JP6115100B2 - 光硬化性組成物 - Google Patents
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Description
成分(A)
多官能アクリレート系モノマー;
成分(C)
2以上の(メタ)アクリロキシ基を有するイソシアヌル酸誘導体;
成分(D)
3以上の(メタ)アクリロキシ基を有するカプロラクトンオリゴマー誘導体; 及び
成分(E)
光重合開始剤
を含有する光硬化性組成物を提供する。この光硬化性組成物は、環状オレフィン系樹脂からなる基材フィルムと、その少なくとも片面に形成された保護コート層とからなる保護コート層付フィルムの当該保護コート層を形成するための保護コート層形成用組成物として特に有用である。
成分(A)は多官能アクリレート系モノマーであり、環状オレフィン系樹脂との密着性や光硬化性組成物自体の反応性を向上させるためのものである。このような多官能アクリレートモノマーは、分子内に2以上、好ましくは3以上のアクリレート残基又はメタクリレート残基(以下、(メタ)アクリレート残基)を有する重合性化合物であり、接着剤などの分野で用いられている多官能アクリレート系モノマーから適宜選択して使用することができる。多官能アクリレート系モノマーの具体例としては、ビスフェノールF―EO変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA−EO変性ジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(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、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ヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、ペンタエリスリトールトリアクリレートを密着性、反応性、架橋性、表面硬度などの点から好ましく使用することができる。市場で入手可能な具体例としては、東亞合成(株)の商品名「M305」、新中村化学(株)の商品名「TMM−3L」等で特定されるものを挙げることができる。
本発明の光硬化性組成物は、成分(A)の多官能アクリレート系モノマーに加えて、光硬化性組成物の光硬化物の表面硬度を向上させるために、必要に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、多官能アクリレート系オリゴマーを成分(B)として含有することができる。多官能アクリレート系オリゴマーとしては、ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマーを挙げることができ、その分子量は好ましくは500〜10000である。市場で入手可能な具体例としては、日本合成化学工業(株)の商品名「UV7605」、東亞合成(株)の商品名「M1100」、「M1200」、「M1210」、「M1600」、「M9050」共栄社化学(株)の商品名「AH−600」、「AT−600」等で特定されるものが挙げられる。
成分(C)の2以上の(メタ)アクリロキシ基を有するイソシアヌル酸誘導体は、イソシアヌル酸環状構造を有し、光硬化性組成物の光硬化物の耐熱性を向上させ、カールし難くするために配合されている。このようなイソシアヌル酸誘導体としては、ビス((メタ)アクリロキシアルキル)−ヒドロキシアルキルイソシアヌル酸、トリス((メタ)アクリロキシアルキル)イソシアヌル酸等を挙げることができる。ここで、2つの(メタ)アクリロキシ基を有するイソシアヌル酸誘導体は、3つ以上の(メタ)アクリロキシ基を有するイソシアヌル酸誘導体に比べ、光硬化性組成物の光硬化の際に硬化収縮する程度が小さいので好ましく使用することできる。特に好ましくは、2つの(メタ)アクリロキシ基を有するビス(アクリロキシエチル)−ヒドロキシエチルイソシアヌル酸を使用することができる。市場で入手可能な具体例としては、東亞合成(株)の商品名「M−215」、「M−315」等で特定されるものを挙げることができる。
成分(D)の3以上の(メタ)アクリロキシ基を有するカプロラクトンオリゴマー誘導体は、光硬化性組成物の光硬化物に、良好な屈曲性や耐クラック性等を示す柔軟性を付与するために配合されている。このようなカプロラクトンオリゴマー誘導体の中でも、9個の(メタ)アクリロキシ基を有するものを好ましく使用することができる。また、成分(D)の3以上の(メタ)アクリロキシ基を有するカプロラクトンオリゴマー誘導体としては、破断伸度(オリゴマー伸度)が30〜50%となるものを好ましく使用することができる。ここで述べる破断伸度(オリゴマー伸度)とは、オリゴマー誘導体100質量部に光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−シクロへキシルアセトフェノンを3質量部配合した組成物を、硬化後の膜厚を60〜100μm厚みになる様に塗布、200mW/cm2、300mJ/cm2という条件で光硬化させて得たオリゴマー硬化物を引張試験機(品名:テンシロン、オリエンテック(株))にて評価し、破断に至るまでの伸度(%)を示す。オリゴマー中に溶剤が含有されている場合、必要に応じて、光硬化の前後にて溶剤を揮発させた後に測定する。市場で入手可能な具体例としては、日本合成化学工業(株)の商品名「UT 5236」、「UT5237」、アルケマ社の商品名「CN929」等で特定されるものを挙げることができる。また、発明の効果を損なわない範囲で、2つの(メタ)アクリロキシ基を有するカプロラクトンオリゴマー誘導体、例えば、アルケマ社の商品名「CNUVE151」、ダイセルサイテック社の商品名「EB8402」等を、3以上の(メタ)アクリロキシ基を有するカプロラクトンオリゴマー誘導体と併用してもよい。
成分(E)の光重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。たとえは、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、リン系光重合開始剤等が挙げられる。具体的には、アセトフェノン系光重合開始剤として、2−ヒドロキシ−2−シクロへキシルアセトフェノン(イルガキュア(IRGACURE)184、BASFジャパン社製)、α−ヒドロキシ−α,α′−ジメチルアセトフェノン(ダロキュア(DAROCUR)1173、BASFジャパン社製)、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(イルガキュア(IRGACURE)651、BASFジャパン社製)、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン(ダロキュア(DAROCUR)2959、BASFジャパン社製)、2−ヒドロキシ−1−{4−[2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル]−ベンジル}フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(イルガキュア(IRGACURE)127、BASFジャパン社製)等が挙げられる。ベンジルケタール系光重合開始剤として、ベンゾフェノン、フルオレノン、ジベンゾスベロン、4−アミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4′−ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。また、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(イルガキュア(IRGACURE)369、チバジャパン社製)も使用することができる。リン系光重合開始剤として、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(イルガキュア(IRGACURE)819、BASFジャパン社製)、(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(ダロキュア(DAROCURE)TPO、BASFジャパン社製)等が挙げられる。
まず、上述した成分(A)、(C)、(D)、(E)、更に必要に応じて成分(B)の他、溶剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤、シリカ微粒子粘度調整剤等の各種添加剤を、ディスパーなどの攪拌機を用いて常法に従って均一に混合することにより光硬化性組成物の塗料を調製する。この光硬化性組成物は、透光性を有することはもちろん、着色、ヘイズにより透過光の色相、透過光量が顕著に変化しないものが好ましい。
次に、基材フィルムと光硬化性組成物の硬化物層との密着性を向上させる目的で、基材フィルムの片面又は両面に、酸化法や凹凸化法により表面処理を施すことが好ましい。酸化法としては、例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。
次に、上述のようにして得られた塗料を、基材フィルム上に塗工する。塗工方法は、特に限定されるものではなく、公知の塗工方法を用いることができる。公知の塗工方法としては、例えば、公知の塗工方法としては、例えば、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイレクトグラビアコート法、ダイコート法、ディップ法、スプレーコート法、リバースロールコート法、カーテンコート法、コンマコート法、ナイフコート法、スピンコート法などが挙げられる。
次に、基材フィルム上に塗工された塗料を乾燥、硬化させることにより光硬化性組成物の硬化物層(即ち、保護コート層)を形成する。これにより、本発明の保護コート層付フィルムが得られる。
表1に示す配合(単位=質量%)の成分を均一に混合することにより光硬化性組成物を調製し、以下に説明するように保護コート層付フィルムを作成した。
得られた光硬化性組成物を、基材フィルムとしてコロナ処理が施された厚さ100μmもしくは50μmの環状オレフィン樹脂フィルム(ZEONOR、日本ゼオン(株))の両面に、光硬化後に両面に形成されたそれぞれの保護コート層の厚みが表1に示す厚さとなるように塗布し、200mW/cm2で300mJ/cm2という照射条件で光硬化させて保護コート層を形成することにより、図1に示す層構造の保護コート層付フィルムを得た。
図4に示すように、保護コート層付フィルム(100mm×20mm)10の長手側を、保護コート層を外側にして、ステンレスの丸棒11に沿って架け渡しすることにより180度に曲げ、両先端を粘着テープ12で接合してループ状とし、接合部にクリップ13を掛け、その先端に300gの分銅(荷重)を装着し、10秒間保持した。その後、分銅を外し、丸棒11周辺の保護コート層表面又は保護コート層側の基材フィルム表面にクラックが生じた否かを倍率10倍の光学顕微鏡で観察し、クラックが生じたときの丸棒の直径を表1に示した。直径の数値の後の“p”は、保護コート層表面にクラックが生じたことを示し、“b”は、保護コート層側の基材フィルム表面にクラックが生じたことを示している。
保護コート層付フィルム(30mm×70mm)を測定面の反対側を東亞合成(株)製アロンアルファ等を用いてスライドガラスに固定し、完全に硬化させたものを用いる。測定は任意の場所を選択し最大押し込み深さが保護コート層の平均厚みの10%以下になる様にビッカース圧子にて表面硬度を測定する。固定の為の接着剤層の影響を最小限に抑えるために、できる限り薄く形成するのが好ましい。測定はマルテンス硬化計(HM500、フィッシャーインストルメンツ(株))を測定した。得られた結果を表1に示した。実用上、保護コート層のマルテンス硬度は150N/mm2以上であることが望まれる。
保護コート層付フィルム(70mm×20mm)を、引張試験器(品名:テンシロン、オリエンテック(株))を用いて、速度0.5mm/分で引張り、試料が切断(破断)したときの伸び率を求めた。得られた結果を表1に示す。実用上、保護コート層付フィルムの破断伸度は8〜30%であることが望まれる。
保護コート層付フィルム(100mm×100mm)を、保護コート層を上にして平坦な金属板に残置し、金属板から浮き上がった四隅における金属板からの高さをそれぞれ測定し、それらの平均値(カール値)を求めた。カール値が5mm未満である場合を良好「○」と評価し、5mm以上10mm未満を普通「△」と評価し、10mm以上を不良「×」と評価した。得られた結果を表1に示した。
保護コート層付フィルム(100mm×50mm)の保護コート層を上にして引掻試験機(品名:学振型摩擦堅牢度試験機、テスター産業(株))に取り付け、#0000のスチールウールに荷重250gを加え保護コート層表面を20回(10往復)の引掻試験を行い、傷の有無を目視観察した。傷が全く観察されない場合を良好「○」と評価し、傷が1〜10本観察された場合を普通「△」と評価し、全面に亘って無数の傷が観察された場合を不良「×」と評価した。得られた結果を表1に示した。
保護コート層付フィルム(50mm×50mm)の保護コート層に対し、カッターで直線状の切れ込みを入れ、100個の碁盤目を形成した。その碁盤目に対し粘着テープ(セロハンテープ、ニチバン(株))を貼り付け、引き剥がした際に、粘着テープに転着せず、保護コート層付フィルム側に残存した碁盤目の数を数えた。その数が100個である場合を良好「○」と評価し、100個未満30個以上である場合を普通「△」と評価し、30個未満である場合を不良「×」と評価した。得られた結果を表1に示した。
表1の結果から以下のことが理解される。
(1)環状オレフィン樹脂フィルムからなる基材フィルム上に保護コート層が形成された実施例1〜21の保護コート層付フィルムは、いずれの評価項目についても実用上許容できる好ましい特性を示した。
2 保護コート層
3 保護コート層付フィルム
4 透明電極
5 タッチパネル用保護コート層付フィルム
6 光学調整層
10 保護コート層付フィルム
11 丸棒
12 粘着テープ
13 クリップ
14 分銅
Claims (9)
- 以下の成分(A)、(C)、(D)及び(E):
成分(A)(但し、以下の成分(C)及び(D)を除く)
多官能アクリレート系モノマー;
成分(C)
2以上の(メタ)アクリロキシ基を有するイソシアヌル酸誘導体;
成分(D)
3以上の(メタ)アクリロキシ基を有するカプロラクトンオリゴマー誘導体; 及び
成分(E)
光重合開始剤
を含有する光硬化性組成物。 - 環状オレフィン系樹脂からなる基材フィルムと、その少なくとも片面に形成された保護コート層とからなる保護コート層付フィルムの当該保護コート層を形成するための保護コート層形成用組成物である請求項1記載の光硬化性組成物。
- 成分(A)の含有量が5〜40質量%であり、成分(C)の含有量が5〜40質量%であり、成分(D)の含有量が10〜80質量%であり、成分(E)の含有量が1〜10質量%である請求項1又は2記載の光硬化性組成物。
- 更に、成分(B)
成分(B):ウレタンアクリレートオリゴマーおよびポリエステルアクリレートオリゴマーのいずれか
を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性組成物。 - 成分(B)の含有量が10〜30質量%であり、成分(A)と成分(B)との合計含有量が40質量%以下である請求項4記載の光硬化性組成物。
- 環状オレフィン系樹脂からなる基材フィルムと、その少なくとも片面に形成された保護コート層とからなる保護コート層付フィルムであって、該保護コート層が、請求項1〜5のいずれかに記載の光硬化性組成物の光硬化物層である保護コート層付フィルム。
- 基材フィルムの厚さが、25〜200μmであり、保護コート層の厚さが0.5〜8μmである請求項6記載の保護コート層付フィルム。
- 請求項6又は7記載の保護コート層付フィルムの少なくとも片面に透明電極が形成されているタッチパネル用保護コート層付フィルム。
- 画像表示素子と少なくとも請求項8のタッチパネル用保護コート層付フィルムとが積層された画像表示・入力装置。
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