。比較例2においては、成分(A)のかわりに脂環式エポキシ化合物として2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)カルボキシレートを用いた結果、膜の密着性、耐擦傷性ともに不足した。比較例3においては、成分(A)を加えない結果、得られた膜の密着性が不足した。比較例4においては、成分(B)を加えない結果、得られた膜が白濁しており透明性が不足し、耐水性も不足した。比較例5においては、成分(C)を加えない結果、得られた膜の密着性がやや不足した。比較例6においては、成分(D)を加えない結果、組成物の粘度が高く製膜性が悪く、得られた膜の耐擦傷性も不足していた。比較例7においては、成分(A)の割合が高く、成分(B)〜(D)の割合が低いため、得られた膜の耐擦傷性が不足した。比較例8のアクリル系のコーティング組成物は密着性が不足し、得られた膜の硬化性が悪く、耐擦傷性もやや不足した。また、粘度が高いため製膜性が悪かった。比較例9のアクリル系コーティング剤は比較例8のコーティング剤に比べ粘度が低いため製膜性は良好であるものの、硬化性が著しく悪く、耐擦傷性、密着性が著しく悪かった。
本発明の組成物は、ポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物、カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物、シリケート化合物、シラン化合物またはそれが部分的に縮合した化合物、および光カチオン重合開始剤を必須成分とし、紫外線で硬化することにより、耐擦傷性に優れるコート層を形成することができるため、コーティング剤や光学材料分野、具体的には眼鏡レンズのハードコート、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、ELディスプレイなどの反射防止用途、高密度記録光媒体の読み取り、光学フィルター等の光学部材、さらにプラスチック材料、金属材料、セラミックス材料およびガラス材料等の意匠性の向上を目的とした表面コーティング剤の用途に有用である。
特にその組成物はハードコート剤として、チオウレタン系樹脂、チオエポキシ系樹脂表面に対しても、耐擦傷性、密着性において優れるため、メガネレンズ、カメラ用のレンズ、光記録・再生用機器のピックアップレンズ等のハードコート剤などに広く応用することができる。
[1]少なくとも下記の成分(A)〜(E)を含有し、成分(A)〜(D)の合計100重量部中、成分(A)が5〜40重量部、(成分(B)+成分(C)+成分(D))が60〜95重量部、成分(E)が0.1〜10重量部であることを特徴とするハードコート剤組成物。
成分(A):式(1)で表されるポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物
[化1]
Figure 0005114487
(上記式中、R は水酸基を含有してもよい鎖式脂肪族残基または鎖式脂肪族ポリエーテル残基、R は水素またはメチル基であり、n は2以上の整数を表す。)
成分(B):カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物
成分(C):式(2)で表されるシリケート化合物
[化2]
Figure 0005114487
(上記式中、R 〜R はそれぞれ独立にカチオン重合性基を有する有機基、水素、またはアルキル基であり、n は2〜10の整数を表す。)
成分(D):式(3)で表されるシラン化合物あるいはシラン化合物が部分的に縮合した化合物、または、それら化合物の混合物
[化3]
Figure 0005114487
(上記式中、R はカチオン重合性基を有する有機基であり、R およびR は、それぞれ独立に水素またはアルキル基であり、n は1〜3の整数を表す。)
成分(E):光カチオン重合開始剤
[2]さらに成分(F)として紫外線吸収剤を1種以上含有し、且つ成分(F)の含有量が(A)〜(D)の合計100重量部に対して、0.1〜10重量部であることを特徴とする[1]に記載のハードコート剤組成物。
[3]成分(B)が、少なくとも一つ以上のカチオン重合性基を有する、式(4)で表される完全型籠状シルセスキオキサンまたは、式(5)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンを含有することを特徴とする[1]または[2]に記載のハードコート剤組成物。
(i)完全型籠状シルセスキオキサン:(R 10 −SiO 3/2 (4)
(ii)部分開裂型籠状シルセスキオキサン:(R 11 −SiO 3/2 (O 1/2 12 1+m (5)
(上記式中、nは6〜18の整数を表し、mは0〜3を表し、R 10 〜R 12 はそれぞれカチオン重合性基、水素、アルキル基、またはシクロペンチル基を表す。)
[4]成分(B)が、少なくとも一つ以上のカチオン重合性基を有する、式(6)で表される完全型籠状シルセスキオキサンまたは、式(7)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンを含有することを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
[化4]
Figure 0005114487
(上記式中、R 13 〜R 30 はそれぞれ独立に、カチオン重合性基、水素、アルキル基、シクロペンチル基、またはシクロヘキシル基を表す。)
[5]成分(F)として320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤を1種以上含有することを特徴とする[2]乃至[4]のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
[6]320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤が式(8)で表される2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤であることを特徴とする[5]に記載のハードコート剤組成物。
[化5]
Figure 0005114487
(上記式中、R 31 〜R 33 はそれぞれ独立に水酸基、水素原子、アルキル基、またはアルコキシ基を表す。)
[7]320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤としてトリアジン系紫外線吸収剤および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を1種以上含有することを特徴とする[5]に記載のハードコート剤組成物。
[8]320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤として少なくとも2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、トリアジン系紫外線吸収剤および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とが併用されることを特徴とする[5]に記載のハードコート剤組成物。
[9]さらに成分(G)として式(9)で表されるジメチルシロキサン骨格を有する化合物を含有し、且つ(A)〜(D)の合計100重量部に対して、10.0重量部以下であることを特徴とする[1]乃至[8]のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
[化6]
Figure 0005114487
(上記式中、x は1〜10,000の整数を表す。)
[10]前記ジメチルシロキサン骨格を有する化合物が一般式(10)で示すポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはシルセスキオキサンをジメチルシロキサンの主鎖または側鎖に結合させたものであることを特徴とする[9]に記載のハードコート剤組成物。
[化7]
Figure 0005114487
(上記式中、R 35 は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、R 34 は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、カチオン重合性基又はエチレン性不飽和基を表し、n およびn はそれぞれ1〜5の整数、x は1〜70の整数、yは1〜30の整数、y/x は1以下である。)
[11]さらに成分(H)としてシリカ微粒子を含有し、且つ(A)〜(D)の合計100重量部に対して、10.0重量部以下であることを特徴とする[1]乃至[10]のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
[12]25℃においてE型粘度計により測定した前記組成物の粘度が1〜500mPa・sであることを特徴とする[1]乃至[11]のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
[13][1]乃至[12]のいずれかに記載のハードコート剤組成物を表面に塗布し、次いで硬化させてなる硬化膜を有する成形品。
[14]成形品がチオウレタン系樹脂またはチオエポキシ系樹脂から選ばれる少なくとも1つからなるものである[13]記載の成形品。
[15][1]乃至[12]のいずれかに記載のハードコート剤組成物を表面に塗布し、次いで硬化させてなる硬化塗膜を有するレンズ。

Claims (14)

  1. 少なくとも下記の成分(A)〜(E)を含有し、成分(A)〜(D)の合計100重量部中、成分(A)が5〜40重量部、(成分(B)+成分(C)+成分(D))が60〜95重量部、成分(E)が0.1〜10重量部であることを特徴とするハードコート剤組成物。
    成分(A):式(1)で表されるポリ(メチル)グリシジルエーテル化合物
    Figure 0005114487
    (上記式中、Rは水酸基を含有してもよい鎖式脂肪族残基または鎖式脂肪族ポリエーテル残基、Rは水素またはメチル基であり、nは2以上の整数を表す。)
    成分(B):少なくとも一つ以上のカチオン重合性基を有する、式(4)で表される完全型籠状シルセスキオキサンまたは、式(5)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンを含有する、カチオン重合性基含有シルセスキオキサン化合物
    (i)完全型籠状シルセスキオキサン:(R 10 −SiO 3/2 (4)
    (ii)部分開裂型籠状シルセスキオキサン:(R 11 −SiO 3/2 (O 1/2 12 1+m (5)
    (上記式中、nは6〜18の整数、mは0〜3を表し、R 10 〜R 12 はそれぞれカチオン重合性基、水素、アルキル基、またはシクロペンチル基を表す。)
    成分(C):式(2)で表されるシリケート化合物
    Figure 0005114487
    (上記式中、R〜Rはそれぞれ独立にオキセタニル基、水素、またはアルキル基であり、nは2〜10の整数を表す。)
    成分(D):式(3)で表されるシラン化合物あるいはシラン化合物が部分的に縮合した化合物、または、それら化合物の混合物
    Figure 0005114487
    (上記式中、Rグリシジルエーテル基であり、RおよびRは、それぞれ独立に水素またはアルキル基であり、nは1〜3の整数を表す。)
    成分(E):光カチオン重合開始剤
  2. さらに成分(F)として紫外線吸収剤を1種以上含有し、且つ成分(F)の含有量が(A)〜(D)の合計100重量部に対して、0.1〜10重量部であることを特徴とする請求項1に記載のハードコート剤組成物。
  3. 成分(B)が、少なくとも一つ以上のカチオン重合性基を有する、式(6)で表される完全型籠状シルセスキオキサンまたは、式(7)で表される部分開裂型籠状シルセスキオキサンを含有することを特徴とする請求項1または2に記載のハードコート剤組成物。
    Figure 0005114487
    (上記式中、R13〜R30はそれぞれ独立に、カチオン重合性基、水素、アルキル基、シクロペンチル基、またはシクロヘキシル基を表す。)
  4. 成分(F)として320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤を1種以上含有することを特徴とする請求項2または3に記載のハードコート剤組成物。
  5. 320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤が式(8)で表される2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項に記載のハードコート剤組成物。
    Figure 0005114487
    (上記式中、R31〜R33はそれぞれ独立に水酸基、水素原子、アルキル基、又はアルコキシ基を表す。)
  6. 320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤としてトリアジン系紫外線吸収剤および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を1種以上含有することを特徴とする請求項に記載のハードコート剤組成物。
  7. 320から400nm(UV−A)に極大吸収波長を有する紫外線吸収剤として少なくとも2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤と、トリアジン系紫外線吸収剤および/またはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とが併用されることを特徴とする請求項に記載のハードコート剤組成物。
  8. さらに成分(G)として式(9)で表されるジメチルシロキサン骨格を有する化合物を、(A)〜(D)の合計100重量部に対して、0.01重量部以上10.0重量部以下含有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
    Figure 0005114487
    (上記式中、xは1〜10,000の整数である。)
  9. 前記ジメチルシロキサン骨格を有する化合物が式(10)で示すポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはシルセスキオキサンをジメチルシロキサンの主鎖または側鎖に結合させたものであることを特徴とする請求項に記載のハードコート剤組成物
    Figure 0005114487
    (上記式中、R35は水素原子または炭素原子数1〜4のアルキル基、R34は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、カチオン重合性基又はエチレン性不飽和基を表し、nおよびnはそれぞれ1〜5の整数、xは1〜70の整数、yは1〜30の整数、y/xは1以下である。)
  10. さらに成分(H)としてシリカ微粒子を含有し、且つ(A)〜(D)の合計100重量部に対して、10.0重量部以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
  11. 25℃においてE型粘度計により測定した前記組成物の粘度が1〜500mPa・sであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のハードコート剤組成物。
  12. 請求項1乃至11のいずれかに記載のハードコート剤組成物を表面に塗布し、次いで硬化させてなる硬化膜を有する成形品。
  13. 成形品がチオウレタン系樹脂またはチオエポキシ系樹脂から選ばれる少なくとも1つからなるものである請求項12記載の成形品。
  14. 請求項1乃至11のいずれかに記載のハードコート剤組成物を表面に塗布し、次いで硬化させてなる硬化塗膜を有するレンズ。
JP2009530046A 2007-01-16 2007-01-16 ハードコート剤組成物 Expired - Fee Related JP5114487B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2007/050863 WO2008087741A1 (en) 2007-01-16 2007-01-16 Hardcoat composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010515778A JP2010515778A (ja) 2010-05-13
JP5114487B2 true JP5114487B2 (ja) 2013-01-09

Family

ID=39635750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009530046A Expired - Fee Related JP5114487B2 (ja) 2007-01-16 2007-01-16 ハードコート剤組成物

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8987344B2 (ja)
EP (1) EP2108027B1 (ja)
JP (1) JP5114487B2 (ja)
KR (1) KR101043892B1 (ja)
CN (1) CN101589121B (ja)
AT (1) ATE548431T1 (ja)
AU (1) AU2007344107B2 (ja)
CA (1) CA2675405C (ja)
MX (1) MX2009007055A (ja)
WO (1) WO2008087741A1 (ja)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5328263B2 (ja) * 2008-03-18 2013-10-30 昭和電工株式会社 磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置
JP5236374B2 (ja) * 2008-03-21 2013-07-17 三井化学株式会社 熱硬化性ハードコート剤組成物、成形品、およびレンズ
JP2010031090A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Hoya Corp 光学部材用のコーティング組成物及びその製造方法、光学部材の製造方法
US8084177B2 (en) * 2008-12-18 2011-12-27 Xerox Corporation Toners containing polyhedral oligomeric silsesquioxanes
JP5672473B2 (ja) * 2010-04-09 2015-02-18 三菱レイヨン株式会社 活性エネルギー線硬化性被覆材組成物及び積層体
DE102010028661A1 (de) 2010-05-06 2011-11-10 Carl Zeiss Vision Australia Holdings Ltd. Zusammensetzung für die Herstellung einer kratzfesten Beschichtung mit verbesserter Laugenbeständigkeit
JP5735394B2 (ja) * 2011-02-17 2015-06-17 新日鉄住金化学株式会社 射出成形用ハードコートフィルム積層体を利用した射出成形体の製造方法
US10360758B2 (en) * 2011-02-17 2019-07-23 Aristocrat Technologies Australia Pty Limited Gaming tracking and recommendation system
DE102011083960A1 (de) 2011-10-04 2013-04-04 Carl Zeiss Vision International Gmbh Zusammensetzung für die Herstellung einer Beschichtung mit hoher Haft- und Kratzfestigkeit
US9411231B2 (en) * 2011-10-12 2016-08-09 Central Glass Company, Limited Silane composition and cured film thereof, and method for forming negative resist pattern using same
KR20130055311A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 삼성디스플레이 주식회사 표시장치용 윈도우 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
JP6090048B2 (ja) * 2012-08-03 2017-03-08 マツダ株式会社 透明積層体およびその製造方法
WO2014020919A1 (ja) 2012-08-03 2014-02-06 マツダ株式会社 透明積層体及びその製造方法
KR101402105B1 (ko) * 2012-10-19 2014-06-02 (주) 개마텍 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물과 그 제조 방법, 및 이를 이용한 하드 코팅막과 그 제조 방법
KR101777034B1 (ko) * 2013-04-12 2017-09-08 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 공중합체 또는 조성물을 포함하는 막
US20160123552A1 (en) * 2013-05-23 2016-05-05 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Optical film, method for producing optical film, and surface light-emitting body
FR3008022B1 (fr) * 2013-07-05 2016-02-05 Essilor Int Procede de fabrication d'un article optique par imbibition d'un derive de benzotriazole
JP6219250B2 (ja) * 2013-12-13 2017-10-25 株式会社ダイセル ポリオルガノシルセスキオキサン、ハードコートフィルム、接着シート、及び積層物
KR101491974B1 (ko) * 2013-12-31 2015-02-10 도레이케미칼 주식회사 플라스틱 표면 처리용 자외선 경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 플라스틱 표면 처리방법
KR101493925B1 (ko) * 2013-12-31 2015-02-16 도레이케미칼 주식회사 플라스틱 표면 처리용 자외선 경화형 수지 조성물 및 이를 이용한 플라스틱 표면 처리방법
JP5895957B2 (ja) * 2014-02-20 2016-03-30 横浜ゴム株式会社 ハイパワー光ファイバー用接着剤組成物
KR102275355B1 (ko) * 2014-06-30 2021-07-12 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
US10082606B2 (en) * 2014-06-30 2018-09-25 Lg Display Co., Ltd. Display device
JP6400430B2 (ja) * 2014-10-21 2018-10-03 リンテック株式会社 シリコーンコート層用硬化性組成物およびシリコーンコートシート
KR101908164B1 (ko) * 2014-12-04 2018-10-16 삼성에스디아이 주식회사 윈도우 필름용 조성물, 이로부터 형성된 플렉시블 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치
KR101835866B1 (ko) * 2014-12-17 2018-03-08 삼성에스디아이 주식회사 윈도우 필름용 조성물, 이로부터 형성된 플렉시블 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치
KR101835867B1 (ko) 2014-12-23 2018-03-08 삼성에스디아이 주식회사 윈도우 필름용 조성물, 이로부터 형성된 플렉시블 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치
WO2016178052A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-10 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Uv curable coating compositions for organic ophthalmic lenses
JP6619954B2 (ja) 2015-06-17 2019-12-11 株式会社ダイセル 成形体
KR102643306B1 (ko) 2015-06-17 2024-03-07 주식회사 다이셀 경화성 조성물 및 성형체
JP6619955B2 (ja) * 2015-06-17 2019-12-11 株式会社ダイセル 傷回復フィルム
WO2017078193A1 (ko) * 2015-11-04 2017-05-11 (주) 개마텍 광경화 코팅용 조성물 및 코팅막
WO2017142184A1 (ko) * 2016-02-19 2017-08-24 삼성에스디아이 주식회사 기능성 광학필름 및 이를 포함하는 투명 디스플레이 장치
JP6762111B2 (ja) * 2016-03-02 2020-09-30 リンテック株式会社 ハードコート剤及び積層フィルム
JP2018002866A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 ホヤ レンズ タイランド リミテッドHOYA Lens Thailand Ltd コーティング組成物、眼鏡レンズ及び眼鏡レンズの製造方法
CN106010129A (zh) * 2016-07-27 2016-10-12 苏州明轩地坪涂料有限公司 一种高效绝缘涂料
CA3048856C (en) 2016-12-28 2021-06-15 Nikon-Essilor Co., Ltd. Hard coat layer-forming composition and eyeglass lens
JPWO2018168414A1 (ja) * 2017-03-15 2020-01-23 日本電産株式会社 塗布方法
CN106905843A (zh) * 2017-04-05 2017-06-30 沙河市湡久新材料有限公司 日照遮蔽膜形成用涂布液及相关的粘合剂、日照遮蔽膜和基材
KR102412888B1 (ko) * 2017-05-12 2022-06-28 삼성디스플레이 주식회사 하드코팅용 조성물, 및 하드코팅층을 포함하는 윈도우 부재
KR20190042285A (ko) * 2017-10-16 2019-04-24 삼성전자주식회사 조성물, 성형품, 전자기기용 윈도우 및 전자 기기
WO2019222223A1 (en) * 2018-05-14 2019-11-21 Nbd Nanotechnologies, Inc. Organosilane coating compositions
KR101968441B1 (ko) * 2018-05-30 2019-04-11 용강호 멜라민 보드용 전사 필름
US20220411645A1 (en) * 2019-11-21 2022-12-29 Essilor International Radiation curable coating compositions for light filtering
JPWO2021210421A1 (ja) * 2020-04-16 2021-10-21
WO2021215106A1 (ja) * 2020-04-23 2021-10-28 株式会社ダイセル ポリオルガノシルセスキオキサン、積層体、及び表面被覆成形体
WO2023153586A1 (ko) * 2022-02-08 2023-08-17 주식회사 파이오셀 신규한 meta-poss(meta-polyhedral oligomeric silsesquioxane) 화합물, 이의 제조방법, 및 이의 제조방법으로 제조된 meta-poss(meta-polyhedral oligomeric silsesquioxane) 화합물을 포함하는 조성물
CN117107227B (zh) * 2023-08-29 2024-05-03 深圳市钝化技术有限公司 一种纳米陶化剂及其制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2703753B2 (ja) 1988-12-22 1998-01-26 三井東圧化学株式会社 レンズ及びその製造方法
TW460509B (en) * 1996-07-12 2001-10-21 Ciba Sc Holding Ag Curing process for cationically photocurable formulations
JPH10279880A (ja) * 1997-04-07 1998-10-20 Kubokou Paint Kk 熱硬化性樹脂塗料
JP3598749B2 (ja) * 1997-07-07 2004-12-08 東亞合成株式会社 光カチオン硬化性組成物の製造方法及び光カチオン硬化性ハードコート剤組成物
JP3653976B2 (ja) * 1997-08-11 2005-06-02 東亞合成株式会社 光カチオン硬化性樹脂組成物
US6121342A (en) 1998-01-13 2000-09-19 Toagosei Co., Ltd. Photocationically curable compositions and process for producing the same
US6187844B1 (en) * 1998-02-10 2001-02-13 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Plastic lens
JP3712653B2 (ja) * 1998-03-13 2005-11-02 三井化学株式会社 重合性組成物
JP3868683B2 (ja) * 1999-11-05 2007-01-17 株式会社アサヒオプティカル プラスチック基材
JP2004027111A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Teijin Chem Ltd ハードコート層を有するポリカーボネート樹脂成形体
JP2004238418A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 高耐候性ハードコート組成物及び塗装物品
JP2004331804A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Chisso Corp エポキシ化天然油および籠型構造を有するケイ素化合物からなるハイブリッド樹脂
JP2005089697A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Toagosei Co Ltd 活性エネルギー線硬化型組成物
JP2006193537A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Seikoh Chem Co Ltd コーティング用組成物
JP2006193693A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Nippon Kayaku Co Ltd 感光性樹脂組成物及びその硬化皮膜を有するフィルム
JP2007009079A (ja) 2005-06-30 2007-01-18 Nagase Chemtex Corp 光学用コーティング組成物
JP2007009080A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Nagase Chemtex Corp 光学コーティング組成物
JP2006199957A (ja) * 2005-12-28 2006-08-03 Toagosei Co Ltd 光カチオン硬化性樹脂組成物、並びに該光カチオン硬化性樹脂組成物を含有する耐汚染性塗料、コーティング材料、樹脂改質剤、レジスト材料及び光造型剤

Also Published As

Publication number Publication date
AU2007344107A1 (en) 2008-07-24
CN101589121B (zh) 2012-05-23
US8987344B2 (en) 2015-03-24
EP2108027A1 (en) 2009-10-14
WO2008087741A1 (en) 2008-07-24
EP2108027A4 (en) 2010-08-11
ATE548431T1 (de) 2012-03-15
CN101589121A (zh) 2009-11-25
CA2675405A1 (en) 2008-07-24
EP2108027B1 (en) 2012-03-07
MX2009007055A (es) 2009-09-24
US20100029804A1 (en) 2010-02-04
CA2675405C (en) 2011-09-06
JP2010515778A (ja) 2010-05-13
KR20100004941A (ko) 2010-01-13
AU2007344107B2 (en) 2012-12-13
KR101043892B1 (ko) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5114487B2 (ja) ハードコート剤組成物
US7384695B2 (en) Coating composition yielding abrasion-resistant tintable coatings
JP5236374B2 (ja) 熱硬化性ハードコート剤組成物、成形品、およびレンズ
US20120315486A1 (en) Optical coating composition
KR101497409B1 (ko) 수지 조성물
WO2013103334A1 (en) Curable coating composition
JP5236326B2 (ja) ハードコート剤組成物、成形品、およびレンズ
WO2014031404A1 (en) Coating composition and method
EP2398862A1 (en) Abrasion-resistant tintable coating
JP5236325B2 (ja) ハードコート剤組成物、成形品、およびレンズ
JP2004314468A (ja) 硬化被膜が形成された透明基材及びそのための硬化性組成物
US20060079616A1 (en) Coating composition and coated plastic lenses
JP4736387B2 (ja) 耐擦傷性及び反射防止性を有する積層体
WO2019159909A1 (ja) 機能性微粒子を含有するハードコート層付基材の製造方法
JP2013177503A (ja) 被覆用組成物、透明被覆成形品及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120918

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121015

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees