JPWO2013146477A1 - シリカ含有コーティング用樹脂組成物及び積層体 - Google Patents
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Abstract
真空チャンバーなどのドライプロセスを使用しないウェットプロセス適応可能であり、かつ熱硬化と比較して短時間で硬化可能である光硬化を用いて、ガラスに近い耐磨耗性を付与できるコーティング用樹脂組成物、及び積層体を提供する。一般式(1)(但し、Rは(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基であり、Xは水素又は(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基、nは0または1の整数である)で表されて、(メタ)アクリル基と水酸基とを有するラジカル重合性化合物(A)、光重合開始剤、及び平均粒径1〜100nmのシリカ微粒子(B)を含み、前記ラジカル重合性化合物(A)とシリカ微粒子(B)の合計100重量部において、シリカ微粒子(B)を60〜85重量部の範囲で含有するシリカ含有コーティング用樹脂組成物であり、これを用いて形成したハードコート層を備えた積層体である。
Description
本発明は、シリカ含有コーティング用樹脂組成物、及び積層体に関し、透明熱可塑性樹脂成形品の表面にハードコート層を形成するのに適した樹脂組成物、及びその積層体であって、詳しくは、硬化後の透明性を確保しつつ、無機ガラスと同等の耐磨耗性を満たすことができるコーティング用樹脂組成物及びその積層体に関する。
近年、自動車の燃費向上と二酸化炭素排出削減の為、車体の軽量化が求められており、その手法の一つとして適応が進みつつあるのが、自動車窓ガラスの樹脂化である。従来、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂の成形品は、ガラスに比べて軽量であるため、これらの代替材料として広く使用されている。しかし、ポリカーボネート(PC)はガラスよりも表面硬度が低く傷が付きやすいことから、それを防ぐために表面にハードコートを施す手法、硬化性フィルムを貼り合わせる手法などにより表面の保護が行われている。
樹脂ガラスにおける耐磨耗性の規格は、テーバー磨耗試験前後のヘイズ変化が2%以下(ANSI Z 26.1)と無機ガラス同等の高い耐磨耗性が要求されている。これを満たす代表的な方法として、PC表面にプラズマCVDでSiO薄膜を形成する方法や、熱硬化性シリコーン樹脂を塗布・硬化する方法が提案されている。しかしながら、前者の方法は、耐テーバー磨耗性が2%程度と耐磨耗性に優れるが、真空チャンバー等のドライプロセスを必要とすることからプロセスコストが高いという欠点がある。これに対し後者の方法は、ウェットプロセスで成膜可能な為プロセスコストは低いが、硬化に高温でかつ長時間を要する為生産性に乏しく、また耐テーバー磨耗性も十分満足できるものではない。
上述の課題を解決すべく、短時間で硬化が可能であり、かつ無機成分であるため耐磨耗性に優れた光硬化性コーティング用組成物について各種のものが提案され、実施されている。
例えば、特許文献1では、紫外線吸収剤が添加された光硬化性シリカ含有アクリル樹脂からなるコーティング用樹脂組成物と、この組成物をポリカーボネート成形品へ被覆した積層体が開示されている。この積層体は、耐テーバー磨耗試験前後のヘイズ変化が4.2%と耐磨耗性に優れるが、耐磨耗性を担保するシリカの平均粒径の最適化がなされておらず、また樹脂組成物中のシリカ含有量が50重量部と、高配合には至っていない。
また、特許文献2では、(メタ)アクリル基を有するラダー型ポリシルセスキオキサンとアクリル樹脂からなるコーティング用樹脂組成物と、この組成物をポリカーボネート成形品へ被服した積層体が開示されている。この積層体は、光硬化の際の硬化収縮が少なく、密着層を介することなくPCへの直接塗布が可能であるものの、その耐磨耗性は満足できるものではない。
本発明の目的は、真空チャンバー等のドライプロセスを使用しないウェットプロセス適応可能であり、かつ熱硬化と比較して短時間で硬化可能である光硬化を用いて、ポリカーボネート成形品などに対してガラスに近い透明性と耐磨耗性を有するハードコート層を形成することができる樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を達成するために検討を重ねた結果、(メタ)アクリル基と水酸基とを有するラジカル重合性化合物に、特定の平均粒径を有するシリカ微粒子を高配合することで、透明性とガラスに近い耐磨耗性をポリカーボネート等の透明熱可塑性樹脂へ付与可能な樹脂組成物が得られることを見出した。さらに、その組成物を光硬化せしめてなるトップコート層を、ラジカル重合性(メタ)アクリレートを光硬化せしめてなる密着層を介してポリカーボネート等の透明熱可塑性樹脂成形品の表面に形成することで、ガラスに近い透明性と耐磨耗性を有する積層体が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)
(但し、Rは(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基であり、Xは水素又は(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基、nは0または1の整数である)で表されて、(メタ)アクリル基と水酸基とを有するラジカル重合性化合物(A)、光重合開始剤、及び平均粒径1〜100nmのシリカ微粒子(B)を含み、前記ラジカル重合性化合物(A)とシリカ微粒子(B)の合計100重量部において、シリカ微粒子(B)を60〜85重量部の範囲で含有することを特徴とするシリカ含有コーティング用樹脂組成物である。
(但し、Rは(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基であり、Xは水素又は(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基、nは0または1の整数である)で表されて、(メタ)アクリル基と水酸基とを有するラジカル重合性化合物(A)、光重合開始剤、及び平均粒径1〜100nmのシリカ微粒子(B)を含み、前記ラジカル重合性化合物(A)とシリカ微粒子(B)の合計100重量部において、シリカ微粒子(B)を60〜85重量部の範囲で含有することを特徴とするシリカ含有コーティング用樹脂組成物である。
また、本発明は、上記シリカ含有コーティング用樹脂組成物を光硬化せしめてなるトップコート層(I)と、ラジカル重合性(メタ)アクリレート及び光重合開始剤を含む光硬化性樹脂組成物を光硬化せしめてなる密着層(II)との二層からなるハードコート層を熱可塑性樹脂成形品の少なくとも一方の面に設けた積層体であって、シリカ含有コーティング用樹脂組成物及び光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布し、光硬化させてハードコート層を形成したことを特徴とする積層体である。
本発明における(メタ)アクリル基と水酸基を有するラジカル重合性化合物(A)は、上記一般式(1)で表される。一般式(1)でRは(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基であり、Xは水素又は(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基である。nは0又は1の整数である。透明性の良好な積層体を得るためには、水酸基を含む不飽和化合物であることが重要である。これは、水酸基がシリカ微粒子の表面に存在するシラノール基に作用してシリカ微粒子の凝集を抑え、樹脂中におけるシリカ微粒子の分散性を高めるからと考えられる。一方、水酸基を有さないラジカル重合性化合物では、シリカ微粒子を多量に配合すると、凝集により樹脂中に均一に分散されず透明性が悪化してしまう場合がある。
一般式(1)の具体的な化合物としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセリンジメタクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート等を例示することが出来る。これらの化合物は分子中に水酸基を有するため、例えばコロイダルシリカに代表されるシリカ微粒子の表面に存在する水酸基と相互作用することが可能であり、樹脂組成物中のコロイダルシリカを制御することが樹脂中への均一な多量の配合を可能にする。また、これらラジカル重合性化合物は単独で使用してもよく、二種類以上を混合して使用してもよい。
本発明におけるシリカ微粒子(B)は、ケイ素酸化物であれば特に限定されるものではないが、樹脂への分散性の観点から有機溶媒に分散されたコロイド状シリカ(コロイダルシリカ)であることが好ましい。さらに、上記シリカ微粒子(B)は、(メタ)アクリル基を有するシランカップリング剤にて表面処理されていることがより好ましい。シリカ微粒子の表面処理方法は特に限定されるものではなく、予め(メタ)アクリル基を有するシランカップリング剤で表面処理されている市販品を用いてもよく、表面処理が未処理のシリカ微粒子を用いる場合は、公知の手法によりシランカップリング剤による表面処理を行って用いてもよい。
シリカ微粒子(B)は、前記ラジカル重合性化合物(A)とシリカ微粒子(B)の合計100重量部において60〜85重量部の範囲で配合され、好ましくは75〜85重量部の範囲で配合されているのがよい。シリカ微粒子(B)の配合量が60重量部未満であると耐磨耗性が十分に発現できず、反対に85重量部を超えると、透明性が低下するおそれがある。
シリカ微粒子(B)の平均粒径は、シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)の透明性を担保するため、1〜100nmであることが好ましい。さらに、平均粒径が1〜100nmの範囲内であれば粒径の異なるシリカ微粒子を複数種組み合わせて用いることができる。なお、シリカ微粒子の平均粒径は動的光散乱法によって測定した数平均粒子径を表す。
また、本発明における積層体を得るにあたって、シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)、及び光硬化性樹脂組成物(D)は、塗布と光硬化を組成物毎に行うような2コート2ベーク塗装は勿論のこと、プロセスコストの点においてより優位である2コート1ベーク塗装(2つの組成物を塗布した後にまとめて光硬化)も適応可能である。2コート1ベーク塗装は、プロセスコストの点に加え、トップコート層(I)と密着層(II)の界面で樹脂の混和が起こることから、層間密着性の向上も期待できる。しかしながら、2コート1ベーク塗装において、平均粒径15nm以下のようなより細かなシリカ微粒子のみを含有するシリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)を用いると、トップコート層(I)と密着層(II)の樹脂の混和により、シリカ微粒子の密着層(II)側への流出が起こるため、耐磨耗性が低下する。このシリカ微粒子の流出は、光硬化性樹脂組成物(D)に用いられるラジカル重合性(メタ)アクリレートと平均粒径15nm以下のシリカ微粒子とが相溶し易いことによって起こる。この流出を防ぐ為、2コート1ベーク塗装を用いる場合は、光硬化性樹脂組成物(D)に用いられるラジカル重合性(メタ)アクリレートと相溶し難い平均粒径16〜100nmのシリカ微粒子を用いることがより好ましく、より好ましくは平均粒径30〜100nmのシリカ微粒子を用いるのがよい。但し、平均粒径1〜100nmの範囲で粒径の異なるシリカ微粒子を複数種組み合わせて用いる場合、平均粒径16〜100nmのシリカ微粒子がシリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)中のシリカ微粒子(B)100重量部に対して50重量部以上含まれていれば、15nm以下のシリカ微粒子が一部混在していても構わない。
シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)に含有される光重合開始剤は、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサンソン系、アシルホスフィンオキサイド系等の化合物を好適に使用することができる。具体的には、トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、チオキサンソン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、カンファーキノン、ベンジル、アンスラキノン、ミヒラーケトン等を例示することができる。これら光重合開始剤は単独でも、二種類以上を混合して使用してもよい。また、光硬化反応を促進するため等の目的で、光重合開始剤と組み合わせて効果を発揮する光開始助剤や鋭感剤を併用することもできる。
シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)の光重合開始剤の添加量は、(メタ)アクリル基と水酸基を有するラジカル重合性化合物(A)とシリカ微粒子(B)の合計100重量に対して、0.1〜10重量部の範囲とすることがよく、好ましくは0.5〜10重量部の範囲であるのがよい。この添加量が0.1重量部に満たないと硬化が不十分となり、得られる積層体の強度、剛性が低くなり、一方、10重量部を超えると積層体の着色等の問題が生じるおそれがある。
また、本発明のシリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)は、下記一般式(3)で表される籠型シルセスキオキサン樹脂をさらに含有してもよい。
[RSiO3/2]n (3)
(式中、Rは(メタ)アクリロイル基又は下記式(4)を示し、nは8、10、12又は14を示す)
(式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1〜3の整数を示す)
[RSiO3/2]n (3)
(式中、Rは(メタ)アクリロイル基又は下記式(4)を示し、nは8、10、12又は14を示す)
(式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1〜3の整数を示す)
前記籠型シルセスキオキサン樹脂は、下記一般式(5)
RSiX3 (5)
(式中、Rは(メタ)アクリロイル基又は下記一般式(4)を示し、Xはアルコキシ基、又はアセトキシ基から選ばれる加水分解基を示す)
(式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1〜3の整数を示す)で表わされるケイ素化合物を有機極性溶媒及び塩基性触媒存在下で加水分解反応させると共に一部縮合させ、得られた加水分解生成物を更に非極性溶媒及び塩基性触媒存在下で再縮合させることにより得ることができる。
RSiX3 (5)
(式中、Rは(メタ)アクリロイル基又は下記一般式(4)を示し、Xはアルコキシ基、又はアセトキシ基から選ばれる加水分解基を示す)
(式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1〜3の整数を示す)で表わされるケイ素化合物を有機極性溶媒及び塩基性触媒存在下で加水分解反応させると共に一部縮合させ、得られた加水分解生成物を更に非極性溶媒及び塩基性触媒存在下で再縮合させることにより得ることができる。
このような籠型シルセスキオキサン樹脂は、樹脂中のケイ素原子全てに(メタ)アクリロイル基を有する有機官能基からなる反応性官能基を有し、且つ、分子量分布及び分子構造の制御された籠型シルセスキオキサン樹脂であることが好ましい。また、このような籠型シルセスキオキサン樹脂の分子構造は、完全に閉じた多面体でなくてもよく、例えば、一部が開裂したような構造であってもよい。また、このような籠型シルセスキオキサン樹脂の平均分子量も特に限定されず、このような籠型シルセスキオキサン樹脂がオリゴマーであってもよい。この籠型シルセスキオキサンを、本発明のシリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)に添加することにより、耐テーバー磨耗性に加え、表面硬度の評価方法の一つである鉛筆硬度を向上させる効果が得られる。このような籠型シルセスキオキサン樹脂は、(メタ)アクリル基と水酸基とを有するラジカル重合性化合物(C)の100重量部に対して1〜100重量部の範囲で含有させることができる。含有量が1重量部より少ないと鉛筆硬度向上の効果が得られず、含有量が100重量部を超えるとこれ以上の効果の向上が見られないうえ、(メタ)アクリル基と水酸基とを有するラジカル重合性化合物(C)の有する水酸基の効果を低減させるので好ましくない。
シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)には、本発明の目的から外れない範囲で各種添加剤を添加することができる。各種添加剤として、溶剤、有機/無機フィラー、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、帯電防止剤、着色剤、架橋剤、分散助剤、樹脂成分等を例示することができる。
このうち溶剤は、シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)を塗布する際の粘度を調整する目的で使用できる。具体例としては、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等が挙げられる。
前記光硬化性樹脂組成物(D)に用いられるラジカル重合性(メタ)アクリレートは、多官能アクリレートが好ましく、中でも二官能アクリレート、アクリレートオリゴマーが好ましい。二官能以上の多官能アクリレートは光硬化時の体積収縮が大きいため、密着性が低下する恐れがある。二官能アクリレートの具体例としては、1,9−ノナンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジシクロペンタニルジメチロールジ(メタ)アクリレート等がある。このラジカル重合性(メタ)アクリレートは単独でも、二種類以上を混合して使用しても、これらのオリゴマー体を用いてもよい。中でもジシクロペンタニルジメチロールジ(メタ)アクリレートは、ポリカーボネート樹脂の表面を適度に侵食するため、密着性が向上する。これに加え、光硬化物の線膨張係数が70ppm/Kと、一般的なポリカーボネート樹脂の線膨張係数(60〜80ppm/K)と近い値を示すため、耐熱性が向上することから好適である。一方、ポリカーボネートへの侵食性が高いテトラエチレングリコールジメタクリレートなどのアクリレートを用いる場合は、透明性の低下を防ぐ目的で、他のアクリレートまたはアクリレートオリゴマーと混合して用いることが好ましい。
光硬化性樹脂組成物(D)に含有される光重合開始剤は、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサンソン系、アシルホスフィンオキサイド系等の化合物を好適に使用することができる。具体的には、トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、チオキサンソン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、カンファーキノン、ベンジル、アンスラキノン、ミヒラーケトン等を例示することができる。これら光重合開始剤は単独でも、二種類以上を混合して使用してもよい。また、光硬化反応を促進するためなどの目的で、光重合開始剤と組み合わせて効果を発揮する光開始助剤や増感剤を併用することもできる。
光硬化性樹脂組成物(D)には、本発明の目的から外れない範囲で各種添加剤を添加することができる。各種添加剤として、溶剤、有機/無機フィラー、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、レベリング剤、着色剤等を例示することができる。
このうち溶剤は、光硬化性樹脂組成物(D)を塗布する際の粘度を調整する目的で使用できる。具体例としては、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等を用いることができる。
シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)及び光硬化性樹脂組成物(D)を透明熱可塑性樹脂成形品上へ塗布する方法としては、特に限定されないが、キャスト(流延)法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、フローコート法等が挙げられる。また、シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)及び光硬化性樹脂組成物(D)に溶剤が含まれた場合の乾燥のための加熱条件は、特に限定されないが、それぞれ40〜140℃で3分間〜1時間であることが好ましい。また、シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)は、光硬化性樹脂組成物(D)をポリカーボネート等の熱可塑性樹脂成形品上に塗布した後、光硬化を施した後に塗布(2コート2ベーク塗装)しても、光硬化を施さずに塗布(2コート1ベーク塗装)しても構わないが、トップコート層(I)と密着層(II)の層間密着性向上の為、後者の方法が好ましい。
シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)及び光硬化性樹脂組成物(D)を光硬化せしめる方法として、波長10〜400nmの紫外線や波長400〜700nmの可視光線を照射することで、トップコート層(I)及び密着層(II)よりなるハードコート層を形成することができる。用いる光の波長は特に制限されるものではないが、特に波長200〜400nmの近紫外線が好適に用いられる。紫外線発生源として用いられるランプとしては、低圧水銀ランプ(出力:0.4〜4W/cm)、高圧水銀ランプ(40〜160W/cm)、超高圧水銀ランプ(173〜435W/cm)、メタルハライドランプ(80〜160W/cm)、パルスキセノンランプ(80〜120W/cm)、無電極放電ランプ(80〜120W/cm)等を例示することができる。これらの紫外線ランプは、各々その分光分布に特徴があるため、使用する光重合開始剤の種類に応じて選定される。
本発明に用いる透明熱可塑性樹脂成形品はポリカーボネートからなるものが好ましい。この成形品の形状は特に限定されず、平板でもよいし、曲面形状でもよい。また、本発明の目的から外れない範囲で各種添加剤を含有していてもよい。具体例としては、着色剤、有機/無機フィラー、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱線吸収剤等が挙げられる。なお、透明熱可塑性樹脂成形品として、ポリカーボネート以外にも、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)からなるものなどを用いるようにしてもよい。
本発明の透明熱可塑性樹脂成形品の厚みは、1000〜5000μmであることが好ましい。これは、1000μmより薄いと強度的に不利であり、5000μmを超えると透明性が低下することがあるためで、強度あるいは透明性が問われない場合はこの範囲外であってもかまわない。
本発明の積層体は、前記シリカ含有コーティング用樹脂組成物(C)を光硬化せしめてなるトップコート層(I)と、透明熱可塑性樹脂であるポリカーボネート等の透明熱可塑性樹脂成形品との間に、ラジカル重合性(メタ)アクリレートと光重合開始剤からなる光硬化性樹脂組成物(D)を光硬化せしめてなる密着層(II)を有し、また、その厚みはトップコート層(I)の厚みが5〜100μm、密着層(II)の厚みが1〜100μmであることが好ましい。トップコート層(I)の厚みがこの範囲より小さいと目的の耐磨耗性が発現せず、この範囲より大きいと硬化収縮によって成形体が変形する恐れがある。また、密着層(II)の厚みがこの範囲より小さいと密着層としての密着力が担保できず、この範囲より大きいと耐摩耗性の低下を招くことがある。
本発明のシリカ含有コーティング用樹脂組成物は、(メタ)アクリル基と水酸基を有するラジカル重合性化合物に、平均粒径1〜100nmのシリカ微粒子を高配合することで、ポリカーボネート等の透明熱可塑性樹脂の透明性を損なうことなく耐磨耗性を付与することが可能である。また、このシリカ含有コーティング樹脂組成物を光硬化せしめてなるトップコート層を、ラジカル重合性(メタ)アクリレートを光硬化せしめてなる密着層を介してポリカーボネート等透明熱可塑性樹脂成形品の表面に塗布し、光硬化せしめることで、ガラスに近い透明性と耐磨耗性を有する積層体を提供することができる。
以下、実施例を示しながら、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。尚、各例における耐テーバー磨耗性、初期全光線透過率、及び鉛筆硬度の評価は、以下に示した方法で実施した。また、メタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂は、下記合成例1によって製造した。
(テーバー磨耗試験)
磨耗輪(テーバー社製CS−10F)を用いて、60±2rpm、500g荷重、1000回転の条件で実施した。そして、試験前後のヘイズ(Haze)変化(ΔH)により評価した。なお、ヘイズ測定はJIS K 7105に準じたヘイズメーターにて測定した。
磨耗輪(テーバー社製CS−10F)を用いて、60±2rpm、500g荷重、1000回転の条件で実施した。そして、試験前後のヘイズ(Haze)変化(ΔH)により評価した。なお、ヘイズ測定はJIS K 7105に準じたヘイズメーターにて測定した。
(初期全光線透過率)
JIS K 7361に準じた全光線透過率をヘイズメーターにて測定した。
JIS K 7361に準じた全光線透過率をヘイズメーターにて測定した。
(鉛筆硬度試験)
JIS K5600−5−4 引っかき硬度(鉛筆法)に準拠して行った。
JIS K5600−5−4 引っかき硬度(鉛筆法)に準拠して行った。
(合成例1)
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた反応容器に、溶媒として2−プロパノール(IPA)40mlと塩基性触媒として5%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH水溶液)を装入した。滴下ロートにIPA 15mlと3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製SZ-6030)12.69gを入れ、反応容器を撹拌しながら、室温で3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのIPA溶液を30分かけて滴下した。3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン滴下終了後、加熱することなく2時間撹拌した。2時間撹拌後溶媒を減圧下で溶媒を除去し、トルエン50mlで溶解した。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで加水分解生成物(シルセスキオキサン)を8.6g得た。このシルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた反応容器に、溶媒として2−プロパノール(IPA)40mlと塩基性触媒として5%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH水溶液)を装入した。滴下ロートにIPA 15mlと3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製SZ-6030)12.69gを入れ、反応容器を撹拌しながら、室温で3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのIPA溶液を30分かけて滴下した。3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン滴下終了後、加熱することなく2時間撹拌した。2時間撹拌後溶媒を減圧下で溶媒を除去し、トルエン50mlで溶解した。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで加水分解生成物(シルセスキオキサン)を8.6g得た。このシルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
次に、撹拌機、ディンスターク、冷却管を備えた反応容器に上記で得られたシルセスキオキサン20.65gとトルエン82mlと10%TMAH水溶液3.0gを入れ、徐々に加熱し水を留去した。更に130℃まで加熱しトルエンを還流温度で再縮合反応を行った。このときの反応溶液の温度は108℃であった。トルエン還流後2時間撹拌した後、反応を終了とした。反応溶液を飽和食塩水で中性になるまで水洗した後、無水硫酸マグネシウムで脱水した。無水硫酸マグネシウムをろ別し、濃縮することで目的物である籠型シルセスキオキサン(混合物)を18.77g得た。得られた籠型シルセスキオキサンは種々の有機溶剤に可溶な無色の粘性液体であった。
再縮合反応後の反応物の液体クロマトグラフィー分離後の質量分析を行ったところ下記構造式(i)、(ii)及び(iii)の分子構造にアンモニウムイオンが付いた分子イオンが確認され、構成比率はT8:T10:T12及びその他が約2:4:1:3であり、籠型構造を主たる成分とするシリコーン樹脂であることが確認できる。なお、T8、T10、T12は、式(i)、(ii)及び(iii)の順に対応する(Rは式(4)(但し、R1=メチル基、m=3である)に示したとおりである)。
〔実施例1〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)75重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)75重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート25重量部、及びジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
前記光硬化性樹脂組成物を、厚み3mm、100×100mm角のポリカーボネート平板(カーボグラスポリッシュクリア:旭硝子株式会社製)の表面に膜厚50μmになるようにスピンコーターを用いて塗布した。次いで、前記シリカ含有コーティング用樹脂組成物を膜厚15μmになるようにスピンコーターを用いて塗布した後、高圧水銀ランプを用いて紫外線を8400mJ/cm2照射し、図1に示すようなトップコート層(I)、密着層(II)及びポリカーボネート基板よりなる積層体を得た。
〔実施例2〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート15重量部、グリセリンジメタクリレート10重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン10重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)65重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.9重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート15重量部、グリセリンジメタクリレート10重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン10重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)65重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.9重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、1,9−ノナンジオールジアクリレート25重量部、及びテトラエチレングリコールジメタクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔実施例3〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート10重量部、グリセリンジメタクリレート12重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂3重量部、平均粒子径が15nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−2101)30重量部、平均粒子径が40nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−4101)45重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート10重量部、グリセリンジメタクリレート12重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂3重量部、平均粒子径が15nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−2101)30重量部、平均粒子径が40nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−4101)45重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート25重量部、及びジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔実施例4〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート5重量部、グリセリンジメタクリレート10重量部、平均粒子径が15nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子25.5重量部(日産化学社製MEK−AC−2101)、平均粒子径が40nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−4101)8.5重量部、平均粒子径が100nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−5101)51重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.5重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート5重量部、グリセリンジメタクリレート10重量部、平均粒子径が15nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子25.5重量部(日産化学社製MEK−AC−2101)、平均粒子径が40nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−4101)8.5重量部、平均粒子径が100nmのメタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(日産化学社製MEK−AC−5101)51重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.5重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、1,9−ノナンジオールジアクリレート50重量部、及びテトラエチレングリコールジメタクリレート50重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔実施例5〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート5重量部、グリセリンジメタクリレート20重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)75重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート5重量部、グリセリンジメタクリレート20重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)75重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート25重量部、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部、及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(BASFジャパン株式会社製:Irgacure819)0.3重量部、紫外線吸収剤として2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと(2−エチルヘキシル)−グリシド酸エステルの反応生成物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 405)1重量部、光安定剤としてビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケートとメチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケートの混合物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 292)1重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔実施例6〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート25重量部メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート25重量部メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート25重量部、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔実施例7〕
反応容器に、グリセリンジメタクリレート25重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、グリセリンジメタクリレート25重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート35重量部、1,9−ノナンジオールジアクリレート65重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部、およびビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(BASFジャパン株式会社製:Irgacure819)3重量部、紫外線吸収剤として2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと(2−エチルヘキシル)−グリシド酸エステルの反応生成物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 405)5重量部、光安定剤としてビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートとメチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケートの混合物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 292)1重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔実施例8〕
反応容器に、グリセリンジメタクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部、紫外線吸収剤として2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと(2−エチルヘキシル)−グリシド酸エステルの反応生成物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 405)5重量部、光安定剤としてデカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル、1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 123)1重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、グリセリンジメタクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)75重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部、紫外線吸収剤として2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと(2−エチルヘキシル)−グリシド酸エステルの反応生成物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 405)5重量部、光安定剤としてデカン二酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1−(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル、1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 123)1重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート70重量部、1,9−ノナンジオールジアクリレート30重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部、およびビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(BASFジャパン株式会社製:Irgacure819)3重量部、紫外線吸収剤としてベンゼンプロパン酸、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ、C7−9側鎖及び直鎖アルキルエステル(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 384−2)5重量部、光安定剤としてビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートとメチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケートの混合物(BASFジャパン株式会社製:Tinuvin 292)1重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔比較例1〕
反応容器に、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)75重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)75重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.7重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、1,9−ノナンジオールジアクリレート25重量部、テトラエチレングリコールジメタクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔比較例2〕
反応容器に、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート30重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子15nm)(日産化学社製MEK−AC−2101)65重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.9重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート30重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型シルセスキオキサン樹脂5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子15nm)(日産化学社製MEK−AC−2101)65重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)0.9重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、1,9−ノナンジオールジアクリレート25重量部、及びテトラエチレングリコールジメタクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔比較例3〕
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート35重量部、グリセリンジメタクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型リシルセスキオキサン12.5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)32.5重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)1.6重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
反応容器に、ペンタエリスリトールトリアクリレート35重量部、グリセリンジメタクリレート20重量部、上記合成例1で得られたメタクリル基を有する籠型リシルセスキオキサン12.5重量部、メタクリル基を有するシランカップリング剤で表面修飾されたコロイド状シリカ微粒子(平均粒子径40nm)(日産化学社製MEK−AC−4101)32.5重量部、及び光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)1.6重量部を入れ、攪拌した後、減圧下で揮発溶媒分を除去し、シリカ含有コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート25重量部、及びジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
〔比較例4〕
ペンタエリスリトールトリアクリレート100重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、攪拌した後、コーティング用樹脂組成物を得た。
ペンタエリスリトールトリアクリレート100重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、攪拌した後、コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、テトラエチレングリコールジメタクリレート25重量部、及びジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで、前記光硬化性樹脂組成物を、厚み3mmのポリカーボネート平板(カーボグラスポリッシュ:旭硝子株式会社製)の表面に膜厚50μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、高圧水銀ランプを用いて紫外線を2800mJ/cm2照射し、密着層を形成した。次いで、前記密着層上に、前記コーティング用樹脂組成物を膜厚15μmになるようにスピンコーターを用いて塗布した後、高圧水銀ランプを用いて紫外線を8400mJ/cm2照射し、積層体を得た。
〔比較例5〕
グリセリンジメタクリレート75重量部、メタクリル基を有する籠型リシルセスキオキサン25重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、コーティング用樹脂組成物を得た。
グリセリンジメタクリレート75重量部、メタクリル基を有する籠型リシルセスキオキサン25重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、コーティング用樹脂組成物を得た。
次に、1,9−ノナンジオールジアクリレート65重量部25重量部、ジシクロペンタニルジメチロールジアクリレート75重量部に、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製:Irgacure184)2.5重量部を入れ、混合し、光硬化性樹脂組成物を得た。
次いで実施例1と同様にシリカ含有コーティング用樹脂組成物および光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布した後、光硬化を施し、積層体を得た。
上記実施例1〜8及び比較例1〜5で得られた積層体について、初期全光線透過率及びテーバー磨耗試験前の初期ヘイズと、テーバー磨耗試験後の耐テーバー磨耗性を試験前後のヘイズ変化(ΔH)で評価した。得られた結果を表1に示す。
1:トップコート層
2:密着層
3:ポリカーボネート基板
2:密着層
3:ポリカーボネート基板
Claims (7)
- シリカ微粒子(B)がケイ素酸化物かつコロイダルシリカであり、さらに(メタ)アクリル基を有するシランカップリング剤にて表面処理されていることを特徴とする請求項1に記載のシリカ含有コーティング用樹脂組成物。
- シリカ微粒子(B)が平均粒径16〜100nmのシリカ微粒子を全シリカ微粒子100重量部に対して50重量部以上含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のシリカ含有コーティング用樹脂組成物。
- 請求項1に記載のシリカ含有コーティング用樹脂組成物を光硬化せしめてなるトップコート層(I)と、ラジカル重合性(メタ)アクリレート及び光重合開始剤を含む光硬化性樹脂組成物を光硬化せしめてなる密着層(II)との二層からなるハードコート層を熱可塑性樹脂成形品の少なくとも一方の面に設けた積層体であって、シリカ含有コーティング用樹脂組成物及び光硬化性樹脂組成物をそれぞれ塗布し、光硬化させてハードコート層を形成したことを特徴とする積層体。
- 透明熱可塑性樹脂成形品がポリカーボネートからなることを特徴とする請求項4に記載の積層体。
- 前記光硬化性樹脂組成物に含まれるラジカル重合性(メタ)アクリレートが多官能(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項4又は5に記載の積層体。
- トップコート層(I)の厚みが5〜100μm、密着層(II)の厚みが1〜100μm、積層体の総厚みが1000〜5000μmの範囲であることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の積層体。
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