JP5459446B1 - 紫外線硬化型樹脂組成物及びこれを用いる積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、電子画像表示装置の表面には近赤外線吸収層を有する近赤外線吸収フィルムが設けられている。近赤外線吸収層に含有される赤外線吸収色素は一般的に太陽光に含まれる紫外線によって分解するため、これを抑制するために、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤が使用される(例えば、特許文献1)。
そこで、本発明はブルーライトカット機能に優れる紫外線硬化型樹脂組成物を提供することを目的とする。
1. フィルムと前記フィルム上の硬化皮膜とを有し、電子画像表示装置に使用される積層体における前記硬化皮膜を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物であって、
下記(A)〜(C)成分を含み、前記(C)成分の量が不揮発成分の0.7〜2.0質量%である、紫外線硬化型樹脂組成物。
(A):多官能(メタ)アクリレート
(B):光重合開始剤
(C):ナフタルイミド骨格を有する化合物及び/又はペリレン骨格を有する化合物を含有するブルーライト吸収剤
2. 前記(C)成分が、更に、ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物を含有する上記1に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
3. 前記(C)成分が、ペリレン骨格を有する化合物を少なくとも含有する上記1又は2に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
4. 前記ペリレン骨格を有する化合物1.0質量部に対する、前記ナフタルイミド骨格を有する化合物及び/又は前記ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物の量が、0.0〜50.0質量部である上記3に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
5. 前記(C)成分が、ナフタルイミド骨格を有する化合物のみである上記1に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
6. 更に(D):シリカを含む上記1〜5のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
7. 更に、溶剤を含む上記1〜6のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
8. 赤外線吸収剤を含まない上記1〜7のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
9. フィルムと、前記フィルムの上に上記1〜8のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて得られる硬化皮膜とを有し、電子画像表示装置に使用される積層体。
10. フィルムの上に、上記1〜8のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物を塗工し、乾燥し、紫外線を照射する工程を経て得られる上記9に記載の積層体。
本発明の積層体は、ブルーライトカット機能に優れる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物(本発明の組成物)は、フィルムと前記フィルム上の硬化皮膜とを有し、電子画像表示装置に使用される積層体における前記硬化皮膜を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物であって、
下記(A)〜(C)成分を含み、前記(C)成分の量が不揮発成分の0.7〜2.0質量%である、紫外線硬化型樹脂組成物である。
(A):多官能(メタ)アクリレート
(B):光重合開始剤
(C):ナフタルイミド骨格を有する化合物及び/又はペリレン骨格を有する化合物を含有するブルーライト吸収剤
本発明の組成物は、(C)成分を含むことによって385(±5)−495(±5)nm領域の光、いわゆるブルーライトを吸収する特性を有する。ナフタルイミド骨格を有する化合物、ペリレン骨格を有する化合物はブルーライトを吸収し他の領域の光として発光することができる。
また、本発明の組成物は(A)成分を含むことによって、得られる硬化皮膜の硬度が高く、基材に対する密着性に優れる。
なお、本発明において、(A)成分を単に(A)ということがある。(B)成分、(C)成分、(D)成分についても同様である。
本発明の組成物に含まれる(A)は、(メタ)アクリロイルオキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。
ここで、「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)またはメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)COO−)を意味するものとし、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを意味するものとする。
(メタ)アクリロイルオキシ基は有機基に結合することができる。有機基としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよい炭化水素基が挙げられる。炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、これらの組み合わせが挙げられる。炭化水素基は直鎖状、分岐状を含むことができ、不飽和結合を有してもよい。
(A)は、硬化皮膜の硬度が高く、基材に対する密着性に優れるという観点から、(メタ)アクリロイルオキシ基を4〜12個有するのが好ましい。
多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのような3官能系;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートのような4官能系;ジペンタエリスリトールペンタ(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、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレートのような5官能以上の系が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートを製造する際に使用される多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルとしては例えば上記と同様のものが挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートを製造する際に使用される、ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ト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、フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、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、トリジンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートのような芳香族系ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチル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、ノルボルナンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートのような脂肪族系ポリイソシアネート(鎖状及び/又は脂環式系を含む。);これらのイソシアヌレート体、ビューレット体、アダクト体;ウレタンプレポリマーが挙げられる。
(A)成分はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
(A)成分はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
(B)はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
(B)の量は、(A)100質量部に対して、0.5〜12質量部であるのが好ましく、3〜9質量部であるのがより好ましい。
上記式中の窒素原子は、例えば、水素原子;酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよい炭化水素基と結合することができる。炭化水素基は上記と同義である。
ナフタルイミド骨格を有する化合物の市販品としては、例えば、ルモゲン F Violet 570(BASF社製)が挙げられる。
(C)が、ナフタルイミド骨格を有する化合物のみである場合、ブルーライトカット機能に優れ、硬化皮膜の色が黄色みを帯びず透明性に優れるので好ましい。
ペリレン骨格を有する化合物は、ブルーライトのなかでも、ナフタルイミド骨格を有する化合物より長波長側の領域(420〜495nm)を吸収できる。
上記式中の2位の窒素原子は、例えば、水素原子;酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよい炭化水素基と結合することができる。炭化水素基は上記と同義である。
ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物の市販品としては、例えば、チヌビン Carbo protect(BASF社製)が挙げられる。
ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物は、波長220〜430nmの光を吸収できる。
ここで、「ナフタルイミド骨格を有する化合物及び/又はベンゾトリアゾール骨格を有する化合物の量」とは、(C)成分としてナフタルイミド骨格を有する化合物及びベンゾトリアゾール骨格を有する化合物のいずれか一方の化合物を用いる場合には、当該化合物の含有量を意味し、(C)成分としてナフタルイミド骨格を有する化合物及びベンゾトリアゾール骨格を有する化合物をいずれも用いる場合には、これらの化合物の合計量のことを意味する。
ここで、「不揮発成分」とは、常圧下において105℃で1時間加熱した際に揮発しない成分をいい、本発明の組成物に含まれる(A)、(B)及び(C)の不揮発成分や、後述する任意成分である(D)シリカや充填剤などの添加剤を含む場合には、これらの不揮発成分も含む成分をいう。
この場合、(A)成分の量は、ブルーライトカット機能により優れ、硬化皮膜の硬度が高く、密着性に優れるという観点から、当該不揮発成分の量の60〜98質量%であるのが好ましく、80〜95質量%であるのがより好ましい。
(B)成分の量は、ブルーライトカット機能により優れ、硬化皮膜の硬度が高く、硬化性に優れるという観点から、当該不揮発成分の量の0.5〜12質量%であるのが好ましく、2〜8質量%であるのがより好ましい。
(C)成分の量は、ブルーライトカット機能により優れ、透明性、溶解性に優れ、密着性を損なわないという観点から、当該不揮発成分の量の1.0〜2.0質量%であるのが好ましい。
(B)成分の量は、ブルーライトカット機能により優れ、硬化皮膜の硬度が高く、硬化性に優れるという観点から、当該不揮発成分の量の0.5〜12質量%であるのが好ましく、2〜8質量%であるのがより好ましい。
(C)成分の量は、ブルーライトカット機能により優れ、透明性、溶解性に優れ、密着性を損なわないという観点から、当該不揮発成分の量の1.0〜2.0質量%であるのが好ましい。
(D)成分の量は、塗膜のアンチブロック性やリコート性、次工程での粘着加工性に優れるという観点から、当該不揮発成分の量の1〜20質量%であるのが好ましく、5〜15質量%であるのがより好ましい。
(D)シリカは、透明性に優れるという観点から、ヒュームドシリカを含むことが好ましい。
また、シリカ(D)の一次粒子径は、塗膜のアンチブロック性やリコート性、次工程での粘着加工性に優れつつも塗膜の透明性を発現できる観点から、5〜100nmが好ましく、10〜70nmがより好ましい。
溶剤は、(C)を溶解することができるものであれば特に制限されない。例えば、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチケトン(MIBK)、シクロヘキサノンのようなケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、イソプロピルアルコール(IPA)のようなアルコール;シクロヘキサンのようなシクロアルカン;トルエン、キシレン、ベンジルアルコールのような芳香族炭化水素化合物が挙げられる。なかでも、溶解性、乾燥性や塗装性に優れるという観点から、シクロヘキサノン、MIBKが好ましい。
溶剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
溶剤の量は、組成物全量中、85〜5質量%とすることができる。
レベリング剤としては、例えば、シリコーン系レベリング剤、アクリル系レベリング剤、ビニル系レベリング剤、フッ素系レベリング剤等が挙げられる。
本発明の組成物を適用することができる基材の材質は特に制限されない。例えば、プラスチック、ゴム、ガラス、金属、セラミックなどが挙げられる。基材の形態は、例えば、フィルムとすることができる。
本発明の組成物を適用することができるプラスチックは熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィン系重合体(単独重合体、共重合体、水素添加物を含む。例えば、COPやCOC)、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂、ABS樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂のような難接着性樹脂が挙げられる。
基材は、例えばコロナ処理のような表面処理がなされていてもよい。
本発明の組成物を基材に適用する方法(適用方法)は、特に限定されず、例えば、はけ塗り、流し塗り、浸漬塗り、スプレー塗り、スピンコート等の公知の塗布方法を採用できる。
本発明の組成物をPETフィルム上で10μmの膜厚で硬化させたときの、385−495nm領域の光の平均吸収率が7%以上であるのが好ましく、15%以上であるのが好ましい。
本発明の組成物をPETフィルム上で10μmの膜厚で硬化させたときの鉛筆硬度は、HB以上であるのが好ましく、F以上であるのが好ましい。
本発明の組成物をPETフィルムまたはCOPフィルム上で10μmの膜厚で硬化させたときの透明性は、全光線透過率85%以上、ヘイズ値で10%未満であるのが好ましく、全光線透過率90%以上、ヘイズ値で5%未満であるのが好ましい。
本発明の積層体は、フィルムと、前記フィルムの上に本発明の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて得られる硬化皮膜とを有し、電子画像表示装置に使用される積層体(硬化皮膜付フィルム)である。
本発明の積層体に使用される、フィルム、紫外線硬化型樹脂組成物は上記と同様である。
本発明の積層体はその製造について特に制限されない。例えば、本発明の組成物をフィルムに塗布し硬化させることによって得ることができる。
本発明の積層体は、ブルーライトカット機能に優れ、硬度が高く、密着性、光学特性に優れる硬化皮膜を有する。
フィルムの上に紫外線硬化型樹脂組成物を塗工する際、塗工の方法は特に制限されない。例えば、上記と同様の適用方法が挙げられる。
塗工後、組成物を乾燥させる際の温度は20〜110℃とすることができる。
乾燥後、紫外線を照射する際、組成物に紫外線を照射する方法、条件は特に制限されない。例えば、上記と同様の硬化方法が挙げられる。
本発明の積層体を電子画像表示装置に内蔵または後付け(例えば外部からの貼付等)することができる。本発明の積層体を電子画像表示装置に内蔵する場合、例えば反射板以外の部分に適用することができる。具体的には例えば、レンズシート、拡散シート、導光板に適用することができる。
本発明の組成物を電子画像表示装置に直接適用して硬化皮膜を形成することができる。
<組成物の製造>
下記第1表に示す成分を同表に示す量(質量部)で用いて混合して組成物を製造した。
<積層体の製造>
まず、上記のようにして得られた組成物(塗料)をポリエチレンテレフタレートフィルム(PET生地:商品名U46、東レ社製、厚さ125μm)またはコロナ処理が施されたシクロオレフィンフィルム(COP生地:商品名ZF16−100、日本ゼオン社製、厚さ100μ)にバーコーターを用いて乾燥後の膜厚で10μmとなるようなクリアランス設定で塗布し、これを80℃の条件下で1分間乾燥させた後、これに川口スプリング製作所社製のGS UV SYSTEMを用いて紫外線(UV)を照射(UV照射条件:照度300mW/cm2、積算光量300mJ/cm2、UV照射装置は高圧水銀灯)して組成物を硬化させ、積層体を得た。
上述のとおり製造した、組成物又は積層体を用いて以下の評価を行った。結果を第1表に示す。
上述のとおり製造した積層体に、装置として日立分光光度計3900Hを用いて385nm−495nm領域の波長の光を照射し、その平均透過率(%)を測定した。PETフィルム生地(単独)、COP生地(単独)についても同様に平均透過率を測定し(その結果はそれぞれ12.0%、10.3%であった。)、これらを下記式に当てはめて積層体のブルーライトの平均カット率を算出した。
硬化皮膜のブルーライトの平均カット率(%)=(積層体の平均透過率)−(PETフィルムまたはCOP生地単独の平均透過率)
硬化皮膜のブルーライトの平均カット率が15%以上を◎、7%以上15%未満を○、7%未満を△、0%を×とした。
基材(PETフィルム)のみ、比較例3、実施例1、3、6、7の吸収スペクトルを図2のグラフに示す。
得られた積層体を用いて、JIS K5600−5−4:1999に準拠して(条件:積層体の斜め45°の角度、9.8Nの力、先端部直径1.8mm、先端部長さ3.0mm)、塗膜の鉛筆硬度を測定した。
上記のとおり得られた積層体の硬化皮膜に、2mmの基盤目100個(10×10)を作り、基盤目上にセロハン粘着テープを完全に付着させ、直ちにテープの一端を積層体に対して直角に保ちながら瞬間的に引き離し、完全に剥がれないで残った基盤目の数を調べた。表には、残った基盤目の数を分子として、碁盤目の全数(100個)を分母として結果を記載した。
ヘイズメーター(HM−150、村上色彩技術研究所製)を用いて、積層体の全光線透過率、ヘイズを測定した。サンプル数n=3の平均値として結果を示す。
全光線透過率は85%以上、ヘイズはヘイズ値で10%未満とすることができる。評価基準は、全光線透過率が85%以上90%未満、かつ、ヘイズ値で5%以上10%未満である場合をやや良好「○」と、全光線透過率が90%以上、かつ、ヘイズ値で5%以下である場合を良好「◎」と、全光線透過率が90%以上、かつ、ヘイズ値で1.3%以下である場合を非常に良好「◎◎」として示す。
全成分混合後、室温放置2時間後の組成物の外観を観察し、組成物中に(C)が溶解している場合を○、(C)が溶解していない場合を×とした。
・A1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、商品名ミラマーM600、東洋ケミカルズ社製
・A2:ウレタンアクリレート、商品名NX103−161、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)を主成分として含むヒドロキシ(メタ)アクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとを81/19(質量比)で反応させた反応物、亜細亜工業社製、(正味のウレタンアクリレート含有量*は固形分の79.4質量%)
・B1:1−[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、商品名イルガキュア2959、BASF社製
・d1:ヒュームドシリカ((D)成分に該当する。粉体。BET(窒素)法による吸着比表面積130m2/g、平均一次粒子径16nm、商品名アエロジルR972(日本アエロジル社製))とDPHA((A)成分に該当する。商品名ミラマーM600、東洋ケミカルズ社製)とを、ヒュームドシリカ/DPHA=20/80(質量比)で混合して得られた分散体(マスターバッチ)。
・レベリング剤:ノニオン系のフッ素系界面活性剤、商品名FTX−218分散液、ネオス社製
・C1:ブルーライト吸収剤、ナフタルイミド骨格を有する化合物、ルモゲン F Violet 570、BASF社製
・C2:ブルーライト吸収剤、ペリレン骨格を有する化合物、ルモゲン F Yellow 083、BASF社製
・C3:ブルーライト吸収剤、ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物、チヌビン Carbo protect、BASF社製
・溶剤1:メチルイソブチルケトン(MIBK)
・溶剤2:シクロヘキサノン
これに対して、実施例1〜9は、ブルーライトカット機能に優れる。特に、(C)成分がナフタルイミド骨格を有する化合物のみである場合(実施例1、2、9)、透明性の評価結果(全光線透過率/ヘイズ)からも明らかなように、硬化皮膜の着色がなく透明性に優れる。また、(C)成分がナフタルイミド骨格を有する化合物及びペリレン骨格を有する化合物を含む場合(実施例3、5、6、7)、ブルーライトカット機能により優れる。
102 フィルム
104 硬化皮膜
Claims (10)
- フィルムと前記フィルム上の硬化皮膜とを有し、電子画像表示装置に使用される積層体における前記硬化皮膜を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物であって、
下記(A)〜(C)成分を含み、前記(C)成分の量が不揮発成分の0.7〜2.0質量%である、紫外線硬化型樹脂組成物。
(A):多官能(メタ)アクリレート
(B):光重合開始剤
(C):ナフタルイミド骨格を有する化合物及び/又はペリレン骨格を有する化合物を含有するブルーライト吸収剤 - 前記(C)成分が、更に、ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物を含有する請求項1に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 前記(C)成分が、ペリレン骨格を有する化合物を少なくとも含有する請求項1又は2に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 前記ペリレン骨格を有する化合物1.0質量部に対する、前記ナフタルイミド骨格を有する化合物及び/又は前記ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物の量が、0.0〜50.0質量部である請求項3に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 前記(C)成分が、ナフタルイミド骨格を有する化合物のみである請求項1に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 更に(D):シリカを含む請求項1〜5のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 更に、溶剤を含む請求項1〜6のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 赤外線吸収剤を含まない請求項1〜7のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- フィルムと、前記フィルムの上に請求項1〜8のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて得られる硬化皮膜とを有し、電子画像表示装置に使用される積層体。
- フィルムの上に、請求項1〜8のいずれかに記載の紫外線硬化型樹脂組成物を塗工し、乾燥し、紫外線を照射する工程を経て得られる請求項9に記載の積層体。
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