WO2017014218A1 - 含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品 - Google Patents

含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品 Download PDF

Info

Publication number
WO2017014218A1
WO2017014218A1 PCT/JP2016/071154 JP2016071154W WO2017014218A1 WO 2017014218 A1 WO2017014218 A1 WO 2017014218A1 JP 2016071154 W JP2016071154 W JP 2016071154W WO 2017014218 A1 WO2017014218 A1 WO 2017014218A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
fluorine
integer
group
containing compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/071154
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
清貴 高尾
星野 泰輝
Original Assignee
旭硝子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭硝子株式会社 filed Critical 旭硝子株式会社
Priority to JP2017529898A priority Critical patent/JPWO2017014218A1/ja
Priority to KR1020177035242A priority patent/KR20180031633A/ko
Publication of WO2017014218A1 publication Critical patent/WO2017014218A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • C08G65/223Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring containing halogens
    • C08G65/226Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring containing halogens containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/043Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/331Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen
    • C08G65/332Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen containing carboxyl groups, or halides, or esters thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/0427Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/046Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention is formed from a fluorine-containing compound, a photocurable composition and a coating liquid containing the fluorine-containing compound, a hard coat layer forming composition comprising the photocurable composition or the coating liquid, and the composition.
  • the present invention relates to an article having a hard coat layer.
  • Optical articles, displays, optical recording media and the like usually have a hard coat layer on the surface for preventing scratches and the like.
  • the article has a characteristic that dirt (fingerprint, sebum, sweat, cosmetics, food, oil-based ink, etc.) is difficult to adhere to the surface and can be easily removed even if the dirt adheres to the surface, that is, antifouling property. It is desirable. For example, if dirt adheres to the surface of the spectacle lens, good visibility is hindered and the appearance is deteriorated. If dirt adheres to the surface of the optical recording medium, there may be a problem in signal recording and reproduction. When dirt adheres to the surface of the display, the visibility is lowered, and the operability is adversely affected in a display with a touch panel.
  • a fluorine-containing compound obtained by reacting triisocyanate, a perfluoropolyether having active hydrogen and a poly (oxyperfluoroalkylene) chain, and a monomer having active hydrogen and a polymerizable carbon-carbon double bond Patent Document 1.
  • a fluorine-containing compound having a terminal CF 3 —, an oxyfluoroalkylene group containing one or more hydrogen atoms, a poly (oxyperfluoroalkylene) chain, and a (meth) acryloyl group Patent Document 2.
  • a fluorine-containing compound having a poly (CH 2 CF 2 CF 2 O) chain and a polymerizable carbon-carbon double bond Patent Document 3).
  • a non-fluorine photopolymerizable compound is usually used in combination.
  • the fluorine-containing compound (1) has insufficient compatibility with the non-fluorine photopolymerizable compound. Therefore, when the composition for forming a hard coat layer containing the fluorine-containing compound and the non-fluorinated photopolymerizable compound (1) is applied to the surface of the substrate, the coating film is likely to be defective, and the appearance of the hard coat layer is It tends to get worse.
  • the composition is stored at a low temperature in order to suppress the polymerization reaction, precipitation occurs.
  • film forming property the property that precipitation is less likely to occur when stored at low temperature is also referred to as “low temperature storage stability”.
  • the fluorine-containing compound (2) Since the fluorine-containing compound (2) has an oxyfluoroalkylene group containing one or more hydrogen atoms, the compatibility with non-fluorine-based photopolymerizable compounds is superior to the fluorine-containing compound (1). Therefore, the composition for forming a hard coat layer containing the fluorine-containing compound and the non-fluorine-based photopolymerizable compound (2) is excellent in film forming properties. However, the composition is still insufficient in low temperature storage stability.
  • the fluorine-containing compound (3) Since the fluorine-containing compound (3) has a poly (CH 2 CF 2 CF 2 O) chain, the compatibility with the non-fluorine-based photopolymerizable compound is superior to the fluorine-containing compound (2). Therefore, the composition for forming a hard coat layer containing the fluorine-containing compound and the non-fluorine-based photopolymerizable compound (3) is excellent in film forming property and low-temperature storage stability. However, the fluorine-containing compound (3) has an FCH 2 — terminal, so that the antifouling property of the hard coat layer is insufficient.
  • the present invention is a fluorine-containing compound that can impart excellent antifouling properties (oil-based ink repellency, fingerprint stain removal property) to an object (such as a hard coat layer) and has high compatibility with non-fluorinated photopolymerizable compounds.
  • a photocurable composition and coating solution that can form an object with excellent antifouling properties, and excellent in film forming properties and low-temperature storage stability; can form a hard coat layer with excellent antifouling properties, and can be formed at low temperatures
  • An object of the present invention is to provide a composition for forming a hard coat layer excellent in storage stability; and an article having a hard coat layer excellent in antifouling property and appearance.
  • the present invention provides a fluorine-containing compound, a photocurable composition, a coating liquid, a composition for forming a hard coat layer, and an article having the following configurations [1] to [13].
  • a fluorine-containing compound which is a compound represented by the following formula (1).
  • D is (R f1 ) e -R 1 -or R f2- ;
  • R f1 is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms;
  • e is an integer of 1 to 3
  • R 1 is an (e + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • R f2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms;
  • m is an integer from 1 to 6, a is an integer of 0 to 200, and when a is 2 or more, (C m F 2m O) a may be composed of two or more types of C m F 2m O different from m
  • n is an integer from 1 to 6
  • i is an integer of 1 to 2n-1
  • b is an integer of 6 to 200
  • d is an integer of 1 or more
  • A is a d-valent organic group having one or more polymerizable carbon-carbon double bonds
  • binding sequence of a number of C m F 2m O and b pieces of C n F 2n-i H i O is not limited.
  • the fluorine-containing compound includes a hydroxy compound represented by D—O — ⁇ (C m F 2m O) a (C n F 2n—i H i O) b ⁇ —H and one or more (meta Any one of [1] to [7], which is a reaction product of a hydroxy compound having an acryloyloxy group and a polyisocyanate having two or more isocyanate groups and having no unreacted isocyanate groups; Fluorine-containing compound.
  • the photocurable composition characterized by the above-mentioned.
  • a coating liquid comprising the photocurable composition according to [10] and a liquid medium.
  • An article comprising a substrate and a hard coat layer formed from the photocurable composition of [10] or the coating liquid of [11].
  • the fluorine-containing compound of the present invention can impart excellent antifouling properties to an object and has high compatibility with non-fluorine photopolymerizable compounds.
  • the photocurable composition and the coating liquid of the present invention can form an object excellent in antifouling property, and are excellent in film forming property and low-temperature storage stability.
  • the composition for forming a hard coat layer of the present invention can form a hard coat layer having excellent antifouling properties, and is excellent in film forming properties and low-temperature storage stability.
  • the article of the present invention has a hard coat layer excellent in antifouling properties and appearance.
  • a compound represented by the formula (1) is referred to as a compound (1).
  • the photocurable composition, the coating liquid, and the hard coat layer forming composition may be collectively referred to as “composition”.
  • “polymerizable carbon-carbon double bond” is also referred to as “polymerizable double bond” unless otherwise specified.
  • the meanings of the following terms in this specification are as follows.
  • “Fluoroalkylene group” means a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group are substituted with fluorine atoms, and “perfluoroalkylene group” means that all of the hydrogen atoms in the alkylene group are substituted with fluorine atoms. Means the group formed.
  • the “perfluoroalkyl group” means a group in which all hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms.
  • the “(meth) acryloyl group” is a general term for an acryloyl group and a methacryloyl group.
  • “Object” means an object to which antifouling property is imparted. Examples of the object include a hard coat layer, a liquid repellent layer, a release layer, and a molded product.
  • the fluorine-containing compound of the present invention is compound (1). [D-O - ⁇ (C m F 2m O) a (C n F 2n-i H i O) b ⁇ -] d A ⁇ (1)
  • R f1 is a C 1-6 perfluoroalkyl group.
  • the perfluoroalkyl group may be linear or branched.
  • R f1 is preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably CF 3 — or CF 3 CF 2 —, and particularly preferably CF 3 — from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to an object.
  • . e is an integer of 1 to 3.
  • e is preferably 1 or 2, and particularly preferably 1, from the viewpoint of ease of production of the compound (1).
  • R 1 is an (e + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the R 1, from the viewpoint of ease of preparation of the compound (1) -CH 2 -, > CH -, - CH 2 CH 2 - are preferred, -CH 2 -, - CH 2 CH 2 - is particularly preferable.
  • Examples of (R f1 ) e —R 1 — include the following groups (g1) to (g3).
  • h1 is an integer of 1 to 3
  • h2 is an integer of 0 to 2
  • h3 is an integer of 1 to 3.
  • (R f1 ) e -R 1- is, from the viewpoint of ease of production of the compound (1), CF 3 CH 2- , (CF 3 ) 2 CH-, CF 3 CF 2 CH 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 — and CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 — are preferred.
  • R f2 is a C 1-6 perfluoroalkyl group.
  • the perfluoroalkyl group may be linear or branched.
  • the number of carbon atoms in R f2 is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1, from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to the object.
  • R f2 is preferably CF 3 —, CF 3 CF 2 —, or CF 3 CF 2 CF 2 — from the viewpoint of easy production of the compound (1).
  • ((For C m F 2m O) a) (C m F 2m O) a confer additional antifouling properties to the object.
  • m is an integer of 1 to 6.
  • m is preferably an integer of 1 to 3, particularly preferably 1 or 2, from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to the object.
  • C m F 2m may be linear or branched. From the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to the object, a straight chain is preferable.
  • Specific examples of the C m F 2m O, CF 2 O, CF 2 CF 2 O, CF 2 CF 2 CF 2 O, CF (CF 3) CF 2 O include CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O or the like It is done.
  • a is an integer of 0 to 200.
  • (C m F 2m O) a may be composed of two or more types of C m F 2m O with different m .
  • a is preferably an integer of 3 or more, more preferably an integer of 4 or more, and particularly preferably an integer of 5 or more from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to the object.
  • the number average molecular weight of the compound (1) is too large, the number of polymerizable double bonds present per unit molecular weight of the compound (1) is decreased, and the wear resistance of the object is lowered.
  • a is preferably an integer of 100 or less, more preferably an integer of 80 or less, and particularly preferably an integer of 60 or less.
  • each C m F 2m O is not limited, and may be bonded randomly, They may be combined alternately or in a block form.
  • CF 2 O and CF 2 CF 2 O are present, CF 2 O and CF 2 CF 2 O may be randomly or alternately arranged, and a block composed of a plurality of CF 2 O and a plurality of CF 2 CF A block composed of 2 O may be connected.
  • (C m F 2m O) a is changed to (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF 2 CF It represents a 2 CF 2 O) a / 2 .
  • a / 2 pieces of (CF 2 CF 2 O) and a / 2 pieces of (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O) are alternately arranged.
  • a is an even number.
  • (C m F 2m O) a is ⁇ (CF 2 O) a1 (CF 2 CF 2 O) a2 ⁇ (provided that a1 is 1 or more from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to an object. It is an integer, a2 is an integer of 1 or more, a1 + a2 is an integer of 2 to 200, and the bonding order of a1 CF 2 O and a2 CF 2 CF 2 O is not limited. . In this case, CF 2 O and CF 2 CF 2 O are preferably bonded at random. ⁇ (CF 2 O) a1 (CF 2 CF 2 O) a2 ⁇ is excellent in mobility, and therefore the lubricity of the object is excellent. In particular, (CF 2 O) a1 is a group having 1 oxygen and having an oxygen atom, and thus is more excellent in mobility.
  • Compound (1) can be produced as a mixture of a plurality of types of compounds in which the number of a in (C m F 2m O) a is different.
  • the average value of a as a mixture is preferably 2 to 100, particularly preferably 4 to 80.
  • n is an integer of 1 to 6.
  • n is preferably an integer of 1 to 3, particularly preferably 1 or 2, from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to an object.
  • C n F 2n-i H i O may be linear or branched. From the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to the object, a straight chain is preferable.
  • i is an integer of 1 to 2n-1.
  • i is preferably an integer of 2 or more (except when n is 1) from the viewpoint of sufficiently imparting compatibility with the non-fluorine-based photopolymerizable compound to the compound (1).
  • i is preferably an integer of n or less from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to an object.
  • C n F Specific examples of 2n-i H i O is, CFHCF 2 O, CH 2 CF 2 O, CF 2 CH 2 O, CH 2 CF 2 CF 2 O, CH 2 CF 2 CH 2 O, CF 2 CF 2 CH 2 O, CF (CF 3) CH 2 O, CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 O, CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 O , and the like.
  • b is an integer of 6 to 200.
  • (C n F 2n-i H i O) b may be composed of two or more different C n F 2n-i H i O in either or both of n and i.
  • b is preferably an integer of 6 or more, more preferably an integer of 10 or more, and particularly preferably an integer of 15 or more, from the viewpoint of sufficiently imparting compatibility with the non-fluorine-based photopolymerizable compound to the compound (1). If the number average molecular weight of the compound (1) is too large, the number of polymerizable double bonds present per unit molecular weight of the compound (1) is reduced, and the wear resistance of the object is lowered.
  • An integer of 100 or less is preferable, an integer of 80 or less is more preferable, and an integer of 60 or less is particularly preferable.
  • each C n F 2n-i H i O has a bonding order of H i O.
  • the two types of C n F 2n-i H i O may be arranged randomly or alternately, and one C n F 2n-i
  • the block composed of a plurality of H i O and the other block composed of a plurality of C n F 2n-i H i O may be connected.
  • (C n F 2n-i H i O) b is changed to (CF 2 CFHO—CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 O) b / 2 .
  • b / 2 pieces of (CF 2 CFHO) and b / 2 pieces of (CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 O) are alternately arranged.
  • b is an even number.
  • Compound (1) may be prepared as a mixture of (C n F 2n-i H i O) a plurality of compounds where the number of b is different in b.
  • the average value of b as a mixture is preferably 6 to 100, particularly preferably 10 to 80.
  • A is a d-valent organic group having one or more polymerizable double bonds.
  • d is an integer of 1 or more, preferably 1 to 4. 1 or 2 is more preferable from the viewpoint of ease of production of the compound (1), and 2 is particularly preferable from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling property to the object.
  • the polymerizable double bond reacts with a photopolymerizable compound described later contained in the composition by light irradiation, and imparts abrasion resistance to the object.
  • the group having a polymerizable double bond include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an allyl group, a styryl group, and a maleimide group.
  • a (meth) acryloyl group is preferable and an acryloyl group is particularly preferable from the viewpoint of sufficiently imparting abrasion resistance to the object.
  • the number of polymerizable double bonds is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 4, and particularly preferably 1 per molecule of the compound (1).
  • Compound (1) is a reaction product of a later-described compound (x) which is a monohydroxy compound, and a compound having a functional group capable of reacting with a hydroxy group and a polymerizable double bond (such as a later-described compound (w)). Or two or more functional groups capable of reacting with an active hydrogen-containing group (compound (y) described later) having an active hydrogen-containing group and a polymerizable double bond (described later). It is preferably a three-component reaction product of a compound having polyisocyanate (z) described below.
  • the compound having a functional group capable of reacting with a hydroxy group and a polymerizable double bond is preferably a compound having one functional group and 1 to 3 (meth) acryloyloxy groups, and (meth) acryloyl chloride. , Glycidyl (meth) acrylate, isocyanate alkyl (meth) acrylate, and the like.
  • a compound having one hydroxy group and 1 to 3 (meth) acryloyloxy groups is preferable.
  • Hydroxyalkyl (meth) acrylate, trimethylol Examples include propane di (meth) acrylate and pentaerythritol triacrylate.
  • the compound having two or more functional groups capable of reacting with the active hydrogen-containing group is preferably a polyisocyanate having 2 to 6 isocyanate groups, more preferably a polyisocyanate having 2 or 3 isocyanate groups, particularly a triisocyanate.
  • A is preferably a portion other than the compound (x) portion (the portion excluding the hydrogen atom of the hydroxy group) in the reaction product.
  • R is a hydrogen atom or a methyl group
  • Ry is a residue obtained by removing a hydroxy group from a monohydroxy compound among compounds (y) having a polymerizable double bond and a hydroxy group, which will be described later.
  • Rz is a residue obtained by removing three isocyanate groups from triisocyanate among polyisocyanates (z) described later.
  • Examples thereof include compounds (11) to (14).
  • (C m F 2m O) a when a is 2 or more (C m F 2m O) a may be composed of two or more types of C m F 2m O different from m , c is 2 or 3, and (C n F 2n-i H i O) c may be composed of two or more different C n F 2n-i H i O in either or both of n and i.
  • ⁇ (C m F 2m O) a ⁇ is a block consisting of a number of C m F 2m O.
  • ⁇ (C n F 2n-i H i O) b ⁇ is a block composed of b C n F 2n-i H i O.
  • ⁇ (C n F 2n-i H i O) c ⁇ is a block composed of c C n F 2n-i H i O.
  • ⁇ (C n F 2n-i H i O) b-c ⁇ is a b-c pieces of C n F 2n-i H i O of blocks.
  • ⁇ (C n F 2n ⁇ i H i O) b ⁇ 1 ⁇ is a block composed of b ⁇ 1 C n F 2n ⁇ i H i O.
  • the compound (11) is preferable from the viewpoint of sufficiently imparting antifouling properties to the object.
  • the compound (12) is preferable from the viewpoint of the antifouling property of the object and the compatibility of the compound (1) with the non-fluorine photopolymerizable compound.
  • the ratio of a and b represented by a / b is preferably 20/1 to 1/20, particularly preferably 10/1 to 1/10. When a / b is within the above range, the balance between the antifouling property of the object and the compatibility of the compound (1) with the non-fluorine photopolymerizable compound is excellent.
  • the number average molecular weight of the compound (1) is preferably 1,200 to 8,000, more preferably 1,200 to 7,000, and particularly preferably 1,200 to 5,000. If the number average molecular weight is within this range, the object (hard coat layer, etc.) can be sufficiently imparted with antifouling properties and abrasion resistance, and the composition (1) can be compatible with other components in the composition. Excellent.
  • the number average molecular weight of the compound (1) is a number average molecular weight in terms of polymethyl methacrylate determined by gel permeation chromatography (GPC).
  • Compound (1) can be produced, for example, by reacting compound (x) with a precursor of A. D-O - ⁇ (C m F 2m O) a (C n F 2n-i H i O) b ⁇ -H ⁇ (x) However, D, m, a, n, i and b are the same as D, m, a, n, i and b in the formula (1).
  • the compound (x) is a monohydroxy compound
  • the precursor of A to be reacted with the compound (x) is a monofunctional compound
  • the compound (1) in which d is 1 can be produced.
  • the precursor of A is a polyfunctional compound
  • a compound (1) having d of 2 or more can be produced.
  • the precursor of A is two or more kinds of compounds
  • a compound (1) in which d is 1 or a compound (1) in which d is 2 or more can be produced, and a compound in which d is 1 ( It is also possible to produce a mixture of 1) and compound (1) in which d is 2 or more.
  • Compound (1) is produced, for example, by reacting compound (x) with compound (w) having a group capable of reacting with a hydroxy group and a polymerizable double bond.
  • the compound (w) is a compound having at least one group capable of reacting with a hydroxy group and having at least one polymerizable double bond.
  • a compound (1) in which d is 1 can be produced, and when there are two or more groups that can react with a hydroxy group, a compound (1 ) Can be manufactured.
  • the number of groups capable of reacting with the hydroxy group in the compound (w) is preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • the number of polymerizable double bonds is preferably 1 to 3, and particularly preferably 1.
  • the compound (w) is preferably a compound having a (meth) acryloyloxy group, and particularly preferably a compound having an acryloyloxy group.
  • the functional group capable of reacting with a hydroxy group include a carboxy group, a reactive derivative group thereof (such as an acyl halide group), an epoxy group, and an isocyanate group.
  • Examples of the compound (w) include (meth) acryloyl chloride, epoxyalkyl (meth) acrylate, isocyanate alkyl (meth) acrylate, and the like. Specific examples of the compound (w) include the following compounds.
  • R is a hydrogen atom or a methyl group
  • Ep is an epoxy group.
  • a basic compound is used.
  • a urethanization catalyst is used.
  • an additive necessary for production hereinafter, also referred to as “manufacturing additive”.
  • the manufacturing additive include a polymerization inhibitor.
  • the compound (x) is reacted with an excess equivalent amount of the compound (w) to react substantially all the compound (x) with the compound (w), and if necessary, the unreacted compound (w) is converted from the reaction product. It is preferable to remove.
  • Compound (1) can also be produced by combining compound (x) with a compound having a polymerizable double bond and a reactive group via a polyfunctional compound that can link both compounds.
  • the polyfunctional compound is preferably a compound having two or more isocyanate groups (hereinafter referred to as polyisocyanate (z)), and the compound having a polymerizable double bond and a reactive group is preferably a polymerizable double bond.
  • a compound having a bond and an active hydrogen-containing group hereinafter referred to as compound (y) is preferred.
  • the compound (y) is a compound having one or more active hydrogen-containing groups and one or more polymerizable double bonds.
  • the active hydrogen-containing group include a hydroxy group, a primary amino group, a secondary amino group, and a carboxy group. Is mentioned.
  • the active hydrogen-containing group is preferably a hydroxy group.
  • the number of active hydrogen-containing groups in one molecule is preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • the number of polymerizable double bonds in one molecule is preferably 1 to 3, particularly preferably 1.
  • a compound having one hydroxy group and 1 to 3 (meth) acryloyloxy groups is preferable, and hydroxyalkyl (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( And (meth) acrylate.
  • the compound having an active hydrogen-containing group other than a hydroxy group include aminoalkyl (meth) acrylates such as 2-aminoethyl acrylate.
  • the polyisocyanate (z) is a compound having two or more isocyanate groups, preferably a compound having 2 to 4 isocyanate groups, and particularly preferably triisocyanate.
  • polyisocyanate (z) Since polyisocyanate (z) is multifunctional, there are a plurality of reaction products of compound (x), compound (y) and polyisocyanate (z) even if compound (y) is monofunctional. It tends to be a mixture of these compounds.
  • the reaction product having the residue of compound (x) and the residue of compound (y) is compound (1), and the compound having only one of the residues is not compound (1). It is a reaction product.
  • the reaction product composed of the residue of the compound (x), one of the residues of the compound (y) and the residue of the polyisocyanate (z) is referred to as a by-product (v).
  • the compound having the residue of the compound (y) is a compound having a polymerizable double bond, and thus is a photopolymerizable compound and may be contained in the compound (1).
  • the effect on the physical properties of the photocurable composition is relatively small.
  • the compound having the residue of the compound (x) in the by-product (v) is a compound having no polymerizable double bond, and thus is similar to the compound (1) including the unreacted compound (x).
  • the effect on the physical properties of the photocurable composition is relatively large. Therefore, in this production method, it is preferable to use a method that produces less by-product (v), and in particular, a method that produces less of the by-product (v) having a compound (x) residue.
  • an intermediate reaction product having an isocyanate group is produced by reacting compound (x) with an excess equivalent amount of polyisocyanate (z), and then an equivalent amount or more of compound (y) is reacted with the intermediate reaction product.
  • a method of producing a reaction product having no isocyanate group is preferred.
  • polyisocyanate (z) whose number of isocyanate groups is 3 or more.
  • the compound (y) is a monohydroxy compound and the polyisocyanate (z) is triisocyanate, it is considered that the following compound is generated as a reaction product.
  • the compounds represented by the formulas (1-1) and (1-2) are the compounds (1), and the compounds represented by the formulas (2) and (3) are by-products (v ).
  • Rx—C ( ⁇ O) NH—Rz— (NHC ( ⁇ O) O—Ry) 2 (1-1) (Rx—C ( ⁇ O) NH) 2 —Rz—NHC ( ⁇ O) O—Ry (1-2) (Rx—C ( ⁇ O) NH) 3 —Rz (2) Rz- (NHC ( O) O-Ry) 3 (3)
  • Rx is a residue obtained by removing the hydroxy group from the compound (x)
  • Ry is a residue obtained by removing the hydroxy group from the compound (y) which is a monohydroxy compound
  • Rz is triisocyanate. It is a residue obtained by removing an isocyanate group from polyisocyanate (z).
  • the reaction product obtained by the above production method is usually a mixture containing the compound (1-1) and the compound (1-2), and optionally contains the compound (2) or the compound (3).
  • a compound having a high content of compound (2) is not preferred, and there is little problem even if the content of compound (3) is large to some extent.
  • the fluorine-containing compound contained in the photocurable composition of the present invention may be a fluorine-containing compound in the above mixture.
  • the photocurable composition containing the fluorine-containing compound of the present invention also means a photocurable composition containing the reaction product.
  • the reaction when the compound (x) or the compound (y) is reacted with the polyisocyanate (z) or the intermediate reaction product having the isocyanate group, the reaction is performed in the presence of a reaction catalyst such as a urethanization catalyst. Can be done. Moreover, it can also be made to react in presence of manufacturing additives, such as a polymerization inhibitor. Further, when the unreacted compound (x) remains in the compound (1), the compound (x) also remains in the finally obtained composition. Since the compound (x) has low compatibility with other components, when the compound (x) remains in the composition, the composition may become cloudy.
  • a reaction catalyst such as a urethanization catalyst.
  • manufacturing additives such as a polymerization inhibitor
  • the compound (x) and excess polyisocyanate (z) are reacted so that the unreacted compound (x) does not remain, and after the compound (x) is completely consumed, the remaining isocyanate It is preferable to react the compound (y) with an equivalent amount or more with respect to the group.
  • the mass ratio between the compound (x) and the compound (y) may be appropriately set according to the properties (antifouling property, abrasion resistance, etc.) required for the object. From the viewpoint of the balance between antifouling property and abrasion resistance imparted to the object, the mass ratio of the compound (x) to the compound (y) is preferably 9: 1 to 5: 5, and 8: 2 to 6 : 4 is particularly preferable.
  • Examples of the compound (x) include compounds (x1) to (x4). D-O - ⁇ (C m F 2m O) a ⁇ - ⁇ (C n F 2n-i H i O) b ⁇ -H ⁇ (x1) D-O - ⁇ (C n F 2n-i H i O) c ⁇ - ⁇ (C m F 2m O) a ⁇ - ⁇ (C n F 2n-i H i O) b-c ⁇ -H ⁇ (X2) D-O- ⁇ (C n F 2n-i H i O) b-1 ⁇ - ⁇ (C m F 2m O) a ⁇ - ⁇ C m-1 F 2 (m-1) CH 2 O ⁇ -H ...
  • Compound (x1) can be obtained, for example, as compound (x11) by subjecting compound (20) to addition reaction with compound (21) in the presence of a basic compound.
  • CF 2 CF—O—CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 —OH
  • b is an odd number of 7 or more.
  • Specific examples of the compound (20) include the following. CF 3 —O — ⁇ (CF 2 CF 2 O) a ⁇ —CF 2 CH 2 —OH, CF 3 —O — ⁇ (CF 2 O) a1 (CF 2 CF 2 O) a2 ⁇ —CF 2 CH 2 —OH, CF 3 CF 2 CF 2 —O — ⁇ (CF 2 CF 2 CF 2 O) a ⁇ —CF 2 CF 2 CH 2 —OH, CF 3 CF 2 CF 2 —O — ⁇ (CF (CF 3 ) CF 2 O) a ⁇ —CF (CF 3 ) CH 2 —OH, CF 3 —O — ⁇ (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF 2 CF 2 O) (a-1) / 2 —CF 2 CF 2 O ⁇ —CF 2 CF 2 CH 2 —OH (provided that , A is an odd number of 3 or more).
  • Compound (20) can be produced by the method described in International Publication No. 2009/008380, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-116947, and the like.
  • Compound (21) can be produced, for example, by reducing compound (22) with a reducing agent (such as sodium borohydride).
  • a reducing agent such as sodium borohydride.
  • Compound (x1) is obtained as compound (x12) by the following method, for example.
  • Compound (24) is obtained by subjecting compound (20) to addition reaction of compound (23) (2,2,3,3-tetrafluorooxetane) in the presence of a basic compound.
  • the compound (26) is obtained by reacting the compound (24) with the compound (25).
  • R 2 is an alkyl group.
  • the compound (x12) is obtained by reducing the compound (26) with a reducing agent (such as sodium borohydride).
  • a reducing agent such as sodium borohydride.
  • Specific examples of the compound (27) include the following. CF 3 CF 2 CF 2 —O— ⁇ CFHCF 2 O—CH 2 CF 2 O ⁇ — ⁇ (CF 2 O) a1 (CF 2 CF 2 O) a2 ⁇ —CF 2 CH 2 —OH.
  • Compound (27) can be produced by the method described in Patent Document 2 and the like.
  • Compound (x3) is obtained as compound (x31) by the following method, for example.
  • Compound (29) is obtained by subjecting compound (28) to the addition reaction of compound (21) in the presence of a basic compound.
  • D-OH (28) D—O — ⁇ (CF 2 CFHO—CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 O) (b-2) / 2 ⁇ —H (29)
  • D is (R f1 ) e -R 1-
  • b is an even number of 6 or more.
  • Specific examples of the compound (28) include the following. CF 3 CH 2 —OH, (CF 3 ) 2 CH—OH, CF 3 CF 2 CH 2 —OH, CF 3 CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 —OH, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 -OH.
  • the compound (x31) is obtained by reacting the compound (29) with the compound (30).
  • L-CH 2 C m-1 F 2 (m-1) O - ⁇ (C m F 2m O) a ⁇ -C m-1 F 2 (m-1) CH 2 -OH ⁇ (30) D—O — ⁇ (CF 2 CFHO—CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 O) (b-2) / 2 —CH 2 C m ⁇ 1 F 2 (m ⁇ 1) O ⁇ — ⁇ (C m F 2m O) a ⁇ - ⁇ C m-1 F 2 (m-1) CH 2 O ⁇ -H (x31)
  • L is a leaving group.
  • L includes, for example, a tosyl group, a trifluor group, and a nonaflu group.
  • Compound (30) can be produced by producing compound (31) by the method described in JP 2011-116947 A and the like, and substituting one hydroxy group with a leaving group L.
  • Compound (x3) is obtained as compound (x32) by the following method, for example.
  • Compound (32) is obtained by subjecting compound (28) to addition reaction with compound (23) in the presence of a basic compound.
  • the compound (33) is obtained by reacting the compound (32) with the compound (25). D—O — ⁇ (CH 2 CF 2 CF 2 O) b-3 ⁇ —CH 2 CF 2 C ( ⁇ O) OR 2 (33)
  • Compound (34) is obtained by reducing compound (33) with a reducing agent (such as sodium borohydride).
  • a reducing agent such as sodium borohydride.
  • the compound (x32) is obtained by reacting the compound (34) with the compound (30).
  • L is a leaving group.
  • Compound (x4) is, for example, the same as the production method of compound (29) in the production method (part 1) of compound (x3) or the production method of compound (34) in the production method (part 2) of compound (x3) Thus, it can be produced as a compound (x41) or a compound (x42).
  • the number average molecular weight of the compound (x) is preferably 1,000 to 6,000, more preferably 1,000 to 5,000, and particularly preferably 1,200 to 4,000. If the number average molecular weight of the compound (x) is within this range, the object can be sufficiently imparted with antifouling properties, and the compound (x) is excellent in compatibility with other components in the composition.
  • the number average molecular weight of the compound (x) is compared with the outflow time of polymethyl methacrylate by GPC, or the integral ratio of the internal standard substance and the terminal functional group of the compound (x) is compared by a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR). Is required.
  • the compound (y) is a compound having a polymerizable double bond and an active hydrogen-containing group as described above.
  • a compound having one hydroxy group and one (meth) acryloyloxy group is particularly preferable. Specific examples include hydroxyalkyl (meth) acrylate and polyoxyalkylene glycol mono (meth) acrylate.
  • the compound (y) is more preferably a hydroxyalkyl (meth) acrylate having a hydroxyalkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a hydroxyalkyl acrylate having a linear hydroxyalkyl group having a hydroxy group at the terminal.
  • R is a hydrogen atom or a methyl group
  • j is an integer of 2 to 10
  • k is an integer of 2 to 20.
  • Polyisocyanate (z) is a compound having two or more isocyanate groups.
  • the isocyanate group reacts with the hydroxy group of compound (x) or the active hydrogen-containing group of compound (y) to incorporate the structure of polyisocyanate (z) as part of the structure of compound (1).
  • the number of isocyanate groups is preferably 2 to 4, particularly preferably 3.
  • the polyisocyanate (z) is preferably an aliphatic diisocyanate, an alicyclic diisocyanate, an aromatic diisocyanate in which an isocyanate group is not directly bonded to an aromatic ring, or a triisocyanate or tetraisocyanate which is a modified product thereof.
  • modified products include isocyanurate-modified products, burette-modified products, triol-modified products, and tetraol-modified products.
  • diisocyanate examples include diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate.
  • diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate.
  • triisocyanate examples include the following. Isocyanurate-modified alkylene diisocyanate represented by the following formula (4-1) (cyclic trimer of alkylene diisocyanate), Isocyanurate-modified tolylene diisocyanate (cyclic trimer of tolylene diisocyanate) represented by the following formula (4-2): Isocyanurate-modified isophorone diisocyanate represented by the following formula (4-3) (cyclic trimer of isophorone diisocyanate), A burette-modified alkylene diisocyanate represented by the following formula (4-4): Glycerol-modified alkylene diisocyanate represented by the following formula (4-5). However, s, t and u are each independently an integer of 2 to 10.
  • the fluorine-containing compound of the present invention has CF 3-at the terminal, the surface energy of the surface of the object (hard coat layer, etc.) is lowered, and as a result, excellent antifouling property can be imparted to the object. . Further, if the fluorine-containing compound of the present invention further comprises a (C m F 2m O) a , can be further impart excellent antifouling properties to the object.
  • the photocurable composition of the present invention comprises the fluorine-containing compound of the present invention (compound (1)), a photopolymerizable compound (excluding the fluorine-containing compound of the present invention), and a photopolymerization initiator. (However, liquid medium is not included.)
  • the photocurable composition of this invention may further contain the additive for photocurable compositions as needed.
  • a photopolymerizable compound is a compound having one or more polymerizable double bonds that initiates a polymerization reaction by irradiation with light in the presence of a photopolymerization initiator described later.
  • the photopolymerizable compound may be a non-fluorine photopolymerizable compound or a fluorine-containing photopolymerizable compound (excluding the fluorine-containing compound of the present invention). From the viewpoint of excellent raw material availability and economy, non-fluorine photopolymerizable compounds are preferred.
  • photopolymerizable compound examples include polyfunctional compounds (compounds having two or more polymerizable double bonds) or monofunctional compounds (compounds having one polymerizable double bond).
  • Photopolymerizable compounds include (meth) acrylic acid monoesters and polyesters, reaction products of (meth) acrylates having hydroxy groups and polyisocyanates, hydroxy compounds having no polymerizable double bonds, and hydroxy groups.
  • a reaction product of (meth) acrylate and polyisocyanate is exemplified.
  • Specific examples include a polyester of polyol and (meth) acrylic acid, a reaction product of polyol, polyisocyanate and hydroxyalkyl (meth) acrylate, and a reaction product of hydroxyalkyl (meth) acrylate and polyisocyanate.
  • Examples include functional compounds.
  • Examples of the polyol include a polyol having a heterocyclic ring such as an aliphatic polyol, an alicyclic polyol, and tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate.
  • Examples of the polyisocyanate include the polyisocyanate (z).
  • the photopolymerizable compound may have a functional group inactive to the photopolymerization reaction such as a hydroxy group.
  • At least a part of the photopolymerizable compound contained in the photocurable composition is a polyfunctional compound from the viewpoint of imparting abrasion resistance to an object (such as a hard coat layer).
  • the number of polymerizable double bonds in one molecule of the polyfunctional compound is preferably 3-6.
  • a photopolymerizable compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • Photopolymerization initiator examples include known photopolymerization initiators such as aryl ketone photopolymerization initiators (acetophenones, benzophenones, alkylaminobenzophenones, benzyls, benzoins, benzoin ethers, benzyldimethylketals, Benzoylbenzoates, ⁇ -acyloxime esters, etc.), sulfur-containing photopolymerization initiators (sulfides, thioxanthones, etc.), acylphosphine oxides (acyl diarylphosphine oxide, etc.), and other photopolymerization initiators.
  • a photoinitiator may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the photopolymerization initiator may be used in combination with a photosensitizer such as amines.
  • Additives for photocurable compositions include colloidal silica, photosensitizers, UV absorbers, light stabilizers, thermosetting stabilizers, antioxidants, leveling agents, antifoaming agents, thickeners, antisettling agents Pigments, dyes, dispersants, antistatic agents, surfactants (antifogging agents, leveling agents, etc.), metal oxide particles, various resins (epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyurethane resins, etc.) and the like.
  • composition of photocurable composition The content of the fluorine-containing compound of the present invention in the photocurable composition is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.02 to 4% by mass with respect to the photocurable composition, and 0.05 ⁇ 3% by weight is particularly preferred.
  • the photocurable composition is excellent in low-temperature storage stability, appearance of an object (such as a hard coat layer), wear resistance, and antifouling properties.
  • the content of the photopolymerizable compound in the photocurable composition is preferably 20 to 99.99% by mass, more preferably 50 to 99.99% by mass, and more preferably 60 to 99.99% with respect to the photocurable composition. More preferably, it is 80% to 99.99% by weight. If content of a photopolymerizable compound is in the said range, it will be excellent in the low temperature storage stability of a photocurable composition, the external appearance of a target object, abrasion resistance, and antifouling property.
  • the content of the photopolymerization initiator in the photocurable composition is preferably 1 to 15% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and particularly preferably 3 to 10% by mass with respect to the photocurable composition. If content of a photoinitiator is in the said range, it is excellent in compatibility with a photopolymerizable compound. Moreover, it is excellent in the sclerosis
  • the content of the photocurable composition additive in the photocurable composition is preferably 0.5 to 20% by mass with respect to the photocurable composition. 1 to 15% by mass is more preferable, and 1 to 10% by mass is particularly preferable.
  • the photocurable composition of the present invention comprises by-products generated during the production of the fluorine-containing compound of the present invention, unreacted raw materials (compound (x), compound (y), polyisocyanate (z), etc.), It may contain impurities such as production additives (polymerization inhibitors, etc.) used in the production of the fluorine-containing compound of the invention.
  • impurities such as production additives (polymerization inhibitors, etc.) used in the production of the fluorine-containing compound of the invention.
  • the compound (x) has insufficient compatibility with other components, and therefore the composition may become cloudy when the compound (x) remains in the composition. Therefore, the content of the compound (x) is preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% by mass or less, with respect to the fluorine-containing compound of the present invention.
  • polyisocyanate (z) is highly reactive with other components, and therefore when the polyisocyanate (z) remains in the composition, the storage stability of the composition is lowered. Therefore, the content of polyisocyanate (z) is preferably 4% by mass or less, particularly preferably 1% by mass or less, with respect to the fluorine-containing compound of the present invention. Impurities are identified and quantified by 1 H-NMR and 19 F-NMR or gas chromatography.
  • the coating liquid of the present invention contains the photocurable composition of the present invention and a liquid medium.
  • the coating liquid of the present invention is prepared for easy application of the photocurable composition of the present invention to a substrate.
  • an organic solvent is preferable.
  • an organic solvent having a boiling point suitable for the coating method is preferable.
  • the organic solvent may be a fluorinated organic solvent, a non-fluorinated organic solvent, or a combination of both solvents.
  • the liquid medium is selected from the group consisting of fluoroalkanes, fluoroaromatic compounds, fluoroalkyl ethers, fluoroalcohols, compounds consisting only of hydrogen atoms and carbon atoms, and compounds consisting only of hydrogen atoms, carbon atoms and oxygen atoms.
  • At least one organic solvent is preferred, and a fluorine-based organic solvent selected from fluoroalkanes, fluoroaromatic compounds, fluoroalkyl ethers and fluoroalcohols is particularly preferred.
  • the liquid medium is selected from the group consisting of fluoroalkanes, fluoroaromatic compounds, fluoroalkyl ethers, fluoroalcohols, and compounds consisting only of hydrogen atoms, carbon atoms and oxygen atoms from the viewpoint of enhancing the solubility of fluorine-containing compounds. What contains 90 mass% or more of the whole liquid medium in total is preferably included.
  • the content of the liquid medium in the coating liquid is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and particularly preferably 20 to 60% by mass.
  • composition for forming a hard coat layer of the present invention comprises the photocurable composition of the present invention or the coating liquid of the present invention. Since the photocurable composition and the coating liquid of the present invention do not require heating when the coating film formed from them is cured, a hard coat layer is formed on a substrate made of a resin having lower heat resistance than glass or the like. It is used suitably when forming.
  • the article of the present invention has a base material and a hard coat layer formed from the composition for forming a hard coat layer of the present invention.
  • the hard coat layer may be directly formed on at least one surface of the substrate, or may be formed on at least one surface of the substrate via a primer layer described later.
  • the thickness of the hard coat layer is preferably from 0.5 to 20 ⁇ m, particularly preferably from 1 to 15 ⁇ m, from the viewpoints of wear resistance and antifouling properties.
  • the base material is a main body part of various articles (optical lenses, displays, optical recording media, etc.) that require wear resistance and antifouling property, or a member constituting the surface of the article.
  • the material for the surface of the substrate include metals, resins, glass, ceramics, stones, and composite materials thereof.
  • As a material for the surface of the substrate in the optical lens, display, or optical recording medium glass or a transparent resin substrate is preferable.
  • the article of the present invention may further have a primer layer between the substrate and the hard coat layer from the viewpoint of improving the adhesion between the substrate and the hard coat layer.
  • the primer layer include known ones.
  • the primer layer is formed, for example, by applying a primer layer forming composition containing a liquid medium to the surface of the substrate and evaporating and removing the liquid medium.
  • the hard coat layer forming composition contains a liquid medium, the liquid medium is removed, A step of forming a hard coat layer by photocuring.
  • Example 1 and 2 are examples, and examples 3 to 5 are comparative examples.
  • AK-225 a mixture of CF 3 CF 2 CHCl 2 and CClF 2 CF 2 CHClF (Asahi Kulin (registered trademark) AK-225, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), TMS: Tetramethylsilane, L: liter, Mn: Number average molecular weight.
  • (possible): The oil-based ink is not repelled in a ball shape but is repelled in a linear shape, and the line width is 50% or more and less than 100% of the width of the pen tip of the felt pen.
  • X (defect): The oil-based ink is not repelled in a ball shape or a linear shape, and a clean line can be drawn on the surface.
  • ⁇ (Good) The difference between the water contact angle and the oleic acid contact angle from the initial contact angle obtained by the following formula is less than 10%.
  • ⁇ (possible) Either the water contact angle or the oleic acid contact angle is less than 10% of the difference from the initial contact angle obtained by the following formula.
  • Difference from initial contact angle (%) (initial contact angle ⁇ contact angle after wear resistance test) / initial contact angle ⁇ 100
  • Example 1 (Example 1-1) To a 500 mL three-necked flask, 16.5 g of sodium borohydride and 200 g of AK-225 were added and stirred in an ice bath. To this, a mixture of 200 g of compound (22) and 27.2 g of methanol was slowly added dropwise so that the internal temperature did not exceed 15 ° C. After dropwise addition of the entire amount, the mixture was stirred for 2 hours while still in an ice bath. The reaction was terminated by adding 250 mL of 2N HCl. The reaction solution was washed 3 times with water and saturated brine.
  • Example 1-2 Compound (20-1) was obtained according to the method described in International Publication No. 2009/008380.
  • Example 1-3 Into a 100 mL eggplant flask connected with a reflux condenser, 22 g of the compound (21) obtained in Example 1-1 and 10 g of the compound (20-1) obtained in Example 1-2 were introduced. 47 g was added. After stirring at 60 ° C. for 8 hours under a nitrogen atmosphere, 1.74 g of potassium carbonate powder was added, followed by stirring at 80 ° C. for 2 hours and further stirring at room temperature for 24 hours. An aqueous hydrochloric acid solution was added to treat excess potassium carbonate, and water and AK-225 were added to carry out a liquid separation treatment. After washing with water three times, the organic phase was recovered and concentrated with an evaporator to obtain 32.65 g of a highly viscous product.
  • Example 1-4 A polyisocyanate (z-1) (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., Sumidur N3300, isocyanate group content: 21.8%, formula) into a 100 mL two-necked flask equipped with a dropping funnel, condenser, thermometer, and stirring device 366 mg of the isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate represented by (4-1) is added to a fluorine-based organic solvent (Nippon Zeon Co., Ltd., Zeolora (registered trademark) H, 1,1,2,2,3,4,4-).
  • a fluorine-based organic solvent Naippon Zeon Co., Ltd., Zeolora (registered trademark) H, 1,1,2,2,3,4,4-).
  • Heptafluorocyclopentane is dissolved in 5.9 g, 1.5 mg of dibutyltin dilaurate (Tokyo Kasei Co., Ltd.) is added, and 911 mg of compound (x11-1) is added to 1 while stirring at 40 ° C. in a nitrogen atmosphere. The solution was added dropwise over time and stirred for 1 hour. 194 mg of compound (y-1) (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light ester HOA, 2-hydroxyethyl acrylate) was added dropwise over 30 minutes and stirred for 4 hours. It was confirmed by the infrared absorption spectrum that the absorption of the isocyanate group completely disappeared. Dibutylhydroxytoluene 0.2 mg was added to obtain a reaction product.
  • dibutyltin dilaurate Tokyo Kasei Co., Ltd.
  • Example 1-5 In a 10 mL vial, 50 mg of the reaction product, 200 mg of a photopolymerizable compound (Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light acrylate PE-4A, pentaerythritol tetraacrylate), 200 mg of a non-fluorinated organic solvent (propylene glycol monomethyl ether) , 0.1 mg of a photopolymerization initiator (2-methyl-1- ⁇ 4- (methylthio) phenyl ⁇ -2-morpholinopropan-1-one) was added and stirred for 1 hour at room temperature and in the dark. A composition for forming a hard coat layer was obtained.
  • a photopolymerizable compound Keroeisha Chemical Co., Ltd., light acrylate PE-4A, pentaerythritol tetraacrylate
  • a non-fluorinated organic solvent propylene glycol monomethyl ether
  • a photopolymerization initiator 2-methyl-1- ⁇ 4
  • Example 1-6 The composition for forming a hard coat layer was applied to the surface of a polyethylene terephthalate substrate by bar coating to form a coating film, and dried on a hot plate at 50 ° C. for 1 minute to form a dry film on the surface of the substrate.
  • a high pressure mercury lamp was used to irradiate ultraviolet rays (light quantity: 300 mJ / cm 2 , ultraviolet integrated energy amount of wavelength 365 nm) to form a hard coat layer having a thickness of 5 ⁇ m on the surface of the substrate.
  • Table 2 shows the evaluation results of the hard coat layer forming composition and the hard coat layer.
  • Example 2 (Example 2-1) To a 100 mL eggplant flask connected with a reflux condenser was charged 0.36 g of compound (28-1) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-1-octanol). 0.14 g was added. After stirring at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere, the mixture was cooled to 0 ° C., 1.3 g of Compound (23) (manufactured by Daikin Industries, Ltd., 2,2,3,3-tetrafluorooxetane) was added, and the mixture was further cooled to 0 ° C. For 24 hours.
  • compound (28-1) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-1-octanol
  • 0.14 g was added. After stirring at room temperature for 30 minutes under a nitrogen atmosphere, the mixture was cooled to 0 ° C.
  • Example 2-2 In a 100 mL eggplant flask, 1.6 g of compound (33-1) was added, 80 mg of sodium borohydride was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours under a nitrogen atmosphere. 10% hydrochloric acid was added until the solution was acidic. After dilution with 100 mL of AK-225, it was washed twice with 20 mL of water. The organic phase was collected, concentrated with an evaporator, and vacuum dried to obtain 1.6 g of compound (x42-1). CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 —O — ⁇ (CH 2 CF 2 CF 2 O) b 3 —CH 2 CF 2 CH 2 O ⁇ —H (x42-1)
  • Example 2-3 As shown in Table 1, except that the types and amounts of the raw materials were changed, a fluorine-containing compound-containing composition was obtained in the same manner as in Example 1, and then a hard coat layer forming composition and a hard coat layer were obtained. Table 2 shows the evaluation results of the hard coat layer forming composition and the hard coat layer.
  • Example 3 As shown in Table 1, except that the kind and amount of the raw material were changed, the reaction product was obtained in the same manner as in Example 1, and then a hard coat layer forming composition and a hard coat layer were obtained. Table 2 shows the evaluation results of the hard coat layer forming composition and the hard coat layer.
  • Example 4 Compound (35) was obtained according to the method described in Example 2 of Patent Document 3.
  • F (CH 2 CF 2 CF 2 O) b2 CH 2 CF 2 CH 2 OH (35) Average value of b2: 6, number average molecular weight: 894.
  • Example 1 As shown in Table 1, a reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of raw materials were changed, and then a hard coat layer forming composition and a hard coat layer were obtained. Table 2 shows the evaluation results of the hard coat layer forming composition and the hard coat layer.
  • Example 5 Compound (27-1) was obtained according to the method described in Example 1-1 of Patent Document 2.
  • Example 1 As shown in Table 1, a reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of raw materials were changed, and then a hard coat layer forming composition and a hard coat layer were obtained. Table 2 shows the evaluation results of the hard coat layer forming composition and the hard coat layer.
  • the fluorine-containing compounds of Examples 1 and 2 have (C n F 2n-i H i O) b and have CF 3-at the terminal, low-temperature storage stability of the composition for forming a hard coat layer
  • the hard coat layer was excellent in antifouling property and appearance.
  • the fluorine-containing compound of Example 1, (C m F 2m O) for further has a a, antifouling hard coat layer (oil ink repellency) were particularly excellent.
  • the fluorine-containing compound of Example 3 does not have (C n F 2n-i H i O) b , the compatibility with the non-fluorine-based photopolymerizable compound is insufficient, and the hard coat layer forming composition Room temperature and low-temperature storage stability were insufficient, and the appearance of the hard coat layer was insufficient. Since the fluorine-containing compound of Example 4 did not have CF 3 — at the terminal, the antifouling property of the hard coat layer was insufficient.
  • the fluorine-containing compound of Example 5 has (C n F 2n-i H i O) b , but the number thereof is insufficient, so that the low-temperature storage stability of the composition for forming a hard coat layer is insufficient. It was enough.
  • the fluorine-containing compound of the present invention can be suitably used for imparting excellent antifouling properties to an object (such as a hard coat layer).
  • the photocurable composition or coating liquid containing the fluorine-containing compound of the present invention can impart excellent antifouling properties to the input surface of the touch panel.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

対象物(ハードコート層等)に優れた防汚性(油性インクはじき性、指紋汚れ除去性)を付与でき、非フッ素系光重合性化合物との相溶性が高い含フッ素化合物の提供。 [D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-]Aで表される含フッ素化合物。ただし、Dは炭素数1~6のペルフルオロアルキル基等であり、mは1~6の整数であり、aは0~200の整数であり、nは1~6の整数であり、iは1~2n-1の整数であり、bは6~200の整数であり、dは1以上の整数であり、Aは1個以上の重合性炭素-炭素二重結合を有するd価の有機基である。

Description

含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品
 本発明は、含フッ素化合物、該含フッ素化合物を含む光硬化性組成物およびコーティング液、ならびに該光硬化性組成物または該コーティング液からなるハードコート層形成用組成物および該組成物から形成したハードコート層を有する物品に関する。
 光学物品、ディスプレイ、光記録媒体等は、通常、傷つき等を防止するためのハードコート層を表面に有する。
 また、該物品には、汚れ(指紋、皮脂、汗、化粧品、食品、油性インク等)が表面に付着しにくく、汚れが表面に付着しても容易に除去できる特性、すなわち防汚性を有することが望まれる。たとえば、メガネレンズの表面に汚れが付着すると、良好な視界を妨げ、見栄えを悪くする。光記録媒体の表面に汚れが付着すると、信号の記録および再生に障害が発生することがある。ディスプレイの表面に汚れが付着すると、視認性が低下し、タッチパネル付きディスプレイにおいては操作性に悪影響を及ぼす。
 ハードコート層に防汚性を付与できる含フッ素化合物としては、下記のものが提案されている。
 (1)トリイソシアネートと、活性水素およびポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖を有するペルフルオロポリエーテルと、活性水素および重合性炭素-炭素二重結合を有するモノマーとを反応させて得られた含フッ素化合物(特許文献1)。
 (2)末端CF-、水素原子を1個以上含むオキシフルオロアルキレン基、ポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖、および(メタ)アクリロイル基を有する含フッ素化合物(特許文献2)。
 (3)ポリ(CHCFCFO)鎖、および重合性炭素-炭素二重結合を有する含フッ素化合物(特許文献3)。
特許第3963169号公報 国際公開第2015/056731号 米国特許出願公開第2014/0123876号明細書
 (1)~(3)の含フッ素化合物を用いてハードコート層を形成する際には、通常、非フッ素系光重合性化合物が併用される。
 しかし、本発明者らの検討によれば、(1)の含フッ素化合物は、非フッ素系光重合性化合物との相溶性が不充分である。そのため、(1)の含フッ素化合物および非フッ素系光重合性化合物を含むハードコート層形成用組成物を基材の表面に塗布した際に塗膜に欠陥が生じやすく、ハードコート層の外観が悪くなりやすい。また、重合反応を抑えるために該組成物を低温貯蔵した場合、沈殿が生じる。以下、塗膜に欠陥が生じにくい性質を「製膜性」とも記し、低温貯蔵した際に沈殿が生じにくい性質を「低温貯蔵安定性」とも記す。
 (2)の含フッ素化合物は、水素原子を1個以上含むオキシフルオロアルキレン基を有するため、(1)の含フッ素化合物に比べ、非フッ素系光重合性化合物との相溶性が優れる。そのため、(2)の含フッ素化合物および非フッ素系光重合性化合物を含むハードコート層形成用組成物は、製膜性が優れる。しかし、該組成物は、低温貯蔵安定性がいまだ不充分である。
 (3)の含フッ素化合物は、ポリ(CHCFCFO)鎖を有するため、(2)の含フッ素化合物に比べ、非フッ素系光重合性化合物との相溶性が優れる。そのため、(3)の含フッ素化合物および非フッ素系光重合性化合物を含むハードコート層形成用組成物は、製膜性および低温貯蔵安定性が優れる。しかし、(3)の含フッ素化合物は、末端がFCH-となるため、ハードコート層の防汚性が不充分である。
 本発明は、対象物(ハードコート層等)に優れた防汚性(油性インクはじき性、指紋汚れ除去性)を付与でき、かつ非フッ素系光重合性化合物との相溶性が高い含フッ素化合物;防汚性に優れる対象物を形成でき、かつ製膜性および低温貯蔵安定性に優れる光硬化性組成物およびコーティング液;防汚性に優れるハードコート層を形成でき、かつ製膜性および低温貯蔵安定性に優れるハードコート層形成用組成物;ならびに、防汚性および外観に優れるハードコート層を有する物品の提供を目的とする。
 本発明は、下記[1]~[13]の構成を有する含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品を提供する。
 [1]下式(1)で表される化合物である、含フッ素化合物。
 [D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-]A ・・・(1)
 ただし、
 Dは、(Rf1-R-またはRf2-であり、
 Rf1は、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基であり、
 eは、1~3の整数であり、
 Rは、炭素数1~6の(e+1)価の炭化水素基であり、
 Rf2は、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基であり、
 mは、1~6の整数であり、
 aは、0~200の整数であり、aが2以上の場合、(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、
 nは、1~6の整数であり、
 iは、1~2n-1の整数であり、
 bは、6~200の整数であり、(C2n-iO)は、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOからなるものであってもよく、
 dは、1以上の整数であり、
 Aは、1個以上の重合性炭素-炭素二重結合を有するd価の有機基であり、
 a個のC2mOおよびb個のC2n-iOの結合順序は限定されない。
 [2]前記式(1)で表される化合物が、下式(11)で表される化合物である、[1]の含フッ素化合物。
 [D-O-{(C2mO)}-{(C2n-iO)}-]A ・・・(11)
 ただし、
 D、m、n、i、b、dおよびAは、前記式(1)のD、m、n、i、b、dおよびAと同じであり、
 aは、1~200の整数であり、aが2以上のとき(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、
 aが2以上のとき{(C2mO)}は、a個のC2mOからなるブロックであり、
 {(C2n-iO)}は、b個のC2n-iOからなるブロックである。
 [3]前記式(1)で表される化合物が、下式(111)で表される化合物である、[2]の含フッ素化合物。
 [D-O-{(CFCFO)}-{CFCHO-(CFCFHO-CFCFCFCHO)b/2-1}-]A・・・(111)
 ただし、D、dおよびAは、前記式(1)のD、dおよびAと同じであり、bは前記式(1)のbのうち偶数であるものである。
 [4]前記式(1)で表される化合物が、下式(12)で表される化合物である、[1]の含フッ素化合物。
 [D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-{(C2n-iO)b-c}-]A ・・・(12)
 ただし、
 D、m、n、i、b、dおよびAは、前記式(1)のD、m、n、i、b、dおよびAと同じであり、
 aは、1~200の整数であり、aが2以上のとき(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、
 cは、2または3であり、(C2n-iO)は、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOからなるものであってもよく、
 {(C2n-iO)}は、c個のC2n-iOからなるブロックであり、
 aが2以上のとき{(C2mO)}は、a個のC2mOからなるブロックであり、
 {(C2n-iO)b-c}は、b-c個のC2n-iOからなるブロックである。
 [5]前記式(1)で表される化合物が、下式(112)で表される化合物である、[1]の含フッ素化合物。
 [D-O-(CHCFCFO)b-1-CHCFCHO-]A・・・(112)
 ただし、b、dおよびAは、前記式(1)のb、dおよびAと同じであり、Dは(Rf1-R-である。
 [6]a/bで表される前記aと前記bとの比が、20/1~1/20である、[1]~[4]のいずれかの含フッ素化合物。
 [7]前記Aが、1個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するd価の有機基である、[1]~[6]のいずれかの含フッ素化合物。
 [8]含フッ素化合物が、D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-Hで表されるヒドロキシ化合物と、1個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するヒドロキシ化合物と、2個以上のイソシアナート基を有するポリイソシアネートとの、未反応のイソシアナート基を有しない反応生成物である、[1]~[7]のいずれかの含フッ素化合物。
 [9]数平均分子量が1,200~8,000である、[1]~[8]のいずれかの含フッ素化合物。
 [10]前記[1]~[9]のいずれかの含フッ素化合物と、光重合性化合物(ただし、前記含フッ素化合物を除く。)と、光重合開始剤とを含む(ただし、液状媒体を含まない。)ことを特徴とする光硬化性組成物。
 [11]前記[10]の光硬化性組成物と、液状媒体とを含むことを特徴とするコーティング液。
 [12]前記[10]の光硬化性組成物または[11]のコーティング液からなる、ハードコート層形成用組成物。
 [13]基材と、[10]の光硬化性組成物または[11]のコーティング液から形成したハードコート層とを有することを特徴とする物品。
 本発明の含フッ素化合物は、対象物に優れた防汚性を付与でき、かつ非フッ素系光重合性化合物との相溶性が高い。
 本発明の光硬化性組成物およびコーティング液は、防汚性に優れる対象物を形成でき、かつ製膜性および低温貯蔵安定性に優れる。
 本発明のハードコート層形成用組成物は、防汚性に優れるハードコート層を形成でき、かつ製膜性および低温貯蔵安定性に優れる。
 本発明の物品は、防汚性および外観に優れるハードコート層を有する。
 本明細書において、式(1)で表される化合物を化合物(1)と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。
 本明細書において、光硬化性組成物、コーティング液およびハードコート層形成用組成物を総称して、「組成物」と記すこともある。
 本明細書において、「重合性炭素-炭素二重結合」を、特に言及しない限り、「重合性二重結合」とも記す。
 本明細書における下記の用語の意味は以下の通りである。
 「フルオロアルキレン基」とは、アルキレン基の水素原子の一部またはすべてがフッ素原子に置換された基を意味し、「ペルフルオロアルキレン基」とは、アルキレン基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換された基を意味する。
 「ペルフルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換された基を意味する。
 「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基およびメタクリロイル基の総称である。
 「対象物」とは、防汚性を付与されるものを意味する。対象物としては、たとえば、ハードコート層、撥液層、離型層、成形品等が挙げられる。
〔含フッ素化合物〕
 本発明の含フッ素化合物は、化合物(1)である。
 [D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-]A ・・・(1)
(Dについて)
 Dは、(Rf1-R-またはRf2-である。
 化合物(1)がDを有することによって、化合物(1)の一方の末端がCF-となる。そのため、化合物(1)は、対象物(ハードコート層等)に防汚性を充分に付与できる。
 Rf1は、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基である。ペルフルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。Rf1としては、対象物に防汚性を充分に付与する点から、炭素数1~3のペルフルオロアルキル基が好ましく、CF-またはCFCF-がより好ましく、CF-が特に好ましい。
 eは、1~3の整数である。eは、化合物(1)の製造のしやすさの点から、1または2が好ましく、1が特に好ましい。
 Rは、炭素数1~6の(e+1)価の炭化水素基である。Rとしては、化合物(1)の製造のしやすさの点から、-CH-、>CH-、-CHCH-が好ましく、-CH-、-CHCH-が特に好ましい。
 (Rf1-R-としては、たとえば、下記の基(g1)~(g3)が挙げられる。
 Rf1(CHh1- ・・・(g1)、
 (Rf1CH(CHh2- ・・・(g2)、
 (Rf1C(CHh3- ・・・(g3)。
 ただし、h1は、1~3の整数であり、h2は、0~2の整数であり、h3は、1~3の整数である。
 (Rf1-R-としては、化合物(1)の製造のしやすさの点から、CFCH-、(CFCH-、CFCFCH-、CFCFCFCHCH-、CFCFCFCFCFCFCHCH-が好ましい。
 Rf2は、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基である。ペルフルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。Rf2の炭素数は、対象物に防汚性を充分に付与する点から、1~3が好ましく、1または2がより好ましく、1が特に好ましい。
 Rf2としては、化合物(1)の製造のしやすさの点から、CF-、CFCF-、CFCFCF-が好ましい。
((C2mO)について)
 (C2mO)は、対象物にさらなる防汚性を付与する。
 mは、1~6の整数である。mは、対象物に防汚性を充分に付与する点からは、1~3の整数が好ましく、1または2が特に好ましい。mが2以上の場合、C2mは、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。対象物に防汚性を充分に付与する点からは、直鎖状が好ましい。
 C2mOの具体例としては、CFO、CFCFO、CFCFCFO、CF(CF)CFO、CFCFCFCFO等が挙げられる。
 aは、0~200の整数である。aが2以上の場合、(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよい。
 aは、対象物に防汚性を充分に付与する点から、3以上の整数が好ましく、4以上の整数がより好ましく、5以上の整数が特に好ましい。化合物(1)の数平均分子量が大きすぎると、化合物(1)の単位分子量当たりに存在する重合性二重結合の数が減少し、対象物の耐摩耗性が低下する点、また、化合物(1)と他の成分との相溶性に優れる点から、aは、100以下の整数が好ましく、80以下の整数がより好ましく、60以下の整数が特に好ましい。
 (C2mO)において、mの異なる2種以上のC2mOが存在する場合、各C2mOの結合順序は限定されず、ランダムに結合していてもよく、交互に結合していてもよく、ブロック状に結合していてもよい。たとえば、CFOとCFCFOが存在する場合、CFOとCFCFOがランダムまたは交互に配置されてもよく、複数のCFOからなるブロックと複数のCFCFOからなるブロックが連結してもよい。
 また、たとえば、CFCFOとCFCFCFCFOとが交互に結合している場合、(C2mO)を(CFCFO-CFCFCFCFO)a/2と表す。この場合、(CFCFO)のa/2個と(CFCFCFCFO)のa/2個とが交互に配置されていることを示す。なお、この場合のaは偶数である。
 (C2mO)は、対象物に防汚性を充分に付与する点からは、{(CFO)a1(CFCFO)a2}(ただし、a1は、1以上の整数であり、a2は、1以上の整数であり、a1+a2は、2~200の整数であり、a1個のCFOおよびa2個のCFCFOの結合順序は限定されない。)が好ましい。この場合、CFOとCFCFOはランダムに結合していることが好ましい。
 {(CFO)a1(CFCFO)a2}は運動性に優れ、そのため、対象物の潤滑性が優れる。特に(CFO)a1は、炭素数が1で酸素原子を有する基であるため、運動性により優れる。
 化合物(1)は、(C2mO)におけるaの数が異なる複数種の化合物の混合物として製造され得る。この場合、混合物としてのaの平均値は、2~100が好ましく、4~80が特に好ましい。
((C2n-iO)について)
 (C2n-iO)は、フッ素原子の一部が水素原子に置換されることによって(C2mO)に比べ水素原子による分極が大きくなることから、化合物(1)に非フッ素系光重合性化合物との相溶性を付与する。また、フッ素原子の一部が水素原子に置換されることによって(C2mO)に比べ分子の運動性が高まることから、対象物に潤滑性を付与する。
 nは、1~6の整数である。nは、対象物に防汚性を充分に付与する点からは、1~3の整数が好ましく、1または2が特に好ましい。nが2以上の場合、C2n-iOは、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。対象物に防汚性を充分に付与する点からは、直鎖状が好ましい。
 iは、1~2n-1の整数である。iは、化合物(1)に非フッ素系光重合性化合物との相溶性を充分に付与する点からは、2以上の整数(ただし、nが1の場合を除く。)が好ましい。iは、対象物に防汚性を充分に付与する点からは、n以下の整数が好ましい。
 C2n-iOの具体例としては、CFHCFO、CHCFO、CFCHO、CHCFCFO、CHCFCHO、CFCFCHO、CF(CF)CHO、CFCFCFCHO、CFCFCFCFCHO等が挙げられる。
 bは、6~200の整数である。(C2n-iO)は、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOからなるものであってもよい。
 bは、化合物(1)に非フッ素系光重合性化合物との相溶性を充分に付与する点から、6以上の整数が好ましく、10以上の整数がより好ましく、15以上の整数が特に好ましい。化合物(1)の数平均分子量が大きすぎると、化合物(1)の単位分子量当たりに存在する重合性二重結合の数が減少し、対象物の耐摩耗性が低下する点から、bは、100以下の整数が好ましく、80以下の整数がより好ましく、60以下の整数が特に好ましい。
 (C2n-iO)において、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOが存在する場合、各C2n-iOの結合順序は限定されない。たとえば、2種のC2n-iOが存在する場合、2種のC2n-iOがランダムまたは交互に配置されてもよく、一方のC2n-iOの複数からなるブロックと他方のC2n-iOの複数からなるブロックが連結してもよい。
 たとえば、CFCFHOとCFCFCFCHOとが交互に結合している場合、(C2n-iO)を(CFCFHO-CFCFCFCHO)b/2と表す。この場合、(CFCFHO)のb/2個と(CFCFCFCHO)のb/2個とが交互に配置されていることを示す。なお、この場合のbは偶数である。
 化合物(1)は、(C2n-iO)におけるbの数が異なる複数種の化合物の混合物として製造され得る。この場合、混合物としてのbの平均値は、6~100が好ましく、10~80が特に好ましい。
(Aについて)
 Aは、1個以上の重合性二重結合を有するd価の有機基である。
 dは、1以上の整数であり、1~4が好ましい。化合物(1)の製造のしやすさの点から、1または2がより好ましく、対象物に防汚性を充分に付与する点から、2が特に好ましい。
 重合性二重結合は、光照射により、組成物に含まれる後述の光重合性化合物と反応し、対象物に耐摩耗性を付与する。
 重合性二重結合を有する基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、スチリル基、マレイミド基等が挙げられる。対象物に耐摩耗性を充分に付与する点から、(メタ)アクリロイル基が好ましく、アクリロイル基が特に好ましい。
 重合性二重結合の数は、化合物(1)の1分子あたり、1~8が好ましく、1~4がより好ましく、1が特に好ましい。
 化合物(1)は、モノヒドロキシ化合物である後述の化合物(x)と、ヒドロキシ基と反応し得る官能基と重合性二重結合とを有する化合物(後述の化合物(w)等)との反応生成物であるか、後述の化合物(x)、活性水素含有基と重合性二重結合とを有する化合物(後述の化合物(y)等)および活性水素含有基と反応し得る官能基を2個以上有する化合物(後述のポリイソシアネート(z)等)の3者の反応生成物であることが好ましい。
 上記ヒドロキシ基と反応し得る官能基と重合性二重結合とを有する化合物としては、1個の官能基と1~3個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物が好ましく、(メタ)アクリロイルクロリド、グリシジル(メタ)アクリレート、イソシアネートアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 上記活性水素含有基と重合性二重結合とを有する化合物としては、1個のヒドロキシ基と1~3個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物が好ましく、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等が挙げられる。
 活性水素含有基と反応しうる官能基を2以上有する化合物としてはイソシアナート基を2~6個有するポリイソシアネートが好ましく、イソシアナート基を2または3個有するポリイソシアネートがより好ましく、トリイソシアネートが特に好ましい。
 Aは、上記反応生成物における、化合物(x)部分(そのヒドロキシ基の水素原子を除いた部分)以外の部分であることが好ましい。
 Aの具体例としては、下記のものが挙げられる。
 -C(=O)C(R)=CH
 -CHCH(OH)CHOC(=O)C(R)=CH
 -C(=O)NHCHCHOC(=O)C(R)=CH
 -C(=O)NH-Rz-(NHC(=O)O-Ry)
 (-C(=O)NH)-Rz-NHC(=O)O-Ry
 ただし、Rは、水素原子またはメチル基であり、Ryは、後述する、重合性二重結合およびヒドロキシ基を有する化合物(y)のうちモノヒドロキシ化合物であるものからヒドロキシ基を除いた残基であり、Rzは、後述するポリイソシアネート(z)のうちトリイソシアネートであるものから3個のイソシアナート基を除いた残基である。
(C2mOおよびC2n-iOの配置)
 化合物(1)において、aが1以上の整数である場合、a個のC2mOおよびb個のC2n-iOの結合順序は限定されない。たとえば、C2mOとC2n-iOとがランダムまたは交互に配置されてもよく、1つのC2mOまたは複数のC2mOからなるブロックと複数のC2n-iOからなるブロックが連結してもよい。
 複数のC2n-iOからなるブロックを有し、必要に応じて1つのC2mOまたは複数のC2mOからなるブロックをさらに有する化合物(1)としては、たとえば、化合物(11)~(14)が挙げられる。
 [D-O-{(C2mO)}-{(C2n-iO)}-]A ・・・(11)
 [D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-{(C2n-iO)b-c}-]A ・・・(12)
 [D-O-{(C2n-iO)b-1}-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO}-]A ・・・(13)
 [D-O-{(C2n-iO)}-]A ・・・(14)
 ただし、D、m、n、i、b、dおよびAは、前記式(1)のD、m、n、i、b、dおよびAと同じであり、aは、1~200の整数であり、aが2以上のとき(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、cは、2または3であり、(C2n-iO)は、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOからなるものであってもよい。
 aが2以上のとき{(C2mO)}は、a個のC2mOからなるブロックである。
 {(C2n-iO)}は、b個のC2n-iOからなるブロックである。
 {(C2n-iO)}は、c個のC2n-iOからなるブロックである。
 {(C2n-iO)b-c}は、b-c個のC2n-iOからなるブロックである。
 {(C2n-iO)b-1}は、b-1個のC2n-iOからなるブロックである。
 化合物(1)としては、対象物に防汚性を充分に付与する点から、化合物(11)が好ましい。
 化合物(1)としては、対象物の防汚性、および化合物(1)の非フッ素系光重合性化合物との相溶性のバランス点から、化合物(12)が好ましい。
 a/bで表されるaとbとの比は、20/1~1/20が好ましく、10/1~1/10が特に好ましい。a/bが前記範囲内であれば、対象物の防汚性、および化合物(1)の非フッ素系光重合性化合物との相溶性のバランスに優れる。
(化合物(1)の数平均分子量)
 化合物(1)の数平均分子量は、1,200~8,000が好ましく、1,200~7,000がより好ましく、1,200~5,000が特に好ましい。数平均分子量が該範囲内であれば、対象物(ハードコート層等)に防汚性および耐摩耗性を充分に付与できるとともに、組成物において化合物(1)と他の成分との相溶性に優れる。
 化合物(1)の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によって求めたポリメチルメタクリレート換算の数平均分子量である。
(化合物(1)の製造方法)
 化合物(1)は、たとえば、化合物(x)とAの前駆体とを反応させることによって製造できる。
 D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-H ・・・(x)
 ただし、D、m、a、n、iおよびbは、前記式(1)のD、m、a、n、iおよびbと同じである。
 化合物(x)がモノヒドロキシ化合物であることより、化合物(x)と反応させるAの前駆体が単官能の化合物である場合はdが1の化合物(1)を製造できる。Aの前駆体が多官能の化合物である場合にはdが2以上の化合物(1)を製造できる。さらに、Aの前駆体が2種以上の化合物である場合には、dが1の化合物(1)やdが2以上の化合物(1)を製造することができ、またdが1の化合物(1)とdが2以上の化合物(1)の混合物を製造することもできる。
 <化合物(1)の製造方法(その1)>
 化合物(1)は、たとえば、化合物(x)と、ヒドロキシ基と反応し得る基および重合性二重結合を有する化合物(w)とを反応させることによって製造される。
 化合物(w)は、ヒドロキシ基と反応し得る基を1個以上有し、重合性二重結合を1個以上有する化合物である。ヒドロキシ基と反応し得る基が1個の場合、dが1の化合物(1)を製造することができ、ヒドロキシ基と反応し得る基が2個以上の場合、dが2以上の化合物(1)を製造することができる。化合物(w)におけるヒドロキシ基と反応し得る基の数は1個または2個が好ましく、1個が特に好ましい。
 重合性二重結合の数は1~3個が好ましく、1個が特に好ましい。化合物(w)は、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物であることが好ましく、アクリロイルオキシ基を有する化合物であることが特に好ましい。
 ヒドロキシ基と反応し得る官能基としては、カルボキシ基やその反応性誘導体基(ハロゲン化アシル基等)、エポキシ基、イソシアナート基等が挙げられる。
 化合物(w)としては、たとえば、(メタ)アクリロイルクロリド、エポキシアルキル(メタ)アクリレート、イソシアネートアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 化合物(w)の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
 Cl-C(=O)C(R)=CH
 Ep-CHOC(=O)C(R)=CH
 OCN-CHCHOC(=O)C(R)=CH
 ただし、Rは、水素原子またはメチル基であり、Epは、エポキシ基である。
 ヒドロキシ基と酸クロライドとを反応させる際には、塩基性化合物を用いる。
 ヒドロキシ基とイソシアナート基とを反応させる際には、ウレタン化触媒を用いる。
 化合物(1)を製造する際には、製造に必要な添加剤(以下、「製造用添加剤」とも記す。)を用いてもよい。製造用添加剤としては、重合禁止剤等が挙げられる。
 また、反応生成物に未反応の化合物(x)が残存すると、最終的に得られる化合物(1)に化合物(x)が残存する。化合物(x)は、他の成分との相溶性が低いため、生成する化合物(1)に化合物(x)が残存した場合、組成物が白濁する場合がある。よって、化合物(x)と過剰当量の化合物(w)を反応させて実質的にすべての化合物(x)を化合物(w)と反応させ、必要により反応生成物から未反応の化合物(w)を除去することが好ましい。
 <化合物(1)の製造方法(その2)>
 化合物(1)は、また、化合物(x)と重合性二重結合および反応性基を有する化合物とを、両化合物を連結し得る多官能の化合物を介して結合させて製造することもできる。多官能の化合物としては、イソシアナート基を2個以上有する化合物(以下、ポリイソシアネート(z)と記す。)が好ましく、重合性二重結合および反応性基を有する化合物としては、重合性二重結合と活性水素含有基を有する化合物(以下、化合物(y)と記す。)が好ましい。
 化合物(y)は、活性水素含有基1個以上と重合性二重結合1個以上を有する化合物であり、活性水素含有基としてはヒドロキシ基、1級アミノ基、2級アミノ基、カルボキシ基等が挙げられる。活性水素含有基としてはヒドロキシ基が好ましい。1分子中の活性水素含有基の数は1または2個が好ましく、1個が特に好ましい。1分子中の重合性二重結合の数は1~3個が好ましく、1個が特に好ましい。化合物(y)としては、1個のヒドロキシ基と1~3個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物が好ましく、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ヒドロキシ基以外の活性水素含有基を有する化合物としては、たとえば、2-アミノエチルアクリレート等のアミノアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ポリイソシアネート(z)は、2個以上のイソシアナート基を有する化合物であり、2~4個のイソシアナート基を有する化合物が好ましく、トリイソシアネートが特に好ましい。
 ポリイソシアネート(z)が多官能性であることより、たとえ化合物(y)が単官能性であったとしても、化合物(x)、化合物(y)およびポリイソシアネート(z)の反応生成物は複数の化合物の混合物となりやすい。反応生成物のうち、化合物(x)の残基と化合物(y)の残基を有する反応生成物が化合物(1)であり、どちらかの残基のみを有する化合物は化合物(1)ではない反応生成物である。化合物(x)の残基と化合物(y)の残基のいずれかとポリイソシアネート(z)の残基とからなる反応生成物を、以下、副生成物(v)という。
 副生成物(v)のうち化合物(y)の残基を有する化合物は重合性二重結合を有する化合物であることより、光重合性の化合物であり、化合物(1)に含まれていても、光硬化性組成物の物性に与える影響は比較的少ない。一方、副生成物(v)のうち化合物(x)の残基を有する化合物は重合性二重結合を有しない化合物であることより、未反応化合物(x)を含む化合物(1)と同様に、光硬化性組成物の物性に与える影響は比較的大きい。
 したがって、この製造方法においては、副生成物(v)の生成が少ない方法を使用することが好ましく、特に副生成物(v)のうち化合物(x)の残基を有する化合物の生成が少ない方法を使用することが好ましい。具体的には、化合物(x)、化合物(y)およびポリイソシアネート(z)の3者を混合して反応させる方法よりも、化合物(x)または化合物(y)のいずれかと過剰当量のポリイソシアネート(z)を反応させてイソシアナート基を有する中間反応生成物を製造し、次いで他方の化合物(x)または化合物(y)を反応させてイソシアナート基を有しない反応生成物を生成させる方法が好ましい。特に、化合物(x)と過剰当量のポリイソシアネート(z)を反応させてイソシアナート基を有する中間反応生成物を製造し、次いで中間反応生成物に対して等当量以上の化合物(y)を反応させてイソシアナート基を有しない反応生成物を生成させる方法が好ましい。
 また、副生成物(v)の生成を抑制するためには、イソシアナート基の数が3以上のポリイソシアネート(z)を使用することが好ましい。
 化合物(y)がモノヒドロキシ化合物であり、ポリイソシアネート(z)がトリイソシアネートである場合、反応生成物として下記の化合物が生成すると考えられる。これらのうち、式(1-1)および式(1-2)で表される化合物が化合物(1)であり、式(2)および式(3)で表される化合物が副生成物(v)である。
 Rx-C(=O)NH-Rz-(NHC(=O)O-Ry) ・・・(1-1)
 (Rx-C(=O)NH)-Rz-NHC(=O)O-Ry ・・・(1-2)
 (Rx-C(=O)NH)-Rz ・・・(2)
 Rz-(NHC(=O)O-Ry) ・・・(3)
 ただし、Rxは、化合物(x)からヒドロキシ基を除いた残基であり、Ryは、モノヒドロキシ化合物である化合物(y)からヒドロキシ基を除いた残基であり、Rzは、トリイソシアネートであるポリイソシアネート(z)からイソシアナート基を除いた残基である。
 上記製造方法で得られる反応生成物は、通常、化合物(1-1)と化合物(1-2)を含む混合物であり、場合により化合物(2)や化合物(3)を含む。前記のように、化合物(2)の含有量が多いものは好ましくなく、化合物(3)の含有量はある程度多くても問題は少ない。
 本発明の光硬化性組成物に含まれる含フッ素化合物としては、上記混合物における含フッ素化合物であってもよい。以下、本発明の含フッ素化合物を含む光硬化性組成物とは、上記反応生成物を含む光硬化性組成物であることも意味する。
 上記製造方法において、化合物(x)や化合物(y)とポリイソシアネート(z)や前記イソシアナート基を有する中間反応生成物とを反応させる際には、ウレタン化触媒等の反応触媒存在下に反応を行いことができる。また、重合禁止剤等の製造用添加剤の存在下に反応させることもできる。
 また、化合物(1)に未反応の化合物(x)が残存すると、最終的に得られる組成物にも化合物(x)が残存する。化合物(x)は、他の成分との相溶性が低いため、組成物に化合物(x)が残存した場合、組成物が白濁する場合がある。よって、未反応の化合物(x)が残存しないように、まず、化合物(x)と、過剰のポリイソシアネート(z)とを反応させ、化合物(x)を完全に消費した後、残存するイソシアナート基に対して等当量以上の化合物(y)とを反応させることが好ましい。
 化合物(x)と、化合物(y)との質量比は、対象物に要求される特性(防汚性、耐摩耗性等)に応じて、適宜設定すればよい。対象物に付与される防汚性と耐摩耗性とのバランスの点から、化合物(x)と化合物(y)との質量比は、9:1~5:5が好ましく、8:2~6:4が特に好ましい。
 <化合物(x)>
 化合物(x)としては、たとえば、化合物(x1)~(x4)が挙げられる。
 D-O-{(C2mO)}-{(C2n-iO)}-H ・・・(x1)
 D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-{(C2n-iO)b-c}-H ・・・(x2)
 D-O-{(C2n-iO)b-1}-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO}-H ・・・(x3)
 D-O-{(C2n-iO)}-H ・・・(x4)
 ただし、D、m、a、n、iおよびbは、前記式(11)~(14)のD、m、a、n、iおよびbと同じである。
 <化合物(x1)の製造方法(その1)>
 化合物(x1)は、たとえば、塩基性化合物の存在下に、化合物(20)に化合物(21)を付加反応させることによって化合物(x11)として得られる。
 D-O-{(C2mO)}-Cm-12(m-1)CH-OH ・・・(20)
 CF=CF-O-CFCFCFCH-OH ・・・(21)
 D-O-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO-(CFCFHO-CFCFCFCHO)(b-1)/2}-H ・・・(x11)
 ただし、bは7以上の奇数である。
 化合物(20)の具体例としては、下記のものが挙げられる。
 CF-O-{(CFCFO)}-CFCH-OH、
 CF-O-{(CFO)a1(CFCFO)a2}-CFCH-OH、
 CFCFCF-O-{(CFCFCFO)}-CFCFCH-OH、
 CFCFCF-O-{(CF(CF)CFO)}-CF(CF)CH-OH、
 CF-O-{(CFCFO-CFCFCFCFO)(a-1)/2-CFCFO}-CFCFCFCH-OH(ただし、aは3以上の奇数である。)等。
 化合物(20)は、国際公開第2009/008380号、特開2011-116947号公報等に記載の方法によって製造できる。
 化合物(21)は、たとえば、化合物(22)を還元剤(水素化ホウ素ナトリウム等)で還元することによって製造できる。
 CF=CF-O-CFCFCFC(=O)OCH ・・・(22)
 <化合物(x1)の製造方法(その2)>
 化合物(x1)は、たとえば、下記の方法によって化合物(x12)として得られる。
 塩基性化合物の存在下に、前記化合物(20)に化合物(23)(2,2,3,3-テトラフルオロオキセタン)を付加反応させることによって化合物(24)を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 D-O-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO-(CHCFCFO)b-2}-CHCFC(=O)F ・・・(24)
 化合物(23)は、国際公開第2005/080365号等に記載の方法によって製造
 前記化合物(24)に化合物(25)を反応させることによって化合物(26)を得る。
 HOR ・・・(25)
 D-O-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO-(CHCFCFO)b-2}-CHCFC(=O)OR ・・・(26)
 ただし、Rは、アルキル基である。
 前記化合物(26)を還元剤(水素化ホウ素ナトリウム等)で還元することによって化合物(x12)を得る。
 D-O-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO-(CHCFCFO)b-2-CHCFCHO}-H ・・・(x12)
 <化合物(x2)の製造方法(その1)>
 化合物(x2)は、たとえば、前記化合物(20)の代わりに化合物(27)を用いる以外は、化合物(x1)の製造方法(その1)と同様にして化合物(x21)として得られる。
 D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-Cm-12(m-1)CH-OH ・・・(27)
 D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO-(CFCFHO-CFCFCFCHO)(b-c-1)/2}-H ・・・(x21)
 ただし、b-c-1は2以上の偶数である。
 化合物(27)の具体例としては、下記のものが挙げられる。
 CFCFCF-O-{CFHCFO-CHCFO}-{(CFO)a1(CFCFO)a2}-CFCH-OH。
 化合物(27)は、特許文献2等に記載の方法によって製造できる。
 <化合物(x2)の製造方法(その2)>
 化合物(x2)は、たとえば、前記化合物(20)の代わりに前記化合物(27)を用いる以外は、化合物(x1)の製造方法(その2)と同様にして化合物(x22)として得られる。
 D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO-(CHCFCFO)b-c-2-CHCFCHO}-H ・・・(x22)
 <化合物(x3)の製造方法(その1)>
 化合物(x3)は、たとえば、下記の方法によって化合物(x31)として得られる。
 塩基性化合物の存在下に、化合物(28)に前記化合物(21)を付加反応させることによって化合物(29)を得る。
 D-OH ・・・(28)
 D-O-{(CFCFHO-CFCFCFCHO)(b-2)/2}-H ・・・(29)
 ただし、Dは、(Rf1-R-であり、bは6以上の偶数である。
 化合物(28)の具体例としては、下記のものが挙げられる。
 CFCH-OH、
 (CFCH-OH、
 CFCFCH-OH、
 CFCFCFCHCH-OH、
 CFCFCFCFCFCFCHCH-OH。
 前記化合物(29)と化合物(30)とを反応させることによって化合物(x31)を得る。
 L-CHm-12(m-1)O-{(C2mO)}-Cm-12(m-1)CH-OH ・・・(30)
 D-O-{(CFCFHO-CFCFCFCHO)(b-2)/2-CHm-12(m-1)O}-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO}-H ・・・(x31)
 ただし、Lは脱離基である。Lとしては、たとえば、トシル基、トリフル基、ノナフル基が挙げられる。
 化合物(30)は、特開2011-116947号公報等に記載の方法によって化合物(31)を製造し、一方のヒドロキシ基を脱離基Lに置換することによって製造できる。
 HO-CHm-12(m-1)O-{(C2mO)}-Cm-12(m-1)CH-OH ・・・(31)
 <化合物(x3)の製造方法(その2)>
 化合物(x3)は、たとえば、下記の方法によって化合物(x32)として得られる。
 塩基性化合物の存在下に、前記化合物(28)に前記化合物(23)を付加反応させることによって化合物(32)を得る。
 D-O-{(CHCFCFO)b-3}-CHCFC(=O)F ・・・(32)
 前記化合物(32)に前記化合物(25)を反応させることによって化合物(33)を得る。
 D-O-{(CHCFCFO)b-3}-CHCFC(=O)OR ・・・(33)
 前記化合物(33)を還元剤(水素化ホウ素ナトリウム等)で還元することによって化合物(34)を得る。
 D-O-{(CHCFCFO)b-3-CHCFCHO}-H ・・・(34)
 前記化合物(34)と前記化合物(30)とを反応させることによって化合物(x32)を得る。
 D-O-{(CHCFCFO)b-3-CHCFCHO-CHm-12(m-1)O}-{(C2mO)}-{Cm-12(m-1)CHO}-H ・・・(x32)
 ただし、Lは、脱離基である。
 <化合物(x4)の製造方法>
 化合物(x4)は、たとえば、化合物(x3)の製造方法(その1)における化合物(29)の製造方法、または化合物(x3)の製造方法(その2)における化合物(34)の製造方法と同様にして化合物(x41)または化合物(x42)として製造できる。
 D-O-{(CFCFHO-CFCFCFCHO)b/2}-H ・・・(x41)
 D-O-{(CHCFCFO)b-1-CHCFCHO}-H ・・・(x42)
 <化合物(x)の数平均分子量>
 化合物(x)の数平均分子量は、1,000~6,000が好ましく、1,000~5,000がより好ましく、1,200~4,000が特に好ましい。化合物(x)の数平均分子量が該範囲内であれば、対象物に防汚性を充分に付与できるとともに、化合物(x)が組成物における他の成分との相溶性に優れる。
 化合物(x)の数平均分子量は、GPCによってポリメチルメタクリレートの流出時間と比較すること、あるいは核磁気共鳴装置(NMR)によって内部標準物質と化合物(x)の末端官能基の積分比を比較することにより求められる。
 <化合物(y)>
 化合物(y)は、前記のように、重合性二重結合および活性水素含有基を有する化合物である。
 化合物(y)としては、1個のヒドロキシ基と1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物が特に好ましい。具体的には、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。化合物(y)としては、ヒドロキシアルキル基の炭素数が2~10のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートさらにが好ましく、末端にヒドロキシ基を有する直鎖状のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルアクリレートが特に好ましい。
 化合物(y)の具体例としては、下記のものが挙げられる。
 HOCHCHOC(=O)C(R)=CH
 HO(CHCHO)-C(=O)C(R)C=CH
 CHCH(OH)CHOC(=O)C(R)C=CH
 HOCHCH=CH
 HO(CHCH=CH
 ただし、Rは、水素原子またはメチル基であり、jは、2~10の整数であり、kは、2~20の整数である。
 <ポリイソシアネート(z)>
 ポリイソシアネート(z)は、2つ以上のイソシアナート基を有する化合物である。
 イソシアナート基は、化合物(x)のヒドロキシ基または化合物(y)の活性水素含有基と反応し、ポリイソシアネート(z)の構造を化合物(1)の構造の一部として組み入れるためのものである。
 イソシアナート基の数は、2~4が好ましく、3が特に好ましい。
 ポリイソシアネート(z)としては、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、イソシアナート基が芳香環に直接結合していない芳香族ジイソシアネート、およびそれらの変性体であるトリイソシアネートやテトライソシアネートが好ましい。変性体としては、イソシアヌレート変性体、ビュレット変性、トリオール変性体、テトラオール変性体等が挙げられる。
 ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネート等が挙げられる。
 トリイソシアネートの具体例としては、下記のものが挙げられる。
 下式(4-1)で表されるイソシアヌレート変性アルキレンジイソシアネート(アルキレンジイソシアネートの環状3量体)、
 下式(4-2)で表されるイソシアヌレート変性トリレンジイソシアネート(トリレンジイソシアネートの環状3量体)、
 下式(4-3)で表されるイソシアヌレート変性イソホロンジイソシアネート(イソホロンジイソシアネートの環状3量体)、
 下式(4-4)で表されるビュレット変性アルキレンジイソシアネート、
 下式(4-5)で表されるグリセロール変性アルキレンジイソシアネート。
 ただし、s、tおよびuは、それぞれ独立に2~10の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(作用機序)
 以上説明した本発明の含フッ素化合物にあっては、(C2n-iO)を有するため、(C2mO)に比べ水素原子による分極が大きくなる。そのため、非フッ素系光重合性化合物との相溶性が優れる。なお、(C2n-iO)は(C2mO)に比べ対象物の防汚性を低下させてしまう。しかし、本発明の含フッ素化合物は、末端にCF-を有するため、対象物(ハードコート層等)の表面の表面エネルギーを低下させ、その結果、対象物に優れた防汚性を付与できる。
 また、本発明の含フッ素化合物が(C2mO)をさらに有する場合、対象物に優れた防汚性をさらに付与できる。
〔光硬化性組成物〕
 本発明の光硬化性組成物は、本発明の含フッ素化合物(化合物(1))と、光重合性化合物(ただし、本発明の含フッ素化合物を除く。)と、光重合開始剤とを含む(ただし、液状媒体を含まない。)。本発明の光硬化性組成物は、必要に応じて光硬化性組成物用添加剤をさらに含んでいてもよい。
(光重合性化合物)
 光重合性化合物は、後述する光重合開始剤の存在下、光を照射することによって重合反応を開始する、重合性二重結合を1個以上有する化合物である。
 光重合性化合物は、非フッ素系光重合性化合物であってもよく、含フッ素光重合性化合物(ただし、本発明の含フッ素化合物を除く。)であってもよい。原料入手性および経済性に優れる点から、非フッ素系光重合性化合物が好ましい。
 光重合性化合物としては、多官能性化合物(重合性二重結合を2個以上有する化合物)または単官能性化合物(重合性二重結合を1個有する化合物)が挙げられる。
 光重合性化合物としては、(メタ)アクリル酸のモノエステルやポリエステル、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとポリイソシアネートとの反応生成物、重合性二重結合を有しないヒドロキシ化合物とヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとポリイソシアネートとの反応生成物等が挙げられる。具体的には、ポリオールと(メタ)アクリル酸とのポリエステル、ポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの反応生成物、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとポリイソシアネートとの反応生成物等の多官能性化合物が挙げられる。
 上記ポリオールとしては、脂肪族ポリオール、脂環族ポリオール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等の複素環を有するポリオールが挙げられる。上記ポリイソシアネートとしては前記ポリイソシアネート(z)が挙げられる。
 また、光重合性化合物はヒドロキシ基等の光重合反応に不活性な官能基を有していてもよい。
 対象物(ハードコート層等)に耐摩耗性を付与する点から、光硬化性組成物に含まれる光重合性化合物の少なくとも一部は多官能性化合物であることが好ましい。多官能性化合物1分子中の重合性二重結合の数は3~6個が好ましい。
 光重合性化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(光重合開始剤)
 光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤、たとえば、アリールケトン系光重合開始剤(アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α-アシルオキシムエステル類等)、含硫黄系光重合開始剤(スルフィド類、チオキサントン類等)、アシルホスフィンオキシド類(アシルジアリールホスフィンオキシド等)、その他の光重合開始剤が挙げられる。
 光重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 光重合開始剤は、アミン類等の光増感剤と併用してもよい。
(光硬化性組成物用添加剤)
 光硬化性組成物用添加剤としては、コロイダルシリカ、光増感剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱硬化安定剤、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、顔料、染料、分散剤、帯電防止剤、界面活性剤(防曇剤、レベリング剤等)、金属酸化物粒子、各種樹脂(エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等)等が挙げられる。
(光硬化性組成物の組成)
 光硬化性組成物における本発明の含フッ素化合物の含有量は、光硬化性組成物に対して、0.01~5質量%が好ましく、0.02~4質量%がより好ましく、0.05~3質量%が特に好ましい。本発明の含フッ素化合物の含有量が前記範囲内であれば、光硬化性組成物の低温貯蔵安定性、対象物(ハードコート層等)の外観、耐摩耗性、防汚性に優れる。
 光硬化性組成物における光重合性化合物の含有量は、光硬化性組成物に対して、20~98.99質量%が好ましく、50~98.99質量%がより好ましく、60~98.99質量%がさらに好ましく、80~98.99質量%が特に好ましい。光重合性化合物の含有量が前記範囲内であれば、光硬化性組成物の低温貯蔵安定性、対象物の外観、耐摩耗性、防汚性に優れる。
 光硬化性組成物における光重合開始剤の含有量は、光硬化性組成物に対して、1~15質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましく、3~10質量%が特に好ましい。光重合開始剤の含有量が前記範囲内であれば、光重合性化合物との相溶性に優れる。また、光硬化性組成物の硬化性に優れ、形成される硬化膜は硬度に優れる。
 光硬化性組成物用添加剤を含ませる場合、光硬化性組成物における光硬化性組成物用添加剤の含有量は、光硬化性組成物に対して、0.5~20質量%が好ましく、1~15質量%がより好ましく、1~10質量%が特に好ましい。
 本発明の光硬化性組成物は、本発明の含フッ素化合物の製造の際に生じた副生物、未反応の原料(化合物(x)、化合物(y)、ポリイソシアネート(z)等)、本発明の含フッ素化合物の製造の際に用いた製造用添加剤(重合禁止剤等)等の不純物を含んでいてもよい。
 不純物のうち、化合物(x)は、他の成分との相溶性が不充分なため、組成物に化合物(x)が残存した場合、組成物が白濁する場合がある。よって、化合物(x)の含有量は、本発明の含フッ素化合物に対して10質量%以下が好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
 不純物のうち、ポリイソシアネート(z)は、他の成分との反応性が高いため、組成物にポリイソシアネート(z)が残存した場合、組成物の貯蔵安定性が低下する。よって、ポリイソシアネート(z)の含有量は、本発明の含フッ素化合物に対して4質量%以下が好ましく、1質量%以下が特に好ましい。
 不純物の同定および定量は、H-NMRおよび19F-NMRあるいはガスクロマトグラフィによって行う。
〔コーティング液〕
 本発明のコーティング液は、本発明の光硬化性組成物と、液状媒体とを含む。
 本発明のコーティング液は、本発明の光硬化性組成物を基材に塗布しやすくするために調製される。
(液状媒体)
 液状媒体としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、塗布方法に適した沸点を有する有機溶媒が好ましい。
 有機溶媒は、フッ素系有機溶媒であっても、非フッ素系有機溶媒であってもよく、両溶媒を併用してもよい。
 液状媒体としては、フルオロアルカン、フルオロ芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル、フルオロアルコール、水素原子および炭素原子のみからなる化合物、ならびに、水素原子、炭素原子および酸素原子のみからなる化合物からなる群から選択される少なくとも1種の有機溶媒が好ましく、フルオロアルカン、フルオロ芳香族化合物およびフルオロアルキルエーテルおよびフルオロアルコールから選ばれるフッ素系有機溶媒が特に好ましい。
 液状媒体としては、含フッ素化合物の溶解性を高める点から、フルオロアルカン、フルオロ芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル、フルオロアルコール、ならびに、水素原子、炭素原子および酸素原子のみからなる化合物からなる群から選択される少なくとも1種の有機溶媒を、合計で液状媒体全体の90質量%以上含むものが好ましい。
 コーティング液における液状媒体の含有量は、5~80質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましく、20~60質量%が特に好ましい。
〔ハードコート層形成用組成物〕
 本発明のハードコート層形成用組成物は、本発明の光硬化性組成物または本発明のコーティング液からなる。
 本発明の光硬化性組成物およびコーティング液は、これらから形成された塗膜の硬化に際して加熱が不要であるため、ガラス等に比較して耐熱性の低い樹脂からなる基材に、ハードコート層を形成する際に好適に用いられる。
〔物品〕
 本発明の物品は、基材と、本発明のハードコート層形成用組成物から形成したハードコート層とを有する。
(ハードコート層)
 ハードコート層は、基材の少なくとも1つの表面に直接形成されていてもよく、基材の少なくとも1つの表面に後述するプライマ層を介して形成されたものであってもよい。
 ハードコート層の厚さは、耐摩耗性および防汚性の点から、0.5~20μmが好ましく、1~15μmが特に好ましい。
(基材)
 基材は、耐摩耗性および防汚性が必要とされる種々の物品(光学レンズ、ディスプレイ、光記録媒体等)の本体部分、または該物品の表面を構成する部材である。
 基材の表面の材料としては、金属、樹脂、ガラス、セラミック、石、これらの複合材料等が挙げられる。光学レンズ、ディスプレイ、光記録媒体における基材の表面の材料としては、ガラスまたは透明樹脂基材が好ましい。
(プライマ層)
 本発明の物品は、基材とハードコート層との密着性を向上させる点から、基材とハードコート層との間にプライマ層をさらに有していてもよい。
 プライマ層としては、公知のものが挙げられる。プライマ層は、たとえば、液状媒体を含むプライマ層形成用組成物を基材の表面に塗布し、液状媒体を蒸発除去することによって形成される。
(物品の製造方法)
 物品は、たとえば、下記の工程(I)および工程(II)を経て製造される。
 工程(I):必要に応じて、プライマ層形成用組成物を基材の表面に塗布してプライマ層を形成する工程。
 工程(II):ハードコート層形成用組成物を基材またはプライマ層の表面に塗布して塗膜を得て、ハードコート層形成用組成物が液状媒体を含む場合は液状媒体を除去し、光硬化させてハードコート層を形成する工程。
 以下に、本発明に関わる実施例と比較例を記載する。ただし、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
 例1、2は実施例であり、例3~5は比較例である。
〔略号〕
 AK-225:CFCFCHClとCClFCFCHClFとの混合物(旭硝子社製、アサヒクリン(登録商標)AK-225)、
 TMS:テトラメチルシラン、
 L:リットル、
 Mn:数平均分子量。
〔測定・評価〕
(化合物のMn)
 化合物の数平均分子量は、核磁気共鳴装置(NMR)によって内部標準物質と化合物の末端官能基の積分比をそれぞれ比較することにより求めた。
(相溶性)
 下記の基準にしたがい、目視によって調製直後のハードコート層形成用組成物の外観を評価した。
 ○(良好):溶液が均一で濁りがない。
 △(可) :わずかに濁りが確認できる。
 ×(不可):濁りが目視で明らかに確認できる。
(室温貯蔵安定性)
 ハードコート層形成用組成物を室温で3ヶ月静置した後、目視によってハードコート層形成用組成物の外観を評価した。
 ○(良好):溶液が均一で濁りがない。
 △(可) :わずかに濁りが確認できる。
 ×(不可):濁りが目視で明らかに確認できる。
(低温貯蔵安定性)
 ハードコート層形成用組成物を-20℃の冷凍庫内で3ヶ月静置した後、目視によってハードコート層形成用組成物の外観を評価した。
 ○(良好):溶液が均一で濁りがない。
 △(可) :わずかに濁りが確認できる。
 ×(不可):濁りが目視で明らかに確認できる。
(ハードコート層外観)
 下記の基準にしたがい、目視によってハードコート層の外観を評価した。
 ○(良好):異物が確認できず、膜厚が均一である。
 △(可) :異物は確認できないが、膜厚にムラがある。
 ×(不良):異物が確認され、膜厚にムラがある。
(指紋汚れ除去性)
 人工指紋液(オレイン酸とスクアレンとからなる液)を、シリコンゴム栓の平坦面に付着させた後、余分な油分を不織布(旭化成社製、ベンコット(登録商標)M-3)にて拭き取り、指紋のスタンプを準備した。該指紋スタンプを、ハードコート層を有する物品上に乗せ、荷重:9.8Nにて10秒間押しつけた。指紋が付着した箇所について、ティッシュペーパを取り付けた、往復式トラバース試験機(ケイエヌテー社製)を用い、荷重:4.9Nにて拭き取りを行った。拭き取り一往復毎にヘーズを目視で観察し、10往復後までのヘーズを目視で観察することによって評価した。評価基準は下記の通りである。
 ○(良好):ヘーズを目視で確認できない。
 △(可) :ヘーズを目視でわずかに確認できる。
 ×(不可):ヘーズを目視で明らかに確認できる。
(油性インクはじき性)
 ハードコート層の表面にフェルトペン(ゼブラ社製、マッキー極太黒色)で線を描き、油性インクの付着状態を目視で観察することによって評価した。評価基準は下記の通りである。
 ◎(優良):油性インクを玉状にはじく。
 ○(良好):油性インクを玉状にはじかず、線状にはじき、線幅がフェルトペンのペン先の幅の50%未満である。
 △(可) :油性インクを玉状にはじかず、線状にはじき、線幅がフェルトペンのペン先の幅の50%以上100%未満である。
 ×(不良):油性インクを玉状にも線状にもはじかず、表面にきれいに線が描ける。
(耐摩耗性)
 ハードコート層を有する物品について、往復式トラバース試験機(ケイエヌテー社製)を用い、スチールウール(日本スチールウール社製、ボンスター(登録商標)#0000)を荷重:9.8Nにて100回往復させた後、JIS R3257:1999「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」に準拠して、液滴:約2μL/滴、温度:20℃の条件で水接触角およびオレイン酸接触角を測定した。各接触角は、3箇所で測定して、それらの平均値とした。評価基準は下記の通りである。
 ○(良好):水接触角、オレイン酸接触角ともに、下式で求められる初期接触角との差が10%未満。
 △(可) :水接触角、オレイン酸接触角のいずれかが、下式で求められる初期接触角との差が10%未満。
 ×(不可):水接触角、オレイン酸接触角ともに、下式で求められる初期接触角との差が10%以上。
 初期接触角との差(%)=(初期接触角-耐摩耗性試験後接触角)/初期接触角×100
(鉛筆硬度)
 ハードコート層の表面の鉛筆硬度を、JIS K5600-5-4:1999(ISO 15184:1996)「引っかき硬度(鉛筆法)」に準じて測定した。
〔例1〕
(例1-1)
 500mLの3口フラスコに、水素化ホウ素ナトリウムの16.5gおよびAK-225の200gを加えて氷浴中で撹拌した。これに、化合物(22)の200gおよびメタノールの27.2gの混合物を内温が15℃を超えないようゆっくりと滴下した。全量を滴下後、氷浴中につけたまま2時間撹拌した。2NのHClの250mLを投入し、反応を終了させた。反応液を水および飽和食塩水により3回洗浄した。硫酸ナトリウム上で乾燥させた後、固体をろ過によって取り除き、減圧蒸留により溶媒を除去し、無色透明液体である化合物(21)を得た。生成物をガスクロマトグラフィにより分析したところ、化合物(21)が純度98.7%で生成しており、未反応の化合物(22)は検出されなかった。
 CF=CF-O-CFCFCFC(=O)OCH ・・・(22)
 CF=CF-O-CFCFCFCH-OH ・・・(21)
(例1-2)
 国際公開第2009/008380号に記載の方法にしたがって化合物(20-1)を得た。
 CF-O-{(CFCFO)}-CFCH-OH ・・・(20-1)
 aの平均値:6、
 数平均分子量:730。
(例1-3)
 還流冷却器を接続した100mLのナスフラスコに、例1-1で得た化合物(21)の22g、例1-2で得た化合物(20-1)の10gを取り入れ、炭酸カリウム粉末の1.47gを加えた。窒素雰囲気下、60℃で8時間撹拌した後、炭酸カリウム粉末の1.74gを追加して、80℃で2時間撹拌し、さらに室温で24時間撹拌した。塩酸水溶液を加えて、過剰の炭酸カリウムを処理し、水およびAK-225を加えて分液処理を行った。3回の水洗後、有機相を回収し、エバポレータで濃縮することによって、高粘度の生成物の32.65gを得た。再び、AK-225の30gで希釈し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒:AK-225)に展開して分取した。各フラクションについて、下式(x11-1)中のb1の平均値を19F-NMRの積分値から求めた。b1の平均値が7~15のフラクションを合わせた化合物(x11-1)の6.06gを得た。
 CF-O-{(CFCFO)}-{CFCHO-(CFCFHO-CFCFCFCHO)b1}-H ・・・(x11-1)
 化合物(x11-1)のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:重アセトン、基準:TMS) δ(ppm):4.1(2H)、4.8(22H)、6.7~6.9(11H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:重アセトン、基準:CFCl) δ(ppm):-55.3(3F)、-77.6(2F)、-83.7~-85.1(22F)、-88.5(24F)、-89.3~-90.4(22F)、-120.2(20F)、-122.0(2F)、-126.6(22F)、-145.1(11F)。
 aの平均値:6、b1の平均値:11、数平均分子量:4,080。
(例1-4)
 滴下ロート、コンデンサ、温度計、撹拌装置を装着した100mLの2口フラスコにポリイソシアネート(z-1)(住化バイエルウレタン社製、スミジュールN3300、イソシアナート基含有率:21.8%、式(4-1)で表されるイソシアヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネート)の366mgをフッ素系有機溶媒(日本ゼオン社製、ゼオローラ(登録商標)H、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン)の5.9gに溶解させ、ジブチル錫ジラウレート(東京化成社製)の1.5mgを加え、窒素雰囲気下、40℃で撹拌しながら、化合物(x11-1)の911mgを1時間かけて滴下し、1時間撹拌した。化合物(y-1)(共栄社化学社製、ライトエステルHOA、2-ヒドロキシエチルアクリレート)の194mgを30分かけて滴下し、4時間撹拌した。赤外吸収スペクトルにてイソシアナート基の吸収が完全に消失したことを確認した。ジブチルヒドロキシトルエン0.2mgを加え、反応生成物を得た。
(例1-5)
 10mLのバイアル管に、前記反応生成物の50mg、光重合性化合物(共栄社化学社製、ライトアクリレートPE-4A、ペンタエリスリトールテトラアクリレート)の200mg、非フッ素系有機溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル)の200mg、光重合開始剤(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)の0.1mgを入れ、室温および遮光にした状態で、1時間撹拌して、ハードコート層形成用組成物を得た。
(例1-6)
 ポリエチレンテレフタレート基材の表面にハードコート層形成用組成物をバーコートにより塗布し、塗膜を形成し、50℃のホットプレートで1分間乾燥させ、基材の表面に乾燥膜を形成した。高圧水銀ランプを用いて紫外線(光量:300mJ/cm、波長365nmの紫外線積算エネルギー量)を照射し、基材の表面に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
 ハードコート層形成用組成物およびハードコート層の評価結果を表2に示す。
〔例2〕
(例2-1)
 還流冷却器を接続した100mLのナスフラスコに、化合物(28-1)(東京化成工業社製。1H,1H,2H,2H-ペルフルオロ-1-オクタノール)の0.36gを入れ、炭酸カリウム粉末の0.14gを加えた。窒素雰囲気下、室温で30分撹拌した後、0℃に冷却し、化合物(23)(ダイキン工業社製。2,2,3,3-テトラフルオロオキセタン)の1.3gを加え、さらに0℃で24時間撹拌した。19F-NMRによって、化合物(23)が完全に消費されていることを確認した後、メタノールの2mLを添加して、室温で1時間撹拌した。水の20mLを加えて分液処理を行い、化合物(33-1)の1.6gを得た。
 CFCFCFCFCFCFCHCH-OH ・・・(28-1)。
 CFCFCFCFCFCFCHCH-O-(CHCFCFO)b3-CHCFC(=O)OCH ・・・(33-1)
 化合物(33-1)のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:重アセトン、基準:TMS) δ(ppm):1.7(2H)、3.3~3.9(23H)、4.1(2H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:重アセトン、基準:CFCl) δ(ppm):-80(2F)、-83~-85(18F)、-86(3F)、-118(2F)、-126~-132(26F)。
 b3の平均値:9、数平均分子量:1,660。
(例2-2)
 100mLのナスフラスコに化合物(33-1)の1.6gを入れ、水素化ホウ素ナトリウムの80mgを加えて、窒素雰囲気下、室温で24時間撹拌した。10%塩酸を溶液が酸性になるまで添加した。AK-225の100mLで希釈した後、水の20mLで2回洗浄した。有機相を回収し、エバポレータで濃縮し、真空乾燥を行うことで、化合物(x42-1)の1.6gを得た。
 CFCFCFCFCFCFCHCH-O-{(CHCFCFO)b3-CHCFCHO}-H ・・・(x42-1)
 化合物(x42-1)のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:重アセトン、基準:TMS) δ(ppm):1.7(2H)、3.3~3.9(24H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:重アセトン、基準:CFCl) δ(ppm):-81(2F)、-83~-85(18F)、-86(3F)、-118(2F)、-126~-132(26F)。
 b3の平均値:9、数平均分子量:1,660。
(例2-3)
 表1に示すように原料の種類および量を変更したこと以外は例1と同様にして、含フッ素化合物含有組成物を得た後、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を得た。ハードコート層形成用組成物およびハードコート層の評価結果を表2に示す。
〔例3〕
 表1に示すように原料の種類および量を変更したこと以外は例1と同様にして、反応生成物を得た後、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を得た。ハードコート層形成用組成物およびハードコート層の評価結果を表2に示す。
〔例4〕
 特許文献3の実施例2に記載の方法にしたがって化合物(35)を得た。
 F(CHCFCFO)b2CHCFCHOH ・・・(35)
 b2の平均値:6、数平均分子量:894。
 表1に示すように原料の種類および量を変更したこと以外は例1と同様にして、反応生成物を得た後、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を得た。ハードコート層形成用組成物およびハードコート層の評価結果を表2に示す。
〔例5〕
 特許文献2の実施例1-1に記載の方法にしたがって化合物(27-1)を得た。
 CFCFCF-O-{CFHCFO-CHCFO}-{(CFO)a1(CFCFO)a2}-CFCH-OH ・・・(27-1)。
 a1の平均値:8、a2の平均値:10、数平均分子量:2,070。
 表1に示すように原料の種類および量を変更したこと以外は例1と同様にして、反応生成物を得た後、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を得た。ハードコート層形成用組成物およびハードコート層の評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 例1、2の含フッ素化合物は、(C2n-iO)を有し、かつ末端にCF-を有しているため、ハードコート層形成用組成物の低温貯蔵安定性に優れ、ハードコート層の防汚性および外観に優れていた。また、例1の含フッ素化合物は、(C2mO)をさらに有しているため、ハードコート層の防汚性(油性インクはじき性)が特に優れていた。
 例3の含フッ素化合物は、(C2n-iO)を有しないため、非フッ素系光重合性化合物との相溶性が不充分であり、ハードコート層形成用組成物の室温および低温貯蔵安定性が不充分であり、ハードコート層の外観が不充分であった。
 例4の含フッ素化合物は、末端にCF-を有しないため、ハードコート層の防汚性が不充分であった。
 例5の含フッ素化合物は、(C2n-iO)を有しているが、その数が不充分であるため、ハードコート層形成用組成物の低温貯蔵安定性が不充分であった。
 本発明の含フッ素化合物は、対象物(ハードコート層等)への優れた防汚性の付与に好適に用いることができる。本発明の含フッ素化合物を含む光硬化性組成物またはコーティング液は、タッチパネルの入力面等に優れた防汚性を付与できる。また、樹脂材料に混合して成形品に防汚性を付与する用途、金型等の離型剤、ベアリング等の油漏れ防止、電子部品等を加工する際のプロセス溶液の付着防止、加工品の防湿等に用いることができる。
 なお、2015年7月23日に出願された日本特許出願2015-145875号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (13)

  1.  下式(1)で表される化合物である、含フッ素化合物。
     [D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-]A ・・・(1)
     ただし、
     Dは、(Rf1-R-またはRf2-であり、
     Rf1は、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基であり、
     eは、1~3の整数であり、
     Rは、炭素数1~6の(e+1)価の炭化水素基であり、
     Rf2は、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基であり、
     mは、1~6の整数であり、
     aは、0~200の整数であり、aが2以上の場合、(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、
     nは、1~6の整数であり、
     iは、1~2n-1の整数であり、
     bは、6~200の整数であり、(C2n-iO)は、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOからなるものであってもよく、
     dは、1以上の整数であり、
     Aは、1個以上の重合性炭素-炭素二重結合を有するd価の有機基であり、
     a個のC2mOおよびb個のC2n-iOの結合順序は限定されない。
  2.  前記式(1)で表される化合物が、下式(11)で表される化合物である、請求項1に記載の含フッ素化合物。
     [D-O-{(C2mO)}-{(C2n-iO)}-]A ・・・(11)
     ただし、
     D、m、n、i、b、dおよびAは、前記式(1)のD、m、n、i、b、dおよびAと同じであり、
     aは、1~200の整数であり、aが2以上のとき(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、
     aが2以上のとき{(C2mO)}は、a個のC2mOからなるブロックであり、
     {(C2n-iO)}は、b個のC2n-iOからなるブロックである。
  3.  前記式(1)で表される化合物が、下式(111)で表される化合物である、請求項2に記載の含フッ素化合物。
     [D-O-{(CFCFO)}-{CFCHO-(CFCFHO-CFCFCFCHO)b/2-1}-]A・・・(111)
     ただし、D、dおよびAは、前記式(1)のD、dおよびAと同じであり、bは前記式(1)のbのうち偶数であるものである。
  4.  前記式(1)で表される化合物が、下式(12)で表される化合物である、請求項1に記載の含フッ素化合物。
     [D-O-{(C2n-iO)}-{(C2mO)}-{(C2n-iO)b-c}-]A ・・・(12)
     ただし、
     D、m、n、i、b、dおよびAは、前記式(1)のD、m、n、i、b、dおよびAと同じであり、
     aは、1~200の整数であり、aが2以上のとき(C2mO)は、mの異なる2種以上のC2mOからなるものであってもよく、
     cは、2または3であり、(C2n-iO)は、nおよびiのいずれか一方または両方の異なる2種以上のC2n-iOからなるものであってもよく、
     {(C2n-iO)}は、c個のC2n-iOからなるブロックであり、
     aが2以上のとき{(C2mO)}は、a個のC2mOからなるブロックであり、
     {(C2n-iO)b-c}は、b-c個のC2n-iOからなるブロックである。
  5.  前記式(1)で表される化合物が、下式(112)で表される化合物である、請求項1に記載の含フッ素化合物。
     [D-O-(CHCFCFO)b-1-CHCFCHO-]A・・・(112)
     ただし、b、dおよびAは、前記式(1)のb、dおよびAと同じであり、Dは(Rf1-R-である。
  6.  a/bで表される前記aと前記bとの比が、20/1~1/20である、請求項1~4のいずれか一項に記載の含フッ素化合物。
  7.  前記Aが、1個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するd価の有機基である、請求項1~6のいずれか一項に記載の含フッ素化合物。
  8.  含フッ素化合物が、D-O-{(C2mO)(C2n-iO)}-Hで表されるヒドロキシ化合物と、1個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するヒドロキシ化合物と、2個以上のイソシアナート基を有するポリイソシアネートとの、未反応のイソシアナート基を有しない反応生成物である、請求項1~7のいずれか一項に記載の含フッ素化合物。
  9.  数平均分子量が1,200~8,000である、請求項1~8のいずれか一項に記載の含フッ素化合物。
  10.  請求項1~9のいずれか一項に記載の含フッ素化合物と、光重合性化合物(ただし、前記含フッ素化合物を除く。)と、光重合開始剤とを含む(ただし、液状媒体を含まない。)ことを特徴とする光硬化性組成物。
  11.  請求項10に記載の光硬化性組成物と、液状媒体とを含むことを特徴とするコーティング液。
  12.  請求項10に記載の光硬化性組成物または請求項11に記載のコーティング液からなる、ハードコート層形成用組成物。
  13.  基材と、請求項10記載の光硬化性組成物または請求項11記載のコーティング液から形成したハードコート層とを有することを特徴とする物品。
PCT/JP2016/071154 2015-07-23 2016-07-19 含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品 WO2017014218A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017529898A JPWO2017014218A1 (ja) 2015-07-23 2016-07-19 含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品
KR1020177035242A KR20180031633A (ko) 2015-07-23 2016-07-19 함불소 화합물, 광 경화성 조성물, 코팅액, 하드 코트층 형성용 조성물 및 물품

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015145875 2015-07-23
JP2015-145875 2015-07-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017014218A1 true WO2017014218A1 (ja) 2017-01-26

Family

ID=57834386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/071154 WO2017014218A1 (ja) 2015-07-23 2016-07-19 含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2017014218A1 (ja)
KR (1) KR20180031633A (ja)
TW (1) TW201710311A (ja)
WO (1) WO2017014218A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019049753A1 (ja) * 2017-09-05 2020-10-15 Agc株式会社 含フッ素エーテル化合物、組成物および物品
CN112592505A (zh) * 2019-10-01 2021-04-02 东友精细化工有限公司 硬质涂膜以及包含其的窗口和图像显示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05230152A (ja) * 1985-03-28 1993-09-07 Daikin Ind Ltd フルオロビニルエーテルを含む共重合体
WO2008069301A1 (ja) * 2006-12-08 2008-06-12 Daikin Industries, Ltd. フルオロモノマーの回収方法
JP2010529260A (ja) * 2007-06-06 2010-08-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フッ素化エーテル組成物及びフッ素化エーテル組成物の使用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05230152A (ja) * 1985-03-28 1993-09-07 Daikin Ind Ltd フルオロビニルエーテルを含む共重合体
WO2008069301A1 (ja) * 2006-12-08 2008-06-12 Daikin Industries, Ltd. フルオロモノマーの回収方法
JP2010529260A (ja) * 2007-06-06 2010-08-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フッ素化エーテル組成物及びフッ素化エーテル組成物の使用方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019049753A1 (ja) * 2017-09-05 2020-10-15 Agc株式会社 含フッ素エーテル化合物、組成物および物品
JP7067562B2 (ja) 2017-09-05 2022-05-16 Agc株式会社 含フッ素エーテル化合物、組成物および物品
CN112592505A (zh) * 2019-10-01 2021-04-02 东友精细化工有限公司 硬质涂膜以及包含其的窗口和图像显示装置
JP2021056514A (ja) * 2019-10-01 2021-04-08 東友ファインケム株式会社Dongwoo Fine−Chem Co., Ltd. ハードコートフィルムおよびこれを含むウィンドウおよび画像表示装置
KR20210039222A (ko) * 2019-10-01 2021-04-09 동우 화인켐 주식회사 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상표시장치
KR102327414B1 (ko) * 2019-10-01 2021-11-17 동우 화인켐 주식회사 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 화상표시장치
JP7179807B2 (ja) 2019-10-01 2022-11-29 東友ファインケム株式会社 ハードコートフィルムおよびこれを含むウィンドウおよび画像表示装置
CN112592505B (zh) * 2019-10-01 2023-06-02 东友精细化工有限公司 硬质涂膜以及包含其的窗口和图像显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180031633A (ko) 2018-03-28
TW201710311A (zh) 2017-03-16
JPWO2017014218A1 (ja) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6784257B2 (ja) 含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品
JP5804224B2 (ja) 含フッ素化合物、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を有する物品
JP6265207B2 (ja) 含フッ素エーテル化合物、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を有する物品
US7781604B2 (en) Fluorine-containing acrylate
JP6056935B2 (ja) 表面処理組成物
WO2017014218A1 (ja) 含フッ素化合物、光硬化性組成物、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品
JP6547384B2 (ja) 表面処理組成物
JP6708209B2 (ja) 含フッ素化合物含有組成物、その製造方法、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品
JP2016210836A (ja) 含フッ素化合物含有組成物、その製造方法、コーティング液、ハードコート層形成用組成物および物品
JP2014196455A (ja) 含フッ素ポリマー、ハードコート層形成用組成物およびハードコート層を有する物品
TW201509960A (zh) 含氟聚合物、硬塗層形成用組成物及具有硬塗層之物品

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16827778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20177035242

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017529898

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16827778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1