WO2017130988A1 - 紫外線硬化型樹脂組成物、ハードコート剤並びにハードコートフィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING 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
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
Definitions
- the present invention relates to an ultraviolet curable resin composition, a hard coat agent, a hard coat film, and a method for producing the same.
- Plastics are widely used in the fields of automobiles, electronic devices, building materials, etc., but plastics have drawbacks that they are softer than glass and the surface is easily damaged. For this reason, a hard coat agent is coated on the plastic surface.
- a photosensitive acrylic hard coating agent has also been developed and partially put into practical use. The photosensitive acrylic hard coating agent is cured immediately by irradiation with radiation such as ultraviolet rays to form a hard film, so that the processing speed is fast and industrially advantageous.
- optical members such as antireflection films, optical filters, optical lenses, liquid crystal displays, CRT displays, projection televisions, plasma displays, EL displays, etc. used as parts of optical products, and the surfaces of wallpaper, signs, etc. Dirt degrades optical performance and appearance.
- a fluorine compound is used as a component for imparting antifouling properties to the hard coat film, but there is also a problem that it is difficult to obtain a film having sufficient surface hardness. For this reason, in the hard coat film which is transparent and excellent in antifouling property, what has a high surface hardness and further improved in antifouling property is desired.
- hard coat films are used in everyday living spaces of ordinary households, and there are many cases where they are directly touched by human hands. These hard coat films are given antibacterial and antiviral properties. Is also desired.
- an ionic liquid such as a fluoroalkyl group-containing oligomer having an alkoxysilyl group and an phosphonium salt having an alkoxysilyl group by hydrolyzing the alkoxysilyl group in an alcohol solution.
- Various nanocomposite particles have been proposed (see, for example, Patent Documents 3 to 5).
- the present invention relates to an ultraviolet curable resin composition having a high surface hardness and capable of forming a film excellent in transparency, antifouling properties, antibacterial properties and antiviral properties, and a hard coat using the same. It is to provide an agent and a hard coat film.
- the present inventors have conducted extensive research, and as a result, have a polyfunctional (meth) acrylate (A), a photopolymerization initiator (B), and a fluoroalkyl group represented by a specific general formula.
- a compound cured with the compound (D) has a high surface hardness and maintains transparency while having excellent antifouling properties, antibacterial properties and antiviral properties.
- the present invention has been completed.
- the present invention (1) includes a polyfunctional (meth) acrylate (A), a photopolymerization initiator (B), a fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the following general formula (1), and a hydrolysis product thereof. And at least one fluorine-containing compound (C) selected from perfluoropolyether compounds and at least one compound (D) selected from onium salts represented by the following general formula (2) and hydrolysis products thereof It is intended to provide an ultraviolet curable resin composition characterized by containing.
- R 1 and R 2 may be the same group or different groups
- Y in R 1 and R 2 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom
- p and q are integers of 0 to 10
- R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different
- R 3 , R 4 and R 5 are linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
- M is an integer of 2 to 3.
- A represents a phosphorus atom or a nitrogen atom.
- R 6 , R 7 and R 8 represent a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
- R 9 represents a carbon atom having 1 to 5 carbon atoms.
- a linear or branched alkyl group, n represents an integer of 1 to 8, and X ⁇ represents an anionic group.
- the present invention (2) provides a hard coat agent characterized by containing the ultraviolet curable resin composition of the present invention (1).
- the present invention (3) provides a hard coat film characterized by being obtained using the hard coat agent of the present invention (2).
- an ultraviolet curable resin composition that, when cured, has a high surface hardness and can form a film excellent in transparency, antifouling properties, antibacterial properties, and antiviral properties. be able to.
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention comprises a polyfunctional (meth) acrylate (A), a photopolymerization initiator (B), a fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the following general formula (1), and hydrolysis thereof At least one fluorine-containing compound (C) selected from a product and a perfluoropolyether compound, at least one compound selected from an onium salt represented by the following general formula (2) and a hydrolysis product thereof ( It is an ultraviolet curable resin composition characterized by containing D).
- R 1 and R 2 may be the same group or different groups
- Y in R 1 and R 2 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom
- p and q are integers of 0 to 10
- R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different
- R 3 , R 4 and R 5 are linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
- M is an integer of 2 to 3.
- A represents a phosphorus atom or a nitrogen atom.
- R 6 , R 7 and R 8 represent a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
- R 9 represents a carbon atom having 1 to 5 carbon atoms.
- a linear or branched alkyl group, n represents an integer of 1 to 8, and X ⁇ represents an anionic group.
- the polyfunctional (meth) acrylate (A) preferably has two or more (meth) acryloyl groups from the viewpoint of obtaining high surface hardness and scratch resistance when used as a hard coat film. Having 3 or more is used.
- “(meth) acrylate” is a concept including acrylate and methacrylate.
- polyfunctional (meth) acrylate (A) examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, and tetraethylene glycol di (meth) acrylate (mono or (Mono or poly) alkylene glycol di (meth) acrylate such as (mono) polypropylene glycol di (meth) acrylate such as poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (Meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, isocyanuric acid EO modified Multifunctional (such as (meth) acrylate, isocyanuric acid EO-modified tri (meth)
- polyfunctional (meth) acrylates can be used as a mixture of two or more.
- the polyfunctional (meth) acrylate (A) has a low viscosity of 1000 mPa ⁇ s or less, preferably 500 mPa ⁇ s or less at 25 ° C.
- the UV curing of the present invention can be performed even without a solvent. It has the industrially advantageous advantage that a mold resin composition can be prepared.
- These polyfunctional (meth) acrylate (A) can use a commercial item suitably.
- the photopolymerization initiator (B) according to the ultraviolet curable resin composition of the present invention includes benzoin such as radical-generating benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzylmethyl ketal, and alkyl ethers thereof; Acetophenone, 2,2, -dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy- 2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl ⁇ -2-methyl-propan-1-one , Acetophenones such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone; methyl Anthraquinones such as nthraquinone, 2-
- acetophenones are preferable from the viewpoint of improving adhesion and antifouling properties, and in particular, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone is a viewpoint of further improving adhesion and antifouling properties.
- a commercial item can be used suitably for these photoinitiators (B).
- the amount of the photopolymerization initiator used is 0.01 to 1.5 parts by mass, preferably 0.3 to 1.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (A).
- the reason for this is that if the amount of the photopolymerization initiator used is less than 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (A), the curing time tends to be long and the antifouling property tends to decrease. On the other hand, if the amount exceeds 1.5 parts by mass, the adhesion tends to decrease.
- the film formed from the ultraviolet curable resin composition has a high surface hardness, while maintaining transparency and excellent antibacterial and antiviral properties due to the compound (D) described below, Excellent antifouling property can be imparted.
- the fluoroalkyl group-containing oligomer according to the ultraviolet curable resin composition of the present invention is represented by the following general formula (1).
- R 1 and R 2 may be the same group or different groups
- Y in R 1 and R 2 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom
- p and q are integers of 0 to 10
- R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different
- R 3 , R 4 and R 5 are linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
- M is an integer of 2 to 3.
- R 1 and R 2 in the general formula (1) are preferably a —CF (CF 3 ) OCF 2 OC 3 F 7 group.
- Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 3 , R 4 and R 5 in the general formula (1) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group. Etc.
- the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) is produced, for example, by reacting a trialkoxyvinylsilane such as trimethoxyvinylsilane with a fluoroalkanoyl peroxide (for example, JP-A-2002-338691, JP, 2010-77383, A).
- a fluoroalkanoyl peroxide for example, JP-A-2002-338691, JP, 2010-77383, A.
- the hydrolysis product of the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) according to the ultraviolet curable resin composition of the present invention is obtained by hydrolyzing the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1).
- the hydrolysis method for the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) is not particularly limited, and even a method using an alkali or acid catalyst may be used. The method may be performed without a catalyst.
- the alkali catalyst used for the hydrolysis include alkalis such as aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
- the acid catalyst used for hydrolysis include acids such as hydrochloric acid and acetic acid.
- a monomer and / or oligomer having a perfluoropolyether skeleton and having a photopolymerizable unsaturated group at one or both ends thereof is perfluoropolyether. It is preferable from the viewpoint of obtaining a cured product in which the polyether skeleton is firmly fixed and excellent in transparency.
- Examples of the photopolymerizable unsaturated group include a (meth) acryloyl group, a (meth) acryloyloxy group, a vinyl group, and an allyl group, and a (meth) acryloyl group and a (meth) acryloyloxy group are particularly preferable.
- perfluoropolyether skeleton As the perfluoropolyether skeleton, — (O—CF 2 CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) —, — (O—CF 2 C (CF 3 ) F) —, or — ((OCF Those having a repeating structure such as 2 ) a- (OCF 2 CF 2 ) b ) — (wherein a and b are integers of 1 to 100) are preferred.
- a commercially available product can be preferably used as the perfluoropolyether compound having a photopolymerizable unsaturated group.
- Preferable examples of commercially available products include, for example, FLUOROLINK (registered trademark) MD500, MD700, 5101X, and AD1700 (both manufactured by Solvay Specialty Polymers), CN4000 (manufactured by Sartomer) at both ends (meth) acryloyl The thing which has a (meth) acryloyloxy group in group or both ends is mentioned.
- the fluorine-containing compound (C) is a fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and / or a hydrolysis product thereof, and particularly has a high surface hardness when cured. From the viewpoint of forming a film excellent in transparency, antifouling properties, antibacterial properties and antiviral properties.
- the content of the fluorine-containing compound (C) in the ultraviolet curable resin composition of the present invention is appropriately selected, but is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (A).
- the amount is preferably 0.5 to 6 parts by mass.
- the reason for this is that when the amount of the fluorine-containing compound (C) used is less than 0.1 parts by mass relative to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (A), the antifouling property is lowered and the interaction with the compound (D) On the other hand, if it exceeds 10 parts by mass, the surface hardness tends to decrease and the interaction with the compound (D) also tends to decrease.
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention contains both the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and its hydrolysis product
- the above content is the sum of both.
- the content of the hydrolysis product of the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) is the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) before being hydrolyzed.
- the content of the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) before hydrolysis is used. That is, the content of the hydrolysis product of the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) is converted into the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) before being hydrolyzed. Value.
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention further contains at least one compound (D) selected from an onium salt represented by the general formula (2) and a hydrolysis product thereof.
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention further contains at least one compound (D) selected from an onium salt represented by the general formula (2) and a hydrolysis product thereof,
- the film formed from the ultraviolet curable resin composition has a high surface hardness, and can impart excellent antibacterial and antiviral properties while maintaining excellent transparency and antifouling properties.
- the compound (D) selected from the onium salt represented by the general formula (2) and the hydrolysis product thereof according to the ultraviolet curable resin composition of the present invention is a film formed from the ultraviolet curable resin composition, It is a component that imparts excellent antibacterial and antiviral properties while maintaining high surface hardness, transparency, and excellent antifouling properties due to the fluorine-containing compound (C).
- Examples of bacteria having an antibacterial effect by the ultraviolet curable resin composition of the present invention include Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa.
- Examples of viruses having an antiviral effect by the ultraviolet curable resin composition of the present invention include influenza A virus (human, avian, swine), influenza B virus, parainfluenza virus, A to E hepatitis viruses, Examples include measles virus, herpes virus, mumps virus, enveloped virus such as rabies virus, and non-enveloped virus such as norovirus.
- the onium salt according to the ultraviolet curable resin composition of the present invention is represented by the following general formula (2).
- A represents a phosphorus atom or a nitrogen atom.
- R 6 , R 7 and R 8 represent a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
- R 9 represents a carbon atom having 1 to 5 carbon atoms.
- a linear or branched alkyl group, n represents an integer of 1 to 8, and X ⁇ represents an anionic group.
- R 6 , R 7 and R 8 in the general formula (2) are linear or branched alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl Group, pentyl group, octyl group, dodecyl group, octadecyl and the like.
- R 6 , R 7 and R 8 may be the same group or different groups.
- R 9 in the general formula (2) is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group. Among them, a methyl group is particularly preferable.
- n is an integer of 1 to 8, preferably 3.
- X ⁇ - > in General formula (2) shows an anion group.
- the anion group of X ⁇ include benzotriazole ion, fluorine ion, chlorine ion, bromine ion, iodine ion, BF 4 ⁇ , PF 6 ⁇ , N (SO 2 CF 3 ) 2 ⁇ , PO 2 (OMe) 3 ⁇ , Anionic groups such as PS 2 (OEt) 2 ⁇ and (CO 2 Me) 2 PhSO 3 — can be mentioned, and among these, chlorine ions are preferred.
- the phosphonium salt is more antiviral than the ammonium salt. Is preferable from the viewpoint of further improvement.
- A is a phosphorus atom, and R 6 to R Those in which 8 is an n-butyl group are particularly preferred.
- the hydrolysis product of the onium salt represented by the general formula (2) according to the ultraviolet curable resin composition of the present invention is a product produced by hydrolysis of the onium salt represented by the general formula (2). Although it is a thing, it does not restrict
- the alkali catalyst used for the hydrolysis include alkalis such as aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate.
- the acid catalyst used for the hydrolysis include acids such as hydrochloric acid and acetic acid.
- the content of at least one compound (D) selected from the onium salt represented by the general formula (2) and the hydrolysis product thereof in the ultraviolet curable resin composition of the present invention is appropriately selected.
- the amount is preferably 0.1 to 50 parts by mass, preferably 1.0 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (A).
- the reason for this is that when the amount of the onium salt and the hydrolysis product thereof used is less than 0.1 parts by mass relative to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (A), the antibacterial and antiviral properties decrease, and the fluorine-containing compound (C On the other hand, when it exceeds 50 parts by mass, the surface hardness is lowered, the antifouling property is lowered, and the interaction with the fluorine-containing compound (C) also tends to be lowered. .
- the ultraviolet curable resin composition of this invention contains both the onium salt represented by General formula (2), and its hydrolysis product, the said content is both total content. is there. Further, the content of the hydrolysis product of the onium salt represented by the general formula (2) is hydrolyzed when it is the onium salt represented by the general formula (2) before being hydrolyzed. The content of the onium salt represented by the general formula (2) is used. That is, the content of the hydrolysis product of the onium salt represented by the general formula (2) is a converted value converted into the content of the onium salt represented by the general formula (2) before being hydrolyzed. .
- the manufacturing method in particular of the ultraviolet resin composition of this invention is not restrict
- the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and the onium salt represented by the general formula (2) have a trialkoxysilyl group as a hydrolyzable site. Therefore, by hydrolyzing the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1), the reaction residues of the fluoroalkyl group-containing oligomer are connected by a siloxane bond to form a three-dimensional network, The reaction residue of the fluoroalkyl group-containing oligomer and the polyfunctional (meth) acrylate and / or (meth) acrylate resin form a chemical bond or an intermolecular hydrogen bond, and the reaction residue of the fluoroalkyl group-containing oligomer is ( Immobilized in a cured product of a (meth) acrylate resin.
- the polyfunctional (meth) acrylate (A) is cured when the ultraviolet curable resin composition is cured.
- the reaction residue between the perfluoropolyether compound having a photopolymerizable unsaturated group and the compound (D) is immobilized in the cured product of the (meth) acrylate resin by reacting with the compound (D). Is done.
- the reaction residue of the onium salt is more selected on the surface of the cured product by the action of the fluorine-containing compound (C).
- a film made of a cured product formed using a (meth) acrylate resin in which a reaction residue of a fluorine-containing compound and an onium salt is immobilized has antifouling properties, antibacterial properties, and anti-whistle properties over a long period of time. Can last.
- the preparation method of the ultraviolet resin composition of the present invention using the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and its hydrolysis product as the fluorine-containing compound (C) will be described.
- the hydrolysis reaction of the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and the onium salt represented by the general formula (2) is an ultraviolet curable type obtained by simply mixing these compounds. Even if the film formed from the resin composition is washed with an alcohol such as methanol or ethanol, the antifouling property, antibacterial property and antiviral property of the film have almost the same performance before and after the washing treatment.
- the hydrolysis reaction of the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and the onium salt represented by the general formula (2) is carried out by preparing an ultraviolet curable resin composition and / or an ultraviolet curable resin composition.
- the present inventors presume that this occurs easily during curing. Therefore, the method for containing the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and / or the hydrolysis product of the onium salt represented by the general formula (2) in the ultraviolet curable resin composition of the present invention below.
- the term “hydrolyzing” means that in addition to actively performing a hydrolysis treatment by adding an acid catalyst, an alkali catalyst, and water. Including simple mixing process.
- a method of carrying out a decomposition reaction and then mixing the resulting reaction solution and other components to obtain an ultraviolet curable resin composition (III) First, a fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and / or Alternatively, a solution in which the polyfunctional (meth) acrylate (A) and the photopolymerization initiator (B) are dissolved in a solvent together with the onium salt represented by the general formula (2) is prepared. Examples include a method for obtaining an ultraviolet curable resin composition by hydrolyzing the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by (1) and / or the onium salt represented by the general formula (2). It is.
- the fluoroalkyl group containing general formula (1) is directly represented by (IV) polyfunctional (meth) acrylate (A).
- the oligomer and / or the onium salt represented by the general formula (2) are mixed, and then the fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and / or the onium salt represented by the general formula (2) It may be a method of performing a hydrolysis reaction and then mixing the obtained reaction liquid and other components to obtain an ultraviolet curable resin composition, or (V) polyfunctional (meth) acrylate (A) , A photopolymerization initiator, a fluoroalkyl group-containing oligomer represented by the general formula (1) and / or an onium salt represented by the general formula (2).
- a hydroalkyl group-containing oligomer and / or an onium salt represented by the general formula (2) is hydrolyzed and mixed with other components as necessary to
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention is a combination of a fluoroalkyl group-containing oligomer represented by general formula (1) and an onium salt represented by general formula (2).
- the trialkoxysilyl group hydrolysis reaction proceeds easily to form a dense three-dimensional network in the (meth) acrylate resin. Since it is contained, the surface hardness can be further increased.
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention has a base material compared to a (meth) acrylate resin prepared without addition by addition of the component of the fluorine-containing compound (C) and / or compound (D). Adhesiveness can be improved.
- the ultraviolet curable resin composition according to the present invention includes a photopolymerization initiation aid, a silane coupling agent, a leveling agent, an antifoaming agent, a polymerization inhibitor, a light stabilizer, a photosensitizer, and an antioxidant as necessary.
- Additives such as an agent, an antistatic agent, a surface lubricant, a filler, and a crosslinking agent can be contained as long as the effects of the present invention are not impaired.
- the solvent that can be used is not particularly limited as long as it can dissolve the components (A) to (D).
- the ultraviolet curable resin composition according to the present invention can be suitably used as a hard coat agent.
- the ultraviolet curable resin composition of the present invention may be used as it is, but may further contain a diluted monomer or the like that is ultraviolet-cured.
- the hard coat agent of the present invention can be applied to various substrates by a known method, dried if necessary, and then cured by irradiation with ultraviolet rays to obtain the hard coat film of the present invention.
- the base material that can be used is not particularly limited.
- resin films of polyethylene terephthalate, triacetyl cellulose, and acrylic resin are excellent in transparency and processability, and thus can be suitably used.
- the substrate may be a resin substrate made of only the resins listed above, but in order to improve the adhesion with the ultraviolet curable resin composition of the present invention, a primer layer is provided on the resin substrate.
- the base material provided with may be sufficient.
- the primer layer include those made of polyester resin, urethane resin, acrylic resin, and the like.
- the surface of the resin base material is subjected to surface roughening by sandblasting, solvent treatment, etc., corona discharge treatment, chromic acid treatment, flame treatment, hot air treatment, ozone -The treatment can be performed by ultraviolet irradiation treatment, oxidation treatment, or the like.
- the thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably 1 to 250 ⁇ m from the viewpoint of productivity, but is not particularly limited to this range.
- the thickness of the hard coat layer formed on the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 50 ⁇ m from the viewpoint of adhesion, surface hardness and flexibility.
- the application method of the ultraviolet curable resin composition of the present invention is not particularly limited, and a known method can be employed.
- bar coater coating, Mayer bar coating, air knife coating, gravure coating, reverse gravure Examples include coating, offset printing, flexographic printing, and screen printing.
- an ultraviolet irradiation device having a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, and a metal halide lamp is used as a light source, and the amount of light and the arrangement of the light source are adjusted as necessary. It is preferable to cure at a conveyance speed of 5 to 50 m / min with respect to one lamp having a light quantity of ⁇ 160 W / cm.
- an electron beam it is preferably cured with an electron beam accelerator having an accelerating voltage of usually 10 to 300 kV at a transport speed of 5 to 50 m / min.
- an ultraviolet curable resin composition when irradiated with ultraviolet rays and cured to form a film, it may be performed in an air atmosphere, but from the viewpoint of obtaining a cured product of stable quality, such as nitrogen gas. It is preferable to carry out in an inert gas atmosphere.
- the hard coat film of the present invention is suitably used as a top coat material in the field of automobile members, electronic equipment, building materials and the like.
- Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 As shown in Table 3, polyfunctional acrylic ester (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .; trade name: New Frontier MF-001, functional group number 5 or more, viscosity 400 mPa ⁇ s / 25 ° C.), the above-mentioned fluoroalkyl group-containing oligomer
- the onium salt and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (BASF; trade name: IRGACURE 184) were charged into a container, and stirred at 600 to 2000 rpm under reduced pressure to prepare a UV curable resin composition sample.
- BASF 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone
- each ultraviolet curable resin composition sample prepared above was hung on a PET film (length 10 cm ⁇ width 10 cm) and coated uniformly using a bar coater.
- a handy-type UV curing apparatus manufactured by Sun Energy; MDH2501N-02
- 100 to 200 mJ / cm 2 of ultraviolet rays are irradiated with a high-pressure mercury lamp for 5 seconds or more in a nitrogen atmosphere, and the film thickness is 6.0 ⁇ m.
- a film sample having a hard coat layer was obtained.
- Transparency was evaluated by total line transmittance.
- the total line transmittance of the film sample was measured using a VM film and an onium salt-free PET film sample (Comparative Example 1) as a reference. The closer this value is to 100, the more transparent it is.
- the film sample was immersed in ethanol for 5 minutes, and the surface condition of the film sample and the contact of water and dodecane on the film sample were measured and evaluated.
- the evaluation criteria are as follows. (Double-circle): The film sample after immersion does not have cloudiness, and a contact angle is the same as before immersion. ⁇ : The film sample after immersion has no cloudiness, and the contact angle is different from that after immersion. X: The film sample after immersion has cloudiness.
- Escherichia coli NBRC 3972 and Escherichia coli NBRC 3972, Staphylococcus aureus NBRC12732 are used as examples of Gram-negative bacteria.
- the antibacterial property test was done about the obtained film sample. A square test piece having a size of 50 mm ⁇ 50 mm was prepared from the film sample. The test piece was placed in a sterile Petri dish, Eshieria coli 2.3 ⁇ 10 4 cells / ml, Staphylococcus aureus is 2.2 ⁇ 10 4 cells / ml, of the test bacterial liquid 0.5ml to each test piece surface Vaccinated. After the lid was covered and cultured at 25 ° C. for 24 hours, each test piece was thoroughly washed with 10 ml of bouillon medium. After culturing in NA medium at 37 ° C. for 24 hours, the number of viable bacteria in this medium was measured, displayed. The results are shown in Table 5.
- a square test piece having a size of 50 mm ⁇ 50 mm was prepared from the film sample.
- a filter paper was laid in the deep petri dish, and a small amount of sterilized water was added.
- a glass stand of about 5 mm was placed on the filter paper, and the test piece was placed thereon.
- 0.1 ml of a QB phage (NBRC20012) solution of influenza virus substitute virus that has been acclimated and clarified in advance is dropped on this, and a polyethylene film (KOYUYO, 40 mm ⁇ 40 mm) is used to bring the material surface into contact with the phage. ).
- the petri dish was covered with a glass plate.
- the same number of sets for measurement was prepared for the number of times the number of phages was scheduled to be measured, and was left to stand in a dark place at 25 ° C. for 4 hours.
- the host bacteriophage infectivity titer was evaluated using host E. coli (NBRC106373), and the antibacterial activity was determined based on the calculation formula of the effect in the dark of the hybrid photocatalytic antiviral processing material of the following formula (1). Viral activity was assessed as V D. The results are shown in Table 6. Incidentally, indicating that the antiviral activity, the higher the value of V D is larger.
- V D log (B D / C D ) (1)
- V D dark effect of antiviral processed material
- B D average value (pfu) of bacteriophage infectivity of 3 test pieces after storing non-antiviral processed test pieces in the dark for 4 hours
- C D Average value (pfu) of bacteriophage infectivity of 3 test pieces after storing the anti-virus processed test pieces in the dark for 4 hours
- Example 5 an ultraviolet curable resin composition sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of VM was 0.5% by mass.
- Example 6 is the same as Example 1 except that 1% by mass of perfluoropolyether-4-functional urethane acrylate oligomer (“FLUOROLINK AD1700” manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.) is added as a fluorine-containing compound instead of 1% by mass of VM. Thus, an ultraviolet curable resin composition sample was prepared.
- FLUOROLINK AD1700 perfluoropolyether-4-functional urethane acrylate oligomer manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.
- Example 7 Example 1 except that 0.5% by mass of perfluoropolyether-4-functional urethane acrylate oligomer (“FLUOROLINK AD1700” manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.) was added as a fluorine-containing compound instead of VM 1% by mass in Example 1. In the same manner as above, an ultraviolet curable resin composition sample was prepared.
- FLUOROLINK AD1700 perfluoropolyether-4-functional urethane acrylate oligomer manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.
- Each ultraviolet curable resin composition sample prepared in Examples 5 to 6 was hung on a PET film (length 10 cm ⁇ width 10 cm) and coated uniformly using a bar coater. Next, using a handy-type UV curing apparatus (manufactured by Sun Energy; MDH2501N-02), 100 to 200 mJ / cm 2 of ultraviolet rays are irradiated with a high-pressure mercury lamp for 5 seconds or more in a nitrogen atmosphere, and the film thickness is 6.0 ⁇ m. A film sample having a hard coat layer was obtained. The contact angle, adhesion, flexibility, curling property, transparency, pencil hardness, and alcohol resistance of the surface of the film sample prepared as described above in Examples 1 to 4 were evaluated. Table 8 shows.
- Antivirus evaluation In addition, the anti-influenza virus and anti-norovirus were evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4, and the antiviral activity was evaluated as V 0 . The results are shown in Table 10.
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Abstract
本発明は、高い表面硬度を有し、透明性、防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性に優れた皮膜を形成することができる紫外線硬化型樹脂組成物、及びそれを用いたハードコート剤並びにハードコートフィルムを提供することにある。 多官能(メタ)アクリレート(A)と、光重合開始剤(B)と、下記一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)と、下記一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有することを特徴とする紫外線硬化型樹脂組成物。
Description
本発明は、紫外線硬化型樹脂組成物、ハードコート剤並びにハードコートフィルム及びその製造方法に関するものである。
プラスチックは、自動車、電子機器、建材分野等で多く利用されているが、プラスチックはガラスと比べて柔らかく、表面が傷つきやすいなどの欠点がある。このため、プラスチック表面にハードコート剤をコーティングすることが行われている。
感光性のアクリル系ハードコート剤も開発され、一部実用化されている。感光性のアクリル系ハードコート剤は、紫外線などの放射線を照射することにより、直ちに硬化して硬い皮膜を形成するため、加工スピードが速く、工業的にも有利となる。
感光性のアクリル系ハードコート剤も開発され、一部実用化されている。感光性のアクリル系ハードコート剤は、紫外線などの放射線を照射することにより、直ちに硬化して硬い皮膜を形成するため、加工スピードが速く、工業的にも有利となる。
しかし、透明性の低下、指紋付着による非防汚性などの問題があり、これらの種々の問題を解決するため、フィルムに防汚機能を付与した防汚性ハードコート剤も提案されている(例えば、下記特許文献1及び2参照)。
特に、光学製品の部品として使用されている反射防止膜、光学フィルター、光学レンズ、液晶ディスプレイ、CRTディスプレイ、プロジェクションテレビ、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等の光学部材や、壁紙、看板等の表面に付着した汚れは、光学性能や見栄えを低下させる。
また、近年、タッチパネル方式の種々の電子機器が注目されているが、指先で操作されるタッチパネルの表示画面は一般に、指の脂、指紋その他の汚れが付着して表示画面が見づらくなることが多くある。
また、ハードコートフィルムに防汚性を付与する成分として、多くの場合、フッ素化合物が使用されるが、十分な表面硬度のものが得られにくいと言う問題もある。
このため、透明で防汚性に優れたハードコートフィルムにおいて、高い表面硬度を有し、防汚性の点についてもいっそう向上したものが要望されている。
このため、透明で防汚性に優れたハードコートフィルムにおいて、高い表面硬度を有し、防汚性の点についてもいっそう向上したものが要望されている。
また、ハードコートフィルムは、一般家庭のごく身近な生活空間で使用され、また、直接人の手に触れるケースも多くあり、これらのハードコートフィルムに抗菌性、更には抗ウィルス性を付与したものも要望されている。
また、本出願人らは、先にアルコキシシリル基を有するフルオロアルキル基含有オリゴマーとアルコキシシリル基を有するホスホニウム塩等のイオン液体を、アルコール溶液中でアルコキシシリル基の加水分解反応を行って得られる種々のナノコンポジット粒子を提案している(例えば特許文献3~5参照)。
しかしながら、前記ナノコンポジット粒子を樹脂に含有させた場合には、透明性に優れたものが得られ難い。
従って、本発明は、高い表面硬度を有し、透明性、防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性に優れた皮膜を形成することができる紫外線硬化型樹脂組成物、及びそれを用いたハードコート剤並びにハードコートフィルムを提供することにある。
本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、多官能(メタ)アクリレート(A)と、光重合開始剤(B)と、特定の一般式で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)と、特定の一般式で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有させて硬化させたものが、高い表面硬度を有し、透明性を維持しつつ、優れた防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性を有したものになることを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明(1)は、多官能(メタ)アクリレート(A)と、光重合開始剤(B)と、下記一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)と、下記一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有することを特徴とする紫外線硬化型樹脂組成物を提供するものである。
(式中、R1及びR2は、-(CF2)p-Y基、又は-CF(CF3)-[OCF2CF(CF3)]q-OC3F7基を示し、R1及びR2は、同一の基であっても異なる基であってもよく、R1及びR2中のYは水素原子、フッ素原子又は塩素原子を示し、p及びqは0~10の整数である。R3、R4及びR5は同一の基であっても異なる基であってもよく、R3、R4及びR5は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。mは2~3の整数である。)
(式中、Aはリン原子又は窒素原子を示す。R6、R7及びR8は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。R9は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。nは1~8の整数を示す。X-はアニオン基を示す。)
(式中、Aはリン原子又は窒素原子を示す。R6、R7及びR8は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。R9は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。nは1~8の整数を示す。X-はアニオン基を示す。)
また、本発明(2)は、本発明(1)の紫外線硬化型樹脂組成物を含有することを特徴とするハードコート剤を提供するものである。
また、本発明(3)は、本発明(2)のハードコート剤を用いて得られることを特徴とするハードコートフィルムを提供するものである。
本発明によれば、硬化したときに、高い表面硬度を有し、透明性、防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性に優れた皮膜を形成することができる紫外線硬化型樹脂組成物を提供することができる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、多官能(メタ)アクリレート(A)と、光重合開始剤(B)と、下記一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)と、下記一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有することを特徴とする紫外線硬化型樹脂組成物である。
(式中、R1及びR2は、-(CF2)p-Y基、又は-CF(CF3)-[OCF2CF(CF3)]q-OC3F7基を示し、R1及びR2は、同一の基であっても異なる基であってもよく、R1及びR2中のYは水素原子、フッ素原子又は塩素原子を示し、p及びqは0~10の整数である。R3、R4及びR5は同一の基であっても異なる基であってもよく、R3、R4及びR5は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。mは2~3の整数である。)
(式中、Aはリン原子又は窒素原子を示す。R6、R7及びR8は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。R9は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。nは1~8の整数を示す。X-はアニオン基を示す。)
(式中、Aはリン原子又は窒素原子を示す。R6、R7及びR8は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。R9は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。nは1~8の整数を示す。X-はアニオン基を示す。)
(多官能(メタ)アクリレート(A))
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る多官能(メタ)アクリレート(A)は、ハードコートフィルムとしたときに高い表面硬度、耐擦傷性を得る観点から(メタ)アクロイル基を2以上、好ましくは3以上有するものが用いられる。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを包含する概念である。
多官能(メタ)アクリレート(A)としては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(モノ又はポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(モノ又はポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(モノ又はポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)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等の多官能(メタ)アクリロイルモノマーや、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これら、多官能(メタ)アクリレートは2種以上の混合物として用いることが出来る。
また、本発明では、多官能(メタ)アクリレート(A)は、25℃における粘度が1000mPa・s以下、好ましくは500mPa・s以下の粘度が低いものを使用すると、無溶媒でも本発明の紫外線硬化型樹脂組成物を調製することができるという工業的に有利な利点を有するものになる。
これら多官能(メタ)アクリレート(A)は、市販品を好適に用いることが出来る。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る多官能(メタ)アクリレート(A)は、ハードコートフィルムとしたときに高い表面硬度、耐擦傷性を得る観点から(メタ)アクロイル基を2以上、好ましくは3以上有するものが用いられる。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを包含する概念である。
多官能(メタ)アクリレート(A)としては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(モノ又はポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(モノ又はポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(モノ又はポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)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等の多官能(メタ)アクリロイルモノマーや、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これら、多官能(メタ)アクリレートは2種以上の混合物として用いることが出来る。
また、本発明では、多官能(メタ)アクリレート(A)は、25℃における粘度が1000mPa・s以下、好ましくは500mPa・s以下の粘度が低いものを使用すると、無溶媒でも本発明の紫外線硬化型樹脂組成物を調製することができるという工業的に有利な利点を有するものになる。
これら多官能(メタ)アクリレート(A)は、市販品を好適に用いることが出来る。
(光重合開始剤(B))
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る光重合開始剤(B)は、ラジカル発生型のベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2、2、-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのアセトフェノン類;メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-アミルアントラキノンなどのアントラキノン類;チオキサントン、2、4-ジエチルチオキサントン、2、4-ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類;ベンゾフェノン、4、4-ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物などが挙げられ、これらは1種又は2種以上で用いることが出来る。本発明において、これらの光重合開始剤のうち、アセトフェノン類が密着性及び防汚性を向上させる観点から好ましく、特に、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが、密着性及び防汚性を一層向上させる観点から好ましい。
これら光重合開始剤(B)は、市販品を好適に用いることが出来る。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る光重合開始剤(B)は、ラジカル発生型のベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2、2、-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのアセトフェノン類;メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-アミルアントラキノンなどのアントラキノン類;チオキサントン、2、4-ジエチルチオキサントン、2、4-ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類;ベンゾフェノン、4、4-ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物などが挙げられ、これらは1種又は2種以上で用いることが出来る。本発明において、これらの光重合開始剤のうち、アセトフェノン類が密着性及び防汚性を向上させる観点から好ましく、特に、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが、密着性及び防汚性を一層向上させる観点から好ましい。
これら光重合開始剤(B)は、市販品を好適に用いることが出来る。
前記光重合開始剤の使用量は、多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して0.01~1.5質量部、好ましくは0.3~1.2質量部である。この理由は、光重合開始剤の使用量が多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して0.01質量部未満では硬化時間が長くなり、また、防汚性が低下する傾向があり、一方、1.5質量部を超えると密着性が低下する傾向があるからである。
(含フッ素化合物(C))
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物において、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)を含有させることにより、該紫外線硬化型樹脂組成物から形成される皮膜は、高い表面硬度を有し、透明性及び後述する化合物(D)による優れた抗菌性、抗ウィルス性を維持しつつ、優れた防汚性を付与することが出来る。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物において、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)を含有させることにより、該紫外線硬化型樹脂組成物から形成される皮膜は、高い表面硬度を有し、透明性及び後述する化合物(D)による優れた抗菌性、抗ウィルス性を維持しつつ、優れた防汚性を付与することが出来る。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係るフルオロアルキル基含有オリゴマーは下記一般式(1)で表される。
(式中、R1及びR2は、-(CF2)p-Y基、又は-CF(CF3)-[OCF2CF(CF3)]q-OC3F7基を示し、R1及びR2は、同一の基であっても異なる基であってもよく、R1及びR2中のYは水素原子、フッ素原子又は塩素原子を示し、p及びqは0~10の整数である。R3、R4及びR5は同一の基であっても異なる基であってもよく、R3、R4及びR5は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。mは2~3の整数である。)
一般式(1)中のR1及びR2は、-CF(CF3)OCF2OC3F7基であることが好ましい。
一般式(1)中のR3、R4及びR5で示される炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられる。
一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーは、例えば、トリメトキシビニルシラン等のトリアルコキシビニルシランを過酸化フルオロアルカノイルと反応させることにより製造される(例えば、特開2002-338691号公報、特開2010-77383号公報参照)。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーの加水分解生成物は、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーが加水分解されることにより生成する生成物であるが、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーの加水分解方法としては、特に制限されず、アルカリや酸の触媒を用いる方法であっても、無触媒で行う方法であってもよい。加水分解に用いられるアルカリ触媒としては、例えば、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリが挙げられる。また、加水分解に用いられる酸触媒としては、例えば、塩酸、酢酸などの酸が挙げられる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係るパーフルオロポリエーテル化合物としては、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、その一端又は両端に光重合性不飽和基を有するモノマー及び/又はオリゴマーが、パーフルオロポリエーテル骨格が強固に固定化され、また、透明性に優れた硬化物を得る観点から好ましい。
光重合性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、アリル基等が挙げられ、特に(メタ)アクリロイル基及び(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましい。
パーフルオロポリエーテル骨格としては、-(O-CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2)-、―(O-CF2C(CF3)F)-、又は―((OCF2)a-(OCF2CF2)b)-(式中、a及びbは1~100の整数)等の繰り返し構造を有するものが好ましい。
光重合性不飽和基を有するパーフルオロポリエーテル化合物は、市販品を好ましく用いることができる。
市販品の好ましいものとして、例えば、FLUOROLINK(登録商標)MD500、同MD700、同5101X、同AD1700[何れも、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製]、CN4000[サートマー社製]等の両末端に(メタ)アクリロイル基又は両末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するものが挙げられる。
光重合性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、アリル基等が挙げられ、特に(メタ)アクリロイル基及び(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましい。
パーフルオロポリエーテル骨格としては、-(O-CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2)-、―(O-CF2C(CF3)F)-、又は―((OCF2)a-(OCF2CF2)b)-(式中、a及びbは1~100の整数)等の繰り返し構造を有するものが好ましい。
光重合性不飽和基を有するパーフルオロポリエーテル化合物は、市販品を好ましく用いることができる。
市販品の好ましいものとして、例えば、FLUOROLINK(登録商標)MD500、同MD700、同5101X、同AD1700[何れも、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製]、CN4000[サートマー社製]等の両末端に(メタ)アクリロイル基又は両末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するものが挙げられる。
本発明において、含フッ素化合物(C)は、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又はその加水分解生成物であることが、特に硬化したときに、高い表面硬度を有し、透明性、防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性に優れた皮膜を形成することができる観点から好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物中の含フッ素化合物(C)の含有量は、適宜選択されるが、多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して0.1~10質量部、好ましくは0.5~6質量部である。この理由は、含フッ素化合物(C)の使用量が多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して0.1質量部未満では防汚性の低下、化合物(D)との相互作用も低下する傾向があり、一方、10質量部を超えると表面硬度の低下、化合物(D)との相互作用も低下する傾向があるからである。
なお、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物が、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーと、その加水分解生成物の両方を含有する場合は、上記含有量は、両方の合計含有量である。また、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーの加水分解生成物の含有量は、加水分解される前の一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーであるとした場合の加水分解される前の一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーの含有量とする。つまり、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーの加水分解生成物の含有量は、加水分解される前の一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマーに換算した換算値である。
(化合物(D))
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、更に、一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有する。そして、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物が、更に、一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有することにより、該紫外線硬化型樹脂組成物から形成される皮膜は、高い表面硬度を有し、優れた透明性及び防汚性を維持しつつ、優れた抗菌性及び抗ウィルス性を付与することが出来る。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、更に、一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有する。そして、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物が、更に、一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有することにより、該紫外線硬化型樹脂組成物から形成される皮膜は、高い表面硬度を有し、優れた透明性及び防汚性を維持しつつ、優れた抗菌性及び抗ウィルス性を付与することが出来る。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる化合物(D)は、紫外線硬化型樹脂組成物から形成される皮膜に、高い表面硬度、透明性及び含フッ素化合物(C)による優れた防汚性を維持しつつ、優れた抗菌性及び抗ウィルス性を付与する成分である。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物により抗菌効果がある菌としては、例えば、大腸菌、枯草菌、黄色ブドウ状球菌、緑膿菌などが挙げられる。また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物により抗ウィルス効果があるウィルスとしては、A型インフルエンザウィルス(ヒト、トリ、豚)、B型インフルエンザウィルス、パラインフルエンザウィルス、A~E型の肝炎ウィルス、はしかウィルス、ヘルペスウィルス、ムンプスウィルス、狂犬病ウィルス等のエンベロープを持つウィルス、ノロウィルス等の非エンベローブウィルスが挙げられる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係るオニウム塩は、下記一般式(2)で表される。
(式中、Aはリン原子又は窒素原子を示す。R6、R7及びR8は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。R9は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。nは1~8の整数を示す。X-はアニオン基を示す。)
一般式(2)中のR6、R7及びR8は、炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデシル等が挙げられる。R6、R7及びR8はそれぞれが同一の基でも異なる基であってもよい。また、一般式(2)中のR9は、炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられ、この中で、特にメチル基が好ましい。また、一般式(2)中のnは1~8の整数、好ましくは3である。また、一般式(2)中のX-はアニオン基を示す。X-のアニオン基としては、ベンゾトリアゾールイオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、BF4
-、PF6
-、N(SO2CF3)2
-、PO2(OMe)3
-、PS2(OEt)2
-、(CO2Me)2PhSO3
-等のアニオン基が挙げられ、この中で、塩素イオンが好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる化合物(D)は、ホスホニウム塩が、アンモニウム塩に比べて、抗ウィルス活性が一層向上する観点から好ましい。
また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる化合物(D)は、Aがリン原子であり、R6~R8がn-ブチル基であるものが特に好ましい。
また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる化合物(D)は、Aがリン原子であり、R6~R8がn-ブチル基であるものが特に好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に係る一般式(2)で表されるオニウム塩の加水分解生成物は、一般式(2)で表されるオニウム塩が加水分解されることにより生成する生成物であるが、一般式(2)で表されるオニウム塩の加水分解方法としては、特に制限されず、アルカリや酸の触媒を用いる方法であっても、無触媒で行う方法であってもよい。加水分解に用いられるアルカリ触媒としては、例えば、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリが挙げられる。加水分解に用いられる酸触媒としては、塩酸、酢酸などの酸が挙げられる。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物中の一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)の含有量は、適宜選択されるが、好ましくは多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して0.1~50質量部、好ましくは1.0~25質量部である。この理由は、オニウム塩及びその加水分解生成物の使用量が多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して0.1質量部未満では抗菌抗ウィルス性の低下、含フッ素化合物(C)との相互作用も低下する傾向があり、一方、50質量部を超えると表面硬度の低下、防汚性の低下及び含フッ素化合物(C)との相互作用も低下する傾向があるからである。
なお、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物が、一般式(2)で表されるオニウム塩と、その加水分解生成物の両方を含有する場合は、上記含有量は、両方の合計含有量である。また、一般式(2)で表されるオニウム塩の加水分解生成物の含有量は、加水分解される前の一般式(2)で表されるオニウム塩であるとした場合の加水分解される前の一般式(2)で表されるオニウム塩の含有量とする。つまり、一般式(2)で表されるオニウム塩の加水分解生成物の含有量は、加水分解される前の一般式(2)で表されるオニウム塩の含有量に換算した換算値である。
本発明の紫外線樹脂組成物の製造方法は、特に制限されず、多官能(メタ)アクリレート(A)、光重合開始剤(B)、含フッ素化合物(C)及び化合物(D)を混合する順序や方法は、適宜選択される。
一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び一般式(2)で表わされるオニウム塩は、加水分解可能な部位としてトリアルコキシシリル基を有している。そのため、前記一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーを加水分解することにより、フルオロアルキル基含有オリゴマーの反応残基同士がシロキサン結合で結ばれて三次元ネットワークを形成し、その一方で、フルオロアルキル基含有オリゴマーの反応残基と、多官能(メタ)アクリレート及び/又は(メタ)アクリレート樹脂とが化学結合又は分子間水素結合を形成し、フルオロアルキル基含有オリゴマーの反応残基が(メタ)アクリレート樹脂の硬化物中に固定化される。
また、含フッ素化合物(C)として、特に光重合性不飽和基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を用いた場合は、紫外線硬化型樹脂組成物が硬化する際に多官能(メタ)アクリレート(A)や化合物(D)と反応することで硬化物中に、光重合性不飽和基を有するパーフルオロポリエーテル化合物と化合物(D)の反応残基が(メタ)アクリレート樹脂の硬化物中に固定化される。
そして、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて得られる硬化物からなる皮膜に至っては、含フッ素化合物(C)の作用で、オニウム塩の反応残基を硬化物の表面に、より選択的に存在させることができるので、効率的に抗菌、抗ウィルス作用を発現させることができる。特に含フッ素化合物とオニウム塩の反応残基が固定化された(メタ)アクリレート樹脂を用いて形成された硬化物からなる皮膜は、防汚性、抗菌性及び抗ウィスル性を、長期に亘って持続させることができる。
また、含フッ素化合物(C)として、特に光重合性不飽和基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を用いた場合は、紫外線硬化型樹脂組成物が硬化する際に多官能(メタ)アクリレート(A)や化合物(D)と反応することで硬化物中に、光重合性不飽和基を有するパーフルオロポリエーテル化合物と化合物(D)の反応残基が(メタ)アクリレート樹脂の硬化物中に固定化される。
そして、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて得られる硬化物からなる皮膜に至っては、含フッ素化合物(C)の作用で、オニウム塩の反応残基を硬化物の表面に、より選択的に存在させることができるので、効率的に抗菌、抗ウィルス作用を発現させることができる。特に含フッ素化合物とオニウム塩の反応残基が固定化された(メタ)アクリレート樹脂を用いて形成された硬化物からなる皮膜は、防汚性、抗菌性及び抗ウィスル性を、長期に亘って持続させることができる。
以下、含フッ素化合物(C)として、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物を用いた本発明の紫外線樹脂組成物の調製方法について説明する。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物において、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーと一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応は、これら化合物を単に混合した紫外線硬化型樹脂組成物から形成された皮膜をメタノール、エタノール等のアルコールで洗浄処理しても、皮膜の防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性は、洗浄処理前後でほぼ同等の性能を有している。このため、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーと一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応は、紫外線硬化型樹脂組成物の調製及び/又は紫外線硬化型樹脂組成物の硬化の際に容易に起こるものと本発明者らは推測している。
従って、以下に本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解生成物を含有させる方法を例示するが、以下の紫外線硬化型樹脂組成物の調製方法においては、加水分解を行うとは、何も酸触媒、アルカリ触媒、水を加えて積極的に加水分解処理を行うことに加えて、単なる混合処理も含むものである。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物において、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーと一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応は、これら化合物を単に混合した紫外線硬化型樹脂組成物から形成された皮膜をメタノール、エタノール等のアルコールで洗浄処理しても、皮膜の防汚性、抗菌性及び抗ウィルス性は、洗浄処理前後でほぼ同等の性能を有している。このため、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーと一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応は、紫外線硬化型樹脂組成物の調製及び/又は紫外線硬化型樹脂組成物の硬化の際に容易に起こるものと本発明者らは推測している。
従って、以下に本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解生成物を含有させる方法を例示するが、以下の紫外線硬化型樹脂組成物の調製方法においては、加水分解を行うとは、何も酸触媒、アルカリ触媒、水を加えて積極的に加水分解処理を行うことに加えて、単なる混合処理も含むものである。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物に、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解生成物を含有させる方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、(I)一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩が溶解されている溶液を調製し、次いで、その溶液中で一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解を行い、得られる加水分解溶液と、他の成分とを混合して、紫外線硬化型樹脂組成物を得る方法、(II)先ず、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩が溶媒に溶解されている溶液を調製し、次いで、その溶液中で一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応を行い、次いで得られる反応液と他の成分とを混合して、紫外線硬化型樹脂組成物を得る方法、(III)先ず、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩と共に、多官能(メタ)アクリレート(A)及び光重合開始剤(B)が溶媒に溶解されている溶液を調製し、次いで、その溶液中で一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応を行い紫外線硬化型樹脂組成物を得る方法等が挙げられる。なお、多官能(メタ)アクリレート(A)として、粘性が低い液状のものを用いる場合は、(IV)多官能(メタ)アクリレート(A)に直接一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩を混合し、次いで、その中で一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応を行い、次いで得られる反応液と他の成分とを混合して、紫外線硬化型樹脂組成物を得る方法であってもよく、或いは(V)多官能(メタ)アクリレート(A)に、光重合開始剤、一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩を混合し、次いで、その中で一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマー及び/又は一般式(2)で表わされるオニウム塩の加水分解反応を行い、必要により他の成分とを混合して、紫外線硬化型樹脂組成物を得る方法であってもよい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、特に一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーと、一般式(2)で表わされるオニウム塩とを併用したものは、紫外線硬化型樹脂組成物の調製の際、或いは該紫外線硬化型樹脂組成物の硬化反応の際に、容易にトリアルコキシシリル基の加水分解反応が進行し、(メタ)アクリレート樹脂中で緻密な三次元ネットワークを形成して含有されるため、特に表面硬度を一層高くすることが出来る。
また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、該含フッ素化合物(C)及び/又は化合物(D)の成分の添加により、無添加で調製された(メタ)アクリレート樹脂に比べて、基材との密着性を向上させることが出来る。
また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物は、該含フッ素化合物(C)及び/又は化合物(D)の成分の添加により、無添加で調製された(メタ)アクリレート樹脂に比べて、基材との密着性を向上させることが出来る。
本発明に係る紫外線硬化型樹脂組成物は、必要に応じて、光重合開始助剤、シランカップリング剤、レベリング剤、消泡剤、重合禁止剤、光安定剤、光増感剤、酸化防止剤、帯電防止剤、表面潤滑剤、充填剤、架橋剤等の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。また、必要に応じて溶剤を用いてもよい。使用できる溶剤としては、(A)~(D)の各成分が溶解できるものであれば、特に制限はない。
本発明に係る紫外線硬化型樹脂組成物は、ハードコート剤として好適に用いることができる。ハードコート剤として用いる場合には本発明の紫外線硬化型樹脂組成物をそのまま用いてもよいが、さらに紫外線硬化する希釈モノマー等を含有してもよい。
本発明のハードコート剤は、各種基材に公知の方法で塗布、必要により乾燥後、紫外線を照射することにより硬化させることで本発明のハードコートフィルムを得ることが出来る。
使用できる基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、フッ素樹脂、ナイロン、アクリル樹脂等の樹脂フィルムを挙げることができる。特に、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、アクリル樹脂の樹脂フィルムが透明性、加工性に優れるため好適に用いることができる。
また、基材は、上記で挙げた樹脂のみからなる樹脂基材であってもよいが、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物との密着性を向上させるために、前記樹脂基材にプライマー層を設けた基材であってもよい。前記プライマー層としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等からなるものが挙げられる。また、ハードコート層との密着性を向上させる目的で、樹脂基材表面を、サンドブラスト法、溶剤処理法等による表面の凹凸化処理、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理、酸化処理等により処理を施すこともできる。
基材の厚さは、特に制限されるものではないが生産性の観点から1~250μmであることが好ましいが、この範囲に特に限定されるものではない。
また、本発明において基材に形成するハードコート層の厚みは、特に制限されるものではないが密着性、表面硬度及び屈曲性の観点から0.01~50μmとすることが好ましい。
本発明の紫外線硬化型樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されず公知の方法を採用することができ、例えばバーコーター塗工、メイヤーバー塗工、エアナイフ塗工、グラビア塗工、リバースグラビア塗工、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷法等が挙げられる。
紫外線により硬化させる場合、光源としてキセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプを有する紫外線照射装置が使用され、必要に応じて光量、光源の配置などが調整されるが、高圧水銀灯を使用する場合、通常80~160W/cmの光量を有したランプ1灯に対して搬送速度5~50m/分で硬化させるのが好ましい。一方、電子線により硬化させる場合、通常10~300kVの加速電圧を有する電子線加速装置にて、搬送速度5~50m/分で硬化させることが好ましい。
本発明において、紫外線硬化型樹脂組成物に紫外線を照射して、硬化させて皮膜を形成させる場合、空気雰囲気下で行ってもよいが、安定した品質の硬化物を得る観点から窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
本発明のハードコートフィルムは、自動車部材、電子機器、建材分野等のトップコート材として好適に用いられる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<フルオロアルキル基含有オリゴマー(C)>
フルオロアルキル基含有オリゴマー(C)(以下、「VM」ということがある)として下記表1のものを使用した。
フルオロアルキル基含有オリゴマー(C)(以下、「VM」ということがある)として下記表1のものを使用した。
<オニウム塩(D)>
オニウム塩として下記表2のものを使用した。
オニウム塩として下記表2のものを使用した。
(実施例1~4及び比較例1)
表3の配合となるように、多官能アクリル酸エステル(第一工業製薬社製;商品名 ニューフロンティアMF-001、官能基数5以上、粘度400mPa・s/25℃)、上記フルオロアルキル基含有オリゴマー、上記オニウム塩及び1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社;商品名 IRGACURE184)を容器に仕込み、これを減圧下に600~2000rpmで撹拌して、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
表3の配合となるように、多官能アクリル酸エステル(第一工業製薬社製;商品名 ニューフロンティアMF-001、官能基数5以上、粘度400mPa・s/25℃)、上記フルオロアルキル基含有オリゴマー、上記オニウム塩及び1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社;商品名 IRGACURE184)を容器に仕込み、これを減圧下に600~2000rpmで撹拌して、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
次いで、上記で調製した各紫外線硬化型樹脂組成物試料をPETフィルム(縦10cm×横10cm)に垂らし、バーコーターを用いて均一に塗工した。
次いで、ハンディータイプのUV硬化装置(サンエナジー社製;MDH2501N-02)を用いて、窒素雰囲気下で100~200mJ/cm2の紫外線を高圧水銀ランプで5秒以上照射して膜厚6.0μmのハードコート層を有するフィルム試料を得た。
次いで、ハンディータイプのUV硬化装置(サンエナジー社製;MDH2501N-02)を用いて、窒素雰囲気下で100~200mJ/cm2の紫外線を高圧水銀ランプで5秒以上照射して膜厚6.0μmのハードコート層を有するフィルム試料を得た。
<PETフィルムに対する評価>
上記で調製したフィルム試料の表面のドデカンと水の接触角、密着性、屈曲性、カール性、透明性、鉛筆硬度、耐アルコール性を評価した。その結果を表4に示した。
上記で調製したフィルム試料の表面のドデカンと水の接触角、密着性、屈曲性、カール性、透明性、鉛筆硬度、耐アルコール性を評価した。その結果を表4に示した。
(接触角の評価)
接触角については、協和界面科学製のDrop Master.300を使用して、測定した。
接触角については、協和界面科学製のDrop Master.300を使用して、測定した。
(密着性の評価)
密着性については、JIS K 5600-5-6に従って、フィルム試料に25マスの切り込みを入れ、その上から粘着テープをしっかり貼り付けた後、5分以内にテープを剥がし、薄膜の剥がれを目視で確認することで、密着性の評価を行った。評価基準は、以下のとおりである。
○:升目25個当たり20個以上残った。
×:升目25個当たり20個未満残った。
密着性については、JIS K 5600-5-6に従って、フィルム試料に25マスの切り込みを入れ、その上から粘着テープをしっかり貼り付けた後、5分以内にテープを剥がし、薄膜の剥がれを目視で確認することで、密着性の評価を行った。評価基準は、以下のとおりである。
○:升目25個当たり20個以上残った。
×:升目25個当たり20個未満残った。
(屈曲性の評価)
5×10cm角に裁断して試験片とし、耐屈曲性(円筒形マンドレル法、JIS K5600-5-1)に基づき、直径が2mmのマンドレルに、ハードコート層表面が外側になるように折り返して巻き付け。その巻き付け部分のハードコート層にクラックが生じるか否かを目視で評価した。評価基準は、以下のとおりである。
○;クラックが確認できなかった。
×;クラックが確認された。
5×10cm角に裁断して試験片とし、耐屈曲性(円筒形マンドレル法、JIS K5600-5-1)に基づき、直径が2mmのマンドレルに、ハードコート層表面が外側になるように折り返して巻き付け。その巻き付け部分のハードコート層にクラックが生じるか否かを目視で評価した。評価基準は、以下のとおりである。
○;クラックが確認できなかった。
×;クラックが確認された。
(カール性の評価)
10×10cmに切ったサンプルのエッジの浮き上がりで評価した。評価基準は、以下のとおりである。
○;浮き上がりが2cm未満。
△;浮き上がりが2cm以上。
×;浮き上がりが筒状。
10×10cmに切ったサンプルのエッジの浮き上がりで評価した。評価基準は、以下のとおりである。
○;浮き上がりが2cm未満。
△;浮き上がりが2cm以上。
×;浮き上がりが筒状。
(透明性の評価)
透明性の評価は全線透過率で評価した。VMとオニウム塩無添加のPETフィルム試料(比較例1)をリファレンスとし、フィルム試料の全線透過率を測定した。この値が100に近いほど透明であることを示す。
透明性の評価は全線透過率で評価した。VMとオニウム塩無添加のPETフィルム試料(比較例1)をリファレンスとし、フィルム試料の全線透過率を測定した。この値が100に近いほど透明であることを示す。
(鉛筆硬度の評価)
JIS K5400に準じ、鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機(BEVS社製BEVS1301)および硬度測定用鉛筆(三菱社製UNI)を用いて、鉛筆硬度を測定した。
JIS K5400に準じ、鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機(BEVS社製BEVS1301)および硬度測定用鉛筆(三菱社製UNI)を用いて、鉛筆硬度を測定した。
(耐アルコール性の評価)
エタノールに5分間、フィルム試料を浸漬し、フィルム試料の表面の状態及びフィルム試料の水及びドデカンの接触を測定し評価した。評価基準は、以下のとおりである。
◎;浸漬後のフィルム試料に白濁がなく、接触角は浸漬前と同じである。
○;浸漬後のフィルム試料に白濁がなく、接触角は浸漬後と異なる。
×;浸漬後のフィルム試料に白濁がある。
エタノールに5分間、フィルム試料を浸漬し、フィルム試料の表面の状態及びフィルム試料の水及びドデカンの接触を測定し評価した。評価基準は、以下のとおりである。
◎;浸漬後のフィルム試料に白濁がなく、接触角は浸漬前と同じである。
○;浸漬後のフィルム試料に白濁がなく、接触角は浸漬後と異なる。
×;浸漬後のフィルム試料に白濁がある。
(抗菌活性試験)
グラム陰性菌の代表として、大腸菌;エシエリア・コリ(Escherichia coli NBRC3972)、グラム陰性菌の代表として、黄色ぶどう球菌;スタフィロコッカス・オーレウス(Staphylococcusaureus subsp. aureus NBRC12732)を用い、実施例及び比較例で得られたフィルム試料について抗菌性試験を行った。
フィルム試料から50mm×50mmの大きさの正方形の試験片を作成した。滅菌シャーレに試験片を入れ、エシエリア・コリが2.3×104個/ml、スタフィロコッカス・オーレウスが2.2×104個/mlの試験菌液0.5mlを各試験片表面に接種させた。
その上にふたをして25℃、24時間培養後に、各試験片をブイヨン培地10mlでよく洗い出し、NA培地に37℃、24時間培養後、この培地の生菌数を測定し、活性値で表示した。その結果を表5に示した。
グラム陰性菌の代表として、大腸菌;エシエリア・コリ(Escherichia coli NBRC3972)、グラム陰性菌の代表として、黄色ぶどう球菌;スタフィロコッカス・オーレウス(Staphylococcusaureus subsp. aureus NBRC12732)を用い、実施例及び比較例で得られたフィルム試料について抗菌性試験を行った。
フィルム試料から50mm×50mmの大きさの正方形の試験片を作成した。滅菌シャーレに試験片を入れ、エシエリア・コリが2.3×104個/ml、スタフィロコッカス・オーレウスが2.2×104個/mlの試験菌液0.5mlを各試験片表面に接種させた。
その上にふたをして25℃、24時間培養後に、各試験片をブイヨン培地10mlでよく洗い出し、NA培地に37℃、24時間培養後、この培地の生菌数を測定し、活性値で表示した。その結果を表5に示した。
(抗インフルエンザウィルスに関する評価)
フィルム試料から50mm×50mmの大きさの正方形の試験片を作成した。
深型シャーレ内にろ紙を敷き、少量の滅菌水を加えた。ろ紙の上に5mm程度のガラス製の台を置き、その上に前記の試験片を置いた。この上に予め馴化しておき濃度も明らかになっているインフルエンザウィルス代替ウィルスのQBファージ(NBRC20012)溶液を0.1ml滴下し、材料表面とファージを接触させるためにポリエチレンフィルム(KOYUYO、40mm×40mm)を被せた。このシャーレにガラス板で蓋をした。同様の測定用セットをファージ数の測定予定回数の数だけ用意し、25℃の暗所に4時間静置した。
次いで、JIS R 1706に基づき、宿主大腸菌(NBRC106373)を用いて、バクテリオファージ感染価を評価し、下記計算式(1)のハイブリッド光触媒抗ウィルス加工材料の暗所での効果の計算式に基づき抗ウィルス活性をVDとして評価した。その結果を表6に示す。
なお、VDの値が大きいほど抗ウィルス活性が高いことを示す。
VD=log(BD/CD) (1)
VD:抗ウィルス加工材料の暗所効果
BD:抗ウィルス加工していない試験片を4時間暗所に保存した後の3試験片のバクテリオファージ感染価の平均値(pfu)
CD:抗ウィルス加工した試験片を4時間暗所に保存した後の3試験片のバクテリオファージ感染価の平均値(pfu)
フィルム試料から50mm×50mmの大きさの正方形の試験片を作成した。
深型シャーレ内にろ紙を敷き、少量の滅菌水を加えた。ろ紙の上に5mm程度のガラス製の台を置き、その上に前記の試験片を置いた。この上に予め馴化しておき濃度も明らかになっているインフルエンザウィルス代替ウィルスのQBファージ(NBRC20012)溶液を0.1ml滴下し、材料表面とファージを接触させるためにポリエチレンフィルム(KOYUYO、40mm×40mm)を被せた。このシャーレにガラス板で蓋をした。同様の測定用セットをファージ数の測定予定回数の数だけ用意し、25℃の暗所に4時間静置した。
次いで、JIS R 1706に基づき、宿主大腸菌(NBRC106373)を用いて、バクテリオファージ感染価を評価し、下記計算式(1)のハイブリッド光触媒抗ウィルス加工材料の暗所での効果の計算式に基づき抗ウィルス活性をVDとして評価した。その結果を表6に示す。
なお、VDの値が大きいほど抗ウィルス活性が高いことを示す。
VD=log(BD/CD) (1)
VD:抗ウィルス加工材料の暗所効果
BD:抗ウィルス加工していない試験片を4時間暗所に保存した後の3試験片のバクテリオファージ感染価の平均値(pfu)
CD:抗ウィルス加工した試験片を4時間暗所に保存した後の3試験片のバクテリオファージ感染価の平均値(pfu)
(抗ノロウィルスに関する評価)
QBファージ(NBRC20012)の代りに、ノロウィルス代替のф6ファージ(NBRC105899)を用い、宿主大腸菌(NBRC106373)に代えて宿主緑膿菌(NBRC105640)を用いた以外は、実施例1及び比較例1と同様に、抗ウィルス活性をVDとして評価した。その結果を表7に示す。
QBファージ(NBRC20012)の代りに、ノロウィルス代替のф6ファージ(NBRC105899)を用い、宿主大腸菌(NBRC106373)に代えて宿主緑膿菌(NBRC105640)を用いた以外は、実施例1及び比較例1と同様に、抗ウィルス活性をVDとして評価した。その結果を表7に示す。
(実施例5)
実施例1において、VMの添加量を0.5質量%とする以外は、実施例1と同様にして、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
実施例1において、VMの添加量を0.5質量%とする以外は、実施例1と同様にして、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
(実施例6)
実施例1において、含フッ素化合物としてVM1質量%に代えてパーフルオロポリエーテル-4官能ウレタンアクリレートオリゴマー(ソルベイソレクシス株式会社製「FLUOROLINK AD1700」)1質量%添加した以外は、実施例1と同様にして、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
実施例1において、含フッ素化合物としてVM1質量%に代えてパーフルオロポリエーテル-4官能ウレタンアクリレートオリゴマー(ソルベイソレクシス株式会社製「FLUOROLINK AD1700」)1質量%添加した以外は、実施例1と同様にして、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
(実施例7)
実施例1において、含フッ素化合物としてVM1質量%に代えてパーフルオロポリエーテル-4官能ウレタンアクリレートオリゴマー(ソルベイソレクシス株式会社製「FLUOROLINK AD1700」)0.5質量%添加した以外は、実施例1と同様にして、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
実施例1において、含フッ素化合物としてVM1質量%に代えてパーフルオロポリエーテル-4官能ウレタンアクリレートオリゴマー(ソルベイソレクシス株式会社製「FLUOROLINK AD1700」)0.5質量%添加した以外は、実施例1と同様にして、紫外線硬化型樹脂組成物試料を調製した。
(樹脂評価)
実施例5~6で調製した各紫外線硬化型樹脂組成物試料をPETフィルム(縦10cm×横10cm)に垂らし、バーコーターを用いて均一に塗工した。
次いで、ハンディータイプのUV硬化装置(サンエナジー社製;MDH2501N-02)を用いて、窒素雰囲気下で100~200mJ/cm2の紫外線を高圧水銀ランプで5秒以上照射して膜厚6.0μmのハードコート層を有するフィルム試料を得た。
実施例1~4と同様にして上記で調製したフィルム試料の表面のドデカンと水の接触角、密着性、屈曲性、カール性、透明性、鉛筆硬度、耐アルコール性を評価し、その結果を表8に示す。
実施例5~6で調製した各紫外線硬化型樹脂組成物試料をPETフィルム(縦10cm×横10cm)に垂らし、バーコーターを用いて均一に塗工した。
次いで、ハンディータイプのUV硬化装置(サンエナジー社製;MDH2501N-02)を用いて、窒素雰囲気下で100~200mJ/cm2の紫外線を高圧水銀ランプで5秒以上照射して膜厚6.0μmのハードコート層を有するフィルム試料を得た。
実施例1~4と同様にして上記で調製したフィルム試料の表面のドデカンと水の接触角、密着性、屈曲性、カール性、透明性、鉛筆硬度、耐アルコール性を評価し、その結果を表8に示す。
Claims (13)
- 多官能(メタ)アクリレート(A)と、光重合開始剤(B)と、下記一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)と、下記一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)を含有することを特徴とする紫外線硬化型樹脂組成物。
(式中、R1及びR2は、-(CF2)p-Y基、又は-CF(CF3)-[OCF2CF(CF3)]q-OC3F7基を示し、R1及びR2は、同一の基であっても異なる基であってもよく、R1及びR2中のYは水素原子、フッ素原子又は塩素原子を示し、p及びqは0~10の整数である。R3、R4及びR5は同一の基であっても異なる基であってもよく、R3、R4及びR5は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。mは2~3の整数である。)
(式中、Aはリン原子又は窒素原子を示す。R6、R7及びR8は炭素数1~18の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。R9は炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示す。nは1~8の整数を示す。X-はアニオン基を示す。) - 多官能(メタ)アクリレート(A)100質量部に対して、光重合開始剤(B)0.01~1.5質量部と、一般式(1)で表されるフルオロアルキル基含有オリゴマー、その加水分解生成物及びパーフルオロポリエーテル化合物から選ばれる少なくとも1種の含フッ素化合物(C)0.1~10質量部と、一般式(2)で表されるオニウム塩及びその加水分解生成物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)0.1~50質量部を含有することを特徴とする請求項1記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 光重合開始剤(B)が、アセトフェノン類であることを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 光重合開始剤(B)が、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンであることを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 一般式(1)で表わされるフルオロアルキル基含有オリゴマーの式中のR1及びR2が、-CF(CF3)OCF2OC3F7基であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- パーフルオロポリエーテル化合物が、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、一端又は両端に光重合性不飽和基を有する化合物であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 一般式(2)で表されるオニウム塩の式中のAが、リン原子であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 一般式(2)で表されるオニウム塩の式中のAがリン原子で、R6、R7及びR8が、n-ブチル基であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 多官能(メタ)アクリレート(A)が、25℃における粘度が1000mPa・s以下であることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物を含有することを特徴とするハードコート剤。
- 請求項10記載のハードコート剤を用いて得られることを特徴とするハードコートフィルム。
- 基材に請求項10記載のハードコート剤を塗布した後、紫外線を照射することによりハードコート層を形成させることを特徴とするハードコートフィルムの製造方法。
- 紫外線の照射は、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項12記載のハードコートフィルムの製造方法。
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JP2017564280A JPWO2017130988A1 (ja) | 2016-01-26 | 2017-01-25 | 紫外線硬化型樹脂組成物、ハードコート剤並びにハードコートフィルム及びその製造方法 |
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