JP7401854B2 - Manufacturing method of scratch-resistant hard coat film - Google Patents
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Description
本発明は、耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法に関するものであり、詳細には、優れた耐擦傷性を有するハードコートフィルムの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a hard coat film with excellent scratch resistance, and more particularly, to a method for producing a hard coat film having excellent scratch resistance.
テレビなどの家電機器、携帯電話などの通信機器、コピー機などの事務機器、ゲーム機などの娯楽機器、X線撮影装置などの医療機器、電子レンジなどの生活機器などの多くの電子機器には、人が指で操作可能な液晶表示素子又はOLED(有機EL)表示素子を用いたタッチパネルディスプレイが設けられている。これらタッチパネルディスプレイには、人が指で操作する際に、爪等でタッチパネルの表面に傷が発生するのを防ぐために、該タッチパネルの最表面に、傷付き防止のための耐擦傷性を有するハードコート層を基材である透明プラスチックフィルム上に備えたハードコートフィルムが設けられている。 Many electronic devices such as home appliances such as televisions, communication devices such as mobile phones, office equipment such as copy machines, entertainment devices such as game consoles, medical devices such as X-ray imaging devices, and household appliances such as microwave ovens, etc. A touch panel display using a liquid crystal display element or an OLED (organic EL) display element that can be operated by a person with a finger is provided. These touch panel displays are equipped with scratch-resistant hardware on the outermost surface of the touch panel to prevent scratches on the surface of the touch panel from fingernails, etc. when a person operates with their fingers. A hard coat film is provided which has a coating layer on a transparent plastic film as a base material.
一方、近年、上記のような電子機器の意匠性を高めるために、上記タッチパネルディスプレイ部位が湾曲しているデザインが採用される場合がある。タッチパネル側を外側にして湾曲させた場合、最表面のハードコート層には引張方向の応力が生じる。そのため、該ハードコート層には、一定の延伸性を有することが求められている。 On the other hand, in recent years, in order to improve the design of electronic devices as described above, designs in which the touch panel display portion is curved are sometimes adopted. When curved with the touch panel side facing outward, stress in the tensile direction is generated in the outermost hard coat layer. Therefore, the hard coat layer is required to have a certain degree of stretchability.
一般的なハードコート層の形成方法として、主剤である多官能アクリレート、該多官能アクリレートを活性エネルギー線によるラジカル重合で硬化反応を起こすための光重合開始剤、及びこれらを希釈し塗布性を付与するための有機溶媒、を含むハードコート液を基材に塗布し、加熱乾燥による該有機溶媒を除去後、活性エネルギー線照射による硬化でハードコート層は得られる。しかし、多官能アクリレートを主剤とする材料は、その高い架橋密度のため、分子運動性が低く、外力への抵抗性を有するため、耐擦傷性は得られるものの、通常、延伸性を有さない。 A general method for forming a hard coat layer is to use a polyfunctional acrylate as the main ingredient, a photopolymerization initiator to cause a curing reaction by radical polymerization of the polyfunctional acrylate using active energy rays, and dilute these to impart coating properties. A hard coat liquid containing an organic solvent for coating is applied to a substrate, and after removing the organic solvent by heating and drying, a hard coat layer is obtained by curing by irradiation with active energy rays. However, materials based on polyfunctional acrylates have low molecular mobility and resistance to external forces due to their high crosslinking density, so although they can provide scratch resistance, they usually do not have stretchability. .
そこで、ハードコート層に一定の耐擦傷性及び延伸性を付与するために、例えば1,000乃至10,000程度の分子量を有する、アクリレート基密度が調整された多官能アクリレートオリゴマーや、多官能ウレタンアクリレートオリゴマーを用いる手法が採られる。これら多官能アクリレートオリゴマーは、分子構造内に架橋部位と延伸部位を有しており、延伸部位の分子運動性により、適度な耐擦傷性と延伸性を発現することが可能である。このような多官能アクリレートオリゴマーとして、ポリカプロラクトン変性された多官能アクリレートを用いたハードコート層が開示されている(特許文献1)。 Therefore, in order to impart a certain level of scratch resistance and stretchability to the hard coat layer, for example, a polyfunctional acrylate oligomer with a molecular weight of about 1,000 to 10,000 and an adjusted acrylate group density, or a polyfunctional urethane A method using acrylate oligomers is adopted. These polyfunctional acrylate oligomers have a crosslinking site and a stretching site in their molecular structure, and can exhibit appropriate abrasion resistance and stretchability due to the molecular mobility of the stretching site. As such a polyfunctional acrylate oligomer, a hard coat layer using polycaprolactone-modified polyfunctional acrylate has been disclosed (Patent Document 1).
また、ハードコート層の表面に防汚性・滑り性を付与する手法として、ハードコート層を形成する塗布液に、フッ素系表面改質剤を少量添加する手法が用いられている。添加されたフッ素系表面改質剤は、その低表面エネルギーによりハードコート層の表面に偏析し、撥水性及び撥油性が付与される。該フッ素系表面改質剤としては、撥水性、撥油性の観点からポリ(オキシパーフルオロアルキレン)鎖を有したパーフルオロポリエーテルと呼ばれる、活性エネルギー線硬化部位を有し1,000乃至5,000程度の数平均分子量を有するオリゴマーが用いられる。しかし、これら、パーフルオロポリエーテルは高いフッ素濃度を有しているため、有機溶媒に対する溶解性能に特異性が有り、限定された有機溶媒のみ用いることが可能であった。 Furthermore, as a method of imparting antifouling properties and slipperiness to the surface of the hard coat layer, a method of adding a small amount of a fluorine-based surface modifier to the coating liquid forming the hard coat layer is used. The added fluorine-based surface modifier segregates on the surface of the hard coat layer due to its low surface energy, imparting water repellency and oil repellency. The fluorine-based surface modifier is a perfluoropolyether having a poly(oxyperfluoroalkylene) chain from the viewpoint of water repellency and oil repellency. An oligomer having a number average molecular weight of about 0.000 is used. However, since these perfluoropolyethers have a high fluorine concentration, their solubility in organic solvents is specific, and it has been possible to use only limited organic solvents.
本発明は、優れた耐擦傷性を有するハードコートフィルムの製造方法の提供を課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a hard coat film having excellent scratch resistance.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ハードコート層を形成し得る硬化性組成物をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程と、該塗膜に活性エネルギー線を照射し硬化する工程とを少なくとも含む耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法において、前記硬化性組成物に含まれる溶媒として、その標準沸点における前記フィルム基材の溶媒膨潤度が70%以下となるものを選択すると、優れた耐擦傷性を有するハードコートフィルムが製造できることを見出し、本発明を完成させた。
更に、本発明者らは、適当なフィルム基材を用いることで、優れた耐擦傷性に加えて延伸性も付与されたハードコートフィルムが製造できることも見出した。As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have discovered a process of applying a curable composition capable of forming a hard coat layer onto a film base material to form a coating film, and In the method for producing a scratch-resistant hard coat film, which includes at least a step of curing by irradiating active energy rays, the solvent contained in the curable composition has a solvent swelling degree of the film base material of 70% at its standard boiling point. It was discovered that a hard coat film having excellent scratch resistance could be produced by selecting the following, and the present invention was completed.
Furthermore, the present inventors have also discovered that by using a suitable film base material, it is possible to produce a hard coat film that has not only excellent scratch resistance but also stretchability.
すなわち本発明は、第1観点として、ハードコート層を形成し得る硬化性組成物をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程と、該塗膜に活性エネルギー線を照射し硬化する工程とを少なくとも含む耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法であって、前記硬化性組成物に含まれる溶媒は、その標準沸点における前記フィルム基材の溶媒膨潤度が70%以下の溶媒である、耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法に関する。
第2観点として、前記フィルム基材は、熱可塑性ポリウレタンフィルムである第1観点に記載の製造方法に関する。
第3観点として、前記硬化性組成物は、
(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマー100質量部、
(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテル0.1質量部乃至10質量部
及び
(c)活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤1質量部乃至20質量部
を含む、第1観点又は第2観点に記載の製造方法に関する。
第4観点として、前記(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテルは、下記の(b1)乃至(b6)から選択されるパーフルオロポリエーテルである第3観点記載の製造方法に関する。
(b1)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、アルコール変性、ピペロニル変性、カルボン酸変性又はエステル変性されたパーフルオロポリエーテル
(b2)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にそれぞれポリ(オキシアルキレン)基を介し、そしてさらに二価の連結基を介してアルコキシシリル基が結合しているパーフルオロポリエーテル
(b3)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にポリ(オキシアルキレン)構造を持たない連結構造を介してアルコキシシリル基が結合しているパーフルオロポリエーテル
(b4)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の一端にポリ(オキシアルキレン)基を介して活性エネルギー線重合性基を有し、且つ該分子鎖の他端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテル
(b5)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ポリ(オキシアルキレン)基を介して又はポリ(オキシアルキレン)基及び1つのウレタン結合をこの順に介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル
(b6)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ウレタン結合を介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル(但し、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基と前記ウレタン結合の間にポリ(オキシアルキレン)基を有するパーフルオロポリエーテルを除く。)
第5観点として、前記(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテルが、前記(b6)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ウレタン結合を介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル(但し、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基と前記ウレタン結合の間にポリ(オキシアルキレン)基を有するパーフルオロポリエーテルを除く。)である第4観点に記載の製造方法に関する。
第6観点として、前記硬化性組成物に含まれる溶媒は、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール及びエチレングリコールからなる群より選択される1種又は2種以上のアルコールである第1観点乃至第5観点の何れか1つに記載の製造方法に関する。
第7観点として、前記硬化性組成物に含まれる溶媒が、メタノールである第6観点に記載の製造方法に関する。That is, the present invention, as a first aspect, includes a step of applying a curable composition capable of forming a hard coat layer onto a film base material to form a coating film, and a step of curing the coating film by irradiating the coating film with active energy rays. A method for producing a scratch-resistant hard coat film comprising at least the following, wherein the solvent contained in the curable composition is a solvent in which the degree of solvent swelling of the film base material at its normal boiling point is 70% or less. The present invention relates to a method for producing an abrasion-resistant hard coat film.
A second aspect relates to the manufacturing method according to the first aspect, wherein the film base material is a thermoplastic polyurethane film.
As a third aspect, the curable composition includes:
(a) 100 parts by mass of an oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups;
(b) 0.1 part by mass of perfluoropolyether in which both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with an organic group, with or without a poly(oxyalkylene) group; 10 parts by mass and (c) 1 to 20 parts by mass of a polymerization initiator that generates radicals by active energy rays.
As a fourth aspect, (b) perfluoropolyether in which both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with an organic group, with or without a poly(oxyalkylene) group. relates to the method for producing a perfluoropolyether selected from the following (b1) to (b6) according to the third aspect.
(b1) Perfluorocarbons in which both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with alcohol, piperonyl, carboxylic acid, or ester, with or without poly(oxyalkylene) groups. Polyether (b2) A polyether (b2) in which an alkoxysilyl group is bonded to both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group and further via a divalent linking group. Fluoropolyether (b3) A perfluoropolyether (b4) in which an alkoxysilyl group is bonded to both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a linking structure that does not have a poly(oxyalkylene) structure. ) has an active energy ray polymerizable group via a poly(oxyalkylene) group at one end of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group, and a poly(oxyalkylene) group at the other end of the molecular chain. Perfluoropolyether (b5) with a hydroxy group via a poly(oxyalkylene) group or a poly(oxyalkylene) group and one urethane at both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group Through bonds in this order, perfluoropolyether (b6) having active energy ray polymerizable groups is attached to both ends of the molecular chain containing poly(oxyperfluoroalkylene) groups through urethane bonds. (However, perfluoropolyethers having a poly(oxyalkylene) group between the poly(oxyperfluoroalkylene) group and the urethane bond are excluded.)
As a fifth aspect, (b) perfluoropolyether in which both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with an organic group, with or without a poly(oxyalkylene) group. (b6) A perfluoropolyether having an active energy ray polymerizable group via a urethane bond at both ends of the molecular chain containing the poly(oxyperfluoroalkylene) group (however, the above poly(oxyperfluoroalkylene) (excluding perfluoropolyethers having a poly(oxyalkylene) group between the urethane bond and the urethane bond).
As a sixth aspect, the solvent contained in the curable composition is selected from methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, benzyl alcohol, and ethylene glycol. The method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the alcohol is one or more alcohols selected from the group consisting of:
A seventh aspect relates to the manufacturing method according to the sixth aspect, wherein the solvent contained in the curable composition is methanol.
本発明によれば、優れた耐擦傷性を有するハードコートフィルムの製造方法を提供することができる。
また、適当なフィルム基材を用いることで、優れた耐擦傷性に加えて延伸性も付与されたハードコートフィルムの製造方法を提供することもできる。According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a hard coat film having excellent scratch resistance.
Furthermore, by using a suitable film base material, it is also possible to provide a method for producing a hard coat film that has not only excellent scratch resistance but also stretchability.
本発明は、ハードコート層を形成し得る硬化性組成物をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程と、該塗膜に活性エネルギー線を照射し硬化する工程とを少なくとも含む耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法であって、前記硬化性組成物に含まれる溶媒は、その標準沸点における前記フィルム基材の溶媒膨潤度が70%以下の溶媒である、耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法に関する。
以下に、本発明の耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法を詳細に説明する。
<硬化性組成物>
本発明に使用し得る、ハードコート層を形成し得る硬化性組成物としては、活性エネルギー線の照射により硬化しハードコート層を形成し得る組成物であれば特に限定されず、従来公知のものを使用できる。好ましくは、
(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマー100質量部、
(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテル0.1質量部乃至10質量部
及び
(c)活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤1質量部乃至20質量部
を含む、硬化性組成物が挙げられる。
以下、上記(a)乃至(c)の各成分について説明する。The present invention provides an anti-scratch method comprising at least the steps of: applying a curable composition capable of forming a hard coat layer onto a film base material to form a coating film; and curing the coating film by irradiating the coating film with active energy rays. A method for producing a scratch-resistant hard coat film, wherein the solvent contained in the curable composition is a solvent in which the degree of solvent swelling of the film base material at its normal boiling point is 70% or less. Regarding the manufacturing method.
Below, the method for producing the scratch-resistant hard coat film of the present invention will be explained in detail.
<Curable composition>
The curable composition capable of forming a hard coat layer that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a composition that can be cured by irradiation with active energy rays to form a hard coat layer, and conventionally known compositions can be used. can be used. Preferably,
(a) 100 parts by mass of an oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups;
(b) 0.1 part by mass of perfluoropolyether in which both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with an organic group, with or without a poly(oxyalkylene) group; Examples include curable compositions containing 10 parts by mass and (c) 1 to 20 parts by mass of a polymerization initiator that generates radicals by active energy rays.
Each of the components (a) to (c) above will be explained below.
[(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマー]
活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマーは、活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有する、オキシアルキレンで変性された多官能モノマーを指す。
本発明の硬化性組成物において好ましい(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマーとしては、活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有する、オキシアルキレン変性多官能(メタ)アクリレート化合物及びオキシアルキレン変性多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物からなる群から選択されるモノマーである。
なお、本発明において(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物とメタクリレート化合物の両方をいう。例えば(メタ)アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸をいう。[(a) Oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups]
The oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups refers to an oxyalkylene-modified polyfunctional monomer that has at least three active energy ray polymerizable groups.
Preferred (a) oxyalkylene-modified polyfunctional monomers having at least three active energy ray polymerizable groups in the curable composition of the present invention include oxyalkylene modified polyfunctional monomers having at least three active energy ray polymerizable groups. The monomer is selected from the group consisting of meth)acrylate compounds and oxyalkylene-modified polyfunctional urethane (meth)acrylate compounds.
In addition, in this invention, a (meth)acrylate compound refers to both an acrylate compound and a methacrylate compound. For example, (meth)acrylic acid refers to acrylic acid and methacrylic acid.
(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマーにおけるオキシアルキレンとしては、例えば、オキシエチレン、オキシ(メチルエチレン)が挙げられ、好ましいオキシアルキレン変性多官能モノマーとしては、オキシエチレン変性多官能モノマーが挙げられる。 (a) Examples of the oxyalkylene in the oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups include oxyethylene and oxy(methylethylene), and preferred oxyalkylene-modified polyfunctional monomers include: Examples include oxyethylene-modified polyfunctional monomers.
上記オキシアルキレン変性多官能(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、オキシエチレン、オキシ(メチルエチレン)で変性されたポリオールの(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
該ポリオールとしては、例えば、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン、デカグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが挙げられる。Examples of the oxyalkylene-modified polyfunctional (meth)acrylate compounds include (meth)acrylate compounds of polyols modified with oxyethylene and oxy(methylethylene).
Examples of the polyol include glycerin, diglycerin, triglycerin, tetraglycerin, pentaglycerin, hexaglycerin, decaglycerin, polyglycerin, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, and dipentaerythritol.
(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマーにおける活性エネルギー線重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、エポキシ基が挙げられる。 (a) Examples of the active energy ray polymerizable groups in the oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups include (meth)acryloyloxy groups, vinyl groups, and epoxy groups.
(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマー1分子に対する、オキシエチレン、オキシ(メチルエチレン)等のオキシアルキレンの付加数は、1乃至30、好ましくは1乃至12である。 (a) The number of oxyalkylenes such as oxyethylene and oxy(methylethylene) added to one molecule of the oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups is 1 to 30, preferably 1 to 12. It is.
本発明では、上記(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマーを単独で、或いは二種以上を組合せて使用することができる。 In the present invention, the above (a) oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups can be used alone or in combination of two or more.
好ましい(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマーとしては、(a1)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシエチレン変性多官能モノマーであって、平均オキシエチレン変性量が該重合性基1molに対し3mol未満であるオキシエチレン変性多官能モノマー(単に、(a1)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシエチレン変性多官能モノマーとも記載する。)が挙げられる。
ハードコート層を形成し得る硬化性組成物において好ましい(a1)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシエチレン変性多官能モノマーとしては、活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有し、平均オキシエチレン変性量が該重合性基1molに対し3mol未満である、オキシエチレン変性多官能(メタ)アクリレート化合物及びオキシエチレン変性多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物からなる群から選択されるモノマーが挙げられる。Preferred (a) oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray-polymerizable groups is (a1) an oxyethylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray-polymerizable groups, with an average An oxyethylene-modified polyfunctional monomer (simply referred to as (a1) an oxyethylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups) whose ethylene modification amount is less than 3 mol per 1 mol of the polymerizable group. Can be mentioned.
Preferred (a1) oxyethylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups in the curable composition capable of forming a hard coat layer has at least three active energy ray polymerizable groups and has an average Examples include monomers selected from the group consisting of oxyethylene-modified polyfunctional (meth)acrylate compounds and oxyethylene-modified polyfunctional urethane (meth)acrylate compounds, in which the amount of oxyethylene modification is less than 3 mol per 1 mol of the polymerizable group. .
(a1)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシエチレン変性多官能モノマーにおける平均オキシエチレン変性量は、該モノマーが有する活性エネルギー線重合性基1molに対し3mol未満であり、好ましくは、該モノマーが有する活性エネルギー線重合性基1molに対し2mol未満である。
また、(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシエチレン変性多官能モノマーにおける平均オキシエチレン変性量は、該モノマーが有する活性エネルギー線重合性基1molに対して0molより大きく、好ましくは、該モノマーが有する活性エネルギー線重合性基1molに対して0.1mol以上、より好ましくは0.5mol以上である。(a1) The average amount of oxyethylene modification in the oxyethylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups is less than 3 mol per 1 mol of active energy ray polymerizable groups in the monomer, and preferably It is less than 2 mol per mol of active energy ray polymerizable group possessed by the monomer.
In addition, (a) the average amount of oxyethylene modification in the oxyethylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups is greater than 0 mol per mol of the active energy ray polymerizable groups possessed by the monomer, preferably The amount is 0.1 mol or more, more preferably 0.5 mol or more, per 1 mol of the active energy ray polymerizable group contained in the monomer.
上記オキシエチレン変性多官能(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、オキシエチレンで変性されたポリオールの(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。 Examples of the oxyethylene-modified polyfunctional (meth)acrylate compound include (meth)acrylate compounds of polyols modified with oxyethylene.
(a1)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシエチレン変性多官能モノマー1分子に対する、オキシエチレンの付加数は、1乃至30、好ましくは1乃至12である。 (a1) The number of oxyethylenes added to one molecule of the oxyethylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups is 1 to 30, preferably 1 to 12.
[(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテル]
(b)成分は、本発明の硬化性組成物を適用するハードコート層における表面改質剤としての役割を果たす。また、(b)成分は、(a)成分との相溶性に優れ、それにより、ハードコート層が白濁するのを抑制して、透明な外観を呈するハードコート層の形成を可能とする。
(b)成分における好ましい有機基としては、例えば、アルコール(ヒドロキシ基)、ピペロニル基、カルボン酸(カルボキシ基)、エステル(アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基)、アルコキシシリル基、活性エネルギー線重合性基が挙げられる。
ハードコート層を形成し得る硬化性組成物に使用し得る、好ましい(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテルは、例えば、下記の(b1)乃至(b6)から選択され得る(以下、パーフルオロポリエーテル(b1)乃至(b6)とも記載する。)。
(b1)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、アルコール変性、ピペロニル変性、カルボン酸変性又はエステル変性されたパーフルオロポリエーテル
(b2)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にそれぞれポリ(オキシアルキレン)基を介し、そしてさらに二価の連結基を介してアルコキシシリル基が結合しているパーフルオロポリエーテル
(b3)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にポリ(オキシアルキレン)構造を持たない連結構造を介してアルコキシシリル基が結合しているパーフルオロポリエーテル
(b4)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の一端にポリ(オキシアルキレン)基を介して活性エネルギー線重合性基を有し、且つ該分子鎖の他端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテル
(b5)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ポリ(オキシアルキレン)基を介して又はポリ(オキシアルキレン)基及び1つのウレタン結合をこの順に介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル
(b6)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ウレタン結合を介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル(但し、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基と前記ウレタン結合の間にポリ(オキシアルキレン)基を有するパーフルオロポリエーテルを除く。)[(b) Perfluoropolyether in which both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with an organic group, with or without a poly(oxyalkylene) group]
Component (b) serves as a surface modifier in the hard coat layer to which the curable composition of the present invention is applied. In addition, component (b) has excellent compatibility with component (a), thereby suppressing cloudiness of the hard coat layer and making it possible to form a hard coat layer with a transparent appearance.
Preferred organic groups in component (b) include, for example, alcohol (hydroxy group), piperonyl group, carboxylic acid (carboxy group), ester (alkoxycarbonyl group, acyloxy group), alkoxysilyl group, and active energy ray polymerizable group. Can be mentioned.
(b) Both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group may be used in a curable composition capable of forming a hard coat layer, with or without a poly(oxyalkylene) group. The perfluoropolyether modified with an organic group can be selected from, for example, the following (b1) to (b6) (hereinafter also referred to as perfluoropolyethers (b1) to (b6)).
(b1) Perfluorocarbons in which both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with alcohol, piperonyl, carboxylic acid, or ester, with or without poly(oxyalkylene) groups. Polyether (b2) A polyether (b2) in which an alkoxysilyl group is bonded to both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group and further via a divalent linking group. Fluoropolyether (b3) A perfluoropolyether (b4) in which an alkoxysilyl group is bonded to both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a linking structure that does not have a poly(oxyalkylene) structure. ) has an active energy ray polymerizable group via a poly(oxyalkylene) group at one end of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group, and a poly(oxyalkylene) group at the other end of the molecular chain. Perfluoropolyether (b5) with a hydroxy group via a poly(oxyalkylene) group or a poly(oxyalkylene) group and one urethane at both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group Through bonds in this order, perfluoropolyether (b6) having active energy ray polymerizable groups is attached to both ends of the molecular chain containing poly(oxyperfluoroalkylene) groups through urethane bonds. (However, perfluoropolyethers having a poly(oxyalkylene) group between the poly(oxyperfluoroalkylene) group and the urethane bond are excluded.)
パーフルオロポリエーテル(b1)乃至(b6)に使用し得るポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基におけるアルキレン基の炭素原子数は特に限定されないが、好ましくは炭素原子数1乃至4である。すなわち、該ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基は、炭素原子数1乃至4の2価のフッ化炭素基と酸素原子が交互に連結した構造を有する基を指し、オキシパーフルオロアルキレン基は炭素原子数1乃至4の2価のフッ化炭素基と酸素原子が連結した構造を有する基を指す。具体的には、-[OCF2]-(オキシパーフルオロメチレン基)、-[OCF2CF2]-(オキシパーフルオロエチレン基)、-[OCF2CF2CF2]-(オキシパーフルオロプロパン-1,3-ジイル基)、-[OCF2C(CF3)F]-(オキシパーフルオロプロパン-1,2-ジイル基)等の基が挙げられる。
上記オキシパーフルオロアルキレン基は、一種を単独で使用してもよく、或いは二種以上を組み合わせて使用してもよく、その場合、複数種のオキシパーフルオロアルキレン基の結合はブロック結合及びランダム結合の何れであってもよい。The number of carbon atoms in the alkylene group in the poly(oxyperfluoroalkylene) group that can be used in the perfluoropolyethers (b1) to (b6) is not particularly limited, but is preferably 1 to 4 carbon atoms. That is, the poly(oxyperfluoroalkylene) group refers to a group having a structure in which divalent fluorinated carbon groups having 1 to 4 carbon atoms and oxygen atoms are alternately connected; It refers to a group having a structure in which a divalent fluorinated carbon group numbered from 1 to 4 and an oxygen atom are connected. Specifically, -[OCF 2 ]-(oxyperfluoromethylene group), -[OCF 2 CF 2 ]-(oxyperfluoroethylene group), -[OCF 2 CF 2 CF 2 ]-(oxyperfluoropropane) -1,3-diyl group) and -[OCF 2 C(CF 3 )F]-(oxyperfluoropropane-1,2-diyl group).
The above oxyperfluoroalkylene groups may be used alone or in combination of two or more types, and in that case, the bonding of multiple types of oxyperfluoroalkylene groups is a block bond or a random bond. It may be any of the following.
これらの中でも、耐擦傷性が良好となる硬化膜が得られる観点から、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基として、-[OCF2]-(オキシパーフルオロメチレン基)と-[OCF2CF2]-(オキシパーフルオロエチレン基)の双方を繰り返し単位として有する基を用いることが好ましい。
中でも上記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基として、繰り返し単位:-[OCF2]-と-[OCF2CF2]-とが、モル比率で[繰り返し単位:-[OCF2]-]:[繰り返し単位:-[OCF2CF2]-]=2:1乃至1:2となる割合で含む基であることが好ましく、およそ1:1となる割合で含む基であることがより好ましい。これら繰り返し単位の結合は、ブロック結合及びランダム結合の何れであってもよい。
上記オキシパーフルオロアルキレン基の繰り返し単位数は、その繰り返し単位数の総計として5乃至30の範囲であることが好ましく、7乃至21の範囲であることがより好ましい。
また、上記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量(Mw)は、1,000乃至5,000、好ましくは1,500乃至3,000、又は1,500乃至2,000である。Among these, from the viewpoint of obtaining a cured film with good scratch resistance, -[OCF 2 ]-(oxyperfluoromethylene group) and -[OCF 2 CF 2 ] are used as poly(oxyperfluoroalkylene) groups. It is preferable to use a group having both -(oxyperfluoroethylene group) as repeating units.
Among them, as the above-mentioned poly(oxyperfluoroalkylene) group, repeating units: -[OCF 2 ]- and -[OCF 2 CF 2 ]- are in a molar ratio of [repeating units: -[OCF 2 ]-]: [repeating Unit: -[OCF 2 CF 2 ]-] is preferably a group containing the unit in a ratio of 2:1 to 1:2, and more preferably a group containing the unit in a ratio of approximately 1:1. The combination of these repeating units may be either block combination or random combination.
The total number of repeating units of the oxyperfluoroalkylene group is preferably in the range of 5 to 30, more preferably in the range of 7 to 21.
Further, the weight average molecular weight (Mw) of the poly(oxyperfluoroalkylene) group measured in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) is 1,000 to 5,000, preferably 1,500 to 3, 000, or 1,500 to 2,000.
パーフルオロポリエーテル(b1)、(b2)、(b4)及び(b5)に使用し得るポリ(オキシアルキレン)基におけるアルキレン基の炭素原子数は特に限定されないが、好ましくは炭素原子数1乃至4である。すなわち、上記ポリ(オキシアルキレン)基は、炭素原子数1乃至4のアルキレン基と酸素原子が交互に連結した構造を有する基を指し、オキシアルキレン基は炭素原子数1乃至4の2価のアルキレン基と酸素原子が連結した構造を有する基を指す。上記アルキレン基としては、例えば、エチレン基、1-メチルエチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が挙げられる。
上記オキシアルキレン基は、一種を単独で使用してもよく、或いは二種以上を組み合わせて使用してもよく、その場合、複数種のオキシアルキレン基の結合はブロック結合及びランダム結合の何れであってもよい。
中でも、上記ポリ(オキシアルキレン)基は、ポリ(オキシエチレン)基であることが好ましい。
上記ポリ(オキシアルキレン)基におけるオキシアルキレン基の繰り返し単位数は、例えば1乃至15の範囲であり、例えば5乃至12の範囲、例えば7乃至12の範囲であることがより好ましい。The number of carbon atoms in the alkylene group in the poly(oxyalkylene) group that can be used in perfluoropolyethers (b1), (b2), (b4) and (b5) is not particularly limited, but preferably 1 to 4 carbon atoms. It is. That is, the above-mentioned poly(oxyalkylene) group refers to a group having a structure in which an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms and an oxygen atom are alternately connected, and the oxyalkylene group refers to a group having a structure in which an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms and an oxygen atom are alternately connected. Refers to a group having a structure in which a group and an oxygen atom are connected. Examples of the alkylene group include ethylene group, 1-methylethylene group, trimethylene group, and tetramethylene group.
The above oxyalkylene groups may be used alone or in combination of two or more types, and in that case, the bond between the multiple types of oxyalkylene groups may be either a block bond or a random bond. It's okay.
Among these, the poly(oxyalkylene) group is preferably a poly(oxyethylene) group.
The number of repeating units of the oxyalkylene group in the poly(oxyalkylene) group is, for example, in the range of 1 to 15, preferably in the range of 5 to 12, and more preferably in the range of 7 to 12.
パーフルオロポリエーテル(b4)乃至(b6)に使用し得る活性エネルギー線重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ウレタン(メタ)アクリロイル基、ビニル基が挙げられるが、該活性エネルギー線重合性基は、(メタ)アクリロイル部分等の活性エネルギー線重合性部分を1つ有するものに限られず、2つ以上の活性エネルギー線重合性部分を有するものであってもよい。 Examples of active energy ray polymerizable groups that can be used in perfluoropolyethers (b4) to (b6) include (meth)acryloyl groups, urethane (meth)acryloyl groups, and vinyl groups; The polymerizable group is not limited to one having one active energy ray polymerizable moiety such as a (meth)acryloyl moiety, but may have two or more active energy ray polymerizable moieties.
本発明において(b)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、有機基で変性されたパーフルオロポリエーテルは、前述の(a)成分100質量部に対して、0.1質量部乃至10質量部、好ましくは0.2質量部乃至5質量部の割合で使用することが望ましい。 In the present invention, (b) perfluoropolyether in which both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are modified with an organic group with or without a poly(oxyalkylene) group is the above-mentioned perfluoropolyether. It is desirable to use 0.1 parts by mass to 10 parts by mass, preferably 0.2 parts by mass to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of component (a).
以下、パーフルオロポリエーテル(b1)乃至(b6)の各々に関してより詳細に説明する。 Each of the perfluoropolyethers (b1) to (b6) will be explained in more detail below.
[(b1)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端が、ポリ(オキシアルキレン)基を介するか又は介さずに、アルコール変性、ピペロニル変性、カルボン酸変性又はエステル変性されたパーフルオロポリエーテル]
パーフルオロポリエーテル(b1)におけるアルコール変性、ピペロニル変性、カルボン酸変性又はエステル変性されたパーフルオロポリエーテルとは、両末端アルコール変性パーフルオロポリエーテル、両末端ピペロニル変性パーフルオロポリエーテル、両末端カルボン酸変性パーフルオロポリエーテル、両末端エステル変性パーフルオロポリエーテルを意図する。[(b1) Both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group are alcohol-modified, piperonyl-modified, carboxylic acid-modified, or ester-modified with or without a poly(oxyalkylene) group. Fluoropolyether]
The alcohol-modified, piperonyl-modified, carboxylic acid-modified or ester-modified perfluoropolyether in perfluoropolyether (b1) refers to perfluoropolyether modified with alcohol at both ends, perfluoropolyether modified with piperonyl at both ends, perfluoropolyether modified at both ends with carboxyl. Acid-modified perfluoropolyether and ester-modified perfluoropolyether at both ends are intended.
パーフルオロポリエーテル(b1)の具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。
・両末端アルコール変性:FOMBLIN(登録商標)ZDOL 2000、同ZDOL 2500、同ZDOL 4000、同TX、同ZTETRAOL 2000GT、FLUOROLINK(登録商標)D10H、同E10H[何れも、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製];
・両末端ピペロニル変性:FOMBLIN(登録商標)AM2001、同AM3001[何れも、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製];
・両末端カルボン酸変性:FLUOROLINK(登録商標)C10[ソルベイスペシャルティポリマーズ社製];
・両末端エステル変性:FLUOROLINK(登録商標)L10H[ソルベイスペシャルティポリマーズ社製];Specific examples of perfluoropolyether (b1) include the following.
- Alcohol denaturation at both ends: FOMBLIN (registered trademark) ZDOL 2000, FOMBLIN ZDOL 2500, FOMBLIN 4000, TX, ZTETRAOL 2000GT, FLUOROLINK (registered trademark) D10H, FOMBLIN E10H [all manufactured by Solvay Specialty Polymers];
- Piperonyl modification at both ends: FOMBLIN (registered trademark) AM2001, AM3001 [both manufactured by Solvay Specialty Polymers];
・Carboxylic acid modification at both ends: FLUOROLINK (registered trademark) C10 [manufactured by Solvay Specialty Polymers];
・Ester modification at both ends: FLUOROLINK (registered trademark) L10H [manufactured by Solvay Specialty Polymers];
[(b2)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にそれぞれポリ(オキシアルキレン)基を介し、そしてさらに二価の連結基を介してアルコキシシリル基が結合しているパーフルオロポリエーテル]
パーフルオロポリエーテル(b2)におけるアルコキシシリル基は、好ましくは下記式[1]で表される基である。
The alkoxysilyl group in the perfluoropolyether (b2) is preferably a group represented by the following formula [1].
上記二価の連結基としては、例えば、炭素原子数1乃至5のアルキレン基、酸素原子、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合などの二価の基、及びこれらを組合わせた基を挙げることができる。 Examples of the divalent linking group include divalent groups such as alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, oxygen atoms, ester bonds, amide bonds, urethane bonds, and urea bonds, and groups combining these. can be mentioned.
パーフルオロポリエーテル(b2)としては、下記式[2]で表される化合物であることが好ましい。
上記R1及びR3における炭素原子数1乃至5のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、シクロペンチル基が挙げられる。
これら具体例の中でもR1及びR3としては、メチル基又はエチル基が好ましい。Specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 1 and R 3 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group. , tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, sec-pentyl group, 3-pentyl group, and cyclopentyl group.
Among these specific examples, R 1 and R 3 are preferably a methyl group or an ethyl group.
上記R2及びR4における炭素原子数1乃至5のアルキル基の具体例としては、上記R1及びR3に例示した基を挙げることができる。
R2及びR4としては、メチル基又はフェニル基であることが好ましい。Specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R 2 and R 4 include the groups exemplified for R 1 and R 3 above.
R 2 and R 4 are preferably a methyl group or a phenyl group.
上記a及びbは、好ましくは3である。 The above a and b are preferably 3.
またL1乃至L4における炭素原子数1乃至5のアルキレン基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、メチルエチレン基、テトラメチレン基、1-メチルトリメチレン基、2-メチルトリメチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、1-メチルテトラメチレン基、2-メチルテトラメチレン基、1,1-ジメチルトリメチレン基、1,2-ジメチルトリメチレン基、2,2-ジメチルトリメチレン基、1-エチルトリメチレン基が挙げられる。
これら具体例の中でもL1及びL2としては、エチレン基又はトリメチレン基が好ましく、より好ましくはトリメチレン基である。
またL3及びL4としては、エチレン基又はメチルエチレン基が好ましく、より好ましくはエチレン基である。すなわち(L3O)又は(OL4)として表されるオキシアルキレン基はオキシエチレン基であることが好ましい。Specific examples of alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms in L 1 to L 4 include, for example, methylene group, ethylene group, trimethylene group, methylethylene group, tetramethylene group, 1-methyltrimethylene group, 2- Methyltrimethylene group, 1,1-dimethylethylene group, pentamethylene group, 1-methyltetramethylene group, 2-methyltetramethylene group, 1,1-dimethyltrimethylene group, 1,2-dimethyltrimethylene group, 2 , 2-dimethyltrimethylene group, and 1-ethyltrimethylene group.
Among these specific examples, L 1 and L 2 are preferably an ethylene group or a trimethylene group, and more preferably a trimethylene group.
Furthermore, L 3 and L 4 are preferably an ethylene group or a methylethylene group, more preferably an ethylene group. That is, the oxyalkylene group represented as (L 3 O) or (OL 4 ) is preferably an oxyethylene group.
上記X1及びX2は、-OC(=O)-又は-OC(=O)NH-であることが好ましく、より好ましくは-OC(=O)NH-であり、さらに好ましくは*-OC(=O)NH-(式中、*は(L3O)m又は(OL4)nとの結合端を表す)である。The above X 1 and X 2 are preferably -OC(=O)- or -OC(=O)NH-, more preferably -OC(=O)NH-, and even more preferably *-OC (=O)NH- (in the formula, * represents a bonding end with (L 3 O) m or (OL 4 ) n ).
またm及びnはそれぞれ、m+nが12乃至20となる正の整数であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that m and n are each positive integers such that m+n is 12 to 20.
PFPE1は、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造を中核としてその両側にオキシアルキレン基と連結する末端構造を有する基を表す。
ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造は、前述のポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基において具体的に挙げた基を好適な構造として挙げることができる。
またその両側に存在するオキシアルキレン基と連結する末端構造としては、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の-O-末端と結合する場合には**-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-CF2C(=O)-が、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基のフルオロアルキレン末端(例えば、-CF2-、-C(CF3)F-)と結合する場合には、**-O-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-O-CF2C(=O)-(**は何れもポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基との結合端を表す)が挙げられる。
上記フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基としては、例えば、-CHFCH2-、-CF2CH2-、-CF2CHF-、-CHFCH2CH2-、-CF2CH2CH2-、-CF2CHFCH2-が挙げられ、-CF2CH2-が好ましい。PFPE1 represents a group having a poly(oxyperfluoroalkylene) structure at its core and terminal structures connected to oxyalkylene groups on both sides thereof.
Suitable examples of the poly(oxyperfluoroalkylene) structure include the groups specifically mentioned in the poly(oxyperfluoroalkylene) group described above.
The terminal structure that connects to the oxyalkylene groups present on both sides is, for example, **- (1 to 3 fluorine atoms) when bonding to the -O-terminus of the poly(oxyperfluoroalkylene) group. Substituted alkylene group having 2 or 3 carbon atoms)- or **-CF 2 C(=O)- is the fluoroalkylene terminal of the poly(oxyperfluoroalkylene) group (for example, -CF 2 -, -C(CF 3 )F-), **-O-(alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms)-, or **- O-CF 2 C(=O)- (**in each case represents a bonding end with a poly(oxyperfluoroalkylene) group).
Examples of the alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms include -CHFCH 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CHF-, -CHFCH 2 CH 2 - , -CF 2 CH 2 CH 2 -, and -CF 2 CHFCH 2 -, with -CF 2 CH 2 - being preferred.
ハードコート層を形成し得る硬化性組成物において、パーフルオロポリエーテル(b2)は一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。 In the curable composition capable of forming a hard coat layer, one type of perfluoropolyether (b2) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
上記パーフルオロポリエーテル(b2)は、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有する化合物において、その両末端のヒドロキシ基に対して、例えば(3-イソシアナトプロピル)トリメトキシシランなどのイソシアナト基を有するアルコキシシランを反応させる方法などにより得られる。 The perfluoropolyether (b2) is, for example, a compound having hydroxy groups at both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group. It can be obtained, for example, by a method of reacting an alkoxysilane having an isocyanato group such as (3-isocyanatopropyl)trimethoxysilane.
[(b3)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にポリ(オキシアルキレン)構造を持たない連結構造を介してアルコキシシリル基が結合しているパーフルオロポリエーテル]
上記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基並びにアルコキシシリル基は、前述のパーフルオロポリエーテル(b2)で挙げた基を例示として挙げることができる。また、ポリ(オキシアルキレン)構造を持たない連結構造は、前述のパーフルオロポリエーテル(b2)において「二価の連結基」で挙げた基を例示として挙げることができる。[(b3) Perfluoropolyether in which an alkoxysilyl group is bonded to both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a linking structure that does not have a poly(oxyalkylene) structure]
Examples of the above-mentioned poly(oxyperfluoroalkylene) group and alkoxysilyl group include the groups mentioned above for perfluoropolyether (b2). Furthermore, examples of the linking structure that does not have a poly(oxyalkylene) structure include the groups listed as "divalent linking group" in the above-mentioned perfluoropolyether (b2).
パーフルオロポリエーテル(b3)としては、下記式[3]で表される化合物であることが好ましい。
上記式[3]中、R5及びR7並びにR6及びR8における炭素原子数1乃至5のアルキル基としては、前述のR1及びR3に例示したアルキル基を挙げることができる。
R5及びR7としては、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
R6及びR8としては、メチル基又はフェニル基であることが好ましい。
また上記r及びsは、好ましくは3である。In the above formula [3], examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 5 and R 7 and R 6 and R 8 include the alkyl groups exemplified for R 1 and R 3 above.
R 5 and R 7 are preferably a methyl group or an ethyl group.
R 6 and R 8 are preferably a methyl group or a phenyl group.
Further, the above r and s are preferably 3.
またL5及びL6における炭素原子数1乃至5のアルキレン基の具体例としては、前述のL1乃至L4に例示したアルキレン基を挙げることができる。
上記アルキレン基の具体例の中でもL5及びL6としては、エチレン基又はトリメチレン基が好ましく、より好ましくはトリメチレン基である。Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in L 5 and L 6 include the alkylene groups exemplified in L 1 to L 4 described above.
Among the specific examples of the alkylene group, L 5 and L 6 are preferably an ethylene group or a trimethylene group, and more preferably a trimethylene group.
上記X3及びX4としては、-OC(=O)-又は-OC(=O)NH-であることが好ましく、より好ましくは-OC(=O)NH-であり、さらに好ましくは*-OC(=O)NH-(式中、*はPFPE2との結合端を表す)である。The above X 3 and X 4 are preferably -OC(=O)- or -OC(=O)NH-, more preferably -OC(=O)NH-, and even more preferably *- OC(=O)NH- (in the formula, * represents the bonding end with PFPE2).
PFPE2はポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造を中核としてその両側にX3又はX4と連結する末端構造を有する基を表す。
ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造、及びその両側に存在するX3及びX4と連結する末端構造としては、前述のPFPE1に例示した構造を挙げることができる。PFPE2 represents a group having a poly(oxyperfluoroalkylene) structure at its core and terminal structures connected to X 3 or X 4 on both sides thereof.
Examples of the poly(oxyperfluoroalkylene) structure and the terminal structure connected to X 3 and X 4 present on both sides thereof include the structure exemplified in PFPE1 described above.
上記パーフルオロポリエーテル(b3)は、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む基の両末端にヒドロキシ基を有する化合物において、その両末端のヒドロキシ基に対して、例えば(3-イソシアナトプロピル)トリメトキシシランなどのイソシアナト基を有するアルコキシシランを反応させる方法により得られる。 The perfluoropolyether (b3) is, for example, a compound having a hydroxy group at both ends of a group containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group, for example, (3-isocyanato It is obtained by a method of reacting an alkoxysilane having an isocyanato group such as propyltrimethoxysilane.
本発明の硬化性組成物において、パーフルオロポリエーテル(b3)は一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。 In the curable composition of the present invention, perfluoropolyether (b3) may be used alone or in combination of two or more.
[(b4)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の一端にポリ(オキシアルキレン)基を介して活性エネルギー線重合性基を有し、且つ該分子鎖の他端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテル]
上記活性エネルギー線重合性基は、(メタ)アクリロイル部分等の活性エネルギー線重合性部分を1つ有するものに限られず、2つ以上の活性エネルギー線重合性部分を有するものであってもよく、例えば、以下に示す式[A1]乃至式[A5]の構造、及びこれらの構造中のアクリロイル基をメタクリロイル基に置換した構造が挙げられる。[(b4) One end of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group has an active energy ray polymerizable group via a poly(oxyalkylene) group, and the other end of the molecular chain has a poly(oxyalkylene) group. ) Perfluoropolyether having hydroxyl group via group]
The active energy ray polymerizable group is not limited to one having one active energy ray polymerizable moiety such as a (meth)acryloyl moiety, but may have two or more active energy ray polymerizable moieties, Examples include the structures of formulas [A1] to [A5] shown below, and structures in which the acryloyl group in these structures is replaced with a methacryloyl group.
このようなパーフルオロポリエーテル(b4)としては、具体的には、以下に示す化合物及びこれらの化合物中のアクリロイル基をメタクリロイル基に置換した化合物が挙げられる。なお、構造式中、Aは前記式[A1]乃至式[A5]で表される構造を表し、PFPEは、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造を中核としてその両側にオキシアルキレン基と連結する末端構造を有する基を表し、nはオキシエチレン基の繰り返し単位数を表し、好ましくは1乃至10の数を表す。
ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造は、前述のポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基において具体的に挙げた基を好適な構造として挙げることができる。
またその両側に存在するオキシアルキレン基と連結する末端構造としては、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の-O-末端と結合する場合には**-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-CF2C(=O)-が、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基のフルオロアルキレン末端(例えば、-CF2-、-C(CF3)F-)と結合する場合には、**-O-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-O-CF2C(=O)-(**は何れもポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基との結合端を表す)が挙げられる。
上記フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基としては、例えば、-CHFCH2-、-CF2CH2-、-CF2CHF-、-CHFCH2CH2-、-CF2CH2CH2-、-CF2CHFCH2-等が挙げられ、-CF2CH2-が好ましい。Specific examples of such perfluoropolyether (b4) include the compounds shown below and compounds in which the acryloyl group in these compounds is replaced with a methacryloyl group. In addition, in the structural formula, A represents the structure represented by the above formula [A1] to formula [A5], and PFPE has a poly(oxyperfluoroalkylene) structure at its core and terminals connected to oxyalkylene groups on both sides. represents a group having a structure, n represents the number of repeating units of an oxyethylene group, and preferably represents a number of 1 to 10.
Suitable examples of the poly(oxyperfluoroalkylene) structure include the groups specifically mentioned in the poly(oxyperfluoroalkylene) group described above.
The terminal structure that connects to the oxyalkylene groups present on both sides is, for example, **- (1 to 3 fluorine atoms) when bonding to the -O-terminus of the poly(oxyperfluoroalkylene) group. Substituted alkylene group having 2 or 3 carbon atoms)- or **-CF 2 C(=O)- is the fluoroalkylene terminal of the poly(oxyperfluoroalkylene) group (for example, -CF 2 -, -C(CF 3 )F-), **-O-(alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms)-, or **- O-CF 2 C(=O)- (**in each case represents a bonding end with a poly(oxyperfluoroalkylene) group).
Examples of the alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms include -CHFCH 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CHF-, -CHFCH 2 CH 2 - , -CF 2 CH 2 CH 2 -, -CF 2 CHFCH 2 -, etc., with -CF 2 CH 2 - being preferred.
上記パーフルオロポリエーテル(b4)は、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の両末端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有する化合物において、該両末端の一方の端のヒドロキシ基に対して2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートをウレタン化反応させる方法、(メタ)アクリル酸クロリド又はクロロメチルスチレンを脱塩酸反応させる方法、(メタ)アクリル酸を脱水反応させる方法、無水イタコン酸をエステル化反応させる方法などにより得られる。
これらの方法の中でも、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の両末端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有する化合物において、該両末端の一方の端のヒドロキシ基に対して、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートをウレタン化反応させる方法、或いは、該ヒドロキシ基に対して(メタ)アクリル酸クロリド又はクロロメチルスチレンを脱塩酸反応させる方法が、反応が容易である点で特に好ましい。The above perfluoropolyether (b4) is, for example, a compound having a hydroxy group at both ends of a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group, and a hydroxy group at one end of the both ends. A method of subjecting 2-(meth)acryloyloxyethyl isocyanate to a urethanization reaction, a method of subjecting (meth)acrylic acid chloride or chloromethylstyrene to a dehydrochloric acid reaction, a method of subjecting (meth)acrylic acid to a dehydration reaction, itaconic anhydride It can be obtained by a method such as an esterification reaction.
Among these methods, in a compound having a hydroxy group at both ends of a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group, 2- A method in which (meth)acryloyloxyethyl isocyanate is subjected to a urethanization reaction, or a method in which the hydroxy group is subjected to a dehydrochlorination reaction with (meth)acrylic acid chloride or chloromethylstyrene are particularly preferred in terms of easy reaction.
[(b5)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ポリ(オキシアルキレン)基を介して又はポリ(オキシアルキレン)基及び1つのウレタン結合をこの順に介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル]
上記活性エネルギー線重合性基は、(メタ)アクリロイル部分等の活性エネルギー線重合性部分を1つ有するものに限られず、2つ以上の活性エネルギー線重合性部分を有するものであってもよく、例えば、前述の式[A1]乃至式[A5]の構造、及びこれらの構造中のアクリロイル基をメタクリロイル基に置換した構造が挙げられる。[(b5) Active energy is added to both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group or via a poly(oxyalkylene) group and one urethane bond in this order. Perfluoropolyether having linear polymerizable group]
The active energy ray polymerizable group is not limited to one having one active energy ray polymerizable moiety such as a (meth)acryloyl moiety, but may have two or more active energy ray polymerizable moieties, Examples include the structures of formulas [A1] to [A5] described above, and structures in which the acryloyl group in these structures is replaced with a methacryloyl group.
このようなパーフルオロポリエーテル(b5)として、工業的製造が容易であるという点から、以下に示す構造式で表される化合物及びこれらの化合物中のアクリロイル基をメタクリロイル基に置換した化合物を、好ましい例として挙げることができる。なお、該構造式中、Aは前記式[A1]乃至式[A5]で表される構造のうちの1つを表し、PFPEは、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造を中核としてその両側にオキシアルキレン基と連結する末端構造を有する基を表し、nはそれぞれ独立してオキシエチレン基の繰り返し単位数を表し、好ましくは1乃至15の数を表し、より好ましくは5乃至12の数を表し、さらに好ましくは7乃至12の数を表す。
またその両側に存在するオキシアルキレン基と連結する末端構造としては、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の-O-末端と結合する場合には**-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-CF2C(=O)-が、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基のフルオロアルキレン末端(例えば、-CF2-、-C(CF3)F-)と結合する場合には、**-O-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-O-CF2C(=O)-(**は何れもポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基との結合端を表す)が挙げられる。
上記フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基としては、例えば、-CHFCH2-、-CF2CH2-、-CF2CHF-、-CHFCH2CH2-、-CF2CH2CH2-、-CF2CHFCH2-が挙げられ、-CF2CH2-が好ましい。As such perfluoropolyether (b5), compounds represented by the structural formulas shown below and compounds in which the acryloyl group in these compounds is replaced with a methacryloyl group are used, from the viewpoint of easy industrial production. This can be cited as a preferable example. In the structural formula, A represents one of the structures represented by the above formulas [A1] to [A5], and PFPE has a poly(oxyperfluoroalkylene) structure at its core and oxy-oxygen on both sides. represents a group having a terminal structure linked to an alkylene group, each n independently represents the number of repeating units of an oxyethylene group, preferably represents a number of 1 to 15, more preferably represents a number of 5 to 12, More preferably, it represents a number from 7 to 12.
The terminal structure that connects to the oxyalkylene groups present on both sides is, for example, **- (1 to 3 fluorine atoms) when bonding to the -O-terminus of the poly(oxyperfluoroalkylene) group. Substituted alkylene group having 2 or 3 carbon atoms)- or **-CF 2 C(=O)- is the fluoroalkylene terminal of the poly(oxyperfluoroalkylene) group (for example, -CF 2 -, -C(CF 3 )F-), **-O-(alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms)-, or **- O-CF 2 C(=O)- (**in each case represents a bonding end with a poly(oxyperfluoroalkylene) group).
Examples of the alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms include -CHFCH 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CHF-, -CHFCH 2 CH 2 - , -CF 2 CH 2 CH 2 -, and -CF 2 CHFCH 2 -, with -CF 2 CH 2 - being preferred.
本発明で使用するパーフルオロポリエーテル(b5)は、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ポリ(オキシアルキレン)基及び1つのウレタン結合基をこの順に介して、すなわち、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端にポリ(オキシアルキレン)基がそれぞれ結合し、該両末端の各ポリ(オキシアルキレン)基にそれぞれウレタン結合基が1つ結合し、そして該両末端の各ウレタン結合に活性エネルギー線重合性基がそれぞれ結合したパーフルオロポリエーテルであることが好ましい。さらに、前記パーフルオロポリエーテルにおいて、活性エネルギー線重合性基が少なくとも2つ以上の活性エネルギー線重合性部分を有する基であるパーフルオロポリエーテルであることが好ましい。 The perfluoropolyether (b5) used in the present invention has a poly(oxyalkylene) group and one urethane bonding group attached to both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group in this order, i.e. , a poly(oxyalkylene) group is bonded to both ends of a molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group, and one urethane bonding group is bonded to each poly(oxyalkylene) group at both ends, Preferably, it is a perfluoropolyether in which active energy ray polymerizable groups are bonded to each urethane bond at both ends. Furthermore, in the perfluoropolyether, it is preferable that the active energy ray polymerizable group is a group having at least two or more active energy ray polymerizable moieties.
上記パーフルオロポリエーテル(b5)は、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の両末端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有する化合物において、その両末端のヒドロキシ基に対して2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートや1,1-ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等の重合性基を有するイソシアネート化合物をウレタン化反応させる方法、(メタ)アクリル酸クロリド又はクロロメチルスチレンを脱塩酸反応させる方法、(メタ)アクリル酸を脱水反応させる方法、無水イタコン酸をエステル化反応させる方法により得られる。
これらの方法の中でも、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の両末端にポリ(オキシアルキレン)基を介してヒドロキシ基を有する化合物において、その両末端のヒドロキシ基に対して、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートや1,1-ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等の重合性基を有するイソシアネート化合物をウレタン化反応させる方法、或いは、該ヒドロキシ基に対して(メタ)アクリル酸クロリド又はクロロメチルスチレンを脱塩酸反応させる方法が、反応が容易である点で特に好ましい。The above-mentioned perfluoropolyether (b5) is, for example, a compound having a hydroxy group at both ends of a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group. - A method of urethanizing an isocyanate compound having a polymerizable group such as (meth)acryloyloxyethyl isocyanate or 1,1-bis((meth)acryloyloxymethyl)ethyl isocyanate, (meth)acrylic acid chloride or chloromethylstyrene It can be obtained by dehydrochlorination reaction of (meth)acrylic acid, dehydration reaction of (meth)acrylic acid, and esterification reaction of itaconic anhydride.
Among these methods, in a compound having a hydroxyl group at both ends of a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a poly(oxyalkylene) group, 2-(meth)acryloyl is added to the hydroxyl group at both ends. A method in which an isocyanate compound having a polymerizable group such as oxyethyl isocyanate or 1,1-bis((meth)acryloyloxymethyl)ethyl isocyanate is subjected to a urethanization reaction, or a method in which the hydroxy group is reacted with (meth)acrylic acid chloride or A method in which chloromethylstyrene is subjected to a dehydrochloric acid reaction is particularly preferred because the reaction is easy.
[(b6)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ウレタン結合を介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル(但し、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基と前記ウレタン結合の間にポリ(オキシアルキレン)基を有するパーフルオロポリエーテルを除く。)]
上記パーフルオロポリエーテル(b6)は、(メタ)アクリロイル基等の活性エネルギー線重合性基を1つ両末端に有するものに限られず、2つ以上の活性エネルギー線重合性基を両末端に有するものであってもよく、例えば、活性エネルギー線重合性基を含む末端構造としては、前述の式[A1]乃至式[A5]の構造、及びこれらの構造中のアクリロイル基をメタクリロイル基に置換した構造が挙げられる。[(b6) A perfluoropolyether having an active energy ray polymerizable group at both ends of the molecular chain containing a poly(oxyperfluoroalkylene) group via a urethane bond (provided that the above poly(oxyperfluoroalkylene) (Excluding perfluoropolyethers having a poly(oxyalkylene) group between the group and the urethane bond.)
The above perfluoropolyether (b6) is not limited to having one active energy ray polymerizable group such as a (meth)acryloyl group at both ends, but has two or more active energy ray polymerizable groups at both ends. For example, the terminal structures containing active energy ray polymerizable groups include the structures of formulas [A1] to [A5] described above, and structures in which the acryloyl group in these structures is replaced with a methacryloyl group. One example is structure.
パーフルオロポリエーテル(b6)としては、例えば、両末端それぞれに活性エネルギー線重合性基を少なくとも2つ有するパーフルオロポリエーテル、両末端それぞれに活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するパーフルオロポリエーテルが好ましい。
このようなパーフルオロポリエーテル(b6)としては、例えば、以下の式[4]で表される化合物を挙げることができる。
Examples of such perfluoropolyether (b6) include a compound represented by the following formula [4].
ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)構造は、前述のポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基において具体的に挙げた基を好適な構造として挙げることができる。
またその両側に存在するオキシアルキレン基と連結する末端構造としては、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基の-O-末端と結合する場合には**-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-CF2C(=O)-が、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基のフルオロアルキレン末端(例えば、-CF2-、-C(CF3)F-)と結合する場合には、**-O-(フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基)-、又は、**-O-CF2C(=O)-(**は何れもポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基との結合端を表す)が挙げられる。
上記フッ素原子1個乃至3個で置換された炭素原子数2又は3のアルキレン基としては、例えば、-CHFCH2-、-CF2CH2-、-CF2CHF-、-CHFCH2CH2-、-CF2CH2CH2-、-CF2CHFCH2-が挙げられ、-CF2CH2-が好ましい。Suitable examples of the poly(oxyperfluoroalkylene) structure include the groups specifically mentioned in the poly(oxyperfluoroalkylene) group described above.
The terminal structure that connects to the oxyalkylene groups present on both sides is, for example, **- (1 to 3 fluorine atoms) when bonding to the -O-terminus of the poly(oxyperfluoroalkylene) group. Substituted alkylene group having 2 or 3 carbon atoms)- or **-CF 2 C(=O)- is the fluoroalkylene terminal of the poly(oxyperfluoroalkylene) group (for example, -CF 2 -, -C(CF 3 )F-), **-O-(alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms)-, or **- O-CF 2 C(=O)- (**in each case represents a bonding end with a poly(oxyperfluoroalkylene) group).
Examples of the alkylene group having 2 or 3 carbon atoms substituted with 1 to 3 fluorine atoms include -CHFCH 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CHF-, -CHFCH 2 CH 2 - , -CF 2 CH 2 CH 2 -, and -CF 2 CHFCH 2 -, with -CF 2 CH 2 - being preferred.
上記式[4]で表される化合物における部分構造(A-NHC(=O)O)nL7-としては、例えば、以下に示す式[B1]乃至式[B12]で表される構造が挙げられる。
上記式[B1]乃至式[B12]で表される構造の中で、式[B1]及び式[B2]がn=1の場合に相当し、式[B3]乃至式[B6]がn=2の場合に相当し、式[B7]乃至式[B9]がn=3の場合に相当し、式[B10]乃至式[B12]がn=5の場合に相当する。
これらの中でも、式[B3]で表される構造が好ましく、特に式[B3]と式[A3]の組合せが好ましい。As the partial structure (A-NHC(=O)O) n L 7 - in the compound represented by the above formula [4], for example, the structures represented by the following formulas [B1] to [B12] are Can be mentioned.
In the structures represented by the above formulas [B1] to [B12], formulas [B1] and [B2] correspond to the case where n=1, and formulas [B3] to [B6] correspond to the case where n=1. 2, equations [B7] to [B9] correspond to the case where n=3, and equations [B10] to [B12] correspond to the case where n=5.
Among these, the structure represented by formula [B3] is preferred, and the combination of formula [B3] and formula [A3] is particularly preferred.
好ましい、パーフルオロポリエーテル(b6)としては、下記式[5]で表される部分構造を有する化合物が挙げられる。
式[5]中のnは、繰り返し単位-[OCF2CF2]-の数と、繰り返し単位-[OCF2]-の数との総数を表し、5乃至30の範囲が好ましく、7乃至21の範囲がより好ましい。また、繰り返し単位-[OCF2CF2]-の数と、繰り返し単位-[OCF2]-の数との比率は、2:1乃至1:2の範囲であることが好ましく、およそ1:1の範囲とすることがより好ましい。これら繰り返し単位の結合は、ブロック結合及びランダム結合の何れであってもよい。Preferable perfluoropolyether (b6) includes a compound having a partial structure represented by the following formula [5].
n in formula [5] represents the total number of repeating units -[OCF 2 CF 2 ]- and repeating units -[OCF 2 ]-, and is preferably in the range of 5 to 30, preferably 7 to 21. The range is more preferable. Further, the ratio of the number of repeating units -[OCF 2 CF 2 ]- to the number of repeating units -[OCF 2 ]- is preferably in the range of 2:1 to 1:2, approximately 1:1. It is more preferable to set it as the range of. The combination of these repeating units may be either block combination or random combination.
上記パーフルオロポリエーテル(b6)は、例えば、下記式[6]
好ましいパーフルオロポリエーテル(b6)として、例えば、ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端それぞれに、ウレタン結合を介して、活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有する、パーフルオロポリエーテル化合物(但し、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基と前記ウレタン結合の間にポリ(オキシアルキレン)基を有するパーフルオロポリエーテルを除く。)が挙げられる。
上記の、両末端に重合性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物としては、上記式[5]で表される部分構造を有する化合物が好ましい。Preferred perfluoropolyethers (b6) include, for example, perfluoropolyethers having at least three active energy ray polymerizable groups via urethane bonds at both ends of the molecular chain containing poly(oxyperfluoroalkylene) groups. Examples include polyether compounds (excluding perfluoropolyethers having a poly(oxyalkylene) group between the poly(oxyperfluoroalkylene) group and the urethane bond).
The above perfluoropolyether compound having polymerizable groups at both ends is preferably a compound having a partial structure represented by the above formula [5].
好ましい(b)成分(パーフルオロポリエーテル)としては、パーフルオロポリエーテル(b6)、即ち、(b6)ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基を含む分子鎖の両末端に、ウレタン結合を介して、活性エネルギー線重合性基を有するパーフルオロポリエーテル(但し、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基と前記ウレタン結合の間にポリ(オキシアルキレン)基を有するパーフルオロポリエーテルを除く。)が挙げられる。 Preferred component (b) (perfluoropolyether) is perfluoropolyether (b6), that is, (b6) has a poly(oxyperfluoroalkylene) group at both ends of the molecular chain, via a urethane bond. Examples include perfluoropolyethers having an active energy ray polymerizable group (excluding perfluoropolyethers having a poly(oxyalkylene) group between the poly(oxyperfluoroalkylene) group and the urethane bond). .
[(c)活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤]
ハードコート層を形成し得る硬化性組成物において好ましい活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤(以下、単に「(c)重合開始剤」とも称する)は、例えば、電子線、紫外線、X線等の活性エネルギー線により、特に紫外線照射によりラジカルを発生する重合開始剤である。
上記(c)重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン類、アルキルフェノン類、チオキサントン類、アゾ類、アジド類、ジアゾ類、o-キノンジアジド類、アシルホスフィンオキシド類、オキシムエステル類、有機過酸化物、ベンゾフェノン類、ビスクマリン類、ビスイミダゾール類、チタノセン類、チオール類、ハロゲン化炭化水素類、トリクロロメチルトリアジン類、ヨードニウム塩、スルホニウム塩などのオニウム塩類が挙げられる。これらは一種を単独で或いは二種以上を混合して用いてもよい。
上記(c)重合開始剤の具体例の中でも本発明では、透明性、表面硬化性、薄膜硬化性の観点から、アルキルフェノン類を使用することが好ましい。アルキルフェノン類を使用することにより、耐擦傷性がより向上した硬化膜を得ることができる。[(c) Polymerization initiator that generates radicals by active energy rays]
In the curable composition capable of forming a hard coat layer, preferred polymerization initiators that generate radicals by active energy rays (hereinafter also simply referred to as "(c) polymerization initiator") include, for example, electron beams, ultraviolet rays, and X-rays. It is a polymerization initiator that generates radicals when exposed to active energy rays such as UV rays, especially when exposed to ultraviolet rays.
Examples of the polymerization initiator (c) include benzoins, alkylphenones, thioxanthones, azos, azides, diazos, o-quinone diazides, acylphosphine oxides, oxime esters, organic peroxides, Examples include benzophenones, biscoumarins, bisimidazoles, titanocenes, thiols, halogenated hydrocarbons, trichloromethyltriazines, and onium salts such as iodonium salts and sulfonium salts. These may be used alone or in combination of two or more.
Among the specific examples of the polymerization initiator (c), alkylphenones are preferably used in the present invention from the viewpoints of transparency, surface curability, and thin film curability. By using alkylphenones, a cured film with improved scratch resistance can be obtained.
上記アルキルフェノン類としては、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)-2-メチルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-(4-(4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル)フェニル)-2-メチルプロパン-1-オン等のα-ヒドロキシアルキルフェノン類;2-メチル-1-(4-(メチルチオ)フェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン等のα-アミノアルキルフェノン類;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン;フェニルグリオキシル酸メチルが挙げられる。 Examples of the alkylphenones include 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-hydroxy-1-(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl) α-hydroxy such as -2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-1-(4-(4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl)phenyl)-2-methylpropan-1-one, etc. Alkylphenones; 2-methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one α-aminoalkylphenones such as; 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one; and methyl phenylglyoxylate.
本発明において(c)重合開始剤は、前述の(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマー100質量部に対して、1質量部乃至20質量部、好ましくは2質量部乃至10質量部の割合で使用することが望ましい。 In the present invention, (c) the polymerization initiator is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the above-mentioned (a) oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups. It is desirable to use it in a proportion of 2 parts by mass to 10 parts by mass.
[(d)溶媒]
ハードコート層を形成し得る硬化性組成物は、更に(d)溶媒を含むものであり、すなわちワニス(膜形成材料)の形態である。
前記硬化性組成物に含まれる溶媒は、その標準沸点における前記フィルム基材の溶媒膨潤度が70%以下となる溶媒である。また、好ましくは溶媒膨潤度が50%以下となる溶媒であり、30%以下となる溶媒がより好ましい。
ここで、溶媒膨潤度は、沸点付近の溶媒への浸漬直後及び乾燥後における質量を分析天秤で測定し、以下の式に従って計算した値を意味する。
溶媒膨潤度[%]=(m1-m0)÷m0×100
(m0:溶媒への浸漬後に乾燥させた試験片の質量、m1:溶媒への浸漬後の試験片の質量)
上記溶媒としては、前記(a)乃至(c)成分を溶解し、また後述する硬化膜(ハードコート層)形成にかかる塗工時の作業性や硬化前後の乾燥性等を考慮して適宜選択される。
上記溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素類;n-ヘキサン、n-ヘプタン、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等の脂肪族又は脂環式炭化水素類;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、o-ジクロロベンゼン等のハロゲン化物類;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類又はエステルエーテル類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ-n-ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール等のアルコール類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、並びにこれらの溶媒のうち2種以上を混合した溶媒が挙げられる。
フィルム基材として熱可塑性ポリウレタン(TPU)フィルムを用いる際の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、2-エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール等のアルコール類、並びにこれらの溶媒のうち2種以上を混合した溶媒が挙げられ、メタノールが好ましい。
(d)溶媒の使用量は特に限定されないが、例えばハードコート層を形成し得る硬化性組成物における固形分濃度が1質量%乃至70質量%、好ましくは5質量%乃至50質量%となる濃度で使用する。ここで固形分濃度(不揮発分濃度とも称する)とは、該硬化性組成物の前記(a)乃至(d)成分(及び所望によりその他添加剤)の総質量(合計質量)に対する固形分(全成分から溶媒成分を除いたもの)の含有量を表す。[(d) Solvent]
The curable composition that can form the hard coat layer further contains (d) a solvent, that is, it is in the form of a varnish (film-forming material).
The solvent contained in the curable composition is a solvent that causes the degree of solvent swelling of the film base material to be 70% or less at its standard boiling point. Furthermore, a solvent with a solvent swelling degree of 50% or less is preferred, and a solvent with a solvent swelling degree of 30% or less is more preferred.
Here, the degree of solvent swelling means a value calculated according to the following formula by measuring the mass immediately after immersion in a solvent near the boiling point and after drying using an analytical balance.
Solvent swelling degree [%] = (m 1 - m 0 ) ÷ m 0 × 100
(m 0 : mass of test piece dried after immersion in solvent, m 1 : mass of test piece after immersion in solvent)
The above-mentioned solvent is appropriately selected in consideration of the ability to dissolve the components (a) to (c), and the workability during coating for forming a cured film (hard coat layer), drying properties before and after curing, etc., which will be described later. be done.
Examples of the above-mentioned solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and tetralin; aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, mineral spirit, and cyclohexane; and methyl chloride. , methyl bromide, methyl iodide, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethylene, perchloroethylene, o-dichlorobenzene and other halides; ethyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate , esters or ester ethers such as propylene glycol monomethyl ether acetate; diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n - Ethers such as propyl ether, propylene glycol monoisopropyl ether, and propylene glycol mono-n-butyl ether; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, di-n-butyl ketone, and cyclohexanone; methanol, ethanol, n-propanol, Alcohols such as isopropyl alcohol, n-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, benzyl alcohol, ethylene glycol; N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2- Examples include amides such as pyrrolidone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; and a mixture of two or more of these solvents.
Examples of solvents when using a thermoplastic polyurethane (TPU) film as a film base material include methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, and benzyl. Examples include alcohols, alcohols such as ethylene glycol, and solvents obtained by mixing two or more of these solvents, with methanol being preferred.
(d) The amount of the solvent to be used is not particularly limited, but for example, the concentration at which the solid content concentration in the curable composition capable of forming a hard coat layer is 1% by mass to 70% by mass, preferably 5% by mass to 50% by mass. Use with. Here, the solid content concentration (also referred to as non-volatile content concentration) refers to the solid content (total mass) relative to the total mass (total mass) of the components (a) to (d) (and other additives if desired) of the curable composition. Represents the content of components (excluding solvent components).
[その他添加物]
また、ハードコート層を形成し得る硬化性組成物には、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて一般的に添加される添加剤、例えば、重合禁止剤、光増感剤、レベリング剤、界面活性剤、密着性付与剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、貯蔵安定剤、帯電防止剤、無機充填剤、顔料、染料を適宜配合してよい。[Other additives]
In addition, additives that are generally added as necessary to the curable composition capable of forming a hard coat layer, such as polymerization inhibitors, photosensitizers, leveling agents, etc., may be added as long as they do not impair the effects of the present invention. Agents, surfactants, adhesion agents, plasticizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, storage stabilizers, antistatic agents, inorganic fillers, pigments, and dyes may be blended as appropriate.
本発明に係る耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法は、前述のハードコート層を形成し得る硬化性組成物をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程と、該塗膜に活性エネルギー線を照射し硬化する工程と、を少なくとも含む。 The method for producing a scratch-resistant hard coat film according to the present invention includes a step of applying a curable composition capable of forming the above-mentioned hard coat layer onto a film base material to form a coating film, and applying active energy to the coating film. The method includes at least a step of curing by irradiating with a line.
前記フィルム基材としては、例えば、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロースから選択される樹脂製フィルムが挙げられ、好ましくは、得られるハードコートフィルムの耐擦傷性と延伸性の観点から、熱可塑性ポリウレタン(TPU)フィルムが挙げられる。
熱可塑性ポリウレタン(TPU)フィルムは、その標準沸点における熱可塑性ポリウレタン(TPU)フィルムの溶媒膨潤度が70%以下となる溶媒を、硬化性組成物に含まれる溶媒として用いれば、優れた耐擦傷性に加えて延伸性も付与されたハードコートフィルムを製造することができる。Examples of the film base material include polyesters such as thermoplastic polyurethane (TPU), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate, polymethacrylate, polystyrene, polyolefin, polyamide, Examples include resin films selected from polyimide and triacetylcellulose, and preferably thermoplastic polyurethane (TPU) films from the viewpoint of scratch resistance and stretchability of the resulting hard coat film.
Thermoplastic polyurethane (TPU) films can exhibit excellent scratch resistance if a solvent in which the degree of solvent swelling of the thermoplastic polyurethane (TPU) film at its normal boiling point is 70% or less is used as a solvent in the curable composition. In addition to this, it is possible to produce a hard coat film that is also given stretchability.
前記フィルム基材上への塗布方法としては、例えば、キャストコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法、印刷法(例えば、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、スクリーン印刷法)を適宜選択し得、これらの方法の中でも、ロール・ツー・ロール(roll-to-roll)法に利用でき、また薄膜塗布性の観点から、凸版印刷法、特にグラビアコート法を用いることが望ましい。なお事前に孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて硬化性組成物を濾過した後、塗布に供することが好ましい。 Examples of the coating method on the film base material include cast coating, spin coating, blade coating, dip coating, roll coating, spray coating, bar coating, die coating, inkjet, and printing. (For example, letterpress printing method, intaglio printing method, planographic printing method, screen printing method) can be selected as appropriate. Among these methods, roll-to-roll method can be used, and thin film printing method can be used. From the viewpoint of coating properties, it is desirable to use a letterpress printing method, particularly a gravure coating method. Note that it is preferable to filter the curable composition in advance using a filter with a pore size of about 0.2 μm, and then apply it.
フィルム基材上に硬化性組成物を塗布し塗膜を形成した後、必要に応じてホットプレート、オーブン等の加熱手段で塗膜を予備乾燥して溶媒を除去する(溶媒除去工程)。この際の加熱乾燥の条件としては、例えば、40℃乃至120℃で、30秒乃至10分程度とすることが好ましい。 After the curable composition is applied onto the film base material to form a coating film, the coating film is pre-dried using a heating means such as a hot plate or an oven as necessary to remove the solvent (solvent removal step). The heating drying conditions at this time are preferably, for example, 40° C. to 120° C. and about 30 seconds to 10 minutes.
乾燥後、紫外線等の活性エネルギー線を照射して、塗膜を硬化させる。活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、X線が挙げられ、特に紫外線が好ましい。紫外線照射に用いる光源としては、例えば、太陽光線、ケミカルランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、UV-LEDが使用できる。
さらにその後、ポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブン等の加熱手段を用いて加熱することにより重合を完結させてもよい。
こうして得られたハードコート層の膜厚は、好ましくは1μm乃至20μm、より好ましくは1μm乃至10μmである。After drying, the coating film is cured by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays. Examples of active energy rays include ultraviolet rays, electron beams, and X-rays, with ultraviolet rays being particularly preferred. As the light source used for ultraviolet irradiation, for example, sunlight, chemical lamps, low pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, and UV-LEDs can be used.
Furthermore, the polymerization may be completed by post-baking, specifically by heating using a heating means such as a hot plate or an oven.
The thickness of the hard coat layer thus obtained is preferably 1 μm to 20 μm, more preferably 1 μm to 10 μm.
本発明の耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法により、フィルム基材の少なくとも一方の面(表面)にハードコート層を備えるハードコートフィルムを製造することができる。該ハードコートフィルムは、例えばフレキシブルディスプレイ等の各種表示素子の表面を保護するために好適に用いられる。 By the method for producing a scratch-resistant hard coat film of the present invention, a hard coat film including a hard coat layer on at least one surface (surface) of a film base material can be produced. The hard coat film is suitably used, for example, to protect the surfaces of various display elements such as flexible displays.
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
In the examples, the apparatus and conditions used for sample preparation and physical property analysis are as follows.
(1)ホットプレートスターラー
装置:IKAジャパン(株)製 IKA Plate
(2)バーコートによる塗布
装置:(株)エスエムテー製 PM-9050MC
バー:オーエスジーシステムプロダクツ(株)製 A-Bar OSP-22、最大ウエット膜厚22μm(ワイヤーバー#9相当)
塗布速度:4m/分
(3)オーブン
装置:アドバンテック東洋(株)製 無塵乾燥器 DRC433FA
(4)UV硬化
装置:ヘレウス(株)製 CV-110QC-G
ランプ:ヘレウス(株)製 高圧水銀ランプH-bulb
(5)貯蔵弾性率測定
装置:(株)エー・アンド・デイ製 動的粘弾性自動測定器 レオバイブロン(登録商標)DDV-01GP
サンプルサイズ:長さ4mm×幅1mm
測定モード:引張
測定温度:25℃
測定振幅:4μm
測定周波数:10Hz
(6)分析天秤
装置:メトラー・トレド(株)製 XSE205
(7)ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)
装置:東ソー(株)製 HLC-8220GPC
カラム:昭和電工(株)製 Shodex(登録商標)GPC K-804L、GPC K-805L
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI
(8)擦傷試験
装置:新東科学(株)製 往復摩耗試験機 TRIBOGEAR TYPE:30S
走査速度:3,000mm/分
走査距離:50mm(1) Hot plate stirrer device: IKA Plate manufactured by IKA Japan Co., Ltd.
(2) Application using bar coat Equipment: PM-9050MC manufactured by SMT Co., Ltd.
Bar: A-Bar OSP-22 manufactured by OSG System Products Co., Ltd., maximum wet film thickness 22 μm (equivalent to wire bar #9)
Coating speed: 4 m/min (3) Oven Equipment: Advantech Toyo Co., Ltd. dust-free dryer DRC433FA
(4) UV curing device: CV-110QC-G manufactured by Heraeus Co., Ltd.
Lamp: High pressure mercury lamp H-bulb manufactured by Heraeus Co., Ltd.
(5) Storage modulus measurement Device: Dynamic viscoelasticity automatic measuring device manufactured by A&D Co., Ltd. Rheovibron (registered trademark) DDV-01GP
Sample size: length 4mm x width 1mm
Measurement mode: Tensile Measurement temperature: 25℃
Measurement amplitude: 4μm
Measurement frequency: 10Hz
(6) Analytical balance device: XSE205 manufactured by METTLER TOLEDO Co., Ltd.
(7) Gel permeation chromatography (GPC)
Equipment: HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: Showa Denko K.K. Shodex (registered trademark) GPC K-804L, GPC K-805L
Column temperature: 40℃
Eluent: Tetrahydrofuran Detector: RI
(8) Scratch test Equipment: Reciprocating abrasion tester manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd. TRIBOGEAR TYPE: 30S
Scanning speed: 3,000mm/min Scanning distance: 50mm
また、略記号は以下の意味を表す。
EOMA:エチレンオキシド変性多官能アクリレート[東亞合成(株)製 アロニックス(登録商標)MT-3553、官能基数4以上]
PFPE:両末端それぞれにポリ(オキシアルキレン)基を介さずヒドロキシ基を2つ有するパーフルオロポリエーテル[ソルベイスペシャルティポリマーズ社製 Fomblin(登録商標)T4]
BEI:1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート[昭和電工(株)製 カレンズ(登録商標)BEI]
DOTDD:ジネオデカン酸ジオクチル錫[日東化成(株)製 ネオスタン(登録商標)U-830]
I2959:2-ヒドロキシ-1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)-2-メチルプロパン-1-オン[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)2959]
TPU1:ポリウレタンエラストマーフィルム[シーダム(株)製 ハイグレスDUS270-CER、厚み100μm、貯蔵弾性率92MPa(実測値)]
TPU2:ポリウレタンエラストマーフィルム[シーダム(株)製 ハイグレスDUS605-CER、厚み100μm、貯蔵弾性率159MPa(実測値)]
PMMA:ポリ(メタクリル酸メチル)フィルム[住化アクリル販売(株)製 テクノロイS000、厚み125μm]
MeOH:メタノール
EtOH:エタノール
IPA:2-プロパノール
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
MEK:メチルエチルケトン
MIBK:メチルイソブチルケトン
AcOEt:酢酸エチル
AcOBu:酢酸ブチルIn addition, the abbreviations represent the following meanings.
EOMA: Ethylene oxide modified polyfunctional acrylate [Aronix (registered trademark) MT-3553 manufactured by Toagosei Co., Ltd., number of functional groups 4 or more]
PFPE: Perfluoropolyether having two hydroxyl groups at each end without a poly(oxyalkylene) group [Fomblin (registered trademark) T4 manufactured by Solvay Specialty Polymers]
BEI: 1,1-bis(acryloyloxymethyl)ethyl isocyanate [Karens (registered trademark) BEI manufactured by Showa Denko K.K.]
DOTDD: Dioctyltin dineodecanoate [Neostane (registered trademark) U-830, manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.]
I2959: 2-hydroxy-1-(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)-2-methylpropan-1-one [IRGACURE (registered trademark) 2959, manufactured by BASF Japan Ltd.]
TPU1: Polyurethane elastomer film [Higress DUS270-CER manufactured by Seedam Co., Ltd., thickness 100 μm, storage modulus 92 MPa (actual value)]
TPU2: Polyurethane elastomer film [Higress DUS605-CER manufactured by Seedam Co., Ltd., thickness 100 μm, storage modulus 159 MPa (actual value)]
PMMA: Poly(methyl methacrylate) film [Technolloy S000 manufactured by Sumika Acrylic Sales Co., Ltd., thickness 125 μm]
MeOH: Methanol EtOH: Ethanol IPA: 2-propanol PGME: Propylene glycol monomethyl ether MEK: Methyl ethyl ketone MIBK: Methyl isobutyl ketone AcOEt: Ethyl acetate AcOBu: Butyl acetate
[参考例]フィルム基材の溶媒膨潤度
表1に記載の溶媒50mLを100mLビーカーに仕込み、液温がその溶媒の沸点付近になるようにホットプレートスターラーで加熱した。ここへ、25mm×25mmに切り出した試験片を3分間浸漬した。浸漬終了後、該試験片の表面に付着した余分の溶媒を、不織布ワイパー[小津産業(株)製 BEMCOT(登録商標)M-1]で軽く拭き取り、直ちに、分析天秤を用いて該試験片の質量m1を量った。次に、この試験片を室温(およそ23℃)で24時間乾燥し、乾燥後の該試験片の質量m0を量った。以下の式によって溶媒膨潤度を算出した。結果を表1に併せて示す。
溶媒膨潤度[%]=(m1-m0)÷m0×100[Reference Example] Degree of Solvent Swelling of Film Base Material 50 mL of the solvents listed in Table 1 were placed in a 100 mL beaker and heated with a hot plate stirrer so that the liquid temperature was around the boiling point of the solvent. A test piece cut into a size of 25 mm x 25 mm was immersed in this for 3 minutes. After the immersion, the excess solvent adhering to the surface of the test piece is gently wiped off with a non-woven cloth wiper [BEMCOT (registered trademark) M-1 manufactured by Ozu Sangyo Co., Ltd.], and the test piece is immediately removed using an analytical balance. The mass m 1 was measured. Next, this test piece was dried at room temperature (approximately 23° C.) for 24 hours, and the mass m 0 of the test piece after drying was measured. The degree of solvent swelling was calculated using the following formula. The results are also shown in Table 1.
Solvent swelling degree [%] = (m 1 - m 0 ) ÷ m 0 × 100
[製造例1]両末端それぞれにウレタン結合を介してアクリロイル基を4つ有するパーフルオロポリエーテル(SM)の製造
スクリュー管に、PFPE1.19g(0.5mmol)、BEI0.52g(2.0mmol)、DOTDD0.017g(PFPE及びBEIの合計質量の0.01倍量)、及びMEK1.67gを仕込んだ。この混合物を、スターラーチップを用いて室温(およそ23℃)で24時間撹拌して、目的化合物であるSMの50質量%MEK溶液を得た。
得られたSMのGPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量:Mwは3,000、分散度:Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)は1.2であった。[Production Example 1] Production of perfluoropolyether (SM) having four acryloyl groups via urethane bonds at both ends In a screw tube, 1.19 g (0.5 mmol) of PFPE and 0.52 g (2.0 mmol) of BEI were added. , 0.017 g of DOTDD (0.01 times the total mass of PFPE and BEI), and 1.67 g of MEK were charged. This mixture was stirred for 24 hours at room temperature (approximately 23° C.) using a stirrer tip to obtain a 50% by mass MEK solution of SM, the target compound.
The weight average molecular weight (Mw) of the obtained SM measured in terms of polystyrene by GPC was 3,000, and the degree of dispersion: Mw (weight average molecular weight)/Mn (number average molecular weight) was 1.2.
[実施例1乃至実施例4、比較例1乃至比較例6]
以下の(1)乃至(4)の各成分を混合し、固形分濃度40質量%の硬化性組成物を調製した。なお、ここで固形分とは溶媒以外の成分を指す。
(1)多官能モノマー:EOMA 100質量部
(2)表面改質剤:製造例1で製造したSM 0.2質量部(固形分換算)
(3)重合開始剤:I2959 3質量部
(4)溶媒:表2に記載の溶媒 154.6質量部
この硬化性組成物を、表2に記載のフィルム基材(B5サイズ)上にバーコートにより塗布し、塗膜を得た。この塗膜を表2に記載の温度のオーブンで3分間乾燥させ溶媒を除去した。得られた膜を、窒素雰囲気下、露光量300mJ/cm2のUV光を照射し露光することで、およそ5μmの膜厚を有するハードコート層(硬化膜)を有するハードコートフィルムを作製した。[Example 1 to Example 4, Comparative Example 1 to Comparative Example 6]
The following components (1) to (4) were mixed to prepare a curable composition having a solid content concentration of 40% by mass. Note that the solid content here refers to components other than the solvent.
(1) Polyfunctional monomer: EOMA 100 parts by mass (2) Surface modifier: SM produced in Production Example 1 0.2 parts by mass (solid content equivalent)
(3) Polymerization initiator: 3 parts by mass of I2959 (4) Solvent: 154.6 parts by mass of the solvent listed in Table 2 This curable composition was bar coated on the film base material (B5 size) listed in Table 2. A coating film was obtained. This coating film was dried in an oven at the temperature listed in Table 2 for 3 minutes to remove the solvent. The obtained film was exposed to UV light at an exposure dose of 300 mJ/cm 2 in a nitrogen atmosphere to produce a hard coat film having a hard coat layer (cured film) having a thickness of approximately 5 μm.
得られたハードコート層表面を、往復摩耗試験機に取り付けたスチールウール[ボンスター販売(株)製 ボンスター(登録商標)#0000(超極細)]で500g/cm2の荷重を掛けて10往復擦り、傷の程度を目視で確認し以下の基準に従い評価した。結果を表2に併せて示す。なおハードコート層として実際の使用を想定した場合、少なくともBであることが求められ、Aであることが望ましい。
A:傷がつかない
B:長さ5mm未満の傷がつく
C:長さ5mm以上の傷がつくThe surface of the obtained hard coat layer was rubbed reciprocatingly for 10 times with a load of 500 g/cm 2 using steel wool [Bonstar (registered trademark) #0000 (ultra-fine) manufactured by Bonstar Sales Co., Ltd.] attached to a reciprocating abrasion tester. The degree of damage was visually confirmed and evaluated according to the following criteria. The results are also shown in Table 2. Note that when assuming actual use as a hard coat layer, at least B is required, and A is desirable.
A: No scratches B: Scratches less than 5 mm in length C: Scratches over 5 mm in length
表2に示すように、使用するフィルム基材の溶媒膨潤度が低い即ち70%以下の溶媒であるMeOHを用いて作製したハードコートフィルム(実施例1乃至実施例3)及びAcOEtを用いて作製したハードコートフィルム(実施例4)は、優れた耐擦傷性を示すことが明らかとなった。一方、溶媒膨潤度が高い即ち70%を超える溶媒又はフィルム基材が完全に溶解してしまう溶媒であるPGME(比較例1乃至実施例3)及びMEK(比較例4乃至比較例6)を用いたハードコートフィルムは、耐擦傷性が大きく低下することが明らかとなった。 As shown in Table 2, hard coat films (Examples 1 to 3) were prepared using MeOH, which is a solvent with a low solvent swelling degree of the film base used, that is, 70% or less, and hard coat films were prepared using AcOEt. It became clear that the hard coat film (Example 4) exhibited excellent scratch resistance. On the other hand, PGME (Comparative Examples 1 to 3) and MEK (Comparative Examples 4 to 6), which are solvents with a high degree of solvent swelling, that is, exceeding 70%, or solvents in which the film base material is completely dissolved, are used. It became clear that the scratch resistance of the hard coated film significantly decreased.
Claims (4)
前記硬化性組成物は、
(a)活性エネルギー線重合性基を少なくとも3つ有するオキシアルキレン変性多官能モノマー100質量部、
(b)下記式[4]で表される化合物であるパーフルオロポリエーテル0.1質量部乃至10質量部
及び
(c)活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤1質量部乃至20質量部
を含む、耐擦傷性ハードコートフィルムの製造方法。
The curable composition includes:
(a) 100 parts by mass of an oxyalkylene-modified polyfunctional monomer having at least three active energy ray polymerizable groups;
(b) 0.1 to 10 parts by mass of perfluoropolyether , which is a compound represented by the following formula [4] ; and (c) 1 to 20 parts by mass of a polymerization initiator that generates radicals by active energy rays. A method for producing a scratch-resistant hard coat film, comprising :
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