JP6428115B2 - 硬化性組成物 - Google Patents
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Description
成分(A):SP値{成分(A)}≧17.6である(メタ)アクリル系重合体
成分(B):9.5≦SP値{成分(B)}≦16.0である多官能(メタ)アクリレート
成分(C):平均一次粒子径が1μm以下の無機粒子
本発明の一態様である硬化性組成物(以下、「本発明の硬化性組成物」と略す場合がある。)は、下記成分(A)及び成分(B)を含む。本発明において、成分(A)の溶解性パラメーターを「SP値{成分(A)}」と表記し、また、成分(B)の溶解性パラメーターを「SP値{成分(B)}」と表記することとする。
成分(A):SP値{成分(A)}≧17.6である(メタ)アクリル系重合体
成分(B):9.5≦SP値{成分(B)}≦16.0である多官能(メタ)アクリレート
SCIENCE,FEBRUARY,1974,Vol.14,No.2,ROBERT F.FEDORS.(147〜154頁)」を参照して求めることができる。
ましくはSP値{成分(B)}≧10.5であり、特に好ましくはSP値{成分(B)}≧11.0である。なお、本発明の硬化性組成物が2種類以上の多官能(メタ)アクリレートを含む場合、SP値{成分(B)}は、成分(B)の多官能(メタ)アクリレートのそれぞれのSP値を求め、これらの値の重量平均値として計算するものとする。
本発明の硬化性組成物は、成分(A)の(メタ)アクリル系重合体を含む。本発明において、「(メタ)アクリル系重合体」とは、(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸誘導体を含む原料から合成される重合体を意味し、この重合体を更に変性した重合体も含む意味で用いられる。(メタ)アクリル酸若しくは(メタ)アクリル酸誘導体を少なくとも1種の原料((メタ)アクリレートモノマー)を使用した重合体であれば、その他については特に限定されない(例えば、(メタ)アクリレートモノマー以外の、ビニル基を有する炭化水素系モノマー等の公知の重合性モノマーを使用した共重合体であってもよい。また、「(メタ)アクリル酸誘導体」とは、(メタ)アクリル酸の金属塩、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド等の(メタ)アクリル酸と類似した構造を有する化合物を意味するものとする。)。
CH2=C(−R)−C(=O)−O−R’ (1)
構造
式(1)においてR’が水素結合性基を有する炭素数1〜24の有機基である構造(以下、「(1−1)の構造」と略す場合がある。)は、(メタ)アクリル系重合体のSP値を高める作用があり、例えば(メタ)アクリル系重合体における(1−1)の構造の構成比率や有機基の水素結合性基の数によって、成分(A)の(メタ)アクリル系重合体のSP値を調節することができる。有機基の水素結合性基の数は、好ましくは1以上であり、好ましくは4以下、より好ましくは2以下である。また、有機基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは3以上であり、好ましくは22以下、より好ましくは18以下である。なお、水素結合性基とは、他の官能基と水素結合を形成し得る官能基を意味し、具体的には水酸基、アミノ基、チオール基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基、アミド基、リン酸エステル基、エーテル基、グリシジル基等が挙げられ、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、グリシジル基が好ましい。
式(1)においてR’が炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数1〜24の有機基である構造(以下、「(1−2)の構造」と略す場合がある。)は、形成するハードコート層等の硬度を高める作用があり、例えば(メタ)アクリル系重合体における(1−2)の構造の構成比率によって、形成するハードコート層等の硬度を調節することができる。有機基の炭素−炭素不飽和結合の数は、通常1である。また、有機基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは3以上であり、好ましくは22以下、より好ましくは18以下である。なお、炭素−炭素不飽和結合とは、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を意味し、炭素−炭素二重結合であることが好ましく、また、炭素−炭素二重結合が(メタ)アクリロイル基であることがより好ましい。
例えば、使用する原料として、アクリル酸、メタクリル酸のほか、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートモノマー;
グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等のオキシラン構造を有する(メタ)アクリレートモノマー;
パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニル(メタ)アクリレート等のフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリレートモノマー;
N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリレートモノマー;
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマー;
また、(メタ)アクリル酸誘導体以外の原料として、スチレン、p−クロロスチレン、p−メトキシスチレン、ジビニルベンゼン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリロニトリル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、エチレンオキサイド変性ヒドロキノンジビニルエーテル、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA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、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンポリビニルエーテル等のビニル基を有する炭化水素系モノマーが挙げられる。
なお、使用する原料は1種類に限られず、2種類以上を併用して(メタ)アクリル系重合体を調製してもよく、2種類以上を併用して(メタ)アクリル系重合体を調製することが好ましい。
アクリル酸エステルを使用すると、得られた重合体を変性し易くなることを前述したが、以下、オキシラン構造を有する(メタ)アクリル酸エステルを使用して得られた重合体から、(1−1)の構造及び(1−2)の構造を形成する方法を説明する。
)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと無水コハク酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの酸無水物の付加体、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと無水コハク酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの酸無水物の付加体等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸が特に好ましい。
本発明の硬化性組成物は、成分(B)の多官能(メタ)アクリレートを含む。本発明において、「多官能(メタ)アクリレート」とは、2以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、例えば、2以上の(メタ)アクリル酸及び/若しくは(メタ)アクリル酸誘導体を縮合して得られた化合物((メタ)アクリル酸等以外の化合物を介して縮合したものであってもよい。)である。例えば、多価アルコールと2以上の(メタ)アクリル酸エステルとを反応させた脱アルコール反応物等が、多官能(メタ)アクリレートに該当する。多官能(メタ)アクリレートは、2以上の(メタ)アクリロイル基を有するものであるが、(メタ)アクリロイル基の数は、好ましくは3以上である。
度を確保し易くなる。成分(B)の多官能(メタ)アクリレートは1種類のみを用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なお、成分(B)の多官能(メタ)アクリレートは、市販品から本発明の成分(B)のSP値{成分(B)}に該当するものを選択して用いればよい。
本発明の硬化性組成物は、更に下記成分(C)を含むものであることが、アンチブロキング性を更に向上させ、また、硬化物を高硬度とする観点から好ましい。
成分(C):平均一次粒子径が1μm以下の無機粒子
[平均一次粒子径(nm)]=
6,000/〔[比表面積(m2/g)]×[密度(g/cm3)]〕
本発明の硬化性組成物は、前記成分(A)と前記成分(B)を含むものであれば、その他の成分については特に限定されないが、通常は重合開始剤を含むものである。
本発明の硬化性組成物は、PETフィルムのハードコート層等として利用するために、溶剤を含むものであることが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、表面調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤が含まれてもよく、その種類や含有量も特に限定されない。これらの添加剤の含有量は、それぞれ通常、0.01重量%以上であり、好ましくは0.05重量%以上であり、一方、通常10重量%以下であり、好ましくは5重量%以下であり、より好ましくは2重量%以下である。
本発明の硬化性組成物の調製方法は特に限定されず、例えば、成分(A)、成分(B)及び必要に応じて成分(C)、重合開始剤、溶剤、添加剤等を混合することにより調製することができる。なお、前述の通り、無機粒子を用いる場合、無機粒子は成分(A)の(メタ)アクリル系重合体で表面修飾した形態で用いることが好ましい。
本発明の硬化性組成物を硬化させることにより、硬化物を得ることができる。特に、硬化性組成物を硬化させてなるハードコート層を基材上に形成してなる積層体(以下、「本発明の積層体」と略す場合がある。)もまた本発明の一態様である。また、このように、本発明の硬化性組成物を硬化させることによりハードコートフィルムを得ることができる。更に、基材として他の樹脂フィルム上にこのハードコートフィルムを積層することによりフィルム積層体を得ることができる。
、(メタ)アクリルニトリルフィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム等が挙げられる。
なお、全光線透過率(Tt(%))は、ハードコート層に対する入射光強度(T0)とハードコート層を透過した全透過光強度(T1)とを測定し、下記式により算出される値である。
Tt(%)=(T1/T0)×100 全光線透過率の測定は、例えば濁度計(日本電色工業株式会社製)を用いて測定することができる。
また、ヘーズは、JIS K7136に準拠して、下記式より算出することができる。
H(%)=(Td/Tt)×100
(H:ヘーズ(曇価)(%)、Td:拡散透光率(%)、Tt:全光線透過率(%)
ヘーズの測定は、例えば濁度計(日本電色工業株式会社製)を用いて測定することができる。
以下の実施例、比較例においては以下の方法により各種評価を行った。
以下の実施例、比較例で得られた積層体を用い、ハードコート面同士を重ね合わせ、以下の基準でアンチブロッキング性を指触にて評価した。
◎:硬化膜面同士を容易に滑らせることができるもの
○:硬化膜面同士を滑らせることができ、音が鳴ることもないもの
△:硬化膜面同士を滑らせることはできるが、音が鳴るもの
×:硬化膜面同士が密着して硬化膜面同士を滑らせることができないもの
以下の実施例、比較例で得られた硬化性組成物のポットライフ(貯蔵安定性)を確認するために、ガラス瓶中に密閉した硬化性組成物を50℃のオーブンにて保管し、一定期間経た後に再度、基材への塗布を行い、アンチブロッキング性が維持されているかどうかを評価した。
○:15日までアンチブロッキング性を維持したもの
△:10日まではアンチブロッキング性を維持し、14日までにアンチブロッキング性の低下が見られたもの
×:9日までにアンチブロッキング性の低下が見られたもの
(1)反応容器にグリシジルメタクリレート(GMA)98.0g、メタクリル酸メチル(MMA)1.0g、アクリル酸エチル(EA)1.0g、及びプロピレングリコール モノメチルエーテル155.1gを加え、反応容器内の温度を窒素気流下で60℃まで昇温した。これに2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V65)を2
回に分けて計1.5g添加し、65℃で6時間攪拌して反応させた。反応容器内の温度を100℃まで上げ、V65を完全に失活させた後、室温に戻し、固形分濃度約40重量%のGMA/MMA/EAの共重合体を得た。
測定温度20℃で、(メタ)アクリル系重合体(a−1)0.5gを100mLビーカーに秤量し、良溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテル)10gをピペットを用いて加え、マグネティックスターラーにより溶解した。次に、この希釈溶液に50mL滴下ロートを用いて低SP貧溶媒(n−ヘキサン)を徐々に滴下し、重合体溶液に濁りが生じた点を低SP貧溶媒の滴下量とした。また、別途、上記希釈溶液に高SP貧溶媒(イオン交換水)を徐々に滴下し、重合体溶液に濁りが生じた点を高SP貧溶媒の滴下量とした。重合体のSP値は、上記各貧溶媒の濁点に至るまでの滴下量から算出することができる。(メタ)アクリル系重合体(a−1)のSP値は、17.4であった。
カラム:東ソー株式会社製「TSKgel Super H3000+H4000+H6000」
検出器:示差屈折率検出器(RI検出器/内蔵)
溶媒 :テトラヒドロフラン
温度 :40℃
流速 :0.5ml/分
注入量:10μL
濃度 :0.2重量%
較正試料:単分散ポリスチレン
較正法:ポリスチレン換算
(1)比較合成例1の(1)と同様にして、GMA/MMA/EAの共重合体を得た。
6,000、重量平均分子量(Mw)は14,700であった。
(1)比較合成例1の(1)と同様にして、GMA/MMA/EAの共重合体を得た。
(2)GMA/MMA/EAの共重合体258.5gに、プロピレングリコールモノメチルエーテル218.8gを加えた。次いで、p−メトキシフェノール0.53g、トリフェニルホスフィン3.10g、乳酸(LacA)を12.67g、アクリル酸(AA)を40.54gに変更した以外は、合成例1と同様に反応させて、GMA/MMA/EAの共重合体をAA、LacAで変性した(メタ)アクリル系重合体(A−2)を得た。
(1)反応容器にグリシジルメタクリレート(GMA)98.0g、メタクリル酸ステアリル(SMA)2.0g、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル 155.10gを加え、反応容器内の温度を窒素気流下で60℃まで昇温した。これに2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V65)を2回に分けて計1.5g添加し、65℃で6時間攪拌して反応させた。反応容器内の温度を100℃まで上げ、V65を完全に失活させた後、室温に戻し、GMA/SMAの共重合体を得た(固形分濃度:約40重量%)。
(2)反応容器にGMA/SMAの共重合体258.5gに、プロピレングリコールモノメチルエーテル218.8gを加えた。次いで、p−メトキシフェノール0.53g、トリフェニルホスフィン3.10g、乳酸(LacA)を12.67g、アクリル酸(AA)を40.54gに変更した以外は、合成例1と同様に反応させて、GMA/SMAの共重合体をAA、LacAで変性した(メタ)アクリル系重合体(A−3)を得た。
(1)比較合成例1の(1)と同様にして、GMA/MMA/EAの共重合体を得た。
000、重量平均分子量(Mw)は13,400であった。
(1)比較合成例1の(1)と同様にして、GMA/MMA/EAの共重合体を得た。
比較合成例1で得られた(メタ)アクリル系重合体(a−1)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、SP値:12.1)、日産化学株式会社製のMEK−ST(メチルエチレンケトン溶媒に分散したコロイダルシリカ(シリカ含有量:30重量
%)、平均一次粒子径:10〜15nm(カタログ値))、共栄社化学株式会社製のポリフローNo.75及びポリフローNo.77、並びにBASF社製のイルガキュア184を混合し((メタ)アクリル系重合体(a−1):DPHA:MEK−ST:ポリフローNo.75:ポリフローNo.77:イルガキュア184=3.8:95.0:1.3:0.2:0.5:5.0(重量比))、さらにプロピレングリコール(PG)とメチルエチルケトン(MEK)の混合溶媒(PG:MEK=7:3(体積比))で希釈して、硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物について、以下の塗布工程、硬化工程を経て積層体を得た。
硬化性組成物を厚さ125μmの二軸延伸PETフィルム(三菱樹脂製 商品名:ダイヤホイル(登録商標)O321E)に、バーコーターを用いて乾燥後の膜厚が2μmとなるように塗布し、80℃で1分間加熱乾燥した。
硬化性組成物を塗布したPETフィルムを、出力密度120W/cmの高圧水銀灯を光源として、光源下15cmの位置で、アイグラフィック社製EYE UV METER UVPF−A1、PD365を使用して積算光量500mJ/cm2となるようにUVを照射して、PETフィルム上に硬化させた硬化膜(積層体)を得た。
比較例1の(メタ)アクリル系重合体(a−1)を、(メタ)アクリル系重合体(A−1)〜(A−5)のそれぞれに変更した以外は、比較例1と同様にして硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物を用い、比較例1と同様にしてハードコートを形成し、積層体を得た。得られた硬化性組成物及び積層体を用いてアンチブロッキング性及び貯蔵安定性を評価した。
表2からわかるように、実施例1〜5及び比較例1はいずれもアンチブロッキング性に優れたものであるが、特に実施例1〜5は比較例1よりも貯蔵安定性に優れたものであることがわかる。
Claims (9)
- 下記成分(A)及び成分(B)を含む硬化性組成物。
成分(A):SP値{成分(A)}≧17.6であるオキシラン構造を有する(メタ)アクリル系重合体とヒドロキシカルボン酸とを反応させて得られる重合体
成分(B):9.5≦SP値{成分(B)}≦16.0である多官能(メタ)アクリレート - 成分(A)が、オキシラン構造を有する(メタ)アクリル系重合体とヒドロキシカルボン酸を99.0:1.0〜50.0:50.0の比率(重量比)で反応させて得られる重合体である、請求項1に記載の硬化性組成物。
- 成分(B)の含有量が、成分(A)及び成分(B)の合計量に対し、75〜99.9重量%である、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
- 更に下記成分(C)を含む、請求項1〜3の何れか1項に記載の硬化性組成物。
成分(C):平均一次粒子径が1μm以下の無機粒子 - 成分(C)の含有量が、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計100重量部に対し、0.05〜30重量部である、請求項4に記載の硬化性組成物。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の硬化性組成物を硬化させてなるハードコート層を基材上に形成してなる積層体。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の硬化性組成物を硬化させてなるハードコートフィルム。
- 請求項8に記載のハードコートフィルムを他の樹脂フィルムと積層させてなるフィルム積層体。
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