JP6531531B2 - Laminated film, and method of manufacturing laminated film - Google Patents
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Description
本発明は、硬い材料で擦っても、かつそれを繰り返しても傷がつきにくい積層フィルム、および積層フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a laminated film which is resistant to scratching even when rubbed with a hard material and repeated, and a method of manufacturing the laminated film.
近年、カラーフィルターなどの光学材料やフラットパネルディスプレー、自動車ボディの表面保護(傷付き防止や防汚性付与等)を目的として、合成樹脂等からなる表面層が設けられたプラスチックフィルムが用いられている。 In recent years, a plastic film provided with a surface layer made of a synthetic resin or the like has been used for the purpose of protecting an optical material such as a color filter or a flat panel display or surface of an automobile body There is.
これらの表面層には、表面保護の観点で耐擦傷性が重要な特性として要求されるため、一般的には、非特許文献1に記載のオルガノシラン系や多官能アクリル系などの各種プレポリマー、オリゴマー等を含む塗料組成物を、塗布−乾燥−熱もしくはUV硬化させることによる「高架橋密度材料」や、さらに各種表面修飾フィラーを組み合わせた「有機−無機ハイブリット材料」などを用いて塗膜の表面硬度を高めた、いわゆる「ハードコート材料」を用いることで耐擦傷性を付与している。 Since these surface layers are required to have scratch resistance as an important characteristic from the viewpoint of surface protection, various prepolymers such as organosilanes and polyfunctional acrylics described in Non-Patent Document 1 are generally used. , A coating composition containing an oligomer, etc., by coating-drying-heating or UV curing, and using an “organic-inorganic hybrid material” or the like in which various high surface density fillers are further combined. The scratch resistance is imparted by using a so-called "hard coat material" having an increased surface hardness.
一方で、表面についた傷を表面層の材料の弾性回復範囲の変形により修復し、耐擦傷性を達成する、いわゆる「自己修復材料」を用いたフィルムが、特許文献1および2に提案されている。 On the other hand, a film using a so-called "self-repairing material" is proposed in Patent Documents 1 and 2 which repairs scratches on the surface by deformation of the elastic recovery range of the material of the surface layer to achieve scratch resistance. There is.
さらに、自己修復材料の耐擦傷性をさらに向上させる方法として、特許文献3には「エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ビニルエーテル樹脂から選ばれた少なくとも1つの樹脂(A)と、数平均分子量が400以上のポリオール(B)、および活性エネルギー線感応触媒(C)からなる樹脂組成物であって、ポリオール(B)が炭素−炭素結合からなる主鎖を有するポリオール(B1)、ポリカーボネートポリオール(B2)、ポリエステルポリオール(B3)、ポリエーテルポリオール(B4)から選ばれた少なくとも1つのポリオールであることを特徴とする活性エネルギー線硬化性コーティング剤。」が提案されている。 Furthermore, as a method of further improving the scratch resistance of the self-repairing material, Patent Document 3 states that “the at least one resin (A) selected from epoxy resin, oxetane resin and vinyl ether resin, and number average molecular weight is 400 or more A resin composition comprising a polyol (B) and an active energy ray sensitive catalyst (C), wherein the polyol (B) has a main chain consisting of carbon-carbon bonds, a polycarbonate polyol (B2), a polyester An active energy ray curable coating agent characterized by being at least one polyol selected from a polyol (B3) and a polyether polyol (B4).
また、自己修復材料の耐傷性を向上させる他の方法として、積層構造に着目した発明として、特許文献4では「樹脂基材の少なくとも一方の面に、応力緩和層と自己修復層とをこの順で積層した自己修復層付積層体において、該自己修復層は少なくとも軟質合成樹脂から構成され、該自己修復層に接する該応力緩和層のナノインデンテーションによる硬度Hが、自己修復層のナノインデンテーションによる硬度Hと同等または低いことを特徴とする自己修復層付積層体。」が提案されている。 Further, as another method of improving the scratch resistance of a self-repairing material, as an invention focusing on a laminated structure, in Patent Document 4, “A stress relieving layer and a self-repairing layer are formed in this order on at least one surface of a resin substrate The self-repairing layer is made of at least a soft synthetic resin, and the hardness H of the stress relaxation layer in contact with the self-repairing layer is the nanoindentation of the self-repairing layer. A laminate with a self-repairing layer characterized by being equal to or lower than the hardness H according to
しかしながら、前記表面層に前記「ハードコート材料」を用いた成型体は、表面硬度が極めて高いにもかかわらず、日常生活においては傷が付き、外観を損ねることは多々ある。これについて本発明者らが調べたところ、「ハードコート材料」は表面の硬度が高いため、金属やセラミックなどの高硬度の材料で擦っても傷がつきにつくいという特徴がある一方で、やわらかい布などで反復擦過すると表面に微細な傷を生じ、表面が白濁することがわかった。 However, in spite of the extremely high surface hardness, the molded body using the above-mentioned "hard coat material" for the surface layer is often damaged in daily life and the appearance is impaired. According to the investigation by the present inventors, the “hard coat material” has a high surface hardness, and therefore, although it is characterized by being scratched by rubbing with a high hardness material such as metal or ceramic, It was found that when the surface was repeatedly scratched with a soft cloth etc., fine scratches were generated on the surface and the surface became cloudy.
一方で、特許文献1から4に提案されている材料について、本発明者らが確認したところ、日常生活においては、自己修復機能により傷が回復することで、ハードコート材料同等以上の耐擦傷性が得られているが、本来、表面層が保護するべき傷、すなわち偶発的に鍵や金具などの硬い材料が触れて形成される傷に対しては弱く、さらに調べると、やわらかい布などで反復擦過する場合にはほとんど傷がつかないが、金属、セラミックなどの高硬度の材料で擦った場合と、高い荷重をかけて擦る場合に、回復できず傷が残りやすい問題があることがわかった。そこで本発明は、高硬度の材料、高荷重条件における擦りと、低硬度材料による反復擦過の両方に対して有効な耐擦傷性を有する積層フィルムを提供することにある。 On the other hand, the inventors confirmed that the materials proposed in Patent Documents 1 to 4 show that in the daily life, the scratch resistance is equal to or higher than that of the hard coat material because the scratch is recovered by the self-repairing function. Is inherently vulnerable to damage that the surface layer should protect, that is, scratches that are accidentally formed by touching a hard material such as a key or metal fitting, and if examined further, it is repeated with a soft cloth, etc. It was found that when scratched, there was almost no scratch, but there was a problem that it could not recover and the scratch was likely to remain if it was rubbed with a high hardness material such as metal, ceramic, etc. . Therefore, the present invention is to provide a laminated film having abrasion resistance that is effective against both high hardness materials, abrasion under high load conditions and repeated abrasion with low hardness materials.
上記課題を解決するために本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下の発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の通りである。
1.支持基材上に少なくとも1層以上の層からなる表面層が形成された積層フィルムにおいて、表面層の表面から表面層厚みの5%(以降、位置Aとする)、35%(以降、位置Bとする)、65%(以降、位置Cとする)、95%(以降、位置Dとする)の各位置の断面における、原子間力顕微鏡による弾性率EA、EB、EC、EDが以下の条件1、条件2、条件3のすべてを満たすことを特徴とする、積層フィルム。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, as a result of repeating earnest research, the present inventors completed the following invention. That is, the present invention is as follows.
1. 5% (hereinafter referred to as position A), 35% (hereinafter referred to as position B) of the surface layer thickness from the surface of the surface layer, in a laminated film in which a surface layer comprising at least one layer is formed on a supporting substrate ), 65% (hereinafter referred to as position C), 95% (hereinafter referred to as position D) elastic modulus E A , E B , E C , E D by atomic force microscope in the cross section of each position A laminated film characterized by satisfying all of condition 1, condition 2 and condition 3 below.
条件1 EA≦EB≦EC<ED
条件2 EAが、100MPa以下
条件3 EDが、1GPa以上
2.前記弾性率EA、EB、EC、EDが、以下の条件4を満たすことを特徴とする、1に記載の積層フィルム。
Condition 1 E A ≦ E B ≦ E C <E D
Condition 2 E A is 100 MPa or less Condition 3 E D is 1 GPa or more The laminated film according to 1, wherein the elastic modulus E A , E B , E C and E D satisfy the following condition 4.
条件4 (EC−EB)<(EB−EA)
かつ (ED−EC)<(EB−EA)
3.前記表面層の位置Dにおける弾性率EDと、支持基材の弾性率EEが以下の条件5を満たすことを特徴とする、1または2に記載の積層フィルム。
Condition 4 (E C -E B ) <(E B -E A )
And (E D -E C ) <(E B -E A )
3. And the elastic modulus E D at position D of the surface layer, and satisfies the condition 5 of the elastic modulus E E of the supporting substrate below, laminated film according to 1 or 2.
条件5 |ED−EE|<1GPa
4.前記表面層が、弾性率が異なる2以上の層から形成されていることを特徴とする、1から3のいずれかに記載の積層フィルム。
5.前記表面層が以下の条件6を満たすことを特徴とする、1から4のいずれかに記載の積層フィルム。
Condition 5 | E D −E E | <1 GPa
4. The laminated film according to any one of 1 to 3, wherein the surface layer is formed of two or more layers having different elastic moduli.
5. The laminated film according to any one of 1 to 4, wherein the surface layer satisfies condition 6 below.
条件6 最大荷重100mN条件での厚み方向へのナノインデンテーション測定における、表面層の押込み弾性率EITが2,000MPa以上
6.前記表面層が、2種類以上の塗料組成物を支持基材上に逐次に塗布、乾燥、硬化することにより形成されることを特徴とする、1から5のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
7.前記表面層が、2種類以上の塗料組成物を支持基材上に同時に塗布、乾燥、硬化することにより形成されることを特徴とする、1から5のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
Condition 6 The indentation elastic modulus E IT of the surface layer in the nanoindentation measurement in the thickness direction under the maximum load 100 mN condition is 2,000 MPa or more. The production of the laminated film according to any one of 1 to 5, wherein the surface layer is formed by sequentially applying, drying, and curing two or more types of coating compositions on a supporting substrate. Method.
7. The method for producing a laminated film according to any one of 1 to 5, wherein the surface layer is formed by simultaneously applying, drying and curing two or more kinds of coating compositions on a supporting substrate .
本発明は、高硬度の材料による擦過に対しても、低硬度材料による反復擦過に対しても有効な耐擦傷性を有する積層フィルムを提供できる。 The present invention can provide a laminated film having abrasion resistance that is effective against abrasion by a material of high hardness and repeated abrasion by a material of low hardness.
上記課題を達成するにあたり、本発明者らは「表面への傷形成メカニズム」について詳細に検討した。この結果、プラスチック表面への傷の形成は(1)圧力、(2)擦過するものの硬度、(3)擦過回数の3つの要素が影響しており、従来の「ハードコート材料」は(1)と(2)については有効であるため高硬度、高荷重条件で傷が入りにくいが、(3)に対して弱いため、実使用環境で傷が入りやすく、「自己修復材料」は、(1)と(2)については弱いため高硬度、高荷重条件で傷が入りやすいが、(3)については強いため、実使用環境で傷が入りにくいことがわかった。 In order to achieve the above-mentioned subject, the present inventors examined in detail the "scratch mechanism on the surface". As a result, the formation of flaws on the plastic surface is affected by three factors: (1) pressure, (2) hardness of the object to be abraded, and (3) the number of times of abrasion, and the conventional "hard coat material" is (1) Because it is effective for (2) and (2), it is difficult to get scratched under high hardness and high load conditions, but because it is weak against (3), it is easy to get scratched in the actual use environment. 2.) It was found that although it is weak, it is easy to get scratched under high hardness and high load condition, but it is hard to get scratched in actual use environment because it is strong for (3).
ハードコート材料が実使用環境で傷が入りやすい理由は、硬度が高いため、擦過するものの硬度が低い、または圧力が低いために1回の擦過で表面に傷がつかない条件であっても、材料表面に傷には至らない内部ひずみが生じ、これが繰り返されることでひずみが蓄積し、ひずみの許容範囲を超えると最終的に傷が形成するためと考えている。 The reason hard coat materials are easily scratched in actual use environment is the condition that the surface is not scratched by a single abrasion because the hardness is high and the hardness of the object to be scratched is low or the pressure is low. It is believed that internal distortion that does not lead to flaws occurs on the surface of the material, which is repeated to accumulate distortion, and eventually flaws will form if the strain tolerance is exceeded.
また、自己修復材料が、前記(3)に対して有効である原因は、この材料は弾性回復力があるため、前述の条件で擦過しても、ひずみを解放できるため、傷が形成しないと考えられる。 In addition, the self-repairing material is effective against the above (3), because the material has elastic recovery power, so it can release the strain even if it is rubbed under the conditions described above, so no scratch should be formed. Conceivable.
一方で自己修復材料が、前記(1)、(2)に対し弱い原因は、弾性率が低い表面層であるがゆえ、擦過時に表面層の変形が、表面層−基材間の界面に達し、表面層と基材間に応力集中した結果、基材−表面層界面で剥離が発生し、それが表面に伝播することで傷が形成することを見出した。 On the other hand, because the self-repairing material is weak against the above (1) and (2) because the surface layer has a low elastic modulus, deformation of the surface layer at the time of abrasion reaches the interface between the surface layer and the substrate As a result of stress concentration between the surface layer and the substrate, peeling was generated at the substrate-surface layer interface, and it was found that flaws were formed by propagating to the surface.
そこで、ハードコート材料と自己修復材料の両者の長所を活かし、高硬度の材料、高荷重条件における擦りや、低硬度材料による反復擦過に対しても有効な耐擦傷性を有する、以下の構造を持つ表面層を有する積層フィルムを見出した。 Therefore, taking advantage of the advantages of both hard coat material and self-healing material, the following structure has scratch resistance that is effective against high hardness materials, abrasion under high load conditions and repeated abrasion with low hardness materials. The laminated film which has a surface layer which it has was found.
まず、本発明の積層フィルムは、図1のように支持基材2上に表面層1を有し、前記表面層の基材に垂直な断面において、表面層の表面から、表面層厚みの5%の位置(以降、位置Aとする。図1中の3の位置)、35%(以降、位置Bとする。図1中の4の位置)、65%(以降、位置Cとする。図1中の5の位置)、95%(以降、位置Dとする。図1中の6の位置)の各位置の断面における、原子間力顕微鏡による弾性率EA、EB、EC、EDが、以下の条件1、条件2、条件3のすべてを満たすことが好ましい。
条件1 EA≦EB≦EC<ED
条件2 EAが、100MPa以下
条件3 EDが、1GPa以上。
First, the laminated film of the present invention has the surface layer 1 on the supporting substrate 2 as shown in FIG. 1, and in the cross section perpendicular to the substrate of the surface layer, the surface layer has a thickness of 5 Positions of% (hereinafter referred to as position A; position 3 in FIG. 1), 35% (hereinafter referred to as position B. position 4 in FIG. 1), 65% (hereinafter referred to as position C). Modulus E A , E B , E C , E by atomic force microscope in the cross section of each position of 5 in 1) and 95% (hereinafter referred to as position D) of 6 in FIG. It is preferable that D satisfy all the following condition 1, condition 2 and condition 3.
Condition 1 E A ≦ E B ≦ E C <E D
Condition 2 E A is 100 MPa or less Condition 3 E D is 1 GPa or more.
本発明における「表面層」とは、支持基材上に形成された層をいう。すなわち、支持基材上に層が1層のみ形成されている場合は、当該1層が「表面層」となる。また、例えば支持基材上に層が2層以上形成されている場合は、支持基材を除いた当該2層以上の層すべてを1つの「表面層」というものとする。 The "surface layer" in the present invention refers to a layer formed on a supporting substrate. That is, when only one layer is formed on the supporting substrate, the one layer is the "surface layer". Further, for example, when two or more layers are formed on the supporting substrate, all the layers of two or more layers excluding the supporting substrate are referred to as one “surface layer”.
ここで「層」とは、積層フィルムの表面側から厚み方向に向かって、厚み方向に隣接する部位と境界面を有することにより区別でき、かつ有限の厚みを有する部位を指す。 Here, "layer" refers to a portion which can be distinguished by having a boundary surface and a portion adjacent in the thickness direction from the surface side of the laminated film in the thickness direction, and a portion having a finite thickness.
より具体的には、前記積層フィルムの断面を電子顕微鏡(透過型、走査型)または光学顕微鏡にて断面観察した際、不連続な境界面の有無により区別されるものを指す。 More specifically, when cross-sectional observation of the cross section of the laminated film is carried out with an electron microscope (transmission type, scanning type) or an optical microscope, it refers to those distinguished by the presence or absence of a discontinuous interface.
なお、後述する表面層の弾性率について、弾性率の異なる複数の層が積層された積層フィルムであってもよいし、同じ1つの層内で厚み方向に弾性率が異なっているような層であってもよい。 In addition, about the elastic modulus of the surface layer mentioned later, it may be a laminated film in which a plurality of layers having different elastic moduli are laminated, or in a layer having different elastic moduli in the thickness direction in one same layer. It may be.
また、原子間力顕微鏡による弾性率測定は、極微小部分の探針による圧縮試験であり、押し付け力による変形度合いであるため、ばね定数が既知のカンチレバーを用いて、表面層の厚み方向の各位置の断面における弾性率を測定する。具体的には積層フィルムを切断し、表面層の厚み方向の各位置の断面における弾性率を原子間力顕微鏡により測定する。詳細は実施例の項で記載するが、下記に示す原子間力顕微鏡を用い、カンチレバー先端の探針を、表面層の断面に接触させ、55nNの押し付け力によりフォースカーブを測定して求めたカンチレバーの撓み量を測定することができる。詳細については後述する。 The measurement of elastic modulus with an atomic force microscope is a compression test with a probe of an extremely small portion, and is a degree of deformation due to the pressing force, so each of the surface layers in the thickness direction using a cantilever with a known spring constant. Measure the modulus of elasticity in the cross section of the position. Specifically, the laminated film is cut, and the elastic modulus in the cross section at each position in the thickness direction of the surface layer is measured by an atomic force microscope. The details will be described in the section of the example, but using an atomic force microscope shown below, the probe at the tip of the cantilever is brought into contact with the cross section of the surface layer, and a cantilever is obtained by measuring a force curve with a pressing force of 55 nN. The amount of deflection of can be measured. Details will be described later.
原子間力顕微鏡:アサイラムテクノロジー社製 MFP−3DSA−J
カンチレバー:NANOSENSORS製のカンチレバー「R150−NCL−10(材質Si、ばね定数48N/m、先端の曲率半径150nm)。
Atomic force microscope: MFP-3DSA-J manufactured by Asylum Technology
Cantilever: A cantilever “R150-NCL-10 (material Si, spring constant 48 N / m, radius of curvature at the tip 150 nm) made by NANOSENSORS.
条件1は、表面層の厚み方向において表面側から基材側に向かって弾性率が高くなることが好ましいことを意図しており、EA≦EB<EC<EDであることがより好ましく、EA<EB<EC<EDであることがさらに好ましい。 Condition 1 is intended to preferably increase the elastic modulus in the thickness direction of the surface layer from the surface side toward the substrate side, and it is more preferable that E A ≦ E B <E C <E D Preferably, E A <E B <E C <E D is more preferable.
この順番が逆、すなわちEA>EB>EC>EDになると、最表面で弾性回復によるひずみ解放ができなくなるため反復擦過に弱く、また、最表面は硬度が高くても下部の弾性率が低いためにひずみが大きくなるので、高い圧力や硬度が高い材料により擦過する場合に、耐擦傷性が低下する場合がある。また、順番が入れ替わる、すなわちEB>EA>ED>ECなどになると、層内に応力集中部が形成されて、その近傍で剥離が起こるため、高い圧力や硬度が高い材料により擦過する場合に、耐擦傷性が低下する場合がある。 If this order is reversed, that is, E A > E B > E C > E D , the outermost surface is not able to release strain due to elastic recovery, so it is vulnerable to repeated abrasion. Since the strain is increased due to the low rate, the scratch resistance may be reduced when scratching with a material having high pressure or high hardness. In addition, if the order changes, that is, E B > E A > E D > E C, etc., a stress concentration portion is formed in the layer, and peeling occurs in the vicinity, so abrasion is caused by a high pressure or high hardness material. When it does, abrasion resistance may fall.
条件2は表面層の表面側の弾性率(EA)の好ましい範囲を示している。EAの値は100MPa以下が好ましく、50MPa以下がより好ましく、20MPa以下が特に好ましい。EAの値は100MPaを超えると、反復擦過時に弾性回復によるひずみの解放が不十分になる場合がある。またEAの値は小さい分には本課題を達成する上では特に支障はないが、1MPa以下になると表面に粘着性を発生する場合があり、表面保護の観点からは実用的ではない場合がある。 Condition 2 indicates a preferable range of the elastic modulus (E A ) on the surface side of the surface layer. The value of E A is preferably at most 100 MPa, more preferably at most 50 MPa, and particularly preferably 20 MPa. When the value of E A exceeds 100 MPa, release of strain due to elastic recovery may be insufficient at repeated abrasion. The small value of E A does not cause any problem in achieving this subject, but when it is 1 MPa or less, the surface may be tacky and may not be practical from the viewpoint of surface protection. is there.
条件3は、表面層の支持基材側の弾性率(ED)の好ましい範囲を示している。EDの値は1GPa以上が好ましく、2GPa以上がより好ましく、5GPa以上が特に好ましい。EDの値は1GPaより小さいと表面硬度が不十分になり、硬い材料による擦過に対する耐久性が不十分になる場合がある。EDの値は耐擦傷性については高いほど好ましいが、実用的に耐折性や加工性等の観点から積層フィルム上の表面層として使用可能な材料としては100GPa程度が限度である。 Condition 3 indicates a preferable range of the elastic modulus (E D ) of the surface layer on the support substrate side. The value of E D is preferably at least 1 GPa, more preferably at least 2 GPa, more 5GPa is particularly preferred. If the E D value is less than 1 GPa, the surface hardness may be insufficient, and the durability against abrasion by a hard material may be insufficient. The value of E D is preferably as high for scratch resistance but, as a material usable as a surface layer on the laminated film from the viewpoint of practical folding and workability is the limit of about 100 GPa.
前記条件1から条件3の関係を、図2に図示する。図2の縦軸8は、表面層の厚みに対する表面側からの相対位置を示しており、図2の横軸9は、前述の位置Aから位置Dにおける原子間力顕微鏡による弾性率を示している。条件1より表面層の厚みに対する表面からの相対位置が大きくなるにつれて、弾性率が高くなる構造である。図2中の10、13は、条件2、条件3に相当し、位置A、位置Dの好ましい弾性率の範囲を示している。 The relationship between the conditions 1 to 3 is illustrated in FIG. The vertical axis 8 in FIG. 2 indicates the relative position from the surface side to the thickness of the surface layer, and the horizontal axis 9 in FIG. 2 indicates the elastic modulus according to atomic force microscope from position A to position D described above. There is. According to the condition 1, the elastic modulus is increased as the relative position from the surface to the thickness of the surface layer is increased. 10 and 13 in FIG. 2 correspond to the conditions 2 and 3 and indicate the preferable elastic modulus range of the position A and the position D.
さらに前記弾性率EA、EB、EC、EDが、以下の条件4を満たすことが好ましい。
条件4 (EC−EB)<(EB−EA)
かつ (ED−EC)<(EB−EA)
条件4は表面層内の厚み変化に対する弾性率変化、すなわち弾性率の傾きについて、表面側が大きいことを意図しており、より好ましくは以下の条件4−1、特に好ましくは条件4−2を満たすことである、
条件4−1 (ED−EC)≦(EC−EB)<(EB−EA)
条件4−2 (ED−EC)<(EC−EB)<(EB−EA)。
Furthermore, it is preferable that the elastic modulus E A , E B , E C and E D satisfy the following condition 4.
Condition 4 (E C -E B ) <(E B -E A )
And (E D -E C ) <(E B -E A )
Condition 4 is intended to be large on the surface side with respect to elastic modulus change with respect to thickness change in the surface layer, that is, the slope of the elastic modulus, more preferably the following condition 4-1, particularly preferably the condition 4-2 is satisfied. Is that
Condition 4-1 (E D -E C ) ≦ (E C -E B ) <(E B -E A )
Condition 4-2 (E D -E C ) <(E C -E B ) <(E B -E A ).
図3では、位置Aと位置B、位置Bと位置C、位置Cと位置Dの間での弾性率変化(図3中の16、17、18)は、表面に近いほど小さく(図3中の16)、基材側に行くほど大きい(図3中の18)ことを示している。 In FIG. 3, elastic modulus changes (16, 17 and 18 in FIG. 3) between position A and position B, position B and position C, and position C and position D are smaller as they are closer to the surface (FIG. 3) 16), the larger the substrate side is, the larger (18 in FIG. 3) is shown.
この順番が逆、すなわち(ED−EC)>(EC−EB)>(EB−EA)、または、入れ替わる、すなわち(ED−EC)<(EB−EA)<(EC−EB)になると、圧力や擦過するものの硬度に対する耐久性がやや低くなる場合がある。 The order is reversed, that is, (E D -E C )> (E C -E B )> (E B -E A ), or replaced, that is, (E D -E C ) <(E B -E A ) When it becomes <(E C -E B ), the durability to pressure and hardness of the object to be scratched may be slightly reduced.
さらに、表面層の位置Dにおける弾性率EDと、支持基材の弾性率EEの間には好ましい関係があり、以下の条件5を満たすことが好ましい。
条件5 |ED−EE|<1GPa
条件5においては、|ED−EE|の値が1GPaより小さいことが好ましく、500MPa以下がより好ましい。前述の条件3を満たせばEDとEEの大小関係については、特に限定するものではない。|ED−EE|の値が小さい分には特に限定はなく、0であっても問題はない。
Further, the elastic modulus E D at the position D of the surface layer, there is preferred relationship between the elastic modulus E E of the supporting substrate, it is preferable to satisfy the condition 5 below.
Condition 5 | E D −E E | <1 GPa
Under condition 5, the value of | E D −E E | is preferably smaller than 1 GPa, and more preferably 500 MPa or less. The magnitude relationship between E D and E E is not particularly limited as long as the aforementioned condition 3 is satisfied. There is no particular limitation on the portion where the value of | E D -E E | is small, and there is no problem even if it is zero.
|ED−EE|の値が1GPa以上になると圧力や擦過するものの硬度に対する耐久性がやや低くなる場合がある。 When the value of | E D −E E | is 1 GPa or more, the durability against pressure and the hardness of the object to be rubbed may be slightly lowered.
また、前述の条件を満たすことで本発明の課題を解決するためには、表面層の構造には好ましい形態があり、その一つは、図4のように表面層が、弾性率が異なる2以上の層(図4中の21、22)から形成されている形態であり、3以上の層がより好ましく、図5のように4以上の層(図5中の25から28)が特に好ましい。層の数については多い分には特に問題はないが、表面層を形成する方法の工程数と得られる効果から適宜選択される。さらに各層の厚みについては、前述の物性を満たせば特に限定されるものではない。ここで層の定義は前述の通りである。 Further, in order to solve the problems of the present invention by satisfying the above-mentioned conditions, there is a preferable form of the structure of the surface layer, one of which is that the surface layer has different elastic modulus as shown in FIG. It is a form formed from the above layers (21, 22 in FIG. 4), more preferably 3 or more layers, and particularly preferably 4 or more layers (25 to 28 in FIG. 5) as shown in FIG. . The number of layers is not particularly limited, but may be appropriately selected from the number of steps of the method of forming the surface layer and the effects obtained. Furthermore, the thickness of each layer is not particularly limited as long as the above-mentioned physical properties are satisfied. Here, the definition of layers is as described above.
また、もう一つの好ましい形態は、前記表面層が、弾性率が連続的に変化する部分を有する形態である。ここで、弾性率が「連続的に変化する部分」とは、表面層の弾性率を原子間力顕微鏡のフォースカーブにより厚み方向に連続的に測定することにより得られた弾性率が、厚み方向に「有限の傾き」を持って変化する部分を有することを意図している。図6から図8で詳細を説明する。 Moreover, another preferable form is a form in which the said surface layer has a part to which an elastic modulus changes continuously. Here, the "elastically changing portion" means that the elastic modulus obtained by measuring the elastic modulus of the surface layer continuously in the thickness direction with the force curve of the atomic force microscope is the thickness direction. It is intended to have a part that changes with "finite slope". Details will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
図6に示すように、破線で示される表面層の厚み方向の相対位置27に対する弾性率28の変化が著しく大きく、表面層の厚みに対する弾性率の傾きが無限になる部分29と、表面層の厚みに対する弾性率28の変化が著しく小さく、表面層の厚みに対する弾性率の傾きが0になる部分30のみから構成されている表面層ではなく、図7に示すように、弾性率が表面層の厚みに対し有限の傾きをもって変化する部分33を有する表面層、もしくは図8に示すように、表面層の厚み方向全域で弾性率が有限の傾きをもって変化する表面層のことを指す。 As shown in FIG. 6, the change in the elastic modulus 28 relative to the relative position 27 in the thickness direction of the surface layer indicated by the broken line is extremely large, and the slope of the elastic modulus with respect to the thickness of the surface layer is infinite. As shown in FIG. 7, the modulus of elasticity of the surface layer is not as large as that of the surface layer consisting of only the portions 30 where the change of the modulus of elasticity 28 to thickness is extremely small and the slope of the modulus of elasticity to the thickness of the surface layer is zero. The surface layer has a portion 33 which changes with a finite inclination to the thickness, or the surface layer whose elastic modulus changes with a finite inclination throughout the thickness direction of the surface layer, as shown in FIG.
より具体的には、「連続的に変化する部分」とは、原子間力顕微鏡のフォースカーブを表面層の厚み方向に連続的に測定した際、層厚みの10%の区間で、弾性率の変化が5%以上、95%以下になる部分を指す。すなわち、表面層全体の厚みを100%とし、厚み方向において当該厚みの10%となる任意の区間を選定し、当該区間の表層側および支持基材側の断面それぞれで弾性率を測定する。その際、支持基材側の弾性率を100%としたとき、表層側の弾性率が支持基材側の弾性率の5%以上95%以下の範囲となる場合、「連続的に変化する部分」があると判断する。なお、このような「連続的に変化する部分」は表面層全体において該当する区間が1か所でもあれば、表面層に「連続的に変化する部分」があると判断するものとする。 More specifically, the “continuously changing part” is a section of 10% of the layer thickness when the force curve of the atomic force microscope is continuously measured in the thickness direction of the surface layer. It refers to the part where the change is 5% or more and 95% or less. That is, the thickness of the entire surface layer is 100%, an arbitrary section which is 10% of the thickness in the thickness direction is selected, and the elastic modulus is measured in each of the cross section on the surface side and the support base side of the section. At that time, assuming that the elastic modulus on the side of the support substrate is 100%, when the elastic modulus on the surface side is in the range of 5% to 95% of the elastic modulus on the side of the support substrate, Judge that there is. In addition, such "continuously changing portion" is determined to be "continuously changing portion" in the surface layer if there is only one corresponding section in the whole surface layer.
さらに、前記表面層が以下の条件6を満たすことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the surface layer satisfy the following condition 6.
条件6 最大荷重100mN条件での厚み方向へのナノインデンテーション測定における、表面層の押込み弾性率EITが2,000MPa以上
ナノインデンテーション測定の詳細は後述する。
Condition 6 The indentation elastic modulus E IT of the surface layer in the nanoindentation measurement in the thickness direction under the maximum load 100 mN condition is 2,000 MPa or more. Details of the nanoindentation measurement will be described later.
耐押痕性の観点から、押込み弾性率EITが2,000MPa以上であることが好ましいが、より好ましくは2,500MPa以上であり、特に好ましくは3,000MPa以上である。押込み弾性率EITは外力への力学的応答性と相関があり、押込み弾性率EITが大きいと外力を長時間かけた後に痕が残る、いわゆる樹脂が流れることを抑制することが可能となり、結果として耐押痕性が向上する。 From the viewpoint of indentation resistance, the indentation elastic modulus E IT is preferably 2,000 MPa or more, more preferably 2,500 MPa or more, and particularly preferably 3,000 MPa or more. The indentation elastic modulus E IT has a correlation with the mechanical response to the external force, and when the indentation elastic modulus E IT is large, it becomes possible to suppress so-called resin flow, in which a mark remains after applying the external force for a long time, As a result, the scratch resistance is improved.
押込み弾性率EITが大きいほど上記の効果は大きいが、過剰な場合には自己修復性が低下する場合があるため、20,000MPa程度が上限と考えられる。一方で、押込み弾性率EITが2,000MPaに満たないと、長期間の押込みにより押痕が発生し、品位が低下する場合がある。 The above effect is larger as the indentation elastic modulus E IT is larger, but when it is excessive, the self-repairing property may be lowered, so about 20,000 MPa is considered to be the upper limit. On the other hand, if the indentation elastic modulus E IT is less than 2,000 MPa, indentations may occur due to indentation for a long period of time, and the quality may be degraded.
これらの表面層を形成する製造方法としては、以下の2つの方法が好ましい。その1つの方法は、2種類以上の塗料組成物を支持基材上に「逐次に」塗布、乾燥、硬化することにより形成する方法である。ここで「逐次に塗布する」とは、1種類の塗料組成物を塗布−乾燥−硬化後、次いで種類の異なる塗料組成物を、塗布−乾燥−硬化することにより表面層を形成することを意図している。 As a manufacturing method of forming these surface layers, the following two methods are preferable. One such method is to form two or more paint compositions on a support substrate by "sequentially" applying, drying and curing. Here, "apply sequentially" is intended to form a surface layer by applying, drying and curing one kind of coating composition, and then applying, drying and curing different kinds of coating composition. doing.
もう1つの製造方法としては、2種類以上の塗料組成物を支持基材上に「同時に」塗布、乾燥、硬化することにより形成する方法である。塗料組成物の種類の数は2種類以上であれば特に制約はない。ここで「同時に塗布する」とは塗布工程において、支持基材上に2種類以上の液膜を形成後、乾燥、硬化することを意図しており、これを満たせば手法については特に限定されないが、代表的なものとして、2種類以上の塗料組成物を塗布前の状態で液膜を順に積層後塗布する「多層スライドダイコート」(図9)や、基材上に塗布と同時に積層する「多層スロットダイコート」(図10)、支持基材上に1層の液膜を形成後、未乾燥の状態でもう1層を積層させる「ウェット−オンーウェットコート」(図11)等がある。 Another manufacturing method is a method of forming two or more coating compositions by applying, drying and curing "simultaneously" on a support substrate. The number of types of coating compositions is not particularly limited as long as it is two or more. Here, "simultaneously applying" is intended to dry and cure after forming two or more types of liquid films on the supporting substrate in the application step, and the method is not particularly limited as long as the conditions are satisfied. Typically, “multilayer slide die coating” (FIG. 9) in which liquid films are sequentially laminated and then coated in a state before application, and “multilayer simultaneously laminated on a substrate, as a typical example. There is a "slot-die coat" (FIG. 10), a "wet-on-wet coat" (FIG. 11), etc., in which one layer of liquid film is formed on a supporting substrate and another layer is laminated in an undried state.
本製造方法において用いる塗料組成物の種類、数、および支持基材を適宜選択することにより、表面層の表面側−基材側の弾性率の傾き、基材と表面層の弾性率の大小を制御することができ、さらに塗料組成物の種類、組成、乾燥条件、硬化条件を適宜選択することにより、表面層内の弾性率分布の形態の連続性を制御することができる。これらの塗布方式の詳細については後述する。 By appropriately selecting the type, number, and supporting substrate of the coating composition used in the present manufacturing method, the slope of the elastic modulus on the surface side-substrate side of the surface layer and the magnitude of the elastic modulus of the substrate and the surface layer The continuity of the form of the elastic modulus distribution in the surface layer can be controlled by appropriately selecting the type, composition, drying condition and curing condition of the coating composition. Details of these coating methods will be described later.
また、前述の条件を満たすことで本発明の課題を解決するためには、本発明の前記表面層の表面側を構成する樹脂が以下の(1)から(3)を有することが好ましい。
(1)ポリカプロラクトンセグメント、ポリカーボネートセグメントおよびポリアルキレングリコールセグメントからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメント
(2)ウレタン結合
(3)フッ素化合物セグメント、ポリシロキサンセグメントおよびポリジメチルシロキサンセグメントからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメント。
Moreover, in order to solve the subject of this invention by satisfy | filling the above-mentioned conditions, it is preferable that resin which comprises the surface side of the said surface layer of this invention has the following (1) to (3).
(1) Segment containing at least one selected from the group consisting of polycaprolactone segment, polycarbonate segment and polyalkylene glycol segment (2) Urethane bond (3) Fluorine compound segment, polysiloxane segment and polydimethylsiloxane segment A segment containing at least one selected.
この表面層の表面側を構成する樹脂が含む各セグメントについては、TOF−SIMS、FT−IR等により確認することできる。 About each segment which resin which comprises the surface side of this surface layer contains, TOF-SIMS, FT-IR, etc. can confirm.
前記(1)のポリカプロラクトンセグメントとは化学式1で、ポリアルキレングリコールセグメントとは化学式2で、ポリカーボネートセグメントとは化学式3で示されるセグメントを指す。 The polycaprolactone segment of the above (1) refers to the chemical formula 1, the polyalkylene glycol segment refers to the chemical formula 2, and the polycarbonate segment refers to the segment shown by the chemical formula 3.
ここで、ポリカプロラクトンには、カプロラクトンの繰り返し単位が1(モノマー)、2(ダイマー)、3(トライマー)のようなものや、カプロラクトンの繰り返し単位が35までのオリゴマーも含む。また、ポリアルキレングリコールには、アルキレングリコールの繰り返し単位が2(ダイマー)、3(トライマー)のようなものや、アルキレングリコールの繰り返し単位が11までのオリゴマーも含む。さらに同様にポリカーボネートには、カーボネートの繰り返し単位が2(ダイマー)、3(トライマー)のようなものや、カーボネートの繰り返し単位が16までのオリゴマーも含む。 Here, polycaprolactone includes caprolactone having repeating units of 1 (monomer), 2 (dimer), 3 (trimer) and oligomers having caprolactone having 35 repeating units or less. In addition, polyalkylene glycols include those having a repeating unit of alkylene glycol such as 2 (dimer) or 3 (trimer), or an oligomer having a repeating unit of alkylene glycol of 11 or less. Furthermore, polycarbonates also include those having a repeating unit of carbonate such as 2 (dimer), 3 (trimer), and oligomers having up to 16 repeating units of carbonate.
nは1〜35の整数である。 n is an integer of 1 to 35.
nは2〜4の整数、mは2〜11の整数である。 n is an integer of 2 to 4, and m is an integer of 2 to 11.
nは2〜16の整数である。
R4は炭素数1〜8までのアルキレン基またはシクロアルキレン基を指す。
n is an integer of 2 to 16;
R 4 refers to an alkylene or cycloalkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
前記ポリカプロラクトンセグメント、ポリカーボネートセグメント、およびポリアルキレングリコールセグメントの詳細については後述するが、前記表面層の表面側を構成する樹脂がこれらのセグメントを有することで、表面層の自己修復性を向上させ、反復擦過性を向上させることができる。 Although details of the polycaprolactone segment, polycarbonate segment, and polyalkylene glycol segment will be described later, the resin constituting the surface side of the surface layer has these segments, thereby improving the self-repairing property of the surface layer, Repeated abrasion can be improved.
さらに、ここで前記(2)のウレタン結合とは、化学式4で示されるセグメントを指す。 Furthermore, here, the urethane bond of (2) refers to a segment represented by Chemical Formula 4.
前記ウレタン結合の詳細については後述するが、前記表面層の表面側を構成する樹脂がこの結合を有することで、表面層全体の強靭性を向上させることができる。 Although the detail of the said urethane bond is mentioned later, when the resin which comprises the surface side of the said surface layer has this coupling | bond, the toughness of the whole surface layer can be improved.
前記(3)に記載のフッ素化合物セグメントは、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基およびフルオロオキシアルカンジイル基からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメントを指し、さらに好ましくは前記フッ素化合物セグメントが、フルオロポリエーテルセグメントである。前記フルオロポリエーテルセグメントとは、フルオロアルキル基、オキシフルオロアルキル基、オキシフルオロアルカンジイル基などからなるセグメントで、化学式5、化学式6に代表される構造である。 The fluorine compound segment described in the above (3) refers to a segment containing at least one selected from the group consisting of fluoroalkyl group, fluorooxyalkyl group, fluoroalkenyl group, fluoroalkanediyl group and fluorooxyalkanediyl group, More preferably, the fluorine compound segment is a fluoropolyether segment. The fluoropolyether segment is a segment composed of a fluoroalkyl group, an oxyfluoroalkyl group, an oxyfluoroalkanediyl group and the like, and is a structure represented by the chemical formula 5 and the chemical formula 6.
ここで、n1は1〜3の整数、n2〜n5は1または2の整数、k、m、p、sは0以上の整数でかつp+sは1以上である。好ましくは、n1は2以上、n2〜n5は1または2の整数であり、より好ましくは、n1は3、n2とn4は2、n3とn5は1または2の整数である。 Here, n1 is an integer of 1 to 3, n2 to n5 is an integer of 1 or 2, k, m, p and s are integers of 0 or more, and p + s is 1 or more. Preferably, n1 is 2 or more, n2 to n5 are integers of 1 or 2, more preferably, n1 is 3, n2 and n4 are 2, and n3 and n5 are integers of 1 or 2.
前記フルオロポリエーテルセグメントの詳細については後述するが、表面層を構成する樹脂がこれらを含むことにより最表面に低表面エネルギーを示す分子を高密度に存在させることができ、表面の反復擦過性が向上する。 Although the details of the fluoropolyether segment will be described later, when the resin constituting the surface layer contains these, molecules exhibiting low surface energy can be present at a high density on the outermost surface, and the repetitive abrasion of the surface is improves.
このフルオロポリエーテルセグメントの鎖長には好ましい範囲があり、炭素数は4以上12以下が好ましく、4以上10以下がより好ましく、6以上8以下が特に好ましい。炭素数が、3以下では表面エネルギーが十分に低下しないため撥油性が低下する場合があり、13以上では溶媒への溶解性が低下するため、表面層の品位が低下する場合がある。 The chain length of this fluoropolyether segment has a preferable range, and the number of carbon atoms is preferably 4 or more and 12 or less, more preferably 4 or more and 10 or less, and particularly preferably 6 or more and 8 or less. If the number of carbon atoms is 3 or less, the surface energy is not sufficiently reduced, so the oil repellency may decrease. If the number of carbon atoms is 13 or more, the solubility in the solvent may decrease, and the quality of the surface layer may decrease.
前記(3)のポリシロキサンセグメントは化学式7で、ポリジメチルシロキサンセグメントは化学式8で示されるセグメントを指す。ここで、ポリシロキサンには、シロキサンの繰り返し単位が100程度である低分子量のもの(いわゆるオリゴマー)およびシロキサンの繰り返し単位が100を超える高分子量のもの(いわゆるポリマー)の両方が含まれる。同様にポリジメチルシロキサンには、ジメチルシロキサンの繰り返し単位が10〜100である低分子量のもの(いわゆるオリゴマー)およびジメチルシロキサンの繰り返し単位が100を超える高分子量のもの(いわゆるポリマー)の両方が含まれる。 The polysiloxane segment of (3) above refers to the segment represented by Formula 7, and the polydimethylsiloxane segment refers to the segment represented by Formula 8. Here, the polysiloxane includes both low molecular weight ones (so-called oligomers) in which the repeating units of the siloxane are about 100 and high molecular weight ones (so-called polymers) in which the repeating units of the siloxanes exceed 100. Similarly, polydimethylsiloxanes include both low molecular weight (the so-called oligomers) with 10 to 100 repeating units of dimethylsiloxane and high molecular weight (the so-called polymers) with more than 100 repeating units of dimethylsiloxane. .
R1、R2は、水酸基または炭素数1〜8のアルキル基のいずれかであり、式中においてそれぞれを少なくとも1つ以上有するものであり、nは100〜300の整数である。 R 1 and R 2 are either a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, each having at least one or more of them, and n is an integer of 100 to 300.
mは10〜300の整数である。 m is an integer of 10 to 300.
前記ポリシロキサンセグメント、ポリジメチルシロキサンセグメントの詳細については後述するが、前記表面層を構成する樹脂がこれらのセグメントを有することで耐熱性、耐候性の向上や、表面層の潤滑性による耐擦傷性を向上することができる。より好ましくは化学式8で表されるポリジメチルシロキサンセグメントを含むことが潤滑性の面から好ましい。
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[積層フィルム、および表面層]
本発明の積層フィルムは、前述の物性を示す表面層を有していれば平面状態、または成型された後の3次元形状のいずれであってもよい。ここで本発明における「表面層」は1つの「層」から形成されていてもよく、複数の「層」から形成されていてもよい。ここで「層」とは、積層フィルムの表面から厚み方向に向かい、厚み方向に隣接する部位と元素組成、含有物の形状、物理特性が不連続な境界面を有することにより区別でき、かつ有限の厚みを有する部位を指す。一方で表面層内の物理特性や元素組成が連続的に変化している場合には、1つの層として取り扱う。
Although the details of the polysiloxane segment and the polydimethylsiloxane segment will be described later, when the resin constituting the surface layer has these segments, the heat resistance and the weather resistance are improved, and the scratch resistance due to the lubricity of the surface layer Can be improved. It is more preferable from the viewpoint of lubricity to include a polydimethylsiloxane segment represented by the chemical formula 8 more preferably.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[Laminated film and surface layer]
The laminated film of the present invention may be either in a flat state or in a three-dimensional shape after being formed, as long as it has a surface layer exhibiting the aforementioned physical properties. Here, the "surface layer" in the present invention may be formed of one "layer" or may be formed of a plurality of "layers". Here, “layer” can be distinguished by having a boundary surface which is directed from the surface of the laminated film in the thickness direction and has an element composition adjacent to the thickness direction, the element composition, the shape of the inclusion, and the physical characteristics discontinuous. Refers to a portion having a thickness of On the other hand, when the physical properties and the elemental composition in the surface layer are continuously changing, they are handled as one layer.
前記表面層は本発明の課題としている、耐擦傷性のほかに、防汚性、反射防止性、帯電防止性、防汚性、導電性、熱線反射性、近赤外線吸収性、電磁波遮蔽性、易接着等の他の機能を有してもよい。 The surface layer is an object of the present invention, and in addition to scratch resistance, it has antifouling property, antireflective property, antistatic property, antifouling property, conductivity, heat ray reflectivity, near infrared ray absorbing property, electromagnetic wave shielding property, It may have other functions such as easy adhesion.
前記表面層の厚みは特に限定はないが、5μm以上200μm以下が好ましく、10μm以上100μm以下がより好ましい。また、前記表面層が複数の層から形成されている場合の各層の厚みについては、前述の通りである。
[支持基材]
本発明の積層フィルムに用いられる支持基材を構成する材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、ホモ樹脂であってもよく、共重合または2種類以上のブレンドであってもよい。より好ましくは、支持基材を構成する樹脂は、成型性が良好であるため、熱可塑性樹脂が好ましい。
The thickness of the surface layer is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 100 μm or less. The thickness of each layer when the surface layer is formed of a plurality of layers is as described above.
[Supporting base material]
The material constituting the support base used in the laminated film of the present invention may be any of thermoplastic resin and thermosetting resin, may be homo resin, and may be copolymer or blend of two or more types. Good. More preferably, the resin constituting the support base is preferably a thermoplastic resin because the moldability is good.
熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン・ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、脂環族ポリオレフィン樹脂、ナイロン6・ナイロン66などのポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、4フッ化エチレン樹脂・3フッ化エチレン樹脂・3フッ化塩化エチレン樹脂・4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体・フッ化ビニリデン樹脂などのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリ乳酸樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。熱可塑性樹脂は、十分な延伸性と追従性を備える樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂は、強度・耐熱性・透明性の観点から、特に、ポリエステル樹脂、もしくはポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂であることが好ましく、ポリエステル樹脂が特に好ましい。 Examples of thermoplastic resins include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene and polymethylpentene, alicyclic polyolefin resins, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, aramid resins, polyimide resins, polyester resins, polycarbonate resins, Fluorine such as polyarylate resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide resin, tetrafluoroethylene resin, trifluoroethylene resin, trifluorochlorinated ethylene resin, tetrafluoroethylene-6fluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride resin Resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyacetal resin, polyglycolic acid resin, polylactic acid resin, etc. can be used. As an example of a thermosetting resin, a phenol resin, an epoxy resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a polyurethane resin, a polyimide resin, a silicone resin etc. can be used. The thermoplastic resin is preferably a resin having sufficient stretchability and followability. From the viewpoint of strength, heat resistance and transparency, the thermoplastic resin is particularly preferably a polyester resin, a polycarbonate resin or a methacrylic resin, and a polyester resin is particularly preferable.
本発明におけるポリエステル樹脂とは、エステル結合を主鎖の主要な結合鎖とする高分子の総称であって、酸成分およびそのエステルとジオール成分の重縮合によって得られる。具体例としてはポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどを挙げることができる。またこれらに酸成分やジオール成分として他のジカルボン酸およびそのエステルやジオール成分を共重合したものであってもよい。これらの中で透明性、寸法安定性、耐熱性などの点でポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートが特に好ましい。 The polyester resin in the present invention is a general term for a polymer having an ester bond as the main bond chain of the main chain, and is obtained by polycondensation of an acid component and its ester and diol component. Specific examples thereof include polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, and polybutylene terephthalate. Moreover, what co-polymerized other dicarboxylic acid and its ester and diol component as an acid component and a diol component may be used for these. Among these, polyethylene terephthalate and polyethylene-2,6-naphthalate are particularly preferable in view of transparency, dimensional stability, heat resistance and the like.
また、支持基材には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、屈折率調整のためのドープ剤などが添加されていてもよい。支持基材は、単層構成、積層構成のいずれであってもよい。 In addition, the supporting substrate includes various additives such as an antioxidant, an antistatic agent, a crystal nucleating agent, an inorganic particle, an organic particle, a viscosity reducing agent, a heat stabilizer, a lubricant, an infrared ray absorbent, an ultraviolet ray absorbent, A dopant for adjusting the refractive index may be added. The supporting substrate may have either a single-layer structure or a laminated structure.
支持基材の表面には、前記表面層を形成する前に各種の表面処理を施すことも可能である。表面処理の例としては、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線照射処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理およびオゾン酸化処理が挙げられる。これらの中でもグロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理および火焔処理が好ましく、グロー放電処理と紫外線処理がさらに好ましい。 It is also possible to apply various surface treatments to the surface of the supporting substrate before forming the surface layer. Examples of surface treatment include chemical treatment, mechanical treatment, corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, laser treatment, mixed acid treatment and ozone oxidation treatment. Among these, glow discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, corona discharge treatment and flame treatment are preferable, and glow discharge treatment and ultraviolet treatment are more preferable.
また、支持基材の表面には、本発明の表面層とは別に易接着層、帯電防止層、アンダーコート層、紫外線吸収層などの機能性層をあらかじめ設けることも可能であり、特に易接着層を設けることが好ましい。 In addition to the surface layer of the present invention, functional layers such as an adhesive layer, an antistatic layer, an undercoat layer, and an ultraviolet ray absorbing layer can be provided in advance on the surface of the supporting substrate, and in particular, adhesion is easy It is preferable to provide a layer.
[塗料組成物]
本発明の積層フィルムは支持基材上に後述する積層フィルムの製造方法を用いて、塗料組成物を塗布、乾燥、硬化することで、前述の物性を達成可能な構造を持つ表面層を形成できる。ここで「塗料組成物」とは、溶媒と溶質からなる液体であり、前述の支持基材上に塗布し、溶媒を乾燥する工程で揮発、除去、硬化することにより表面層を形成可能な材料を指す。ここで、塗料組成物の「種類」とは、塗料組成物を構成する溶質の種類が一部でも異なる液体を指す。この溶質は、樹脂もしくは塗布プロセス内でそれらを形成可能な材料(以降これを前駆体と呼ぶ)、粒子、および重合開始剤、硬化剤、触媒、レベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤からなる。
[Coating composition]
The laminated film of the present invention can form a surface layer having a structure capable of achieving the above-mentioned physical properties by applying, drying and curing the coating composition on the supporting substrate using the method for manufacturing the laminated film described later. . Here, the "coating composition" is a liquid comprising a solvent and a solute, and is a material that can be applied on the above-mentioned supporting substrate and can form a surface layer by volatilization, removal and curing in the step of drying the solvent. Point to Here, the “type” of the coating composition refers to a liquid in which the types of solutes constituting the coating composition are partially different. The solute is a resin or a material capable of forming them in a coating process (hereinafter referred to as a precursor), particles, and a polymerization initiator, a curing agent, a catalyst, a leveling agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, etc. It consists of various additives.
本発明の積層フィルムは、前述のように少なくとも2種類の塗料組成物(以下塗料組成物A、塗料組成物Bとする)を用い、支持基材上に前述の逐次に塗布、または同時塗布することにより形成することが好ましい。ここで塗料組成物Aは支持基材上に塗布、乾燥、硬化することにより、弾性率が低く、自己修復性に優れた材料を形成可能な液体で、表面層の最表面側を形成するのに適した樹脂、または前駆体を含む。塗料組成物Bは支持基材上に塗布、乾燥、硬化することにより、弾性率が高く、表面硬度が高い材料を形成可能な液体で、表面層の基材側を形成するのに適した樹脂、または前駆体を含む。 The laminated film of the present invention uses at least two types of coating compositions (hereinafter referred to as coating composition A and coating composition B) as described above, and is sequentially applied or simultaneously applied on a supporting substrate as described above It is preferable to form by Here, the coating composition A is applied on a supporting substrate, dried and cured to form the outermost surface side of the surface layer with a liquid capable of forming a material having a low elastic modulus and excellent self-healing properties. Or a suitable resin, or precursor. Coating composition B is a liquid capable of forming a material having a high elastic modulus and a high surface hardness by being applied, dried and cured on a supporting substrate, and a resin suitable for forming the substrate side of the surface layer Or contains a precursor.
積層フィルムの製造方法において、塗料組成物を3種類以上用いる場合には、塗料組成物Aと塗料組成物Bを塗膜の物性に合わせて適宜混合することにより調製することもできる。以下、これらの詳細について説明する。 When three or more types of coating compositions are used in the method for producing a laminated film, the coating composition A and the coating composition B can be prepared by appropriately mixing them according to the physical properties of the coating film. The details of these will be described below.
[塗料組成物A]
塗料組成物Aは、表面層の表面側を構成するのに適した材料含む、もしくは形成可能な前駆体を含む液体であり、溶質として前述の(1)から(3)のセグメントを含む樹脂もしくは前駆体を含むことが好ましい。
[Coating composition A]
The coating composition A is a liquid containing a material suitable for forming the surface side of the surface layer, or containing a precursor that can be formed, and a resin or a resin containing the above-mentioned segment (1) to (3) as a solute It is preferred to include a precursor.
また、塗料組成物A中に含まれる前記(1)、(2)、(3)の質量部は、(1)/(2)/(3)= 95/5/1 〜 50/50/15 が好ましく、(1)/(2)/(3)= 90/10/1 〜 60/40/10 がより好ましい。以下、(1)、(2)、(3)の詳細について説明する。 Moreover, the mass part of said (1), (2), (3) contained in the coating composition A is (1) / (2) / (3) = 95/5/1-50/50/15. (1) / (2) / (3) = 90/10/1 to 60/40/10 are more preferable. The details of (1), (2) and (3) will be described below.
[ポリカプロラクトンセグメント、ポリカーボネートセグメント、ポリアルキレングリコールセグメント]
まず、ポリカプロラクトンセグメントとは前述の化学式1で示されるセグメントを指す。
ポリカプロラクトンセグメントを含有する樹脂は、少なくとも1以上の水酸基(ヒドロキシル基)を有することが好ましい。水酸基はポリカプロラクトンセグメントを含有する樹脂の末端にあることが好ましい。
[Polycaprolactone Segment, Polycarbonate Segment, Polyalkylene Glycol Segment]
First, the polycaprolactone segment refers to the segment represented by the above-mentioned chemical formula 1.
It is preferable that the resin containing a polycaprolactone segment has at least one or more hydroxyl groups (hydroxyl groups). The hydroxyl group is preferably at the end of the resin containing a polycaprolactone segment.
ポリカプロラクトンセグメントを含有する樹脂としては、特に2〜3官能の水酸基を有するポリカプロラクトンが好ましい。具体的には、化学式9で示されるポリカプロラクトンジオール、 As a resin containing a polycaprolactone segment, polycaprolactone having a 2- to 3-functional hydroxyl group is particularly preferable. Specifically, polycaprolactone diol represented by the chemical formula 9,
ここで、m+nは4〜35の整数で、m、nはそれぞれ1〜34の整数、RはC2H4、C2H4OC2H4、C(CH3)3(CH2)2
または化学式10で示されるポリカプロラクトントリオール、
Here, m + n is an integer of 4 to 35, m and n each is an integer of 1 to 34, R is C 2 H 4 , C 2 H 4 OC 2 H 4 , C (CH 3 ) 3 (CH 2 ) 2
Or polycaprolactone triol represented by the formula 10
ここで、l+m+nは3〜30の整数で、l、m、nはそれぞれ1〜28の整数、RはCH2CHCH2、CH3C(CH2)3、CH3CH2C(CH2)3
などのポリカプロラクトンポリオールや化学式11で示されるポリカプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
Here, l + m + n is an integer of 3 to 30, l, m and n each is an integer of 1 to 28, R is CH 2 CHCH 2 , CH 3 C (CH 2 ) 3 and CH 3 CH 2 C (CH 2 ) 3
And polycaprolactone-modified hydroxyethyl (meth) acrylates represented by the chemical formula 11
ここで、nは1〜25の整数で、RはHまたはCH3などの活性エネルギー線重合性カプロラクトンを用いることができる。他の活性エネルギー線重合性カプロラクトンの例として、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Here, n is an integer of 1 to 25 and R can be H or active energy ray polymerizable caprolactone such as CH 3 . Examples of other active energy ray polymerizable caprolactone include polycaprolactone modified hydroxypropyl (meth) acrylate, polycaprolactone modified hydroxybutyl (meth) acrylate and the like.
さらに本発明において、ポリカプロラクトンセグメントを含有する樹脂は、ポリカプロラクトンセグメント以外に、他のセグメントやモノマーが含有(あるいは、共重合)されていてもよい。たとえば、後述するポリジメチルシロキサンセグメントやポリシロキサンセグメント、イソシアネート化合物を含有する化合物が含有(あるいは、共重合)されていてもよい。 Furthermore, in the present invention, the resin containing a polycaprolactone segment may contain (or be copolymerized with) other segments and monomers in addition to the polycaprolactone segment. For example, a polydimethylsiloxane segment, a polysiloxane segment described later, or a compound containing an isocyanate compound may be contained (or copolymerized).
また、本発明において、ポリカプロラクトンセグメントを含有する樹脂中の、ポリカプロラクトンセグメントの重量平均分子量は500〜2,500であることが好ましく、より好ましい重量平均分子量は1,000〜1,500である。ポリカプロラクトンセグメントの重量平均分子量が500〜2,500であると、自己修復性の効果がより発現し、また反復擦過性がより向上するため好ましい。 In the present invention, the weight average molecular weight of the polycaprolactone segment in the resin containing the polycaprolactone segment is preferably 500 to 2,500, and more preferably 1,000 to 1,500. . When the weight average molecular weight of the polycaprolactone segment is 500 to 2,500, the self-repairing effect is more exhibited, and the repetitive abrasion is further improved, which is preferable.
次にポリアルキレングリコールセグメントとは、前述の化学式2で示されるセグメントを指す。ポリアルキレングリコールセグメントを含有する樹脂は、少なくとも1以上の水酸基(ヒドロキシル基)を有することが好ましい。水酸基はポリアルキレングリコールセグメントを含有する樹脂の末端にあることが好ましい。 Next, a polyalkylene glycol segment refers to the segment represented by the above-mentioned chemical formula 2. It is preferable that the resin containing the polyalkylene glycol segment has at least one or more hydroxyl groups (hydroxyl groups). The hydroxyl group is preferably at the end of the resin containing a polyalkylene glycol segment.
ポリアルキレングリコールセグメントを含有する樹脂としては、弾性を付与するために、末端にアクリレート基を有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートであることが好ましい。ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートのアクリレート官能基(またはメタクリレート官能基)数は限定されないが、硬化物の自己修復性の点から単官能であることが最も好ましい。 The resin containing a polyalkylene glycol segment is preferably a polyalkylene glycol (meth) acrylate having an acrylate group at the end in order to impart elasticity. The number of acrylate functional groups (or methacrylate functional groups) of the polyalkylene glycol (meth) acrylate is not limited, but is most preferably monofunctional from the viewpoint of the self-healing property of the cured product.
表面層を形成するために用いる塗料組成物中に含有されるポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。それぞれ次の化学式12、化学式13、化学式14に代表される構造である。 Examples of polyalkylene glycol (meth) acrylate contained in the coating composition used to form the surface layer include polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate and polybutylene glycol (meth) acrylate . The structures are represented by the following chemical formula 12, chemical formula 13, and chemical formula 14, respectively.
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート: Polyethylene glycol (meth) acrylate:
ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート: Polypropylene glycol (meth) acrylate:
ポリブチレングリコール(メタ)アクリレート: Polybutylene glycol (meth) acrylate:
化学式12、化学式13、化学式14でRは水素(H)またはメチル基(−CH3)、mは2〜11となる整数である。 Formula 12, Formula 13, is R in the chemical formula 14 hydrogen (H) or methyl group (-CH 3), m is an integer comprised between 2 to 11.
本発明では、好ましくは、後述するイソシアネート基を含有する化合物と(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレートの水酸基を反応させてウレタン(メタ)アクリレートとして表面層に用いることにより、表面層を構成する樹脂が、(2)ウレタン結合および(3)(ポリ)アルキレングリコールセグメントを有することができ、結果として表面層の強靱性を向上させると共に自己修復性を向上することができて好ましい。 In the present invention, preferably, a resin constituting a surface layer is produced by reacting a compound having an isocyanate group to be described later with a hydroxyl group of (poly) alkylene glycol (meth) acrylate to use as a urethane (meth) acrylate in the surface layer. (2) urethane bond and (3) (poly) alkylene glycol segment, which is preferable because it can improve the toughness of the surface layer and improve the self-repairing property.
イソシアネート基を含有する化合物とポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートとのウレタン化反応の際に同時に配合するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が例示される。 Hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl as hydroxyalkyl (meth) acrylate simultaneously compounded in the urethanization reaction of a compound containing an isocyanate group and a polyalkylene glycol (meth) acrylate Examples are (meth) acrylates and the like.
次に、ポリカーボネートセグメントとは前述の化学式3で示されるセグメントを指す。 Next, the polycarbonate segment refers to the segment represented by the above-mentioned chemical formula 3.
ポリカーボネートセグメントを含有する樹脂は、少なくとも1以上の水酸基(ヒドロキシル基)を有することが好ましい。水酸基は、ポリカーボネートセグメントを含有する樹脂の末端にあることが好ましい。 The resin containing a polycarbonate segment preferably has at least one or more hydroxyl groups (hydroxyl groups). The hydroxyl group is preferably at the end of the resin containing a polycarbonate segment.
ポリカーボネートセグメントを含有する樹脂としては、特に2官能の水酸基を有するポリカーボネートジオールが好ましい。具体的には化学式15で示される。
ポリカーボネートジオール:
As a resin containing a polycarbonate segment, a polycarbonate diol having a bifunctional hydroxyl group is particularly preferable. Specifically, it is represented by Chemical Formula 15.
Polycarbonate diol:
nは2〜16の整数である。
Rは炭素数1〜8までのアルキレン基またはシクロアルキレン基を指す。
n is an integer of 2 to 16;
R refers to an alkylene or cycloalkylene group having 1 to 8 carbon atoms.
ポリカーボネートジオールは、カーボネート単位の繰り返し数がいくつであってもよいが、カーボネート単位の繰り返し数が大きすぎるとウレタン(メタ)アクリレートの硬化物の強度が低下するため、繰り返し数は10以下であることが好ましい。なお、ポリカーボネートジオールは、カーボネート単位の繰り返し数が異なる2種以上のポリカーボネートジオールの混合物であってもよい。 The polycarbonate diol may have any number of repeating carbonate units, but if the number of repeating carbonate units is too large, the strength of the cured urethane (meth) acrylate decreases, so the number of repeating is 10 or less. Is preferred. The polycarbonate diol may be a mixture of two or more polycarbonate diols having different numbers of repeating carbonate units.
ポリカーボネートジオールは、数平均分子量が500〜10,000のものが好ましく、1,000〜5,000のものがより好ましい。数平均分子量が500未満になると好適な柔軟性が得難くなる場合があり、また数平均分子量が10,000を超えると耐熱性や耐溶剤性が低下する場合があるので前記程度のものが好適である。 The polycarbonate diol preferably has a number average molecular weight of 500 to 10,000, and more preferably 1,000 to 5,000. When the number average molecular weight is less than 500, it may be difficult to obtain suitable flexibility, and when the number average molecular weight exceeds 10,000, the heat resistance and the solvent resistance may decrease, so the above-mentioned material is preferable. It is.
また、本発明で用いられるポリカーボネートジオールとしては、UH−CARB、UD−CARB、UC−CARB(宇部興産株式会社)のPLACCEL CD−PL、PLACCEL CD−H(ダイセル化学工業株式会社)、クラレポリオールCシリーズ(株式会社クラレ)、デュラノールシリーズ(旭化成ケミカルズ株式会社)などの製品を好適に例示することができる。これらのポリカーボネートジオールは、単独で、または二種類以上を組合せて用いることもできる。 Moreover, as polycarbonate diol used by this invention, UH-CARB, UD-CARB, PLACCEL CD-PL of UC-CARB (Ube Industries, Ltd.), PLACCEL CD-H (Daicel Chemical Industries, Ltd.), Kuraray polyol C Products such as series (Kuraray Co., Ltd.) and Duranol series (Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) can be suitably exemplified. These polycarbonate diols can also be used alone or in combination of two or more.
さらに本発明において、ポリカプロラクトンセグメントを含有する樹脂は、ポリカプロラクトンセグメント以外に、他のセグメントやモノマーが含有(あるいは、共重合)されていてもよい。たとえば、後述するポリジメチルシロキサンセグメントやポリシロキサンセグメント、イソシアネート化合物を含有する化合物が含有(あるいは、共重合)されていてもよい。 Furthermore, in the present invention, the resin containing a polycaprolactone segment may contain (or be copolymerized with) other segments and monomers in addition to the polycaprolactone segment. For example, a polydimethylsiloxane segment, a polysiloxane segment described later, or a compound containing an isocyanate compound may be contained (or copolymerized).
本発明では、好ましくは、後述するイソシアネート基を含有する化合物とポリカーボネートジオールの水酸基とを反応させてウレタン(メタ)アクリレートとして、表面層の表面側に用いることにより、表面層の表面側を構成する樹脂が、前述の(2)ウレタン結合および(1)ポリカーボネートジオールセグメントを有することができ、結果として表面層の強靱性を向上させると共に自己修復性を向上することができ、反復擦過性を向上させることができる。
[ウレタン結合、イソシアネート基を含有する化合物]
本発明において、「ウレタン結合」とは前述の化学式4で示される結合を指す。塗料組成物Aが市販のウレタン変性樹脂を含むことにより、表面層の表面側を構成する樹脂がウレタン結合を有することが可能となる。また、表面層の表面側を形成する際に前駆体としてイソシアネート基を含有する化合物と水酸基を含有する化合物とを含む塗料組成物Aを塗布、乾燥、硬化することにより、ウレタン結合を生成させて、表面層の表面側にウレタン結合を含有させることもできる。
In the present invention, preferably, the surface side of the surface layer is constituted by reacting a compound containing an isocyanate group to be described later with the hydroxyl group of polycarbonate diol and using it as a urethane (meth) acrylate on the surface side of the surface layer. The resin can have the aforementioned (2) urethane bond and (1) polycarbonate diol segment, and as a result can improve the toughness of the surface layer and improve the self-repairing property, and improve the repetitive abrasion. be able to.
[A compound containing a urethane bond and an isocyanate group]
In the present invention, "urethane bond" refers to the bond represented by the above-mentioned chemical formula 4. By the coating composition A containing a commercially available urethane-modified resin, the resin constituting the surface side of the surface layer can have a urethane bond. Further, when forming the surface side of the surface layer, a coating composition A containing a compound containing an isocyanate group and a compound containing a hydroxyl group as a precursor is applied, dried and cured to form a urethane bond. Also, urethane bonds can be contained on the surface side of the surface layer.
本発明ではイソシアネート基と水酸基とを反応させてウレタン結合を生成させることにより、表面層の表面側を構成する樹脂にウレタン結合を導入することが好ましい。イソシアネート基と水酸基とを反応させてウレタン結合を生成させることにより、表面層の強靱性を向上させると共に自己修復性を向上させることで、反復擦過性を向上させることができる。 In the present invention, it is preferable to introduce a urethane bond into the resin constituting the surface side of the surface layer by reacting an isocyanate group and a hydroxyl group to form a urethane bond. By reacting the isocyanate group and the hydroxyl group to form a urethane bond, the toughness of the surface layer can be improved and the self-repairing property can be improved, whereby the repetitive abrasion can be improved.
また、前述したポリカプロラクトンセグメント、ポリカーボネートセグメント、ポリアルキレングリコールセグメントを含有する樹脂や、水酸基を有する場合は、熱などによってこれら樹脂と前駆体としてイソシアネート基を含有する化合物との間にウレタン結合を生成させることも可能である。 In addition, a resin containing a polycaprolactone segment, a polycarbonate segment, or a polyalkylene glycol segment as described above, or, if having a hydroxyl group, generates a urethane bond between these resin and a compound containing an isocyanate group as a precursor by heat or the like. It is also possible to
イソシアネート基を含有する化合物と、後述する水酸基を有するポリシロキサンセグメントを含有する樹脂や、水酸基を有するポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂を用いて表面層を形成すると、表面層の強靱性および自己修復性に加えて、表面のすべり性を高めることができ、反復擦過性の観点からもより好ましい。 When the surface layer is formed using a compound containing an isocyanate group, a resin containing a polysiloxane segment having a hydroxyl group described later, or a resin containing a polydimethylsiloxane segment having a hydroxyl group, the toughness and self-repairing of the surface layer In addition to the nature, the slipperiness of the surface can be enhanced, which is more preferable from the viewpoint of repeated abrasion.
本発明において、イソシアネート基を含有する化合物とは、イソシアネート基を含有する樹脂や、イソシアネート基を含有するモノマーやオリゴマーを指す。イソシアネート基を含有する化合物は、例えば、メチレンビス−4−シクロヘキシルイソシアネート、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、イソホロンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、ヘキサメチレンイソシアネートのビューレット体などの(ポリ)イソシアネート、および上記イソシアネートのブロック体などを挙げることができる。 In the present invention, a compound containing an isocyanate group refers to a resin containing an isocyanate group, and a monomer or oligomer containing an isocyanate group. The compound containing an isocyanate group is, for example, methylene bis-4-cyclohexyl isocyanate, trimethylolpropane adduct of tolylene diisocyanate, trimethylolpropane adduct of hexamethylene diisocyanate, trimethylolpropane adduct of isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate. An isocyanurate body, an isocyanurate body of hexamethylene diisocyanate, a (poly) isocyanate such as a biuret body of hexamethylene isocyanate, and a block body of the above isocyanate can be mentioned.
これらのイソシアネート基を含有する化合物の中でも、脂環族や芳香族のイソシアネートに比べて脂肪族のイソシアネートが、自己修復性が高く好ましい。イソシアネート基を含有する化合物は、より好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネートである。また、イソシアネート基を含有する化合物は、イソシアヌレート環を有するイソシアネートが耐熱性の点で特に好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体が最も好ましい。イソシアヌレート環を有するイソシアネートは、自己修復性と耐熱特性を併せ持つ表面層を形成する。
[フッ素化合物セグメント、ポリシロキサンセグメント、ポリジメチルシロキサンセグメント]
本発明の積層フィルムにおいて、表面層、もしくは表面層の表面側を構成する樹脂が、フッ素化合物セグメント、ポリシロキサンセグメントおよびポリジメチルシロキサンセグメントからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメントを有していることが好ましい。
Among these isocyanate group-containing compounds, aliphatic isocyanates are preferable because they have high self-healing properties compared to alicyclic or aromatic isocyanates. The compound containing an isocyanate group is more preferably hexamethylene diisocyanate. Further, as the compound having an isocyanate group, an isocyanate having an isocyanurate ring is particularly preferable in terms of heat resistance, and an isocyanurate of hexamethylene diisocyanate is most preferable. An isocyanate having an isocyanurate ring forms a surface layer having both self-healing properties and heat resistance properties.
[Fluorinated compound segment, polysiloxane segment, polydimethylsiloxane segment]
In the laminated film of the present invention, the surface layer or the resin constituting the surface side of the surface layer has a segment including at least one selected from the group consisting of a fluorine compound segment, a polysiloxane segment and a polydimethylsiloxane segment Is preferred.
さらに、フッ素化合物セグメント、ポリシロキサンセグメントおよびポリジメチルシロキサンセグメントからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメント含む樹脂、もしくは前駆体を含む塗料組成物Aを、表面層を形成する塗料組成物の一つを用いることにより、表面層の表面側を構成する樹脂がこれらを有することができる。 Further, a paint composition for forming a surface layer is a paint composition A containing a resin containing a segment containing at least one selected from the group consisting of a fluorine compound segment, a polysiloxane segment and a polydimethylsiloxane segment, or a precursor The resin which comprises the surface side of a surface layer can have these by using one.
以下、これらフッ素化合物セグメント、ポリシロキサンセグメント、ポリジメチルシロキサンセグメントについて説明する。 Hereinafter, the fluorine compound segment, the polysiloxane segment, and the polydimethylsiloxane segment will be described.
まず、フッ素化合物セグメントは、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基およびフルオロオキシアルカンジイル基からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメントを指す。 First, a fluorine compound segment refers to a segment including at least one selected from the group consisting of fluoroalkyl group, fluorooxyalkyl group, fluoroalkenyl group, fluoroalkanediyl group and fluorooxyalkanediyl group.
ここで、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、フルオロオキシアルカンジイル基とはアルキル基、オキシアルキル基、アルケニル基、アルカンジイル基、オキシアルカンジイル基が持つ水素の一部、あるいは全てがフッ素に置き換わった置換基であり、いずれも主にフッ素原子と炭素原子から構成される置換基であり、構造中に分岐があってもよく、これらの部位を有する構造が複数連結したダイマー、トリマー、オリゴマー、ポリマー構造を形成していてもよい。 Here, fluoroalkyl group, fluorooxyalkyl group, fluoroalkenyl group, fluoroalkanediyl group, fluorooxyalkanediyl group means hydrogen of alkyl group, oxyalkyl group, alkenyl group, alkanediyl group, oxyalkanediyl group. Part or all is a substituent substituted with fluorine, and each is a substituent mainly composed of a fluorine atom and a carbon atom, and there may be a branch in the structure, and a structure having these portions is A plurality of linked dimers, trimers, oligomers, and polymer structures may be formed.
また、前記フッ素化合物セグメントとしては、フルオロポリエーテルセグメントが好ましく、これはフルオロアルキル基、オキシフルオロアルキル基、オキシフルオロアルカンジイル基などからなる部位で、より好ましくは化学式5、化学式6に代表されるフルオロポリエーテルセグメントであることはすでに述べたとおりである。 Further, as the fluorine compound segment, a fluoropolyether segment is preferable, and this is a site composed of a fluoroalkyl group, an oxyfluoroalkyl group, an oxyfluoroalkanediyl group, etc., more preferably represented by the chemical formula 5 and the chemical formula 6 It is as already stated that it is a fluoropolyether segment.
この表面層に含まれる樹脂がフッ素化合物セグメントを含むには、前述の塗料組成物Aが以下のフッ素化合物Dを含むことが好ましい。このフッ素化合物Dは化学式16で示される化合物である。 In order for the resin contained in the surface layer to contain a fluorine compound segment, the coating composition A described above preferably contains the following fluorine compound D. The fluorine compound D is a compound represented by the chemical formula 16.
ここでRf1はフッ素化合物セグメント、R7はアルカンジイル基、アルカントリイル基、およびそれらから導出されるエステル構造、ウレタン構造、エーテル構造、トリアジン構造を、D1は反応性部位を示す。 Here, R f1 represents a fluorine compound segment, R 7 represents an alkanediyl group, an alkanetriyl group, and an ester structure derived therefrom, a urethane structure, an ether structure or a triazine structure, and D 1 represents a reactive site.
この反応性部位とは、熱または光などの外部エネルギーにより他の成分と反応する部位を指す。このような反応性部位として、反応性の観点からアルコキシシリル基およびアルコキシシリル基が加水分解されたシラノール基や、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。なかでも、反応性、ハンドリング性の観点から、ビニル基、アリル基、アルコキシシリル基、シリルエーテル基あるいはシラノール基や、エポキシ基、アクリロイル(メタクリロイル)基が好ましい。 The reactive site refers to a site that reacts with other components by external energy such as heat or light. As such a reactive site, a silanol group in which an alkoxysilyl group and an alkoxysilyl group are hydrolyzed from the viewpoint of reactivity, a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, etc. It can be mentioned. Among them, vinyl, allyl, alkoxysilyl, silyl ether or silanol, an epoxy and acryloyl (methacryloyl) are preferable from the viewpoint of reactivity and handling.
フッ素化合物Dの一例は次に示される化合物である。3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリイソシアネートシラン、2−パーフルオロオクチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリクロロシラン、2−パーフルオロオクチルイソシアネートシラン、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフロオロプロピルアクリレート、2−パーフルオロブチルエチルアクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチルアクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルアクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロデシルエチルアクリレート、2−パーフルオロ−3−メチルブチルエチルアクリレート、3−パーフルオロ−3−メトキシブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロ−5−メチルヘキシルエチルアクリレート、3−パーフルオロ−5−メチルヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロ−7−メチルオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラフルオロプロピルアクリレート、オクタフルオロペンチルアクリレート、ドデカフルオロヘプチルアクリレート、ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2−パーフルオロブチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロデシルエチルメタクリレート、2−パーフルオロ−3−メチルブチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−3−メチルブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロ−5−メチルヘキシルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−5−メチルヘキシル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロ−7−メチルオクチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−6−メチルオクチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート、1−トリフルオロメチルトリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロブチルメタクリレート、トリアクリロイル−ヘプタデカフルオロノネニル−ペンタエリスリトールなどが挙げられる。 An example of the fluorine compound D is a compound shown below. 3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriisopropoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrichlorosilane 3,3,3-Trifluoropropyltriisocyanate silane, 2-perfluorooctyltrimethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriisopropoxysilane, 2-perfluorooctylethyltrichloride Chlorosilane, 2-perfluorooctylisocyanate silane, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate, 2-perfluorobutylethyl acrylate, 3-perfluoro Butyl-2-hydroxypropyl acrylate, 2-perfluorohexylethyl acrylate, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl acrylate, 2-perfluorooctylethyl acrylate, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl acrylate, 2- Perfluorodecylethyl acrylate, 2-perfluoro-3-methylbutylethyl acrylate, 3-perfluoro-3-methoxybutyl-2-hydroxypropyl acrylate, 2-perfluoro-5-methylhexylethyl acrylate, 3-perfluoro -5-Methylhexyl-2-hydroxypropyl acrylate, 2-perfluoro-7-methyloctyl-2-hydroxypropyl acrylate, tetrafluoropropyl acrylate Octafluoropentyl acrylate, dodecafluoroheptyl acrylate, hexadecafluorononyl acrylate, hexafluorobutyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 2-permer Fluorobutylethyl methacrylate, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-perfluorooctylethyl methacrylate, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-perfluorodecylethyl methacrylate, 2-perfluoro- 3-Methylbutylethyl methacrylate, 3-perfluoro-3-methylbutyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-perfluoro-5-methyl methacrylate Hexylethyl methacrylate, 3-perfluoro-5-methylhexyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-perfluoro-7-methyloctylethyl methacrylate, 3-perfluoro-6-methyloctyl methacrylate, tetrafluoropropyl methacrylate, octafluoro And pentyl methacrylate, octafluoropentyl methacrylate, dodecafluoroheptyl methacrylate, hexadecafluorononyl methacrylate, 1-trifluoromethyl trifluoroethyl methacrylate, hexafluorobutyl methacrylate, triacryloyl-heptadecafluorononenyl-pentaerythritol and the like.
なお、フッ素化合物Dは1分子あたり複数のフルオロポリエーテル部位を有していてもよい。
上記フッ素化合物Dの市販されている例としては、RS−75(DIC株式会社)、オプツールDAC−HP(ダイキン工業株式会社)、C10GACRY、C8HGOL(油脂製品株式会社)などを挙げることができ、これらの製品を利用することができる。
The fluorine compound D may have a plurality of fluoropolyether moieties per molecule.
Examples of the commercially available fluorine compound D include RS-75 (DIC Corporation), Optool DAC-HP (Daikin Industries, Ltd.), C10GACRY, C8HGOL (oil and fat product corporation), and the like. You can use the products of
次にポリシロキサンセグメントについて述べる。本発明においてポリシロキサンセグメントとは、前述の化学式7で示されるセグメントを指す。本発明では、加水分解性シリル基を含有するシラン化合物の部分加水分解物、オルガノシリカゾルまたは該オルガノシリカゾルにラジカル重合体を有する加水分解性シラン化合物を付加させた塗料組成物を、ポリシロキサンセグメントを含有する樹脂として用いることができる。 Next, the polysiloxane segment will be described. In the present invention, the polysiloxane segment refers to the segment represented by the above-mentioned chemical formula 7. In the present invention, a coating composition obtained by adding a hydrolyzable silane compound having a radical polymer to a partial hydrolyzate of a silane compound containing a hydrolyzable silyl group, an organosilica sol, or the organosilica sol is used as a polysiloxane segment. It can be used as a resin to be contained.
ポリシロキサンセグメントを含有する樹脂は、テトラアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルアルキルジアルコキシシランなどの加水分解性シリル基を有するシラン化合物の完全もしくは部分加水分解物や有機溶媒に分散させたオルガノシリカゾル、オルガノシリカゾルの表面に加水分解性シリル基の加水分解シラン化合物を付加させたものなどを例示することができる。 Resins containing a polysiloxane segment include tetraalkoxysilane, methyltrialkoxysilane, dimethyldialkoxysilane, γ-glycidoxypropyltrialkoxysilane, γ-glycidoxypropylalkyldialkoxysilane, and γ-methacryloxypropyltritriol. Organo silica sol dispersed in a completely or partially hydrolyzate of a silane compound having a hydrolyzable silyl group such as alkoxysilane, γ-methacryloxypropyl alkyl dialkoxysilane, or an organic solvent, hydrolyzable silyl group on the surface of organosilica sol The thing etc. which added the hydrolysis silane compound of these can be illustrated.
また、本発明において、ポリシロキサンセグメントを含有する樹脂は、ポリシロキサンセグメント以外に、他のセグメント等が含有(共重合)されていてもよい。たとえば、ポリカプロラクトンセグメント、ポリジメチルシロキサンセグメントを有するモノマー成分が含有(共重合)されていてもよい。 In the present invention, the resin containing the polysiloxane segment may contain (copolymerize) other segments and the like in addition to the polysiloxane segment. For example, a monomer component having a polycaprolactone segment or a polydimethylsiloxane segment may be contained (copolymerized).
ポリシロキサンセグメントを含有する樹脂が水酸基を有する共重合体である場合、水酸基を有するポリシロキサンセグメントを含有する樹脂(共重合体)とイソシアネート基を含有する化合物とを含む塗料組成物を用いて表面層を形成すると、効率的に、ポリシロキサンセグメントとウレタン結合とを有する表面層とすることができる。 When the resin containing a polysiloxane segment is a copolymer having a hydroxyl group, the surface is obtained using a coating composition containing a resin (copolymer) containing a polysiloxane segment having a hydroxyl group and a compound containing an isocyanate group. By forming the layer, it is possible to efficiently form a surface layer having a polysiloxane segment and a urethane bond.
次にポリジメチルシロキサンセグメントについて述べる。本発明において、ポリジメチルシロキサンセグメントとは、前述の化学式8で示されるセグメントを指す。 Next, the polydimethylsiloxane segment is described. In the present invention, the polydimethylsiloxane segment refers to the segment represented by the above-mentioned chemical formula 8.
表面層の表面側を構成する樹脂が、ポリジメチルシロキサンセグメントを有すると、ポリジメチルシロキサンセグメントが表面層の表面に配位することとなる。ポリジメチルシロキサンセグメントが表面層の表面に配位することにより、表面層表面の潤滑性が向上し、摩擦抵抗を低減することができる。この結果、反復擦過性を向上させることができる。 When the resin constituting the surface side of the surface layer has a polydimethylsiloxane segment, the polydimethylsiloxane segment is coordinated to the surface of the surface layer. By coordinating the polydimethylsiloxane segment to the surface of the surface layer, the lubricity of the surface of the surface layer can be improved and the frictional resistance can be reduced. As a result, repetitive abrasion can be improved.
本発明においては、ポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂としては、ポリジメチルシロキサンセグメントにビニルモノマーが共重合された共重合体を用いることが好ましい。 In the present invention, as the resin containing a polydimethylsiloxane segment, it is preferable to use a copolymer in which a vinyl monomer is copolymerized with the polydimethylsiloxane segment.
表面層の強靱性を向上させる目的で、ポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂は、イソシアネート基と反応する水酸基を有するモノマー等が共重合されていることが好ましい。 In order to improve the toughness of the surface layer, it is preferable that the resin containing a polydimethylsiloxane segment is copolymerized with a monomer having a hydroxyl group that reacts with an isocyanate group.
ポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂が水酸基を有する共重合体である場合、水酸基を有するポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂(共重合体)とイソシアネート基を含有する化合物とを含む塗料組成物を用いて表面層を形成すると、効率的にポリジメチルシロキサンセグメントとウレタン結合とを有する表面層とすることができる。 When the resin containing a polydimethylsiloxane segment is a copolymer having a hydroxyl group, a paint composition containing a resin (copolymer) containing a polydimethylsiloxane segment having a hydroxyl group and a compound containing an isocyanate group is used Once the surface layer is formed, the surface layer can be efficiently provided with the polydimethylsiloxane segment and the urethane bond.
ポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂が、ビニルモノマーとの共重合体の場合は、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダム共重合体のいずれであってもよい。ポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂がビニルモノマーとの共重合体の場合、これを、ポリジメチルシロキサン系共重合体という。ポリジメチルシロキサン系共重合体は、リビング重合法、高分子開始剤法、高分子連鎖移動法などにより製造することができるが、生産性を考慮すると高分子開始剤法、高分子連鎖移動法を用いるのが好ましい。 When the resin containing a polydimethylsiloxane segment is a copolymer with a vinyl monomer, it may be any of a block copolymer, a graft copolymer, and a random copolymer. When the resin containing a polydimethylsiloxane segment is a copolymer with a vinyl monomer, this is referred to as a polydimethylsiloxane copolymer. The polydimethylsiloxane copolymer can be produced by living polymerization method, polymer initiator method, polymer chain transfer method, etc., but considering the productivity, the polymer initiator method, polymer chain transfer method It is preferred to use.
高分子開始剤法を用いる場合には化学式17で示される高分子アゾ系ラジカル重合開始剤を用いて他のビニルモノマーと共重合させることができる。またペルオキシモノマーと不飽和基を有するポリジメチルシロキサンとを低温で共重合させて過酸化物基を側鎖に導入したプレポリマーを合成し、該プレポリマーをビニルモノマーと共重合させる二段階の重合を行うこともできる。 When the polymer initiator method is used, the polymer azo radical polymerization initiator represented by the chemical formula 17 can be used to copolymerize with other vinyl monomers. Also, a two-step polymerization is carried out by copolymerizing a peroxy monomer and a polydimethylsiloxane having an unsaturated group at low temperature to introduce a peroxide group into a side chain, and copolymerizing the prepolymer with a vinyl monomer. You can also do
mは10〜300の整数、nは1〜50の整数である。
高分子連鎖移動法を用いる場合は、例えば、化学式18に示すシリコーンオイルに、HS−CH2COOHやHS−CH2CH2COOH等を付加してSH基を有する化合物とした後、SH基の連鎖移動を利用して該シリコーン化合物とビニルモノマーとを共重合させることでブロック共重合体を合成することができる。
m is an integer of 10 to 300 and n is an integer of 1 to 50.
In the case of using a polymer chain transfer method, for example, after adding HS-CH 2 COOH, HS-CH 2 CH 2 COOH, etc. to a silicone oil represented by the chemical formula 18 to obtain a compound having an SH group, A block copolymer can be synthesized by copolymerizing the silicone compound and a vinyl monomer using chain transfer.
mは10〜300の整数である。 m is an integer of 10 to 300.
ポリジメチルシロキサン系グラフト共重合体を合成するには、例えば、化学式19に示す化合物、すなわちポリジメチルシロキサンのメタクリルエステルなどとビニルモノマーとを共重合させることにより容易にグラフト共重合体を得ることができる。 In order to synthesize a polydimethylsiloxane graft copolymer, for example, a graft copolymer can be easily obtained by copolymerizing a compound represented by the chemical formula 19, that is, a methacrylic ester of polydimethylsiloxane with a vinyl monomer. it can.
mは10〜300の整数である。 m is an integer of 10 to 300.
ポリジメチルシロキサンとの共重合体に用いられるビニルモノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、オクチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジアセチトンアクリルアミド、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、アリルアルコールなどを挙げることができる。 As a vinyl monomer used for a copolymer with polydimethylsiloxane, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, octyl acrylate, cyclohexyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n -Butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, lauryl methacrylate, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, styrene, α-methyl styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride , Vinyl fluoride, vinylidene fluoride, glycidyl acrylate Glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl ester Methacrylates, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, diacetotone acrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, allyl alcohol and the like can be mentioned.
また、ポリジメチルシロキサン系共重合体は、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤などを単独もしくは混合溶媒中で溶液重合法によって製造されることが好ましい。 In addition, polydimethylsiloxane-based copolymers include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ethanol, isopropyl alcohol and the like It is preferable to manufacture by the solution-polymerizing method in alcohol solvent etc. of this in an individual or mixed solvent.
必要に応じてベンゾイルパーオキサイド、アゾビスイソブチルニトリルなどの重合開始剤を併用する。重合反応は50〜150℃で3〜12時間行うのが好ましい。 If necessary, a polymerization initiator such as benzoyl peroxide or azobisisobutyl nitrile is used in combination. The polymerization reaction is preferably carried out at 50 to 150 ° C. for 3 to 12 hours.
本発明におけるポリジメチルシロキサン系共重合体中の、ポリジメチルシロキサンセグメントの量は、表面層の潤滑性や耐汚染性の点で、ポリジメチルシロキサン系共重合体の全成分100質量%において1〜30質量%であるのが好ましい。またポリジメチルシロキサンセグメントの重量平均分子量は1,000〜30,000とするのが好ましい。 The amount of the polydimethylsiloxane segment in the polydimethylsiloxane copolymer in the present invention is 1 to 10% by mass of all components of the polydimethylsiloxane copolymer in terms of the lubricity and the stain resistance of the surface layer. It is preferably 30% by mass. The weight average molecular weight of the polydimethylsiloxane segment is preferably 1,000 to 30,000.
本発明において、表面層を形成するために用いる塗料組成物として、ポリジメチルシロキサンセグメントを含有する樹脂を使用する場合は、ポリジメチルシロキサンセグメント以外に、他のセグメント等が含有(共重合)されていてもよい。たとえば、ポリカプロラクトンセグメントやポリシロキサンセグメントが含有(共重合)されていてもよい。 In the present invention, when a resin containing a polydimethylsiloxane segment is used as a paint composition used to form a surface layer, other segments etc. are contained (copolymerized) in addition to the polydimethylsiloxane segment. May be For example, polycaprolactone segments and polysiloxane segments may be contained (copolymerized).
表面層を形成するために用いる塗料組成物には、ポリカプロラクトンセグメントとポリジメチルシロキサンセグメントの共重合体、ポリカプロラクトンセグメントとポリシロキサンセグメントとの共重合体、ポリカプロラクトンセグメントとポリジメチルシロキサンセグメントとポリシロキサンセグメントとの共重合体などを用いることが可能である。このような塗料組成物を用いて得られる表面層は、ポリカプロラクトンセグメントとポリジメチルシロキサンセグメントおよび/またはポリシロキサンセグメントとを有することが可能となる。 Coating compositions used to form the surface layer include copolymers of polycaprolactone segments and polydimethylsiloxane segments, copolymers of polycaprolactone segments and polysiloxane segments, polycaprolactone segments and polydimethylsiloxane segments, and poly It is possible to use a copolymer with a siloxane segment or the like. The surface layer obtained using such a coating composition can have a polycaprolactone segment and a polydimethylsiloxane segment and / or a polysiloxane segment.
ポリカプロラクトンセグメント、ポリシロキサンセグメントおよびポリジメチルシロキサンセグメントを有する表面層を形成するために用いる塗料組成物中の、ポリジメチルシロキサン系共重合体、ポリカプロラクトン、およびポリシロキサンの反応は、ポリジメチルシロキサン系共重合体合成時に、適宜ポリカプロラクトンセグメントおよびポリシロキサンセグメントを添加して共重合することができる。 The reaction of polydimethylsiloxane-based copolymer, polycaprolactone, and polysiloxane in a coating composition used to form a surface layer having a polycaprolactone segment, a polysiloxane segment and a polydimethylsiloxane segment is a polydimethylsiloxane-based At the time of copolymer synthesis, a polycaprolactone segment and a polysiloxane segment can be appropriately added and copolymerized.
[塗料組成物B]
塗料組成物Bは支持基材上に塗布、乾燥、硬化することにより、弾性率が高く、表面硬度が高い材料を形成可能な液体で、表面層の基材側を形成するのに適した樹脂、または前駆体を含む。
[Coating composition B]
Coating composition B is a liquid capable of forming a material having a high elastic modulus and a high surface hardness by being applied, dried and cured on a supporting substrate, and a resin suitable for forming the substrate side of the surface layer Or contains a precursor.
弾性率が高く、表面硬度が高い材料としては、具体的には多官能アクリレートモノマー、オリゴマー、アルコキシシラン、アルコキシシラン加水分解物、アルコキシシランオリゴマー等が好ましく、多官能アクリレートモノマー、オリゴマーがより好ましい。 Specific examples of materials having high elastic modulus and high surface hardness include polyfunctional acrylate monomers, oligomers, alkoxysilanes, alkoxysilane hydrolysates, alkoxysilane oligomers and the like, and polyfunctional acrylate monomers and oligomers are more preferable.
多官能アクリレートモノマーの例としては、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する多官能アクリレートおよびその変性ポリマー、具体的な例としては、ペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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アクリレートヘキサンメチレンジイソシアネートウレタンポリマーなどを用いることができる。これらの単量体は、1種または2種以上を混合して使用することができる。 Examples of polyfunctional acrylate monomers include polyfunctional acrylates having three or more (meth) acryloyloxy groups in one molecule and modified polymers thereof, and specific examples thereof include pentaerythritol tri (meth) acrylate and pentaerythritol Tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate And pentaerythritol triacrylate hexane methylene diisocyanate urethane polymer can be used. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
また、多官能アクリレートオリゴマーの例としては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートなどがあり、多官能アクリレートモノマー等と組み合わせて使用することもできる。 Further, examples of polyfunctional acrylate oligomers include epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate and the like, and can also be used in combination with polyfunctional acrylate monomers and the like.
また、市販されている多官能アクリル系組成物としては三菱レイヨン株式会社;(商品名“ダイヤビーム”(登録商標)シリーズなど)、長瀬産業株式会社;(商品名“デナコール”(登録商標)シリーズなど)、新中村化学株式会社;(商品名“NKエステル”シリーズなど)、DIC株式会社;(商品名“UNIDIC”(登録商標)など)、東亞合成株式会社;(“アロニックス”(登録商標)シリーズなど)、日油株式会社;(“ブレンマー”(登録商標)シリーズなど)、日本化薬株式会社;(商品名“KAYARAD”(登録商標)シリーズなど)、共栄社化学株式会社;(商品名“ライトエステル”シリーズなど)などを挙げることができ、これらの製品を利用することができる。 Moreover, as a polyfunctional acrylic composition marketed, Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; (trade name "Dia Beam" (registered trademark) series etc.), Nagase & Co., Ltd .; (trade name "Denacol" (registered trademark) series Etc.), Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .; (trade name “NK Ester” series etc.), DIC Inc .; (trade name “UNIDIC” (registered trademark) etc.), Toagosei Co., Ltd .; (“ALONIX” (registered trademark) Series, etc., NOF Corporation; (“Blenmar” (registered trademark) series etc.), Nippon Kayaku Co., Ltd .; (brand name “KAYARAD” (registered trademark) series, etc.), Kyoeisha Chemical Co., Ltd. (brand name “ These products can be used, for example, Light Ester "series" and the like.
さらに弾性率を高めるため、これらの材料に粒子成分を導入することも好ましい。粒子成分の詳細については後述する。 In order to further increase the elastic modulus, it is also preferable to introduce particle components into these materials. Details of the particle component will be described later.
[粒子成分]
本発明の積層フィルムの表面層、および塗料組成物A、または塗料組成物Bは粒子成分を含んでもよく、積層フィルムの表面層の基材側、および塗料組成物Bは粒子成分を含むことが好ましい。ここで、粒子とは無機粒子、有機粒子のいずれでもよいが、耐久性の観点から無機粒子が好ましい。
[Particle component]
The surface layer of the laminate film of the present invention, and the paint composition A or the paint composition B may contain a particle component, and the substrate side of the surface layer of the laminate film and the paint composition B contain a particle component preferable. Here, the particles may be either inorganic particles or organic particles, but inorganic particles are preferred from the viewpoint of durability.
ここで、「無機粒子」とは表面処理を施したものも含む。この表面処理とは、粒子表面に化合物を化学結合(共有結合、水素結合、イオン結合、ファンデルワールス結合、疎水結合等を含む)や吸着(物理吸着、化学吸着を含む)によって導入することを指し、表面処理により導入された化合物が有機化合物であっても、下地となる粒子が無機粒子であれば無機粒子であるものとする。 Here, "inorganic particles" also include those subjected to surface treatment. This surface treatment means introducing a compound onto the particle surface by chemical bond (including covalent bond, hydrogen bond, ionic bond, van der Waals bond, hydrophobic bond, etc.) or adsorption (including physical adsorption, chemical adsorption) Even when the compound introduced by the surface treatment is an organic compound, if the particles to be the base are inorganic particles, the particles are inorganic particles.
含まれる無機粒子の種類としては1種類以上20種類以下が好ましい。無機粒子の種類は1種類以上10種類以下がさらに好ましく、2種類以上4種類以下が特に好ましい。ここで無機粒子の種類とは、無機粒子を構成する元素の種類によって決まり、何らかの表面処理を行う場合には、表面処理される前の粒子を構成する元素の種類によって決まるものとする。例えば、酸化チタン(TiO2)と酸化チタンの酸素の一部をアニオンである窒素で置換した窒素ドープ酸化チタン(TiO2−xNx)とでは、無機粒子を構成する元素が異なるために、異なる種類の無機粒子であるとする。また、同一の元素、例えばZn、Oのみからなる粒子(ZnO)であれば、その数平均粒子径が異なる粒子が複数存在しても、またZnとOとの組成比が異なっていても、これらは同一種類の粒子である。また酸化数の異なるZn粒子が複数存在しても、粒子を構成する元素が同一である限りは(この例ではZn以外の元素が全て同一である限りは)、これらは同一種類の粒子であるとする。 As a kind of inorganic particle contained, 1 type or more and 20 types or less are preferable. The number of kinds of inorganic particles is more preferably one or more and ten or less, and particularly preferably two or more and four or less. Here, the type of the inorganic particle is determined by the type of the element constituting the inorganic particle, and in the case of performing any surface treatment, it is determined by the type of the element constituting the particle before the surface treatment. For example, since titanium oxide (TiO 2 ) and nitrogen-doped titanium oxide (TiO 2 -xN x ) in which a part of oxygen of titanium oxide is replaced with nitrogen which is an anion, the elements constituting the inorganic particles are different, Suppose that they are different types of inorganic particles. Further, in the case of particles (ZnO) consisting only of the same element, for example, Zn or O, even if there are a plurality of particles different in the number average particle diameter, or the composition ratio of Zn to O is different, These are particles of the same type. Further, even if a plurality of Zn particles having different oxidation numbers are present, they are particles of the same type as long as the elements constituting the particles are the same (in this example, as long as all elements other than Zn are the same) I assume.
また、本発明の塗料組成物中に含まれる粒子は、塗布、乾燥、硬化処理もしくは蒸着等の処理において、熱や電離放射線などによりその表面状態が変化した形で、前記表面層に含まれる場合もある。 In addition, the particles contained in the coating composition of the present invention are included in the surface layer in a form in which the surface state is changed by heat, ionizing radiation or the like in the treatment such as coating, drying, curing treatment or vapor deposition. There is also.
無機粒子は特に限定されないが、金属や半金属の酸化物、窒化物、ホウ素化物、塩化物、炭酸塩、硫酸塩であることが好ましく、2種類の金属、半金属を含む複合酸化物や、格子間に異元素が導入されたり、格子点が異種元素で置換されたり、格子欠陥が導入されていてもよい。 The inorganic particles are not particularly limited, but are preferably oxides of metals and metalloids, nitrides, borides, chlorides, carbonates and sulfates, and complex oxides containing two metals and metalloids, A different element may be introduced between the lattices, a lattice point may be replaced with a different element, or a lattice defect may be introduced.
無機粒子はSi、Al、Ca、Zn、Ga、Mg、Zr、Ti、In、Sb、Sn、BaおよびCeよりなる群から選ばれる少なくとも一つの金属や半金属が酸化された酸化物粒子であることがさらに好ましい。 The inorganic particles are oxide particles in which at least one metal or metalloid selected from the group consisting of Si, Al, Ca, Zn, Ga, Mg, Zr, Ti, In, Sb, Sn, Ba and Ce is oxidized. Is more preferred.
具体的にはシリカ(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化アンチモン(Sb2O3)およびインジウムスズ酸化物(In2O3・SnO2)からなる群より選ばれる少なくとも一つの金属酸化物や半金属酸化物であることが好ましい。特に好ましくはシリカ(SiO2)である。 Specifically, silica (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide It is preferable that it is at least one metal oxide or semimetal oxide selected from the group consisting of (SnO 2 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ) and indium tin oxide (In 2 O 3 · SnO 2 ). Particularly preferred is silica (SiO 2 ).
ここで無機粒子の数平均粒子径は、JIS Z8819−2:2001に記載の個数基準算術平均長さ径を意味し、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡等を用いて一次粒子を観察し、各一次粒子の外接円の直径を等価粒子径とし、その個数基準平均値から求めた値を指す。成形材料の場合には、表面、または断面を観察することにより数平均粒子径を求めることが可能であり、また、塗料組成物の場合には、溶媒で希釈した塗料組成物を滴下、乾燥することによりサンプルを調製して観察することが可能である。 Here, the number average particle diameter of the inorganic particles means the number-based arithmetic average length diameter described in JIS Z 8819-2: 2001, and primary particles are measured using a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope, etc. It observes, diameter of the circumscribed circle of each primary particle is made equivalent particle diameter, and it points out the value calculated from the number-based average value. In the case of a molding material, it is possible to determine the number average particle size by observing the surface or cross section, and in the case of a paint composition, the paint composition diluted with a solvent is dropped and dried. It is possible to prepare and observe a sample.
[溶媒]
前記塗料組成物A、塗料組成物Bは溶媒を含むことが好ましい。溶媒の種類数としては1種類以上20種類以下が好ましく、より好ましくは1種類以上10種類以下、さらに好ましくは1種類以上6種類以下である。ここで「溶媒」とは、塗布後の乾燥工程にて、ほぼ全量を蒸発させ、塗膜から除去することが可能な、常温、常圧で液体である物質を指す。
[solvent]
The paint composition A and the paint composition B preferably contain a solvent. The number of types of solvent is preferably one or more and 20 or less, more preferably one or more and ten or less, and still more preferably one or more and six or less. Here, the term "solvent" refers to a substance that is liquid at normal temperature and normal pressure and can be removed from the coating film by evaporating substantially the entire amount in the drying step after application.
ここで、溶媒の種類とは溶媒を構成する分子構造によって決まる。すなわち、同一の元素組成で、かつ官能基の種類と数が同一であっても結合関係が異なるもの(構造異性体)、前記構造異性体ではないが、3次元空間内ではどのような配座をとらせてもぴったりとは重ならないもの(立体異性体)は、種類の異なる溶媒として取り扱う。例えば、2−プロパノールと、n−プロパノールは異なる溶媒として取り扱う。
[他の添加剤]
前記塗料組成物Aと塗料組成物Bは、重合開始剤や硬化剤や触媒を含むことが好ましい。重合開始剤および触媒は、表面層の硬化を促進するために用いられる。重合開始剤としては、塗料組成物に含まれる成分をアニオン、カチオン、ラジカル重合反応等による重合、縮合または架橋反応を開始あるいは促進できるものが好ましい。
Here, the type of solvent is determined by the molecular structure constituting the solvent. That is, those having the same elemental composition and different bonding relations even if the number and type of functional groups are the same (structural isomers), which are not the above-mentioned structural isomers but in any three-dimensional space Those that do not overlap properly (stereoisomers) are treated as different types of solvents. For example, 2-propanol and n-propanol are treated as different solvents.
[Other additives]
The paint composition A and the paint composition B preferably contain a polymerization initiator, a curing agent, and a catalyst. Polymerization initiators and catalysts are used to accelerate the curing of the surface layer. As the polymerization initiator, those capable of initiating or promoting the polymerization, condensation or crosslinking reaction of the components contained in the paint composition by anion, cation or radical polymerization reaction are preferable.
重合開始剤、硬化剤および触媒は種々のものを使用できる。また、重合開始剤、硬化剤および触媒はそれぞれ単独で用いてもよく、複数の重合開始剤、硬化剤および触媒を同時に用いてもよい。さらに、酸性触媒や、熱重合開始剤や光重合開始剤を併用してもよい。酸性触媒の例としては、塩酸水溶液、蟻酸、酢酸などが挙げられる。熱重合開始剤の例としては、過酸化物、アゾ化合物が挙げられる。また、光重合開始剤の例としては、アルキルフェノン系化合物、含硫黄系化合物、アシルホスフィンオキシド系化合物、アミン系化合物などが挙げられる。 Various polymerization initiators, curing agents and catalysts can be used. Further, the polymerization initiator, the curing agent and the catalyst may be used alone, respectively, or a plurality of polymerization initiators, curing agents and catalysts may be used simultaneously. Furthermore, an acidic catalyst, a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator may be used in combination. Examples of acidic catalysts include aqueous hydrochloric acid, formic acid, acetic acid and the like. Examples of thermal polymerization initiators include peroxides and azo compounds. Moreover, as an example of a photoinitiator, an alkyl phenone type compound, a sulfur-containing type compound, an acyl phosphine oxide type compound, an amine type compound etc. are mentioned.
光重合開始剤としては、硬化性の点から、アルキルフェノン系化合物が好ましい。アルキルフェノン系化合物の具体例としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−フェニル)−1−ブタン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−(4−フェニル)−1−ブタン、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)−1−ブタン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタン、1−シクロヒキシル−フェニルケトン、2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−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、ビス(2−フェニル−2−オキソ酢酸)オキシビスエチレン、およびこれらの材料を高分子量化したものなどが挙げられる。 From the viewpoint of curability, the photopolymerization initiator is preferably an alkylphenone compound. Specific examples of the alkylphenone compound include 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl)- 2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-phenyl) -1-butane, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl]- 1- (4-phenyl) -1-butane, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butane, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) ) Methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butane, 1-cyclohyxyl-phenyl ketone, 2-methyl-1-phenylpropan-1-o , 1- [4- (2-Ethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, bis (2-phenyl-2-oxoacetic acid) oxybisethylene, and materials thereof And the like.
また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、表面層を形成するために用いる塗料組成物A、塗料組成物Bにレベリング剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等を加えてもよい。これにより、表面層はレベリング剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等を含有することができる。レベリング剤の例としては、アクリル共重合体またはシリコーン系、フッ素系のレベリング剤が挙げられる。紫外線吸収剤の具体例としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シュウ酸アニリド系、トリアジン系およびヒンダードアミン系の紫外線吸収剤が挙げられる。帯電防止剤の例としてはリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩などの金属塩が挙げられる。 Moreover, if it is a range which does not inhibit the effect of the present invention, you may add a leveling agent, a ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent etc. to paint composition A and paint composition B which are used in order to form a surface layer. . Thus, the surface layer can contain a leveling agent, an ultraviolet light absorber, a lubricant, an antistatic agent, and the like. As an example of a leveling agent, an acrylic copolymer or silicone type and a fluorine type leveling agent are mentioned. Specific examples of the ultraviolet absorber include ultraviolet absorbers of benzophenone type, benzotriazole type, anilide oxalate type, triazine type and hindered amine type. Examples of antistatic agents include metal salts such as lithium salts, sodium salts, potassium salts, rubidium salts, cesium salts, magnesium salts, calcium salts and the like.
[積層フィルムの製造方法]
本発明の積層フィルムの製造方法は、少なくとも前述の塗料組成物Aと塗料組成物Bを、逐次または同時に前述の支持基材上に塗布−乾燥−硬化することにより形成する製造方法を用いることがより好ましい。
[Method of producing laminated film]
The method for producing the laminated film of the present invention is to use a production method in which at least the coating composition A and the coating composition B described above are formed by applying, drying and curing on the supporting substrate mentioned above sequentially or simultaneously. More preferable.
ここで「逐次に塗布する」とは、1種類の塗料組成物を塗布−乾燥−硬化後、次いで種類の異なる塗料組成物を、塗布−乾燥−硬化することにより表面層を形成することを意図している。本製造方法において用いる塗料組成物の種類、数を適宜選択することにより、表面層の表面側−基材側の弾性率の大小や勾配、基材と表面層の弾性率の大小を制御することができ、さらに塗料組成物の種類、組成、乾燥条件、硬化条件を適宜選択することにより、表面層内の弾性率分布の形態を段階的、または連続的に制御することができる。 Here, "apply sequentially" is intended to form a surface layer by applying, drying and curing one kind of coating composition, and then applying, drying and curing different kinds of coating composition. doing. By appropriately selecting the type and the number of coating compositions used in the present manufacturing method, the magnitude and gradient of the elastic modulus of the surface side to the substrate side of the surface layer and the magnitude of the elastic modulus of the substrate and the surface layer are controlled. The form of the elastic modulus distribution in the surface layer can be controlled stepwise or continuously by appropriately selecting the type, composition, drying conditions and curing conditions of the coating composition.
もう1つの製造方法としては、2種類以上の塗料組成物を支持基材上に「同時に」塗布、乾燥、硬化することにより形成する方法である。塗料組成物の種類の数は2種類以上であれば特に制約はない。ここで「同時に塗布する」とは塗布工程において支持基材上に、2種類以上の液膜を塗布後、乾燥、硬化することを意図している。 Another manufacturing method is a method of forming two or more coating compositions by applying, drying and curing "simultaneously" on a support substrate. The number of types of coating compositions is not particularly limited as long as it is two or more. Here, "simultaneously applying" is intended to dry and cure after applying two or more types of liquid films on the support substrate in the application step.
本製造方法において、塗布方法は、前述の塗料組成物を逐次に塗布する場合には、ディップコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やダイコート法(米国特許第2681294号明細書)などにより支持基材等に塗布することにより表面層を形成することが好ましい
また、前述の2種類以上の塗料組成物を同時に塗布する場合には、塗布前の状態で液膜を順に積層後塗布する「多層スライドダイコート」(図9)や、基材上に塗布と同時に積層する「多層スロットダイコート」(図10)、支持基材上に1層の液膜を形成後、未乾燥の状態でもう1層を積層させる「ウェット−オンーウェットコート」(図11)等のいずれでもよい。
In the present manufacturing method, when the coating composition described above is applied sequentially, a dip coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method or a die coating method (US Pat. No. 2,681,294) It is preferable to form a surface layer by applying to a supporting substrate etc. by the above) etc. Moreover, when applying two or more kinds of the above-mentioned paint composition simultaneously, after laminating a liquid film in order in the state before application, "Multilayer slide die coat" to be applied (Fig. 9), "Multilayer slot die coat" to be laminated simultaneously with application on a substrate (Fig. 10), undried state after forming one layer of liquid film on supporting substrate And any one of "wet-on-wet coat" (FIG. 11) or the like in which another layer is laminated.
次いで、支持基材等の上に塗布された液膜を乾燥する。得られる積層フィルム中から完全に溶媒を除去することに加え、乾燥工程では液膜の加熱を伴うことが好ましい。 Then, the liquid film applied on the support substrate or the like is dried. In addition to completely removing the solvent from the resulting laminated film, it is preferable that the drying step be accompanied by heating of the liquid film.
乾燥方法については、伝熱乾燥(高熱物体への密着)、対流伝熱(熱風)、輻射伝熱(赤外線)、その他(マイクロ波、誘導加熱)などが挙げられる。この中でも、本発明の製造方法では、精密に幅方向でも乾燥速度を均一にする必要から、対流伝熱、または輻射伝熱を使用した方式が好ましい。 As a drying method, heat transfer drying (adhesion to high heat object), convective heat transfer (hot air), radiant heat transfer (infrared ray), others (microwave, induction heating), etc. may be mentioned. Among these, in the manufacturing method of the present invention, a method using convective heat transfer or radiant heat transfer is preferable because it is necessary to precisely make the drying speed uniform even in the width direction.
さらに、熱またはエネルギー線を照射することによるさらなる硬化操作(硬化工程)を行ってもよい。硬化工程において、塗料組成物Aを用い、熱で硬化する場合には、室温から200℃以下であることが好ましく、硬化反応の活性化エネルギーの観点から、100℃以上200℃以下がより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。 Furthermore, a further curing operation (curing step) may be performed by irradiating heat or energy rays. In the curing step, when the coating composition A is cured by heat, the temperature is preferably from room temperature to 200 ° C. or less, more preferably 100 ° C. or more and 200 ° C. or less from the viewpoint of activation energy of the curing reaction More preferably, the temperature is 130 ° C. or more and 200 ° C. or less.
また、活性エネルギー線により硬化する場合には汎用性の点から電子線(EB線)および/または紫外線(UV線)であることが好ましい。また紫外線により硬化する場合は、酸素阻害を防ぐことができることから酸素濃度ができるだけ低い方が好ましく、窒素雰囲気下(窒素パージ)で硬化する方がより好ましい。酸素濃度が高い場合には、最表面の硬化が阻害され、表面の硬化が不十分となり、耐指紋性が不十分となる場合がある。 Moreover, when it hardens | cures with an active energy ray, it is preferable from an versatility point that it is an electron beam (EB beam) and / or an ultraviolet-ray (UV ray). In the case of curing by ultraviolet light, the oxygen concentration is preferably as low as possible because oxygen inhibition can be prevented, and curing under a nitrogen atmosphere (nitrogen purge) is more preferred. When the oxygen concentration is high, the curing of the outermost surface may be inhibited, the curing of the surface may be insufficient, and the fingerprint resistance may be insufficient.
また、紫外線を照射する際に用いる紫外線ランプの種類としては、例えば、放電ランプ方式、フラッシュ方式、レーザー方式、無電極ランプ方式等が挙げられる。放電ランプ方式である高圧水銀灯を用いて紫外線硬化させる場合、紫外線の照度が100〜3,000mW/cm2、好ましくは200〜2,000mW/cm2、さらに好ましくは300〜1,500mW/cm2となる条件で紫外線照射を行うことが好ましく、紫外線の積算光量が100〜3,000mJ/cm2、好ましくは200〜2,000mJ/cm2、さらに好ましくは300〜1,500mJ/cm2となる条件で紫外線照射を行うことがより好ましい。ここで、紫外線の照度とは、単位面積当たりに受ける照射強度で、ランプ出力、発光スペクトル効率、発光バルブの直径、反射鏡の設計および被照射物との光源距離によって変化する。しかし、搬送スピードによって照度は変化しない。また、紫外線積算光量とは単位面積当たりに受ける照射エネルギーで、その表面に到達するフォトンの総量である。積算光量は、光源下を通過する照射速度に反比例し、照射回数とランプ灯数に比例する。 Moreover, as a kind of ultraviolet ray lamp used when irradiating an ultraviolet-ray, a discharge lamp system, a flash system, a laser system, an electrodeless lamp system etc. are mentioned, for example. Case of UV cured using a high pressure mercury lamp is a discharge lamp type, illuminance of ultraviolet rays 100~3,000mW / cm 2, preferably 200~2,000mW / cm 2, more preferably 300~1,500mW / cm 2 performing the ultraviolet irradiation is preferred, the accumulated light quantity of ultraviolet 100~3,000mJ / cm 2, preferably 200~2,000mJ / cm 2, more preferably a 300~1,500mJ / cm 2 under the condition that the It is more preferable to perform ultraviolet irradiation under the conditions. Here, the illuminance of the ultraviolet light is the irradiation intensity received per unit area, and changes depending on the lamp output, the luminous spectrum efficiency, the diameter of the luminous bulb, the design of the reflecting mirror and the light source distance to the object to be irradiated. However, the illuminance does not change depending on the transport speed. Further, the ultraviolet integrated light quantity is the irradiation energy received per unit area, and is the total amount of photons reaching the surface. The integrated light quantity is inversely proportional to the irradiation speed passing under the light source, and proportional to the number of times of irradiation and the number of lamp lights.
[用途例]
本発明の積層フィルムは、耐擦傷性に優れているため、例えば電化製品や自動車の内装部材、建築部材等に幅広く用いることができる。
[Application example]
Since the laminated film of the present invention is excellent in abrasion resistance, it can be widely used, for example, as an interior member of an electric appliance or a car, a building member, and the like.
一例を挙げると、メガネ・サングラス、化粧箱、食品容器などのプラスチック成型品、スマートフォンの筐体、タッチパネル、キーボード、テレビ・エアコンのリモコンなどの家電製品、建築物、ダッシュボード、カーナビ・タッチパネル、ルームミラーなどの車両内装品、および種々の印刷物のそれぞれの表面などに好適に用いることができる。 For example, glasses / sunglasses, cosmetic boxes, plastic molded articles such as food containers, housings for smartphones, touch panels, keyboards, home appliances such as remote controls for TVs and air conditioners, buildings, dashboards, car navigation / touch panels, rooms The present invention can be suitably used for vehicle interior parts such as mirrors, and surfaces of various printed materials.
次に、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。 Next, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not necessarily limited thereto.
<フッ素化合物D>
[フッ素化合物D1 メチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン溶液]
フッ素化合物D1としてフルオロポリエーテル部位を含むアクリレート化合物(“メガファック”(登録商標) RS−75 DIC株式会社製 固形分濃度40質量%のメチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン溶液)を使用した。
<Fluorine compound D>
[Fluorine compound D1 methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone solution]
As the fluorine compound D1, an acrylate compound containing a fluoropolyether moiety ("Megafuck" (registered trademark) RS-75 manufactured by DIC Corporation, a methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone solution having a solid content concentration of 40% by mass) was used.
<ポリシロキサン化合物の合成>
[ポリシロキサン(a)]
攪拌機、温度計、コンデンサおよび窒素ガス導入管を備えた500ml容量のフラスコにエタノール106質量部、テトラエトキシシラン320質量部、脱イオン水21質量部、および1質量%塩酸1質量部を仕込み、85℃で2時間保持した後、昇温しながらエタノールを回収し、180℃で3時間保持した。その後、冷却し、粘調な(ポリ)シロキサン(a)を得た。
<Synthesis of Polysiloxane Compound>
[Polysiloxane (a)]
106 parts by mass of ethanol, 320 parts by mass of tetraethoxysilane, 21 parts by mass of deionized water, and 1 part by mass of 1 mass% hydrochloric acid are introduced into a 500 ml flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas inlet pipe, After holding at ° C for 2 hours, ethanol was recovered while raising the temperature, and held at 180 ° C for 3 hours. Thereafter, it was cooled to obtain a viscous (poly) siloxane (a).
<ポリジメチルシロキサン化合物の合成>
[ポリジメチルシロキサン系ブロック共重合体(a)トルエン溶液]
ポリシロキサン(a)の合成と同様の装置を用い、トルエン50質量部、およびメチルイソブチルケトン50質量部、(ポリ)ジメチルシロキサン系高分子重合開始剤(和光純薬株式会社製 VPS−0501)20質量部、メタクリル酸メチル18質量部、メタクリル酸ブチル38質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート23質量部、メタクリル酸1重量部および1−チオグリセリン0.5質量部を仕込み、180℃で8時間反応させてポリジメチルシロキサン系ブロック共重合体(a)の固形分濃度50質量%のトルエン溶液を得た。
<Synthesis of Polydimethylsiloxane Compound>
[Polydimethyl siloxane block copolymer (a) toluene solution]
50 parts by mass of toluene, 50 parts by mass of methyl isobutyl ketone, (poly) dimethylsiloxane-based high molecular weight polymerization initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. VPS-0501) 20 using the same apparatus as in the synthesis of the polysiloxane (a) Parts by mass, 18 parts by mass of methyl methacrylate, 38 parts by mass of butyl methacrylate, 23 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate, 1 part by mass of methacrylic acid and 0.5 parts by mass of 1-thioglycerin are charged and reacted at 180 ° C. for 8 hours As a result, a toluene solution having a solid content concentration of 50% by mass of the polydimethylsiloxane block copolymer (a) was obtained.
[ポリジメチルシロキサン化合物(b)]
ポリジメチルシロキサン化合物(b)として、ダイセルサイテック株式会社製 EBECRYL350(2官能、シリコーンアクリレート)を用いた。
[Polydimethyl siloxane compound (b)]
As the polydimethylsiloxane compound (b), EBECRYL 350 (bifunctional silicone acrylate) manufactured by Daicel-Cytec Co., Ltd. was used.
<ウレタンアクリレートの合成>
[ウレタンアクリレート1のトルエン溶液]
トルエン50質量部、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性タイプ(三井化学株式会社製 タケネートD−170N)50質量部、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシエチルアクリレート(ダイセル化学工業株式会社製 プラクセルFA5)76質量部、ジブチル錫ラウレート0.02質量部、およびハイドロキノンモノメチルエーテル0.02質量部を混合し、70℃で5時間保持した。その後、トルエン79質量部を加えて固形分濃度50質量%のウレタンアクリレート1のトルエン溶液を得た。
<Synthesis of Urethane Acrylate>
[Toluene solution of urethane acrylate 1]
50 parts by mass of toluene, 50 parts by mass of isocyanurate modified type of hexamethylene diisocyanate (Takenate D-170N manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), 76 parts by mass of polycaprolactone modified hydroxyethyl acrylate (Placcel FA5 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), dibutyl tin 0.02 parts by mass of laurate and 0.02 parts by mass of hydroquinone monomethyl ether were mixed and maintained at 70 ° C. for 5 hours. Thereafter, 79 parts by mass of toluene was added to obtain a toluene solution of urethane acrylate 1 having a solid content concentration of 50% by mass.
[ウレタンアクリレート2のトルエン溶液]
トルエン100質量部、メチル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート50質量部、及びポリカーボネートジオール(ダイセル化学工業株式会社製 プラクセルCD−210HL)119質量部を混合し、40℃にまで昇温して8時間保持した。それから、2−ヒドロキシエチルアクリレート28質量部、ジペンタエリストールヘキサアクリレート5質量部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.02質量部を加えて70℃で30分間保持した後、ジブチル錫ラウレート0.02質量部を加えて80℃で6時間保持した。そして、最後にトルエン97質量部を加えて固形分50質量%のウレタンアクリレート2のトルエン溶液を得た。
[Toluene solution of urethane acrylate 2]
Mix 100 parts by mass of toluene, 50 parts by mass of methyl-2,6-diisocyanatohexanoate, and 119 parts by mass of polycarbonate diol (Plaxel CD-210HL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), and raise the temperature to 40 ° C. I kept it for a while. Then, 28 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate, 5 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate and 0.02 parts by mass of hydroquinone monomethyl ether are added and maintained at 70 ° C. for 30 minutes, and then 0.02 parts by mass of dibutyltin laurate In addition, it was kept at 80 ° C. for 6 hours. Finally, 97 parts by mass of toluene was added to obtain a toluene solution of urethane acrylate 2 having a solid content of 50% by mass.
[ウレタンアクリレート3のトルエン溶液]
ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(三井化学株式会社製 タケネートD−170N、イソシアネート基含有量:20.9質量%)50質量部、ポリエチレングリコールモノアクリレート(日油株式会社製 ブレンマーAE−150(水酸基価:264(mgKOH/g))53質量部、ジブチルスズラウレート0.02質量部及びハイドロキノンモノメチルエーテル0.02質量部を仕込んだ。そして、70℃で5時間保持して反応を行った。反応終了後、反応液にメチルエチルケトン(以下、MEKという)102質量部を加え、固形分濃度50質量%のウレタンアクリレート3のトルエン溶液を得た。
[Toluene solution of urethane acrylate 3]
50 parts by mass of an isocyanurate modified product of hexamethylene diisocyanate (Takenate D-170N, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., content of isocyanate group: 20.9 mass%), polyethylene glycol monoacrylate (manufactured by NOF Corporation, Blenmer AE-150 (hydroxyl group A charge of 53 parts by mass of 264 (mg KOH / g), 0.02 parts by mass of dibutyltin laurate and 0.02 parts by mass of hydroquinone monomethyl ether were charged, and the reaction was carried out by maintaining at 70 ° C. for 5 hours. After completion, 102 parts by mass of methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as MEK) was added to the reaction liquid to obtain a toluene solution of urethane acrylate 3 having a solid content concentration of 50% by mass.
<塗料組成物Aの調合>
[塗料組成物A1]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物A1を得た。
・フッ素化合物D1の固形分濃度40質量%−メチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン溶液
3.8質量部
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 50質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 50質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
<Preparation of Coating Composition A>
[Coating composition A1]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition A1 having a solid content concentration of 40% by mass.
-Solid concentration 40% by mass of fluorine compound D1-methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone solution
3.8 parts by mass Solid content concentration of 50% by mass of urethane acrylate 1-50 parts by mass of toluene solution Solid content concentration of 50% by mass of urethane acrylate 3-50 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether-10 parts by mass of light radical 1.5 parts by mass of a polymerization initiator ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物A2]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物A2を得た。
・フッ素化合物D1の固形分濃度40質量%−メチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン溶
溶液 3.8質量部
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 25質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 75質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition A2]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition A2 having a solid content concentration of 40% by mass.
Solid content 40% by mass of fluorine compound D1-3.8 parts by mass of methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone solution-Solid content 50% by mass of urethane acrylate 1-25 parts by mass of toluene solution-Solid content 50 of urethane acrylate 3 % By mass-toluene solution 75 parts by mass-ethylene glycol monobutyl ether 10 parts by mass-photoradical polymerization initiator 1.5 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物A3]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物A3を得た。
・フッ素化合物D1の固形分濃度40質量%−メチルエチルケトン/メチルイソブチルケトン溶液
3.8質量部
・ウレタンアクリレート2の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 75質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 25質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition A3]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition A3 having a solid content concentration of 40% by mass.
-Solid concentration 40% by mass of fluorine compound D1-methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone solution
3.8 parts by mass Solid content concentration of 50% by mass of urethane acrylate 2-75 parts by mass of toluene solution Solid content concentration of 50% by mass of urethane acrylate 3-25 parts by mass of toluene solution-10 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether-Photoradical 1.5 parts by mass of a polymerization initiator ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物A4]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物A4を得た。
・ポリカプロラクトンポリオール 15質量部(ポリカプロラクトントリオール ダイセル化学工業株式会社製 プラクセル308、重量平均分子量850)
・イソシアネート基を有する化合物 15質量部(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体 三井化学株式会社製 タケネートD−170N)
・ポリジメチルシロキサン系ブロック共重合体(a)の固形分濃度50質量%のトルエン溶液
75質量部
・ポリシロキサン(a) 10質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部。
[Coating composition A4]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition A4 having a solid content concentration of 40% by mass.
・ Polycaprolactone polyol 15 parts by mass (Polycaprolactone triol, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. Plaxel 308, weight average molecular weight 850)
-Compound having isocyanate group 15 parts by mass (isocyanurate of hexamethylene diisocyanate manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. Takenate D-170N)
· Toluene solution with solid content concentration of 50% by mass of polydimethylsiloxane block copolymer (a)
75 parts by mass · Polysiloxane (a) 10 parts by mass · Ethylene glycol monobutyl ether 10 parts by mass.
[塗料組成物A5]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物A1を得た。
・ポリジメチルシロキサン化合物(b) 3.8質量部
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 50質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 50質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition A5]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition A1 having a solid content concentration of 40% by mass.
Polydimethylsiloxane compound (b) 3.8 parts by mass solid content concentration of urethane acrylate 1 50% by mass toluene solution 50 parts by mass solid content concentration of urethane acrylate 3 50% by mass toluene solution 50 parts by mass ethylene glycol 10 parts by mass of monobutyl ether 1.5 parts by mass of a radical photopolymerization initiator ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
<塗料組成物Bの調合>
[塗料組成物B1]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物B1を得た。
・多官能ウレタンアクリレートオリゴマー 100質量部
(“紫光”(登録商標)UV−1700B 日本合成化学工業株式会社)
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 3.0質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
<Preparation of Coating Composition B>
[Coating composition B1]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition B1 having a solid content concentration of 40% by mass.
-Multifunctional urethane acrylate oligomer 100 parts by mass ("SHIKOU" (registered trademark) UV-1700B Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
Ethylene glycol monobutyl ether 10 parts by mass Photoradical polymerization initiator 3.0 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物B2]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物B2を得た。
・多官能ウレタンアクリレートオリゴマー 50質量部
(“紫光”(登録商標)UV−1700B 日本合成化学工業株式会社)
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 50質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 50質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition B2]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition B2 having a solid content concentration of 40% by mass.
-Multifunctional urethane acrylate oligomer 50 parts by mass ("purple light" (registered trademark) UV-1700B Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
Solid content 50% by mass of urethane acrylate 1 50 parts by mass of toluene solution Solid content 50% by mass of urethane acrylate 3 50 parts by mass of toluene solution 10 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether Photoradical polymerization initiator 1. 5 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物B3]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物B3を得た。
・多官能ウレタンアクリレートオリゴマー 30質量部
(“紫光”(登録商標)UV−1700B 日本合成化学工業株式会社)
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 35質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 35質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition B3]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition B3 having a solid content concentration of 40% by mass.
-Multifunctional urethane acrylate oligomer 30 parts by mass ("purple light" (registered trademark) UV-1700B Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
Solid content 50% by mass of urethane acrylate 1 35 parts by mass of toluene solution Solid content 50% by mass of urethane acrylate 3 35 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether 10 parts by mass photoradical polymerization initiator 5 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物B4]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物B4を得た。
・多官能ウレタンアクリレートオリゴマー 70質量部
(“紫光”(登録商標)UV−1700B 日本合成化学工業株式会社)
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 15質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 15質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition B4]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition B4 having a solid content concentration of 40% by mass.
-Multifunctional urethane acrylate oligomer 70 parts by mass ("purple light" (registered trademark) UV-1700B Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
Solid content concentration of 50% by mass of urethane acrylate 1-15 parts by mass of toluene solution Solid content concentration of 50% by mass of urethane acrylate 3-15 parts by mass of toluene solution-10 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether-Photoradical polymerization initiator 5 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物B5]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物B4を得た。
・多官能ウレタンアクリレートオリゴマー 15質量部
(“紫光”(登録商標)UV−1700B 日本合成化学工業株式会社)
・ウレタンアクリレート1の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 42.5質量部
・ウレタンアクリレート3の固形分濃度50質量%−トルエン溶液 42.5質量部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition B5]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition B4 having a solid content concentration of 40% by mass.
・ Multifunctional urethane acrylate oligomer 15 parts by mass (“SHIPO” (registered trademark) UV-1700B Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
Solid content 50% by mass of urethane acrylate 1 42.5 parts by mass of toluene solution Solid content 50% by mass of urethane acrylate 3 42.5 parts by mass of toluene solution 10 parts by mass of ethylene glycol monobutyl ether Photoradical polymerization Initiator 1.5 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
[塗料組成物B6]
下記材料を混合し、メチルエチルケトンを用いて希釈し固形分濃度40質量%の塗料組成物B6を得た。
・10官能ウレタンアクリレートオリゴマー 70質量部
(“紫光”(登録商標)UV−1700B 日本合成化学工業株式会社)
・表面改質シリカMEK分散物 37.5質量部
(MEK−AC−2140Z 固形分濃度40質量%)
・エチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・光ラジカル重合開始剤 1.5質量部
(“イルガキュア”(登録商標)184 BASFジャパン株式会社)。
[Coating composition B6]
The following materials were mixed and diluted with methyl ethyl ketone to obtain a coating composition B6 having a solid content concentration of 40% by mass.
・ 10-functional urethane acrylate oligomer 70 parts by mass (“purple light” (registered trademark) UV-1700B Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
· Surface-modified silica MEK dispersion 37.5 parts by mass (MEK-AC-2140Z solid concentration 40% by mass)
-Ethylene glycol monobutyl ether 10 parts by mass-Photoradical polymerization initiator 1.5 parts by mass ("IRGACURE" (registered trademark) 184 BASF Japan Ltd.).
<積層フィルムの製造方法>
[逐次塗布による積層フィルムの作成方法1(2層構成)]
支持基材としてPET樹脂フィルム上に易接着性塗料が塗布されている厚み100μmの“ルミラー”(登録商標)U48(東レ株式会社製)を用いた。最下層の塗料組成物をスロットダイコーターによる連続塗布装置を用い、乾燥後の表面層の厚みが指定の膜厚になるようにスロットからの吐出流量を調整して塗布し、次いで下記の条件で乾燥工程、硬化工程を行い、最下層を形成した。
「乾燥工程」
送風温湿度 : 温度:80℃
風速 : 塗布面側:5m/秒、反塗布面側:5m/秒
風向 : 塗布面側:基材の面に対して平行、反塗布面側:基材の面に対して垂直
滞留時間 : 2分間
「硬化工程」
積算光量 : 120mJ/cm2
酸素濃度 : 大気雰囲気。
<Method of manufacturing laminated film>
[Method 1 of forming laminated film by sequential application (two-layer configuration)]
As a supporting substrate, "Lumirror" (registered trademark) U48 (made by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm in which an easily adhesive coating is applied on a PET resin film was used. The paint composition of the lowermost layer is coated by using a continuous coating apparatus with a slot die coater, adjusting the discharge flow rate from the slot so that the thickness of the surface layer after drying becomes a specified film thickness, and then under the following conditions A drying step and a curing step were performed to form the lowermost layer.
"Drying process"
Air temperature and humidity: Temperature: 80 ° C
Wind speed: coated side: 5 m / sec, anti coated side: 5 m / sec Wind direction: coated side: parallel to the surface of the substrate, anti coated side: residence time perpendicular to the surface of the substrate: 2 Minute "hardening process"
Integrated light quantity: 120mJ / cm 2
Oxygen concentration: Atmosphere.
さらに、同装置を用い、最表層の塗料組成物に変えて、乾燥後の表面層の厚みが指定の膜厚になるようにスロットからの吐出流量を調整して塗布し、次いで下記の条件で乾燥工程、硬化工程を行い、積層フィルムを得た。
「乾燥工程」
送風温湿度 : 温度:80℃
風速 : 塗布面側:5m/秒、反塗布面側:5m/秒
風向 : 塗布面側:基材の面に対して平行、反塗布面側:基材の面に対して垂直
滞留時間 : 2分間
「硬化工程」
積算光量 : 120mJ/cm2
酸素濃度 : 200ppm以下。
Furthermore, using the same apparatus, instead of the paint composition of the outermost layer, the discharge flow rate from the slot is adjusted and applied so that the thickness of the surface layer after drying becomes the specified film thickness, and then under the following conditions The drying step and the curing step were performed to obtain a laminated film.
"Drying process"
Air temperature and humidity: Temperature: 80 ° C
Wind speed: coated side: 5 m / sec, anti coated side: 5 m / sec Wind direction: coated side: parallel to the surface of the substrate, anti coated side: residence time perpendicular to the surface of the substrate: 2 Minute "hardening process"
Integrated light quantity: 120mJ / cm 2
Oxygen concentration: 200 ppm or less.
[逐次塗布による積層フィルムの作成方法2(3層構成から6層構成の場合)]
支持基材としてPET樹脂フィルム上に易接着性塗料が塗布されている厚み100μmの“ルミラー”(登録商標)U48(東レ株式会社製)を用いた。最下層の塗料組成物をスロットダイコーターによる連続塗布装置を用い、乾燥後の表面層の厚みが指定の膜厚になるようにスロットからの吐出流量を調整して塗布し、次いで下記の条件で乾燥工程、硬化工程を行い、最下層を形成した。
「乾燥工程」
送風温湿度 : 温度:80℃
風速 : 塗布面側:5m/秒、反塗布面側:5m/秒
風向 : 塗布面側:基材の面に対して平行、反塗布面側:基材の面に対して垂直
滞留時間 : 2分間
「硬化工程」
積算光量 : 120mJ/cm2
酸素濃度 : 大気雰囲気%。
[Method 2 for forming a laminated film by sequential application (in the case of a three-layer configuration to a six-layer configuration)]
As a supporting substrate, "Lumirror" (registered trademark) U48 (made by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm in which an easily adhesive coating is applied on a PET resin film was used. The paint composition of the lowermost layer is coated by using a continuous coating apparatus with a slot die coater, adjusting the discharge flow rate from the slot so that the thickness of the surface layer after drying becomes a specified film thickness, and then under the following conditions A drying step and a curing step were performed to form the lowermost layer.
"Drying process"
Air temperature and humidity: Temperature: 80 ° C
Wind speed: coated side: 5 m / sec, anti coated side: 5 m / sec Wind direction: coated side: parallel to the surface of the substrate, anti coated side: residence time perpendicular to the surface of the substrate: 2 Minute "hardening process"
Integrated light quantity: 120mJ / cm 2
Oxygen concentration: Atmosphere%.
次に、下から2層目から最表層の1層下までの層を、同装置を用い、各層の塗料組成物に替ええて、乾燥後の表面層の厚みが指定の膜厚になるようにスロットからの吐出流量を調整して塗布し、次いで上記の条件で乾燥工程、硬化工程を行った。 Next, using the same device, change the layer from the lower second layer to the lowermost layer to the coating composition of each layer so that the thickness of the surface layer after drying becomes the specified thickness. The discharge flow rate from the slot was adjusted and applied, and then the drying step and the curing step were performed under the above conditions.
さらに、最表層を、同装置を用い、最表層の塗料組成物に変えて、乾燥後の表面層の厚みが指定の膜厚になるようにスロットからの吐出流量を調整して塗布し、次いで下記の条件で乾燥工程、硬化工程を行い、最終的な積層フィルムを得た。
「乾燥工程」
送風温湿度 : 温度:80℃
風速 : 塗布面側:5m/秒、反塗布面側:5m/秒
風向 : 塗布面側:基材の面に対して平行、反塗布面側:基材の面に対して垂直
滞留時間 : 2分間
「硬化工程」
積算光量 : 120mJ/cm2
酸素濃度 : 200ppm以下。
Furthermore, the outermost layer is changed to the outermost layer paint composition using the same device, and the discharge flow rate from the slot is adjusted and applied so that the thickness of the surface layer after drying becomes the specified thickness, and then The drying step and the curing step were performed under the following conditions to obtain a final laminated film.
"Drying process"
Air temperature and humidity: Temperature: 80 ° C
Wind speed: coated side: 5 m / sec, anti coated side: 5 m / sec Wind direction: coated side: parallel to the surface of the substrate, anti coated side: residence time perpendicular to the surface of the substrate: 2 Minute "hardening process"
Integrated light quantity: 120mJ / cm 2
Oxygen concentration: 200 ppm or less.
[多層同時塗布による積層フィルムの作成方法3(多層スライドダイコーターによる塗布)]
支持基材としてPET樹脂フィルム上に易接着性塗料が塗布されている厚み100μmの“ルミラー”(登録商標)U48(東レ株式会社製)を用いた。図9に示す多層スライドダイコーターを用いた。
[Method 3 for forming a laminated film by simultaneous application of multiple layers (application by multilayer slide die coater)]
As a supporting substrate, "Lumirror" (registered trademark) U48 (made by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm in which an easily adhesive coating is applied on a PET resin film was used. The multilayer slide die coater shown in FIG. 9 was used.
図9に示す多層スライドダイコーターは、支持基材に最も近い側に塗布した塗料組成物を、塗布工程の支持基材が搬送方向の上流側(図9内42)に供給する必要があり、搬送方向の最も上流側のスロット38(=ダイの最も下側のスロット)から吐出する。一方、最も表面側に塗布したい塗料組成物は、反対に支持基材が搬送方向の最も下流側に供給する必要があり、最も下流側のスロット41(=ダイの最も上側のスロット)から吐出する。塗料組成物の中間部に塗布したい塗料組成物は上記の順に倣う。 In the multilayer slide die coater shown in FIG. 9, it is necessary to supply the coating composition applied on the side closest to the support base to the upstream side (42 in FIG. 9) in the transport direction in the application step. Discharge from the most upstream slot 38 in the transport direction (= the lowermost slot of the die). On the other hand, the coating composition to be applied on the most surface side needs to be supplied to the most downstream side of the transport direction on the contrary, and is discharged from the most downstream slot 41 (= uppermost slot of die). . The coating composition to be applied to the middle part of the coating composition follows the above order.
図9は4層までの同時塗布が可能な装置の例であるが、この層数に限定されるものではない。本作成方法では、指定された塗料組成物を多層スライドダイコーターの各スロットから、指定された吐出量の比率になるように吐出流量を調整して塗布し、次いで下記の条件で乾燥工程、硬化工程を行い、積層フィルムを得た。
「乾燥工程」
送風温湿度 : 温度:80℃
風速 : 塗布面側:5m/秒、反塗布面側:5m/秒
風向 : 塗布面側:基材の面に対して平行、反塗布面側:基材の面に対して垂直
滞留時間 : 2分間
「硬化工程」
照射出力 : 400W/cm2
積算光量 : 120mJ/cm2
酸素濃度 : 200ppm以下。
Although FIG. 9 shows an example of a device capable of simultaneous application of up to 4 layers, the number of layers is not limited to this. In this preparation method, the designated paint composition is applied from each slot of the multilayer slide die coater by adjusting the discharge flow rate so that the ratio of the designated discharge amount is achieved, and then the drying process and curing are performed under the following conditions The process was carried out to obtain a laminated film.
"Drying process"
Air temperature and humidity: Temperature: 80 ° C
Wind speed: coated side: 5 m / sec, anti coated side: 5 m / sec Wind direction: coated side: parallel to the surface of the substrate, anti coated side: residence time perpendicular to the surface of the substrate: 2 Minute "hardening process"
Irradiation power: 400 W / cm 2
Integrated light quantity: 120mJ / cm 2
Oxygen concentration: 200 ppm or less.
[多層同時塗布による積層フィルムの作成方法4(多層スロットダイコーターによる塗布)]
支持基材としてPET樹脂フィルム上に易接着性塗料が塗布されている厚み100μmの“ルミラー”(登録商標)U48(東レ株式会社製)を用いた。図10に示す多層スロットダイコーターを用い、同装置の支持基材の搬送方向の上流側47のスロット45から塗料組成物Bを、支持基材の搬送方向の下流側48のスロット46から塗料組成物Aを、指定された吐出量の比率になるように吐出流量を調整して塗布し、次いで下記の条件で乾燥工程、硬化工程を行い、積層フィルムを得た。
「乾燥工程」
送風温湿度 : 温度:80℃
風速 : 塗布面側:5m/秒、反塗布面側:5m/秒
風向 : 塗布面側:基材の面に対して平行、反塗布面側:基材の面に対して垂直
滞留時間 : 2分間
「硬化工程」
照射出力 : 400W/cm2
積算光量 : 120mJ/cm2
酸素濃度 : 200ppm以下。
[Method 4 of forming laminated film by simultaneous application of multiple layers (application by multi-layer slot die coater)]
As a supporting substrate, "Lumirror" (registered trademark) U48 (made by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm in which an easily adhesive coating is applied on a PET resin film was used. Using the multi-layered slot die coater shown in FIG. 10, the coating composition B is applied from the slot 45 on the upstream side 47 of the support base of the apparatus in the transport direction and the paint composition from the slot 46 on the downstream side 48 of the support base in the transport direction. The material A was coated by adjusting the discharge flow rate such that the ratio of the discharge amount was specified, and then the drying step and the curing step were performed under the following conditions to obtain a laminated film.
"Drying process"
Air temperature and humidity: Temperature: 80 ° C
Wind speed: coated side: 5 m / sec, anti coated side: 5 m / sec Wind direction: coated side: parallel to the surface of the substrate, anti coated side: residence time perpendicular to the surface of the substrate: 2 Minute "hardening process"
Irradiation power: 400 W / cm 2
Integrated light quantity: 120mJ / cm 2
Oxygen concentration: 200 ppm or less.
以上の方法により実施例1〜17、比較例1〜4の積層フィルムを作成した。各実施例・比較例に対応する上記積層フィルムの作成方法、使用する塗料組成物、各層の膜厚を表1に記載した。 The laminated film of Examples 1-17 and Comparative Examples 1-4 was created by the above method. The method for producing the above-mentioned laminated film corresponding to each example and comparative example, the paint composition to be used, and the film thickness of each layer are described in Table 1.
<積層フィルムの評価>
作成した積層フィルムについて、次に示す性能評価を実施し、得られた結果を表2、表3に示す。特に断らない場合を除き、測定は各実施例・比較例において1つのサンプルについて場所を変えて3回測定を行い、その平均値を用いた。
<Evaluation of laminated film>
The performance evaluation shown next was implemented about the produced lamination film, and the obtained result is shown in Table 2, Table 3. Unless otherwise specified, measurement was carried out three times at different locations for one sample in each example and comparative example, and the average value was used.
[原子間力顕微鏡による弾性率の測定]
前記実施例1〜17、比較例1〜4の積層フィルムを凍結ミクロトーム法により断面を切り出し、当該断面を測定面として専用のサンプル固定台に固定し、アサイラムテクノロジー製のAFM「MFP−3DSA−J」とNANOSENSORS製のカンチレバー「R150−NCL−10(材質Si、ばね定数48N/m、先端の曲率半径150nm)」を用い、表面層の厚み方向に垂直にContactモードでフォースカーブ (カンチレバーの移動速度2μm/s、最大押し込み荷重2μN)を測定した。
[Measurement of elastic modulus by atomic force microscope]
Cross sections of the laminated films of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 4 are cut out by a freezing microtome method, and the cross sections are fixed as a measurement surface to a dedicated sample fixing base, AFM manufactured by Asylum Technology "MFP-3DSA-J". Using a cantilever “R150-NCL-10 (material Si, spring constant 48 N / m, radius of curvature at the tip 150 nm)” made by NANOSENSORS and force curve in the contact mode perpendicular to the thickness direction of the surface layer 2 μm / s, maximum indentation load 2 μN) was measured.
フォースカーブから得られたForce−Ind曲線からAFM装置付属のソフト「IgorPro 6.22A MFP3D101010+1313」に付属のHertzの理論に基づいた解析を行わせることで厚み方向の弾性率分布を求めその厚み方向の分布形状から、「弾性率が連続的に変化する部分」の有無を判断した。 From the Force-Ind curve obtained from the force curve, the software based on the Hertz's theory attached to the software “IgorPro 6.22A MFP3D101010 + 1313” attached to the AFM device is used to obtain the elastic modulus distribution in the thickness direction From the distribution shape, the presence or absence of "a portion where the elastic modulus changes continuously" was determined.
なお、Tip Geometry=Sphere、Radius=150nm、Select=Fused Silica、νTip=0.17、ETip=74.9GPa、νSample=0.33、ForceタブのLow=10%、ForceタブのHigh=90%で計算した。 Note that Tip Geometry = Sphere, Radius = 150 nm, Select = Fused Silica, Tip Tip = 0.17, ETip = 74.9 GPa, Sample Sample = 0.33, Force tab Low = 10%, Force tab High = 90%. Calculated.
さらに厚み方向に対し、表面から5%の位置(位置A)の弾性率(EA)、35%の位置(位置B)の弾性率(EB)、65%の位置(位置C)の弾性率(EC)、95%の位置(位置D)の弾性率(ED)、支持基材の弾性率(EE)を求めた。具体的には積層フィルムを切断し、厚み方向の各位置の積層フィルム断面において弾性率を測定した。 Further with respect to the thickness direction, the elastic modulus of 5% from the surface (position A) (E A), the elastic modulus of 35% position (position B) (E B), 65 % of the position (position C) rate (E C), the modulus of elasticity of 95% position (D) (E D), calculated modulus of elasticity of the supporting base material (E E). Specifically, the laminated film was cut, and the elastic modulus was measured on the laminated film cross section at each position in the thickness direction.
[ナノインデンターによる押込み弾性率の測定]
測定には(株)エリオニクス製のナノインデンター「ENT−2100」を用いた。積層フィルムの支持基材側に、東亞合成株式会社製「“アロンアルファ”(登録商標) プロ用耐衝撃」を1滴塗布し、瞬間接着剤を介して積層フィルムを専用のサンプル固定台に固定して、表面層側を測定面として測定を行った。測定には稜間角115°の三角錐ダイヤモンド圧子(Berkovich圧子)を用いた。測定データは「ENT−2100」の専用解析ソフト(version 6.18)により処理され、押込み弾性率EIT(MPa)を測定した。
[Measurement of indentation elastic modulus by nano indenter]
For measurement, a nano indenter “ENT-2100” manufactured by Elionix Co., Ltd. was used. Apply one drop of “Aron Alpha” (trademark) professional shock resistance manufactured by Toho Synthetic Co., Ltd. on the supporting substrate side of the laminated film, and fix the laminated film to a dedicated sample fixing base via the instant adhesive. The measurement was performed with the surface layer side as the measurement surface. For measurement, a triangular pyramidal diamond indenter (Berkovich indenter) having a ridge angle of 115 ° was used. The measurement data were processed by the dedicated analysis software (version 6.18) of "ENT-2100", and the indentation modulus E IT (MPa) was measured.
測定モード:負荷−除荷試験
最大荷重:100mN
最大荷重に達した時の保持時間:1秒
荷重速度、除荷速度:10mN/sec
[表面層の鉛筆硬度試験法による表面硬度測定]
積層フィルムを温度20℃で12時間放置した後、同環境にてJIS K 5600−5−4(1999)に記載の引っかき硬度(鉛筆法)に従い、表面層の表面硬度を測定した。
Measurement mode: Load-unloading test Maximum load: 100 mN
Holding time when maximum load reached: 1 second Loading speed, unloading speed: 10 mN / sec
[Surface hardness measurement by pencil hardness test method of surface layer]
After the laminated film was left to stand at a temperature of 20 ° C. for 12 hours, the surface hardness of the surface layer was measured in accordance with the scratch hardness (pencil method) described in JIS K 5600-5-4 (1999) in the same environment.
[表面層の低硬度材料による反復擦過耐性]
積層フィルムを温度20℃で12時間放置した後、同環境にて本光製作所製消しゴム摩耗試験機の先端(先端部面積1cm2)に、白ネル生地〔600番 興和(株)製〕を取り付け、4.9N(500g)の荷重をかけて反射防止部材上を5cm、5,000回往復、及び9.8N(1,000g)の荷重をかけて、積層フィルム上を5cm、200回往復摩擦し、下記のクラス分けを行った。評価は各サンプルについて5回行い、平均点を小数第一位で四捨五入した値を採用した。
10点: 傷なし
7点: 1〜10本の傷
4点: 11〜20本の傷
1点: 試験部分の表面層が全面剥離。
Repeated abrasion resistance due to low hardness material of surface layer
After leaving the laminated film to stand at a temperature of 20 ° C for 12 hours, attach the whitenel cloth (made by No. 600 Kowa Co., Ltd.) to the tip (tip area of 1 cm 2 ) of the eraser abrasion tester manufactured by KOKO SEIKO in the same environment. Apply a load of 4.9 N (500 g) on the antireflective member 5 cm, 5,000 cycles, and a load of 9.8 N (1,000 g) on the laminated film 5 cm, 200 cycles of friction The following classifications were made. The evaluation was performed five times for each sample, and the average point was rounded to one decimal place.
10 points: no scratch 7 points: 1 to 10 flaws 4 points: 11 to 20 flaws 1 point: The surface layer of the test part is completely peeled off.
[表面層の自己修復性]
積層フィルムを温度20℃で12時間放置した後、同環境にて表面層の表面を、真鍮ブラシ(TRUSCO製)に下記の荷重をかけて、水平に5回引っ掻いたのち、5分間放置後の傷の回復状態を、以下の基準に則り目視で判定を行った。評価は各サンプルについて5回行い、平均点を小数第一位で四捨五入した値を採用した。
10点:荷重9.8N(1kg)で傷が残らない
7点: 荷重9.8N(1kg)では傷が残るが、6.9N(700g)では傷が残らない
4点: 荷重6.9N(700g)では傷が残るが、4.9N(500g)では傷が残らない
1点: 荷重4.9N(500g)で傷が残る。
Self-healing property of surface layer
After leaving the laminated film to stand at a temperature of 20 ° C. for 12 hours, the surface of the surface layer is scratched horizontally five times under the same load with a brass brush (made by TRUSCO) in the same environment, and then left to stand for 5 minutes Wound recovery was visually judged according to the following criteria. The evaluation was performed five times for each sample, and the average point was rounded to one decimal place.
10 points: no load remains at a load of 9.8 N (1 kg) 7 points: a scratch remains at a load of 9.8 N (1 kg), but no damage remains at 6.9 N (700 g) 4 points: a load of 6.9 N ( Wounds remain at 700 g) but not at 4.9 N (500 g). One point: Wounds remain at a load of 4.9 N (500 g).
[表面層の耐押痕性]
積層フィルムを温度20℃で12時間放置した後、同環境にて表面層の表面を、真鍮ブラシ(TRUSCO製)に以下の重りをのせ、1分間放置したのちの表面状態を、以下の基準に則り目視で判定を行った。評価は各サンプルについて5回行い、平均点を小数第一位で四捨五入した値を採用した。
10点:重り9.8N(1kg)で押痕が残らない
7点: 重り9.8N(1kg)では押痕が残るが、6.9N(750g)では押痕が残らない
4点: 重り6.9N(750g)では押痕が残るが、4.9N(500g)では押痕が残らない
1点: 重り4.9N(500g)で押痕が残る。
[Seal resistance of surface layer]
After leaving the laminated film to stand at a temperature of 20 ° C. for 12 hours, put the following weight on the surface of the surface layer in a brass brush (made by TRUSCO) in the same environment, and let it stand for 1 minute. Judgment was made by visual inspection. The evaluation was performed five times for each sample, and the average point was rounded to one decimal place.
10 points: weight 9.8 N (1 kg) and no marks are left 7 points: weight 9.8 N (1 kg) leaves marks but 6.9 N (750 g) marks no marks 4 points: weight 6 .9 N (750 g) remains an indentation, but 4.9 N (500 g) does not leave an indentation 1 point: A weight remains 4.9 N (500 g) and an indentation remains.
表に最終的に得られた積層フィルムの評価結果をまとめた。 The evaluation results of the finally obtained laminated film are summarized in the table.
1、19、24:表面層
2、20、23:支持基材
21、22、25、26、27、28:層
3、10:弾性率の測定位置(位置A)
4、11:弾性率の測定位置(位置B)
5、12:弾性率の測定位置(位置C)
6、13:弾性率の測定位置(位置D)
7:弾性率の測定位置(位置E)
16:位置Aと位置Bの弾性率の差(EB−EA)
17:位置Bと位置Cの弾性率の差(EC−EB)
18:位置Cと位置Dの弾性率の差(ED−EC)
29:表面層厚みに対する弾性率の傾きが無限になる部分
30:表面層厚みに対する弾性率の傾きが0になる部分
33:弾性率が有限の傾きをもって変化する部分
36:弾性率が全域で有限の傾きをもって変化している部分
37:多層スライドダイ
38、45:最も上流側のスロット
39、46:上流側から2番目のスロット
40:上流側から3番目のスロット
41:最も下流側のスロット
42、47、51:支持基材の搬送方向の上流側
43、48、52:支持基材の搬送方向の下流側
44:多層スロットダイ
49、50:単層スロットダイ
53:負荷工程
54:除荷工程
1, 19, 24: surface layer 2, 20, 23: support substrate 21, 22, 25, 26, 27, 28: layer 3, 10: measurement position of elastic modulus (position A)
4, 11: Measurement position of elastic modulus (position B)
5, 12: Measurement position of elastic modulus (position C)
6, 13: Measurement position of elastic modulus (position D)
7: Measurement position of elastic modulus (position E)
16: Difference in elastic modulus between position A and position B (E B -E A )
17: Difference in elastic modulus between position B and position C (E C -E B )
18: Difference in elastic modulus between position C and position D (E D −E C )
29: a portion 30 where the slope of the elastic modulus with respect to the surface layer thickness is infinite 30: a portion where the slope of the elastic modulus with respect to the surface layer thickness is 0 33: a portion where the elastic modulus changes with a finite slope 36: the elastic modulus is finite over the entire area Varying part 37: Multilayer slide die 38, 45: most upstream slot 39, 46: second from the upstream slot 40: third from the upstream slot 41: most downstream slot 42 47, 51: Upstream side 43, 48, 52 of the transport direction of the support substrate: Downstream side 44 of the transport direction of the support substrate: Multilayer slot die 49, 50: Single layer slot die 53: Loading step 54: Unloading Process
本発明に係る積層フィルムは、プラスチック成型品、家電製品、建築物や車両内装品および種々の印刷物のそれぞれの表面に同様の機能を付与するためにも用いることができる。 The laminated film according to the present invention can also be used to impart the same function to the surfaces of plastic molded articles, home appliances, buildings, vehicle interiors and various printed materials.
Claims (7)
表面層の表面から表面層厚みの5%(以降、位置Aとする)、35%(以降、位置Bとする)、65%(以降、位置Cとする)、95%(以降、位置Dとする)の各位置の断面における、原子間力顕微鏡による弾性率EA、EB、EC、EDが以下の条件1、条件2、条件3のすべてを満たし、
前記表面層は、ウレタンアクリレートを硬化して得られる層であり、
前記表面層の表面側を構成する樹脂が以下の条件7を満たすことを特徴とする、積層フィルム。
条件1 EA≦EB≦EC<ED
条件2 EAが、100MPa以下
条件3 EDが、1GPa以上
条件7 フッ素化合物セグメント、ポリシロキサンセグメントおよびポリジメチルシロキサンセグメントからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むセグメントを有する。 In a laminated film in which a surface layer consisting of at least one or more layers is formed on a supporting substrate,
From the surface of the surface layer to the surface layer thickness 5% (hereinafter referred to as position A), 35% (hereinafter referred to as position B), 65% (hereinafter referred to as position C), 95% (hereinafter referred to as position D and in the cross section of each position of that), the elastic modulus E a by atomic force microscopy, E B, E C, E D the following conditions 1 and 2, meets all the conditions 3,
The surface layer is a layer obtained by curing urethane acrylate,
The resin constituting the surface side of said surface layer is characterized Succoth satisfy the condition 7 below, the laminated film.
Condition 1 E A ≦ E B ≦ E C <E D
Condition 2 E A is 100 MPa or less Condition 3 E D is 1 GPa or more
Condition 7 A segment having at least one selected from the group consisting of a fluorine compound segment, a polysiloxane segment and a polydimethylsiloxane segment is included.
条件4 (EC−EB)<(EB−EA)
かつ (ED−EC)<(EB−EA) The laminated film according to claim 1, wherein the elastic modulus E A , E B , E C , E D satisfy the following condition 4:
Condition 4 (E C -E B ) <(E B -E A )
And (E D -E C ) <(E B -E A )
条件5 |ED−EE|<1GPa And the elastic modulus E D at position D of the surface layer, and satisfies the condition 5 of the elastic modulus E E of the supporting substrate below, laminated film according to claim 1 or claim 2.
Condition 5 | E D −E E | <1 GPa
条件6 最大荷重100mN条件での厚み方向へのナノインデンテーション測定における、表面層の押込み弾性率EITが2,000MPa以上 The laminated film according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface layer satisfies the following condition 6.
Condition 6 The indentation elastic modulus E IT of the surface layer in the nanoindentation measurement in the thickness direction under the condition of maximum load 100 mN: 2,000 MPa or more
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