JP6602062B2 - 硬化性組成物、硬化物の製造方法、及びハードコート材 - Google Patents
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Description
上記(A)光重合開始剤が、下記式(a−1):
で表される基、下記式(a−3):
で表される基であり、R2は1価の有機基であり、R3は水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1〜11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、mは0又は1である。)
で表される化合物を含む、硬化性組成物である。
上記硬化性組成物膜を露光する工程と、を含む、硬化物の製造方法である。
本発明の第三の態様は、基材と、上記硬化性組成物を用いて上記基材上に形成されたハードコート層とを備えるハードコート材である。
本発明に係る硬化性組成物は、(A)光重合開始剤と、(B)シロキサン結合、芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む多官能アクリレート化合物とを含有し、上記(A)光重合開始剤は、上記式(a−1)で表される化合物を含む。本発明に係る硬化性組成物から得られるハードコート層は、屈曲性、靱性、表面硬度、及び透明性に優れ、ハードコート材に好適に用いることができる。
(A)光重合開始剤としては、上記式(a−1)で表される化合物を含む限り、特に限定されない。本発明に係る硬化性組成物は、(A)光重合開始剤を含むため、感度が高く、より少ないエネルギー線量でも十分に硬化する。(A)光重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
また、R4が水素原子であると、透明性が良好となる傾向があり好ましい。なお、R4が水素原子であり且つR2が前述の(R2−2)であると透明性はより良好となる傾向がある。
AはSであることが好ましい。
mが1である場合、式(a−1)で表される化合物を含有する硬化性組成物を用いて形成される硬化物中での異物の発生をより低減できる傾向がある。
(B)多官能アクリレート化合物としては、シロキサン結合、芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む限り、特に限定されない。(B)多官能アクリレート化合物は、本発明に係る硬化性組成物から得られるハードコート層の屈曲性、靱性、及び表面硬度の向上に寄与する。(B)多官能アクリレート化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。(B)多官能アクリレート化合物は、低分子化合物でも、特定の繰り返し単位を有するオリゴマー及び/又はポリマーでも、これらの組み合わせでもよい。
シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物は、得られるハードコート層の屈曲性向上や硬化収縮抑制(カール性低減)の効果に対する寄与は大きくないものの、当該ハードコート層の表面硬度上昇には大きく寄与する。シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物としては、例えば、2個以上の(メタ)アクリロイル基を含むポリシルセスキオキサン化合物が挙げられる。特に、得られるハードコート層の表面硬度がより向上しやすいことから、上記ポリシルセスキオキサン化合物としては、2個以上の(メタ)アクリロイル基を含むかご型のポリシルセスキオキサン化合物が好ましい。
[RSiO3/2]n
(式中、Rは独立に(メタ)アクリロイル基又はカルボキシル基含有基であり、nは8、10、12、又は14であり、但し、2個以上のRが(メタ)アクリロイル基である。)
で表されるかご型ポリシルセスキオキサンが挙げられる。
上記Xは、単結合、炭素数1〜6のアルキレン基、アリーレン基又は−R5−NH−R6−(式中、R5及びR6は炭素数1〜3のアルキレン基を表す。R5とR6は同一でもよく、異なっていてもよい。)を表し、Yは、芳香族環基又は脂環基から2個の環炭素原子のそれぞれ1個の水素原子を除去することにより生成する2価の基又は分岐鎖及び/若しくは二重結合を有していても良い炭素数1〜4の2価のアルキレン基を表し、Bは−NHCO−又は−CONH−を表す。ただし、X及び/又はYは、(メタ)アクリル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を置換基として有していてもよい。
芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む多官能アクリレート化合物は、得られるハードコート層の表面硬度上昇の効果に対する寄与は中程度であるものの、芳香環及び/又は架橋飽和環という剛直な部分骨格とアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基等)、エーテル結合、及び/又はウレタン結合等の柔軟な部分骨格との相乗的な作用により、当該ハードコート層の屈曲性向上や硬化収縮抑制(カール性低減)に大きく寄与する。
本発明に係る硬化性組成物は、必要に応じて、各種の添加剤を含んでいてもよい。具体的には、溶剤、増感剤、硬化促進剤、光架橋剤、光増感剤、分散助剤、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、熱重合禁止剤、消泡剤、界面活性剤等が例示される。
本発明に係る硬化性組成物は、上記の各成分を全て撹拌機で混合することにより調製される。なお、調製された硬化性組成物が充填剤等の不溶性の成分を含まない場合、硬化性組成物が均一なものとなるようフィルタを用いて濾過してもよい。
本発明に係る硬化物の製造方法は、本発明に係る硬化性組成物を用いて硬化性組成物膜を形成する工程と、
上記硬化性組成物膜を露光する工程と、を含む。この製造方法に製造される硬化物は、必要に応じてパターン化されていてもよい。
次いで、現像後のパターンに対して200〜250℃程度でポストベークを行うことが好ましい。
本発明に係るハードコート材は、基材と、本発明に係る硬化性組成物を用いて上記基材上に形成されたハードコート層とを備える。
本発明に係る画像表示装置は、本発明に係るハードコート材を備えるものである。画像表示装置としては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイ、ELディスプレイ、有機ELディスプレイ、電界放出ディスプレイ等が挙げられ、そのディスプレイ表面若しくはその配線保護層に本発明に係るハードコート材が貼合される。
表1に示す通り、(A)光重合開始剤、(B1)シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物、(B2)芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む多官能アクリレート化合物、並びに(B3)その他のアクリレート化合物を均一に混合して、無溶剤系の硬化性組成物を得た。表1中の括弧内の数値は各成分の配合量(単位:質量部)を表す。
シルセスキオキサン2:下記左側の式で表され、R19〜R26の30モル%が下記右側の式で表される基であり、R19〜R26の70モル%がアクリロイルオキシ基であるシルセスキオキサン
イソシアヌル酸系1:下記一段目右側の式で表される化合物
フルオレン系:下記二段目の式で表される化合物
イソシアヌル酸系2:下記三段目の式で表され、Xがアクリロイルオキシ基を示す化合物
得られた硬化性組成物を厚み100μmのPETフィルム上に滴下し、アプリケーターで塗布して、硬化性組成物膜を得た。その後、この硬化性組成物膜に対し、高圧水銀灯露光機(ORC社)又はLEDライト(波長395nm)で露光を行い、厚み50μmの硬化膜を得た。この硬化膜を上記PETフィルムから剥離し、以下の評価を行った。これらの評価結果を表1に記す。
JIS K 5600−5−4に従って、上記硬化膜の鉛筆硬度を測定した。以下の基準に従って表面硬度を評価した。
◎(極めて良好):上記鉛筆硬度が7H以上であった。
○(良好):上記鉛筆硬度が4H〜6Hであった。
×(不良):上記鉛筆硬度が3H以下であった。
透過率計MCPD(大塚電子製)を用いて、上記硬化膜の400nmにおける透過率を測定した。以下の基準に従って透明性を評価した。
◎(極めて良好):上記透過率が95%以上であった。
○(良好):上記透過率が90%以上95%未満であった。
×(不良):上記透過率が90%未満であった。
半径n(単位mm、nは1以上の整数)のステンレス棒を用意した。用意した各ステンレス棒に上記硬化膜を巻き付けた。当該硬化膜を割ることなく巻きつけることができたステンレス棒のうち、最小半径を有するものを特定した。以下の基準に従って屈曲性及び靱性を評価した。
◎(極めて良好):上記最小半径が2mm以下であった。
○(良好):上記最小半径が3mm〜5mmであった。
×(不良):上記最小半径が6mm以上であった。
Claims (7)
- (A)光重合開始剤と、(B)シロキサン結合、芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む多官能アクリレート化合物とを含有し、
前記(A)光重合開始剤が、下記式(a−1):
(R1は下記式(a−2):
(R4は、水素原子、ニトロ基、又は1価の有機基であり、R5及びR6は、独立に鎖状アルキル基、環状炭化水素基、又はヘテロアリール基であり、R5とR6とは相互に結合してスピロ環を形成してもよい。)
で表される基であり、R2は1価の有機基であり、R3は水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1〜11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、mは0又は1である。)
で表される化合物、又は、下記式(a−1A):
(R1Aは下記式(a−3):
(R7は、独立に1価の有機基、アミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、又はシアノ基であり、AはS又はOであり、nは0〜4の整数である。)
で表される基であり、R2Aは下記式(R2−1):
で表される基であり、R3Aは水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1〜11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、m1は0又は1である。)
で表される化合物を含み、
前記(B)多官能アクリレート化合物が、シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物を含む、硬化性組成物。 - (A)光重合開始剤と、(B)シロキサン結合、芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む多官能アクリレート化合物とを含有し、
前記(A)光重合開始剤が、下記式(a−1):
で表される基であり、R 2 は1価の有機基であり、R 3 は水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1〜11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、mは0又は1である。)
で表される化合物、又は、下記式(a−1A):
で表される基であり、R 2A はアルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、1若しくは2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン−1−イル基、ピペラジン−1−イル基、シクロアルキルアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェノキシアルキル基、又は芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基であり、R 3A は水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1〜11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、m1は0又は1である。)
で表される化合物を含み、
前記(B)多官能アクリレート化合物が、シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物を含み、
前記シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物が、2個以上の(メタ)アクリロイル基を含むポリシルセスキオキサン化合物であり、
前記ポリシルセスキオキサン化合物が、下記式:
[RSiO 3/2 ] n
(式中、Rは独立に(メタ)アクリロイル基又はカルボキシル基含有基であり、nは8、10、12、又は14であり、但し、2個以上のRが(メタ)アクリロイル基である。前記カルボキシル基含有基は、−X−B−Y−COOHで表される1価基である。Xは、単結合、炭素数1〜6のアルキレン基、アリーレン基又は−R5−NH−R6−(式中、R5及びR6は炭素数1〜3のアルキレン基を表す。R5とR6は同一でもよく、異なっていてもよい。)を表し、Yは、芳香族環基又は脂環基から2個の環炭素原子のそれぞれ1個の水素原子を除去することにより生成する2価の基又は分岐鎖及び/若しくは二重結合を有していても良い炭素数1〜4の2価のアルキレン基を表し、Bは−NHCO−又は−CONH−を表す。ただし、X及び/又はYは、(メタ)アクリル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を置換基として有していてもよい。)
で表されるかご型ポリシルセスキオキサンである、硬化性組成物。 - 前記シロキサン結合含有多官能アクリレート化合物が、2個以上の(メタ)アクリロイル基を含むポリシルセスキオキサン化合物である請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
- 前記(B)多官能アクリレート化合物が更に、芳香環、及び架橋飽和環からなる群より選択される少なくとも1種を含む多官能アクリレート化合物を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物を用いて硬化性組成物膜を形成する工程と、
前記硬化性組成物膜を露光する工程と、を含む、硬化物の製造方法。 - 基材と、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物を用いて前記基材上に形成されたハードコート層とを備えるハードコート材。
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