WO2017061343A1 - 樹脂組成物及び硬化物シート - Google Patents

樹脂組成物及び硬化物シート Download PDF

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WO2017061343A1
WO2017061343A1 PCT/JP2016/079202 JP2016079202W WO2017061343A1 WO 2017061343 A1 WO2017061343 A1 WO 2017061343A1 JP 2016079202 W JP2016079202 W JP 2016079202W WO 2017061343 A1 WO2017061343 A1 WO 2017061343A1
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meth
resin composition
acrylate
group
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慎吾 金谷
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ナガセケムテックス株式会社
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    • 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
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C08F290/14Polymers provided for in subclass C08G
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition and a cured product sheet.
  • a cover glass has been used to protect and strengthen a display unit of a portable electronic device such as a smartphone.
  • glass has low impact resistance, there is a problem that the mechanical strength becomes insufficient when the cover glass is made thin for weight reduction. Therefore, development of a resin film excellent in surface hardness and transparency is required as an alternative material for the cover glass.
  • Patent Document 1 discloses a silicone resin having a polyorganosilsesquioxane having a cage structure in a structural unit as a main component, an oligomer having a urethane bond, and an unsaturated compound. A cured film of the silicone resin composition to be contained has been proposed. However, the cured film described in Patent Document 1 has insufficient surface hardness, and it has been difficult to use it as an alternative material for the cover glass.
  • Patent Document 2 proposes an ultraviolet curable organopolysiloxane composition containing a cyclic or chain organopolysiloxane, a urethane acrylate compound, and a photoinitiator.
  • the cured product obtained from the composition described in Patent Document 2 has insufficient surface hardness, and is difficult to use as a substitute material for the cover glass.
  • An object of this invention is to provide the resin composition for obtaining the cured
  • the present inventor has obtained a specific weight ratio of a ladder-type or random-type silsesquioxane, a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer, and a (meth) acrylate monomer.
  • the cured sheet obtained by curing the resin composition contained in the above has been found to be excellent in transparency, surface hardness and scratch resistance, and can be suitably used as an alternative material for cover glass, and has completed the present invention. .
  • the resin composition of the present invention is (A) 3 to 20% by weight of ladder-type or random-type silsesquioxane, (B) 30 to 90% by weight of a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer having a functionality of 6 or more and a weight average molecular weight of 1,000 or more, and (C) 5 to 60% by weight of 1 to 3 functional (meth) acrylate monomer It is characterized by containing.
  • (A) silsesquioxane has RSiO 3/2 as a repeating structural unit, and among all the repeating structural units contained in one molecule, R has a (meth) acryl group.
  • R has a (meth) acryl group.
  • Those having 25 to 95 mol% are preferable, and those having an aryl group and / or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms as R are preferably 75 to 5 mol%.
  • the monofunctional to trifunctional (meth) acrylate monomer is isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, dicyclopentanyl acrylate, dicyclopentanyl methacrylate, tricyclodecane dimethanol. It is at least one selected from the group consisting of diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane EO-modified triacrylate, and trimethylolpropane PO-modified triacrylate. preferable.
  • the cured product sheet of the present invention is obtained by curing the resin composition of the present invention.
  • the cured product sheet of the present invention preferably has a pencil hardness of 9H or higher.
  • the cured product sheet for insert molding of the present invention is characterized by comprising the cured product sheet of the present invention.
  • the resin composition of the present invention contains a ladder-type or random-type silsesquioxane, a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer, and a (meth) acrylate monomer in a specific weight ratio, transparency, surface A cured product sheet that is excellent in hardness and scratch resistance and can be suitably used as an alternative material for the cover glass can be obtained.
  • the resin composition of the present invention is (A) 3 to 20% by weight of ladder-type or random-type silsesquioxane, (B) 30 to 90% by weight of a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer having a functionality of 6 or more and a weight average molecular weight of 1,000 or more, and (C) 5 to 60% by weight of 1 to 3 functional (meth) acrylate monomer It is characterized by containing.
  • (A) Silsesquioxane is a polysiloxane derivative having a structure represented by the formula (RSiO 3/2 ) n (wherein R represents a functional group of trialkoxysilane).
  • the (A) silsesquioxane used in the resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it has a ladder type or random type structure.
  • (a) a trialkoxysilane having a (meth) acryl group; (B) Ladder type or random type obtained by hydrolyzing and co-condensing an aryl group and / or trialkoxysilane having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in a molar ratio of 25:75 to 95: 5 Silsesquioxane can be used.
  • the trialkoxysilane having a (meth) acryl group is not particularly limited.
  • 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane examples include 3-acryloxypropyltriethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Examples thereof include isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s- or t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, octyl group, isooctyl group, dodecyl group and the like. Of these, alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms are preferred.
  • the aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group, a benzyl group, a tolyl group, and a xylyl group. In these, a phenyl group is preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the trialkoxysilane having an aryl group and / or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is not particularly limited.
  • the molar ratio of (a) trialkoxysilane having a (meth) acrylic group and (b) an aryl group and / or a trialkoxysilane having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is not particularly limited.
  • the ratio is preferably 95: 5, more preferably 50:50 to 95: 5.
  • (A) Silsesquioxane has RSiO 3/2 as a repeating structural unit, and among all the above repeating structural units contained in one molecule, those having a (meth) acryl group as R are 25 to 95 mol%. It is preferable that R has an aryl group and / or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in an amount of 75 to 5 mol%.
  • a method for producing (A) silsesquioxane having a ladder type structure or a random type structure for example, a method described in JP-A-6-306173 can be employed. Specifically, for example, 1 to 3 mol of water is added to 1 mol of alkoxyl group, and an acidic catalyst or a basic catalyst is used as necessary, with a reaction temperature of 25 to 50 ° C., a reaction time of 3 to Examples thereof include a method of hydrolysis and cocondensation while stirring for 12 hours. In that case, you may use organic solvents, such as alcohol, together.
  • the acidic catalyst is not particularly limited, and examples thereof include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, boric acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and P-toluenesulfonic acid.
  • fluorine-type compounds such as tetrabutylammonium fluoride, potassium fluoride, sodium fluoride, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the acidic catalyst used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the reaction component.
  • a basic catalyst For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the basic catalyst used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the reaction component.
  • the weight average molecular weight of (A) silsesquioxane is not particularly limited, but is preferably 1500 to 20000, and more preferably 2000 to 10,000. When the weight average molecular weight is less than 1500, the surface hardness may be insufficient, and when it exceeds 20000, the viscosity may increase and workability may deteriorate.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer having a functionality of 6 or more and a weight average molecular weight of 1,000 or more. In the resin composition of the present invention.
  • the number of (meth) acryl groups contained in the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is not particularly limited as long as it is 6 or more, but is preferably 8 or more. If the number of (meth) acrylic groups is less than 6, the surface hardness may be insufficient. Although the upper limit of the number of (meth) acryl groups is not particularly limited, for example, it is 15.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the (B) polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is not particularly limited as long as it is 1,000 or more, but is preferably 1,000 to 30,000. If the weight average molecular weight is less than 1,000, the mechanical strength may be significantly reduced.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is produced by a urethanization reaction between a polyisocyanate component, a hydroxyl group-containing acrylate compound, and a polyol component.
  • the polyisocyanate component is not particularly limited, and examples thereof include aromatic, aliphatic, and alicyclic polyisocyanates, such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and polyphenylmethane poly.
  • Isocyanate modified diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, Phenylene diisocyanate, lysine diisocyanate, lysine triisocyanate, naphtha Down diisocyanate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the hydroxyl group-containing acrylate compound is not particularly limited.
  • the polyol component is not particularly limited.
  • Diol Diol, Neopentyl glycol, Cyclohexanedimethanol, Hydrogenated bisphenol A, Polycaprolactone, Trimethylolethane, Trimethylolpropane, Polytrimethylolpropane, Pentaerythritol, Polypentaerythritol, Sorbitol, Mannitol, Glycerin, Polyglycerin, Polytetra Polyhydric alcohol such as methylene glycol, polyethylene oxide, poly (B) pyrene oxide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a commercially available product may be used as the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer.
  • Examples of such commercially available products include Art Resin UN-3320HA, Art Resin UN-3320HC, Art Resin UN-3320HS, Art Resin UN-904 (all manufactured by Negami Industrial Co., Ltd.), Purple Light UV-1700B, and Purple Light.
  • UV-7605B, purple light UV-7610B, purple light UV-7630B, purple light UV-7640B (all manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
  • the (meth) acrylate monomer is a monofunctional to trifunctional (meth) acrylate monomer and is blended in the resin composition of the present invention as a reactive diluent (viscosity modifier).
  • the (meth) acrylate monomer is not particularly limited.
  • examples include diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane EO-modified triacrylate, trimethylolpropane PO-modified triacrylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • isobornyl acrylate isobornyl methacrylate, dicyclopentanyl acrylate, dicyclopentanyl methacrylate, tricyclodecane dimethanol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene At least one selected from the group consisting of glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane EO modified triacrylate, and trimethylolpropane PO modified triacrylate is preferred.
  • the content ratio of the components (A) to (C) is not particularly limited as long as it is 3 to 20% by weight: 30 to 90% by weight: 5 to 60% by weight. %: 40 to 85% by weight: 5 to 45% by weight is preferable.
  • the content of the component (A) is less than 3% by weight, the yellowness (YI) may increase or the scratch resistance may decrease, and when it exceeds 20% by weight, the surface hardness may decrease. is there.
  • the content of the component (B) is less than 30% by weight, the surface hardness may be insufficient, and when it exceeds 90% by weight, the viscosity may be significantly increased.
  • the content of the component (C) is less than 5% by weight, the viscosity may be significantly increased, and when it exceeds 60% by weight, the viscosity may be significantly decreased.
  • the resin composition of the present invention may optionally contain other components in addition to the components (A) to (C) described above.
  • other components include radical photopolymerization initiators, surfactants, hindered amine light stabilizers, hindered phenol antioxidants, and the like.
  • the radical photopolymerization initiator is not particularly limited.
  • acetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, dichloroacetophenone, 2-methyl-1- (4-methylthio) Acetophenones such as phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl luphenyl-ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, benzophenone Benzophenones such as 2-chlorobenzophenone, p, p-bisdimethylaminobenzophenone, p, p-bisdiethylaminobenzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzo Benzoin ethers such as polyisobutyl ether
  • radical photopolymerization initiators examples include IRGACURE 184, IRGACURE 907, IRGACURE 651, IRGACURE 127, IRGACURE 819, IRGACURE 2959, DAROCUR 11173, Lucirin TPO (manufactured by BASF).
  • the content thereof is not particularly limited, but is 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin composition. Is preferably 1 to 3 parts by weight.
  • the content of the radical photopolymerization initiator is less than 0.5 parts by weight, curing may be insufficient, and when it exceeds 5 parts by weight, yellowing may occur remarkably.
  • Examples of commercially available products that can be used as the surfactant include Megafac R-08, Megafac F-410 (all manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), and EF-102 (produced by Gemco). .
  • Examples of commercially available products that can be used as hindered amine light stabilizers include TINUVIN (registered trademark) 770, TINUVIN (registered trademark) 622LD, TINUVIN (registered trademark) 144, TINUVIN (registered trademark) 400, and TINUVIN (registered trademark) 479. (All manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), Adeka Stub (registered trademark) LA-57 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) and the like.
  • the content is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.5 phr in the resin composition, preferably 0.1 to More preferably, it is 0.3 phr.
  • IRGANOX registered trademark 1010
  • IRGANOX registered trademark 1035
  • IRGANOX registered trademark 1076
  • IRGANOX registered trademark 1098
  • IRGANOX registered trademark 245
  • Nocrack NS-30 manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Tominox TT manufactured by Yoshitoyo Fine Chemical Co., Ltd.
  • the content is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.5 phr in the resin composition, More preferably, it is ⁇ 0.3 phr.
  • the resin composition of the present invention preferably forms a sufficiently uniform solution as a whole.
  • the viscosity of the resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1000 to 30000 mPa ⁇ s at 25 ° C., more preferably 5000 to 20000 mPa ⁇ s. When the viscosity is less than 1000 mPa ⁇ s or exceeds 30000 mPa ⁇ s, handling during coating may be difficult.
  • the viscosity can be measured using a B-type viscometer, an E-type viscometer or the like.
  • the cured product sheet of the present invention is obtained by curing the resin composition of the present invention.
  • a roll to roll process is used suitably. Specifically, it can be obtained by coating the resin composition of the present invention with a predetermined film thickness on various support films (PET, PMMA film, etc. subjected to mold release treatment) and peeling the support film. Examples of the coating method include gravure coating, roll coating, bar coating, die coating, knife coating and the like.
  • the method for curing the resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • a high temperature mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a black light, a metal halide lamp and the like are used.
  • a method of irradiating ultraviolet rays at 50 to 300 mW / cm 2 for about several seconds to several hours can be employed.
  • the thickness of the cured product sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 to 100 ⁇ m, and more preferably 60 to 80 ⁇ m. If the thickness is less than 50 ⁇ m, the surface hardness may be insufficient, and if it exceeds 100 ⁇ m, it may be easy to break and winding with a roll-to-roll may be difficult.
  • the pencil hardness (750 ⁇ 10 g load) based on JIS K5600-5-4 of the cured product sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably 9H or more. If the pencil hardness is less than 9H, it may be easily damaged, and actual use may be difficult.
  • seat of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 88% or more, and it is more preferable that it is 90% or more. If the total light transmittance is less than 88%, the transparency may be insufficient (appearance defect). The upper limit of the total light transmittance is 100%.
  • seat of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 1.2 or less, and it is more preferable that it is 1.0 or less. If the yellowness exceeds 1.2, yellowing is conspicuous, which may cause poor appearance.
  • the aspect of the cured sheet of the present invention in the display unit of an electronic device such as a portable electronic device is the same as that of a conventional cover glass.
  • the cured product sheet of the present invention has a high surface hardness that can be substituted for a conventional cover glass as a cover member for protecting and reinforcing an electronic device display unit, and has a high impact resistance that cannot be obtained with glass. It can be used as a cover member for protecting and reinforcing a display unit of a device such as a mobile phone, a smartphone, a portable music player, a portable game machine, and a tablet personal computer (tablet terminal). Therefore, the portable electronic device having the cured product sheet of the present invention can be reduced in weight and thickness.
  • the cured product sheet for insert molding of the present invention is characterized by comprising the cured product sheet of the present invention.
  • an insert molded body can be obtained.
  • the insert molded body includes a step of placing the insert molding cured product sheet of the present invention in a mold, and a step of injecting a thermoplastic resin into the mold and molding the molded product integrally with the insert molding cured product sheet. It can be manufactured by a manufacturing method. In order to inject the thermoplastic resin into the mold, for example, an injection molding apparatus or the like can be used.
  • thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polymethyl methacrylate resin (PMMA), and cycloolefin polymer (COP). These may be used alone or in combination of two or more.
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • PMMA polymethyl methacrylate resin
  • COP cycloolefin polymer
  • Synthesis Example 1 (A) Synthesis of Silsesquioxane (SQ1) In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 100 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) and 1.4 g of a 20% aqueous solution of sodium hydroxide (hydroxylation) Sodium 6.8 mmol) and distilled water 17.5 g (1.03 mol) were charged, then 3-methacryloxypropylmethyltrimethoxysilane 96.6 g (389.0 mmol), methyltrimethoxysilane 3.4 g (25.0 mmol) ) Was gradually added at 50 to 55 ° C. and left to stir for 3 hours.
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • Synthesis Example 2 (A) Synthesis of Silsesquioxane (SQ2) In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 100 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) and 1.5 g of a 20% aqueous solution of sodium hydroxide (hydroxylation) Sodium 7.3 mmol) and distilled water 19.0 g (1.12 mol) were charged, then 3-methacryloxypropylmethyltrimethoxysilane 55.6 g (224.0 mmol), phenyltrimethoxysilane 44.4 g (224.0 mmol). ) was gradually added at 50 to 55 ° C. and left to stir for 3 hours.
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • KRM-8852 10 functional aliphatic urethane acrylate (manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd., weight average molecular weight: 1200)
  • UV-7605B hexafunctional aliphatic urethane acrylate (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., weight average molecular weight: 1100)
  • M-350 Trimethylolpropane EO-modified triacrylate (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)
  • R-684 Tricyclodecane dimethanol diacrylate (Nippon Kayaku Co., Ltd.)
  • IBOB Isobornyl acrylate (manufactured by Daicel Ornex)
  • Irgacure 184 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (manufactured by BASF)
  • the viscosity of the resin compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was measured by the following method. Also, the resin compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were sandwiched between silicon processed glass together with a PET film having a thickness of 75 ⁇ m, and then a tabletop conveyor UV (LH6 / LC-6B manufactured by Fusion UV) was used. Using a high pressure mercury lamp as a light source, curing was performed under conditions of a peak illuminance of 80 mW / cm 2 and an integrated exposure amount of 500 mJ / cm 2 . The obtained cured sheet (thickness 70 ⁇ m, size 30 mm square) was evaluated for transmittance, yellowness (YI), pencil hardness, and scratch resistance by the following methods. These results are shown in Table 1.
  • Viscosity (mPa ⁇ s): The viscosity at 25 ° C. was measured using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TV-20 type cone plate type).
  • Yellowness was measured with a visible ultraviolet spectrophotometer (V-600, manufactured by Jusco International).
  • Pencil hardness The pencil hardness (750 ⁇ 10 g load) based on JIS K5600-5-4 was measured at 25 ° C. using a pencil hardness tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.).
  • Abrasion resistance A load of 500 g was applied to steel wool (# 0000) to scratch the surface of the cured sheet 10 times. The presence or absence of scratches was visually confirmed and evaluated according to the following criteria. ⁇ : No scratch ⁇ : Several scratches occurred ⁇ : Many scratches occurred

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Abstract

本発明は、透明性、表面硬度及び耐擦傷性に優れ、カバーガラスの代替材料として好適に使用することができる硬化物シートを得るための樹脂組成物を提供することを目的とする。 本発明の樹脂組成物は、(A)ラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンを3~20重量%、(B)6官能以上で重量平均分子量が1,000以上の多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを30~90重量%、及び、(C)1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーを5~60重量%含有することを特徴とする。

Description

樹脂組成物及び硬化物シート
本発明は、樹脂組成物及び硬化物シートに関する。
従来、スマートフォン等の携帯型電子機器のディスプレイ部の保護及び強化のためにカバーガラスが用いられてきた。しかしながら、ガラスは耐衝撃性が低いため、軽量化のためにカバーガラスを薄くすると機械的強度が不充分となるという問題があった。そのため、カバーガラスの代替材料として、表面硬度及び透明性に優れた樹脂フィルムの開発が求められている。
光学保護用途の樹脂フィルムとして、例えば特許文献1には、構造単位中に篭型構造を有するポリオルガノシルセスキオキサンを主たる成分とするシリコーン樹脂、ウレタン結合を有するオリゴマー、及び、不飽和化合物を含有するシリコーン樹脂組成物の硬化物フィルムが提案されている。しかしながら、特許文献1に記載の硬化物フィルムは表面硬度が充分ではなく、カバーガラスの代替材料として使用することは困難であった。
また、特許文献2には、環状又は鎖状のオルガノポリシロキサン、ウレタンアクリレート化合物、及び、光開始剤を含有する紫外線硬化型オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。しかしながら、特許文献2に記載の組成物から得られた硬化物は表面硬度が不充分であり、カバーガラスの代替材料として使用することは困難であった。
特開2010-96848号公報 特開2005-320418号公報
本発明は、透明性、表面硬度及び耐擦傷性に優れ、カバーガラスの代替材料として好適に使用することができる硬化物シートを得るための樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンと、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーと、(メタ)アクリレートモノマーとを特定の重量比で含有する樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物シートが、透明性、表面硬度及び耐擦傷性に優れ、カバーガラスの代替材料として好適に使用することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の樹脂組成物は、
(A)ラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンを3~20重量%、
(B)6官能以上で重量平均分子量が1,000以上の多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを30~90重量%、及び、
(C)1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーを5~60重量%
含有することを特徴とする。
本発明の樹脂組成物において、(A)シルセスキオキサンは、RSiO3/2を繰り返し構成単位とし、1分子中に含まれる全ての上記繰り返し構成単位のうち、Rとして(メタ)アクリル基を有するものが25~95モル%であり、Rとしてアリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するものが75~5モル%であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物において、(C)1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーが、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、及び、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の硬化物シートは、本発明の樹脂組成物を硬化させて得られることを特徴とする。
本発明の硬化物シートは、鉛筆硬度が9H以上であることが好ましい。
本発明のインサート成形用硬化物シートは、本発明の硬化物シートからなることを特徴とする。
本発明の樹脂組成物は、ラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンと、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーと、(メタ)アクリレートモノマーとを特定の重量比で含有するため、透明性、表面硬度及び耐擦傷性に優れ、カバーガラスの代替材料として好適に使用することができる硬化物シートを得ることができる。
<<樹脂組成物>>
本発明の樹脂組成物は、
(A)ラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンを3~20重量%、
(B)6官能以上で重量平均分子量が1,000以上の多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを30~90重量%、及び、
(C)1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーを5~60重量%
含有することを特徴とする。
<(A)シルセスキオキサン>
(A)シルセスキオキサンは、式(RSiO3/2で表される構造(式中、Rはトリアルコキシシランが有する官能基を示す。)を有するポリシロキサンの誘導体である。本発明の樹脂組成物に用いる(A)シルセスキオキサンとしては、ラダー型又はランダム型の構造を有する限り特に限定されないが、例えば、(a)(メタ)アクリル基を有するトリアルコキシシランと、(b)アリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するトリアルコキシシランとを、25:75~95:5のモル比で加水分解、共縮合することによって得られるラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンを用いることができる。
(a)(メタ)アクリル基を有するトリアルコキシシランとしては、特に限定されないが、例えば、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
(b)アリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するトリアルコキシシランにおいて、炭素数1~12のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-又はt-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、オクチル基、イソオクチル基、ドデシル基等が挙げられる。これらの中では、炭素数1~8のアルキル基が好ましい。また、アリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。これらの中では、フェニル基が好ましい。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
(b)アリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するトリアルコキシシランとしては、特に限定されないが、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
(a)(メタ)アクリル基を有するトリアルコキシシランと(b)アリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するトリアルコキシシランとのモル比は、特に限定されないが、25:75~95:5であることが好ましく、50:50~95:5であることがより好ましい。(a)(メタ)アクリル基を有するトリアルコキシシランのモル比が25未満であると、硬化後の架橋密度が低くなり、硬化性が悪くなることがあり、95を超えると、架橋密度が高くなりすぎるため、硬化物の耐衝撃性が低下することがある。
(A)シルセスキオキサンは、RSiO3/2を繰り返し構成単位とし、1分子中に含まれる全ての上記繰り返し構成単位のうち、Rとして(メタ)アクリル基を有するものが25~95モル%であり、Rとしてアリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するものが75~5モル%であることが好ましい。
ラダー型又はランダム型の構造を有する(A)シルセスキオキサンの製造方法としては、例えば、特開平6-306173号公報に記載の方法等を採用することができる。具体的には、例えば、アルコキシル基1モルに対して1~3モルの水を添加し、必要に応じて、酸性触媒又は塩基性触媒を使用し、反応温度25~50℃、反応時間3~12時間で撹拌しつつ加水分解、共縮合する方法等が挙げられる。その際、アルコール等の有機溶媒を併用してもよい。
酸性触媒としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、ホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルフォン酸、P-トルエンスルホン酸等が挙げられる。また、テトラブチルアンモニウムフルオライド、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム等のフッ素系化合物等も挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。酸性触媒の使用量は、特に限定されないが、反応成分固形分100重量部に対して0.1~5重量部が好ましい。
塩基性触媒としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。塩基性触媒の使用量は、特に限定されないが、反応成分固形分100重量部に対して0.1~5重量部が好ましい。
(A)シルセスキオキサンの重量平均分子量は、特に限定されないが、1500~20000であることが好ましく、2000~10000であることがより好ましい。重量平均分子量が1500未満であると、表面硬度が不充分となることがあり、20000を超えると、粘度が高くなり、作業性が悪くなる恐れがある。
<(B)多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー>
(B)多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、6官能以上で重量平均分子量が1,000以上の多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーであり、本発明の硬化物シートの表面硬度を向上させる目的で本発明の樹脂組成物に配合される。
(B)多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが有する(メタ)アクリル基の数は、6以上である限り特に限定されないが、8以上であることが好ましい。(メタ)アクリル基の数が6未満であると、表面硬度が不十分となることがある。(メタ)アクリル基の数の上限は、特に限定されないが、例えば、15である。
(B)多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの重量平均分子量(Mw)は、1,000以上である限り特に限定されないが、1,000~30,000が好ましい。重量平均分子量が1,000未満であると、機械強度が著しく低下する恐れがある。
(B)多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリイソシアネート成分と水酸基含有アクリレート化合物、ポリオール成分とのウレタン化反応によって製造される。
ポリイソシアネート成分としては、特に限定されないが、例えば、芳香族系、脂肪族系、脂環式系等のポリイソシアネートが挙げられ、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化キシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、フェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
水酸基含有アクリレート化合物としては、特に限定されないが、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンジアクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチルアクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
ポリオール成分としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、水素添加型ビスフェノールA、ポリカプロラクトン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ポリトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、グリセリン、ポリグリセリン、ポリテトラメチレングリコール等の多価アルコールや、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
(B)多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、市販品を用いても良い。このような市販品としては、例えば、アートレジンUN-3320HA、アートレジンUN-3320HC、アートレジンUN-3320HS、アートレジンUN-904(以上いずれも根上工業株式会社製)、紫光UV-1700B、紫光UV-7605B、紫光UV-7610B、紫光UV-7630B、紫光UV-7640B(以上いずれも日本合成化学工業株式会社製)、NKオリゴU-6PA、NKオリゴU-10HA、NKオリゴU-10PA、NKオリゴU-1100H、NKオリゴU-15HA、NKオリゴU-53H、NKオリゴU-33H(以上いずれも新中村化学工業株式会社製)、KRM8452、EBECRYL1290、KRM8200、EBECRYL5129、KRM8904、EBECRYL8415(以上いずれもダイセル・サイテック株式会社製)、UX-5000(日本化薬株式会社製)等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
<(C)(メタ)アクリレートモノマー>
(C)(メタ)アクリレートモノマーは、1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーであり、反応性希釈剤(粘度調整剤)として本発明の樹脂組成物に配合される。
(C)(メタ)アクリレートモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。これらの中では、透明性及び希釈性の観点から、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、及び、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
本発明の樹脂組成物において、(A)~(C)成分の含有割合は、3~20重量%:30~90重量%:5~60重量%である限り特に限定されないが、5~15重量%:40~85重量%:5~45重量%であることが好ましい。(A)成分の含有量が3重量%未満であると、黄色度(YI)が大きくなったり、耐擦傷性が低下することがあり、20重量%を超えると、表面硬度が低下することがある。(B)成分の含有量が30重量%未満であると、表面硬度が不十分となることがあり、90重量%を超えると、粘度が大幅に上昇することがある。(C)成分の含有量が5重量%未満であると、粘度が大幅に上昇することがあり、60重量%を超えると、粘度が大幅に低下することがある。
本発明の樹脂組成物は、上述の(A)~(C)成分に加えて、任意に他の成分を含有していても良い。他の成分としては、例えば、ラジカル型光重合開始剤、界面活性剤、ヒンダードアミン系光安定化剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
ラジカル型光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、アセトフェノン、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、p-ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルーフェニル-ケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1等のアセトフェノン類、ベンゾフェノン、2-クロロベンゾフェノン、p,p-ビスジメチルアミノベンゾフェノン、p,p-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のアントラキノン類、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体、2,4,6-トリス-S-トリアジン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
ラジカル型光重合開始剤として使用できる市販品としては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE907、IRGACURE651、IRGACURE127、IRGACURE819、IRGACURE2959、DAROCUR11173、LucirinTPO(BASF社製)等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物がラジカル型光重合開始剤を含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物の固形分100重量部に対して0.5~5重量部であることが好ましく、1~3重量部であることがより好ましい。ラジカル型光重合開始剤の含有量が0.5重量部未満であると、硬化が不十分となることがあり、5重量部を超えると、著しく黄変することがある。
界面活性剤として使用できる市販品としては、例えば、メガファックR-08、メガファックF-410(いずれも大日本インキ化学工業株式会社製)、EF-102(株式会社ジェムコ製)等が挙げられる。
ヒンダードアミン系光安定化剤として使用できる市販品としては、例えば、TINUVIN(登録商標)770、TINUVIN(登録商標)622LD、TINUVIN(登録商標)144、TINUVIN(登録商標)400、TINUVIN(登録商標)479(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)、アデカスタブ(登録商標)LA-57(旭電化工業株式会社製)等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物がヒンダードアミン系光安定化剤を含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物中、0.01~0.5phrであることが好ましく、0.1~0.3phrであることがより好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤として使用できる市販品としては、例えば、IRGANOX(登録商標)1010、IRGANOX(登録商標)1035、IRGANOX(登録商標)1076、IRGANOX(登録商標)1098、IRGANOX(登録商標)245(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)、ノクラックNS-30(大内新興化学工業株式会社製)、トミノックスTT(吉豊ファインケミカル社製)等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物がヒンダードフェノール系酸化防止剤を含有する場合、その含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物中、0.01~0.5phrであることが好ましく、0.1~0.3phrであることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物は、組成物全体が充分均一な溶液を形成することが好ましい。本発明の樹脂組成物の粘度は、特に限定されないが、25℃で1000~30000mPa・sであることが好ましく、5000~20000mPa・sであることがより好ましい。粘度が1000mPa・s未満の場合や、30000mPa・sを超える場合には、コーティング時の取り扱いが困難となることがある。なお、粘度はB型粘度計、E型粘度計等を用いて測定することができる。
<<硬化物シート>>
本発明の硬化物シートは、本発明の樹脂組成物を硬化させて得られることを特徴とする。
本発明の硬化物シートの製造方法としては、特に限定されないが、生産性の観点から、ロールtoロールプロセスが好適に用いられる。具体的には、各種支持フィルム(離型処理をしたPET、PMMAフィルム等)に本発明の樹脂組成物を所定の膜厚でコーティングし、支持フィルムを剥離することで得ることが出来る。コーティング方法としては、グラビアコート、ロールコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、ナイフコーティング等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物を硬化させる方法としては、特に限定されないが、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライト、メタルハライドランプ等を用いて、室温~100℃程度の温度条件下、紫外線を50~300mW/cmで数秒~数時間程度照射する方法を採用することができる。
本発明の硬化物シートの厚みは、特に限定されないが、50~100μmであることが好ましく、60~80μmであることがより好ましい。厚みが50μm未満であると、表面硬度が不十分となることがあり、100μmを超えると、割れ易くなり、ロールtoロールでの巻き取りが困難となることがある。
本発明の硬化物シートのJIS K5600-5-4に基づく鉛筆硬度(750±10g荷重)は、特に限定されないが、9H以上であることが好ましい。鉛筆硬度が9H未満であると、傷つき易くなり、実使用が困難となることがある。
本発明の硬化物シートの全光線透過率は、特に限定されないが、88%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。全光線透過率が88%未満であると、透明性が不十分(外観不良)となることがある。なお、全光線透過率の上限は100%である。
本発明の硬化物シートの黄色度(YI)は、特に限定されないが、1.2以下であることが好ましく、1.0以下であることがより好ましい。黄色度が1.2を超えると、黄変が目立つため、外観不良となることがある。
携帯電子機器等の電子機器のディスプレイ部における本発明の硬化物シートの態様としては、従来のカバーガラスの態様と同様であり、例えば、ディスプレイ部の前面に位置する前面部と、ディスプレイ部の幅方向両側において前面部から屈曲する屈曲部とを備えてもよい。
本発明の硬化物シートは、電子機器ディスプレイ部の保護及び強化用カバー部材として、従来のカバーガラスに代替し得る高い表面硬度を有するとともにガラスでは得られない高い耐衝撃性を有するので、携帯電子機器、例えば、携帯電話、スマートフォン、携帯音楽プレーヤー、携帯ゲーム機、タブレット型パーソナルコンピューター(タブレット型端末)等のディスプレイ部の保護及び強化用カバー部材として使用することができる。従って、本発明の硬化物シートを有する携帯電子機器は、軽量化、薄型化が可能である。
<<インサート成形用硬化物シート>>
本発明のインサート成形用硬化物シートは、本発明の硬化物シートからなることを特徴とする。本発明のインサート成形用硬化物シートをインサート成形に用いることにより、インサート成形体を得ることができる。
インサート成形体は、本発明のインサート成形用硬化物シートを金型内に配置する工程、及び、熱可塑性樹脂を金型に注入してインサート成形用硬化物シートと一体に成形する工程、を含む製造方法により製造することができる。熱可塑性樹脂を金型に注入するには、例えば、射出成形装置等を使用することができる。
熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、シクロオレフィンポリマー(COP)等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。以下、「部」又は「%」は特記ない限り、それぞれ「重量部」又は「重量%」を意味する。
(合成例1)(A)シルセスキオキサン(SQ1)の合成
撹拌機及び温度計を設置した反応容器に、メチルイソブチルケトン(MIBK)100g、水酸化ナトリウムの20%水溶液1.4g(水酸化ナトリウム6.8mmol)、蒸留水17.5g(1.03mol)を仕込んだ後、3-メタクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン96.6g(389.0mmol)、メチルトリメトキシシラン3.4g(25.0mmol)を50~55℃で徐々に加え、3時間撹拌放置した。反応終了後、MIBK100gを加え、さらに50gの蒸留水で水層のpHが中性になるまで水洗した。次に減圧下でMIBKを留去して目的の化合物(SQ1)を得た。Mwは2760であった。液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積比を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含量は92重量%であった。
(合成例2)(A)シルセスキオキサン(SQ2)の合成
撹拌機及び温度計を設置した反応容器に、メチルイソブチルケトン(MIBK)100g、水酸化ナトリウムの20%水溶液1.5g(水酸化ナトリウム7.3mmol)、蒸留水19.0g(1.12mol)を仕込んだ後、3-メタクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン55.6g(224.0mmol)、フェニルトリメトキシシラン44.4g(224.0mmol)を50~55℃で徐々に加え、3時間撹拌放置した。反応終了後、MIBK100gを加え、さらに50gの蒸留水で水層のpHが中性になるまで水洗した。次に減圧下でMIBKを留去して目的の化合物(SQ2)を得た。Mwは3850であった。液体クロマトグラフ質量分析によるm/zピーク面積比を算出した結果、ランダム型構造のもの及び/又はラダー型構造のものの含量は94重量%であった。
(実施例1~3、比較例1~3)樹脂組成物の作製
表1に記載した重量比で各成分を混合し、樹脂組成物を得た。
表1中の略号は、それぞれ以下を示す。
KRM-8452:10官能脂肪族ウレタンアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製、重量平均分子量:1200)
UV-7605B:6官能脂肪族ウレタンアクリレート(日本合成化学工業株式会社製、重量平均分子量:1100)
M-350:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート(東亜合成株式会社製)
R-684:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(日本化薬株式会社製)
IBOB:イソボルニルアクリレート(ダイセル・オルネクス社製)
Irgacure184:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製)
(評価方法)
実施例1~3、比較例1~3で得られた樹脂組成物について、下記の方法により粘度を測定した。また、実施例1~3、比較例1~3で得られた樹脂組成物を、厚み75μmのPETフィルムと共にシリコン加工ガラスに挟み、次いで卓上コンベアUV(フュージョンUV社製LH6/LC-6B)を用い、高圧水銀ランプを光源として、ピーク照度80mW/cm、積算露光量500mJ/cmの条件で硬化した。得られた硬化物シート(厚さ70μm、寸法30mm角)について、下記の方法により透過率、黄色度(YI)、鉛筆硬度、耐擦傷性を評価した。これらの結果を表1に示す。
(1)粘度(mPa・s):E型粘度計(東機産業株式会社製、TV-20形コーンプレートタイプ)を用いて25℃での粘度を測定した。
(2)透過率(%):Haze Computer(スガ試験機株式会社製、HZ‐2)にて全光線透過率を測定した。
(3)黄色度(YI):可視紫外分光光度計(ジャスコインタナショナル株式会社製、V-600)にて黄色度を測定した。
(4)鉛筆硬度:JIS K5600-5-4に基づく鉛筆硬度(750±10g荷重)を、鉛筆硬度試験機(株式会社安田精機製作所製)を用いて25℃で測定した。
(5)耐擦傷性:スチールウール(#0000)に500gの荷重をかけて硬化物シートの表面を10往復擦傷した。傷の有無を目視にて確認し、下記基準で評価した。
○:傷無し
△:傷数本発生
×:傷多数発生
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

Claims (6)

  1. (A)ラダー型又はランダム型のシルセスキオキサンを3~20重量%、
    (B)6官能以上で重量平均分子量が1,000以上の多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを30~90重量%、及び、
    (C)1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーを5~60重量%
    含有することを特徴とする樹脂組成物。
  2. (A)シルセスキオキサンは、RSiO3/2を繰り返し構成単位とし、1分子中に含まれる全ての上記繰り返し構成単位のうち、Rとして(メタ)アクリル基を有するものが25~95モル%であり、Rとしてアリール基及び/又は炭素数1~12のアルキル基を有するものが75~5モル%である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. (C)1~3官能の(メタ)アクリレートモノマーが、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、及び、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物を硬化させて得られることを特徴とする硬化物シート。
  5. 鉛筆硬度が9H以上である、請求項4に記載の硬化物シート。
  6. 請求項4又は5に記載の硬化物シートからなることを特徴とするインサート成形用硬化物シート。
PCT/JP2016/079202 2015-10-09 2016-10-03 樹脂組成物及び硬化物シート WO2017061343A1 (ja)

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