JPWO2015060458A1 - ヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテルを含む重合性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
これらのハードコート層形成材料として現在最も用いられている多官能アクリレート系材料は、その多くが常温で液状のモノマーであり、光重合開始剤から発生したラジカルにより3次元架橋する。アクリレート系は紫外線(UV)で硬化し、UVを照射する時間は非常に短時間で省エネルギーであることから、生産性が高いことが特徴である。プラスチックフィルム表面にハードコート層を形成する手段としては、例えば多官能アクリレート、光重合開始剤及び有機溶媒を含む溶液をプラスチックフィルムにグラビアコートなどでコーティングを行い、有機溶媒を乾燥後、紫外線により硬化し、ハードコート層を形成する手段が採用される。形成したハードコート層において硬度、耐擦傷性などの機能を実用上問題のないレベルで発現させるために、通常、ハードコート層の厚さは5〜10μmで形成されている。
また、多くのスマートフォンにおけるタッチパネルディスプレイではマルチタッチ機能が採用され、複数の指を用いて画面の拡大(ピンチアウト)・縮小(ピンチイン)を行うピンチ操作や、指を画面において一定方向にはらうフリック操作及びスワイプ操作等が可能となっている。このような指の動きに対して引っかかりが無く、滑らかな触感を得るために、ディスプレイ表面を指で触れた際の滑り性が求められている。
このような観点から、タッチパネルディスプレイ表面には、指紋などに対する防汚性に加え、指で操作した際の滑り性を有していることが望まれている。しかし、静電容量式タッチパネルでは、人が毎日指で触れるため、初期の防汚性及び滑り性はかなりのレベルに達しているとしても、使用中にそれらの機能が低下する場合が多い。そのため、使用過程での防汚性及び滑り性の耐久性が課題であった。
また、特許文献1ではポリ(オキシパーフルオロアルキレン)鎖の一端にフルオロアルキル基、特許文献2ではポリ(オキシパーフルオロアルキレン)鎖の一端にシリコーン鎖を有する化合物を併用しているが、フルオロアルキル基及びシリコーン鎖はハードコート層のより最表面に濃縮されるため、滑り性を発現するには有効であるが、その一方で、マトリクス樹脂には固定化されていないため、耐擦傷性が劣るという課題があった。
さらに、何れの文献に記載のハードコート層においても優れた耐擦傷性を得たとするハードコート層の厚さは10μmと厚く、厚さが1〜5μmという薄膜の領域での耐擦傷性については、何ら言及はない。すなわち、薄膜の領域であっても耐擦傷性に優れ、且つ高い滑り性を発現するハードコート層が求められていた。
(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、且つその他端にポリ(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0.1〜10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1〜20質量部
を含む重合性組成物に関する。
第2観点として、前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基が、−[OCF2]−及び−[OCF2CF2]−を繰り返し単位として有する基である、第1観点に記載の重合性組成物に関する。
第3観点として、前記ポリ(オキシアルキレン)基がポリ(オキシエチレン)基である、第1観点又は第2観点に記載の重合性組成物に関する。
第4観点として、前記成分(a)多官能モノマーが、多官能(メタ)アクリレート化合物及び多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、第1観点乃至第3観点のうち何れか一項に記載の重合性組成物に関する。
第5観点として、前記成分(c)重合開始剤が、アルキルフェノン類及びチオキサントン類の混合物である、第1観点乃至第4観点のうち何れか一項に記載の重合性組成物に関する。
第6観点として、さらに(d)溶媒を含む、第1観点乃至第5観点のうち何れか一項に記載の重合性組成物に関する。
第7観点として、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の重合性組成物より得られる硬化膜に関する。
第8観点として、フィルム基材の少なくとも一方の面にハードコート層を備えるハードコートフィルムであって、該ハードコート層が、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の重合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、塗膜に紫外線を照射し硬化する工程により形成されている、ハードコートフィルムに関する。
第9観点として、前記ハードコート層が0.1〜10μmの膜厚を有する、第8観点に記載のハードコートフィルムに関する。
第10観点として、前記ハードコート層が1〜5μmの膜厚を有する、第9観点に記載のハードコートフィルムに関する。
第11観点として、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、且つその他端にポリ(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化合物に関する。
第12観点として、第11観点に記載のパーフルオロポリエーテル化合物からなる表面改質剤に関する。
第13観点として、第11観点に記載のパーフルオロポリエーテル化合物の表面改質剤としての使用に関する。
また、本発明によれば、前記重合性組成物を用いて形成されるハードコート層が表面に付与されたハードコートフィルムを提供することができ、防汚性、滑り性、耐擦傷性に優れるハードコートフィルムを提供することができる。
本発明はヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテルを含む重合性組成物に関し、詳細には、
(a)活性エネルギー線硬化性多官能モノマー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、且つその他端にポリ(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0.1〜10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1〜20質量部
を含む重合性組成物に関する。
以下、まず上記(a)〜(c)の各成分について説明する。
活性エネルギー線硬化性多官能モノマーとは、紫外線等の活性エネルギー線を照射することで重合反応が進行し、硬化するモノマーを指す。
本発明の重合性組成物において好ましい(a)活性エネルギー線硬化性多官能モノマーとしては、多官能(メタ)アクリレート化合物及び多官能ウレタン(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。
中でも好ましいものとして、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
例えば上記多官能ウレタン(メタ)アクリレートとしては、多官能イソシアネートとヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとの反応により得られるもの、多官能イソシアネートとヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとポリオールとの反応により得られるものなどが挙げられるが、本発明で使用可能な多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物はかかる例示のみに限定されるものではない。
また上記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
そして上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のジオール類;これらジオール類とコハク酸、マレイン酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸類又はジカルボン酸無水物類との反応生成物であるポリエステルポリオール;ポリエーテルポリオール;ポリカーボネートジオール等が挙げられる。
また、上記多官能(メタ)アクリレート化合物と上記多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物とを組み合わせて使用する場合、多官能(メタ)アクリレート化合物:多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物=90:10〜10:90の割合(質量比)にて使用することが好ましい。
本発明では、(b)成分として、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、且つその他端にポリ(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(以降、単に「(b)ヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテル」とも称する)を使用する。(b)成分は、本発明の重合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。
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。
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]−]=2:1〜1:2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5〜30の範囲であることが好ましく、7〜21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、1,000〜5,000、好ましくは1,500〜2,000である。
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、1〜10の範囲であることがより好ましい。
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。
なお、上記(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、且つその他端にポリ(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化合物もまた、本発明の対象であり、該パーフルオロポリエーテル化合物からなる表面改質剤、並びに該パーフルオロポリエーテル化合物の表面改質剤としての使用についても本発明の対象である。
本発明の重合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、あるいはヨードニウム塩、スルホニウム塩などのオニウム塩類等が挙げられる。これらは一種単独で或いは二種以上を混合して用いてもよい。
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(c)重合開始剤として、アルキルフェノン類及びチオキサントン類の混合物を使用することが好ましい。アルキルフェノン類及びチオキサントン類の混合物を使用することにより、滑り性により優れると共に、耐擦傷性がより向上した硬化膜を得ることができる。
また上記チオキサントン類としては、例えば、チオキサントン、1−クロロチオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。
また、アルキルフェノン類とチオキサントン類を混合して使用する場合、質量比でアルキルフェノン類:チオキサントン類=100:1〜1:100の割合にて使用することが好ましく、100:5〜1:1の割合にて使用することがより好ましい。
本発明の重合性組成物は、更に(d)溶媒を含んでいてもよく、すなわちワニス(膜形成材料)の形態としてもよい。
上記溶媒としては、前記(a)〜(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すればよく、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、オルト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、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、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;N−メチル−2−ピロリドン等の複素環式化合物類、並びにこれらの2種以上の混合溶媒が挙げられる。
これら(d)溶媒の使用量は特に限定されないが、例えば本発明の重合性組成物における固形分濃度が1〜70質量%、好ましくは5〜50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、本発明の重合性組成物の前記(a)〜(d)成分の総質量(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。
また、本発明の重合性組成物には、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、染料等を適宜配合してよい。
本発明の重合性組成物は、基材上に塗布(コーティング)して塗膜を形成し、該塗膜に活性エネルギー線を照射して重合(硬化)させることにより、硬化膜を形成できる。該硬化膜も本発明の対象である。
この場合の前記基材としては、例えば、各種樹脂(ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、トリアセチルセルロース、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS)、ノルボルネン系樹脂等)、金属、木材、紙、ガラス、スレート等を挙げることができる。これら基材の形状は板状、フィルム状又は3次元成形体でもよい。
基材上に重合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又はオーブン等で塗膜を予備乾燥して溶媒を除去する。この際の加熱乾燥の条件としては、例えば、40〜120℃で、30秒〜10分程度とすることが好ましい。
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、紫外線、電子線、X線等が挙げられ、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、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等が使用できる。
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、オーブンなどを用いて加熱することにより重合を完結させてもよい。
なお、形成される硬化膜の厚さは、乾燥、硬化後において、通常0.01〜50μm、好ましくは0.05〜20μmである。
本発明の重合性組成物を用いて、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も本発明の対象であり、該ハードコートフィルムは、例えばタッチパネルや液晶ディスプレイ等の各種表示素子等の表面を保護するために好適に用いられる。
また前記フィルム基材上への重合性組成物の塗布方法(塗膜形成工程)及び塗膜への紫外線照射方法(硬化工程)は、前述の<硬化膜>に挙げた方法を用いることができる。また本発明の重合組成物に溶媒が含まれる(ワニス形態)の場合、塗膜形成工程の後、必要に応じて該塗膜を乾燥し溶媒除去する工程を含むことができる。その場合、前述の<硬化膜>に挙げた塗膜の乾燥方法(溶媒除去工程)を用いることができる。
こうして得られたハードコート層の膜厚は、好ましくは0.1〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。
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。
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−25、最大膜厚25μm(ワイヤーバー#10相当)
塗布速度:4m/分
(2)オーブン
装置:アドバンテック東洋(株)製 無塵乾燥器 DRC433FA
(3)UV照射装置
装置:アイグラフィックス(株)製 H02−L41
(4)膜厚測定
装置:フィルメトリクス(株)製 F20膜厚測定システム
(5)接触角測定
装置:協和界面科学(株)製 DropMaster DM−501
測定温度:20℃
(6)動摩擦係数測定
装置:新東科学(株)製 荷重変動型摩擦磨耗試験機 TRIBOGEAR HHS2000
プローブ:0.6mmR サファイアピン
荷重:50g
測定速度:1mm/秒
走査距離:1cm
(7)鉛筆硬度測定
装置:(株)安田精機製作所製 電動鉛筆引っかき硬度試験機 No.553M
荷重:750g
鉛筆:三菱鉛筆(株)製 Uni(登録商標)シリーズ
PFPE1:両末端にポリ(オキシアルキレン)基及びヒドロキシ基を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 Fluorolink(登録商標)5147X]
PFPE2:両末端にヒドロキシ基を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 Fluorolink(登録商標)D10H]
PFPE3:両末端にアクリロイル基を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 Fluorolink(登録商標)AD1700、不揮発分70質量%酢酸ブチル/酢酸エチル溶液]
PFPE4:両末端にメタクリロイル基を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 Fluorolink(登録商標)5101X、不揮発分80質量%MEK溶液]
PFPE5:一端に(メタ)アクリロイル基を有するパーフルオロポリエーテル[ダイキン工業(株)製 オプツール(登録商標)DAC−HP、不揮発分20質量%溶液]
PFPE6:一端に(メタ)アクリロイル基を有するパーフルオロポリエーテル[信越化学工業(株)製 フッ素系防汚添加剤KY−1203、不揮発分20質量%MEK/MIBK溶液]
AOI:2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート[昭和電工(株)製 カレンズ(登録商標)AOI]
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]
TFPI:4−(トリフルオロメトキシ)フェニルイソシアネート[東京化成工業(株)製]
DBTDL:ジラウリン酸ジブチル錫[東京化成工業(株)製]
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート[日本化薬(株)製 KAYALAD(登録商標)DPHA]
UA:6官能ウレタンアクリレート[ダイセル・サイテック(株)製 EBECRYL(登録商標)5129]
I127:2−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[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)127]
DETXS:2,4−ジエチルチオキサントン[日本化薬(株)製 KAYACURE(登録商標)DETX−S]
MEK:メチルエチルケトン
MIBK:メチルイソブチルケトン
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
褐色スクリュー管に、PFPE1 1.05g(0.5mmol)、AOI 0.07g(0.5mmol)、DBTDL 0.01g(0.02mmol)、及びMEK 1.12g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25℃)で24時間撹拌して、目的とするSM1の50質量%MEK溶液を得た。
褐色スクリュー管に、PFPE1 1.05g(0.5mmol)、BEI 0.13g(0.5mmol)、DBTDL 0.01g(0.02mmol)、及びMEK 1.18g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25℃)で24時間撹拌して、目的とするSM2の50質量%MEK溶液を得た。
褐色スクリュー管に、PFPE1 1.05g(0.5mmol)、AOI 0.14g(1.0mmol)、DBTDL 0.01g(0.02mmol)、及びMEK 1.19g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25℃)で24時間撹拌して、目的とするSM3の50質量%MEK溶液を得た。
褐色スクリュー管に、PFPE1 1.05g(0.5mmol)、TFPI 0.10g(0.5mmol)、DBTDL 0.01g(0.02mmol)、及びMEK 1.22g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25℃)で24時間撹拌した。この反応混合物に、AOI 0.07g(0.5mmol)を添加し、さらに室温(およそ25℃)で24時間撹拌して、目的とするSM4の50質量%MEK溶液を得た。
褐色スクリュー管に、PFPE2 0.73g(0.5mmol)、BEI 0.12g(0.5mmol)、DBTDL 0.01g(0.02mmol)、及びMEK 0.85g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25℃)で24時間撹拌して、目的とするSM5の50質量%MEK溶液を得た。
以下の各成分を混合し、不揮発分濃度10質量%の硬化性組成物を調製した。
(1)多官能モノマー:DPHA 60質量部、UA 40質量部
(2)表面改質剤:表1に記載の表面改質剤 2質量部(不揮発分として)
(3)重合開始剤:表1に記載の重合開始剤 表1に記載の量
(4)溶媒:PGME 995.2質量部
この硬化性組成物を、A4サイズのPETフィルム[東洋紡(株)製 コスモシャイン(登録商標)A4100、厚み125μm]上(易接着処理面側)に、バーコート塗布し塗膜を得た。この塗膜を100℃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200mJ/cm2のUV光を照射し露光することで、厚さおよそ1〜2μmのハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。
[膜厚]
ハードコート層表面の3箇所の膜厚を測定し、その平均値を膜厚値とした。
[接触角]
プローブ液体(水又はオレイン酸)1μLをハードコート層表面に付着させ、その5秒後の接触角を5回測定し、その平均値を接触角値とした。
[動摩擦係数]
ハードコート層表面の5箇所の動摩擦係数を測定し、その平均値を動摩擦係数値とした。
なお、動摩擦係数値は値が少ないほど使用プローブとの摩擦が小さいことを示し、滑り性の一目安となる。タッチパネル等の表示素子表面に適用されるハードコート層に求められる動摩擦係数としては、少なくとも0.1以下であることが求められ、0.05以下であることが望ましい。
[滑り性]
ハードコート層表面をタッチパネルを操作するように指でさすり、その際の感触を以下の基準に従い評価した。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:ひっかかりを感じない
B:かすかにひっかかりを感じるがスムーズに表面をさすることができる
C:ひっかかりを感じスムーズに表面をさすることができない
[耐擦傷性]
ハードコート層表面を、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1kgの荷重を掛けて5000往復擦り、その擦った部分に油性マーカー[ゼブラ(株)製 マッキー極細(青)、細側を使用]で線を描いた。続けて描いた線を不織布ワイパー[旭化成せんい(株)製 BEMCOT(登録商標)M−1]で拭き取り、傷の程度を目視で確認し以下の基準に従い評価した。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:傷がつかず油性マーカーで描いた線がきれいに拭き取れる
B:かすかに傷がつくが油性マーカーで描いた線がきれいに拭き取れる
C:油性マーカーのインクが傷に入り込み拭き取れない
[鉛筆硬度]
JIS K5600−5−4に準じて測定した。
なお、タッチパネル等の表示素子表面に適用されるハードコート層、特に厚さ1〜5μmの薄膜では、通常H〜3Hの鉛筆硬度が求められる。
以下の各成分を混合し、不揮発分濃度10質量%の硬化性組成物を調製した。
(1)多官能モノマー:DPHA 60質量部、UA 40質量部
(2)表面改質剤:PFPE3 1.4質量部(不揮発分として)及びPFPE4 0.6質量部(不揮発分として)を、酢酸ブチル7.25質量部に溶解したもの
(3)重合開始剤:I127 8質量部、DETXS 0.8質量部
(4)溶媒:PGME 989.2質量部
この硬化性組成物を用いて、実施例3と同様にハードコートフィルムを作製し、評価した。結果を表1に併せて示す。
以下の各成分を混合し、不揮発分濃度10質量%の硬化性組成物を調製した。
(1)多官能モノマー:DPHA 60質量部、UA 40質量部
(2)表面改質剤:表1に記載の表面改質剤 2質量部(不揮発分として)
(3)重合開始剤:I127 8質量部、DETXS 0.8質量部
(4)溶媒:PGME 989.2質量部
この硬化性組成物を用いて、実施例3と同様にハードコートフィルムを作製し、評価した。結果を表1に併せて示す。
また、重合開始剤としてアルキルフェノン類(I127)を単独使用した実施例5及びチオキサントン類(DETXS)を単独使用した実施例6においても、膜厚1.8μmにて防汚性や硬度に優れ、滑り性及び耐擦傷性についても後述する比較例と比べて実際の使用を考慮した場合の基準を満足するものであった。
このように、重合開始剤としてアルキルフェノン類及びチオキサントン類(DETXS)を併用すること(実施例3及び実施例4)により、それらを単独で使用した場合(実施例5及び実施例6)と比べて、薄膜化した場合における滑り性や耐擦傷性がより向上するという結果が確認された。
また一端にポリ(オキシアルキレン)基及びアクリロイル基、他端にポリ(オキシアルキレン)基及びトリフルオロメトキシ基を有するパーフルオロポリエーテルSM4を用いた比較例2のハードコートフィルム、両末端にアクリロイル基を有するパーフルオロポリエーテルと両末端にメタクリロイル基を有するパーフルオロポリエーテルを併用した比較例5のハードコートフィルムは、滑り性、耐擦傷性及び硬度の何れも劣るとの結果となった。
さらに一端にアクリロイル基、他端にヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテルSM5を用いた比較例3のハードコートフィルム、及び、両末端にポリ(オキシアルキレン)基及びヒドロキシ基を有するパーフルオロポリエーテルを用いた比較例4のハードコートフィルムは、ハードコート層が白濁した上、滑り性、耐擦傷性及び硬度の何れも劣るとの結果となった。
そして一端に(メタ)アクリロイル基を有するパーフルオロポリエーテルを用いた比較例6及び比較例7のハードコートフィルムは、滑り性及び耐擦傷性に劣るとする結果となった。
Claims (13)
- (a)活性エネルギー線硬化性多官能モノマー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、且つその他端にポリ(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0.1〜10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1〜20質量部
を含む重合性組成物。 - 前記ポリ(オキシパーフルオロアルキレン)基が、−[OCF2]−及び−[OCF2CF2]−を繰り返し単位として有する基である、請求項1に記載の重合性組成物。
- 前記ポリ(オキシアルキレン)基がポリ(オキシエチレン)基である、請求項1又は請求項2に記載の重合性組成物。
- 前記成分(a)多官能モノマーが、多官能(メタ)アクリレート化合物及び多官能ウレタン(メタ)アクリレート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1乃至請求項3のうち何れか一項に記載の重合性組成物。
- 前記成分(c)重合開始剤が、アルキルフェノン類及びチオキサントン類の混合物である、請求項1乃至請求項4のうち何れか一項に記載の重合性組成物。
- さらに(d)溶媒を含む、請求項1乃至請求項5のうち何れか一項に記載の重合性組成物。
- 請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の重合性組成物より得られる硬化膜。
- フィルム基材の少なくとも一方の面にハードコート層を備えるハードコートフィルムであって、該ハードコート層が、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の重合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、塗膜に紫外線を照射し硬化する工程により形成されている、ハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層が0.1〜10μmの膜厚を有する、請求項8に記載のハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層が1〜5μmの膜厚を有する、請求項9に記載のハードコートフィルム。
- 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、且つその他端にポリ(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化合物。
- 請求項11に記載のパーフルオロポリエーテル化合物からなる表面改質剤。
- 請求項11に記載のパーフルオロポリエーテル化合物の表面改質剤としての使用。
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