WO2018189945A1 - 硬化性組成物、硬化物及びハードコートフィルム - Google Patents

硬化性組成物、硬化物及びハードコートフィルム Download PDF

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WO2018189945A1
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curable composition
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菊地慎二
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株式会社ダイセル
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Definitions

  • the present invention relates to a hard coat film including a curable composition, a cured product of the curable composition, and a cured product layer of the curable composition.
  • a hard coat film having a hard coat layer on one side or both sides of a base material and having a hard hardness of about 3H on the surface of the hard coat layer has been distributed.
  • a material for forming a hard coat layer in such a hard coat film a UV acrylic monomer is mainly used (for example, see Patent Document 1).
  • a leveling agent such as silicone or fluorine is generally used in order to smooth the surface and improve the appearance.
  • the hard coat layer using the UV acrylic monomer described above still has sufficient surface hardness.
  • a hard coat layer having a pencil hardness of about 5H and a higher surface hardness there is a need for a hard coat layer having a pencil hardness of about 5H and a higher surface hardness.
  • a leveling agent such as silicone or fluorine as described above
  • the surface smoothness is somewhat poor, the appearance is not very clean, and sufficient scratch resistance and antifouling properties (anti-resistance) There is a problem of no contamination.
  • the object of the present invention is to provide a cured product having a good appearance such as surface smoothness (thickness uniformity), high surface hardness, and sufficient scratch resistance and antifouling properties (stain resistance) (in particular, It is to provide a curable composition capable of forming a hard coat layer.
  • the present inventor By using a curable composition containing a polyorganosilsesquioxane having an epoxy group-containing silsesquioxane structural unit (unit structure) and a silicon acrylate, the present inventor has obtained surface smoothness (thickness uniformity). It was found that a cured product (particularly a hard coat layer) having a good appearance such as), having a high surface hardness, and sufficient scratch resistance and antifouling property (contamination resistance) was obtained.
  • the present invention provides a curable composition
  • a curable composition comprising the following polyorganosilsesquioxane and silicon acrylate.
  • Polyorganosilsesquioxane having a structural unit represented by the following formula (1), a molar ratio of the structural unit represented by the following formula (I) and the structural unit represented by the following formula (II) [ The constitutional unit represented by the above formula (1) with respect to the total amount (100 mol%) of the siloxane constitutional unit, wherein the constitutional unit represented by formula (I) / the constitutional unit represented by formula (II)] is 5 or more.
  • the ratio of the unit and the structural unit represented by the following formula (4) is 55 to 100 mol%, the number average molecular weight is 1000 to 3000, and the molecular weight dispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.0 to 3.0
  • R ⁇ 1 > shows group containing an epoxy group.
  • R a is a group containing an epoxy group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R b represents an epoxy group-containing group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the polyorganosilsesquioxane further has a structural unit represented by the following formula (2).
  • R 2 represents a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted group.
  • An alkenyl group of represents a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted group.
  • An alkenyl group of is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted
  • R 1 in the polyorganosilsesquioxane is represented by the group represented by the following formula (1a), the group represented by the following formula (1b), and the following formula (1c). Or a group represented by the following formula (1d).
  • R 1a represents a linear or branched alkylene group.
  • [In formula (1b), R 1b represents a linear or branched alkylene group.
  • [In Formula (1c), R 1c represents a linear or branched alkylene group.
  • [In formula (1d), R 1d represents a linear or branched alkylene group. ]
  • R 2 in the polyorganosilsesquioxane is preferably a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the curable composition of the present invention preferably contains an epoxy compound other than the polyorganosilsesquioxane.
  • the curable composition of the present invention preferably contains a photocationic polymerization initiator.
  • the curable composition of the present invention preferably contains silica particles having a group containing a (meth) acryloyl group on the surface.
  • the curable composition of the present invention is preferably a curable composition for forming a hard coat layer.
  • the present invention also provides a cured product of the curable composition.
  • the present invention also provides a hard coat film having a base material and a hard coat layer formed on at least one surface of the base material, wherein the hard coat layer is a cured product layer of the curable composition.
  • a hard coat film is provided.
  • the curable composition of the present invention has a good appearance such as surface smoothness (thickness uniformity), has a high surface hardness, and has a sufficient scratch resistance and antifouling property (contamination resistance) (particularly, , A hard coat layer) can be formed.
  • the curable composition of the present invention is a curable composition containing the following polyorganosilsesquioxane and silicon acrylate as essential components.
  • the curable composition of the present invention is particularly preferably a curable composition for forming a hard coat layer.
  • the curable composition further includes a cationic photocuring compound other than the photocationic polymerization initiator described later, silica particles having a group containing a (meth) acryloyl group on the surface, and a polyorganosilsesquioxane (“other cationic curability”).
  • Other components such as “compound” may be included.
  • the polyorganosilsesquioxane (silsesquioxane) has a structural unit represented by the following formula (1), and is represented by a structural unit represented by the following formula (I) (sometimes referred to as “T3 body”).
  • the molar ratio of the structural unit represented by the following formula (II) (sometimes referred to as “T2 form”) [the structural unit represented by the formula (I) / the structure represented by the formula (II)
  • the unit: “may be described as“ T3 body / T2 body ”] is 5 or more, the structural unit represented by the following formula (1) with respect to the total amount (100 mol%) of the siloxane structural unit, and the formula (4) ) Is 55 to 100 mol%, the number average molecular weight is 1000 to 3000, and the molecular weight dispersity [weight average molecular weight / number average molecular weight] is 1.0 to 3.0. It is characterized by being.
  • the structural unit represented by the above formula (1) is a silsesquioxane structural unit (so-called T unit) generally represented by [RSiO 3/2 ].
  • R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and the same applies to the following.
  • the structural unit represented by the above formula (1) is formed by hydrolysis and condensation reaction of a corresponding hydrolyzable trifunctional silane compound (specifically, for example, a compound represented by the following formula (a)). Is done.
  • R 1 in the formula (1) represents a group (monovalent group) containing an epoxy group. That is, the polyorganosilsesquioxane is a cationic curable compound (cationic polymerizable compound) having at least an epoxy group in the molecule. Examples of the group containing an epoxy group include known or conventional groups having an oxirane ring, and are not particularly limited.
  • the group represented by (1a), the group represented by the following formula (1b), the group represented by the following formula (1c), and the group represented by the following formula (1d) are preferred, and more preferably the following formula ( The group represented by 1a), the group represented by the following formula (1c), and more preferably the group represented by the following formula (1a).
  • R 1a represents a linear or branched alkylene group.
  • the linear or branched alkylene group include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, and a decamethylene group.
  • Examples thereof include a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 1a is preferably a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 or 4 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of the surface hardness or curability of the cured product.
  • R 1b represents a linear or branched alkylene group, and examples thereof include the same groups as R 1a .
  • R 1b is preferably a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 or 4 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of the surface hardness or curability of the cured product.
  • R ⁇ 1c> shows a linear or branched alkylene group, and the group similar to R ⁇ 1a> is illustrated.
  • R 1c is preferably a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 or 4 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of the surface hardness or curability of the cured product.
  • An ethylene group, a trimethylene group, and a propylene group and more preferably an ethylene group and a trimethylene group.
  • R 1d represents a linear or branched alkylene group, and examples thereof include the same groups as R 1a .
  • R 1d is preferably a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 or 4 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of the surface hardness or curability of the cured product.
  • R 1 in formula (1) is particularly a group represented by the above formula (1a), wherein R 1a is an ethylene group [in particular, a 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group ] Is preferable.
  • the polyorganosilsesquioxane may have only one type of structural unit represented by the above formula (1), or may have two or more types of structural units represented by the above formula (1). It may be.
  • the polyorganosilsesquioxane includes a structural unit represented by the following formula (2) in addition to the structural unit represented by the above formula (1) as a silsesquioxane structural unit [RSiO 3/2 ]. You may have.
  • the structural unit represented by the above formula (2) is a silsesquioxane structural unit (T unit) generally represented by [RSiO 3/2 ]. That is, the structural unit represented by the above formula (2) is a hydrolysis and condensation reaction of a corresponding hydrolyzable trifunctional silane compound (specifically, for example, a compound represented by the following formula (b)). It is formed by.
  • R 2 in the above formula (2) is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted group
  • An alkenyl group of As said aryl group, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group etc. are mentioned, for example.
  • Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
  • Examples of the cycloalkyl group include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and the like.
  • Examples of the alkyl group include linear or branched alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, isopropyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, and isopentyl group. Groups.
  • alkenyl group linear or branched alkenyl groups, such as a vinyl group, an allyl group, and an isopropenyl group, are mentioned, for example.
  • the above-mentioned substituted aryl group, substituted aralkyl group, substituted cycloalkyl group, substituted alkyl group, and substituted alkenyl group are each a hydrogen atom or main chain. Part or all of the case is an ether group, ester group, carbonyl group, siloxane group, halogen atom (fluorine atom, etc.), acrylic group, methacryl group, mercapto group, amino group, and hydroxy group (hydroxyl group). And a group substituted with at least one selected.
  • R 2 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, more preferably a substituted or unsubstituted aryl group, more preferably a phenyl group. is there.
  • each silsesquioxane structural unit (the structural unit represented by formula (1) and the structural unit represented by formula (2)) in the polyorganosilsesquioxane forms these structural units. It is possible to adjust appropriately according to the composition of the raw material (hydrolyzable trifunctional silane) for
  • the polyorganosilsesquioxane is further represented by the structural unit and formula represented by the formula (1).
  • the structural unit represented by [RSiO 3/2 ], [R 3 SiO 1/2 ] (so-called M unit), [R 2 SiO] It may have at least one siloxane structural unit selected from the group consisting of a structural unit represented (so-called D unit) and a structural unit represented by [SiO 2 ] (so-called Q unit).
  • the structural unit etc. which are represented by following formula (3) etc. are mentioned, for example. Can be mentioned.
  • the ratio [T3 body / T2 body] of the structural unit (T3 body) represented by the above formula (I) and the structural unit (T2 body) represented by the above formula (II) in the polyorganosilsesquioxane is As described above, it is 5 or more, preferably 5 to 18, more preferably 6 to 16, and still more preferably 7 to 14.
  • the ratio [T3 body / T2 body] is significantly improved.
  • R a in the above formula (I) (formula (I ') in the R a same) and formula (II) in the R b (wherein (II') in the R b versa), respectively, an epoxy group A group containing, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted aralkyl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkenyl group, or hydrogen atom Show.
  • R a and R b are the same as R 1 in the above formula (1) and R 2 in the above formula (2).
  • R a in the formula (I) and R b in the formula (II) are groups bonded to silicon atoms in the hydrolyzable trifunctional silane compound used as a raw material for the polyorganosilsesquioxane ( A group other than an alkoxy group and a halogen atom; for example, R 1 , R 2 and a hydrogen atom in the following formulas (a) to (c).
  • R c in the formula (II) is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group. .
  • the alkyl group represented by R c in the formula (II) is generally an alkoxy group in the hydrolyzable silane compound used as a raw material for the polyorganosilsesquioxane (for example, as X 1 to X 3 described later). Derived from an alkyl group forming an alkoxy group or the like.
  • the ratio [T3 body / T2 body] in the polyorganosilsesquioxane can be determined by, for example, 29 Si-NMR spectrum measurement. 29 In the Si-NMR spectrum, the silicon atom in the structural unit (T3 form) represented by the formula (I) is different from the silicon atom in the structural unit (T2 form) represented by the formula (II). In order to show a signal (peak) in (chemical shift), the ratio [T3 body / T2 body] can be obtained by calculating the integration ratio of these respective peaks.
  • the polyorganosilsesquioxane has a structural unit represented by the above formula (1) and R 1 is a 2- (3 ′, 4′-epoxycyclohexyl) ethyl group.
  • R 1 is a 2- (3 ′, 4′-epoxycyclohexyl) ethyl group.
  • the silicon atom signal appears at ⁇ 64 to ⁇ 70 ppm
  • the silicon atom signal in the structure (T2 form) represented by the above formula (II) is Appears at -54 to -60 ppm.
  • the ratio [T3 body / T2 body] can be obtained by calculating the integral ratio of the signal (T3 body) of ⁇ 64 to ⁇ 70 ppm and the signal (T2 body) of ⁇ 54 to ⁇ 60 ppm. it can.
  • the 29 Si-NMR spectrum of the polyorganosilsesquioxane can be measured by, for example, the following apparatus and conditions. Measuring apparatus: Trade name “JNM-ECA500NMR” (manufactured by JEOL Ltd.) Solvent: Deuterated chloroform Accumulated times: 1800 times Measurement temperature: 25 ° C
  • the ratio [T3 body / T2 body] of the polyorganosilsesquioxane being 5 or more means that the polyorganosilsesquioxane has a certain amount of T2 body with respect to the T3 body.
  • T2 body examples include a structural unit represented by the following formula (4), a structural unit represented by the following formula (5), a structural unit represented by the following formula (6), and the like.
  • R 2 in R 1 and the following formula (5) in the following equation (4) is the same as R 2 in R 1 and the formula in the formula (1) (2).
  • R c in the formula (4) to (6) like the R c in Formula (II), a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • a complete cage silsesquioxane is a polyorganosilsesquioxane composed only of a T3 form, and no T2 form exists in the molecule. That is, the above ratio [T3 body / T2 body] is 5 or more, the number average molecular weight is 1000 to 3000, the molecular weight dispersity is 1.0 to 3.0, and in the FT-IR spectrum as described later. It is suggested that the polyorganosilsesquioxane having one intrinsic absorption peak near 1100 cm ⁇ 1 has an incomplete cage silsesquioxane structure.
  • the polyorganosilsesquioxane cage (incomplete cage) silsesquioxane structure it said polyorganosilsesquioxane, the FT-IR spectrum in the vicinity of 1050 cm -1 and around 1150 cm -1 Each has no intrinsic absorption peak, and is confirmed by having one intrinsic absorption peak in the vicinity of 1100 cm ⁇ 1 [reference: R.R. H. Raney, M.M. Itoh, A.D. Sakakibara and T. Suzuki, Chem. Rev. 95, 1409 (1995)].
  • the FT-IR spectrum when the FT-IR spectrum has intrinsic absorption peaks near 1050 cm ⁇ 1 and 1150 cm ⁇ 1 , it is identified as having a ladder-type silsesquioxane structure.
  • the FT-IR spectrum of polyorganosilsesquioxane can be measured, for example, with the following apparatus and conditions.
  • Measuring device Trade name “FT-720” (manufactured by Horiba, Ltd.) Measurement method: Transmission method Resolution: 4 cm -1 Measurement wavenumber range: 400-4000cm -1 Integration count: 16 times
  • the total amount of siloxane structural units in the polyorganosilsesquioxane [total siloxane structural units; total amount of M units, D units, T units, and Q units] (100 mol%) is represented by the above formula (1).
  • the proportion (total amount) of the structural unit and the structural unit represented by the above formula (4) is 55 to 100 mol%, preferably 65 to 100 mol%, more preferably 80 to 99 mol%. It is.
  • hardenability of a curable composition improves and the surface hardness of hardened
  • the ratio of each siloxane structural unit in the said polyorgano silsesquioxane is computable by the composition of a raw material, NMR spectrum measurement, etc., for example.
  • the total amount of siloxane structural units in the polyorganosilsesquioxane [total siloxane structural units; total amount of M units, D units, T units, and Q units] (100 mol%) is represented by the above formula (2).
  • the proportion (total amount) of the structural unit and the structural unit represented by the above formula (5) is not particularly limited, but is preferably 0 to 70 mol%, more preferably 0 to 60 mol%, still more preferably 0 to 40 mol. %, Particularly preferably 1 to 15 mol%.
  • the ratio of the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (4) can be relatively increased by setting the ratio to 70 mol% or less, the curable composition There is a tendency that the surface hardness when the cured product is improved and the cured product becomes higher. On the other hand, by setting the above ratio to 1 mol% or more, gas barrier properties when cured products tend to be improved.
  • the total amount of siloxane structural units in the polyorganosilsesquioxane [total siloxane structural units; total amount of M units, D units, T units, and Q units] (100 mol%) is represented by the above formula (1).
  • the proportion (total amount) of the structural unit, the structural unit represented by the formula (2), the structural unit represented by the formula (4), and the structural unit represented by the formula (5) is not particularly limited. 60 to 100 mol%, more preferably 70 to 100 mol%, and still more preferably 80 to 100 mol%. By setting the above ratio to 60 mol% or more, the surface hardness when cured is likely to be higher.
  • the number average molecular weight (Mn) in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography of the polyorganosilsesquioxane is 1000 to 3000 as described above, preferably 1000 to 2800, more preferably 1100 to 2600. is there.
  • Mn number average molecular weight
  • the heat resistance, scratch resistance, and adhesiveness of the cured product are further improved.
  • the number average molecular weight is set to 3000 or less, compatibility with other components in the curable composition is improved, and heat resistance when the cured product is obtained is further improved.
  • the molecular weight dispersity (Mw / Mn) in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography of the polyorganosilsesquioxane is 1.0 to 3.0, preferably 1.1 to 2. 0.0, more preferably 1.2 to 1.9.
  • Mw / Mn the molecular weight dispersity
  • the surface hardness of the cured product becomes higher.
  • the molecular weight dispersity is 1.0 or more, it tends to be liquid and the handleability tends to be improved.
  • the number average molecular weight and molecular weight dispersity of the polyorganosilsesquioxane can be measured by the following apparatus and conditions.
  • Measuring device Product name “LC-20AD” (manufactured by Shimadzu Corporation)
  • Eluent THF, sample concentration 0.1-0.2% by weight
  • Flow rate 1 mL / min
  • Detector UV-VIS detector (trade name “SPD-20A”, manufactured by Shimadzu Corporation)
  • Molecular weight Standard polystyrene conversion
  • the 5% weight loss temperature (T d5 ) of the polyorganosilsesquioxane in the air atmosphere is preferably 330 ° C. or higher (eg, 330 to 450 ° C.), more preferably 340 ° C. or higher, more preferably 350 ° C. or higher. It is. When the 5% weight reduction temperature is 330 ° C. or higher, the heat resistance of the cured product tends to be further improved.
  • the polyorganosilsesquioxane has a ratio [T3 / T2] of 5 or more, a number average molecular weight of 1000 to 3000, a molecular weight dispersity of 1.0 to 3.0, and FT
  • the 5% weight loss temperature is controlled to 330 ° C. or higher.
  • the 5% weight reduction temperature is a temperature at the time when 5% of the weight before heating is reduced when heated at a constant rate of temperature increase, and serves as an index of heat resistance.
  • the 5% weight loss temperature can be measured by TGA (thermogravimetric analysis) under an air atmosphere at a temperature rising rate of 5 ° C./min.
  • the polyorganosilsesquioxane can be produced by a known or commonly used method for producing polysiloxanes, for example, by a method of hydrolyzing and condensing one or more hydrolyzable silane compounds.
  • a hydrolyzable trifunctional silane compound compound represented by the following formula (a)
  • a compound represented by the following formula (a) which is a hydrolyzable silane compound for forming a silsesquioxane structural unit (T unit) in the polyorganosilsesquioxane
  • the polyorganosilsesquioxane can be produced by a method of hydrolyzing and condensing the compound represented by the following formula (b) and the compound represented by the following formula (c).
  • the compound represented by the formula (a) is a compound that forms the structural unit represented by the formula (1) in the polyorganosilsesquioxane.
  • R 1 in the formula (a) like that of R 1 in the formula (1), a group containing an epoxy group. That is, R 1 in the formula (a) is a group represented by the above formula (1a), a group represented by the above formula (1b), a group represented by the above formula (1c), or the above formula (1d).
  • X 1 in the above formula (a) represents an alkoxy group or a halogen atom.
  • the alkoxy group for X 1 include alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, and an isobutyloxy group.
  • the halogen atom in X 1 for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • X 1 is preferably an alkoxy group, more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • the three X 1 may be the same or different.
  • the compound represented by the said Formula (b) is a compound which forms the structural unit represented by Formula (2) in the said polyorgano silsesquioxane.
  • R 2 in formula (b) like the R 2 in the formula (2), a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted An alkyl group, or a substituted or unsubstituted alkenyl group.
  • R 2 in formula (b) is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, more preferably a substituted or unsubstituted aryl group, More preferred is a phenyl group.
  • X 2 in the above formula (b) represents an alkoxy group or a halogen atom.
  • Specific examples of X 2 include those exemplified as X 1 .
  • X 2 is preferably an alkoxy group, more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • the three X 2 may be the same or different.
  • the compound represented by the above formula (c) is a compound that forms the structural unit represented by the formula (3) in the polyorganosilsesquioxane.
  • X 3 in the above formula (c) represents an alkoxy group or a halogen atom. Specific examples of X 3 include those exemplified as X 1 . Among them, X 3 is preferably an alkoxy group, more preferably a methoxy group or an ethoxy group. The three X 3 may be the same or different.
  • hydrolyzable silane compound a hydrolyzable silane compound other than the compounds represented by the above formulas (a) to (c) may be used in combination.
  • hydrolyzable trifunctional silane compounds other than the compounds represented by the above formulas (a) to (c) hydrolyzable monofunctional silane compounds that form M units, hydrolyzable bifunctional silanes that form D units
  • hydrolyzable tetrafunctional silane compounds that form compounds and Q units.
  • the amount and composition of the hydrolyzable silane compound can be appropriately adjusted according to the desired polyorganosilsesquioxane structure.
  • the amount of the compound represented by the above formula (a) is not particularly limited, but is preferably 55 to 100 mol%, more preferably based on the total amount (100 mol%) of the hydrolyzable silane compound to be used. Is from 65 to 100 mol%, more preferably from 80 to 99 mol%.
  • the amount of the compound represented by the above formula (b) is preferably 0 to 70 mol%, more preferably 0 to 60 mol based on the total amount (100 mol%) of the hydrolyzable silane compound used. %, More preferably 0 to 40 mol%, particularly preferably 1 to 15 mol%.
  • the ratio (total ratio) of the compound represented by the formula (a) and the compound represented by the formula (b) to the total amount (100 mol%) of the hydrolyzable silane compound used is 60 to 100 mol%. Is more preferable, 70 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%.
  • hydrolysis and condensation reaction of these hydrolysable silane compounds can also be performed simultaneously, or can also be performed sequentially.
  • the order which performs reaction is not specifically limited.
  • the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound can be performed in the presence or absence of a solvent.
  • a solvent examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; ethers such as diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; methyl acetate and ethyl acetate.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene
  • ethers such as diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane
  • ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone
  • Esters such as isopropyl acetate and butyl acetate; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile; alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and butanol Etc. Among them, ketone and ether are preferable.
  • a solvent can also be used individually by 1 type and can also be used in combination of 2 or more type.
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, and can be appropriately adjusted in the range of 0 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the hydrolyzable silane compound, depending on the desired reaction time. .
  • the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound is preferably allowed to proceed in the presence of a catalyst and water.
  • the catalyst may be an acid catalyst or an alkali catalyst.
  • the acid catalyst include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and boric acid; phosphoric acid esters; carboxylic acids such as acetic acid, formic acid and trifluoroacetic acid; methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p -Sulfonic acids such as toluenesulfonic acid; solid acids such as activated clay; Lewis acids such as iron chloride.
  • alkali catalyst examples include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and cesium hydroxide; alkaline earth metals such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide. Hydroxides; carbonates of alkali metals such as lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate; carbonates of alkaline earth metals such as magnesium carbonate; lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate Alkali metal bicarbonates such as lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, cesium acetate, etc.
  • alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and cesium hydroxide
  • alkaline earth metals such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide.
  • Hydroxides carbonates of alkali metals such as lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate
  • alkaline earth metal organic acid salts such as magnesium acetate (for example, Acetate); lithium methoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide Alkali metal alkoxides such as sodium phenoxide, sodium isopropoxide, potassium ethoxide, potassium t-butoxide; alkali metal phenoxides such as sodium phenoxide; triethylamine, N-methylpiperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] Amines such as undec-7-ene and 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (tertiary amine, etc.); pyridine, 2,2′-bipyridyl, 1,10-phenanthroline, etc.
  • a catalyst can also be used individually by 1 type and can also be used in combination of 2 or more type. Further, the catalyst can be used in a state dissolved or dispersed in water, a solvent or the like.
  • the amount of the catalyst used is not particularly limited and can be appropriately adjusted within a range of 0.002 to 0.200 mol with respect to 1 mol of the total amount of the hydrolyzable silane compound.
  • the amount of water used in the hydrolysis and condensation reaction is not particularly limited and can be appropriately adjusted within a range of 0.5 to 20 mol with respect to 1 mol of the total amount of the hydrolyzable silane compound.
  • the method for adding water is not particularly limited, and the total amount of water to be used (total amount used) may be added all at once or sequentially. When adding sequentially, you may add continuously and may add intermittently.
  • the reaction conditions for the hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound are, in particular, the reaction conditions such that the ratio [T3 / T2] in the polyorganosilsesquioxane is 5 or more. It is important to choose.
  • the reaction temperature of the hydrolysis and condensation reaction is not particularly limited, but is preferably 40 to 100 ° C, more preferably 45 to 80 ° C. By controlling the reaction temperature within the above range, the ratio [T3 / T2] tends to be more efficiently controlled to 5 or more.
  • the reaction time for the hydrolysis and condensation reaction is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 hours, more preferably 1.5 to 8 hours.
  • the hydrolysis and condensation reaction can be performed under normal pressure, or can be performed under pressure or under reduced pressure.
  • the atmosphere at the time of performing the hydrolysis and condensation reaction is not particularly limited, and may be any of, for example, in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere, or in the presence of oxygen such as in the air.
  • an inert gas atmosphere is preferred.
  • Polyorganosilsesquioxane is obtained by hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silane compound. After completion of the hydrolysis and condensation reaction, it is preferable to neutralize the catalyst in order to suppress the ring opening of the epoxy group.
  • the polyorganosilsesquioxane is separated into, for example, water washing, acid washing, alkali washing, filtration, concentration, distillation, extraction, crystallization, recrystallization, column chromatography, or a combination of these. It may be separated and purified by, for example.
  • the content (blending amount) of the polyorganosilsesquioxane is preferably 70% by weight or more and less than 100% by weight, more preferably 80%, based on the total amount (100% by weight) of the curable composition excluding the solvent. To 99.8 wt%, more preferably 90 to 99.5 wt%.
  • the content of the polyorganosilsesquioxane is preferably 70% by weight or more and less than 100% by weight, more preferably 80%, based on the total amount (100% by weight) of the curable composition excluding the solvent.
  • 99.8 wt% more preferably 90 to 99.5 wt%.
  • the ratio of the polyorganosilsesquioxane to the total amount (100% by weight) of the cationic curable compound is preferably 70 to 100% by weight, more preferably 75 to 98% by weight, and still more preferably 80 to 95% by weight. .
  • the content of the polyorganosilsesquioxane By setting the content of the polyorganosilsesquioxane to 70% by weight or more, the surface hardness of the cured product tends to be further improved.
  • the polyorganosilsesquioxane Since the polyorganosilsesquioxane has the above-described configuration, it has high surface hardness and heat resistance by curing a curable composition containing the polyorganosilsesquioxane as an essential component. A cured product having excellent properties and workability can be formed.
  • the curable composition of the present invention contains silicon acrylate (silicone acrylate) as an essential component.
  • the silicon acrylate is a kind of additive having at least a silicon atom and a (meth) acryloyl group.
  • the silicon acrylate may have a functional group (for example, a hydroxyl group) other than the (meth) acryloyl group.
  • the silicon acrylate may be silicon diacrylate, silicon triacrylate, silicon tetraacrylate, silicon pentaacrylate, silicon hexaacrylate, silicon heptaacrylate, or silicon octaacrylate.
  • the crosslinking density on the surface of the cured product layer when it is used as a cured product can be effectively increased.
  • (Coat layer) has the property of improving the appearance such as the smoothness of the surface and improving the surface hardness, scratch resistance and antifouling property.
  • the (meth) acryloyl group is a general term for an acryloyl group (acrylic group) and a methacryloyl group (methacrylic group).
  • silicon acrylate is included in the cationic curable compound.
  • the silicon acrylate may be a dispersion (dispersion) in a state of being dispersed in a known or commonly used general dispersion medium such as an organic solvent (for example, acetone, toluene, methanol, ethanol).
  • a known or commonly used general dispersion medium such as an organic solvent (for example, acetone, toluene, methanol, ethanol).
  • organic solvent for example, acetone, toluene, methanol, ethanol.
  • trade names “KRM8479”, “EBECRYL 350”, “EBECRYL 1360” manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.
  • the ratio of the silicon acrylate is, for example, 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyorganosilsesquioxane. More preferably, it is 0.2 to 3 parts by weight.
  • the curable composition of the present invention may have silica particles having a group containing a (meth) acryloyl group on the surface in addition to silicon acrylate.
  • the silica particles have innumerable hydroxyl groups (Si—OH groups) on the surface of the silica particles, and the hydroxyl groups react with the polyorganosilsesquioxane at the time of curing, thereby curing the polyorganosilsesquioxane. Later crosslink density is improved. Moreover, the crosslink density after hardening improves because the (meth) acryloyl group in the said several silica particle couple
  • the silica particles may have a functional group (for example, a silicone-modified group) other than the (meth) acryloyl group on the surface of the silica particles.
  • the silica particles are included in the cationic curable compound.
  • silica particles a dispersion liquid (dispersion) in a state of being dispersed in a known or commonly used general dispersion medium such as water or an organic solvent may be used. Moreover, you may use what made the silica particle react with the silane coupling agent which has group containing a (meth) acryloyl group as said silica particle.
  • silica particles for example, trade names “BYK-LPX 22699”, “NANOBYK-3650”, “NANOBYK-3651”, and “NANOBYK-3652” (above, manufactured by BYK Japan Japan Co., Ltd.) may be used. it can.
  • the particle size of the silica particles is, for example, 1 to 100 nm, preferably 3 to 50 nm, more preferably 5 to 30 nm.
  • the ratio of silica particles having a group containing a (meth) acryloyl group on the surface is, for example, 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyorganosilsesquioxane, The amount is preferably 0.05 to 15 parts by weight, more preferably 0.01 to 10 parts by weight, and still more preferably 0.2 to 5 parts by weight.
  • the ratio of the silica particles 0.01 parts by weight or more the appearance of the surface of the cured product (particularly the hard coat layer) can be improved.
  • cured material can be made high by the ratio of a silica particle being 20 weight part or less.
  • silicon acrylate and (meth) acryloyl on the surface are further improved in that the appearance of the cured product (particularly the hard coat layer) is further improved, the surface hardness is increased, and the scratch resistance is improved.
  • the total ratio of the silicon acrylate and the silica particles is, for example, 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.1 to 100 parts by weight of the polyorganosilsesquioxane. 05 to 15 parts by weight, more preferably 0.01 to 10 parts by weight, still more preferably 0.2 to 5 parts by weight.
  • the ratio By setting the ratio to 0.01 parts by weight or more, the scratch resistance when a cured product (particularly a hard coat layer) is obtained can be improved. Moreover, the surface hardness when it is set as hardened
  • cured material can be made higher by making the said ratio 20 parts weight or less.
  • the curable composition preferably contains a cationic photopolymerization initiator as a curing catalyst in that the curing time until tack-free can be shortened.
  • photocationic polymerization initiator known or commonly used photocationic polymerization initiators can be used.
  • sulfonium salts salts of sulfonium ions and anions
  • iodonium salts salts of iodonium ions and anions
  • Selenium salt senium ion and anion salt
  • ammonium salt ammonium ion and anion salt
  • phosphonium salt phosphonium ion and anion salt
  • transition metal complex ion and anion salt etc.
  • sulfonium salt examples include trade name “HS-1PC” (manufactured by San Apro Co., Ltd.), trade name “LW-S1” (manufactured by San Apro Co., Ltd.), triphenylsulfonium salt, tri-p-tolylsulfonium salt.
  • Tri-o-tolylsulfonium salt tris (4-methoxyphenyl) sulfonium salt, 1-naphthyldiphenylsulfonium salt, 2-naphthyldiphenylsulfonium salt, tris (4-fluorophenyl) sulfonium salt, tri-1-naphthylsulfonium salt Tri-2-naphthylsulfonium salt, tris (4-hydroxyphenyl) sulfonium salt, diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium salt, 4- (p-tolylthio) phenyldi- (p-phenyl) sulfonium salt, etc.
  • diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium salt examples include a trade name “CPI-101A” (manufactured by San Apro Co., Ltd., diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium hexafluoroantimonate 50% propylene carbonate solution). ), Trade name “CPI-100P” (manufactured by San Apro Co., Ltd., diphenyl [4- (phenylthio) phenyl] sulfonium hexafluorophosphate 50% propylene carbonate solution) and the like can be used.
  • triarylsulfonium salt for example, a commercial product such as a trade name “K1-S” (manufactured by San Apro Co., Ltd., non-antimony triarylsulfonium salt) may be used.
  • UV9380C trade name “UV9380
  • selenium salt examples include triaryl selenium such as triphenyl selenium salt, tri-p-tolyl selenium salt, tri-o-tolyl selenium salt, tris (4-methoxyphenyl) selenium salt, and 1-naphthyldiphenyl selenium salt.
  • Salts Diaryl phenacyl selenium salts, diphenyl benzyl selenium salts, diaryl selenium salts such as diphenyl methyl selenium salts; monoaryl selenium salts such as phenyl methyl benzyl selenium salts; trialkyl selenium salts such as dimethyl phenacyl selenium salts, etc. .
  • ammonium salt examples include tetramethylammonium salt, ethyltrimethylammonium salt, diethyldimethylammonium salt, triethylmethylammonium salt, tetraethylammonium salt, trimethyl-n-propylammonium salt, and trimethyl-n-butylammonium salt.
  • Pyrodium salts such as alkylammonium salts; N, N-dimethylpyrrolidinium salts, N-ethyl-N-methylpyrrolidinium salts; N, N′-dimethylimidazolinium salts, N, N′-diethylimidazolinium salts, etc.
  • Imidazolinium salts such as N, N′-dimethyltetrahydropyrimidinium salt, N, N′-diethyltetrahydropyrimidinium salt; N, N-dimethylmorpholinium salt, N, N -Diethylmorpholinium Morpholinium salts such as salts; piperidinium salts such as N, N-dimethylpiperidinium salts and N, N-diethylpiperidinium salts; pyridinium salts such as N-methylpyridinium salts and N-ethylpyridinium salts; N, N ′ -Imidazolium salts such as dimethylimidazolium salt; Quinolium salts such as N-methylquinolium salt; Isoquinolium salts such as N-methylisoquinolium salt; Thiazonium salts such as benzylbenzothiazonium salt; And an acridium salt.
  • tetrahydropyrimidinium salts
  • the phosphonium salts include tetraarylphosphonium salts such as tetraphenylphosphonium salts, tetra-p-tolylphosphonium salts, and tetrakis (2-methoxyphenyl) phosphonium salts; triarylphosphonium salts such as triphenylbenzylphosphonium salts; Examples thereof include tetraalkylphosphonium salts such as benzylphosphonium salt, tributylbenzylphosphonium salt, tetraethylphosphonium salt, tetrabutylphosphonium salt, and triethylphenacylphosphonium salt.
  • tetraarylphosphonium salts such as tetraphenylphosphonium salts, tetra-p-tolylphosphonium salts, and tetrakis (2-methoxyphenyl) phosphonium salts
  • triarylphosphonium salts such as triphen
  • Examples of the salt of the transition metal complex ion include salts of chromium complex cations such as ( ⁇ 5-cyclopentadienyl) ( ⁇ 6-toluene) Cr + and ( ⁇ 5-cyclopentadienyl) ( ⁇ 6-xylene) Cr +. And salts of iron complex cations such as ( ⁇ 5-cyclopentadienyl) ( ⁇ 6-toluene) Fe + and ( ⁇ 5-cyclopentadienyl) ( ⁇ 6-xylene) Fe + .
  • anion constituting the above-described salt examples include SbF 6 ⁇ , PF 6 ⁇ , BF 4 ⁇ , (CF 3 CF 2 ) 3 PF 3 ⁇ , (CF 3 CF 2 CF 2 ) 3 PF 3 ⁇ , (C 6 F 5 ) 4 B ⁇ , (C 6 F 5 ) 4 Ga ⁇ , sulfonate anion (trifluoromethanesulfonate anion, pentafluoroethanesulfonate anion, nonafluorobutanesulfonate anion, methanesulfonate anion, benzenesulfonate Anion, p-toluenesulfonate anion, etc.), (CF 3 SO 2 ) 3 C ⁇ , (CF 3 SO 2 ) 2 N ⁇ , perhalogenate ion, halogenated sulfonate ion, sulfate ion, carbonate
  • the content (blending amount) of the photocationic polymerization initiator in the curable composition is preferably 0.01 to 3.0 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the polyorganosilsesquioxane. 0.05 to 3.0 parts by weight, more preferably 0.1 to 1.0 parts by weight, particularly preferably 0.3 to 1.0 parts by weight.
  • the content of the curing catalyst By setting the content of the curing catalyst to 0.01 parts by weight or more, the curing reaction can be efficiently and sufficiently advanced, and the surface hardness of the cured product tends to be further improved.
  • the content of the cationic photopolymerization initiator to 3.0 parts by weight or less, the storability of the curable composition tends to be further improved, or coloring when the cured product is obtained tends to be suppressed.
  • the curable composition may contain other cationic curable compounds other than those described above.
  • known or commonly used cationic curable compounds can be used, and are not particularly limited.
  • epoxy compounds other than the polyorganosilsesquioxane other epoxy compounds
  • Oxetane compounds vinyl ether compounds, and the like.
  • another cationic curable compound can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.
  • an alicyclic epoxy compound (alicyclic) Epoxy resin), aromatic epoxy compounds (aromatic epoxy resins), aliphatic epoxy compounds (aliphatic epoxy resins), and the like can be used, although it does not specifically limit,
  • Examples of the alicyclic epoxy compound include known or conventional compounds having one or more alicyclic rings and one or more epoxy groups in the molecule, and are not particularly limited.
  • a compound having an epoxy group (referred to as “alicyclic epoxy group”) composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the alicyclic ring; (2) the epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring by a single bond.
  • compounds having an alicyclic ring and a glycidyl ether group in the molecule (glycidyl ether type epoxy compound) and the like.
  • Y represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms).
  • the linking group include a divalent hydrocarbon group, an alkenylene group in which part or all of a carbon-carbon double bond is epoxidized, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide group, and the like. And a group in which a plurality of are connected.
  • Examples of the divalent hydrocarbon group include a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group, and the like.
  • Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group.
  • divalent alicyclic hydrocarbon group examples include 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, cyclopentylidene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclopentylene group, And divalent cycloalkylene groups (including cycloalkylidene groups) such as cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group and cyclohexylidene group.
  • alkenylene group in the alkenylene group in which part or all of the carbon-carbon double bond is epoxidized include, for example, vinylene group, propenylene group, 1-butenylene group And straight-chain or branched alkenylene groups having 2 to 8 carbon atoms such as 2-butenylene group, butadienylene group, pentenylene group, hexenylene group, heptenylene group, octenylene group and the like.
  • the epoxidized alkenylene group is preferably an alkenylene group in which all of the carbon-carbon double bonds are epoxidized, more preferably 2 to 4 carbon atoms in which all of the carbon-carbon double bonds are epoxidized. Alkenylene group.
  • alicyclic epoxy compound represented by the above formula (i) include 3,4,3 ′, 4′-diepoxybicyclohexane, and the following formulas (i-1) to (i-10): The compound etc. which are represented by these are mentioned.
  • l and m each represents an integer of 1 to 30.
  • R ′ in the following formula (i-5) is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and among them, a linear or branched chain having 1 to 3 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, etc. -Like alkylene groups are preferred.
  • n1 to n6 each represents an integer of 1 to 30.
  • Other examples of the alicyclic epoxy compound represented by the above formula (i) include 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl) propane and 1,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl). ) Ethane, 2,3-bis (3,4-epoxycyclohexyl) oxirane, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether and the like.
  • Examples of the compound (2) in which the epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring with a single bond include compounds represented by the following formula (ii).
  • R ′′ is a group obtained by removing p hydroxyl groups (—OH) from the structural formula of p-valent alcohol (p-valent organic group), and p and n each represent a natural number.
  • the divalent alcohol [R ′′ (OH) p ] include polyhydric alcohols (such as alcohols having 1 to 15 carbon atoms) such as 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol.
  • p is preferably 1 to 6
  • n is preferably 1 to 30.
  • n in each group in () (inside the outer parenthesis) may be the same or different.
  • Examples of the compound (3) having an alicyclic ring and a glycidyl ether group in the molecule include glycidyl ethers of alicyclic alcohols (particularly, alicyclic polyhydric alcohols). More specifically, for example, 2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane, 2,2-bis [3,5-dimethyl-4- (2,3-epoxypropoxy) Compound obtained by hydrogenating bisphenol A type epoxy compound such as cyclohexyl] propane (hydrogenated bisphenol A type epoxy compound); bis [o, o- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] methane, bis [o , P- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] methane, bis [p, p- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] methane, bis [3,5-dimethyl-4- (2, 3-Epoxypropoxy)
  • aromatic epoxy compound examples include epibis type glycidyl ether type epoxy resins obtained by condensation reaction of bisphenols [for example, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol and the like] and epihalohydrin; High molecular weight epibis type glycidyl ether type epoxy resin obtained by addition reaction of bis type glycidyl ether type epoxy resin with the above bisphenols; phenols [eg, phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.] and aldehyde [eg, formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, salicy A novolak alkyl type glycidyl ether type epoxy resin obtained by further condensing a polyhydric alcohol obtained by condensation reaction with aldehyde and the like with an epihalohydrin; two phenol skeleton
  • Examples of the aliphatic epoxy compound include glycidyl ether of q-valent alcohol (q is a natural number) having no cyclic structure; monovalent or polyvalent carboxylic acid [for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid, stearic acid, Adipic acid, sebacic acid, maleic acid, itaconic acid, etc.] glycidyl ester; epoxidized oils and fats having double bonds such as epoxidized linseed oil, epoxidized soybean oil, epoxidized castor oil; polyolefins such as epoxidized polybutadiene (poly Epoxidized product of alkadiene).
  • q-valent alcohol q is a natural number
  • monovalent or polyvalent carboxylic acid for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid, stearic acid, Adipic acid, sebacic acid, maleic acid, itaconic acid, etc.
  • Examples of the q-valent alcohol having no cyclic structure include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, 1-propyl alcohol, isopropyl alcohol and 1-butanol; ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1 Divalent alcohols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol; Examples include trihydric or higher polyhydric alcohols such as glycerin, diglycerin, erythritol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and sorbitol. That.
  • the q-valent alcohol may be polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyo
  • oxetane compound examples include known or commonly used compounds having one or more oxetane rings in the molecule, and are not particularly limited.
  • the vinyl ether compound may be a known or conventional compound having one or more vinyl ether groups in the molecule, and is not particularly limited.
  • 2-hydroxyethyl vinyl ether ethylene glycol monovinyl ether
  • 3-hydroxy Propyl vinyl ether 2-hydroxypropyl vinyl ether
  • 2-hydroxyisopropyl vinyl ether 4-hydroxybutyl vinyl ether, 3-hydroxybutyl vinyl ether, 2-hydroxybutyl vinyl ether, 3-hydroxyisobutyl vinyl ether, 2-hydroxyisobutyl vinyl ether, 1-methyl-3 -Hydroxypropyl vinyl ether, 1-methyl-2-hydroxypropyl vinyl ether, 1-hydroxymethylpropyl vinyl ether
  • 4-hydroxycyclohexyl vinyl ether 1,6-hexanediol monovinyl ether, 1,6-hexanediol divinyl ether, 1,8-octanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol monovinyl ether
  • the content (blending amount) of other epoxy compounds (especially the alicyclic epoxy compound) in the curable composition is not particularly limited, but the polyorganosilsesquioxane and other cationic curable compounds are not limited.
  • the amount is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 9% by weight, still more preferably 1 to 8% by weight, based on the total amount (100% by weight; the total amount of the cationic curable compound).
  • the said polyorgano silsesquioxane is not contained in the said other epoxy compound.
  • the content (blending amount) of other cationic curable compounds in the curable composition is not particularly limited, but the total amount of the polyorganosilsesquioxane and the other cationic curable compounds (100% by weight; cationic curing) 50% by weight or less (for example, 0 to 50% by weight), preferably 30% by weight or less (for example, 0 to 30% by weight), and more preferably 10% by weight or less. is there.
  • the content of other cationic curable compounds to 50% by weight or less (particularly 10% by weight or less), the scratch resistance of the cured product tends to be further improved.
  • desired performance for the curable composition or the cured product for example, quick curability or viscosity adjustment for the curable composition). May be granted.
  • the curable composition may have a leveling agent.
  • the leveling agent include silicone leveling agents, fluorine leveling agents, and silicone leveling agents having a hydroxyl group.
  • silicone leveling agent commercially available silicone leveling agents can be used. For example, trade names “BYK-300”, “BYK-301 / 302”, “BYK-306”, “BYK-307”, “BYK” -310 ",” BYK-315 “,” BYK-313 “,” BYK-320 “,” BYK-322 “,” BYK-323 “,” BYK-325 “,” BYK-330 “,” BYK-331 “ ”,“ BYK-333 ”,“ BYK-337 ”,“ BYK-341 ”,“ BYK-344 ”,“ BYK-345 / 346 ”,“ BYK-347 ”,“ BYK-348 ”,“ BYK-349 ” ”,“ BYK-370 ”,“ BYK-375 ”,“ BYK-377 ”,“ BYK-378 ”,“ BYK-UV3500 ”,“ BYK-UV3510 ”,“ “YK-UV3570", "B
  • fluorine leveling agent commercially available fluorine leveling agents can be used.
  • fluorine leveling agents commercially available fluorine leveling agents.
  • trade names “OPTOOL DSX” and “OPTOOL DAC-HP” manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • silicone-based leveling agent having a hydroxyl group examples include a polyether-modified polyorganosiloxane in which a polyether group is introduced into the main chain or side chain of a polyorganosiloxane skeleton (polydimethylsiloxane, etc.), and a polyorganosiloxane skeleton.
  • examples thereof include a polyester-modified polyorganosiloxane having a polyester group introduced into a chain or a side chain, and a silicone-modified (meth) acrylic resin having a polyorganosiloxane introduced into a (meth) acrylic resin.
  • the hydroxyl group may have a polyorganosiloxane skeleton, or may have a polyether group or a polyester group.
  • leveling agents for example, trade names “BYK-370”, “BYK-SILCLEAN3700”, “BYK-SILCLEAN3720” and the like can be used.
  • the ratio of the leveling agent is, for example, 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 15 parts by weight, more preferably 0.01 to 100 parts by weight of the polyorganosilsesquioxane. -10 parts by weight, more preferably 0.2-5 parts by weight. If the ratio of the leveling agent is too small, the surface smoothness of the cured product may be lowered, and if too large, the surface hardness of the cured product may be lowered.
  • the curable composition further includes precipitated silica, wet silica, fumed silica, calcined silica, titanium oxide, alumina, glass, quartz, aluminosilicate, iron oxide, zinc oxide, calcium carbonate, carbon as other optional components.
  • Inorganic fillers such as black, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, etc., inorganic fillers obtained by treating these fillers with organosilicon compounds such as organohalosilanes, organoalkoxysilanes, organosilazanes; silicone resins, epoxy resins, fluorine Organic resin fine powders such as resins; fillers such as conductive metal powders such as silver and copper, curing aids, solvents (organic solvents, etc.), stabilizers (antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, heat Stabilizers, heavy metal deactivators, etc.), flame retardants (phosphorous flame retardants, halogen flame retardants, inorganic flame retardants, etc.), flame retardant aids Reinforcing materials (other fillers, etc.), nucleating agents, coupling agents (silane coupling agents, etc.), lubricants, waxes, plasticizers, mold release agents, impact modifiers, hue improvers, clearing agents,
  • the curable composition is not particularly limited, but can be prepared by stirring and mixing each of the above components at room temperature or while heating as necessary.
  • the curable composition can also be used as a one-component composition in which components are mixed in advance, for example, two or more components stored separately before use. It can also be used as a multi-component (for example, two-component) composition used by mixing at a predetermined ratio.
  • the curable composition is not particularly limited, but is preferably liquid at room temperature (about 25 ° C.). More specifically, the curable composition has a viscosity at 300C of a liquid diluted to 20% of a solvent [particularly, a curable composition (solution) in which the proportion of methyl isobutyl ketone is 20% by weight]. Is preferably 20,000 mPa ⁇ s, more preferably 500 to 10000 mPa ⁇ s, and still more preferably 1000 to 8000 mPa ⁇ s. There exists a tendency for the heat resistance of hardened
  • the viscosity of the curable composition was measured using a viscometer (trade name “MCR301”, manufactured by Anton Paar Co., Ltd.) with a swing angle of 5%, a frequency of 0.1 to 100 (1 / s), and a temperature of 25 ° C. Measured at conditions.
  • the curable composition By proceeding the polymerization reaction of a cationic curable compound (polyorganosilsesquioxane or the like) in the curable composition of the present invention, the curable composition can be cured and a cured product can be obtained. Since the cured product of the present invention uses the curable composition, it has a high surface hardness and has sufficient scratch resistance and antifouling properties (contamination resistance).
  • a cationic curable compound polyorganosilsesquioxane or the like
  • the curing method in the cured product in the present invention can be appropriately selected from known methods, and examples thereof include irradiation with active energy rays and / or heating.
  • active energy ray for example, any of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, electron beams, ⁇ rays, ⁇ rays, ⁇ rays and the like can be used. Among these, ultraviolet rays are preferable in terms of excellent handleability.
  • Conditions for curing by irradiation with active energy rays can be appropriately adjusted according to the type and energy of the active energy rays to be irradiated, the shape and size of the cured product, etc., but are not particularly limited, but when irradiating with ultraviolet rays For example, it is preferably about 1 to 1000 mJ / cm 2 .
  • a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc, a metal halide lamp, sunlight, an LED lamp, a laser, or the like can be used.
  • a heating treatment annealing or aging
  • the conditions for curing by heating are not particularly limited, for example, 30 to 200 ° C is preferable, and 50 to 190 ° C is more preferable.
  • the curing time can be appropriately set.
  • the hard coat film of the present invention is a hard coat film having a substrate and a hard coat layer formed on at least one surface of the substrate, wherein the hard coat layer is the curable composition of the present invention. It is characterized by being a hardened
  • the said hard-coat layer in the hard-coat film of this invention may be formed only in one surface (one side) of the said base material, and may be formed in both surfaces (both surfaces).
  • the base material in the hard coat film of the present invention includes a plastic base material, a metal base material, a ceramic base material, a semiconductor base material, a glass base material, a paper base material, a wood base material (wood base material), and the surface is a painted surface.
  • Any known or commonly used base material such as a base material can be used and is not particularly limited.
  • a plastic substrate is preferable.
  • the base material may have a single layer configuration or a multilayer (lamination) configuration, and the configuration (structure) is not particularly limited.
  • polyester such as a polyethylene terephthalate (PET) and a polyethylene naphthalate (PEN); Polyimide; Polycarbonate; Polyamide; Polyacetal; Polyphenylene oxide; Polyphenylene sulfide; Polyethersulfone; Polyetheretherketone: Homopolymers of norbornene monomers (addition polymers and ring-opening polymers, etc.), norbornene monomers such as norbornene and ethylene copolymers, and copolymers of olefin monomers (addition polymers and open polymers).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • Polyimide Polycarbonate
  • Polyamide Polyamide
  • Polyacetal Polyphenylene oxide
  • Polyphenylene sulfide Polyethersulfone
  • Polyetheretherketone Homopolymers of norbornene monomers (addition polymers and ring-opening polymers, etc.), norbornene monomers
  • Cyclic olefin copolymers such as ring polymers), cyclic polyolefins such as derivatives thereof; vinyl polymers (for example, acrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene, Vinyl chloride, acrylonitrile-styrene-butadiene resin (ABS resin, etc.); vinylidene polymer (eg, polyvinylidene chloride, etc.); cellulose resin, such as triacetyl cellulose (TAC); epoxy resin; phenol resin; melamine resin Urea resin; maleimide resin; and various plastic materials such as silicone.
  • the plastic substrate may be composed of only one kind of plastic material or may be composed of two or more kinds of plastic materials.
  • the plastic substrate when it is intended to obtain a hard coat film excellent in transparency, it is preferable to use a substrate excellent in transparency (transparent substrate), more preferably polyester.
  • a film especially PET, PEN
  • a cyclic polyolefin film a polycarbonate film
  • a TAC film a TAC film
  • a PMMA film a substrate excellent in transparency
  • the base material may be an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light-resistant stabilizer, a heat stabilizer, a crystal nucleating agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a filler, or a plasticizer, if necessary.
  • Other additives such as impact resistance improvers, reinforcing agents, dispersants, antistatic agents, foaming agents, antibacterial agents and the like may be included.
  • an additive can also be used individually by 1 type and can also be used in combination of 2 or more type.
  • Roughening treatment, easy adhesion treatment, antistatic treatment, sand blast treatment (sand mat treatment), corona discharge treatment, plasma treatment, chemical etching treatment are performed on part or all of the surface of the substrate (particularly plastic substrate). Further, known or conventional surface treatments such as water mat treatment, flame treatment, acid treatment, alkali treatment, oxidation treatment, ultraviolet irradiation treatment, silane coupling agent treatment, etc. may be applied.
  • the plastic substrate may be an unstretched film or a stretched film (uniaxially stretched film, biaxially stretched film, etc.). In addition, a commercial item can also be used as a base material.
  • the thickness of the base material is, for example, about 1 to 1000 ⁇ m, preferably 5 to 500 ⁇ m.
  • the thickness of the hard coat layer in the present invention is, for example, 1 to 100 ⁇ m, preferably 2 to 80 ⁇ m, more preferably 3 to 60 ⁇ m, and further preferably 5 to 50 ⁇ m, from the viewpoint of surface hardness and scratch resistance.
  • the thickness of the hard coat film of the present invention is, for example, 10 to 1000 ⁇ m, preferably 15 to 800 ⁇ m, more preferably 20 to 700 ⁇ m, and further preferably 30 to 500 ⁇ m.
  • the pencil hardness of the hard coat layer surface of the hard coat film of the present invention is preferably H or more, more preferably 2H or more, still more preferably 3H or more, particularly preferably 4H or more, and most preferably 6H or more.
  • the pencil hardness can be evaluated according to the method described in JIS K5600-5-4.
  • the scratch resistance of the hard coat layer surface of the hard coat film of the present invention was conspicuous even when the surface was reciprocated 100 times with steel wool # 0000 (rubbed) with a load of 1 kg / cm 2 . Not scratched.
  • the hard coat film of the present invention is also excellent in the smoothness of the hard coat layer surface, and the arithmetic average roughness Ra is, for example, 0.1 to 20 nm in the method based on JIS B0601, preferably 0.8.
  • the thickness is 1 to 10 nm, more preferably 0.1 to 5 nm.
  • the hard coat film of the present invention is also excellent in the slip property (antifouling property) of the hard coat layer surface, and the water contact angle of the surface is, for example, 60 ° or more (eg, 60 to 110 °), preferably It is 70 to 110 °, more preferably 80 to 110 °.
  • the water contact angle is 60 ° or more, the sliding property (antifouling property) is excellent and the scratch resistance is also excellent.
  • the haze of the hard coat film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less.
  • the lower limit of haze is not particularly limited, but is 0.1%, for example.
  • the haze of the hard coat film of the present invention can be easily controlled within the above range by using, for example, the above-mentioned transparent substrate as a substrate.
  • the haze can be measured according to JIS K7136.
  • the total light transmittance of the hard coat film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 85% or more, more preferably 90% or more.
  • the upper limit of the total light transmittance is not particularly limited, but is 99%, for example.
  • the total light transmittance of the hard coat film of the present invention can be easily controlled within the above range by using, for example, the above-mentioned transparent substrate as the substrate.
  • the total light transmittance can be measured according to JIS K7361-1.
  • the hard coat film of the present invention may have other layers (for example, an intermediate layer, an undercoat layer, an adhesive layer, etc.) in addition to the base material and the hard coat layer. Moreover, the hard coat layer may be formed only on a part of the hard coat film, or may be formed on the entire surface.
  • the hard coat film of the present invention may use a surface protective film for the purpose of protecting the surface of the hard coat layer and facilitating punching.
  • a known or commonly used surface protective film can be used.
  • a film having a pressure-sensitive adhesive layer on the surface of a plastic film can be used.
  • the hard coat film of the present invention can be used as a substitute material for glass for various products, members thereof, or components of parts.
  • the products include display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays; input devices such as touch panels; solar cells; various home appliances; various electric and electronic products; portable electronic terminals (for example, game machines, personal computers, tablets, Various electric / electronic products such as smartphones and mobile phones; various optical devices, automobile parts (for example, automobile interior parts such as instrument panels, center panels, and ceilings).
  • the hard coat film of the present invention can be produced according to a known or commonly used method for producing a hard coat film, and the production method is not particularly limited.
  • at least one surface of the base material has the curable property. It can manufacture by apply
  • the conditions for curing the curable composition are not particularly limited, and can be appropriately selected from the conditions for the above-described cured product.
  • the hard coat film of the present invention is composed of a hard coat layer excellent in flexibility and workability, it can be produced by a roll-to-roll method.
  • the productivity can be remarkably increased.
  • a method for producing the hard coat film of the present invention by a roll-to-roll method a known or conventional roll-to-roll method can be adopted, and the method is not particularly limited.
  • step A Applying the curable composition to at least one surface of the step (step A) and the substrate that has been fed out, and then removing the solvent by drying as necessary, followed by curing the curable composition A process of forming a coat layer (process B) and then a process of winding the obtained laminate again on a roll (process C) are included as essential processes, and these processes (processes A to C) are continuously performed.
  • the method etc. to implement are mentioned. The method may include steps other than steps A to C.
  • the molecular weight of the product was measured using Alliance HPLC system 2695 (manufactured by Waters), Refractive Index Detector 2414 (manufactured by Waters), column: Tskel GMH HR- M ⁇ 2 (manufactured by Tosoh Corp.), guard column: Tskel guard column H HR L (manufactured by Tosoh Corp.), column oven: COLUMN HEATER U-620 (manufactured by Sugai), solvent: THF, measurement conditions: 40 ° C.
  • T2 body to T3 body [T3 body / T2 body] in the product was measured by 29 Si-NMR spectrum measurement using JEOL ECA500 (500 MHz).
  • T d5 (5% weight loss temperature) of the product was measured by TGA (thermogravimetric analysis) under an air atmosphere at a temperature rising rate of 5 ° C./min.
  • Synthesis Example 1 Synthesis of curable resin A 2- (3,4-epoxycyclohexyl) in a 300 ml flask (reaction vessel) equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen stream.
  • EMS Ethyltrimethoxysilane
  • PMS phenyltrimethoxysilane
  • acetone 165.9 g was heated to 50 ° C.
  • reaction solution is cooled, washed with water until the lower layer solution becomes neutral, and after the upper layer solution is separated, the solvent is distilled off from the upper layer solution under conditions of 1 mmHg and 40 ° C. to produce a colorless transparent liquid
  • the product (epoxy group-containing polyorganosilsesquioxane) was obtained.
  • the product had a T d5 of 370 ° C.
  • Example 1 (Preparation of hard coat film) 61.6 parts by weight of curable resin A (polyorganosilsesquioxane) obtained in Synthesis Example 1, 6.9 parts by weight of a compound having an alicyclic epoxy group (trade name “EHPE3150” manufactured by Daicel Corporation), 30 parts by weight of methyl isobutyl ketone (MIBK) (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), 1 part by weight of a cationic photopolymerization initiator (trade name “CPI-210S”, manufactured by San Apro Co., Ltd.), and silicon acrylate (trade name “ A mixed solution of 0.5 part by weight of “KRM8479” (manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.) was prepared and used as a curable composition.
  • a compound having an alicyclic epoxy group trade name “EHPE3150” manufactured by Daicel Corporation
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • the curable composition obtained above was applied on a PEN (polyethylene naphthalate) film (trade name “Teonex” (registered trademark), manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., thickness 50 ⁇ m) of the hard coat layer after curing. After cast coating using wire bar # 44 to a thickness of 40 ⁇ m, it was left in an oven at 80 ° C. for 1 minute (prebaked), and then irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds (UV irradiation amount: 400 mJ / cm 2 ). Finally, a hard coat film (hard coat layer / base material) having a hard coat layer was produced by heat treatment (aging) at 150 ° C. for 30 minutes.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • Teijin DuPont Films, Inc. thickness 50 ⁇ m
  • Example 2 and Comparative Examples 1 to 3 A composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the curable composition for forming a hard coat layer was changed as shown in Table 1, and a hard coat film having a hard coat layer was produced.
  • “BYK-LPX 22699” in the silica particles of the curable composition of Table 1 is a silica particle having a group containing a (meth) acryloyl group on the surface, and the trade name “BYK-LPX 22699” (BIC Chemie Japan ( Co., Ltd.).
  • “BYK-370” in the leveling agent of the curable composition of Table 1 is a silicone-based leveling agent, and is a trade name “BYK-370” (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.).
  • “Surflon S-243” is a fluorine-based leveling agent, and is trade name “Surflon S-243” (manufactured by DIC Corporation).
  • the unit of the compounding quantity of the raw material of the curable composition of Table 1 is a weight part.
  • the pencil hardness of the surface of the hard coat film obtained above was evaluated according to JIS K5600-5-4.
  • the load was 750 g.
  • a curable composition comprising the following polyorganosilsesquioxane and silicon acrylate.
  • Polyorganosilsesquioxane a structural unit represented by the formula (1), a structural unit represented by the formula (I) (T3 form), and a structural unit represented by the formula (II) (T2 form) ) Is 5 or more, and the ratio (total amount) of the structural unit represented by the formula (1) and the structural unit represented by the formula (4) to the total amount of the siloxane structural unit is 55 to 100 mol%
  • the number average molecular weight is 1000 to 3000 and the molecular weight dispersity is 1.0 to 3.0.
  • the polyorganosilsesquioxane further has a structural unit represented by the formula (2) The curable composition as described in [1].
  • R 1 in the formulas (1) and (4) is a group represented by the formula (1a), a group represented by the formula (1b), a formula (1c
  • the curable composition according to [1] or [2] which is a group represented by formula (1) or a group represented by formula (1d).
  • R 2 in the formula (2) is a substituted or unsubstituted aryl group (preferably a phenyl group). object.
  • T d5 weight loss temperature
  • the silicon acrylate includes at least one selected from the group consisting of silicon diacrylate, silicon triacrylate, silicon tetraacrylate, silicon pentaacrylate, silicon hexaacrylate, silicon heptaacrylate, and silicon octaacrylate [1] ]
  • the curable composition as described in any one of [9].
  • the total ratio of the silicon acrylate and the silica particles is 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyorganosilsesquioxane, and any one of [12] to [14] Curable composition as described in one.
  • the other epoxy compound is at least one selected from the group consisting of an alicyclic epoxy compound, an aromatic epoxy compound, and an aliphatic epoxy compound.
  • the alicyclic epoxy compound is a compound having an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the alicyclic ring in the molecule, and the epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring with a single bond.
  • the curable composition according to [17] which is at least one selected from the group consisting of a compound having a alicyclic ring and a glycidyl ether group in the molecule.
  • the curable composition according to [18], wherein the compound in which an epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring by a single bond is a compound represented by the formula (ii).
  • a leveling agent silicone leveling agent, fluorine leveling agent, silicone leveling agent having a hydroxyl group, etc.
  • the substrate is a plastic substrate, a metal substrate, a ceramic substrate, a semiconductor substrate, a glass substrate, a paper substrate, a wood substrate, or a substrate whose surface is a painted surface [29] Or the hard coat film as described in [30].
  • the curable composition of the present invention can be used for forming a hard coat layer.
  • cured material of the curable composition of this invention is used for various products, such as display apparatuses, such as a liquid crystal display and an organic electroluminescent display, and the component or the component material of components. Can do.

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Abstract

本発明の目的は、表面の平滑性(厚みの均一性)など外観が良く、表面硬度が高く、十分な耐擦傷性及び防汚性(耐汚染性)を有するハードコート層を形成することができる硬化性組成物を提供することにある。 本発明は、下記ポリオルガノシルセスキオキサンと、シリコンアクリレートとを含む硬化性組成物である。 ポリオルガノシルセスキオキサン:下記式(1)で表される構成単位を有し、下記式(I)で表される構成単位と、下記式(II)で表される構成単位のモル比が5以上であり、シロキサン構成単位の全量に対する、下記式(1)で表される構成単位、及び下記式(4)で表される構成単位の割合が55~100モル%であり、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度が1.0~3.0である

Description

硬化性組成物、硬化物及びハードコートフィルム
 本発明は、硬化性組成物、当該硬化性組成物の硬化物、及び当該硬化性組成物の硬化物層を含むハードコートフィルムに関する。本願は、2017年4月12日に日本に出願した、特願2017-079166号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、基材の片面又は両面にハードコート層を有する、当該ハードコート層表面の鉛筆硬度が3H程度のハードコートフィルムが流通している。このようなハードコートフィルムにおけるハードコート層を形成するための材料としては、主に、UVアクリルモノマーが使用されている(例えば、特許文献1参照)。また、上述のUVアクリルモノマーを用いたハードコート層では、表面を平滑にし、外観を向上させるために、シリコーン系やフッ素系などのレベリング剤が一般的に用いられている。
特開2009-279840号公報
 しかしながら、上述のUVアクリルモノマーを使用したハードコート層は未だ十分な表面硬度を有するものとは言えなかった。5H程度の鉛筆硬度を有し、より表面硬度が高いハードコート層が求められている。また、上記のようにシリコーン系やフッ素系などのレベリング剤を用いたハードコート層の場合、表面の平滑性がやや悪く、外観があまりきれいでなく、十分な耐擦傷性及び防汚性(耐汚染性)がないという問題がある。
 従って、本発明の目的は、表面の平滑性(厚みの均一性)などの外観が良く、表面硬度が高く、十分な耐擦傷性及び防汚性(耐汚染性)を有する硬化物(特に、ハードコート層)を形成することができる硬化性組成物を提供することにある。
 本発明者は、エポキシ基を含むシルセスキオキサン構成単位(単位構造)を有するポリオルガノシルセスキオキサン及びシリコンアクリレートを含む硬化性組成物を用いることによって、表面の平滑性(厚みの均一性)などの外観が良く、表面硬度が高く、十分な耐擦傷性及び防汚性(耐汚染性)を有する硬化物(特に、ハードコート層)が得られることを見出した。
 すなわち、本発明は、下記ポリオルガノシルセスキオキサンと、シリコンアクリレートとを含む硬化性組成物を提供する。
 ポリオルガノシルセスキオキサン:下記式(1)で表される構成単位を有し、下記式(I)で表される構成単位と、下記式(II)で表される構成単位のモル比[式(I)で表される構成単位/式(II)で表される構成単位]が5以上であり、シロキサン構成単位の全量(100モル%)に対する、上記式(1)で表される構成単位、及び下記式(4)で表される構成単位の割合が55~100モル%であり、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が1.0~3.0である
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式(I)中、Raは、エポキシ基を含有する基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、又は水素原子を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[式(II)中、Rbは、エポキシ基を含有する基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、又は水素原子を示す。Rcは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[式(4)中、R1は、式(1)におけるものと同じ。Rcは、式(II)におけるものと同じ。]
 本発明の硬化性組成物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンが、さらに、下記式(2)で表される構成単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式(2)中、R2は、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、又は、置換若しくは無置換のアルケニル基を示す。]
 本発明の硬化性組成物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるR1が、下記式(1a)で表される基、下記式(1b)で表される基、下記式(1c)で表される基、又は、下記式(1d)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[式(1a)中、R1aは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式(1b)中、R1bは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
[式(1c)中、R1cは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
[式(1d)中、R1dは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
 本発明の硬化性組成物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるR2が、置換若しくは無置換のアリール基であることが好ましい。
 本発明の硬化性組成物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン以外のエポキシ化合物を含むことが好ましい。
 本発明の硬化性組成物は、光カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。
 本発明の硬化性組成物は、表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子を含むことが好ましい。
 本発明の硬化性組成物は、ハードコート層形成用硬化性組成物であることが好ましい。
 また、本発明は、前記硬化性組成物の硬化物を提供する。
 また、本発明は、基材と、当該基材の少なくとも一方の表面に形成されたハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、前記ハードコート層が、前記硬化性組成物の硬化物層であることを特徴とするハードコートフィルムを提供する。
 本発明の硬化性組成物は、表面の平滑性(厚みの均一性)などの外観が良く、表面硬度が高く、十分な耐擦傷性及び防汚性(耐汚染性)を有する硬化物(特に、ハードコート層)を形成することができる。
[硬化性組成物]
 本発明の硬化性組成物は、下記のポリオルガノシルセスキオキサン及びシリコンアクリレートを必須成分として含む硬化性組成物である。本発明の硬化性組成物は、特にハードコート層形成用硬化性組成物であることが好ましい。硬化性組成物は、さらに、後述の光カチオン重合開始剤、表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子及びポリオルガノシルセスキオキサン以外のカチオン硬化性化合物(「その他のカチオン硬化性化合物」と称する場合がある)等のその他の成分を含んでいてもよい。
(ポリオルガノシルセスキオキサン)
 前記ポリオルガノシルセスキオキサン(シルセスキオキサン)は、下記式(1)で表される構成単位を有し、下記式(I)で表される構成単位(「T3体」と称する場合がある)と、下記式(II)で表される構成単位(「T2体」と称する場合がある)のモル比[式(I)で表される構成単位/式(II)で表される構成単位;「T3体/T2体」と記載する場合がある]が5以上であり、シロキサン構成単位の全量(100モル%)に対する下記式(1)で表される構成単位及び後述の式(4)で表される構成単位の割合(総量)が55~100モル%であり、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度[重量平均分子量/数平均分子量]が1.0~3.0であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 上記式(1)で表される構成単位は、一般に[RSiO3/2]で表されるシルセスキオキサン構成単位(いわゆるT単位)である。なお、上記式中のRは、水素原子又は一価の有機基を示し、以下においても同じである。上記式(1)で表される構成単位は、対応する加水分解性三官能シラン化合物(具体的には、例えば、後述の式(a)で表される化合物)の加水分解及び縮合反応により形成される。
 式(1)中のR1は、エポキシ基を含有する基(一価の基)を示す。即ち、前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、分子内にエポキシ基を少なくとも有するカチオン硬化性化合物(カチオン重合性化合物)である。上記エポキシ基を含有する基としては、オキシラン環を有する公知乃至慣用の基が挙げられ、特に限定されないが、硬化性組成物の硬化性、硬化物の表面硬度や耐熱性の観点で、下記式(1a)で表される基、下記式(1b)で表される基、下記式(1c)で表される基、下記式(1d)で表される基が好ましく、より好ましくは下記式(1a)で表される基、下記式(1c)で表される基、さらに好ましくは下記式(1a)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記式(1a)中、R1aは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、デカメチレン基等の炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基が挙げられる。中でも、R1aとしては、硬化物の表面硬度や硬化性の観点で、炭素数1~4の直鎖状のアルキレン基、炭素数3又は4の分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、より好ましくはエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、さらに好ましくはエチレン基、トリメチレン基である。
 上記式(1b)中、R1bは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示し、R1aと同様の基が例示される。中でも、R1bとしては、硬化物の表面硬度や硬化性の観点で、炭素数1~4の直鎖状のアルキレン基、炭素数3又は4の分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、より好ましくはエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、さらに好ましくはエチレン基、トリメチレン基である。
 上記式(1c)中、R1cは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示し、R1aと同様の基が例示される。中でも、R1cとしては、硬化物の表面硬度や硬化性の観点で、炭素数1~4の直鎖状のアルキレン基、炭素数3又は4の分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、より好ましくはエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、さらに好ましくはエチレン基、トリメチレン基である。
 上記式(1d)中、R1dは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示し、R1aと同様の基が例示される。中でも、R1dとしては、硬化物の表面硬度や硬化性の観点で、炭素数1~4の直鎖状のアルキレン基、炭素数3又は4の分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、より好ましくはエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、さらに好ましくはエチレン基、トリメチレン基である。
 式(1)中のR1としては、特に、上記式(1a)で表される基であって、R1aがエチレン基である基[中でも、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基]が好ましい。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、上記式(1)で表される構成単位を1種のみ有するものであってもよいし、上記式(1)で表される構成単位を2種以上有するものであってもよい。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、シルセスキオキサン構成単位[RSiO3/2]として、上記式(1)で表される構成単位以外にも、下記式(2)で表される構成単位を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記式(2)で表される構成単位は、一般に[RSiO3/2]で表されるシルセスキオキサン構成単位(T単位)である。即ち、上記式(2)で表される構成単位は、対応する加水分解性三官能シラン化合物(具体的には、例えば、後述の式(b)で表される化合物)の加水分解及び縮合反応により形成される。
 上記式(2)中のR2は、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、又は、置換若しくは無置換のアルケニル基を示す。上記アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。上記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、イソペンチル基等の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。上記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基等の直鎖又は分岐鎖状のアルケニル基が挙げられる。
 上述の置換アリール基、置換アラルキル基、置換シクロアルキル基、置換アルキル基、置換アルケニル基としては、上述のアリール基、アラルキル基、シクロアルキル基、アルキル基、アルケニル基のそれぞれにおける水素原子又は主鎖骨格の一部若しくは全部が、エーテル基、エステル基、カルボニル基、シロキサン基、ハロゲン原子(フッ素原子等)、アクリル基、メタクリル基、メルカプト基、アミノ基、及びヒドロキシ基(水酸基)からなる群より選択された少なくとも1種で置換された基が挙げられる。
 中でも、R2としては、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基が好ましく、より好ましくは置換若しくは無置換のアリール基、さらに好ましくはフェニル基である。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける上述の各シルセスキオキサン構成単位(式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位)の割合は、これらの構成単位を形成するための原料(加水分解性三官能シラン)の組成により適宜調整することが可能である。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、上記式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位以外にも、さらに、上記式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位以外のシルセスキオキサン構成単位[RSiO3/2]、[R3SiO1/2]で表される構成単位(いわゆるM単位)、[R2SiO]で表される構成単位(いわゆるD単位)、及び[SiO2]で表される構成単位(いわゆるQ単位)からなる群より選択される少なくとも1種のシロキサン構成単位を有していてもよい。なお、上記式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位以外のシルセスキオキサン構成単位としては、例えば、下記式(3)で表される構成単位等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける上記式(I)で表される構成単位(T3体)と、上記式(II)で表される構成単位(T2体)の割合[T3体/T2体]は、上述のように5以上であり、好ましくは5~18、より好ましくは6~16、さらに好ましくは7~14である。上記割合[T3体/T2体]を5以上とすることにより、硬化物としたときの表面硬度が著しく向上する。
 なお、上記式(I)で表される構成単位をより詳細に記載すると、下記式(I')で表される。また、上記式(II)で表される構成単位をより詳細に記載すると、下記式(II')で表される。下記式(I')で表される構造中に示されるケイ素原子に結合した3つの酸素原子はそれぞれ、他のケイ素原子(式(I')に示されていないケイ素原子)と結合している。一方、下記式(II')で表される構造中に示されるケイ素原子の上と下に位置する2つの酸素原子はそれぞれ、他のケイ素原子(式(II')に示されていないケイ素原子)に結合している。即ち、上記T3体及びT2体は、いずれも対応する加水分解性三官能シラン化合物の加水分解及び縮合反応により形成される構成単位(T単位)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 上記式(I)中のRa(式(I')中のRaも同じ)及び式(II)中のRb(式(II')中のRbも同じ)は、それぞれ、エポキシ基を含有する基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、又は水素原子を示す。Ra及びRbの具体例としては、上記式(1)におけるR1、上記式(2)におけるR2と同様のものが例示される。なお、式(I)中のRa及び式(II)中のRbは、それぞれ、前記ポリオルガノシルセスキオキサンの原料として使用した加水分解性三官能シラン化合物におけるケイ素原子に結合した基(アルコキシ基及びハロゲン原子以外の基;例えば、後述の式(a)~(c)におけるR1、R2、水素原子等)に由来する。
 上記式(II)中のRc(式(II')中のRcも同じ)は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。炭素数1~4のアルキル基としては、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、イソブチル基等の炭素数1~4の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。式(II)中のRcにおけるアルキル基は、一般的には、前記ポリオルガノシルセスキオキサンの原料として使用した加水分解性シラン化合物におけるアルコキシ基(例えば、後述のX1~X3としてのアルコキシ基等)を形成するアルキル基に由来する。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける上記割合[T3体/T2体]は、例えば、29Si-NMRスペクトル測定により求めることができる。29Si-NMRスペクトルにおいて、上記式(I)で表される構成単位(T3体)におけるケイ素原子と、上記式(II)で表される構成単位(T2体)におけるケイ素原子とは、異なる位置(化学シフト)にシグナル(ピーク)を示すため、これらそれぞれのピークの積分比を算出することにより、上記割合[T3体/T2体]が求められる。具体的には、例えば、前記ポリオルガノシルセスキオキサンが、上記式(1)で表され、R1が2-(3',4'-エポキシシクロヘキシル)エチル基である構成単位を有する場合には、上記式(I)で表される構造(T3体)におけるケイ素原子のシグナルは-64~-70ppmに現れ、上記式(II)で表される構造(T2体)におけるケイ素原子のシグナルは-54~-60ppmに現れる。従って、この場合、-64~-70ppmのシグナル(T3体)と-54~-60ppmのシグナル(T2体)の積分比を算出することによって、上記割合[T3体/T2体]を求めることができる。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンの29Si-NMRスペクトルは、例えば、下記の装置及び条件により測定することができる。
 測定装置:商品名「JNM-ECA500NMR」(日本電子(株)製)
 溶媒:重クロロホルム
 積算回数:1800回
 測定温度:25℃
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンの上記割合[T3体/T2体]が5以上であることは、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおいてT3体に対し一定以上のT2体が存在していることを意味する。このようなT2体としては、例えば、下記式(4)で表される構成単位、下記式(5)で表される構成単位、下記式(6)で表される構成単位等が挙げられる。下記式(4)におけるR1及び下記式(5)におけるR2は、それぞれ上記式(1)におけるR1及び上記式(2)におけるR2と同じである。下記式(4)~(6)におけるRcは、式(II)におけるRcと同じく、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 一般に、完全カゴ型シルセスキオキサンは、T3体のみにより構成されたポリオルガノシルセスキオキサンであり、分子中にT2体が存在しない。即ち、上記割合[T3体/T2体]が5以上であって、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度が1.0~3.0であり、さらに後述のようにFT-IRスペクトルにおいて1100cm-1付近に一つの固有吸収ピークを有する場合の前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、不完全カゴ型シルセスキオキサン構造を有することが示唆される。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンがカゴ型(不完全カゴ型)シルセスキオキサン構造を有することは、前記ポリオルガノシルセスキオキサンが、FT-IRスペクトルにおいて1050cm-1付近と1150cm-1付近にそれぞれ固有吸収ピークを有せず、1100cm-1付近に一つの固有吸収ピークを有することから確認される[参考文献:R.H.Raney, M.Itoh, A.Sakakibara and T.Suzuki, Chem. Rev. 95, 1409(1995)]。これに対して、一般に、FT-IRスペクトルにおいて1050cm-1付近と1150cm-1付近にそれぞれ固有吸収ピークを有する場合には、ラダー型シルセスキオキサン構造を有すると同定される。なお、ポリオルガノシルセスキオキサンのFT-IRスペクトルは、例えば、下記の装置及び条件により測定することができる。
 測定装置:商品名「FT-720」((株)堀場製作所製)
 測定方法:透過法
 分解能:4cm-1
 測定波数域:400~4000cm-1
 積算回数:16回
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるシロキサン構成単位の全量[全シロキサン構成単位;M単位、D単位、T単位、及びQ単位の全量](100モル%)に対する、上記式(1)で表される構成単位及び上記式(4)で表される構成単位の割合(総量)は、上述のように、55~100モル%であり、好ましくは65~100モル%、さらに好ましくは80~99モル%である。上記割合を55モル%以上とすることにより、硬化性組成物の硬化性が向上し、また、硬化物の表面硬度が著しく高くなる。なお、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける各シロキサン構成単位の割合は、例えば、原料の組成やNMRスペクトル測定等により算出できる。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるシロキサン構成単位の全量[全シロキサン構成単位;M単位、D単位、T単位、及びQ単位の全量](100モル%)に対する、上記式(2)で表される構成単位及び上記式(5)で表される構成単位の割合(総量)は、特に限定されないが、0~70モル%が好ましく、より好ましくは0~60モル%、さらに好ましくは0~40モル%、特に好ましくは1~15モル%である。上記割合を70モル%以下とすることにより、相対的に式(1)で表される構成単位及び式(4)で表される構成単位の割合を多くすることができるため、硬化性組成物の硬化性が向上し、硬化物としたときの表面硬度がより高くなる傾向がある。一方、上記割合を1モル%以上とすることにより、硬化物としたときのガスバリア性が向上する傾向がある。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるシロキサン構成単位の全量[全シロキサン構成単位;M単位、D単位、T単位、及びQ単位の全量](100モル%)に対する、上記式(1)で表される構成単位、上記式(2)で表される構成単位、上記式(4)で表される構成単位、及び上記式(5)で表される構成単位の割合(総量)は、特に限定されないが、60~100モル%が好ましく、より好ましくは70~100モル%、さらに好ましくは80~100モル%である。上記割合を60モル%以上とすることにより、硬化物としたときの表面硬度がより高くなる傾向がある。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンのゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、上述のように、1000~3000であり、好ましくは1000~2800、より好ましくは1100~2600である。数平均分子量を1000以上とすることにより、硬化物の耐熱性、耐擦傷性、接着性がより向上する。一方、数平均分子量を3000以下とすることにより、硬化性組成物における他の成分との相溶性が向上し、硬化物としたときの耐熱性がより向上する。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンのゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算の分子量分散度(Mw/Mn)は、上述のように、1.0~3.0であり、好ましくは1.1~2.0、より好ましくは1.2~1.9である。分子量分散度を3.0以下とすることにより、硬化物としたときの表面硬度がより高くなる。一方、分子量分散度を1.0以上とすることにより、液状となりやすく、取り扱い性が向上する傾向がある。
 なお、前記ポリオルガノシルセスキオキサンの数平均分子量、分子量分散度は、下記の装置及び条件により測定することができる。
 測定装置:商品名「LC-20AD」((株)島津製作所製)
 カラム:Shodex KF-801×2本、KF-802、及びKF-803(昭和電工(株)製)
 測定温度:40℃
 溶離液:THF、試料濃度0.1~0.2重量%
 流量:1mL/分
 検出器:UV-VIS検出器(商品名「SPD-20A」、(株)島津製作所製)
 分子量:標準ポリスチレン換算
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンの空気雰囲気下における5%重量減少温度(Td5)は、330℃以上(例えば、330~450℃)が好ましく、より好ましくは340℃以上、さらに好ましくは350℃以上である。5%重量減少温度が330℃以上であることにより、硬化物の耐熱性がより向上する傾向がある。特に、前記ポリオルガノシルセスキオキサンが、上記割合[T3体/T2体]が5以上であって、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度が1.0~3.0であり、FT-IRスペクトルにおいて1100cm-1付近に一つの固有ピークを有するものであることにより、その5%重量減少温度は330℃以上に制御される。なお、5%重量減少温度は、一定の昇温速度で加熱した時に加熱前の重量の5%が減少した時点での温度であり、耐熱性の指標となる。上記5%重量減少温度は、TGA(熱重量分析)により、空気雰囲気下、昇温速度5℃/分の条件で測定することができる。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、公知乃至慣用のポリシロキサンの製造方法により製造することができ、例えば、1種又は2種以上の加水分解性シラン化合物を加水分解及び縮合させる方法により製造できる。但し、上記加水分解性シラン化合物としては、上述の式(1)で表される構成単位を形成するための加水分解性三官能シラン化合物(下記式(a)で表される化合物)を必須の加水分解性シラン化合物として使用する必要がある。
 より具体的には、例えば、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるシルセスキオキサン構成単位(T単位)を形成するための加水分解性シラン化合物である下記式(a)で表される化合物、必要に応じてさらに、下記式(b)で表される化合物、下記式(c)で表される化合物を、加水分解及び縮合させる方法により、前記ポリオルガノシルセスキオキサンを製造できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記式(a)で表される化合物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける式(1)で表される構成単位を形成する化合物である。式(a)中のR1は、上記式(1)におけるR1と同じく、エポキシ基を含有する基を示す。即ち、式(a)中のR1としては、上記式(1a)で表される基、上記式(1b)で表される基、上記式(1c)で表される基、上記式(1d)で表される基が好ましく、より好ましくは上記式(1a)で表される基、上記式(1c)で表される基、さらに好ましくは上記式(1a)で表される基、特に好ましくは上記式(1a)で表される基であって、R1aがエチレン基である基[中でも、2-(3',4'-エポキシシクロヘキシル)エチル基]である。
 上記式(a)中のX1は、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。X1におけるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブチルオキシ基等の炭素数1~4のアルコキシ基等が挙げられる。また、X1におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。中でもX1としては、アルコキシ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。なお、3つのX1は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 上記式(b)で表される化合物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける式(2)で表される構成単位を形成する化合物である。式(b)中のR2は、上記式(2)におけるR2と同じく、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、又は、置換若しくは無置換のアルケニル基を示す。即ち、式(b)中のR2としては、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基が好ましく、より好ましくは置換若しくは無置換のアリール基、さらに好ましくはフェニル基である。
 上記式(b)中のX2は、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。X2の具体例としては、X1として例示したものが挙げられる。中でも、X2としては、アルコキシ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。なお、3つのX2は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 上記式(c)で表される化合物は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける式(3)で表される構成単位を形成する化合物である。上記式(c)中のX3は、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。X3の具体例としては、X1として例示したものが挙げられる。中でも、X3としては、アルコキシ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。なお、3つのX3は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 上記加水分解性シラン化合物としては、上記式(a)~(c)で表される化合物以外の加水分解性シラン化合物を併用してもよい。例えば、上記式(a)~(c)で表される化合物以外の加水分解性三官能シラン化合物、M単位を形成する加水分解性単官能シラン化合物、D単位を形成する加水分解性二官能シラン化合物、Q単位を形成する加水分解性四官能シラン化合物等が挙げられる。
 上記加水分解性シラン化合物の使用量や組成は、所望するポリオルガノシルセスキオキサンの構造に応じて適宜調整できる。例えば、上記式(a)で表される化合物の使用量は、特に限定されないが、使用する加水分解性シラン化合物の全量(100モル%)に対して、55~100モル%が好ましく、より好ましくは65~100モル%、さらに好ましくは80~99モル%である。
 また、上記式(b)で表される化合物の使用量は、使用する加水分解性シラン化合物の全量(100モル%)に対して、0~70モル%が好ましく、より好ましくは0~60モル%、さらに好ましくは0~40モル%、特に好ましくは1~15モル%である。
 さらに、使用する加水分解性シラン化合物の全量(100モル%)に対する式(a)で表される化合物と式(b)で表される化合物の割合(総量の割合)は、60~100モル%が好ましく、より好ましくは70~100モル%、さらに好ましくは80~100モル%である。
 また、上記加水分解性シラン化合物として2種以上を併用する場合、これらの加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応は、同時に行うこともできるし、逐次行うこともできる。上記反応を逐次行う場合、反応を行う順序は特に限定されない。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応は、溶媒の存在下で行うこともできるし、非存在下で行うこともできる。中でも溶媒の存在下で行うことが好ましい。上記溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素;ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル等のエステル;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール等が挙げられる。上記溶媒としては、中でも、ケトン、エーテルが好ましい。なお、溶媒は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
 溶媒の使用量は、特に限定されず、加水分解性シラン化合物の全量100重量部に対して、0~2000重量部の範囲内で、所望の反応時間等に応じて、適宜調整することができる。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応は、触媒及び水の存在下で進行させることが好ましい。上記触媒は、酸触媒であってもアルカリ触媒であってもよい。上記酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の鉱酸;リン酸エステル;酢酸、蟻酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸;メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸等のスルホン酸;活性白土等の固体酸;塩化鉄等のルイス酸等が挙げられる。上記アルカリ触媒としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩;炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩;酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム等のアルカリ金属の有機酸塩(例えば、酢酸塩);酢酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の有機酸塩(例えば、酢酸塩);リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムエトキシド、カリウムt-ブトキシド等のアルカリ金属のアルコキシド;ナトリウムフェノキシド等のアルカリ金属のフェノキシド;トリエチルアミン、N-メチルピペリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン等のアミン類(第3級アミン等);ピリジン、2,2'-ビピリジル、1,10-フェナントロリン等の含窒素芳香族複素環化合物等が挙げられる。なお、触媒は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、触媒は、水や溶媒等に溶解又は分散させた状態で使用することもできる。
 上記触媒の使用量は、特に限定されず、加水分解性シラン化合物の全量1モルに対して、0.002~0.200モルの範囲内で、適宜調整することができる。
 上記加水分解及び縮合反応に際しての水の使用量は、特に限定されず、加水分解性シラン化合物の全量1モルに対して、0.5~20モルの範囲内で、適宜調整することができる。
 上記水の添加方法は、特に限定されず、使用する水の全量(全使用量)を一括で添加してもよいし、逐次的に添加してもよい。逐次的に添加する際には、連続的に添加してもよいし、間欠的に添加してもよい。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応を行う際の反応条件としては、特に、前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおける上記割合[T3体/T2体]が5以上となるような反応条件を選択することが重要である。上記加水分解及び縮合反応の反応温度は、特に限定されないが、40~100℃が好ましく、より好ましくは45~80℃である。反応温度を上記範囲に制御することにより、上記割合[T3体/T2体]をより効率的に5以上に制御できる傾向がある。また、上記加水分解及び縮合反応の反応時間は、特に限定されないが、0.1~10時間が好ましく、より好ましくは1.5~8時間である。また、上記加水分解及び縮合反応は、常圧下で行うこともできるし、加圧下又は減圧下で行うこともできる。なお、上記加水分解及び縮合反応を行う際の雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気下、空気下等の酸素存在下等のいずれであってもよいが、不活性ガス雰囲気下が好ましい。
 上記加水分解性シラン化合物の加水分解及び縮合反応により、ポリオルガノシルセスキオキサンが得られる。上記加水分解及び縮合反応の終了後には、エポキシ基の開環を抑制するために触媒を中和することが好ましい。また、前記ポリオルガノシルセスキオキサンを、例えば、水洗、酸洗浄、アルカリ洗浄、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段等により分離精製してもよい。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンの含有量(配合量)は、溶媒を除く硬化性組成物の全量(100重量%)に対して、70重量%以上、100重量%未満が好ましく、より好ましくは80~99.8重量%、さらに好ましくは90~99.5重量%である。前記ポリオルガノシルセスキオキサンの含有量を70重量%以上とすることにより、硬化物の表面硬度や接着性がより向上する傾向がある。一方、前記ポリオルガノシルセスキオキサンの含有量を100重量%未満とすることにより、硬化触媒を含有させることができ、これにより硬化性組成物の硬化をより効率的に進行させることができる傾向がある。
 カチオン硬化性化合物の全量(100重量%)に対する前記ポリオルガノシルセスキオキサンの割合は、70~100重量%が好ましく、より好ましくは75~98重量%、さらに好ましくは80~95重量%である。前記ポリオルガノシルセスキオキサンの含有量を70重量%以上とすることにより、硬化物としたときの表面硬度がより向上する傾向がある。
 前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、上述の構成を有するため、当該ポリオルガノシルセスキオキサンを必須成分として含む硬化性組成物を硬化させることにより、高い表面硬度かつ耐熱性を有し、可とう性及び加工性に優れた硬化物を形成できる。
(シリコンアクリレート)
 本発明の硬化性組成物は、必須の成分としてシリコンアクリレート(シリコーンアクリレート)を含む。前記シリコンアクリレートは、ケイ素原子と(メタ)アクリロイル基とを少なくとも有する添加剤の一種である。前記シリコンアクリレートは、(メタ)アクリロイル基以外の官能基(例えば、ヒドロキシル基)を有していてもよい。前記シリコンアクリレートは、シリコンジアクリレート、シリコントリアクリレート、シリコンテトラアクリレート、シリコンペンタアクリレート、シリコンヘキサアクリレート、シリコンヘプタアクリレート、シリコンオクタアクリレートであってもよい。前記シリコンアクリレートは、前記ポリオルガノシルセスキオキサンとともに硬化性組成物に用いることで、硬化物としたときの硬化物層表面の架橋密度を効果的に高めることができ、硬化物(特に、ハードコート層)の表面の平滑性などの外観を向上させ、表面硬度、耐擦傷性及び防汚性を向上させる性質を有する。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基(アクリル基)及びメタアクリロイル基(メタクリル基)の総称である。なお、本発明では、シリコンアクリレートは、カチオン硬化性化合物に含まれるものとする。
 前記シリコンアクリレートは、有機溶媒(例えば、アセトン、トルエン、メタノール、エタノール)などの公知乃至慣用の一般的な分散媒に分散させた状態の分散液(ディスパージョン)を用いてもよい。シリコンアクリレートとしては、例えば、商品名「KRM8479」、「EBECRYL 350」、「EBECRYL 1360」(ダイセル・オルネクス(株)製)を用いることができる。
 前記シリコンアクリレートの割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、例えば0.01~15重量部、好ましくは0.05~10重量部、より好ましくは0.01~5重量部、さらに好ましくは0.2~3重量部である。前記シリコンアクリレートの割合を0.01重量部以上とすることにより、硬化物(特に、ハードコート層)としたときの耐擦傷性と防汚性を向上することができる。また、シリコンアクリレートの割合を15重量部以下とすることにより、硬化物としたときの表面硬度をより高くすることができる。
 本発明の硬化性組成物は、シリコンアクリレート以外に表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子を有していてもよい。前記シリカ粒子は、シリカ粒子の表面に無数の水酸基(Si-OH基)が存在し、硬化時に当該水酸基と前記ポリオルガノシルセスキオキサンとが反応することで、ポリオルガノシルセスキオキサンの硬化後の架橋密度が向上する。また、硬化時に複数の前記シリカ粒子における(メタ)アクリロイル基どうしが結合することで、硬化後の架橋密度が向上する。このように硬化後の架橋密度が向上することで、硬化物(特に、ハードコート層)の表面の平滑性などの外観及び耐擦傷性をさらに向上させる性質を有する。前記シリカ粒子は、シリカ粒子の表面に(メタ)アクリロイル基以外の官能基(例えば、シリコーン変性基)を有していてもよい。なお、本発明では、前記シリカ粒子は、カチオン硬化性化合物に含まれるものとする。
 前記シリカ粒子は、水や有機溶媒などの公知乃至慣用の一般的な分散媒に分散させた状態の分散液(ディスパージョン)を用いてもよい。また、シリカ粒子に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシランカップリング剤を反応させたものを前記シリカ粒子として用いてもよい。前記シリカ粒子としては、例えば、商品名「BYK-LPX 22699」、「NANOBYK-3650」、「NANOBYK-3651」、および「NANOBYK-3652」(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)を用いることができる。
 前記シリカ粒子の粒径は、例えば1~100nm、好ましくは3~50nm、より好ましくは5~30nmである。
 前記硬化性組成物における、表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子の割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、例えば0.01~20重量部であり、好ましくは0.05~15重量部であり、より好ましくは0.01~10重量部であり、さらに好ましくは0.2~5重量部である。前記シリカ粒子の割合を0.01重量部以上とすることにより、硬化物(特に、ハードコート層)表面の外観を良くすることができる。また、シリカ粒子の割合を20重量部以下とすることにより、硬化物の表面硬度を高くすることができる。
 本発明の硬化性組成物では、硬化物(特に、ハードコート層)の外観をさらに向上させ、表面硬度を高くし、耐擦傷性を向上させる点で、シリコンアクリレートと、表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子とを両方を用いることが好ましい。シリコンアクリレートと前記シリカ粒子を両方含む場合のシリコンアクリレートと前記シリカ粒子の合計の割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、例えば0.01~20重量部、好ましくは0.05~15重量部、より好ましくは0.01~10重量部、さらに好ましくは0.2~5重量部である。前記割合を0.01重量部以上とすることにより、硬化物(特に、ハードコート層)としたときの耐擦傷性を向上することができる。また、前記割合を20重量部以下とすることにより、硬化物としたときの表面硬度をより高くすることができる。
(光カチオン重合開始剤)
 前記硬化性組成物は、タックフリーとなるまでの硬化時間が短縮できる点で、硬化触媒として光カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。
 上記光カチオン重合開始剤としては、公知乃至慣用の光カチオン重合開始剤を使用することができ、例えば、スルホニウム塩(スルホニウムイオンとアニオンとの塩)、ヨードニウム塩(ヨードニウムイオンとアニオンとの塩)、セレニウム塩(セレニウムイオンとアニオンとの塩)、アンモニウム塩(アンモニウムイオンとアニオンとの塩)、ホスホニウム塩(ホスホニウムイオンとアニオンとの塩)、遷移金属錯体イオンとアニオンとの塩等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 上記スルホニウム塩としては、例えば、商品名「HS-1PC」(サンアプロ(株)製)、商品名「LW-S1」(サンアプロ(株)製)、トリフェニルスルホニウム塩、トリ-p-トリルスルホニウム塩、トリ-o-トリルスルホニウム塩、トリス(4-メトキシフェニル)スルホニウム塩、1-ナフチルジフェニルスルホニウム塩、2-ナフチルジフェニルスルホニウム塩、トリス(4-フルオロフェニル)スルホニウム塩、トリ-1-ナフチルスルホニウム塩、トリ-2-ナフチルスルホニウム塩、トリス(4-ヒドロキシフェニル)スルホニウム塩、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩、4-(p-トリルチオ)フェニルジ-(p-フェニル)スルホニウム塩等のトリアリールスルホニウム塩;ジフェニルフェナシルスルホニウム塩、ジフェニル4-ニトロフェナシルスルホニウム塩、ジフェニルベンジルスルホニウム塩、ジフェニルメチルスルホニウム塩等のジアリールスルホニウム塩;フェニルメチルベンジルスルホニウム塩、4-ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウム塩、4-メトキシフェニルメチルベンジルスルホニウム塩等のモノアリールスルホニウム塩;ジメチルフェナシルスルホニウム塩、フェナシルテトラヒドロチオフェニウム塩、ジメチルベンジルスルホニウム塩等のトリアルキルスルホニウム塩等が挙げられる。
 上記ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウム塩としては、例えば、商品名「CPI-101A」(サンアプロ(株)製、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート50%炭酸プロピレン溶液)、商品名「CPI-100P」(サンアプロ(株)製、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロホスファート50%炭酸プロピレン溶液)等の市販品を使用できる。また、上記トリアリールスルホニウム塩としては、例えば、商品名「K1-S」(サンアプロ(株)製、非アンチモン系トリアリールスルホニウム塩)等の市販品を使用してもよい。
 上記ヨードニウム塩としては、例えば、商品名「UV9380C」(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、ビス(4-ドデシルフェニル)ヨードニウム=ヘキサフルオロアンチモネート45%アルキルグリシジルエーテル溶液)、商品名「RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074」(ローディア・ジャパン(株)製、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート=[(1-メチルエチル)フェニル](メチルフェニル)ヨードニウム)、商品名「WPI-124」(和光純薬工業(株)製)、ジフェニルヨードニウム塩、ジ-p-トリルヨードニウム塩、ビス(4-ドデシルフェニル)ヨードニウム塩、ビス(4-メトキシフェニル)ヨードニウム塩等が挙げられる。
 上記セレニウム塩としては、例えば、トリフェニルセレニウム塩、トリ-p-トリルセレニウム塩、トリ-o-トリルセレニウム塩、トリス(4-メトキシフェニル)セレニウム塩、1-ナフチルジフェニルセレニウム塩等のトリアリールセレニウム塩;ジフェニルフェナシルセレニウム塩、ジフェニルベンジルセレニウム塩、ジフェニルメチルセレニウム塩等のジアリールセレニウム塩;フェニルメチルベンジルセレニウム塩等のモノアリールセレニウム塩;ジメチルフェナシルセレニウム塩等のトリアルキルセレニウム塩等が挙げられる。
 上記アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩、エチルトリメチルアンモニウム塩、ジエチルジメチルアンモニウム塩、トリエチルメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、トリメチル-n-プロピルアンモニウム塩、トリメチル-n-ブチルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム塩;N,N-ジメチルピロリジウム塩、N-エチル-N-メチルピロリジウム塩等のピロリジウム塩;N,N'-ジメチルイミダゾリニウム塩、N,N'-ジエチルイミダゾリニウム塩等のイミダゾリニウム塩;N,N'-ジメチルテトラヒドロピリミジウム塩、N,N'-ジエチルテトラヒドロピリミジウム塩等のテトラヒドロピリミジウム塩;N,N-ジメチルモルホリニウム塩、N,N-ジエチルモルホリニウム塩等のモルホリニウム塩;N,N-ジメチルピペリジニウム塩、N,N-ジエチルピペリジニウム塩等のピペリジニウム塩;N-メチルピリジニウム塩、N-エチルピリジニウム塩等のピリジニウム塩;N,N'-ジメチルイミダゾリウム塩等のイミダゾリウム塩;N-メチルキノリウム塩等のキノリウム塩;N-メチルイソキノリウム塩等のイソキノリウム塩;ベンジルベンゾチアゾニウム塩等のチアゾニウム塩;ベンジルアクリジウム塩等のアクリジウム塩等が挙げられる。
 上記ホスホニウム塩としては、例えば、テトラフェニルホスホニウム塩、テトラ-p-トリルホスホニウム塩、テトラキス(2-メトキシフェニル)ホスホニウム塩等のテトラアリールホスホニウム塩;トリフェニルベンジルホスホニウム塩等のトリアリールホスホニウム塩;トリエチルベンジルホスホニウム塩、トリブチルベンジルホスホニウム塩、テトラエチルホスホニウム塩、テトラブチルホスホニウム塩、トリエチルフェナシルホスホニウム塩等のテトラアルキルホスホニウム塩等が挙げられる。
 上記遷移金属錯体イオンの塩としては、例えば、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-トルエン)Cr+、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-キシレン)Cr+等のクロム錯体カチオンの塩;(η5-シクロペンタジエニル)(η6-トルエン)Fe+、(η5-シクロペンタジエニル)(η6-キシレン)Fe+等の鉄錯体カチオンの塩等が挙げられる。
 上述の塩を構成するアニオンとしては、例えば、SbF6 -、PF6 -、BF4 -、(CF3CF23PF3 -、(CF3CF2CF23PF3 -、(C654-、(C654Ga-、スルホン酸アニオン(トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロエタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、p-トルエンスルホン酸アニオン等)、(CF3SO23-、(CF3SO22-、過ハロゲン酸イオン、ハロゲン化スルホン酸イオン、硫酸イオン、炭酸イオン、アルミン酸イオン、ヘキサフルオロビスマス酸イオン、カルボン酸イオン、アリールホウ酸イオン、チオシアン酸イオン、硝酸イオン等が挙げられる。
 前記硬化性組成物における、光カチオン重合開始剤の含有量(配合量)は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、0.01~3.0重量部が好ましく、より好ましくは0.05~3.0重量部、さらに好ましくは0.1~1.0重量部、特に好ましくは0.3~1.0重量部である。硬化触媒の含有量を0.01重量部以上とすることにより、硬化反応を効率的に十分に進行させることができ、硬化物としたときの表面硬度がより向上する傾向がある。一方、光カチオン重合開始剤の含有量を3.0重量部以下とすることにより、硬化性組成物の保存性がいっそう向上したり、硬化物としたときの着色が抑制される傾向がある。
(その他のカチオン硬化性化合物)
 前記硬化性組成物は、上記以外のその他のカチオン硬化性化合物を含んでいてもよい。その他のカチオン硬化性化合物としては、公知乃至慣用のカチオン硬化性化合物を使用することができ、特に限定されないが、例えば、前記ポリオルガノシルセスキオキサン以外のエポキシ化合物(「その他のエポキシ化合物」と称する場合がある)、オキセタン化合物、ビニルエーテル化合物等が挙げられる。なお、前記硬化性組成物においてその他のカチオン硬化性化合物は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
 上記その他のエポキシ化合物としては、分子内に1以上のエポキシ基(オキシラン環)を有する公知乃至慣用の化合物を使用することができ、特に限定されないが、例えば、脂環式エポキシ化合物(脂環式エポキシ樹脂)、芳香族エポキシ化合物(芳香族エポキシ樹脂)、脂肪族エポキシ化合物(脂肪族エポキシ樹脂)等が挙げられる。
 上記脂環式エポキシ化合物としては、分子内に1個以上の脂環と1個以上のエポキシ基とを有する公知乃至慣用の化合物が挙げられ、特に限定されないが、例えば、(1)分子内に脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(「脂環エポキシ基」と称する)を有する化合物;(2)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物;(3)分子内に脂環及びグリシジルエーテル基を有する化合物(グリシジルエーテル型エポキシ化合物)等が挙げられる。
 上記(1)分子内に脂環エポキシ基を有する化合物としては、下記式(i)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 上記式(i)中、Yは単結合又は連結基(1以上の原子を有する二価の基)を示す。上記連結基としては、例えば、二価の炭化水素基、炭素-炭素二重結合の一部又は全部がエポキシ化されたアルケニレン基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド基、これらが複数個連結した基等が挙げられる。
 上記二価の炭化水素基としては、炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、二価の脂環式炭化水素基等が挙げられる。炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等が挙げられる。上記二価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2-シクロペンチレン基、1,3-シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等の二価のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)等が挙げられる。
 上記炭素-炭素二重結合の一部又は全部がエポキシ化されたアルケニレン基(「エポキシ化アルケニレン基」と称する場合がある)におけるアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基等の炭素数2~8の直鎖又は分岐鎖状のアルケニレン基等が挙げられる。特に、上記エポキシ化アルケニレン基としては、炭素-炭素二重結合の全部がエポキシ化されたアルケニレン基が好ましく、より好ましくは炭素-炭素二重結合の全部がエポキシ化された炭素数2~4のアルケニレン基である。
 上記式(i)で表される脂環式エポキシ化合物の代表的な例としては、3,4,3',4'-ジエポキシビシクロヘキサン、下記式(i-1)~(i-10)で表される化合物等が挙げられる。なお、下記式(i-5)、(i-7)中のl、mは、それぞれ1~30の整数を表す。下記式(i-5)中のR'は炭素数1~8のアルキレン基であり、中でも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基等の炭素数1~3の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。下記式(i-9)、(i-10)中のn1~n6は、それぞれ1~30の整数を示す。また、上記式(i)で表される脂環式エポキシ化合物としては、その他、例えば、2,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロパン、1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)エタン、2,3-ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)オキシラン、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 上述の(2)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物としては、例えば、下記式(ii)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式(ii)中、R"は、p価のアルコールの構造式からp個の水酸基(-OH)を除いた基(p価の有機基)であり、p、nはそれぞれ自然数を表す。p価のアルコール[R"(OH)p]としては、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノール等の多価アルコール(炭素数1~15のアルコール等)等が挙げられる。pは1~6が好ましく、nは1~30が好ましい。pが2以上の場合、それぞれの( )内(外側の括弧内)の基におけるnは同一でもよく異なっていてもよい。上記式(ii)で表される化合物としては、具体的には、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物[例えば、商品名「EHPE3150」((株)ダイセル製)等]等が挙げられる。
 上述の(3)分子内に脂環及びグリシジルエーテル基を有する化合物としては、例えば、脂環式アルコール(特に、脂環式多価アルコール)のグリシジルエーテルが挙げられる。より詳しくは、例えば、2,2-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]プロパン、2,2-ビス[3,5-ジメチル-4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]プロパンなどのビスフェノールA型エポキシ化合物を水素化した化合物(水素化ビスフェノールA型エポキシ化合物);ビス[o,o-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[o,p-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[p,p-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[3,5-ジメチル-4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタンなどのビスフェノールF型エポキシ化合物を水素化した化合物(水素化ビスフェノールF型エポキシ化合物);水素化ビフェノール型エポキシ化合物;水素化フェノールノボラック型エポキシ化合物;水素化クレゾールノボラック型エポキシ化合物;ビスフェノールAの水素化クレゾールノボラック型エポキシ化合物;水素化ナフタレン型エポキシ化合物;トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物の水素化エポキシ化合物;下記芳香族エポキシ化合物の水素化エポキシ化合物等が挙げられる。
 上記芳香族エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール類[例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール等]と、エピハロヒドリンとの縮合反応により得られるエピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;これらのエピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を上記ビスフェノール類とさらに付加反応させることにより得られる高分子量エピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;フェノール類[例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等]とアルデヒド[例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等]とを縮合反応させて得られる多価アルコール類を、さらにエピハロヒドリンと縮合反応させることにより得られるノボラック・アルキルタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;フルオレン環の9位に2つのフェノール骨格が結合し、かつこれらフェノール骨格のヒドロキシ基から水素原子を除いた酸素原子に、それぞれ、直接又はアルキレンオキシ基を介してグリシジル基が結合しているエポキシ化合物等が挙げられる。
 上記脂肪族エポキシ化合物としては、例えば、環状構造を有しないq価のアルコール(qは自然数である)のグリシジルエーテル;一価又は多価カルボン酸[例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ステアリン酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、イタコン酸等]のグリシジルエステル;エポキシ化亜麻仁油、エポキシ化大豆油、エポキシ化ひまし油等の二重結合を有する油脂のエポキシ化物;エポキシ化ポリブタジエン等のポリオレフィン(ポリアルカジエンを含む)のエポキシ化物等が挙げられる。なお、上記環状構造を有しないq価のアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール等の一価のアルコール;エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、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、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の二価のアルコール;グリセリン、ジグリセリン、エリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール等の三価以上の多価アルコール等が挙げられる。また、q価のアルコールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等であってもよい。
 上記オキセタン化合物としては、分子内に1以上のオキセタン環を有する公知乃至慣用の化合物が挙げられ、特に限定されないが、例えば、3,3-ビス(ビニルオキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(ヒドロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルオキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-[(フェノキシ)メチル]オキセタン、3-エチル-3-(ヘキシルオキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(クロロメチル)オキセタン、3,3-ビス(クロロメチル)オキセタン、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、ビス{[1-エチル(3-オキセタニル)]メチル}エーテル、4,4'-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]ビシクロヘキシル、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシメチル]シクロヘキサン、1,4-ビス{〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕メチル}ベンゼン、3-エチル-3-{〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ〕メチル}オキセタン、キシリレンビスオキセタン、3-エチル-3-{[3-(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、オキセタニルシルセスキオキサン、フェノールノボラックオキセタン等が挙げられる。
 上記ビニルエーテル化合物としては、分子内に1以上のビニルエーテル基を有する公知乃至慣用の化合物を使用することができ、特に限定されないが、例えば、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル(エチレングリコールモノビニルエーテル)、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2-ヒドロキシイソプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、3-ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-ヒドロキシブチルビニルエーテル、3-ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、2-ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、1-メチル-3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、1-メチル-2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、1-ヒドロキシメチルプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル、1,6-ヘキサンジオールモノビニルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,8-オクタンジオールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,3-シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、1,3-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、1,2-シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、1,2-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、p-キシレングリコールモノビニルエーテル、p-キシレングリコールジビニルエーテル、m-キシレングリコールモノビニルエーテル、m-キシレングリコールジビニルエーテル、o-キシレングリコールモノビニルエーテル、o-キシレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールモノビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエチレングリコールモノビニルエーテル、ペンタエチレングリコールジビニルエーテル、オリゴエチレングリコールモノビニルエーテル、オリゴエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールモノビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、トリプロピレングリコールモノビニルエーテル、トリプロピレングリコールジビニルエーテル、テトラプロピレングリコールモノビニルエーテル、テトラプロピレングリコールジビニルエーテル、ペンタプロピレングリコールモノビニルエーテル、ペンタプロピレングリコールジビニルエーテル、オリゴプロピレングリコールモノビニルエーテル、オリゴプロピレングリコールジビニルエーテル、ポリプロピレングリコールモノビニルエーテル、ポリプロピレングリコールジビニルエーテル、イソソルバイドジビニルエーテル、オキサノルボルネンジビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ハイドロキノンジビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ビスフェノールAジビニルエーテル、ビスフェノールFジビニルエーテル、ヒドロキシオキサノルボルナンメタノールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等が挙げられる。
 前記硬化性組成物における、その他のエポキシ化合物(特に、上記脂環式エポキシ化合物)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、前記ポリオルガノシルセスキオキサンとその他のカチオン硬化性化合物の総量(100重量%;カチオン硬化性化合物の全量)に対して、0.01~10重量%が好ましく、より好ましくは0.05~9重量%、さらに好ましくは1~8重量%である。なお、上記その他のエポキシ化合物には、前記ポリオルガノシルセスキオキサンは含まれない。
 前記硬化性組成物における、その他のカチオン硬化性化合物の含有量(配合量)は、特に限定されないが、前記ポリオルガノシルセスキオキサンとその他のカチオン硬化性化合物の総量(100重量%;カチオン硬化性化合物の全量)に対して、50重量%以下(例えば、0~50重量%)が好ましく、より好ましくは30重量%以下(例えば、0~30重量%)、さらに好ましくは10重量%以下である。その他のカチオン硬化性化合物の含有量を50重量%以下(特に10重量%以下)とすることにより、硬化物の耐擦傷性がより向上する傾向がある。一方、その他のカチオン硬化性化合物の含有量を10重量%以上とすることにより、硬化性組成物や硬化物に対して所望の性能(例えば、硬化性組成物に対する速硬化性や粘度調整等)を付与することができる場合がある。
(レベリング剤)
 前記硬化性組成物は、レベリング剤を有していてもよい。上記レベリング剤としては、例えば、シリコーン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、ヒドロキシル基を有するシリコーン系レベリング剤等が挙げられる。
 上記シリコーン系レベリング剤としては、市販のシリコーン系レベリング剤を使用でき、例えば、商品名「BYK-300」、「BYK-301/302」、「BYK-306」、「BYK-307」、「BYK-310」、「BYK-315」、「BYK-313」、「BYK-320」、「BYK-322」、「BYK-323」、「BYK-325」、「BYK-330」、「BYK-331」、「BYK-333」、「BYK-337」、「BYK-341」、「BYK-344」、「BYK-345/346」、「BYK-347」、「BYK-348」、「BYK-349」、「BYK-370」、「BYK-375」、「BYK-377」、「BYK-378」、「BYK-UV3500」、「BYK-UV3510」、「BYK-UV3570」、「BYK-3550」、「BYK-SILCLEAN3700」、「BYK-SILCLEAN3720」(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製);商品名「AC FS 180」、「AC FS 360」、「AC S 20」(以上、Algin Chemie製);商品名「ポリフローKL-400X」、「ポリフローKL-400HF」、「ポリフローKL-401」、「ポリフローKL-402」、「ポリフローKL-403」、「ポリフローKL-404」(以上、共栄社化学(株)製);商品名「KP-323」、「KP-326」、「KP-341」、「KP-104」、「KP-110」、「KP-112」(以上、信越化学工業(株)製);商品名「LP-7001」、「LP-7002」、「8032 ADDITIVE」、「57 ADDITIVE」、「L-7604」、「FZ-2110」、「FZ-2105」、「67 ADDITIVE」、「8618 ADDITIVE」、「3 ADDITIVE」、「56 ADDITIVE」(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)等の市販品を使用することができる。
 上記フッ素系レベリング剤としては、市販のフッ素系レベリング剤を使用でき、例えば、商品名「オプツールDSX」、「オプツールDAC-HP」(以上、ダイキン工業(株)製);商品名「サーフロンS-242」、「サーフロンS-243」、「サーフロンS-420」、「サーフロンS-611」、「サーフロンS-651」、「サーフロンS-386」(以上、AGCセイミケミカル(株)製);商品名「BYK-340」(ビックケミー・ジャパン(株)製);商品名「AC 110a」、「AC 100a」(以上、Algin Chemie製);商品名「メガファックF-114」、「メガファックF-410」、「メガファックF-444」、「メガファックEXP TP-2066」、「メガファックF-430」、「メガファックF-472SF」、「メガファックF-477」、「メガファックF-552」、「メガファックF-553」、「メガファックF-554」、「メガファックF-555」、「メガファックR-94」、「メガファックRS-72-K」、「メガファックRS-75」、「メガファックF-556」、「メガファックEXP TF-1367」、「メガファックEXP TF-1437」、「メガファックF-558」、「メガファックEXP TF-1537」(以上、DIC(株)製);商品名「FC-4430」、「FC-4432」(以上、住友スリーエム(株)製);商品名「フタージェント 100」、「フタージェント 100C」、「フタージェント 110」、「フタージェント 150」、「フタージェント 150CH」、「フタージェント A-K」、「フタージェント 501」、「フタージェント 250」、「フタージェント 251」、「フタージェント 222F」、「フタージェント 208G」、「フタージェント 300」、「フタージェント 310」、「フタージェント 400SW」(以上、(株)ネオス製);商品名「PF-136A」、「PF-156A」、「PF-151N」、「PF-636」、「PF-6320」、「PF-656」、「PF-6520」、「PF-651」、「PF-652」、「PF-3320」(以上、北村化学産業(株)製)等の市販品を使用することができる。
 上記ヒドロキシル基を有するシリコーン系レベリング剤としては、例えば、ポリオルガノシロキサン骨格(ポリジメチルシロキサン等)の主鎖又は側鎖にポリエーテル基を導入したポリエーテル変性ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン骨格の主鎖又は側鎖にポリエステル基を導入したポリエステル変性ポリオルガノシロキサン、(メタ)アクリル系樹脂にポリオルガノシロキサンを導入したシリコーン変性(メタ)アクリル系樹脂等を挙げることができる。これらのレベリング剤において、ヒドロキシル基は、ポリオルガノシロキサン骨格を有していてもよく、ポリエーテル基、ポリエステル基を有していてもよい。このようなレベリング剤の市販品としては、例えば、商品名「BYK-370」、「BYK-SILCLEAN3700」、「BYK-SILCLEAN3720」等を使用することができる。
 上記レベリング剤の割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、例えば0.01~20重量部であり、好ましくは0.05~15重量部であり、より好ましくは0.01~10重量部であり、さらに好ましくは0.2~5重量部である。レベリング剤の割合が少な過ぎると、硬化物の表面平滑性が低下するおそれがあり、多過ぎると、硬化物の表面硬度が低下するおそれがある。
(その他)
 前記硬化性組成物は、さらに、その他任意の成分として、沈降シリカ、湿式シリカ、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、酸化チタン、アルミナ、ガラス、石英、アルミノケイ酸、酸化鉄、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、カーボンブラック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の無機質充填剤、これらの充填剤をオルガノハロシラン、オルガノアルコキシシラン、オルガノシラザン等の有機ケイ素化合物により処理した無機質充填剤;シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の有機樹脂微粉末;銀、銅等の導電性金属粉末等の充填剤、硬化助剤、溶剤(有機溶剤等)、安定化剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、熱安定化剤、重金属不活性化剤など)、難燃剤(リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤など)、難燃助剤、補強材(他の充填剤など)、核剤、カップリング剤(シランカップリング剤等)、滑剤、ワックス、可塑剤、離型剤、耐衝撃改良剤、色相改良剤、透明化剤、レオロジー調整剤(流動性改良剤など)、加工性改良剤、着色剤(染料、顔料など)、帯電防止剤、分散剤、消泡剤、ワキ防止剤、表面改質剤(スリップ剤など)、艶消し剤、消泡剤、抑泡剤、脱泡剤、抗菌剤、防腐剤、粘度調整剤、増粘剤、光増感剤、発泡剤などの慣用の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 前記硬化性組成物は、特に限定されないが、上記の各成分を室温で又は必要に応じて加熱しながら攪拌・混合することにより調製することができる。なお、硬化性組成物は、各成分があらかじめ混合されたものをそのまま使用する1液系の組成物として使用することもできるし、例えば、別々に保管しておいた2以上の成分を使用前に所定の割合で混合して使用する多液系(例えば、2液系)の組成物として使用することもできる。
 前記硬化性組成物は、特に限定されないが、常温(約25℃)で液体であることが好ましい。より具体的には、前記硬化性組成物は、溶媒20%に希釈した液[特に、メチルイソブチルケトンの割合が20重量%である硬化性組成物(溶液)]の25℃における粘度として、300~20000mPa・sが好ましく、より好ましくは500~10000mPa・s、さらに好ましくは1000~8000mPa・sである。上記粘度を300mPa・s以上とすることにより、硬化物の耐熱性がより向上する傾向がある。一方、上記粘度を20000mPa・s以下とすることにより、硬化性組成物の調製や取り扱いが容易となり、また、硬化物中に気泡が残存しにくくなる傾向がある。なお、硬化性組成物の粘度は、粘度計(商品名「MCR301」、アントンパール社製)を用いて、振り角5%、周波数0.1~100(1/s)、温度:25℃の条件で測定される。
[硬化物]
 本発明の硬化性組成物におけるカチオン硬化性化合物(ポリオルガノシルセスキオキサン等)の重合反応を進行させることにより、硬化性組成物を硬化させることができ、硬化物を得ることができる。本発明の硬化物は、前記硬化性組成物を用いているため、表面硬度が高く、十分な耐擦傷性及び防汚性(耐汚染性)を有する。
 本発明における硬化物における硬化の方法は、周知の方法より適宜選択でき、例えば、活性エネルギー線の照射、及び/又は、加熱する方法が挙げられる。上記活性エネルギー線としては、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、γ線等のいずれを使用することもできる。中でも、取り扱い性に優れる点で、紫外線が好ましい。
 活性エネルギー線の照射による硬化の条件は、照射する活性エネルギー線の種類やエネルギー、硬化物の形状やサイズ等に応じて適宜調整することができ、特に限定されないが、紫外線を照射する場合には、例えば1~1000mJ/cm2程度とすることが好ましい。なお、活性エネルギー線の照射には、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアーク、メタルハライドランプ、太陽光、LEDランプ、レーザー等を使用することができる。活性エネルギー線の照射後には、さらに加熱処理(アニール、エイジング)を施してさらに硬化反応を進行させることができる。
 加熱による硬化の条件は、特に限定されないが、例えば、30~200℃が好ましく、より好ましくは50~190℃である。硬化時間は適宜設定可能である。
[ハードコートフィルム]
 本発明のハードコートフィルムは、基材と、当該基材の少なくとも一方の表面に形成されたハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、前記ハードコート層が、本発明の硬化性組成物の硬化物層であることを特徴とする。なお、本発明のハードコートフィルムにおける前記ハードコート層は、上記基材の一方の表面(片面)のみに形成されていてもよいし、両方の表面(両面)に形成されていてもよい。
 本発明のハードコートフィルムにおける前記基材としては、プラスチック基材、金属基材、セラミックス基材、半導体基材、ガラス基材、紙基材、木基材(木製基材)、表面が塗装表面である基材等の公知乃至慣用の基材を用いることができ、特に限定されない。中でも、プラスチック基材が好ましい。前記基材は、単層の構成を有していてもよいし、多層(積層)の構成を有していてもよく、その構成(構造)は特に限定されない。
 上記プラスチック基材を構成するプラスチック材料は、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル;ポリイミド;ポリカーボネート;ポリアミド;ポリアセタール;ポリフェニレンオキサイド;ポリフェニレンサルファイド;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルエーテルケトン;ノルボルネン系モノマーの単独重合体(付加重合体や開環重合体等)、ノルボルネンとエチレンの共重合体等のノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマーの共重合体(付加重合体や開環重合体等の環状オレフィンコポリマー等)、これらの誘導体等の環状ポリオレフィン;ビニル系重合体(例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン樹脂(ABS樹脂)等);ビニリデン系重合体(例えば、ポリ塩化ビニリデン等);トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;メラミン樹脂;ユリア樹脂;マレイミド樹脂;シリコーン等の各種プラスチック材料が挙げられる。なお、上記プラスチック基材は、1種のみのプラスチック材料により構成されたものであってもよいし、2種以上のプラスチック材料により構成されたものであってもよい。
 中でも、上記プラスチック基材としては、透明性に優れたハードコートフィルムを得ることを目的とする場合には、透明性に優れた基材(透明基材)を用いることが好ましく、より好ましくはポリエステルフィルム(特に、PET、PEN)、環状ポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、TACフィルム、PMMAフィルムである。
 前記基材(特に、プラスチック基材)は、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、熱安定剤、結晶核剤、難燃剤、難燃助剤、充填剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤、補強剤、分散剤、帯電防止剤、発泡剤、抗菌剤等のその他の添加剤を含んでいてもよい。なお、添加剤は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
 前記基材(特に、プラスチック基材)の表面の一部又は全部には、粗化処理、易接着処理、静電気防止処理、サンドブラスト処理(サンドマット処理)、コロナ放電処理、プラズマ処理、ケミカルエッチング処理、ウォーターマット処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理、酸化処理、紫外線照射処理、シランカップリング剤処理等の公知乃至慣用の表面処理が施されていてもよい。なお、上記プラスチック基材は、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルム(一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルム等)であってもよい。なお、基材としては、市販品を使用することもできる。
 前記基材の厚みは、例えば、1~1000μm程度、好ましくは5~500μmである。
 本発明におけるハードコート層の厚みは、表面硬度と耐擦傷性の観点から、例えば1~100μm、好ましくは2~80μm、より好ましくは3~60μm、さらに好ましくは5~50μmである。
 本発明のハードコートフィルムの厚みは、例えば10~1000μm、好ましくは15~800μm、より好ましくは20~700μm、さらに好ましくは30~500μmである。
 本発明のハードコートフィルムのハードコート層表面の鉛筆硬度は、H以上が好ましく、より好ましくは2H以上、さらに好ましくは3H以上、特に好ましくは4H以上、最も好ましくは6H以上である。なお、鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4に記載の方法に準じて評価することができる。
 本発明のハードコートフィルムのハードコート層表面の耐擦傷性は、例えば、1kg/cm2の荷重をかけてスチールウール♯0000で表面を100回往復摺動しても(擦っても)目立った傷が付かない。
 本発明のハードコートフィルムは、ハードコート層表面の平滑性にも優れており、算術平均粗さRaが、JIS B0601に準拠した方法において、例えば0.1~20nmであり、好ましくは0.1~10nmであり、より好ましくは0.1~5nmである。
 本発明のハードコートフィルムは、ハードコート層表面の滑り性(防汚性)にも優れており、表面の水接触角が、例えば60°以上(例えば、60~110°)であり、好ましくは70~110°であり、より好ましくは80~110°である。水接触角60°以上であると、滑り性(防汚性)に優れ、耐擦傷性にも優れる。
 本発明のハードコートフィルムのヘイズは、特に限定されないが、1.5%以下が好ましく、より好ましくは1.0%以下である。なお、ヘイズの下限は、特に限定されないが、例えば、0.1%である。ヘイズを特に1.0%以下とすることにより、例えば、非常に高い透明性が要求される用途(例えば、タッチパネル等のディスプレイの表面保護シート等)への使用に適する傾向がある。本発明のハードコートフィルムのヘイズは、例えば、基材として上述の透明基材を使用することによって容易に上記範囲に制御することができる。なお、ヘイズは、JIS K7136に準拠して測定することができる。
 本発明のハードコートフィルムの全光線透過率は、特に限定されないが、85%以上が好ましく、より好ましくは90%以上である。なお、全光線透過率の上限は、特に限定されないが、例えば99%である。全光線透過率を特に90%以上とすることにより、例えば、非常に高い透明性が要求される用途(例えば、タッチパネル等のディスプレイの表面保護シート等)への使用に適する傾向がある。本発明のハードコートフィルムの全光線透過率は、例えば、基材として上述の透明基材を使用することによって容易に上記範囲に制御することができる。なお、全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠して測定することができる。
 本発明のハードコートフィルムは、基材やハードコート層以外にも、その他の層(例えば、中間層、下塗り層、接着層等)を有するものであってもよい。また、ハードコート層は、ハードコートフィルムの一部のみに形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。本発明のハードコートフィルムは、ハードコート層の表面を保護し、打ち抜き加工をし易くする目的で、表面保護フィルムを使用してもよい。表面保護フィルムとしては、公知乃至慣用の表面保護フィルムを使用することができ、例えば、プラスチックフィルムの表面に粘着剤層を有するものが使用できる。
 本発明のハードコートフィルムは、ガラス代替材料として各種製品やその部材又は部品の構成材に使用することができる。上記製品としては、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどの表示装置;タッチパネルなどの入力装置:太陽電池;各種家電製品;各種電気・電子製品;携帯電子端末(例えば、ゲーム機器、パソコン、タブレット、スマートフォン、携帯電話等)の各種電気・電子製品;各種光学機器、自動車部品(例えば、インストルメントパネル、センターパネル、天井等の自動車内装部品)等が挙げられる。
(ハードコートフィルムの製造方法)
 本発明のハードコートフィルムは、公知乃至慣用のハードコートフィルムの製造方法に準じて製造することができ、その製造方法は特に限定されないが、例えば、上記基材の少なくとも一方の表面に前記硬化性組成物(特に、ハードコート層形成用硬化性組成物)を塗布し、上述の硬化物と同様に、硬化性組成物を硬化させることにより製造できる。硬化性組成物を硬化させる際の条件は、特に限定されず、上述の硬化物における条件から適宜選択可能である。
 本発明のハードコートフィルムは、可とう性及び加工性に優れたハードコート層から構成されるため、ロールトゥロール方式での製造が可能である。本発明のハードコートフィルムをロールトゥロール方式で製造することにより、その生産性を著しく高めることが可能である。本発明のハードコートフィルムをロールトゥロール方式で製造する方法としては、公知乃至慣用のロールトゥロール方式の製造方法を採用することができ、特に限定されないが、ロール状に巻いた基材を繰り出す工程(工程A)と、繰り出した基材の少なくとも一方の表面に硬化性組成物を塗布し、次いで、必要に応じて溶剤を乾燥によって除去した後、該硬化性組成物を硬化させることによりハードコート層を形成する工程(工程B)と、その後、得られた積層物を再びロールに巻き取る工程(工程C)とを必須の工程として含み、これら工程(工程A~C)を連続的に実施する方法等が挙げられる。なお、当該方法は、工程A~C以外の工程を含んでいてもよい。
 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、生成物の分子量の測定は、Alliance HPLCシステム 2695(Waters製)、Refractive Index Detector 2414(Waters製)、カラム:Tskgel GMHHR-M×2(東ソー(株)製)、ガードカラム:Tskgel guard column HHRL(東ソー(株)製)、カラムオーブン:COLUMN HEATER U-620(Sugai製)、溶媒:THF、測定条件:40℃により行った。また、生成物におけるT2体とT3体の割合[T3体/T2体]の測定は、JEOL ECA500(500MHz)による29Si-NMRスペクトル測定により行った。生成物のTd5(5%重量減少温度)は、TGA(熱重量分析)により、空気雰囲気下、昇温速度5℃/分の条件で測定した。
合成例1:硬化性樹脂Aの合成
 温度計、攪拌装置、還流冷却器、及び窒素導入管を取り付けた300ミリリットルのフラスコ(反応容器)に、窒素気流下で2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(以下、「EMS」と称する)161.5ミリモル(39.79g)、フェニルトリメトキシシラン(以下、「PMS」と称する)9ミリモル(1.69g)、及びアセトン165.9gを仕込み、50℃に昇温した。このようにして得られた混合物に、5%炭酸カリウム水溶液4.70g(炭酸カリウムとして1.7ミリモル)を5分で滴下した後、水1700ミリモル(30.60g)を20分かけて滴下した。なお、滴下の間、著しい温度上昇は起こらなかった。その後、50℃のまま、重縮合反応を窒素気流下で4時間行った。
 重縮合反応後の反応溶液中の生成物を分析したところ、数平均分子量は1911であり、分子量分散度は1.47であった。上記生成物の29Si-NMRスペクトルから算出されるT2体とT3体の割合[T3体/T2体]は10.3であった。
 その後、反応溶液を冷却し、下層液が中性になるまで水洗を行い、上層液を分取した後、1mmHg、40℃の条件で上層液から溶媒を留去し、無色透明の液状の生成物(エポキシ基含有ポリオルガノシルセスキオキサン)を得た。上記生成物のTd5は370℃であった。
 なお、合成例1で得られた硬化性樹脂A(ポリオルガノシルセスキオキサン)のFT-IRスペクトルを上述の方法で測定したところ、いずれも1100cm-1付近に一つの固有吸収ピークを有することが確認された。
実施例1
(ハードコートフィルムの作製)
 合成例1で得られた硬化性樹脂A(ポリオルガノシルセスキオキサン)61.6重量部、脂環エポキシ基を有する化合物(商品名「EHPE3150」(株)ダイセル製)6.9重量部、メチルイソブチルケトン(MIBK)(関東化学(株)製)30重量部、光カチオン重合開始剤(商品名「CPI-210S」、サンアプロ(株)製)1重量部、及びシリコンアクレート(商品名「KRM8479」、ダイセル・オルネクス(株)製)0.5重量部の混合溶液を調製し、これを硬化性組成物とした。
 上記で得られた硬化性組成物を、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム(商品名「テオネックス」(登録商標)、帝人デュポンフィルム(株)製、厚み50μm)上に、硬化後のハードコート層の厚みが40μmとなるようにワイヤーバー#44を使用して流延塗布した後、80℃のオーブン内で1分間放置(プレベイク)し、次いで5秒間紫外線を照射した(紫外線照射量:400mJ/cm2)。最後に150℃で30分間熱処理(エイジング)することによって、ハードコート層を有するハードコートフィルム(ハードコート層/基材)を作製した。
実施例2及び比較例1~3
 ハードコート層形成用硬化性組成物の組成を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、組成物を調製し、ハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。表1の硬化性組成物のシリカ粒子における、「BYK-LPX 22699」は、表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子であり、商品名「BYK-LPX 22699」(ビックケミー・ジャパン(株)製)である。また、表1の硬化性組成物のレベリング剤における、「BYK-370」は、シリコーン系レベリング剤であり、商品名「BYK-370」(ビックケミー・ジャパン(株)製)である。また、表1の硬化性組成物のレベリング剤における、「サーフロン S-243」は、フッ素系レベリング剤であり、商品名「サーフロン S-243」(DIC(株)製)である。なお、表1に記載の硬化性組成物の原料の配合量の単位は、重量部である。
[評価]
 上記で得た実施例1~2及び比較例1~3のハードコートフィルムについて、以下の方法により各種評価を行った。結果を表1に示す。
(防汚性:水接触角)
 ハードコートフィルムの表面(ハードコート層の表面)の水接触角(液滴法)の測定し、以下の基準で防汚性を評価した。
○(防汚性が良好):水接触角が90°以上
×(防汚性が不良):水接触角が90°未満
(外観)
 ハードコートフィルムの表面(ハードコート層の表面)を蛍光灯の下で目視することにより、外観を評価した。
◎(外観が非常に良好):表面に歪みや凹凸が全くない
○(外観が良好):表面に歪みや凹凸がほとんどない
△(外観がやや不良):表面に歪みや凹凸が少し見られる
×(外観が不良):表面に歪みや凹凸が見られる
(鉛筆硬度)
 上記で得たハードコートフィルムにおける表面(ハードコート層の表面)の鉛筆硬度を、JIS K5600-5-4に準じて評価した。なお、荷重は750gで行った。
(耐擦傷性)
 上記で得たハードコートフィルムにおける表面(ハードコート層の表面)に対し、荷重1000g/cm2にて表1に記載の所定の回数、#0000スチールウールを往復させた。100回毎に下記の基準にて表面に付いた傷の有無を確認し、耐擦傷性を評価した。
 OK:所定の回数にて傷が見られない
 NG:所定の回数にて傷が見られる
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
 以上のまとめとして、本発明の構成及びそのバリエーションを以下に付記する。
[1]下記ポリオルガノシルセスキオキサンと、シリコンアクリレートとを含む硬化性組成物。
ポリオルガノシルセスキオキサン:式(1)で表される構成単位を有し、式(I)で表される構成単位(T3体)と、式(II)で表される構成単位(T2体)のモル比が5以上であり、シロキサン構成単位の全量に対する、式(1)で表される構成単位、及び式(4)で表される構成単位の割合(総量)が55~100モル%であり、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度が1.0~3.0である
[2]前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、さらに、式(2)で表される構成単位を有する[1]に記載の硬化性組成物。
[3]前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、式(1)及び式(4)中のR1が、式(1a)で表される基、式(1b)で表される基、式(1c)で表される基、又は、式(1d)で表される基である[1]又は[2]に記載の硬化性組成物。
[4]前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、式(2)中のR2が、置換若しくは無置換のアリール基(好ましくはフェニル基)である[2]又は[3]に記載の硬化性組成物。
[5]前記式(II)で表される構成単位(T2体)として、式(5)で表される構成単位を含む[1]~[4]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[6]前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるシロキサン構成単位の全量に対する、式(2)で表される構成単位及び式(5)で表される構成単位の割合(総量)は、0~70モル%である[1]~[5]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[7]前記ポリオルガノシルセスキオキサンにおけるシロキサン構成単位の全量に対する、式(1)で表される構成単位、式(2)で表される構成単位、式(4)で表される構成単位、及び式(5)で表される構成単位の割合(総量)は、60~100モル%である[1]~[6]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[8]前記ポリオルガノシルセスキオキサンの空気雰囲気下における5%重量減少温度(Td5)は、330℃以上である[1]~[7]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[9]前記ポリオルガノシルセスキオキサンの含有量は、溶媒を除く硬化性組成物全量に対して、70重量%以上である[1]~[8]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[10]前記シリコンアクリレートとして、シリコンジアクリレート、シリコントリアクリレート、シリコンテトラアクリレート、シリコンペンタアクリレート、シリコンヘキサアクリレート、シリコンヘプタアクリレート、及びシリコンオクタアクリレートからなる群から選択される少なくとも1つを含む[1]~[9]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[11]前記シリコンアクリレートの割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、0.01~15重量部である[1]~[10]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[12]表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子を含む[1]~[11]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[13]前記シリカ粒子の粒径は、1~100nmである[12]に記載の硬化性組成物。
[14]前記シリカ粒子の割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、0.01~20重量部である[12]又は[13]に記載の硬化性組成物。
[15]前記シリコンアクリレートと前記シリカ粒子の合計の割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、0.01~20重量部である[12]~[14]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[16]前記ポリオルガノシルセスキオキサン以外のエポキシ化合物(その他のエポキシ化合物)を含む[1]~[15]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[17]前記その他のエポキシ化合物は、脂環式エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、及び脂肪族エポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[16]に記載の硬化性組成物。
[18]前記脂環式エポキシ化合物は、分子内に脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を有する化合物、脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物、及び分子内に脂環とグリシジルエーテル基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[17]に記載の硬化性組成物。
[19]前記の脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物は、式(ii)で表される化合物である[18]に記載の硬化性組成物。
[20]カチオン硬化性化合物の全量に対する前記ポリオルガノシルセスキオキサンの割合は、70~100重量%である[1]~[19]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[21]前記その他のエポキシ化合物(特に、脂環式エポキシ化合物)の含有量は、前記ポリオルガノシルセスキオキサンとその他のカチオン硬化性化合物の総量に対して、0.01~10重量%である[16]~[20]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[22]光カチオン重合開始剤を含む[1]~[21]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[23]前記光カチオン重合開始剤は、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、セレニウム塩、アンモニウム塩、及びホスホニウム塩からなる群より選択される少なくとも1つである[22]に記載の硬化性組成物。
[24]前記光カチオン重合開始剤の含有量は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、0.01~3.0重量部である[22]又は[23]に記載の硬化性組成物。
[25]レベリング剤(シリコーン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、ヒドロキシル基を有するシリコーン系レベリング剤など)を含む[1]~[24]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[26]前記レベリング剤の割合は、前記ポリオルガノシルセスキオキサン100重量部に対して、0.01~20重量部である[25]に記載の硬化性組成物。
[27]ハードコート層形成用硬化性組成物である[1]~[26]のいずれか一つに記載の硬化性組成物。
[28][1]~[27]のいずれか一つに記載の硬化性組成物の硬化物。
[29]基材と、当該基材の少なくとも一方の表面に形成されたハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、前記ハードコート層が、[1]~[28]のいずれか一つに記載の硬化性組成物の硬化物層であることを特徴とするハードコートフィルム。
[30]前記ハードコート層の厚みは、1~100μmである[29]に記載のハードコートフィルム。
[31]前記基材は、プラスチック基材、金属基材、セラミックス基材、半導体基材、ガラス基材、紙基材、木基材、又は表面が塗装表面である基材である[29]又は[30]に記載のハードコートフィルム。
 本発明の硬化性組成物は、ハードコート層形成用として用いることができる。また、本発明の硬化性組成物の硬化物であるハードコート層を含むハードコートフィルムは、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどの表示装置等の各種製品やその部材又は部品の構成材に使用することができる。

Claims (10)

  1.  下記ポリオルガノシルセスキオキサンと、シリコンアクリレートとを含む硬化性組成物。
     ポリオルガノシルセスキオキサン:下記式(1)で表される構成単位を有し、下記式(I)で表される構成単位と、下記式(II)で表される構成単位のモル比[式(I)で表される構成単位/式(II)で表される構成単位]が5以上であり、シロキサン構成単位の全量(100モル%)に対する、下記式(1)で表される構成単位、及び下記式(4)で表される構成単位の割合が55~100モル%であり、数平均分子量が1000~3000、分子量分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が1.0~3.0である
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(1)中、R1は、エポキシ基を含有する基を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式(I)中、Raは、エポキシ基を含有する基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、又は水素原子を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式(II)中、Rbは、エポキシ基を含有する基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、又は水素原子を示す。Rcは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式(4)中、R1は、式(1)におけるものと同じ。Rcは、式(II)におけるものと同じ。]
  2.  前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、さらに、下記式(2)で表される構成単位を有する請求項1に記載の硬化性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [式(2)中、R2は、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアルキル基、又は、置換若しくは無置換のアルケニル基を示す。]
  3.  前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、R1が、下記式(1a)で表される基、下記式(1b)で表される基、下記式(1c)で表される基、又は、下記式(1d)で表される基である請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [式(1a)中、R1aは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [式(1b)中、R1bは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    [式(1c)中、R1cは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    [式(1d)中、R1dは、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基を示す。]
  4.  前記ポリオルガノシルセスキオキサンは、R2が、置換若しくは無置換のアリール基である請求項2又は3に記載の硬化性組成物。
  5.  前記ポリオルガノシルセスキオキサン以外のエポキシ化合物を含む請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  6.  光カチオン重合開始剤を含む請求項1~5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  7.  表面に(メタ)アクリロイル基を含む基を有するシリカ粒子を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  8.  ハードコート層形成用硬化性組成物である請求項1~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  9.  請求項1~8のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物。
  10.  基材と、当該基材の少なくとも一方の表面に形成されたハードコート層とを有するハードコートフィルムであって、前記ハードコート層が、請求項1~8のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物層であることを特徴とするハードコートフィルム。
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