TWI796000B - 積層膜、及可撓性裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有較高之表面硬度及優異之彎曲性並且防污性能不易下降之積層膜。
本發明之積層膜1具有支持體10、及積層於該支持體之至少一個面之樹脂層11,且該樹脂層充分滿足下述(條件1)、(條件2)及(條件3)。
(條件1)
上述積層膜之樹脂層表面之鉛筆硬度試驗(750 g負重)之鉛筆硬度為F以上。
(條件2)
於上述積層膜之樹脂層之面變凸之圓筒形心軸試驗中,彎曲半徑為5 mm且樹脂層之面不產生裂痕。
(條件3)
上述積層膜之樹脂層進行耐鋼絲絨試驗前之水接觸角為95°以上,且進行上述試驗後之水接觸角為90°以上。
Description
本發明係關於一種具備較高之表面硬度、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性之積層膜、具備上述積層膜之圖像顯示裝置、及可撓性裝置。本發明主張於2020年11月16日在日本提出申請之特願2020-190141號之優先權,並將其內容援用於本說明書中。
為了進一步提高智慧型手機或平板等攜帶型資訊終端之便攜性,可摺疊顯示器、觸控面板等可撓性裝置之需求增加。為了提高便攜性,可撓性裝置需要以較小之彎曲半徑(例如彎曲半徑2.5 mm左右)彎折180°,從而要求其具有極高之彎曲性(可撓性)。又,可撓性裝置由於在摺疊狀態下攜帶,在使用時打開,在使用後再次摺疊地反覆使用,故亦要求其具有較高之彎曲耐久性,即,即便反覆摺疊亦不會產生裂痕等之耐久性。
可撓性裝置中使用有機EL等可撓性較高之圖像顯示裝置,但為了賦予耐擦傷性以免於操作時損傷圖像顯示面,一般利用在支持體膜上形成有硬塗層之積層膜(硬塗膜)進行保護,藉此使圖像顯示裝置之圖像顯示面之耐擦傷性提昇。又,此種硬塗膜容易受到由觸控操作等附著之指紋、手垢、灰塵等所導致之污染影響,故為了容易防止污染、或去除所附著之污染物質,而被賦予防污性(例如專利文獻1)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2017-033032號公報
[發明所欲解決之課題]
防污性一般係藉由使硬塗膜之硬塗層中含有防污劑,於表面形成防污層而賦予,但於觸控操作或者裝入包或口袋等時,存在反覆發生布與表面摩擦等情況之過程中防污性下降之情形。
因此,本發明之目的在於提供一種具有較高之表面硬度及優異之彎曲性並且兼具防污性能不易下降之特性,從而適宜用作可撓性顯示器之表面保護材之積層膜。
又,本發明之另一目的在於提供一種具備上述積層膜之圖像顯示裝置。
又,本發明之另一目的在於提供一種含有具備上述積層膜之圖像顯示裝置之裝置。
[解決課題之技術手段]
即,本發明提供一種積層膜,其具有支持體、及
積層於該支持體之至少一個面之樹脂層,且
該樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)充分滿足下述(條件1)、(條件2)及(條件3)。
(條件1)
上述積層膜之樹脂層表面之JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(750 g負重)的鉛筆硬度為F以上。
(條件2)
於以上述積層膜之樹脂層之面變凸之方式使上述積層膜彎曲之圓筒形心軸試驗(基於JIS K5600-5-1(1999)中規定之方法)中,彎曲半徑為5 mm且樹脂層之面不產生裂痕。
(條件3)
上述積層膜之樹脂層之面進行耐鋼絲絨試驗前之水接觸角為95°以上,且進行上述試驗後之試驗實施部位之水接觸角為90°以上,該耐鋼絲絨試驗係藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而充分滿足下述(條件4)。
(條件4)於下述彎曲耐久性試驗中,至樹脂層產生裂痕為止之動作次數為1萬次以上。
彎曲耐久性試驗:
將如下動作設為1次,以30~60次/分鐘之速度進行上述動作,該動作係將積層膜以彎曲半徑成為4.0 mm之方式自伸直狀態朝樹脂層之面變凸之方向彎折180°後再次伸直。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而充分滿足下述(條件5)。
(條件5)於藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次之耐鋼絲絨試驗中,目視下未產生損傷。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)之霧度為1.0%以下。
又,本發明提供上述積層膜,其霧度為7%以下。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述樹脂層係含有1種以上硬化性化合物之硬化性組成物之硬化物,且硬化性化合物之至少1種為聚有機倍半矽氧烷(polyorganosilsesquioxane)。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述硬化性組成物含有分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有硬化觸媒。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述硬化觸媒包含陽離子聚合起始劑。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述硬化觸媒包含自由基聚合起始劑。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有含氟自由基聚合性化合物。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物。
又,本發明提供上述積層膜,其中,上述支持體為透明支持體。
又,本發明提供一種圖像顯示裝置,其具備上述積層膜。
又,本發明提供上述圖像顯示裝置,其為可撓性顯示器。
又,本發明提供上述圖像顯示裝置,其為有機電致發光顯示裝置。
又,本發明提供一種可撓性裝置,其含有上述圖像顯示裝置。
[發明之效果]
本發明之積層膜具有較高之表面硬度及優異之彎曲性,並且防污性能不易下降。因此,上述積層膜適宜用作可摺疊圖像顯示裝置或可捲曲圖像顯示裝置等可撓性裝置之表面保護材。
[積層膜]
本發明之積層膜具有支持體、及積層於該支持體之至少一個面之樹脂層,且該樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)充分滿足下述(條件1)、(條件2)及(條件3)。
(條件1)
上述積層膜之樹脂層表面之JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(750 g負重)的鉛筆硬度為F以上。
(條件2)
於以上述積層膜之樹脂層之面變凸之方式使上述積層膜彎曲之圓筒形心軸試驗(基於JIS K5600-5-1(1999)中規定之方法)中,彎曲半徑為5 mm且樹脂層之面不產生裂痕。
(條件3)
上述積層膜之樹脂層之面進行耐鋼絲絨試驗前之水接觸角為95°以上,且進行上述試驗後之試驗實施部位之水接觸角為90°以上,該耐鋼絲絨試驗係藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次。
上述積層膜具有極優異之表面硬度及彎曲性,並且防污性能不易下降,故適宜用作液晶顯示器或可撓性顯示器之表面保護材(例如保護膜)、障壁膜、TFT基板等。
再者,於上述積層膜中,上述樹脂層積層於上述支持體之雙面之情形時,只要任一樹脂層充分滿足(條件1)、(條件2)及(條件3)即可,另一樹脂層可充分滿足(條件1)、(條件2)及/或(條件3),亦可不充分滿足(條件1)、(條件2)及/或(條件3)。
圖1係表示本發明中之積層膜之一實施方式之示意圖(剖視圖),積層膜1係於支持體10之單面積層有樹脂層11之實施方式。於積層膜1中,樹脂層11充分滿足上述(條件1)、(條件2)及(條件3)。
圖2係表示本發明中之積層膜之另一實施方式之示意圖(剖視圖),積層膜2係於支持體20之雙面積層有樹脂層21及樹脂層22之實施方式。於積層膜2中,只要樹脂層21及樹脂層22之任一者充分滿足上述(條件1)、(條件2)及(條件3)即可。
即,積層膜2包括以下實施方式(1)~(3)。
(1)樹脂層21及樹脂層22兩者均充分滿足(條件1)、(條件2)及(條件3)。
(2)樹脂層21充分滿足(條件1)、(條件2)及(條件3),樹脂層22不充分滿足(條件1)、(條件2)及(條件3)中之至少一者。
(3)樹脂層22充分滿足(條件1)、(條件2)及(條件3),樹脂層21不充分滿足(條件1)、(條件2)及(條件3)中之至少一者。
上述條件1係表示上述積層膜之樹脂層表面具有優異之表面硬度之條件。上述樹脂層表面之JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(750 g負重)的鉛筆硬度為F以上,較佳為1H以上,更佳為2H以上,更佳為3H以上,更佳為4H以上,更佳為5H以上,更佳為6H以上,更佳為7H以上,進而較佳為8H以上,尤佳為9H。若上述樹脂層表面之鉛筆硬度未達F,則上述積層膜之表面硬度不充分,從而存在難以用作可撓性裝置之表面保護材之情形。
上述條件2係表示上述積層膜具有優異之彎曲性之條件,具體而言,係表示具有於以樹脂層之面變凸(成為外側)之方式摺疊之情形時優異之彎曲性(以下,有時稱為「彎曲性(2)」)的條件。
關於彎曲性(2),彎曲半徑為5 mm以下,較佳為4.5 mm以下,更佳為4.0 mm以下,更佳為3.5 mm以下,更佳為3.0 mm以下,進而較佳為2.5 mm以下,尤佳為2.0 mm以下。若上述彎曲半徑超過5 mm,則上述積層膜之彎曲性不充分,從而存在難以用作可撓性裝置(尤其是向外側彎折之顯示裝置等)之表面保護材之情形。
上述條件3係表示上述積層膜之樹脂層之表面具有優異之防污性且該防污性能不易下降之條件。再者,於條件3中,所謂「樹脂層之面之水接觸角」係指實施耐鋼絲絨試驗前之樹脂層之面之水接觸角。
於上述積層膜中,如上所述,樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)之面之水接觸角為95°以上,較佳為96°以上,更佳為97°以上,更佳為98°以上,更佳為99°以上,更佳為100°以上,更佳為101°以上,更佳為102°以上,更佳為103°以上,更佳為104°以上,更佳為105°以上,更佳為106°以上,更佳為107°以上,更佳為108°以上,更佳為109°以上,進而較佳為110°以上。若樹脂層之面之水接觸角未達95°,則上述積層膜之防污性不充分,從而存在難以用作可撓性裝置之表面保護材之情形。
再者,於上述積層膜中,上述樹脂層積層於上述支持體之雙面之情形時,只要任一樹脂層之面之水接觸角為95°以上即可,另一樹脂層之水接觸角並無限定,可為95°以上亦可未達95°。
於上述積層膜中,如上所述,藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次之耐鋼絲絨試驗後的試驗實施部位之水接觸角(以下,有時稱為「耐鋼絲絨試驗後之水接觸角」)為90°以上,較佳為91°以上,更佳為92°以上,更佳為93°以上,更佳為94°以上,更佳為95°以上,更佳為96°以上,更佳為97°以上,更佳為98°以上,更佳為99°以上,更佳為100°以上,更佳為101°以上,更佳為102°以上,更佳為103°以上,更佳為104°以上,更佳為105°以上,更佳為106°以上,更佳為107°以上,進而較佳為108°以上。若耐鋼絲絨試驗後之水接觸角未達90°,則上述積層膜之防污性能之耐久性不充分,從而存在用作可撓性裝置之表面保護材之情形時,會因反覆進行觸控操作導致防污性能下降之情形。
上述積層膜較佳為,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而滿足以下(條件4)。
(條件4)於下述彎曲耐久性試驗中,至樹脂層產生裂痕為止之動作次數為1萬次以上。
彎曲耐久性試驗:
將如下動作設為1次,以30~60次/分鐘之速度進行上述動作,該動作係將積層膜以彎曲半徑成為4.0 mm之方式自伸直狀態朝樹脂層之面變凸之方向彎折180°後再次伸直。
於本說明書中,有時將條件4下之彎曲耐久性試驗、彎曲耐久性分別稱為「彎曲耐久性試驗(2)」、「彎曲耐久性(2)」。
再者,於上述積層膜中,上述樹脂層積層於上述支持體之雙面之情形時,只要任一樹脂層充分滿足(條件4)即可,另一樹脂層可充分滿足(條件4),亦可不充分滿足(條件4)。
上述條件4係表示上述積層膜具有優異之彎曲耐久性之條件,優異之彎曲耐久性即為即便反覆摺疊亦於樹脂層中不易產生裂痕等不良情況之特性,具體而言,上述條件4係表示具有於以樹脂層之面變凸(成為外側)之方式反覆摺疊之情形時優異之耐久性(彎曲耐久性(2))的條件。
圖3係表示上述條件4所示之彎曲耐久性試驗(2)中之1次動作之示意圖(側視圖),該動作係將積層膜以彎曲半徑(R)成為4.0 mm之方式自伸直狀態朝樹脂層之面變凸(成為外側)之方向(省略圖示)彎折180°後再次伸直。圖4係圖3之(4)之放大圖,R表示彎曲半徑。彎曲耐久性試驗(2)可使用半徑4.0 mm之圓筒形心軸進行。
上述積層膜之彎曲耐久性(2)為1萬次以上,更佳為2萬次以上,更佳為3萬次以上,更佳為4萬次以上,更佳為5萬次以上,更佳為6萬次以上,更佳為7萬次以上,更佳為8萬次以上,更佳為9萬次以上,更佳為10萬次以上,進而較佳為15萬次以上,尤佳為20萬次以上。若彎曲耐久性(2)未達1萬次,則上述積層膜之彎曲耐久性(2)不充分,從而存在難以用作可撓性裝置(尤其是向外側彎折之顯示裝置等)之表面保護材之情形。
上述積層膜較佳為,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而滿足以下(條件5)。
(條件5)於藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次之耐鋼絲絨試驗中,目視下未產生損傷(以下,有時稱為例如「耐擦傷性為1000次以上」)
再者,於上述積層膜中,上述樹脂層積層於上述支持體之雙面之情形時,只要任一樹脂層充分滿足(條件5)即可,另一樹脂層可充分滿足(條件5),亦可不充分滿足(條件5)。
上述條件5係表示上述積層膜具有優異之耐擦傷性之條件。上述積層膜之耐擦傷性為1000次以上,較佳為2000次以上,更佳為3000次以上,更佳為4000次以上,更佳為5000次以上,更佳為6000次以上,更佳為7000次以上,更佳為8000次以上,更佳為9000次以上,進而較佳為10000次以上。若耐擦傷性未達1000次,則上述積層膜之耐擦傷性不充分,從而存在難以用作可撓性裝置之表面保護材之情形。
上述積層膜較佳為,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而滿足以下(條件6)。
(條件6)於下述彎曲耐久性試驗中,至樹脂層產生裂痕為止之動作次數為5萬次以上。
彎曲耐久性試驗:
將如下動作設為1次,以30~60次/分鐘之速度進行上述動作,該動作係將積層膜以彎曲半徑成為2.5 mm之方式自伸直狀態朝樹脂層之面變凹之方向彎折180°後再次伸直。
於本說明書中,有時將條件6下之彎曲耐久性試驗、彎曲耐久性分別稱為「彎曲耐久性試驗(1)」、「彎曲耐久性(1)」。
再者,於上述積層膜中,上述樹脂層積層於上述支持體之雙面之情形時,只要任一樹脂層充分滿足(條件6)即可,另一樹脂層可充分滿足(條件6),亦可不充分滿足(條件6)。
上述條件6係表示具有上述積層膜之彎曲耐久性中之以樹脂層之面變凹(成為內側)之方式反覆摺疊之情形時之耐久性(彎曲耐久性(1))的條件。用於彎曲耐久性(1)之彎曲耐久性試驗(1)可於如下條件下進行測定,該條件係除設為樹脂層之面變凹(成為內側)之方向且使彎曲半徑(R)為2.5 mm以外,其他方面與上述彎曲耐久性試驗(2)相同。
上述積層膜之彎曲耐久性(1)為5萬次以上,較佳為6萬次以上,更佳為7萬次以上,更佳為8萬次以上,更佳為9萬次以上,更佳為10萬次以上,進而較佳為15萬次以上,尤佳為20萬次以上。若彎曲耐久性(1)未達5萬次,則上述積層膜之彎曲耐久性(1)不充分,從而存在難以用作可撓性裝置(尤其是向內側彎折之顯示裝置等)之表面保護材之情形。
上述積層膜較佳為,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而滿足以下(條件7)。
(條件7)於以積層膜之樹脂層之面變凹之方式彎曲之JIS K5600-5-1(1999)中規定之圓筒形心軸試驗中,彎曲半徑為5 mm且樹脂層之面不產生裂痕。
再者,於上述積層膜中,上述樹脂層積層於上述支持體之雙面之情形時,只要任一樹脂層充分滿足(條件7)即可,另一樹脂層可充分滿足(條件7),亦可不充分滿足(條件7)。
上述條件7係表示上述積層膜具有優異之彎曲性之條件,具體而言,係表示具有於以樹脂層之面變凹(成為內側)之方式摺疊之情形時優異之彎曲性(以下,有時稱為「彎曲性(1)」)的條件。
關於彎曲性(1),彎曲半徑為5 mm以下,較佳為4.5 mm以下,更佳為4.0 mm以下,更佳為3.5 mm以下,更佳為3.0 mm以下,進而較佳為2.5 mm以下,尤佳為2.0 mm以下。若上述彎曲半徑超過5 mm,則上述積層膜之彎曲性不充分,從而存在難以用作可撓性裝置(尤其是向內側彎折之顯示裝置等)之表面保護材之情形。
上述積層膜具有支持體、及形成於支持體表面之樹脂層。上述樹脂層可於上述支持體之表面僅形成於一部分,亦可形成於整個面。上述積層膜亦可除具有支持體、樹脂層以外,還具有1層或2層以上其他層。作為其他層,例如可列舉:增黏層、黏著劑層、低反射層、防污層、撥水層、撥油層、防霧層、保護膜層、印刷層、導電層、電磁波屏蔽層、紫外線吸收層、紅外線吸收層、藍光截止層等。
上述積層膜之霧度例如為7%以下,較佳為6%以下,更佳為5%以下,更佳為4%以下,更佳為3%以下,更佳為2%以下,更佳為1.5%以下,進而較佳為1.3%以下。再者,霧度之下限值例如為0.1%。藉由尤其將霧度設為7%以下,有適合用於例如要求非常高之透明性之用途(例如觸控面板等顯示器之表面保護片等)之傾向。再者,於本說明書中,霧度可依照JIS K7136進行測定。
上述積層膜之全光線穿透率例如為85%以上,較佳為90%以上。藉由尤其將全光線穿透率設為90%以上,有適合用於例如要求非常高之透明性之用途(例如觸控面板等顯示器之表面保護片等)之傾向。再者,於本說明書中,全光線穿透率可依照JIS K7361-1進行測定。
上述積層膜之厚度(支持體/樹脂層之總厚度)例如可自1~10000 μm之範圍內適當選擇,較佳為10~1000 μm,更佳為15~800 μm,進而較佳為20~700 μm,尤佳為30~500 μm。
具備上述性能之上述積層膜可藉由選擇下述支持體之材料及控制支持體之厚度、以及控制樹脂層之成分或厚度、於支持體之積層方法而獲得。
(支持體)
作為上述積層膜中之支持體,可使用塑膠基材、金屬基材、陶瓷基材、半導體基材、玻璃基材、紙基材、木基材(木製基材)、表面為塗裝表面之基材等公知或慣用之支持體,並無特別限定。其中,較佳為塑膠基材。上述支持體可具有單層構成,亦可具有多層(積層)構成,其構成(構造)並無特別限定。
構成上述塑膠基材之塑膠材料並無特別限定,可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯;聚醯亞胺;聚碳酸酯;聚醯胺;聚縮醛;聚伸苯醚;聚苯硫醚;聚醚碸;聚醚醚酮;降莰烯系單體之均聚物(加成聚合物或開環聚合物等)、降莰烯與乙烯之共聚物等降莰烯系單體與烯烴系單體之共聚物(加成聚合物或開環聚合物等環狀烯烴共聚物等)、該等之衍生物等環狀聚烯烴;乙烯基系聚合物(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯樹脂(ABS樹脂)等);亞乙烯基系聚合物(例如聚偏二氯乙烯等);三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂;環氧樹脂;酚樹脂;三聚氰胺樹脂;尿素樹脂;順丁烯二醯亞胺樹脂;聚矽氧等各種塑膠材料。再者,上述塑膠基材可僅由1種塑膠材料所構成,亦可由2種以上塑膠材料所構成。
其中,作為上述塑膠基材,為了獲得透明性、彎曲耐久性優異之積層膜,較佳為使用透明性、彎曲耐久性優異之支持體(透明支持體),更佳為聚酯膜(尤其是PET、PEN)、聚醯亞胺膜、環狀聚烯烴膜、聚碳酸酯膜、TAC膜、PMMA膜,進而較佳為聚酯膜(尤其是PET、PEN)、聚醯亞胺膜。
上述支持體(尤其是塑膠基材)亦可視需要含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、耐光穩定劑、熱穩定劑、結晶成核劑、難燃劑、難燃助劑、填充劑、塑化劑、耐衝擊性改良劑、補強劑、分散劑、防靜電劑、發泡劑、抗菌劑等其他添加劑。再者,添加劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
亦可對上述支持體(尤其是塑膠基材)之表面之一部分或全部實施粗化處理、易接著處理、防靜電處理、噴砂處理(砂無光澤(sand matt)處理)、電暈放電處理、電漿處理、化學蝕刻處理、水無光澤(water matt)處理、火焰處理、酸處理、鹼處理、氧化處理、紫外線照射處理、矽烷偶合劑處理等公知或慣用之表面處理。再者,上述塑膠基材可為未延伸膜,亦可為延伸膜(單軸延伸膜、雙軸延伸膜等)。再者,作為支持體,亦可使用市售品。
上述支持體之厚度例如為1~1000 μm左右,較佳為5~500 μm,更佳為10~400 μm,更佳為15~400 μm,進而較佳為20~300 μm,尤佳為25~200 μm。
本發明之支持體之霧度例如為7%以下,較佳為6%以下,更佳為5%以下,更佳為4%以下,進而較佳為3%以下,尤佳為2%以下,最佳為1%以下。再者,霧度之下限例如為0.1%。藉由尤其將霧度設為7%以下,有適合用於例如要求非常高之透明性之用途(例如觸控面板等顯示器之表面保護片等)之傾向。
本發明之支持體之全光線穿透率例如為85%以上,較佳為90%以上。藉由尤其將全光線穿透率設為90%以上,有適合用於例如要求非常高之透明性之用途(例如觸控面板等顯示器之表面保護片等)之傾向。
(樹脂層)
本發明之上述樹脂層由下述硬化性組成物之硬化物形成。即,樹脂層係由利用該硬化性組成物形成之硬化物所構成之層,充分滿足上述(條件1)、(條件2)及(條件3),較佳為進而充分滿足選自上述(條件4)、(條件5)、(條件6)及(條件7)中之至少1個條件之層。上述樹脂層例如可藉由下述積層膜之製造方法來製作。
就表面硬度及耐擦傷性之觀點而言,上述樹脂層之厚度例如為1~100 μm,較佳為2~80 μm,更佳為3~60 μm,進而較佳為5~50 μm,最佳為10~40 μm。於樹脂層之厚度較1 μm薄之情形時,存在無法維持較高之表面硬度之情況。又,於樹脂層之厚度較100 μm厚之情形時,容易發生產生彎曲性下降或較大捲曲等不良情況。
上述樹脂層之霧度例如為1.0%以下,較佳為0.5%以下,更佳為0.1%以下。再者,樹脂層之霧度之下限例如為0.1%。藉由尤其將上述樹脂層之霧度設為1.0%以下,有適合用於例如要求非常高之透明性之用途(例如觸控面板等顯示器之表面保護片等)之傾向。樹脂層之霧度可根據將上述積層膜(支持體/樹脂層)之霧度減去支持體之霧度所得之差而求出。
上述樹脂層之全光線穿透率例如為85%以上,較佳為90%以上。藉由將全光線穿透率設為85%以上,有適合用於例如要求非常高之透明性之用途(例如觸控面板等顯示器之表面保護片等)之傾向。樹脂層之全光線穿透率例如可藉由如下方式求出,即,以硬化後之厚度成為與上述積層膜之樹脂層相同之厚度之方式將上述硬化性組成物塗佈於脫模基材並使之硬化,將硬化膜剝離後,依照JIS K7361-1進行測定。
上述樹脂層之表面之平滑性亦較優異,算術平均粗糙度R
a於依照JIS B0601之方法中,例如為0.1~20 nm,較佳為0.1~10 nm,更佳為0.1~5 nm。
上述樹脂層可僅積層於上述支持體之其中一個面,亦可積層於雙面。樹脂層積層於支持體之雙面之情形時,可為同一樹脂層,亦可為不同樹脂層。又,於樹脂層積層於支持體之雙面之情形時,只要其中一個樹脂層充分滿足上述(條件1)、(條件2)及(條件3),較佳為充分滿足上述(條件4)、(條件5)、(條件6)及/或(條件7)即可,另一樹脂層可充分滿足(條件1~7)之任一者以上,亦可不充分滿足(條件1~7)之任一者以上。
(硬化性組成物)
用以形成上述積層膜中之樹脂層之硬化性組成物含有1種以上硬化性化合物。
作為上述硬化性化合物,例如可列舉:(甲基)丙烯酸酯化合物、陽離子硬化性聚矽氧樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、乙烯醚樹脂、氧雜環丁烷(oxetane)樹脂等。
作為上述硬化性組成物,就形成上述積層膜中之充分滿足上述性能((條件1)、(條件2)及(條件3),較佳為(條件4)、(條件5)、(條件6)、及/或(條件7))之樹脂層之觀點而言,較佳為含有作為上述硬化性化合物之陽離子硬化性化合物之組成物,尤佳為含有陽離子硬化性聚矽氧樹脂之組成物,特佳為含有具有陽離子聚合性官能基之聚有機倍半矽氧烷(以下,有時記載為「本發明之聚有機倍半矽氧烷」)之硬化性組成物(以下,有時記載為「本發明之硬化性組成物」)。
本發明之硬化性組成物亦可進而含有硬化觸媒(尤其是陽離子聚合起始劑、自由基聚合性起始劑)、或分子內具有1個以上熱聚合性官能基及1個以上光聚合性官能基之化合物、分子內具有2個以上熱聚合性官能基之脂肪族化合物、含氟光聚合性樹脂、表面調整劑或者表面改質劑等其他成分。
又,本發明之硬化性組成物亦可含有硬化觸媒(尤其是陽離子聚合起始劑、自由基聚合性起始劑)、或分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物、分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物、含氟自由基聚合性化合物、表面調整劑或者表面改質劑等其他成分。
(聚有機倍半矽氧烷)
本發明之聚有機倍半矽氧烷至少具有下述式(I)所表示之構成單元(有時稱為「T3體」)。本發明之聚有機倍半矽氧烷較佳為進而具有下述式(II)所表示之構成單元(有時稱為「T2體」)。
[式(I)中,R
a表示含有陽離子聚合性官能基之基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基、或者氫原子]
[式(II)中,R
b表示含有陽離子聚合性官能基之基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基或氫原子;R
c表示氫原子或碳數1~4之烷基]
若更詳細地記載上述式(I)所表示之構成單元,則由下述式(I')表示。又,若更詳細地記載上述式(II)所表示之構成單元,則由下述式(II')表示。下述式(I')(II')中之R
a、R
b、R
c與上述相同。下述式(I')所表示之結構中所示出之鍵結於矽原子上之3個氧原子分別與其他矽原子(式(I')中未示出之矽原子)鍵結。另一方面,下述式(II')所表示之結構中所示出之位於矽原子之上及下之2個氧原子分別與其他矽原子(式(II')中未示出之矽原子)鍵結。即,上述T3體及T2體均為藉由對應之水解性三官能矽烷化合物之水解及縮合反應而形成之構成單元(T單元)。
上述式(I)中之R
a(式(I')中之R
a亦如此)及式(II)中之R
b(式(II')中之R
b亦如此)分別表示含有陽離子聚合性官能基之基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基、或者氫原子。
作為R
a及R
b之具體例,例示與下述式(1)中之R
1、式(2)中之R
2相同者。再者,式(I)中之R
a及式(II)中之R
b分別源自用作本發明之聚有機倍半矽氧烷原料之水解性三官能矽烷化合物中之鍵結於矽原子上之基(烷氧基及鹵素原子以外之基;例如下述式(a)~(c)中之R
1、R
2、氫原子等)。
上述式(II)中之R
c(式(II')中之R
c亦如此)表示氫原子或碳數1~4之烷基。作為碳數1~4之烷基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基等碳數1~4之直鏈或分支鏈狀烷基。一般而言,式(II)中之R
c中之烷基源自形成用作本發明之聚有機倍半矽氧烷原料之水解性矽烷化合物中之烷氧基(例如作為下述X
1~X
3之烷氧基等)之烷基。
於本發明之聚有機倍半矽氧烷具有上述式(I)所表示之構成單元(T3體)、及上述式(II)所表示之構成單元(T2體)之情形時,其比率[T3體/T2體](莫耳比)並無特別限定,例如可自5以上(例如5以上500以下)之範圍內適當選擇。本發明之聚有機倍半矽氧烷之一態樣之上述比率[T3體/T2體]之下限值較佳為5,更佳為6,進而較佳為7,上限值較佳為未達20,更佳為18,更佳為16,進而較佳為14。藉由將上述比率[T3體/T2體]設為5以上,有樹脂層之表面硬度提昇之傾向。藉由將上述比率[T3體/T2體]設為未達20(較佳為18以下),與硬化性組成物中之其他成分之相溶性提昇,黏度亦得到抑制,故容易操作,且容易塗佈。
本發明之聚有機倍半矽氧烷之另一態樣之上述比率[T3體/T2體]之下限值較佳為20,更佳為21,更佳為23,進而較佳為25,上限值較佳為500,更佳為100,更佳為50,進而較佳為40。藉由將上述比率[T3體/T2體]設為20以上,不僅表面硬度或密接性會提昇,而且製成未硬化或半硬化之樹脂層時之表面容易變得不黏著,從而耐黏連性會提昇,容易捲取成輥。另一方面,藉由將上述比率[T3體/T2體]設為500以下,與硬化性組成物中之其他成分之相溶性提昇,黏度亦得到抑制,故容易操作,且容易塗佈。
本發明之聚有機倍半矽氧烷中之上述比率[T3體/T2體]例如可藉由
29Si-NMR光譜測定而求出。於
29Si-NMR光譜中,上述式(I)所表示之構成單元(T3體)中之矽原子與上述式(II)所表示之構成單元(T2體)中之矽原子於不同位置(化學位移)顯示訊號(峰),故藉由計算出該等各峰之積分比,求出上述比率[T3體/T2體]。具體而言,例如於本發明之聚有機倍半矽氧烷具有上述式(I)(II)所表示之結構單元且式中之R
a、R
b為2-(3',4'-環氧環己基)乙基之情形時,上述式(I)所表示之結構(T3體)中之矽原子之訊號於-64~-70 ppm處出現,上述式(II)所表示之結構(T2體)中之矽原子之訊號於-54~-60 ppm處出現。因此,於此情形時,藉由計算出-64~-70 ppm之訊號(T3體)與-54~-60 ppm之訊號(T2體)之積分比,可求出上述比率[T3體/T2體]。於上述R
a、R
b為2-(3',4'-環氧環己基)乙基以外之含有陽離子聚合性官能基之基之情形時,亦可同樣地求出[T3體/T2體]。
本發明之聚有機倍半矽氧烷之
29Si-NMR光譜例如可藉由下述裝置及條件進行測定。
測定裝置:名為「JNM-ECA500NMR」之商品(日本電子股份有限公司製造)
溶劑:氘氯仿
累計次數:1800次
測定溫度:25℃
本發明之聚有機倍半矽氧烷之上述比率[T3體/T2體]處於上述範圍(例如5以上500以下)內之情形意味著於本發明之聚有機倍半矽氧烷中,相對於T3體存在一定量之T2體。
本發明之聚有機倍半矽氧烷至少含有如下構成單元(=下述式(1)所表示之構成單元)作為T3體,該構成單元係上述式(I)所表示之結構單元,且式(I)中之R
a為含有陽離子聚合性官能基之基。
本發明之聚有機倍半矽氧烷可僅具有1種上述式(1)所表示之構成單元,亦可具有2種以上之上述式(1)所表示之構成單元。
又,本發明之聚有機倍半矽氧烷亦可除具有上述式(1)所表示之構成單元以外,還具有下述式(2)所表示之構成單元作為T3體。
[式(2)中,R
2表示經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、或者經取代或未經取代之烯基]
又,本發明之聚有機倍半矽氧烷較佳為含有如下構成單元作為T2體,該構成單元係上述式(II)所表示之結構單元,且式(II)中之R
b為含有陽離子聚合性官能基之基。
上述式(4)中之R
1及上述式(5)中之R
2分別與上述式(1)中之R
1及上述式(2)中之R
2相同。上述式(4)~(6)中之R
c與式(II)中之R
c相同。
又進而,本發明之聚有機倍半矽氧烷可含有除上述T3體及T2體以外之T單元,亦可除具有T單元以外,還具有選自由M單元、D單元、及Q單元所組成之群中之至少1種矽氧烷構成單元。
式(1)中之R
1表示含有陽離子聚合性官能基之基(一價基)。
作為上述含有陽離子聚合性官能基之基中之「陽離子聚合性官能基」,並無特別限定,只要為具有陽離子聚合性者即可,例如可列舉:環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基、乙烯苯基等。作為陽離子聚合性官能基,就樹脂層之表面硬度(例如F以上)之觀點而言,尤佳為環氧基。
作為上述含有陽離子聚合性官能基之基,較佳為含有環氧基之基(或具有環氧乙烷環之基),並無特別限定,但就硬化性組成物之硬化性、硬化物(樹脂層)之表面硬度或耐熱性之觀點而言,較佳為下述式(1a)所表示之基、下述式(1b)所表示之基、下述式(1c)所表示之基、下述式(1d)所表示之基,更佳為下述式(1a)所表示之基、下述式(1c)所表示之基,進而較佳為下述式(1a)所表示之基。
上述式(1a)中,R
1a表示直鏈或分支鏈狀伸烷基。作為直鏈或分支鏈狀伸烷基,例如可列舉:亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、十亞甲基等碳數1~10之直鏈或分支鏈狀伸烷基。其中,作為R
1a,就硬化物(樹脂層)之表面硬度或硬化性之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀伸烷基、碳數3或4之分支鏈狀伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
上述式(1b)中,R
1b表示直鏈或分支鏈狀伸烷基,例示與R
1a同樣之基。其中,作為R
1b,就硬化物(樹脂層)之表面硬度或硬化性之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀伸烷基、碳數3或4之分支鏈狀伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
上述式(1c)中,R
1c表示直鏈或分支鏈狀伸烷基,例示與R
1a同樣之基。其中,作為R
1c,就硬化物(樹脂層)之表面硬度或硬化性之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀伸烷基、碳數3或4之分支鏈狀伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
上述式(1d)中,R
1d表示直鏈或分支鏈狀伸烷基,例示與R
1a同樣之基。其中,作為R
1d,就硬化物(樹脂層)之表面硬度或硬化性之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀伸烷基、碳數3或4之分支鏈狀伸烷基,更佳為伸乙基、三亞甲基、伸丙基,進而較佳為伸乙基、三亞甲基。
作為式(1)中之R
1,尤佳為作為上述式(1a)所表示之基之R
1a為伸乙基之基[其中,尤其為2-(3',4'-環氧環己基)乙基]。
作為上述含有氧雜環丁基之基,可列舉具有氧雜環丁烷環之公知或慣用之基,並無特別限定,例如可列舉氧雜環丁基本身、烷基(較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~5之烷基)之氫原子(通常為1個以上氫原子,較佳為1個氫原子)經氧雜環丁基取代而成之基。就硬化性組成物之硬化性、硬化物(樹脂層)之耐熱性之觀點而言,較佳為3-氧雜環丁基、氧雜環丁烷-3-基甲基、3-乙基氧雜環丁烷-3-基甲基、2-(氧雜環丁烷-3-基)乙基、2-(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)乙基、3-(氧雜環丁烷-3-基甲氧基)丙基、3-(3-乙基氧雜環丁烷-3-基甲氧基)丙基等。
作為上述含有乙烯醚基之基,可列舉具有乙烯醚基之公知或慣用之基,並無特別限定,例如可列舉乙烯醚基本身、烷基(較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~5之烷基)之氫原子(通常為1個以上氫原子,較佳為1個氫原子)經乙烯醚基取代而成之基。就硬化性組成物之硬化性、硬化物(樹脂層)之耐熱性之觀點而言,較佳為乙烯氧基甲基、2-(乙烯氧基)乙基、3-(乙烯氧基)丙基等。
作為上述含有乙烯苯基之基,可列舉具有乙烯苯基之公知或慣用之基,並無特別限定,例如可列舉乙烯苯基本身、烷基(較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~5之烷基)之氫原子(通常為1個以上氫原子,較佳為1個氫原子)經乙烯苯基取代而成之基。就硬化性組成物之硬化性、硬化物(樹脂層)之耐熱性之觀點而言,較佳為4-乙烯苯基、3-乙烯苯基、2-乙烯苯基等。
上述式(2)中之R
2表示經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、或者經取代或未經取代之烯基。作為上述芳基,例如可列舉:苯基、甲苯基、萘基等。作為上述芳烷基,例如可列舉苄基、苯乙基等。作為上述環烷基,例如可列舉環丁基、環戊基、環己基等。作為上述烷基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、正丁基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、異戊基等直鏈或分支鏈狀烷基。作為上述烯基,例如可列舉乙烯基、烯丙基、異丙烯基等直鏈或分支鏈狀烯基。
作為上述取代芳基、取代芳烷基、取代環烷基、取代烷基、取代烯基,可列舉:上述芳基、芳烷基、環烷基、烷基、烯基之各者中之氫原子或者主鏈骨架之一部分或全部經選自由醚基、酯基、羰基、矽氧烷基、鹵素原子(氟原子等)、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、巰基、胺基、及羥基(hydroxyl)所組成之群中之至少1種取代之基。
其中,作為R
2,較佳為經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基,更佳為經取代或未經取代之芳基,進而較佳為苯基。
構成本發明之聚有機倍半矽氧烷之各倍半矽氧烷構成單元分別藉由對應之水解性三官能矽烷化合物之水解及縮合反應而形成。
又,構成本發明之聚有機倍半矽氧烷之各倍半矽氧烷構成單元之比率可藉由用以形成該等構成單元之原料(水解性三官能矽烷)之組成來適當調整。
本發明之聚有機倍半矽氧烷可具有籠型、不完全籠型、梯型、無規型之任一種倍半矽氧烷結構,亦可組合具有該等倍半矽氧烷結構之2種以上。
於本發明之聚有機倍半矽氧烷具有上述式(1)所表示之構成單元及上述式(4)所表示之構成單元之情形時,上述式(1)所表示之構成單元及上述式(4)所表示之構成單元相對於矽氧烷構成單元之全部量[全部矽氧烷構成單元;M單元、D單元、T單元及Q單元之全部量](100莫耳%)的比率(總量)並無特別限定,較佳為55~100莫耳%,更佳為65~100莫耳%,進而較佳為80~99莫耳%。藉由將上述比率設為55莫耳%以上,硬化性組成物之硬化性提昇,又,硬化物(樹脂層)之表面硬度或接著性明顯提高。再者,本發明之聚有機倍半矽氧烷中之各矽氧烷構成單元之比率例如可藉由原料之組成或NMR光譜測定等計算出。
本發明之聚有機倍半矽氧烷中之上述式(2)所表示之構成單元及上述式(5)所表示之構成單元相對於矽氧烷構成單元之全部量[全部矽氧烷構成單元;M單元、D單元、T單元及Q單元之全部量](100莫耳%)的比率(總量)並無特別限定,較佳為0~70莫耳%,更佳為0~60莫耳%,進而較佳為0~40莫耳%,尤佳為1~15莫耳%。藉由將上述比率設為70莫耳%以下,可使式(1)所表示之構成單元及式(4)所表示之構成單元之比率相對較多,故有硬化性組成物之硬化性提昇,硬化物(樹脂層)之表面硬度或接著性變得更高之傾向。另一方面,藉由將上述比率設為1莫耳%以上,有硬化物(樹脂層)之阻氣性提昇之傾向。
本發明之聚有機倍半矽氧烷中之上述式(1)所表示之構成單元、上述式(2)所表示之構成單元、上述式(4)所表示之構成單元及上述式(5)所表示之構成單元相對於矽氧烷構成單元之全部量[全部矽氧烷構成單元;M單元、D單元、T單元及Q單元之全部量](100莫耳%)的比率(總量)並無特別限定,較佳為60~100莫耳%,更佳為70~100莫耳%,進而較佳為80~100莫耳%。藉由將上述比率設為60莫耳%以上,有硬化物(樹脂層)之表面硬度或接著性變得更高之傾向。
本發明之聚有機倍半矽氧烷中之相對於矽氧烷構成單元之全部量[全部矽氧烷構成單元;M單元、D單元、T單元及Q單元之全部量](100莫耳%)之源自下述式(a)所表示之化合物之構成單元與源自下述式(b)所表示之化合物之構成單元的合計比率較佳為60~100莫耳%,更佳為70~100莫耳%,進而較佳為80~100莫耳%。又,相對於矽氧烷構成單元之全部量,源自式(a)所表示之化合物之構成單元之比率較佳為55~100莫耳%,更佳為65~100莫耳%,進而較佳為80~99莫耳%。進而,相對於矽氧烷構成單元之全部量,源自式(b)所表示之化合物之構成單元之比率較佳為0~70莫耳%,更佳為0~60莫耳%,進而較佳為0~40莫耳%,尤佳為1~15莫耳%。
本發明之聚有機倍半矽氧烷之藉由凝膠滲透層析法所得之標準聚苯乙烯換算之數量平均分子量(Mn)並無特別限定,例如可自1000~50000之範圍內適當選擇。本發明之聚有機倍半矽氧烷之一態樣之數量平均分子量之下限值較佳為1000,更佳為1100,上限值較佳為3000,更佳為2800,進而較佳為2600。藉由將數量平均分子量設為1000以上,有硬化物(樹脂層)之耐熱性、耐擦傷性、接著性更加提昇之傾向。藉由將數量平均分子量設為3000以下,有與硬化性組成物中之其他成分之相溶性提昇,且硬化物(樹脂層)之耐熱性更加提昇之傾向。
本發明之聚有機倍半矽氧烷之另一態樣之數量平均分子量之下限值較佳為2500,更佳為2800,進而較佳為3000,上限值較佳為50000,更佳為10000,進而較佳為8000。藉由將數量平均分子量設為2500以上,不僅硬化物(樹脂層)之耐熱性、耐擦傷性、接著性會提昇,而且製成未硬化或半硬化之樹脂層時之表面容易變得不黏著,從而耐黏連性會提昇,容易捲取成輥。藉由將數量平均分子量設為50000以下,有與硬化性組成物中之其他成分之相溶性提昇,且硬化物(樹脂層)之耐熱性更加提昇之傾向。
本發明之聚有機倍半矽氧烷之藉由凝膠滲透層析法所得之標準聚苯乙烯換算之分子量分散度(Mw/Mn)並無特別限定,可自1.0~4.0之範圍內適當選擇。分子量分散度之下限值較佳為1.0,更佳為1.1,進而較佳為1.2。藉由將分子量分散度設為1.1以上,有容易成為液狀,從而操作性提昇之傾向。另一方面,分子量分散度之上限值較佳為4.0,更佳為3.0,進而較佳為2.5(例如較佳為3.0,更佳為2.0,進而較佳為1.9)。藉由將分子量分散度設為4.0以下(例如3.0以下),有硬化物(樹脂層)之表面硬度或接著性變得更高之傾向。
再者,本發明之有機倍半矽氧烷之數量平均分子量、分子量分散度可藉由下述裝置及條件進行測定。
測定裝置:名為「LC-20AD」之商品(島津製作所股份有限公司製造)
管柱:Shodex KF-801×2根、KF-802×1根及KF-803(昭和電工股份有限公司製造)×1根
測定溫度:40℃
溶析液:THF,試樣濃度0.1~0.2重量%
流量:1 mL/分鐘
檢測器:UV-VIS檢測器(商品名「SPD-20A」,島津製作所股份有限公司製造)
分子量:標準聚苯乙烯換算
本發明之聚有機倍半矽氧烷於空氣環境下之5%重量減少溫度(T
d5)並無特別限定,較佳為330℃以上(例如330~450℃),更佳為340℃以上,進而較佳為350℃以上。藉由5%重量減少溫度為330℃以上,有硬化物(樹脂層)之耐熱性更加提昇之傾向。尤其是藉由將本發明之聚有機倍半矽氧烷之上述比率[T3體/T2體]設為5以上500以下,將數量平均分子量設為1000~50000,將分子量分散度設為1.0~4.0,可將其5%重量減少溫度控制於330℃以上。再者,5%重量減少溫度係以一定升溫速度加熱時減少了加熱前之重量之5%的時間點之溫度,成為耐熱性之指標。上述5%重量減少溫度可藉由TGA(熱重量分析),於空氣環境下、升溫速度5℃/分鐘之條件下進行測定。
本發明之聚有機倍半矽氧烷可藉由公知或慣用之聚矽氧烷之製造方法來製造,並無特別限定,例如可藉由使1種或2種以上水解性矽烷化合物水解及縮合之方法來製造。其中,作為上述水解性矽烷化合物,必需為用以形成式(1)所表示之構成單元之水解性三官能矽烷化合物。
更具體而言,藉由使「用以形成式(1)所表示之構成單元之水解性三官能矽烷化合物即下述式(a)所表示之化合物」視需要與「用以形成式(2)所表示之構成單元之下述式(b)所表示之化合物」、「用以形成式(3)所表示之構成單元之下述式(c)所表示之化合物」一起水解及縮合的方法,可製造本發明之聚有機倍半矽氧烷。
上述式(a)所表示之化合物係形成本發明之聚有機倍半矽氧烷中之式(1)所表示之構成單元之化合物。式(a)中之R
1與上述式(1)中之R
1相同,表示含有陽離子聚合性官能基之基。即,作為式(a)中之R
1,較佳為上述式(1a)所表示之基、上述式(1b)所表示之基、上述式(1c)所表示之基、上述式(1d)所表示之基,更佳為上述式(1a)所表示之基、上述式(1c)所表示之基,進而較佳為上述式(1a)所表示之基,尤佳為上述式(1a)所表示之R
1a為伸乙基之基[其中,尤其為2-(3',4'-環氧環己基)乙基]。
上述式(a)中之X
1表示烷氧基或鹵素原子。作為X
1中之烷氧基,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基等碳數1~4之烷氧基等。又,作為X
1中之鹵素原子,例如可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。其中,作為X
1,較佳為烷氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個X
1分別可相同亦可不同。
上述式(b)所表示之化合物係形成本發明之聚有機倍半矽氧烷中之式(2)所表示之構成單元之化合物。式(b)中之R
2與上述式(2)中之R
2相同,表示經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之芳烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷基、或者經取代或未經取代之烯基。即,作為式(b)中之R
2,較佳為經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之烯基,更佳為經取代或未經取代之芳基,進而較佳為苯基。
上述式(b)中之X
2表示烷氧基或鹵素原子。作為X
2之具體例,可列舉關於X
1例示者。其中,作為X
2,較佳為烷氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個X
2分別可相同亦可不同。
上述式(c)所表示之化合物係形成本發明之聚有機倍半矽氧烷中之式(3)所表示之構成單元之化合物。上述式(c)中之X
3表示烷氧基或鹵素原子。作為X
3之具體例,可列舉關於X
1例示者。其中,作為X
3,較佳為烷氧基,更佳為甲氧基、乙氧基。再者,3個X
3分別可相同亦可不同。
作為上述水解性矽烷化合物,亦可併用上述式(a)~(c)所表示之化合物以外之水解性矽烷化合物。例如可列舉:上述式(a)~(c)所表示之化合物以外之水解性三官能矽烷化合物、形成M單元之水解性單官能矽烷化合物、形成D單元之水解性二官能矽烷化合物、形成Q單元之水解性四官能矽烷化合物等。
上述水解性矽烷化合物之使用量或組成可根據所需之本發明之聚有機倍半矽氧烷之結構適當進行調整。例如,上述式(a)所表示之化合物之使用量並無特別限定,相對於所使用之水解性矽烷化合物之全部量(100莫耳%)而言,較佳為55~100莫耳%,更佳為65~100莫耳%,進而較佳為80~99莫耳%。
又,上述式(b)所表示之化合物之使用量並無特別限定,相對於所使用之水解性矽烷化合物之全部量(100莫耳%)而言,較佳為0~70莫耳%,更佳為0~60莫耳%,進而較佳為0~40莫耳%,尤佳為1~15莫耳%。
進而,相對於所使用之水解性矽烷化合物之全部量(100莫耳%)而言,式(a)所表示之化合物與式(b)所表示之化合物之比率(總量之比率)並無特別限定,較佳為60~100莫耳%,更佳為70~100莫耳%,進而較佳為80~100莫耳%。
又,於併用2種以上作為上述水解性矽烷化合物之情形時,該等水解性矽烷化合物之水解及縮合反應可同時進行,亦可逐次進行。於逐次進行上述反應之情形時,進行反應之順序並無特別限定。
上述水解性矽烷化合物之水解及縮合反應可以1階段進行,亦可分為2階段以上進行。例如,為了高效率地製造本發明之聚有機倍半矽氧烷中上述比率[T3體/T2體]未達20及/或數量平均分子量未達2500者(以下,有時稱為「低分子量聚有機倍半矽氧烷」),較佳為以1階段進行水解及縮合反應。
又,為了高效率地製造本發明之聚有機倍半矽氧烷中上述比率[T3體/T2體]為20以上及/或數量平均分子量為2500以上者(以下,有時稱為「高分子量聚有機倍半矽氧烷」),關於水解及縮合反應,較佳為以2階段以上(較佳為2階段)進行水解及縮合反應,即,以上述低分子量聚有機倍半矽氧烷為原料進而進行1次以上之水解及縮合反應。
以下,對藉由如下方式獲得高分子量聚有機倍半矽氧烷的態樣進行說明,即,以1階段進行水解性矽烷化合物之水解及縮合反應獲得低分子量聚有機倍半矽氧烷,進而對低分子量聚有機倍半矽氧烷進行水解及縮合反應,但本發明之聚有機倍半矽氧烷之製造方法並不限定於此。
於以2階段進行水解及縮合反應之情形時,較佳為,於第1階段之水解及縮合反應中,獲得上述比率[T3體/T2體]為5以上且未達20而且數量平均分子量為1000以上且未達2500之低分子量聚有機倍半矽氧烷,於第2階段中,對該低分子量聚有機倍半矽氧烷進一步進行水解及縮合反應,藉此獲得上述比率[T3體/T2體]為20以上500以下且數量平均分子量為2500以上50000以下之高分子量聚有機倍半矽氧烷。
第1階段之水解及縮合反應可於存在溶劑之情況下進行,亦可於不存在溶劑之情況下進行。其中,較佳為於存在溶劑之情況下進行。作為上述溶劑,例如可列舉:苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烴;二乙醚、二甲氧基乙烷、四氫呋喃、二烷等醚;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯等酯;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈;甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等醇等。作為上述溶劑,其中較佳為酮、醚。再者,溶劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
第1階段之水解及縮合反應中之溶劑之使用量並無特別限定,可於相對於水解性矽烷化合物之全部量100重量份為0~2000重量份之範圍內,根據所需反應時間等適當進行調整。
第1階段之水解及縮合反應較佳為於存在觸媒及水之情況下進行。上述觸媒可為酸觸媒亦可為鹼觸媒,但為了抑制環氧基等陽離子聚合性官能基之分解,較佳為鹼觸媒。作為上述酸觸媒,例如可列舉:鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等礦酸;磷酸酯;乙酸、甲酸、三氟乙酸等羧酸;甲磺酸、三氟甲磺酸、對甲苯磺酸等磺酸;活性白土等固體酸;氯化鐵等路易斯酸等。作為上述鹼觸媒,例如可列舉:氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫等鹼金屬之氫氧化物;氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇等鹼土金屬之氫氧化物;碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫等鹼金屬之碳酸鹽;碳酸鎂等鹼土金屬之碳酸鹽;碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫銫等鹼金屬之碳酸氫鹽;乙酸鋰、乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸銫等鹼金屬之有機酸鹽(例如乙酸鹽);乙酸鎂等鹼土金屬之有機酸鹽(例如乙酸鹽);甲醇鋰、甲醇鈉、乙醇鈉、異丙醇鈉、乙醇鉀、第三丁醇鉀等鹼金屬之醇鹽;酚鈉等鹼金屬之酚鹽;三乙基胺、N-甲基哌啶、1,8- 二吖雙環[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5-二吖雙環[4.3.0]壬-5-烯等胺類(三級胺等);吡啶、2,2'-聯吡啶、1,10-啡啉等含氮芳香族雜環化合物等。再者,觸媒可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。又,觸媒亦可於溶解或分散於水或溶劑等中之狀態下使用。
第1階段之水解及縮合反應中之上述觸媒之使用量並無特別限定,可於相對於水解性矽烷化合物之全部量1莫耳為0.002~0.200莫耳之範圍內適當進行調整。
第1階段之水解及縮合反應時之水之使用量並無特別限定,可於相對於水解性矽烷化合物之全部量1莫耳為0.5~20莫耳之範圍內適當進行調整。
第1階段之水解及縮合反應中之上述水之添加方法並無特別限定,可一次性添加所使用之水之全部量(全部使用量),亦可逐次添加。於逐次添加時,可連續地添加,亦可間斷地添加。
作為第1階段之水解及縮合反應之反應條件,選擇使低分子量聚有機倍半矽氧烷中之上述比率[T3體/T2體]成為5以上且未達20之反應條件尤為重要。第1階段之水解及縮合反應之反應溫度並無特別限定,較佳為40~100℃,更佳為45~80℃。藉由將反應溫度控制於上述範圍內,有能夠更有效率地將上述比率[T3體/T2體]控制於5以上且未達20之傾向。又,第1階段之水解及縮合反應之反應時間並無特別限定,較佳為0.1~10小時,更佳為1.5~8小時。又,第1階段之水解及縮合反應可於常壓下進行,亦可於加壓下或減壓下進行。再者,進行第1階段之水解及縮合反應時之環境並無特別限定,例如可為氮氣環境、氬氣環境等非活性氣體環境下、及空氣下等含氧環境下等中之任一種,較佳為非活性氣體環境下。
藉由上述第1階段之水解及縮合反應,獲得低分子量聚有機倍半矽氧烷。於上述第1階段之水解及縮合反應結束後,為了抑制環氧基之開環等陽離子聚合性官能基之分解,較佳為對觸媒進行中和。又,例如亦可藉由水洗、酸洗淨、鹼洗淨、過濾、濃縮、蒸餾、萃取、晶析、再結晶、管柱層析等分離手段、或將該等組合而成之分離手段等,對低分子量聚有機倍半矽氧烷進行分離純化。
藉由對由第1階段之水解及縮合反應獲得之低分子量聚有機倍半矽氧烷進行第2階段之水解及縮合反應,可製造高分子量聚有機倍半矽氧烷。
第2階段之水解及縮合反應可於存在溶劑之情況下進行,亦可於不存在溶劑之情況下進行。於存在溶劑之情況下進行第2階段之水解及縮合反應之情形時,可使用第1階段之水解及縮合反應中所列舉之溶劑。作為第2階段之水解及縮合反應之溶劑,可將含有第1階段之水解及縮合反應之反應溶劑、萃取溶劑等之低分子量聚有機倍半矽氧烷直接使用,或蒸餾去除一部分而使用。再者,溶劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
於第2階段之水解及縮合反應中使用溶劑之情形時,其使用量並無特別限定,可於相對於低分子量聚有機倍半矽氧烷100重量份為0~2000重量份之範圍內,根據所需反應時間等適當進行調整。
第2階段之水解及縮合反應較佳為於存在觸媒及水之情況下進行。上述觸媒可使用第1階段之水解及縮合反應中所列舉之觸媒,為了抑制環氧基等陽離子聚合性官能基之分解,較佳為鹼觸媒,進而較佳為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫等鹼金屬之氫氧化物;碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫等鹼金屬之碳酸鹽。再者,觸媒可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。又,觸媒亦可於溶解或分散於水或溶劑等中之狀態下使用。
第2階段之水解及縮合反應中之上述觸媒之使用量並無特別限定,可於相對於低分子量聚有機倍半矽氧烷(1000000 ppm)較佳為0.01~10000 ppm、更佳為0.1~1000 ppm之範圍內適當進行調整。
第2階段之水解及縮合反應時之水之使用量並無特別限定,可於相對於低分子量聚有機倍半矽氧烷(1000000 ppm)較佳為10~100000 ppm、更佳為100~20000 ppm之範圍內適當進行調整。若水之使用量大於100000 ppm,則有難以將高分子量聚有機倍半矽氧烷之比率[T3體/T2體]或數量平均分子量控制於特定範圍內之傾向。
第2階段之水解及縮合反應中之上述水之添加方法並無特別限定,可一次性添加所使用之水之全部量(全部使用量),亦可逐次添加。於逐次添加時,可連續地添加,亦可間斷地添加。
作為第2階段之水解及縮合反應之反應條件,選擇使高分子量聚有機倍半矽氧烷中之上述比率[T3體/T2體]為20以上500以下且數量平均分子量為2500~50000之反應條件尤為重要。第2階段之水解及縮合反應之反應溫度根據所使用之觸媒發生變動,並無特別限定,較佳為5~200℃,更佳為30~100℃。藉由將反應溫度控制於上述範圍內,有能夠更有效率地將上述比率[T3體/T2體]、數量平均分子量控制於所需範圍內之傾向。又,第2階段之水解及縮合反應之反應時間並無特別限定,較佳為0.5~1000小時,更佳為1~500小時。
又,亦可藉由一面於上述反應溫度之範圍內進行水解及縮合反應一面適時進行取樣,並監視著上述比率[T3體/T2體]、數量平均分子量進行反應,而獲得具有所需比率[T3體/T2體]、數量平均分子量之高分子量聚有機倍半矽氧烷。
第2階段之水解及縮合反應可於常壓下進行,亦可於加壓下或減壓下進行。再者,進行第2階段之水解及縮合反應時之環境並無特別限定,例如可為氮氣環境、氬氣環境等非活性氣體環境下、及空氣下等含氧環境下等中之任一種,較佳為非活性氣體環境下。
藉由上述第2階段之水解及縮合反應,獲得高分子量聚有機倍半矽氧烷。於上述第2階段之水解及縮合反應結束後,為了抑制環氧基之開環等陽離子聚合性官能基之分解,較佳為對觸媒進行中和。又,例如亦可藉由水洗、酸洗淨、鹼洗淨、過濾、濃縮、蒸餾、萃取、晶析、再結晶、管柱層析等分離手段、或將該等組合而成之分離手段等,對高分子量聚有機倍半矽氧烷進行分離純化。
若使用含有本發明之聚有機倍半矽氧烷作為必須成分之硬化性組成物,則可形成具有較高之表面硬度及優異之彎曲耐久性之硬化物,從而可形成充分滿足上述(條件1~5)之樹脂層。
於本發明之硬化性組成物中,本發明之聚有機倍半矽氧烷可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
本發明之硬化性組成物中之本發明之聚有機倍半矽氧烷之含量(摻合量)並無特別限定,相對於除溶劑以外之硬化性組成物之全部量(100重量%)而言,較佳為50重量%以上且未達100重量%,更佳為60~99重量%,進而較佳為70~95重量%。藉由本發明之聚有機倍半矽氧烷之含量設為50重量%以上,有硬化物(樹脂層)之表面硬度或接著性更加提昇之傾向。又,若將本發明之聚有機倍半矽氧烷之含量設為未達100重量%(例如95重量%以下),且含有硬化觸媒、下述分子內具有1個以上熱聚合性官能基及1個以上光聚合性官能基之化合物(或分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物)、環氧化合物、含氟光聚合性樹脂(或含氟自由基聚合性化合物)、及分子內具有2個以上熱聚合性官能基之脂肪族化合物(或分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物)等,則有能夠使硬化性組成物之硬化反應更有效率地進行,並且獲得表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇且防污性能不易下降之效果之傾向。
本發明之聚有機倍半矽氧烷相對於本發明之硬化性組成物中所含有之陽離子硬化性化合物之全部量(100重量%)之比率並無特別限定,較佳為60~99重量%,更佳為65~98重量%,進而較佳為70~95重量%。藉由將本發明之聚有機倍半矽氧烷之含量設為60重量%以上,有硬化物(樹脂層)之表面硬度或接著性更加提昇之傾向。又,若將本發明之聚有機倍半矽氧烷之含量設為99重量%以下,且併用下述分子內具有1個以上熱聚合性官能基及1個以上光聚合性官能基之化合物(或分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物)、環氧化合物、分子內具有2個以上熱聚合性官能基之脂肪族化合物(或分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物)等,則有獲得表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇且防污性能不易下降之效果之傾向。
(化合物A)
化合物A係分子內具有1個以上熱聚合性官能基及1個以上光聚合性官能基之化合物。
本發明之硬化性組成物較佳為含有分子內具有1個以上熱聚合性官能基及1個以上光聚合性官能基之化合物(以下,有時稱為「化合物A」)。藉由本發明之硬化性組成物含有本發明之聚有機倍半矽氧烷及化合物A,可有效地提高製成硬化物時之交聯密度,容易對硬化物(樹脂層)賦予較高之表面硬度及優異之彎曲性、彎曲耐久性,並且防污性能不易下降。
上述「熱聚合性官能基」並無特別限定,只要為對化合物A賦予由熱產生之聚合性之官能基即可,例如可列舉:羥基、環氧基、氧雜環丁基(oxetanyl group)、乙烯醚基等,就抑制本發明之樹脂層之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性、防污性能下降之觀點而言,較佳為羥基、環氧基。再者,於化合物A具有2個以上熱聚合性官能基之情形時,該等熱聚合性官能基分別可相同亦可不同。
上述「光聚合性官能基」並無特別限定,只要為對化合物A賦予由光(例如紫外線)產生之聚合性之官能基即可,例如可列舉(甲基)丙烯醯基、乙烯基等,就本發明之樹脂層之表面硬度、彎曲耐久性之觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基。再者,於化合物A具有2個以上光聚合性官能基之情形時,該等光聚合性官能基分別可相同亦可不同。
化合物A於1分子內所具有之熱聚合性官能基之數量並無特別限定,只要為1個以上即可,例如較佳為1~5個,更佳為1~3個,進而較佳為1個或2個。又,化合物A於1分子內所具有之光聚合性官能基之數量並無特別限定,只要為1個以上即可,例如1~5個,更佳為1~3個,進而較佳為1個或2個。
化合物A之熱聚合性官能基之官能基當量並無特別限定,例如為50~500。上述官能基當量之下限值較佳為80。上述官能基當量之上限值較佳為480,更佳為450,進而較佳為300,尤佳為250,最佳為200,特佳為150。若上述官能基當量未達50,則存在硬化物(樹脂層)之彎曲耐久性變得不充分之情形。另一方面,若上述官能基當量超過500,則存在硬化物(樹脂層)之表面硬度下降之情形。再者,化合物A之熱聚合性官能基之官能基當量可根據下述式計算出。
[熱聚合性官能基之官能基當量]=[化合物A之分子量]/[化合物A所具有之熱聚合性官能基之數量]
化合物A之光聚合性官能基之官能基當量並無特別限定,例如為50~500。上述官能基當量之下限值較佳為80。上述官能基當量之上限值較佳為480,更佳為450,進而較佳為300,尤佳為250,最佳為200,特佳為150。若上述官能基當量未達50,則存在硬化物(樹脂層)之彎曲耐久性變得不充分之情形。另一方面,若上述官能基當量超過500,則存在硬化物(樹脂層)之表面硬度下降之情形。再者,化合物A之光聚合性官能基之官能基當量可根據下述式計算出。
[光聚合性官能基之官能基當量]=[化合物A之分子量]/[化合物A所具有之光聚合性官能基之數量]
化合物A之熱聚合性官能基及光聚合性官能基分別亦可為陽離子聚合性基及自由基聚合性基。即,化合物A亦可為分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物。
本發明之硬化性組成物較佳為含有本發明之聚有機倍半矽氧烷以及化合物A及下述含氟聚合性化合物作為硬化性化合物。若本發明之硬化性組成物含有化合物A及下述含氟自由基聚合性化合物,則含氟自由基聚合性化合物經由化合物A而與本發明之聚有機倍半矽氧烷鍵結,藉此硬化物(樹脂層)之防污性能不易下降。
上述「陽離子聚合性基」並無特別限定,例如可列舉:羥基、環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基等,就抑制本發明之樹脂層之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性、防污性能下降之觀點而言,較佳為羥基、環氧基。再者,於化合物A具有2個以上陽離子聚合性基之情形時,該等陽離子聚合性基分別可相同亦可不同。
上述「自由基聚合性基」並無特別限定,例如可列舉(甲基)丙烯醯基、乙烯基等,就本發明之樹脂層之表面硬度、彎曲耐久性之觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基。再者,於化合物A具有2個以上自由基聚合性基之情形時,該等自由基聚合性基分別可相同亦可不同。
化合物A於1分子內所具有之陽離子聚合性基之數量並無特別限定,只要為1個以上即可,例如較佳為1~5個,更佳為1~3個,進而較佳為1個或2個。又,化合物A於1分子內所具有之自由基聚合性基之數量並無特別限定,只要為1個以上即可,例如較佳為1~5個,更佳為1~3個,進而較佳為1個或2個。
化合物A之陽離子聚合性基之官能基當量較佳為50~500,更佳為80~400,進而較佳為80~300,尤佳為90~250,最佳為90~200,特佳為90~150。若上述官能基當量未達50,則存在硬化物(樹脂層)之彎曲耐久性變得不充分之情形。另一方面,若上述官能基當量超過500,則存在硬化物(樹脂層)之表面硬度下降之情形。再者,化合物A之陽離子聚合性基之官能基當量可根據下述式計算出。
[陽離子聚合性基之官能基當量]=[化合物A之分子量]/[化合物A所具有之陽離子聚合性基之數量]
化合物A之自由基聚合性基之官能基當量較佳為50~500,更佳為80~400,進而較佳為80~300,尤佳為90~250,最佳為90~200,特佳為90~150。若上述官能基當量未達50,則存在硬化物(樹脂層)之彎曲耐久性變得不充分之情形。另一方面,若上述官能基當量超過500,則存在硬化物(樹脂層)之表面硬度下降之情形。再者,化合物A之自由基聚合性基之官能基當量可根據下述式計算出。
[自由基聚合性基之官能基當量]=[化合物A之分子量]/[化合物A所具有之自由基聚合性基之數量]
作為化合物A,具體而言,例如可列舉:(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、三丙二醇二環氧丙基醚二(甲基)丙烯酸酯(使(甲基)丙烯酸與三丙二醇二環氧丙基醚之兩個環氧基反應而獲得之化合物)、三丙二醇二環氧丙基醚半(甲基)丙烯酸酯(使(甲基)丙烯酸與三丙二醇二環氧丙基醚之一個環氧基反應而獲得之化合物)、雙酚A環氧二(甲基)丙烯酸酯(使(甲基)丙烯酸與雙酚A二環氧丙基醚之兩個環氧基反應而獲得之化合物)、雙酚A環氧半(甲基)丙烯酸酯(使(甲基)丙烯酸或其衍生物與雙酚A二環氧丙基醚之一個環氧基反應而獲得之化合物)、雙酚F環氧二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F環氧半(甲基)丙烯酸酯、雙酚S環氧二(甲基)丙烯酸酯、雙酚S環氧半(甲基)丙烯酸酯等1分子內具有環氧基及/或羥基、以及(甲基)丙烯醯基之化合物;(甲基)丙烯酸3-氧雜環丁基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-3-氧雜環丁基甲酯、(甲基)丙烯酸3-乙基-3-氧雜環丁基甲酯、(甲基)丙烯酸3-丁基-3-氧雜環丁基甲酯、(甲基)丙烯酸3-己基-3-氧雜環丁基甲酯等1分子內具有氧雜環丁基及(甲基)丙烯醯基之化合物;(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸1-甲基-2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基丁酯、(甲基)丙烯酸1-甲基-3-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸1-乙烯氧基甲基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-3-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸1,1-二甲基-2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-乙烯氧基丁酯、(甲基)丙烯酸1-甲基-2-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基丁酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基環己酯、(甲基)丙烯酸6-乙烯氧基己酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基甲基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸3-乙烯氧基甲基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸對乙烯氧基甲基苯基甲酯、(甲基)丙烯酸間乙烯氧基甲基苯基甲酯、(甲基)丙烯酸鄰乙烯氧基甲基苯基甲酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基)異丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基)異丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基異丙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基異丙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基乙氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基異丙氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基乙氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基異丙氧基)丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基乙氧基)異丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基異丙氧基)異丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基乙氧基)異丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基異丙氧基異丙氧基)異丙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基乙氧基乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(異丙烯氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(異丙烯氧基乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(異丙烯氧基乙氧基乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(異丙烯氧基乙氧基乙氧基乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸聚乙二醇單乙烯醚、(甲基)丙烯酸聚丙二醇單乙烯醚等1分子內具有乙烯醚基及(甲基)丙烯醯基之化合物等。
就硬化物(樹脂層)之彎曲耐久性及表面硬度之觀點而言,作為化合物A,較佳為1分子內具有環氧基及/或羥基、以及(甲基)丙烯醯基之化合物,具體而言,較佳為:(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、三丙二醇二環氧丙基醚半(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧半(甲基)丙烯酸酯、雙酚F環氧半(甲基)丙烯酸酯、雙酚S環氧半(甲基)丙烯酸酯等。
再者,於本發明之硬化性組成物中,化合物A可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。化合物A可藉由公知之方法製造,例如可藉由如下等方法獲得,即,使1分子內具有2個以上熱聚合性官能基(例如環氧基、羥基)之化合物之該熱聚合性官能基之一部分與具有光聚合性官能基之羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸等)或其衍生物反應。又,作為上述化合物A,例如亦可使用:名為「Lightester G」、「EPOXYESTER 200PA」、「EPOXYESTER 200PA-E5」之商品(以上為共榮社化學股份有限公司製造)、名為「NK OLIGO EA1010N」之商品(新中村化學工業股份有限公司製造)等市售品。
本發明之硬化性組成物中之上述化合物A之含量(摻合量)並無特別限定,以固形物成分計,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,較佳為1~100重量份,更佳為1.5~75重量份,進而較佳為2~50重量份,尤佳為2~20重量份,最佳為2~15重量份,特佳為2~10重量份。藉由將化合物A之含量設為1重量份以上,有硬化物(樹脂層)之彎曲性、彎曲耐久性更加提昇,並且防污性能不易下降之傾向。另一方面,藉由將化合物A之含量設為100重量份以下,有能夠維持硬化物(樹脂層)之表面硬度之傾向。
(化合物B)
化合物B例如為分子內具有2個以上熱聚合性官能基之脂肪族化合物。於使用分子內具有1個以上熱聚合性官能基及1個以上光聚合性官能基之化合物作為化合物A之情形時,作為化合物B,使用分子內具有2個以上熱聚合性官能基之脂肪族化合物。
本發明之硬化性組成物較佳為含有分子內具有2個以上熱聚合性官能基之脂肪族化合物作為硬化性化合物。藉由本發明之硬化性組成物含有本發明之聚有機倍半矽氧烷、化合物A或含氟光聚合性樹脂以及化合物B,可有效地提高製成硬化物時之交聯密度,容易對硬化物(樹脂層)賦予較高之表面硬度及優異之彎曲性、彎曲耐久性,並且防污性能不易下降。尤其是,藉由將化合物B與化合物A、含氟光聚合性樹脂一起摻合於本發明之硬化性組成物中,該效果變得顯著。
上述「熱聚合性官能基」並無特別限定,只要為對化合物B賦予由熱產生之聚合性之官能基即可,例如可列舉:環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基等,就抑制本發明之樹脂層之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性、防污性能下降之觀點而言,較佳為環氧基,就反應性之觀點而言,更佳為環氧丙基。再者,化合物B所具有之2個以上熱聚合性官能基分別可相同亦可不同。
化合物B於1分子內所具有之熱聚合性官能基之數量並無特別限定,只要為2個以上即可,較佳為2~5個,更佳為2~3個,進而較佳為2個。
化合物B之熱聚合性官能基之官能基當量並無特別限定,較佳為50~500,更佳為80~480,進而較佳為120~450,尤佳為120~300,最佳為120~250,特佳為120~200。若上述官能基當量未達50,則存在硬化物(樹脂層)之彎曲性、彎曲耐久性變得不充分之情形。另一方面,若上述官能基當量超過500,則存在硬化物(樹脂層)之表面硬度下降之情形。再者,化合物B之熱聚合性官能基之官能基當量可根據下述式計算出。
[熱聚合性官能基之官能基當量]=[化合物B之分子量]/[化合物B所具有之熱聚合性官能基之數量]
化合物B係除上述熱聚合性官能基以外之部分為脂肪族烴骨架之化合物,不具有環狀結構。作為化合物B,例如可列舉:不具有環狀結構之二元以上之醇之環氧丙基醚;不具有環狀結構之二元以上之羧酸之環氧丙酯等。
化合物B之熱聚合性官能基亦可為陽離子聚合性基。即,化合物B亦可為分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物。於使用分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物作為化合物A之情形時,使用分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物作為化合物B。
藉由本發明之硬化性組成物含有本發明之聚有機倍半矽氧烷以及分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物,可有效地提高製成硬化物時之交聯密度,且對硬化物(樹脂層)賦予較高之表面硬度及優異之彎曲性、彎曲耐久性。
上述「陽離子聚合性基」並無特別限定,例如可列舉:環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基等,就抑制本發明之樹脂層之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性、防污性能下降之觀點而言,較佳為環氧基,就反應性之觀點而言,更佳為環氧丙基。再者,化合物B所具有之2個以上陽離子聚合性基分別可相同亦可不同。
化合物B於1分子內所具有之陽離子聚合性基之數量並無特別限定,只要為2個以上即可,較佳為2~5個,更佳為2~3個,進而較佳為2個。
化合物B之陽離子聚合性基之官能基當量並無特別限定,較佳為50~500,更佳為80~480,進而較佳為120~450,尤佳為120~300,最佳為120~250,特佳為120~200。若上述官能基當量未達50,則存在硬化物(樹脂層)之彎曲性、彎曲耐久性變得不充分之情形。另一方面,若上述官能基當量超過500,則存在硬化物(樹脂層)之表面硬度下降之情形。再者,化合物B之陽離子聚合性基之官能基當量可根據下述式計算出。
[陽離子聚合性基之官能基當量]=[化合物B之分子量]/[化合物B所具有之陽離子聚合性基之數量]
化合物B例如為於脂肪族烴骨架上鍵結有上述陽離子聚合性基之化合物。作為化合物B,例如可列舉:二元以上之脂肪族醇之環氧丙基醚;二元以上之脂肪族羧酸之環氧丙酯等。
作為上述不具有環狀結構之二元以上之醇(或二元以上之脂肪族醇),例如可列舉:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等二元醇;甘油、二甘油、赤藻糖醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、新戊四醇、二新戊四醇、山梨醇等三元以上之多元醇等。又,上述不具有環狀結構之二元以上之醇(或二元以上之脂肪族醇)亦可為聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇等。
作為上述不具有環狀結構之二元以上之羧酸(或二元以上之脂肪族羧酸),例如可列舉:己二酸、癸二酸、順丁烯二酸、伊康酸等。
作為化合物B,較佳為於脂肪族烴骨架之兩末端具有熱聚合性官能基(或陽離子聚合性基)之化合物,尤佳為不具有環狀結構之二元醇(或二元脂肪族醇)之二環氧丙基醚。
上述式(B)中,M表示碳數2~10之直鏈或分支鏈狀伸烷基。作為碳數2~10之直鏈或分支鏈狀伸烷基,例如可列舉:伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、十亞甲基等碳數2~10之直鏈或分支鏈狀伸烷基。作為M,其中,就硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為碳數3~8之直鏈狀或分支鏈狀伸烷基,更佳為碳數5~7之直鏈狀伸烷基,進而較佳為碳數6之直鏈狀伸烷基(六亞甲基)。若上述伸烷基之碳數超過上述範圍,則有彎曲性提昇但表面硬度下降之傾向。另一方面,若上述伸烷基之碳數低於上述範圍,則有表面硬度提昇但彎曲性下降之傾向。
上述式(B)中,E
1及E
2相同或不同,就表現出熱聚合性官能基(或陽離子聚合性基),反應性、硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為下述式(E)所表示之基。
式(E)中,R
A表示碳數1~6之直鏈或分支鏈狀伸烷基。作為碳數1~6之直鏈或分支鏈狀伸烷基,例如可列舉:亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、十亞甲基等。其中,作為R
A,就反應性、硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為碳數1~4之直鏈狀伸烷基,更佳為亞甲基、伸乙基,進而較佳為亞甲基。R
B為氫原子或碳數1~6之直鏈或分支鏈狀烷基,較佳為氫原子或甲基,更佳為氫原子。
作為化合物B,具體而言,例如可列舉:乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、1,3-丙二醇二環氧丙基醚、2-甲基-1,3-丙二醇二環氧丙基醚、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二環氧丙基醚、1,4-丁二醇二環氧丙基醚(四亞甲基二醇二環氧丙基醚)、新戊二醇二環氧丙基醚、3-甲基-2,4-戊二醇二環氧丙基醚、2,4-戊二醇二環氧丙基醚、1,5-戊二醇二環氧丙基醚(五亞甲基二醇二環氧丙基醚)、3-甲基-1,5-戊二醇二環氧丙基醚、2-甲基-2,4-戊二醇二環氧丙基醚、2,4-二乙基-1,5-戊二醇二環氧丙基醚、1,6-己二醇二環氧丙基醚(六亞甲基二醇二環氧丙基醚)、1,7-庚二醇二環氧丙基醚、3,5-庚二醇二環氧丙基醚、1,8-辛二醇二環氧丙基醚、2-甲基-1,8-辛二醇二環氧丙基醚、1,9-壬二醇二環氧丙基醚等伸烷基二醇二環氧丙基醚(烷二醇二環氧丙基醚)等,就反應性、就硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為1,6-己二醇二環氧丙基醚。
再者,於本發明之硬化性組成物中,化合物B可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。化合物B可藉由公知之方法製造。又,作為上述化合物B,例如亦可使用名為「Epolight 1600」之商品(共榮社化學股份有限公司製造)等市售品。
本發明之硬化性組成物中之化合物B之含量(摻合量)並無特別限定,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,較佳為1~50重量份,更佳為1.5~40重量份,進而較佳為2~30重量份,尤佳為3~20重量份,最佳為5~15重量份。藉由將化合物B之含量設為1重量份以上,有硬化物(樹脂層)之彎曲性、彎曲耐久性更加提昇,並且防污性能不易下降之傾向。另一方面,藉由將化合物B之含量設為50重量份以下,有能夠維持所獲得之硬化物(樹脂層)之表面硬度之傾向。
本發明之硬化性組成物中之化合物A與化合物B之含量比(化合物A/化合物B;重量比)例如為1/0.5~1/10,較佳為1/1~1/7,尤佳為1/2~1/6,最佳為1/3~1/5。藉由在上述範圍內含有化合物A及化合物B,有所獲得之硬化物(樹脂層)之表面硬度提昇之傾向。
(含氟聚合性化合物)
本發明之硬化性組成物較佳為含有含氟聚合性化合物。
上述含氟聚合性化合物例如為含氟光聚合性樹脂。含氟光聚合性樹脂係分子內具有含有氟脂肪族烴骨架等之含氟基及光聚合性官能基之樹脂(低聚物)。本發明之硬化性組成物藉由含有本發明之聚有機倍半矽氧烷或化合物A以及含氟光聚合性樹脂,而具有如下性質,即,可有效地提高製成硬化物時之樹脂層表面之交聯密度,提昇硬化物(樹脂層)之表面之平滑性等外觀,並提昇表面硬度、耐擦傷性及防污性。尤其是,藉由將含氟光聚合性樹脂與化合物A一起摻合於本發明之硬化性組成物中,該效果變得顯著。
作為含氟光聚合性樹脂所具有之光聚合性官能基,可列舉與上述化合物A所具有之「光聚合性官能基」相同者,就本發明之樹脂層之耐擦傷性、防污性之觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基。再者,於含氟光聚合性樹脂具有2個以上光聚合性官能基之情形時,該等光聚合性官能基分別可相同亦可不同。
上述含氟光聚合性樹脂於1分子內所具有之光聚合性官能基之數量並無特別限定,只要為1個以上即可,例如較佳為1~5個,更佳為1~3個,尤佳為2~3個。
又,上述含氟聚合性化合物亦可為含氟自由基聚合性化合物。
含氟自由基聚合性化合物係具有含氟基及自由基聚合性基之化合物。若本發明之硬化性組成物含有本發明之聚有機倍半矽氧烷及化合物A以及含氟自由基聚合性化合物,則含氟自由基聚合性化合物經由化合物A而與本發明之聚有機倍半矽氧烷鍵結,故硬化物(樹脂層)之防污性能不易下降。
作為含氟自由基聚合性化合物所具有之自由基聚合性基,可列舉與上述化合物A所具有之「自由基聚合性基」相同者,就本發明之樹脂層之耐擦傷性、防污性之觀點而言,較佳為(甲基)丙烯醯基。
上述含氟自由基聚合性化合物於1分子內所具有之自由基聚合性基之數量為1個以上,較佳為2個以上(例如2~5個,較佳為2~3個)。再者,於含氟自由基聚合性化合物具有2個以上自由基聚合性基之情形時,該等自由基聚合性基分別可相同亦可不同。於上述含氟自由基聚合性化合物具有2個以上自由基聚合性基之情形時,硬化時複數個含氟自由基聚合性化合物之(甲基)丙烯醯基彼此鍵結,藉此硬化後之交聯密度提昇。藉由如此,硬化後之交聯密度提昇,獲得提昇樹脂層之耐擦傷性之效果。
上述「含氟基」並無特別限定,只要為具有氟原子者即可,例如可列舉具有氟脂肪族烴骨架者。作為上述氟脂肪族烴骨架,例如可列舉:氟甲烷、氟乙烷、氟丙烷、氟異丙烷、氟丁烷、氟異丁烷、氟第三丁烷、氟戊烷、氟己烷等氟C
1-10烷烴等。
該等氟脂肪族烴骨架只要至少一部分氫原子被氟原子取代即可,就可提昇樹脂層之耐擦傷性、滑動性及防污性之方面而言,較佳為所有氫原子均由氟原子取代之全氟脂肪族烴骨架。
進而,氟脂肪族烴骨架亦可為以聚氟伸烷基醚為重複單元之結構。上述聚氟伸烷基醚例如亦可為選自由聚氟亞甲基醚、聚氟伸乙基醚、聚氟伸丙基醚、聚氟伸異丙基醚等聚氟C
1-4伸烷基醚所組成之群中之至少1種。上述重複單元之重複數(聚合度)例如為10~3000,較佳為30~1000,更佳為50~500。
上述含氟聚合性化合物亦可除具有「含氟基」及上述「光聚合性官能基」或「自由基聚合性基」以外,還具有含聚矽氧之基。藉由含氟聚合性化合物具有含聚矽氧之基,有與本發明之聚有機倍半矽氧烷之親和性提昇,且硬化物(樹脂層)之表面硬度、耐擦傷性及防污性進一步提昇之傾向。含聚矽氧之基係具有聚有機矽氧烷骨架之基,只要為由M單元、D單元、T單元、Q單元形成之聚有機矽氧烷即可,通常較佳為使用由D單元形成之聚有機矽氧烷。作為聚有機矽氧烷之有機基,通常使用C
1-4烷基、芳基,通用的是甲基、苯基(尤其是甲基)。矽氧烷單元之重複數(聚合度)例如為2~3000,較佳為3~2000,更佳為5~1000。
作為上述含氟聚合性化合物,可使用市售品,例如可使用:名為「MEGAFAC RS-56」、「MEGAFAC RS-75」、「MEGAFAC RS-72-K」、「MEGAFAC RS-76-E」、「MEGAFAC RS-76-E」、「MEGAFAC RS-76-NS」、「MEGAFAC RS-78」、「MEGAFAC RS-90」之商品(以上為DIC股份有限公司製造);名為「FTERGENT 601AD」、「FTERGENT 601ADH2」、「FTERGENT 602A」、「FTERGENT 650AC」、「FTERGENT 681」之商品(以上為NEOS股份有限公司製造)、「SUBELYN KY-1203」、「SUBELYN X-71-1203E」、「SUBELYN KY-1211」、「SUBELYN KY-1207」、「SUBELYN KY-1271」(以上為信越化學股份有限公司製造)等。
該等含氟聚合性化合物可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
本發明之硬化性組成物中之上述含氟聚合性化合物之含量(摻合量)並無特別限定,以固形物成分計,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,例如為0.01~15重量份,較佳為0.05~10重量份,更佳為0.01~5重量份,進而較佳為0.2~3重量份。藉由將含氟聚合性化合物之含量設為0.01重量份以上,有硬化物(樹脂層)之耐擦傷性、防污性更加提昇,並且防污性能不易下降之傾向。
又,關於本發明之硬化性組成物中之上述含氟聚合性化合物與化合物A之含量,相對於上述含氟聚合性化合物所具有之「光聚合性官能基」或「自由基聚合性基」1莫耳而言,化合物A所具有之「光聚合性官能基」或「自由基聚合性基」例如為1~20莫耳。又,相對於化合物A 1重量份而言,上述含氟聚合性化合物之含量例如為0.05~0.5重量份,較佳為0.05~0.2重量份,尤佳為0.1~0.2重量份。若本發明之硬化性組成物於上述範圍內含有上述含氟聚合性化合物及化合物A,則所獲得之硬化物(樹脂層)可發揮優異之防污性能,且可長期維持上述優異之防污性能。
又,關於本發明之硬化性組成物中之上述含氟聚合性化合物之含量,相對於化合物B 1重量份而言,上述含氟聚合性化合物之含量例如為0.01~0.5重量份,較佳為0.03~0.2重量份,尤佳為0.04~0.1重量份。若本發明之硬化性組成物於上述範圍內含有上述含氟聚合性化合物及化合物B,則所獲得之硬化物(樹脂層)可發揮優異之防污性能,且可長期維持上述優異之防污性能。
(硬化觸媒)
本發明之硬化性組成物較佳為進而含有硬化觸媒。其中,就可進一步縮短達到不黏著為止之硬化時間之方面而言,尤佳為含有陽離子聚合起始劑及/或自由基聚合起始劑作為硬化觸媒。
上述陽離子聚合起始劑係可開始或促進本發明之聚有機倍半矽氧烷等陽離子硬化性化合物之陽離子聚合反應之化合物。作為上述陽離子聚合起始劑,並無特別限定,例如可列舉:光陽離子聚合起始劑(光酸產生劑)、熱陽離子聚合起始劑(熱酸產生劑)等。
作為上述光陽離子聚合起始劑,可使用公知或慣用之光陽離子聚合起始劑,例如可列舉:鋶鹽(鋶離子與陰離子之鹽)、錪鹽(錪離子與陰離子之鹽)、硒鹽(硒離子與陰離子之鹽)、銨鹽(銨離子與陰離子之鹽)、鏻鹽(鏻離子與陰離子之鹽)、過渡金屬錯合物離子與陰離子之鹽等。該等可單獨使用1種,或組合2種以上使用。
作為上述鋶鹽,例如可列舉:[4-(4-聯苯基硫基)苯基]-4-聯苯基苯基鋶三(五氟乙基)三氟磷酸鹽、三苯基鋶鹽、三對甲苯基鋶鹽、三鄰甲苯基鋶鹽、三(4-甲氧基苯基)鋶鹽、1-萘基二苯基鋶鹽、2-萘基二苯基鋶鹽、三(4-氟苯基)鋶鹽、三-1-萘基鋶鹽、三-2-萘基鋶鹽、三(4-羥基苯基)鋶鹽、二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶鹽、4-(對甲苯硫基)苯基二(對苯基)鋶鹽等三芳基鋶鹽;二苯基苯甲醯甲基鋶鹽、二苯基-4-硝基苯甲醯甲基鋶鹽、二苯基苄基鋶鹽、二苯基甲基鋶鹽等二芳基鋶鹽;苯基甲基苄基鋶鹽、4-羥基苯基甲基苄基鋶鹽、4-甲氧基苯基甲基苄基鋶鹽等單芳基鋶鹽;二甲基苯甲醯甲基鋶鹽、苯甲醯甲基四氫噻吩鎓鹽、二甲基苄基鋶鹽等三烷基鋶鹽等。
作為上述二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶鹽,例如可使用:二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶六氟銻酸鹽、二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶六氟磷酸鹽等。
作為上述錪鹽,例如可列舉:名為「UV9380C」之商品(邁圖高新材料日本有限公司製造,雙(4-十二烷基苯基)錪=六氟銻酸鹽45%烷基環氧丙基醚溶液)、名為「RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074」之商品(Rhodia Japan股份有限公司製造,四(五氟苯基)硼酸鹽=[(1-甲基乙基)苯基](甲基苯基)錪)、名為「WPI-124」之商品(和光純藥工業股份有限公司製造)、二苯基錪鹽、二-對甲苯基錪鹽、雙(4-十二烷基苯基)錪鹽、雙(4-甲氧基苯基)錪鹽等。
作為上述硒鹽,例如可列舉:三苯基硒鹽、三-對甲苯基硒鹽、三-鄰甲苯基硒鹽、三(4-甲氧基苯基)硒鹽、1-萘基二苯基硒鹽等三芳基硒鹽;二苯基苯甲醯甲基硒鹽、二苯基苄基硒鹽、二苯基甲基硒鹽等二芳基硒鹽;苯基甲基苄基硒鹽等單芳基硒鹽;二甲基苯甲醯甲基硒鹽等三烷基硒鹽等。
作為上述銨鹽,例如可列舉:四甲基銨鹽、乙基三甲基銨鹽、二乙基二甲基銨鹽、三乙基甲基銨鹽、四乙基銨鹽、三甲基-正丙基銨鹽、三甲基-正丁基銨鹽等四烷基銨鹽;N,N-二甲基吡咯啶鎓鹽、N-乙基-N-甲基吡咯啶鎓鹽等吡咯啶鎓(pyrrolidinium)鹽;N,N'-二甲基咪唑啉鎓鹽、N,N'-二乙基咪唑啉鎓鹽等咪唑啉鎓(imidazolinium)鹽;N,N'-二甲基四氫嘧啶鎓鹽、N,N'-二乙基四氫嘧啶鎓鹽等四氫嘧啶鎓(tetrahydropyrimidinium)鹽;N,N-二甲基啉鎓鹽、N,N-二乙基啉鎓鹽等啉鎓(morpholinium)鹽;N,N-二甲基哌啶鎓鹽、N,N-二乙基哌啶鎓鹽等哌啶鎓(piperidinium)鹽;N-甲基吡啶鎓鹽、N-乙基吡啶鎓鹽等吡啶鎓(pyridinium)鹽;N,N'-二甲基咪唑鎓鹽等咪唑鎓(imidazolium)鹽;N-甲基喹啉鎓鹽等喹啉鎓(quinolium)鹽;N-甲基異喹啉鎓鹽等異喹啉鎓鹽;苄基苯并噻唑鎓鹽等噻唑鎓(thiazonium)鹽;苄基吖啶鎓鹽等吖啶鎓(acridinium)鹽等。
作為上述鏻鹽,例如可列舉:四苯基鏻鹽、四-對甲苯基鏻鹽、四(2-甲氧基苯基)鏻鹽等四芳基鏻鹽;三苯基苄基鏻鹽等三芳基鏻鹽;三乙基苄基鏻鹽、三丁基苄基鏻鹽、四乙基鏻鹽、四丁基鏻鹽、三乙基苯甲醯甲基鏻鹽等四烷基鏻鹽等。
作為上述過渡金屬錯合物離子之鹽,例如可列舉:(η5-環戊二烯基)(η6-甲苯)Cr
+、(η5-環戊二烯基)(η6-二甲苯)Cr
+等鉻錯合物陽離子之鹽;(η5-環戊二烯基)(η6-甲苯)Fe
+、(η5-環戊二烯基)(η6-二甲苯)Fe
+等鐵錯合物陽離子之鹽等。
作為構成上述鹽之陰離子,例如可列舉:SbF
6 -、PF
6 -、BF
4 -、(CF
3CF
2)
3PF
3 -、(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3 -、(C
6F
5)
4B
-、(C
6F
5)
4Ga
-、磺酸根陰離子(三氟甲磺酸根陰離子、五氟乙磺酸根陰離子、九氟丁磺酸根陰離子、甲磺酸根陰離子、苯磺酸根陰離子、對甲苯磺酸根陰離子等)、(CF
3SO
2)
3C
-、(CF
3SO
2)
2N
-、過鹵酸根離子、鹵化磺酸根離子、硫酸根離子、碳酸根離子、鋁酸根離子、六氟鉍酸根離子、羧酸根離子、芳基硼酸根離子、硫氰酸根離子、硝酸根離子等。
作為上述熱陽離子聚合起始劑,例如可列舉:芳基鋶鹽、芳基錪鹽、丙二烯-離子錯合物、四級銨鹽、鋁螯合物、三氟化硼胺錯合物等。
作為上述芳基鋶鹽,例如可列舉六氟銻酸鹽等。於本發明之硬化性組成物中,例如可使用:名為「SP-66」、「SP-77」之商品(以上為ADEKA股份有限公司製造);名為「San-Aid SI-60L」、「San-Aid SI-80L」、「San-Aid SI-100L」、「San-Aid SI-150L」之商品(以上為三新化學工業股份有限公司製造)等市售品。作為上述鋁螯合物,例如可列舉:乙醯乙酸乙基鋁二異丙酯、三(乙基乙醯乙酸)鋁等。又,作為上述三氟化硼胺錯合物,例如可列舉:三氟化硼單乙基胺錯合物、三氟化硼咪唑錯合物、三氟化硼哌啶錯合物等。
再者,於本發明之硬化性組成物中,陽離子聚合起始劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。就表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為光陽離子聚合起始劑,更佳為鋶鹽。
上述自由基聚合起始劑係可開始或促進上述化合物A或含氟聚合性化合物之自由基聚合反應之化合物。作為上述自由基聚合起始劑,並無特別限定,例如可列舉:光自由基聚合起始劑、熱自由基聚合起始劑等。
作為上述光自由基聚合起始劑,可使用公知或慣用之光自由基聚合起始劑,例如可列舉:α-羥基酮、α-胺基酮、二苯乙二酮縮酮、雙醯基膦氧化物、茂金屬等。該等可單獨使用1種,或組合2種以上使用。
作為上述α-羥基酮,例如可列舉:2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(例如製品名:Darocure(註冊商標)1173,IGM RESINS公司製造)、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)127,IGM RESINS公司製造)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)2959,IGM RESINS公司製造)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)651,IGM RESINS公司製造)、1-羥基-環己基-苯基-酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)184,IGM RESINS公司製造)等。
作為上述α-胺基酮,例如可列舉:2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-啉基丙烷-1-酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)907,IGM RESINS公司製造)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁烷-1-酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)369,IGM RESINS公司製造)等。
作為上述二苯乙二酮縮酮,例如可列舉:2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如製品名:Omnirad(註冊商標)651,IGM RESINS公司製造)、低聚{2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮}(例如Esacure(註冊商標)ONE,日本化藥公司製造)等。
作為上述雙醯基膦氧化物,例如可列舉:雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物(例如製品名:Omnirad(註冊商標)819,IGM RESINS公司製造)等。
作為熱自由基聚合起始劑,例如可列舉:偶氮系聚合起始劑、過氧化物系聚合起始劑、氧化還原系聚合起始劑等。該等可單獨使用1種,或組合2種以上使用。
作為偶氮系聚合起始劑,例如可列舉:2,2'-偶氮雙異丁腈(AIBN)、2,2'-偶氮雙-2-甲基丁腈(AMBN)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯、4,4'-偶氮雙-4-氰基戊酸、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、1,1'-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、2,2'-偶氮雙(2,4,4-三甲基戊烷)等。作為過氧化物系聚合起始劑,例如可列舉:苯甲醯基過氧化物、第三丁基氫過氧化物、二第三丁基過氧化物、過氧化苯甲酸第三丁酯、二異丙苯基過氧化物(dicumyl peroxide)、1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)環十二烷等。
再者,於本發明之硬化性組成物中,自由基聚合起始劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。就表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為光自由基聚合起始劑,更佳為α-羥基酮,其中,較佳為2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮。
再者,於本發明之硬化性組成物中,硬化觸媒可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
作為硬化觸媒,就表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之觀點而言,較佳為陽離子聚合起始劑、及/或光自由基聚合起始劑,更佳為併用陽離子聚合起始劑及光自由基聚合起始劑之態樣。
上述陽離子聚合起始劑之含量(摻合量)並無特別限定,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,較佳為0.01~3.0重量份,更佳為0.05~3.0重量份,進而較佳為0.1~1.0重量份(例如0.3~1.0重量份)。藉由將陽離子聚合起始劑之含量設為0.01重量份以上,可有效率地充分進行硬化反應,有硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之傾向。另一方面,藉由將陽離子聚合起始劑之含量設為3.0重量份以下,有硬化性組成物之保存性進一步提昇,或硬化物(樹脂層)之著色得到抑制之傾向。
上述自由基聚合起始劑之含量(摻合量)並無特別限定,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,較佳為0.01~1.0重量份,更佳為0.05~0.5重量份,進而較佳為0.1~0.3重量份。
又,上述自由基聚合起始劑之含量(摻合量)相對於化合物A 10重量份而言,較佳為0.1~5.0重量份,更佳為0.5~3.0重量份,進而較佳為1.0~2.0重量份。
藉由將自由基聚合起始劑之含量設為0.01重量份以上,可有效率地充分進行硬化反應,有硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之傾向。另一方面,藉由將自由基聚合起始劑之含量設為1.0重量份以下,有硬化性組成物之保存性進一步提昇,或硬化物(樹脂層)之著色得到抑制之傾向。
於併用上述陽離子聚合起始劑及自由基聚合起始劑之情形時,其合計含量(合計摻合量)並無特別限定,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,較佳為0.01~4.0重量份,更佳為0.05~3.0重量份,進而較佳為0.1~2.0重量份(例如0.3~1.5重量份)。藉由將上述合計含量設為0.01重量份以上,可有效率地充分進行硬化反應,有硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之傾向。另一方面,藉由將上述合計含量設為4.0重量份以下,有硬化性組成物之保存性進一步提昇,或硬化物(樹脂層)之著色得到抑制之傾向。
於併用上述陽離子聚合起始劑及自由基聚合起始劑之情形時,自由基聚合起始劑之使用量並無特別限定,相對於陽離子聚合起始劑100重量份而言,較佳為10~90重量份,更佳為20~70重量份,進而較佳為30~50重量份。藉由將相對於陽離子聚合起始劑之自由基聚合起始劑之使用量設為10重量份以上,可有效率地充分進行硬化反應,有硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性提昇並且防污性能不易下降之傾向。另一方面,藉由將上述使用量設為90重量份以下,有硬化性組成物之保存性進一步提昇,或硬化物(樹脂層)之著色得到抑制之傾向。
(抗氧化劑)
本發明之硬化性組成物亦可含有抗氧化劑。藉由本發明之硬化性組成物含有抗氧化劑,有硬化物(樹脂層)之保存性更加提昇之傾向。
作為抗氧化劑,可使用公知或慣用之抗氧化劑,並無特別限定,例如可列舉:酚系抗氧化劑(酚系化合物)、受阻胺(hindered amine)系抗氧化劑(受阻胺系化合物)、磷系抗氧化劑(磷系化合物)、硫系抗氧化劑(硫系化合物)等。
作為上述酚系抗氧化劑,例如可列舉:2,6-二-第三丁基-對甲酚、丁基化羥基大茴香醚、2,6-二-第三丁基-對乙基苯酚、硬脂基-β-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯等單酚類;2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、4,4'-硫代雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)、3,9-雙[1,1-二甲基-2-{β-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}乙基]2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷等雙酚類;1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、四[亞甲基-3-(3',5'-二-第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、雙[3,3'-雙-(4'-羥基-3'-第三丁基苯基)丁酸]二醇酯、1,3,5-三(3',5'-二-第三丁基-4'-羥基苄基)-對稱三-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、生育酚等高分子型酚類等。
作為上述受阻胺系抗氧化劑,例如可列舉:雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]甲基]丁基丙二酸酯、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯、4-苯甲醯氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶等。
作為上述磷系抗氧化劑,例如可列舉:亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯基異癸酯、亞磷酸苯基二異癸酯、亞磷酸三(壬基苯基)酯、二異癸基新戊四醇亞磷酸酯、亞磷酸三(2,4-二-第三丁基苯基)酯、環狀新戊烷四基雙(十八烷基)亞磷酸酯、環狀新戊烷四基雙(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯、環狀新戊烷四基雙(2,4-二-第三丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯、雙[2-第三丁基-6-甲基-4-{2-(十八烷氧基羰基)乙基}苯基]亞磷酸酯(bis[2-t-butyl-6-methyl-4-{2-(octadecyloxycarbonyl)ethyl}phenyl] hydrogen phosphite)等亞磷酸酯類;9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、10-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)-9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物等氧雜磷雜菲氧化物類等。
作為上述硫系抗氧化劑,例如可列舉:十二硫醇、3,3'-硫代二丙酸二月桂酯、3,3'-硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3,3'-硫代二丙酸二硬脂酯等。
再者,於本發明之硬化性組成物中,抗氧化劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。又,關於抗氧化劑,作為酚系抗氧化劑之市售品,例如可列舉:名為「Irganox 1010」、「Irganox 1076」、「Irganox 1098」、「Irganox 1330」、「Irganox 245」、「Irganox 259」、「Irganox 3114」、「Irganox 3790」之商品(以上為BASF製造);名為「Adekastab AO-60」、「Adekastab AO-20」、「Adekastab AO-30」、「Adekastab AO-40」、「Adekastab AO-80」之商品(以上為ADEKA股份有限公司製造)等。又,作為磷系抗氧化劑之市售品,例如可列舉:名為「IRGAFOS 168」、「IRGAFOS P-EPQ」、「IRGAFOS 12」之商品(以上為BASF製造);名為「Adekastab HP-10」、「Adekastab TPP」、「Adekastab C」、「Adekastab 517」、「Adekastab 3010」、「Adekastab PEP-24G」、「Adekastab PEP-4C」、「Adekastab PEP-36」、「Adekastab PEP-45」、「Adekastab 1178」、「Adekastab 135A」、「Adekastab 1178」、「Adekastab PEP-8」、「Adekastab 329K」、「Adekastab 260」、「Adekastab 522A」、「Adekastab 1500」之商品(以上為ADEKA股份有限公司製造);名為「GSY-P101」、「Chelex-OL」、「Chelex-PC」之商品(以上為堺化學工業股份有限公司製造);名為「JP302」、「JP304」、「JPM313」、「JP308」、「JPP100」、「JPS312」、「JP318E」、「JP333E」、「JPH1200」、「HBP」之商品(以上為城北化學工業股份有限公司製造);名為「SANKO-HCA」之商品(三光股份有限公司製造)等。
其中,作為抗氧化劑,較佳為酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑,尤佳為酚系抗氧化劑。
於本發明之硬化性組成物含有抗氧化劑之情形時,其含量(摻合量)並無特別限定,相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,較佳為0.05~5重量份,更佳為0.1~3重量份。若抗氧化劑之含量未達0.05重量份,則存在硬化物(樹脂層)之穩定性變得不充分之情形。另一方面,若抗氧化劑之含量超過5重量份,則存在硬化物(塗膜)容易著色之情形。
(其他硬化性化合物)
本發明之硬化性組成物亦可除含有本發明之聚有機倍半矽氧烷、化合物A、化合物B以外,還含有其他硬化性化合物作為硬化性化合物,例如亦可具有除本發明之聚有機倍半矽氧烷、化合物A及化合物B以外之環氧化合物(以下,有時稱為「其他環氧化合物」)。
藉由本發明之硬化性組成物含有其他環氧化合物,可形成具有較高之表面硬度且柔軟性、可撓性及加工性優異之硬化物(樹脂層)。
作為其他環氧化合物,可使用分子內具有1個以上環氧基(環氧乙烷環)之公知慣用之化合物,並無特別限定,可列舉:脂環式環氧化合物(脂環式環氧樹脂)、芳香族環氧化合物(芳香族環氧樹脂)等。其中,較佳為脂環式環氧化合物。
作為上述脂環式環氧化合物,可列舉分子內具有1個以上脂環及1個以上環氧基之公知慣用之化合物,並無特別限定,例如可列舉:(1)分子內具有由構成脂環之鄰接之2個碳原子及氧原子所構成之環氧基(稱為「脂環環氧基」)的化合物;(2)環氧基直接藉由單鍵而鍵結於脂環之化合物;(3)分子內具有脂環及環氧丙基醚基之化合物(環氧丙基醚型環氧化合物)等。
上述式(i)中,Y表示單鍵或連結基(具有1個以上原子之二價基)。作為上述連結基,例如可列舉:二價烴基、碳-碳雙鍵之一部分或全部經環氧化之伸烯基、羰基、醚鍵、酯鍵、碳酸酯基、醯胺基、該等複數個連結而成之基等。式(i)中之環己烷環之氫原子之1個以上可由碳數1~6之烷基等取代基取代。
作為上述二價烴基,可列舉碳數為1~18之直鏈或分支鏈狀伸烷基、二價脂環式烴基等。作為碳數為1~18之直鏈或分支鏈狀伸烷基,例如可列舉:亞甲基、甲基亞甲基、二甲基亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基等。作為上述二價脂環式烴基,例如可列舉:1,2-伸環戊基、1,3-伸環戊基、亞環戊基、1,2-伸環己基、1,3-伸環己基、1,4-伸環己基、亞環己基等二價伸環烷基(包括亞環烷基)等。
作為上述碳-碳雙鍵之一部分或全部經環氧化之伸烯基(有時稱為「環氧化伸烯基」)中之伸烯基,例如可列舉:伸乙烯基、伸丙烯基、1-伸丁烯基、2-伸丁烯基、伸丁二烯基、伸戊烯基、伸己烯基、伸庚烯基、伸辛烯基等碳數2~8之直鏈或分支鏈狀伸烯基等。尤其是,作為上述環氧化伸烯基,較佳為碳-碳雙鍵之全部經環氧化之伸烯基,更佳為碳-碳雙鍵之全部經環氧化之碳數2~4之伸烯基。
作為上述式(i)所表示之脂環式環氧化合物之代表性之例,可列舉:(3,4,3',4'-二環氧)聯環己烷、下述式(i-1)~(i-10)所表示之化合物等。再者,下述式(i-5)、(i-7)中之l、m分別表示1~30之整數。下述式(i-5)中之R'係碳數1~8之伸烷基,其中,較佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸異丙基等碳數1~3之直鏈或分支鏈狀伸烷基。下述式(i-9)、(i-10)中之n1~n6分別表示1~30之整數。又,作為上述式(i)所表示之脂環式環氧化合物,此外例如還可列舉:2,2-雙(3,4-環氧環己基)丙烷、1,2-雙(3,4-環氧環己基)乙烷、2,3-雙(3,4-環氧環己基)環氧乙烷、雙(3,4-環氧環己基甲基)醚等。
式(ii)中,R"係自p元醇之結構式中去除p個羥基(-OH)所得之基(p價有機基),p、n分別表示自然數。作為p元醇[R"(OH)
p],可列舉:2,2-雙(羥基甲基)1-丁醇等多元醇(碳數1~15之醇等)等。p較佳為1~6,n較佳為1~30。於p為2以上之情形時,各()內(外側之括弧內)之基中之n可相同亦可不同。作為上述式(ii)所表示之化合物,具體可列舉:2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物[例如名為「EHPE3150」之商品(大賽璐股份有限公司製造)等]等。
作為上述(3)分子內具有脂環及環氧丙基醚基之化合物,例如可列舉脂環式醇(尤其是脂環式多元醇)之環氧丙基醚。更詳細而言,例如可列舉:將2,2-雙[4-(2,3-環氧丙氧基)環己基]丙烷、2,2-雙[3,5-二甲基-4-(2,3-環氧丙氧基)環己基]丙烷等雙酚A型環氧化合物氫化所得之化合物(氫化雙酚A型環氧化合物);將雙[鄰,鄰(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷、雙[鄰,對(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷、雙[對,對(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷、雙[3,5-二甲基-4-(2,3-環氧丙氧基)環己基]甲烷等雙酚F型環氧化合物氫化所得之化合物(氫化雙酚F型環氧化合物);氫化聯苯酚型環氧化合物;氫化苯酚酚醛清漆型環氧化合物;氫化甲酚酚醛清漆型環氧化合物;雙酚A之氫化甲酚酚醛清漆型環氧化合物;氫化萘型環氧化合物;自三苯酚甲烷獲得之環氧化合物之氫化環氧化合物;下述芳香族環氧化合物之氫化環氧化合物等。
作為上述芳香族環氧化合物,例如可列舉:藉由雙酚類[例如雙酚A、雙酚F、雙酚S、茀雙酚等]與表鹵醇(epihalohydrin)之縮合反應獲得之Epi-Bis型環氧丙基醚型環氧樹脂;藉由使該等Epi-Bis型環氧丙基醚型環氧樹脂進而與上述雙酚類發生加成反應而獲得之高分子量Epi-Bis型環氧丙基醚型環氧樹脂;藉由使酚類[例如苯酚、甲酚、二甲苯酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S等]與醛[例如甲醛、乙醛、苯甲醛、羥基苯甲醛、柳醛等]發生縮合反應而獲得之多元醇類進而與表鹵醇發生縮合反應而獲得的酚醛清漆-烷基型環氧丙基醚型環氧樹脂;於茀環之9位上鍵結2個苯酚骨架且自該等苯酚骨架之羥基去除氫原子所得之氧原子上分別直接或經由伸烷氧基鍵結有環氧丙基之環氧化合物等。
其他環氧化合物可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。作為其他環氧化合物,就硬化物(樹脂層)之表面硬度、彎曲性、彎曲耐久性等觀點而言,較佳為脂環式環氧化合物,更佳為(2)環氧基直接藉由單鍵而鍵結於脂環之化合物,尤佳為上述式(ii)所表示之化合物[例如名為「EHPE3150」之商品(大賽璐股份有限公司製造)等]。
其他環氧化合物之含量(摻合量)相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷之全部量100重量份而言,例如為0.5~100重量份,較佳為1~80重量份,更佳為5~50重量份。藉由將其他環氧化合物之含量設為0.5重量份以上,有硬化物(樹脂層)之表面硬度變得更高,且柔軟性、可撓性、加工性、彎曲耐久性更優異之傾向。另一方面,藉由將其他環氧化合物之含量設為100重量份以下,有硬化物之耐擦傷性更加提昇之傾向。
(表面具有含(甲基)丙烯醯基之基之二氧化矽粒子)
本發明之硬化性組成物亦可包含表面具有含(甲基)丙烯醯基之基之二氧化矽粒子。上述二氧化矽粒子藉由在二氧化矽粒子之表面存在無數個羥基(Si-OH基),於硬化時該羥基與上述本發明之聚有機倍半矽氧烷發生反應,而提昇聚有機倍半矽氧烷於硬化後之交聯密度。又,藉由硬化時複數個上述二氧化矽粒子中之(甲基)丙烯醯基彼此鍵結,使硬化後之交聯密度提昇。藉由如此使硬化後之交聯密度提昇,而使樹脂層中之耐擦傷性提昇。又,若於樹脂層之上設置具有防污性或低反射性等功能之層(功能層),則有時樹脂層與功能層之密接性較弱而會產生功能層之剝離,而有時不具有所謂再塗佈性。然而,若使用上述二氧化矽粒子,則可賦予再塗佈性,又,對樹脂層表面之設置上述功能層時之加工性(加工適應性)亦能夠變得良好。
進而,關於上述二氧化矽粒子,認為藉由於其表面具有(甲基)丙烯醯基,可賦予硬化性組成物中之穩定性。上述穩定性係指於硬化前之硬化性組成物之製備階段中,上述二氧化矽粒子與聚有機倍半矽氧烷發生反應,從而硬化性組成物不會發生黏度明顯上升(凝膠化)或固化。於使用表面不具有含(甲基)丙烯醯基之基等官能基的通常之二氧化矽粒子(SiO
2粒子)之情形時,有二氧化矽粒子彼此凝集導致硬化性組成物凝膠化之虞。上述二氧化矽粒子亦可具有除(甲基)丙烯醯基以外之官能基(例如聚矽氧改質基)。再者,(甲基)丙烯醯基係丙烯醯基(丙烯酸基)及甲基丙烯醯基(甲基丙烯酸基)之總稱。
上述二氧化矽粒子亦可使用分散於水或有機溶劑等公知或慣用之一般分散介質之狀態下之分散液(dispersion)。又,亦可使用使具有含(甲基)丙烯醯基之基之矽烷偶合劑與二氧化矽粒子發生反應所得者作為上述二氧化矽粒子。作為上述二氧化矽粒子,例如可使用:名為「BYK-LPX 22699」、「NANOBYK-3650」、「NANOBYK-3651」、「NANOBYK-3652」之商品(以上為BYK-Chemie Japan股份有限公司製造)。
上述二氧化矽粒子之粒徑例如為1~100 nm,較佳為3~50 nm,更佳為5~30 nm。
於本發明之硬化性組成物包含表面具有含(甲基)丙烯醯基之基之二氧化矽粒子的情形時,其比率相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,例如為0.01~20重量份,較佳為0.05~15重量份,更佳為0.01~10重量份,進而較佳為0.2~5重量份。藉由將上述二氧化矽粒子之比率設為0.01重量份以上,可使樹脂層表面之外觀變得良好,從而可賦予充分之再塗佈性。又,藉由將二氧化矽粒子之比率設為20重量份以下,可提高樹脂層之表面硬度。
(矽丙烯酸酯)
本發明之硬化性組成物亦可含有「矽丙烯酸酯」。矽丙烯酸酯(聚矽氧丙烯酸酯)係至少具有矽原子及(甲基)丙烯醯基之添加劑之一種。上述矽丙烯酸酯亦可具有除(甲基)丙烯醯基以外之官能基(例如羥基)。上述矽丙烯酸酯可為矽二丙烯酸酯、矽三丙烯酸酯、矽四丙烯酸酯、矽五丙烯酸酯、矽六丙烯酸酯、矽七丙烯酸酯、矽八丙烯酸酯。藉由將上述矽丙烯酸酯與上述聚有機倍半矽氧烷一起用於硬化性組成物,具有如下性質,即,可有效地提高製成樹脂層時之樹脂層表面之交聯密度,提昇樹脂層之表面之平滑性等外觀,並提昇表面硬度、耐擦傷性及防污性。再者,(甲基)丙烯醯基係丙烯醯基(丙烯酸基)及甲基丙烯醯基(甲基丙烯酸基)之總稱。
上述矽丙烯酸酯亦可使用分散於有機溶劑(例如丙酮、甲苯、甲醇、乙醇)等公知或慣用之一般分散介質之狀態下之分散液(dispersion)。作為矽丙烯酸酯,例如可使用名為「KRM8479」、「EBECRYL 350」、「EBECRYL 1360」之商品(DAICEL-ALLNEX股份有限公司製造)。
於本發明之硬化性組成物含有上述矽丙烯酸酯之情形時,其比率相對於上述聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,例如0.01~15重量份,較佳為0.05~10重量份,更佳為0.01~5重量份,進而較佳為0.2~3重量份。藉由將上述矽丙烯酸酯之比率設為0.01重量份以上,可提昇製成樹脂層時之耐擦傷性及防污性。又,藉由將矽丙烯酸酯之比率設為15重量份以下,可更加提高製成樹脂層時之表面硬度。
就進一步提昇樹脂層之外觀、提高表面硬度且提昇耐擦傷性之方面而言,較佳為使用矽丙烯酸酯、及表面具有含(甲基)丙烯醯基之基之二氧化矽粒子兩者。於含有矽丙烯酸酯及上述二氧化矽粒子兩者之情形時,相對於上述聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,矽丙烯酸酯與上述二氧化矽粒子之合計比率例如為0.01~20重量份,較佳為0.05~15重量份,更佳為0.01~10重量份,進而較佳為0.2~5重量份。藉由將上述比率設為0.01重量份以上,可提昇製成樹脂層時之耐擦傷性。又,藉由將上述比率設為20重量份以下,可更加提高製成樹脂層時之表面硬度。
(調平劑)
本發明之硬化性組成物亦可含有調平劑。作為上述調平劑,例如可列舉:聚矽氧系調平劑、氟系調平劑、具有羥基之聚矽氧系調平劑等。但是,調平劑不含有上述含氟聚合性化合物。
作為上述聚矽氧系調平劑,可使用市售之聚矽氧系調平劑,例如可使用:名為「BYK-300」、「BYK-301/302」、「BYK-306」、「BYK-307」、「BYK-310」、「BYK-315」、「BYK-313」、「BYK-320」、「BYK-322」、「BYK-323」、「BYK-325」、「BYK-330」、「BYK-331」、「BYK-333」、「BYK-337」、「BYK-341」、「BYK-344」、「BYK-345/346」、「BYK-347」、「BYK-348」、「BYK-349」、「BYK-370」、「BYK-375」、「BYK-377」、「BYK-378」、「BYK-UV3500」、「BYK-UV3510」、「BYK-UV3570」、「BYK-3550」、「BYK-SILCLEAN3700」、「BYK-SILCLEAN3720」之商品(以上為BYK-Chemie Japan股份有限公司製造);名為「AC FS 180」、「AC FS 360」、「AC S 20」之商品(以上為Algin Chemie製造);名為「Polyflow KL-400X」、「Polyflow KL-400HF」、「Polyflow KL-401」、「Polyflow KL-402」、「Polyflow KL-403」、「Polyflow KL-404」之商品(以上為共榮社化學股份有限公司製造);名為「KP-323」、「KP-326」、「KP-341」、「KP-104」、「KP-110」、「KP-112」之商品(以上為信越化學工業股份有限公司製造);名為「LP-7001」、「LP-7002」、「8032 ADDITIVE」、「57 ADDITIVE」、「L-7604」、「FZ-2110」、「FZ-2105」、「67 ADDITIVE」、「8618 ADDITIVE」、「3 ADDITIVE」、「56 ADDITIVE」之商品(以上為東麗道康寧股份有限公司製造)等市售品。
作為上述氟系調平劑,可使用市售之氟系調平劑,例如可使用:名為「OPTOOL DSX」、「OPTOOL DAC-HP」之商品(以上為大金工業股份有限公司製造);名為「Surflon S-242」、「Surflon S-243」、「Surflon S-420」、「Surflon S-611」、「Surflon S-651」、「Surflon S-386」之商品(以上為AGC清美化學股份有限公司製造);名為「BYK-340」之商品(BYK-Chemie Japan股份有限公司製造);名為「AC 110a」、「AC 100a」之商品(以上為Algin Chemie製造);名為「MEGAFAC F-114」、「MEGAFAC F-410」、「MEGAFAC F-444」、「MEGAFAC EXP TP-2066」、「MEGAFAC F-430」、「MEGAFAC F-472SF」、「MEGAFAC F-477」、「MEGAFAC F-552」、「MEGAFAC F-553」、「MEGAFAC F-554」、「MEGAFAC F-555」、「MEGAFAC R-94」、「MEGAFAC RS-72-K」、「MEGAFAC RS-75」、「MEGAFAC F-556」、「MEGAFAC EXP TF-1367」、「MEGAFAC EXP TF-1437」、「MEGAFAC F-558」、「MEGAFAC EXP TF-1537」之商品(以上為DIC股份有限公司製造);名為「FC-4430」、「FC-4432」之商品(以上為住友3M股份有限公司製造);名為「FTERGENT 100」、「FTERGENT 100C」、「FTERGENT 110」、「FTERGENT 150」、「FTERGENT 150CH」、「FTERGENT A-K」、「FTERGENT 501」、「FTERGENT 250」、「FTERGENT 251」、「FTERGENT 222F」、「FTERGENT 208G」、「FTERGENT 300」、「FTERGENT 310」、「FTERGENT 400SW」之商品(以上為NEOS股份有限公司製造);名為「PF-136A」、「PF-156A」、「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-651」、「PF-652」、「PF-3320」之商品(以上為北村化學產業股份有限公司製造)等市售品。
作為上述具有羥基之聚矽氧系調平劑,例如可列舉:向聚有機矽氧烷骨架(聚二甲基矽氧烷等)之主鏈或側鏈導入聚醚基所得之聚醚改質聚有機矽氧烷、向聚有機矽氧烷骨架之主鏈或側鏈導入聚酯基所得之聚酯改質聚有機矽氧烷、向(甲基)丙烯酸系樹脂導入聚有機矽氧烷所得之聚矽氧改質(甲基)丙烯酸系樹脂等。於該等調平劑中,羥基可具有聚有機矽氧烷骨架,亦可具有聚醚基、聚酯基。作為此種調平劑之市售品,例如可使用:名為「BYK-370」、「BYK-SILCLEAN3700」、「BYK-SILCLEAN3720」之商品等。
於本發明之硬化性組成物含有上述調平劑之情形時,其比率相對於本發明之聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,例如為0.01~20重量份,較佳為0.05~15重量份,更佳為0.01~10重量份,進而較佳為0.2~5重量份。調平劑之比率若過少,則有樹脂層之表面平滑性下降之虞,若過多,則有樹脂層之表面硬度下降之虞。
本發明之硬化性組成物亦可進而含有沈澱二氧化矽、濕式二氧化矽、發煙二氧化矽(fumed silica)、煅燒二氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、玻璃、石英、鋁矽酸鹽、氧化鐵、氧化鋅、碳酸鈣、碳黑、碳化矽、氮化矽、氮化硼等無機質填充劑、藉由有機鹵矽烷、有機烷氧基矽烷、有機矽氮烷等有機矽化合物對該等填充劑進行處理所得之無機質填充劑;聚矽氧樹脂、環氧樹脂、氟樹脂等有機樹脂微粉末;銀、銅等導電性金屬粉末等填充劑、硬化助劑、溶劑(有機溶劑等)、穩定劑(紫外線吸收劑、耐光穩定劑、熱穩定劑、重金屬減活劑等)、難燃劑(磷系難燃劑、鹵素系難燃劑、無機系難燃劑等)、難燃助劑、補強材料(其他填充劑等)、成核劑、偶合劑(矽烷偶合劑等)、潤滑劑、蠟、塑化劑、脫模劑、耐衝擊改良劑、色相改良劑、透明化劑、流變調整劑(流動性改良劑等)、加工性改良劑、著色劑(染料、顏料等)、防靜電劑、分散劑、消泡劑、防起泡劑、表面改質劑(滑澤劑等)、消光劑、消泡劑、抑泡劑、脫泡劑、抗菌劑、防腐劑、黏度調整劑、增黏劑、光敏劑、發泡劑等慣用之添加劑作為其他任意成分。該等添加劑可單獨使用1種,或組合2種以上使用。
(硬化性組成物之製造方法)
本發明之硬化性組成物並無特別限定,可藉由將上述各成分於室溫攪拌、混合或視需要一面進行加熱一面攪拌、混合而製備。再者,硬化性組成物可用作直接使用將各成分預先混合所得者之1液系組成物,或者例如亦可用作將分開保管之2種以上成分於使用前以特定比率混合而使用之多液系(例如2液系)組成物。
本發明之硬化性組成物並無特別限定,較佳為於常溫(約25℃)為液體。更具體而言,上述硬化性組成物以稀釋為溶劑20%所得之液體[尤其是,甲基異丁基酮之比率為20重量%之硬化性組成物(溶液)]之於25℃之黏度計,較佳為300~20000 mPa・s,更佳為500~10000 mPa・s,進而較佳為1000~8000 mPa・s。藉由將上述黏度設為300 mPa・s以上,有樹脂層之耐熱性更加提昇之傾向。另一方面,藉由將上述黏度設為20000 mPa・s以下,有容易製備或操作硬化性組成物,又,樹脂層中不易殘存氣泡之傾向。再者,硬化性組成物之黏度係使用黏度計(商品名「MCR301」,Anton Paar公司製造),於擺動角5%、頻率0.1~100(1/s)、溫度:25℃之條件下測定。
本發明中之樹脂層可藉由進行上述硬化性組成物中所含有之陽離子硬化性化合物(本發明之聚有機倍半矽氧烷等)之聚合反應,使之硬化而獲得。
為了更加提昇樹脂層之再塗佈性,亦可對樹脂層之表面進行藉由電暈放電照射而使表面改質之電暈放電處理、電漿放電處理、臭氧暴露處理、準分子處理等表面處理。其中,就可容易地提昇再塗佈性之方面而言,更佳為電暈放電處理。
電暈放電處理係藉由在尖突之電極(針電極)之周圍產生不均勻之電場並產生持續放電而對樹脂層表面進行加工之處理。電漿放電處理係藉由在大氣中放電產生活化之正負帶電粒子而對樹脂層表面加工之處理。臭氧暴露處理例如係於氧存在下藉由使用低壓水銀燈等之紫外線照射產生臭氧而對樹脂層表面加工之處理。準分子處理係於真空狀態下藉由使用準分子燈之紫外線照射或雷射照射而對樹脂層表面加工之處理。
作為可設置於樹脂層上之功能層,例如可列舉具有耐擦傷性、耐磨性、防污性(耐污染性)、防指紋性、抗反射性(低反射性)等功能之層。功能層係行動電話或智慧型手機等之顯示裝置中之樹脂層中所使用之具有上述所列舉之功能的一般公知或慣用之功能層。作為構成功能層之材料,例如可列舉丙烯酸系材料、氟系材料、聚矽氧系材料。作為於樹脂層上設置功能層之方法,可列舉與下述積層膜同樣之藉由塗佈之方法、藉由蒸鍍或濺鍍等之方法。
(積層膜之製造方法)
上述積層膜可依照公知或慣用之硬塗膜之製造方法來製造,其製造方法並無特別限定,可藉由如下方式製造,即,藉由在支持體之至少一個面塗佈上述硬化性組成物並使硬化性組成物硬化,而形成樹脂層。
上述樹脂層中之硬化方法可自周知之方法中適當選擇,例如可列舉活性能量線之照射、及/或加熱之方法。作為上述活性能量線,例如亦可使用紅外線、可見光線、紫外線、X射線、電子束、α射線、β射線、γ射線等中之任一種。其中,就操作性優異之方面而言,較佳為紫外線。
上述樹脂層中之利用活性能量線之照射之硬化之條件可根據所照射之活性能量線之種類或能量、樹脂層之形狀或尺寸等適當調整,並無特別限定,於照射紫外線之情形時,例如較佳為設為1~1000 mJ/cm
2左右。再者,活性能量線之照射中,例如可使用高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙氣燈、碳弧、金屬鹵素燈、太陽光、LED燈、雷射等。於活性能量線照射後,可進而實施加熱處理(退火、老化)從而進一步進行硬化反應。
上述樹脂層中之利用加熱之硬化之條件並無特別限定,例如較佳為30~200℃,更佳為50~190℃。硬化時間可適當設定。
上述積層膜由於係由可撓性及加工性優異之樹脂層所構成,故可藉由卷對卷方式來製造。藉由以卷對卷方式製造上述積層膜,可明顯提高其生產性。作為以卷對卷方式製造上述積層膜之方法,可採用公知或慣用之卷對卷方式之製造方法,並無特別限定,可列舉包括如下步驟(步驟A~C)作為必須進行之步驟並連續實施該等步驟(步驟A~C)之方法等,上述步驟(步驟A~C)係:將捲成滾筒狀之支持體捲出之步驟(步驟A);於捲出之支持體之至少一個表面塗佈硬化性組成物,繼而視需要藉由乾燥去除溶劑後使該硬化性組成物硬化,藉此形成樹脂層之步驟(步驟B);及其後,將所獲得之積層物再次捲取成滾筒之步驟(步驟C)。再者,該方法亦可包括除步驟A~C以外之步驟。
[圖像顯示裝置]
本發明之圖像顯示裝置於其表面具備上述積層膜。
本發明之圖像顯示裝置例如為具備上述積層膜之顯示器,上述顯示器包括液晶顯示器、或可撓性顯示器。
本發明之圖像顯示裝置例如為具備上述積層膜之有機EL顯示裝置,上述有機EL顯示裝置例如為有機EL顯示器。
上述可撓性顯示器例如包括可摺疊顯示器(=foldable display)或可捲曲顯示器(=rollable display)。
具備上述積層膜之顯示器由於上述積層膜具有較高之表面硬度,故可防止顯示器之表面產生損傷。又,可長期發揮優異之防污性能。進而,由於上述積層膜具有優異之彎曲耐久性,故即便反覆摺疊顯示器,亦不會於上述積層膜產生裂痕,從而可保持良好之視認性。
[可撓性裝置]
本發明之可撓性裝置含有上述圖像顯示裝置,且於上述裝置之表面具備上述積層膜。上述可撓性裝置較佳為含有可撓性顯示器之可撓性裝置。
上述可撓性裝置例如包括可摺疊裝置(=foldable device)或可捲曲裝置(=rollable device)。
上述可撓性裝置例如包括智慧型手機、平板、觸控面板、可穿戴終端等攜帶型資訊終端等。
上述可撓性裝置由於具備即便反覆進行彎曲-伸展亦不會產生裂痕之積層膜,故可靠性及視認性優異。又,藉由上述積層膜,可防止表面產生損傷,進而可長期發揮優異之防污性能。
實施例
以下,基於實施例對本發明更詳細地進行說明,但本發明並不由該等實施例限定。
再者,產物之分子量之測定係於下述條件下進行。
Alliance HPLC系統 2695(Waters製造)
Refractive Index Detector 2414(Waters製造)
管柱:Tskgel GMH
HR-M(東曹股份有限公司製造)×2個
保護管柱:Tskgel guard column H
HRL(東曹股份有限公司製造)
管柱烘箱:COLUMN HEATER U-620(Sugai製造)
溶劑:THF
測定溫度:40℃
又,產物中之T2體與T3體之比率[T3體/T2體]之測定係藉由JEOL ECA500(500 MHz)之
29Si-NMR光譜測定來進行。
製造例 1 :含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷之製造向安裝有溫度計、攪拌裝置、回流冷凝器及氮氣導入管之1000毫升燒瓶(反應容器)中,於氮氣流下添加2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷277.2毫莫耳(68.30 g)、苯基三甲氧基矽烷3.0毫莫耳(0.56 g)及丙酮275.4 g,並升溫至50℃。向以此方式獲得之混合物中,耗時5分鐘添加5%碳酸鉀水溶液7.74 g(以碳酸鉀計為2.8毫莫耳)後,耗時20分鐘添加水2800.0毫莫耳(50.40 g)。再者,於添加期間,溫度未顯著上升。其後,保持著50℃,於氮氣流下進行5小時縮聚反應。
其後,在對反應溶液進行冷卻之同時,投入甲基異丁基酮137.70 g及5%鹽水100.60 g。將該溶液轉移至1 L分液漏斗中,再次投入甲基異丁基酮137.70 g,進行水洗。分液後,抽出水層,進行水洗直至下層液變成中性,分取上層液後,於1 mmHg、50℃之條件下自上層液蒸餾去除溶劑,獲得含有23重量%之甲基異丁基酮之無色透明且液狀之產物(含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷)75.18 g。
對產物進行分析,結果數量平均分子量為2235,分子量分散度為1.54。上述產物之根據
29Si-NMR光譜計算出之T2體與T3體之比率[T3體/T2體]為11.9。
將所獲得之含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷之
1H-NMR圖示於圖5中,並將其
29Si-NMR圖示於圖6中。
製造例 2 :含環氧基高分子量聚有機倍半矽氧烷之製造向安裝有溫度計、攪拌裝置、回流冷凝器及氮氣導入管之1000毫升燒瓶(反應容器)中,於氮氣流下添加含有製造例1中所獲得之含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷之混合物(75 g),相對於含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷之淨含量,添加氫氧化鉀100 ppm(5.6 mg)、水2000 ppm(112 mg),並於80℃加熱18小時之時間點進行取樣,測定分子量,結果數量平均分子量Mn上升至6000,其後,冷卻至室溫,添加甲基異丁基酮300 mL,添加水300 mL,並反覆進行水洗,藉此去除鹼成分並進行濃縮,如此獲得含有25重量%之甲基異丁基酮之無色透明且液狀之產物(含環氧基高分子量聚有機倍半矽氧烷1)74.5 g。
對產物進行分析,結果數量平均分子量為6176,分子量分散度為2.31。上述產物之根據
29Si-NMR光譜計算出之T2體與T3體之比率[T3體/T2體]為50.2。
將所獲得之含環氧基高分子量聚有機倍半矽氧烷1之
1H-NMR圖示於圖7中,並將其
29Si-NMR圖示於圖8中。
實施例 1 :硬塗膜之製造製作表1所示之摻合比之混合溶液,並將其用作硬塗液(硬化性組成物)。使用線棒塗佈器#14,將上述所獲得之硬塗液以硬化後之硬塗層之厚度成為10 μm之方式塗佈於PET膜(商品名「Lumirror(註冊商標)#50-U40」,厚度50 μm,東麗股份有限公司製造)之表面後,於150℃之烘箱中放置2分鐘,繼而,使用高壓水銀燈(EYE GRAPHICS股份有限公司製造),以600 mJ/cm
2之照度照射紫外線。其後,於150℃進行60分鐘熱處理,藉此使硬塗液之塗佈膜硬化,從而製作具有硬塗層之硬塗膜。
[表1]
(表1)
材料名 | 固形物成分率(%) | 構成比率(%) | |
樹脂 | 製造例1 | 77 | 66.8 |
200PA-E5 | 100 | 1.5 | |
Epolight 1600 | 100 | 6.2 | |
自由基聚合起始劑 | Omnirad 127 | 100 | 0.2 |
陽離子聚合起始劑 | CPI-310FG | 100 | 0.5 |
抗氧化劑 | Adekastab AO-20 | 100 | 0.2 |
表面調整劑 | KY1203 | 20 | 0.4 |
溶劑 | MIBK | 8.4 | |
MEK | 15.8 |
實施例 2 :硬塗膜之製造除將硬塗層之厚度變更為20 μm以外,與實施例1同樣地製作硬塗膜。
實施例 3 :硬塗膜之製造除使用表2所示之摻合比之硬塗液以外,與實施例1同樣地製作硬塗膜。
[表2]
(表2)
材料名 | 固形物成分率(%) | 構成比率(%) | |
樹脂 | 製造例1 | 77 | 66.8 |
200PA-E5 | 100 | 7.7 | |
Epolight 1600 | 100 | 0 | |
自由基聚合起始劑 | Omnirad 127 | 100 | 0.2 |
陽離子聚合起始劑 | CPI-310FG | 100 | 0.5 |
抗氧化劑 | Adekastab AO-20 | 100 | 0.2 |
表面調整劑 | KY1203 | 20 | 0.4 |
溶劑 | MIBK | 8.4 | |
MEK | 15.8 |
實施例 4 :硬塗膜之製造除將硬塗層之厚度變更為20 μm以外,與實施例3同樣地製作硬塗膜。
實施例 5 :硬塗膜之製造除使用表3所示之摻合比之硬塗液以外,與實施例1同樣地製作硬塗膜。
[表3]
(表3)
材料名 | 固形物成分率(%) | 構成比率(%) | |
樹脂 | 製造例1 | 77 | 66.9 |
200PA-E5 | 100 | 1.5 | |
Epolight 1600(N) | 100 | 6.2 | |
自由基聚合起始劑 | Omnirad 127 | 100 | 0 |
陽離子聚合起始劑 | CPI-310FG | 100 | 0.5 |
抗氧化劑 | Adekastab AO-20 | 100 | 0.2 |
表面調整劑 | KY1203 | 20 | 0.4 |
溶劑 | MIBK | 8.4 | |
MEK | 15.8 |
實施例 6 :硬塗膜之製造除將硬塗層之厚度變更為20 μm以外,與實施例5同樣地製作硬塗膜。
比較例 1 :硬塗膜之製造除使用表4所示之摻合比之硬塗液以外,與實施例1同樣地製作硬塗膜。
[表4]
(表4)
材料名 | 固形物成分率(%) | 構成比率(%) | |
樹脂 | 製造例1 | 77 | 67.9 |
200PA-E5 | 100 | 5.8 | |
陽離子聚合起始劑 | CPI-210S | 100 | 1.2 |
表面調整劑 | FT601ADH2 | 25 | 0.9 |
溶劑 | MIBK | 16.2 | |
MEK | 8.0 |
比較例 2 :硬塗膜之製造除將硬塗層之厚度變更為20 μm以外,與比較例1同樣地製作硬塗膜。
對於實施例、比較例中所獲得之硬塗膜進行以下評價。將結果示於表5。
<霧度及全光線穿透率>
使用測霧計(日本電色工業股份有限公司製造之NDH-5000W)測定上述所獲得之硬塗膜之霧度及全光線穿透率。
<表面硬度(鉛筆硬度)>
依照JIS K5600-5-4(750 g負重)評價上述所獲得之硬塗膜中之硬塗層表面之鉛筆硬度。
<耐擦傷性>
使#0000鋼絲絨以負重1000 g/cm
2對於上述所獲得之硬塗膜中之硬塗層表面往復1000次及10000次,確認硬塗層表面有無產生損傷。
<水接觸角(初始值)>
藉由液滴法測定上述所獲得之硬塗膜之表面(硬塗層之表面)之水接觸角(°)。
<水接觸角(鋼絲絨試驗後)>
使#0000鋼絲絨以負重1000 g/cm
2對於上述所獲得之硬塗膜中之硬塗層表面往復1000次,藉由液滴法測定試驗實施部位之水接觸角(°)。
<彎曲性(1)(圓筒形心軸法)>
關於上述所獲得之硬塗膜之彎曲性,以硬塗表面變凹(成為內側)之方式使用圓筒形心軸,並依照JIS K5600-5-1,以硬塗層之表面不產生裂痕之彎曲半徑(mm)評價彎曲性(1)。
<彎曲性(2)(圓筒形心軸法)>
關於上述所獲得之硬塗膜之彎曲性,以硬塗表面變凸(成為外側)之方式使用圓筒形心軸,並依照JIS K5600-5-1,以硬塗層之表面不產生裂痕之彎曲半徑(mm)評價彎曲性(2)。
<彎曲耐久性(1)>
使用面狀體無負載U字伸縮試驗機(Yuasa System Co., Ltd.製造之Z-044),測定上述所獲得之硬塗膜之彎曲耐久性。測定係將硬塗層之面設為變凹(內側),並以彎曲半徑2.5 mm、30~60次/分鐘之速度進行50000次,確認硬塗層有無裂痕(參照圖3、4)。
<彎曲耐久性(2)>
使用面狀體無負載U字伸縮試驗機(Yuasa System Co., Ltd.製造之Z-044),測定上述所獲得之硬塗膜之彎曲耐久性。測定係將硬塗層之面設為變凸(外側),並以彎曲半徑4.0 mm、30~60次/分鐘之速度進行10000次,確認硬塗層有無裂痕(參照圖3、4)。
[表5]
(表5)
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 比較例1 | 比較例2 | ||
膜厚(μm) | 10 | 20 | 10 | 20 | 10 | 20 | 10 | 20 | |
霧度(Haze)(%) | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.2 | 1.3 | 1.1 | 1.3 | |
全光線穿透率(%) | 91.4 | 91.3 | 91.6 | 91.4 | 91.5 | 91.4 | 91.1 | 91.0 | |
鉛筆硬度 | 750 g負重 | H | 3H | H | 2H | H | 2H | H | 2H |
耐擦傷性 | 1 kg/cm 21K往復 | 無損傷 | 無損傷 | 無損傷 | 無損傷 | 無損傷 | 無損傷 | 有損傷 | 有損傷 |
1 kg/cm 210K往復 | 無損傷 | 無損傷 | 有損傷 | 有損傷 | 有損傷 | 有損傷 | 有損傷 | 有損傷 | |
水接觸角(°) | 初始值 | 110 | 110 | 107 | 107 | 107 | 107 | 105 | 105 |
SW 1 kg/cm 21K往復後 | 108 | 108 | 94 | 94 | 93 | 95 | 75 | 77 | |
心軸 | 彎曲性(1) | 2 mm | 2 mm | 2 mm | 2 mm | 2 mm | 2 mm | 2 mm | 2 mm |
彎曲性(2) | 3 mm | 4 mm | 4 mm | 4 mm | 4 mm | 4 mm | 4 mm | 4 mm | |
連續彎曲 | 彎曲耐久性(1) | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 |
彎曲耐久性(2) | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 | 無破裂 |
於實施例、比較例中使用之成分如下。
[樹脂]
製造例1:製造例1中所獲得之含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷(本發明之聚有機倍半矽氧烷)
200PA-E5:商品名「EPOXYESTER 200PA-E5」,主成分:三丙二醇二環氧丙基醚半(甲基)丙烯酸酯(相當於化合物A,環氧基當量:100,丙烯酸基當量:100),共榮社化學股份有限公司製造
Epolight 1600:商品名「Epolight 1600」,1,6-己二醇二環氧丙基醚(相當於化合物B,環氧基當量:151),共榮社化學股份有限公司製造
[自由基聚合起始劑]
Omnirad127:商品名「Omnirad127」,2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮,光自由基聚合起始劑
[陽離子聚合起始劑]
CPI-310FG:商品名「CPI-310FG」,光陽離子聚合起始劑,San-Apro Ltd製造
CPI-210S:商品名「CPI-210S」,光陽離子聚合起始劑,San-Apro Ltd製造
[抗氧化劑]
Adekastab AO-20:商品名「Adekastab AO-20」,1,3,5-三(3',5'-二-第三丁基-4'-羥基苄基)-對稱三-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮(酚系抗氧化劑),ADEKA股份有限公司製造
[含氟聚合性化合物]
KY1203:商品名「SUBELYN KY-1203」,全氟聚醚改質丙烯酸酯,信越化學股份有限公司製造
FT601ADH2:商品名「FTERGENT 601ADH2」,NEOS股份有限公司製造
[溶劑]
MIBK:甲基異丁基酮
MEK:甲基乙基酮
本說明書中所揭示之各態樣可與本說明書中所揭示之其他任何特徵組合。
各實施方式中之各構成及其等之組合等係一例,可於不脫離本發明之主旨之範圍內,適當進行構成之附加、省略、置換及其他變更。本發明並不由實施方式限定,而僅由申請專利範圍限定。
綜上,以下附記本發明之構成及其變化。
[1]一種積層膜,其具有支持體、及積層於該支持體之至少一個面之樹脂層,且該樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)充分滿足下述(條件1)、(條件2)及(條件3)。
(條件1)
上述積層膜之樹脂層表面之JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(750 g負重)的鉛筆硬度為F以上。
(條件2)
於以上述積層膜之樹脂層之面變凸之方式使上述積層膜彎曲之圓筒形心軸試驗(基於JIS K5600-5-1(1999)中規定之方法)中,彎曲半徑為5 mm且樹脂層之面不產生裂痕。
(條件3)
上述積層膜之樹脂層之面進行耐鋼絲絨試驗前之水接觸角為95°以上,且進行上述試驗後之試驗實施部位之水接觸角為90°以上,該耐鋼絲絨試驗係藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次。
[2]如[1]所記載之積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而充分滿足下述(條件4)。
(條件4)於下述彎曲耐久性試驗中,至樹脂層產生裂痕為止之動作次數為1萬次以上。
彎曲耐久性試驗:
將如下動作設為1次,以30~60次/分鐘之速度進行上述動作,該動作係將積層膜以彎曲半徑成為4.0 mm之方式自伸直狀態朝樹脂層之面變凸之方向彎折180°後再次伸直。
[3]如[1]或[2]所記載之積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而充分滿足下述(條件5)。
(條件5)於藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1 kg/cm
2之負重一面對樹脂層表面往復摩擦1000次之耐鋼絲絨試驗中,目視下未產生損傷。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載之積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)之霧度為1.0%以下。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之積層膜,其中,上述樹脂層係含有1種以上硬化性化合物之硬化性組成物之硬化物,且硬化性化合物之至少1種為聚有機倍半矽氧烷。
[6]如[5]所記載之積層膜,其中,上述硬化性組成物含有分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物。
[7]如[5]或[6]所記載之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有含氟自由基聚合性化合物。
[8]如[5]至[7]中任一項所記載之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物。
[9]如[1]至[4]中任一項所記載之積層膜,其中,上述樹脂層為下述硬化性組成物之硬化物。
硬化性組成物:含有聚有機倍半矽氧烷作為硬化性化合物,該聚有機倍半矽氧烷係於構成單元中含有T3體及T2體者,T3體/T2體(莫耳比)為5以上,且
具有下述式(1)所表示之構成單元作為T3體。
[R
1SiO
3/2] (1)
[式(1)中,R
1表示含有陽離子聚合性官能基之基]
[10]如[1]至[4]中任一項所記載之積層膜,其中,上述樹脂層為下述硬化性組成物之硬化物。
硬化性組成物:含有聚有機倍半矽氧烷作為硬化性化合物,該聚有機倍半矽氧烷係於構成單元中含有T3體及T2體者,T3體/T2體(莫耳比)為5以上,且
具有下述式(1)所表示之構成單元及下述式(2)所表示之構成單元作為T3體。
[R
1SiO
3/2] (1)
[式(1)中,R
1表示含有陽離子聚合性官能基之基]
[R
2SiO
3/2] (2)
[式(2)中,R
2表示經取代或未經取代之芳基]
[11]如[9]或[10]所記載之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物A,且相對於上述聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,化合物A之含量為1~100重量份。
[12]如[9]至[11]中任一項所記載之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物A以及含氟自由基聚合性化合物F,且以相對於上述化合物A 1重量份而言為0.05~0.5重量份之比率含有上述化合物F。
[13]如[9]至[12]中任一項所記載之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有分子內具有2個以上陽離子聚合性基之脂肪族化合物B,且相對於上述聚有機倍半矽氧烷100重量份而言,上述化合物B之含量為1~50重量份。
[14]如[13]所記載之積層膜,其中,化合物A與化合物B之含量比(化合物A/化合物B;重量比)為1/0.5~1/10。
[15]如[14]所記載之積層膜,其中,上述硬化觸媒包含陽離子聚合起始劑。
[16]如[14]或[15]所記載之積層膜,其中,上述硬化觸媒包含自由基聚合起始劑。
[17]如[1]至[16]中任一項所記載之積層膜,其中,上述支持體為透明支持體。
[18]一種圖像顯示裝置,其具備[1]至[17]中任一項所記載之積層膜。
[19]一種有機電致發光顯示裝置,其具備[1]至[17]中任一項所記載之積層膜。
[20]一種可撓性顯示器,其具備[1]至[17]中任一項所記載之積層膜。
[21]一種液晶顯示器,其具備[1]至[17]中任一項所記載之積層膜。
[22]一種有機電致發光顯示器,其具備[1]至[17]中任一項所記載之積層膜。
[23]一種可撓性裝置,其含有[18]或[19]所記載之圖像顯示裝置。
[24]一種可撓性裝置,其含有[20]至[22]中任一項所記載之顯示器。
[25]一種可撓性裝置,其具備[1]至[17]中任一項所記載之積層膜。
[26]一種可撓性裝置,其具備[20]所記載之可撓性顯示器。
產業上之可利用性
本發明之積層膜具有較高之表面硬度及優異之彎曲性、彎曲耐久性,並且防污性能不易下降。因此,適宜用作有機EL顯示裝置等可撓性顯示器之表面保護材。
1、2:積層膜
10、20:支持體
11、21、22:樹脂層
[圖1]係表示本發明之積層膜之一實施方式之示意圖(剖視圖)。
[圖2]係表示本發明之積層膜之另一實施方式之示意圖(剖視圖)。
[圖3]係表示本發明之彎曲耐久性之試驗方法(R彎曲方法)(將積層膜以彎曲半徑(R)成為2.5 mm或4.0 mm之方式朝樹脂層之面變凹或變凸之方向彎折180°再伸直之1次動作)之示意圖(側視圖)。
[圖4]係將圖3之(4)放大表示所得之圖。
[圖5]係製造例1中所獲得之含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷之
1H-NMR圖。
[圖6]係製造例1中所獲得之含環氧基低分子量聚有機倍半矽氧烷之
29Si-NMR圖。
[圖7]係製造例2中所獲得之含環氧基高分子量聚有機倍半矽氧烷之
1H-NMR圖。
[圖8]係製造例2中所獲得之含環氧基高分子量聚有機倍半矽氧烷之
29Si-NMR圖。
1:積層膜
10:支持體
11:樹脂層
Claims (14)
- 一種積層膜,其具有支持體、及積層於該支持體之至少一個面之樹脂層,上述樹脂層係含有1種以上硬化性化合物之硬化性組成物之硬化物,且硬化性化合物之至少1種為聚有機倍半矽氧烷(polyorganosilsesquioxane),上述硬化性組成物含有分子內具有1個以上陽離子聚合性基及1個以上自由基聚合性基之化合物,上述硬化性組成物進而含有分子內具有2個以上陽離子聚合性基且不具有環狀結構之脂肪族化合物,且該樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)充分滿足下述(條件1)、(條件2)及(條件3);(條件1)上述積層膜之樹脂層表面之JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(750g負重)的鉛筆硬度為F以上;(條件2)於以上述積層膜之樹脂層之面變凸之方式使上述積層膜彎曲之圓筒形心軸試驗(基於JIS K5600-5-1(1999)中規定之方法)中,彎曲半徑為5mm且樹脂層之面不產生裂痕;(條件3)上述積層膜之樹脂層之面進行耐鋼絲絨試驗前之水接觸角為95°以上,且進行上述試驗後之試驗實施部位之水接觸角為90°以上,該耐鋼絲絨試驗係藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1kg/cm2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次。
- 如請求項1之積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面 積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而充分滿足下述(條件4);(條件4)於下述彎曲耐久性試驗中,至樹脂層產生裂痕為止之動作次數為1萬次以上;彎曲耐久性試驗:將如下動作設為1次,以30~60次/分鐘之速度進行上述動作,該動作係將積層膜以彎曲半徑成為4.0mm之方式自伸直狀態朝樹脂層之面變凸之方向彎折180°後再次伸直。
- 如請求項1或2之積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)進而充分滿足下述(條件5);(條件5)於藉由#0000號之鋼絲絨一面施加1kg/cm2之負重一面對上述樹脂層之表面往復摩擦1000次之耐鋼絲絨試驗中,目視下未產生損傷。
- 如請求項1或2之積層膜,其中,上述樹脂層(於上述支持體之雙面積層有樹脂層之情形時為任一樹脂層)之霧度為1.0%以下。
- 如請求項1或2之積層膜,其霧度為7%以下。
- 如請求項1或2之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有硬化觸媒。
- 如請求項6之積層膜,其中,上述硬化觸媒包含陽離子聚合起始劑。
- 如請求項6之積層膜,其中,上述硬化觸媒包含自由基聚合起始劑。
- 如請求項1或2之積層膜,其中,上述硬化性組成物進而含有含氟自由基聚合性化合物。
- 如請求項1或2之積層膜,其中,上述支持體為透明支持體。
- 一種圖像顯示裝置,其具備請求項1至10中任一項之積層膜。
- 如請求項11之圖像顯示裝置,其為可撓性顯示器。
- 如請求項11之圖像顯示裝置,其為有機電致發光顯示裝置。
- 一種可撓性裝置,其含有請求項11至13中任一項之圖像顯示裝置。
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