説明

ハードコート形成用積層体、ロールフィルム及び、硬化性組成物溶液

【課題】指紋視認性、指紋拭き取り性、耐摩耗性に優れたタック性が低いハードコート形成用積層体を提供する。
【解決手段】 プラスチックフィルムの少なくとも一面に、直接または他の層を介して硬化性組成物層が形成された積層体であって、(A)分子内にエチレン性不飽和基を有し、GPCで測定した質量平均分子量が3,000〜200,000であり、かつガラス転移温度が30℃以上である化合物、(B)エチレン性不飽和基を有する無機酸化物粒子、(C)光重合開始剤、(D)水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する、HLB値が2〜15の範囲内である脂肪酸エステル系界面活性剤、および、(E)エチレン性不飽和基を有する(A)成分、(B)成分、および(D)成分以外の化合物を含有し、前記(D)成分および前記(E)成分の合計が硬化性組成物全体を100質量%として30質量%以下である、ハードコート形成用積層体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラスチック製品や金属製品などの被転写物に硬化性組成物層を転移させて表面保護するための転写材に関する。
【背景技術】
【0002】
以前より、各種プラスチック製品の表面保護のために、外装にハードコート層を設けることが行われている。
ここで、ハードコート層には、携帯電話等の携行する製品用途に用いられることなどに起因して、耐擦傷性を要求される場合が多いため、硬度の高い表面保護性能が求められている。
従来は、プラスチック製品の表面に液状のハードコート材料をディップ法等で塗布した後、熱硬化又は紫外線硬化等の方法で該ハードコート材料を硬化して保護フィルム層を形成している場合が多かった。また、プラスチック製品を成形後に、硬化性組成物層(硬化層であるハードコート層を形成するための未硬化又は半硬化状態の硬化性組成物からなる層をいう。本明細書において以下同じ。)を転写フィルムから転写する方法なども用いられていた(特許文献1)。近年、プラスチック製品を射出成型するときにハードコート層を同時に形成するインモールド転写、インモールド成形等の技術が普及しつつある(特許文献2〜4)。
インモールド転写(インモールドデコレーション(In-Mold Decoration)又はIMDともいう。)とは、プラスチックフィルム上に硬化性組成物層が形成されたハードコート形成用積層体を射出成型用金型の内部に保持し、射出成形と同時に硬化性組成物層をプラスチック成型品に接着した後、プラスチックフィルムを剥離することにより硬化性組成物層を成型品の表面に転写する技術である。転写された硬化性組成物層は、その後に硬化されてハードコート層を形成する。
【0003】
インモールド成形(インモールドラミネーション(In-Mold Lamination)又はIMLともいう。)とは、プラスチックフィルム上に硬化性組成物層が形成されたハードコート形成用積層体を射出成型用金型の内部に保持し、射出成形と同時にハードコート形成用積層体をプラスチック成型品に溶着する(ラミネートする)技術である。このとき、ハードコート形成用積層体は、そのプラスチックフィルムを介してプラスチック成型品に溶着される。硬化性組成物層は、その後に硬化されてハードコート層を形成する。
ここで、本明細書において、ハードコート形成用積層体には、プラスチック製品の成形後に硬化性組成物層を転写するために用いられる転写フィルムや、IMD、IML等に用いられるハードコート形成用積層体の全てが含まれる。
IMDやIMLに用いられる従来のハードコート形成用積層体は、硬化性組成物層は、プラスチックフィルム上に安定的に保持されるためには半硬化状態である必要であり、その硬化度の制御が難しく硬化が不十分な場合、転写シートが貼り付く原因となり、逆に硬化が過剰となると転写する物品との密着性が得られず剥離しやすくなっていた(特許文献2、3)。
この問題を解決するために、加熱により半硬化させる紫外線硬化材料が提案されているが、熱硬化した時点で材料の柔軟性がなくなるため、曲率の高い部材へ転写する場合クラックが発生する原因となっていた。
【0004】
また特許文献5には、電離放射線硬化型樹脂に脂肪酸エステルからなるHLB2〜15の非イオン界面活性剤を添加してなる、タッチパネル又はディスプレイ用ハードコートフィルムが開示されている。このフィルムは、指紋視認性や指紋拭き取り性は良好であるが、耐擦傷性に劣り、また、透明性にも劣っていた。これは、脂肪酸エステル系界面活性剤が、指紋視認性、指紋拭き取り性を発現するために、硬化膜表面にブリードアウトし、それにより硬化膜の耐擦傷性や透明性が低下していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000−062396号公報
【特許文献2】特開2008−000988号公報
【特許文献3】特開平10−58895号公報
【特許文献4】特開2009−137219号公報
【特許文献5】特開2004−114355号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上述の背景に鑑みてなされたものであり、指紋視認性、指紋拭き取り性、耐摩耗性に優れたタック性が低い(すなわち、表面のべとつきが少ない)ハードコート形成用積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは特定の成分組成を有するハードコート形成用硬化性組成物を使用することにより、指紋視認性、指紋拭き取り性、耐摩耗性に優れたタック性が低いハードコート形成用積層体が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[11]を提供するものである。
[1]プラスチックフィルムの少なくとも一面に、直接または他の層を介して硬化性組成物層が形成された積層体であって、
前記硬化性組成物層を形成する硬化性組成物が、該硬化性組成物を構成する成分の全量を100質量%として、(A)分子内にエチレン性不飽和基を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した質量平均分子量が3,000〜200,000であり、かつガラス転移温度が30℃以上である化合物を10〜70質量%、(B)エチレン性不飽和基を有する無機酸化物粒子を5〜80質量%、(C)光重合開始剤を0.1〜10質量%、(D)水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する、HLB値が2〜15の範囲内である脂肪酸エステル系界面活性剤を0.1〜30質量%、および(E)エチレン性不飽和基を有する(A)成分、(B)成分、および(D)成分以外の化合物を0〜25質量%含有し、前記(D)成分および前記(E)成分の合計が30質量%以下である、ハードコート形成用積層体。
[2] 前記(A)成分が、ガラス転移温度が30℃以上のポリ(メタ)アクリレートであることを特徴とする上記1に記載のハードコート形成用積層体。
[3] 前記成分(D)のHLB値が2〜12の範囲内である上記1と上記2のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
[4] 前記成分(D)が有する水酸基と(メタ)アクリロイル基のモル比が、水酸基:(メタ)アクリロイル基=1:6〜3:1の範囲内である上記1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
[5] 前記成分(D)が、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数8〜30の1価又は2価の炭化水素基を有する上記1〜4のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
[6] 前記成分(D)が、水酸基を有するが(メタ)アクリロイル基を有していない脂肪酸エステル系界面活性剤が有する水酸基を(メタ)アクリロイル基を有する化合物と反応させることによって得られる化合物である上記1〜5のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
[7] 上記6に記載の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が、イソシアネート基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物である上記6に記載のハードコート形成用積層体。
[8] 前記プラスチックフィルムが、剥離性を有するフィルムである上記1〜7のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
[9] 前記プラスチックフィルムが、易接着処理を行ったフィルムである上記1〜8のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
[10] 上記1〜9のいずれか1項に記載の積層体のフィルムロール。
[11] (A)分子内にエチレン性不飽和基を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した質量平均分子量が3,000〜200,000であり、かつガラス転移温度が30℃以上である化合物、(B)エチレン性不飽和基を有する無機酸化物粒子、(C)光重合開始剤、(D)水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する、HLB値が2〜15の範囲内である脂肪酸エステル系界面活性剤、(E)エチレン性不飽和基を有する(A)成分、(B)成分、および(D)成分以外の化合物、および、有機溶剤を含有し、溶剤を除く成分の合計を100質量%として、(A)成分を10〜70質量%、(B)成分を5〜80質量%、(C)成分を0.1〜10質量%、(D)成分を0.1〜30質量%、(E)成分を0〜25質量%含有し、かつ(E)成分および(D)成分の含有量の和が30質量%以下である、硬化性組成物溶液。
[12] 上記1に記載の硬化性組成物層を硬化させてなる硬化膜。
【発明の効果】
【0009】
本発明のハードコート形成用積層体によると、指紋視認性、指紋拭き取り性、耐摩耗性に優れたタック性が抑制された積層体を安定して製造することができる。また本発明の硬化性組成物は疎水性部材やトリアセチルセルロース系保護フィルム等に対して優れた接着性を有し、かつ、透明性、耐擦傷性(鉛筆硬度)に優れた硬化物を得ることができる。
本発明の硬化性組成物は、カバーフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等)上に積層して硬化性組成物層を形成し、転写用フィルム積層体として用いることができる。該転写用フィルム積層体によると、カバーフィルム上の当該硬化性組成物層を目的とする部材に押し当てたのち、カバーフィルムを剥離することにより、容易に硬化性組成物層を転写することができる。
本発明の硬化性組成物(転写用フィルム積層体、及び表示装置用積層体)は、携帯電話、携帯情報端末、デスクトップ型コンピュータ用ディスプレイ、ノート型コンピュータ、車載用コンピュータ(カーナビゲーション用ディスプレイ等)、タッチパネル等の外装保護用や各種プラスチック部品の外装保護用に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明を詳細に説明する。
[ハードコート形成用硬化性組成物溶液]
本発明のハードコート形成用硬化性組成物溶液(以下、「硬化性組成物溶液」ともいう)は、フィルム上に塗布して硬化性組成物層を形成するために用いられる。本発明の硬化性組成物溶液は(A)〜(E)成分、各種添加剤、及び、有機溶剤を含む。これらのうち(A)〜(D)成分及び有機溶剤は必須成分であり、(E)成分及び各種添加剤は必要に応じて添加される任意成分である。
【0011】
[(A)成分]
本発明の硬化性組成物溶液に用いられる(A)成分は、分子内にエチレン性不飽和基を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した質量平均分子量が3,000〜200,000の化合物である。また、(A)成分はガラス転移温度が30℃以上であることが必要である。(A)成分がこれら条件を満たすことで、硬化前の塗膜のべたつきの抑制と硬化膜の硬度の両立が可能となる。(A)成分としては、上記の条件を満たす化合物であれば特に制限されないが、例えば下記式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレートや、下記式(2)で表される構造単位を有する重合体を使用することができる。
【0012】
【化1】

[式中、Rは、各々独立に、(メタ)アクリロイル基を3〜6個有する1価の有機基であり、Rは、各々独立に、環状構造を有する2価の有機基であり、Rは、それぞれ独立に、分岐していても良い炭素数2〜6の炭化水素基であり、nは、5〜20の整数である。]
【0013】
【化2】

[式中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、Rは分岐していても良い炭素数2〜6の炭化水素基であり、Rは単結合または炭素数2〜10の炭化水素基であり、Rは単結合又は分岐していても良い炭素数2〜6の炭化水素基であり、R及びRは水酸基を有していても良く、Y及びYはそれぞれ独立に単結合、−O−、−NHCOO−、又は、−OCONH−である。「*」は結合手であることを示す。]
【0014】
式(1)で表される化合物は、典型的には、(a)ジオール化合物、(b)環状構造を有するジイソシアネート、並びに(c)1個の水酸基および(メタ)アクリロイル基を3〜6個有する化合物を反応させて得られる。
【0015】
(a)ジオール化合物としては、分岐していても良い炭素数2〜6の脂肪族ジオール化合物、環状構造を有するジオール化合物が好ましい。分岐していても良い炭素数2〜6の脂肪族ジオールの具体例としては、特に限定されないが、分岐していても良い炭素数2〜4の脂肪族ジオールが好ましく、エチレングリコール又はプロピレングリコールがさらに好ましく、エチレングリコールが特に好ましい。脂肪族ジオール化合物の炭素数が6を超えると、得られる(A)成分の分子が柔軟になるため、硬化物の硬度が低下する傾向がある。また、環状構造を有するジオール化合物としては、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−ベンゼンジオール、1,3−ベンゼンジオール、2,5−トルエンジオール、2,6−トルエンジオールが好ましく使用できる。
【0016】
(b)環状構造を有するジイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環族構造を有するジイソシアネート、ベンゼンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート等の芳香族構造を有するジイソシアネート等を挙げることができる。中でも、脂環族構造を有するジイソシアネートが本発明の硬化性組成物層の表面のべたつきを効果的に抑制することができる点で好ましい。
【0017】
(c)1個の水酸基および(メタ)アクリロイル基を3〜6個有する化合物としては、特に限定されないが、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等をあげることができる。中でも、(メタ)アクリロイル基を4〜6個有する化合物が好ましく、また、分子量が1000以下である化合物が好ましい。(メタ)アクリロイル基が2個以下である場合には、本発明の硬化性組成物の硬化物の硬度が低下する傾向がある。また、分子量が1000を超えると、(A)成分の単位質量当たりの(メタ)アクリロイル基の濃度が低下するため、硬化物の硬度が低下する傾向がある。
式(1)で表される化合物は、(b)環状構造を有するジイソシアネート並びに(c)1個の水酸基および(メタ)アクリロイル基を3〜6個有する化合物に由来する繰り返し構造を5〜20個有しているため、本発明の硬化性組成物層の表面のべたつきを効果的に抑制することができる。
【0018】
式(1)で表される化合物として、下記式(3)で表される化合物を例示することができる。
【0019】
【化3】

[式中、nは、5〜20の整数である。]
【0020】
式(2)で表される構造を有する重合体は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートやグリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体に、イソシアネート及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物、又は、(メタ)アクリル酸を反応させることで得ることができる。前記式(2)表される構造以外の構造は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートや、スチレン、に由来する構造を導入できる。
【0021】
本発明の組成物中の(A)成分は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定したポリスチレン換算質量平均分子量が3,000〜200,000の範囲である。質量平均分子量が3,000未満では組成物層の表面にべたつきが生じるおそれがあり、200,000を超えると本発明の積層体を転写した際にクラックが発生するおそれがある。この様な理由から、質量平均分子量が5,000〜100,000であることが好ましい。
【0022】
また、本発明の硬化性組成物溶液中の(A)成分は、ガラス転移温度が30℃以上である。(A)成分の分子量が上記範囲内であっても、ガラス転移温度が30℃未満では硬化前の塗膜表面がべたつき、フィルムをロール状に巻き取ったときに裏面に貼り付いてしまう、あるいはフィルムロールを縦向きに保管した際に組成物が染み出してしまう可能性がある。この様な理由から、ガラス転移温度は40℃以上が好ましい。なお、本発明のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)で5℃/分の温度勾配で昇温し測定して得られた値である。ガラス転移温度の上限は特に限定されないが、300℃あれば実用上十分である。
【0023】
また、本発明で使用される(A)成分は、主鎖骨格にアルキレンオキシド鎖を有しないことが好ましい。それは、主鎖骨格にアルキレンオキシド鎖を有すると硬化した際に十分な硬度が得られない場合があるためと、ガラス転移温度が低温になるためである。
【0024】
(A)成分の市販品は、(1)式及び(3)式で表される化合物として根上工業製UN−952等を、(2)式で表される化合物として根上工業製RA−311M、J−6822等を挙げることができる。
【0025】
本発明の硬化性組成物溶液中の(A)成分の配合量は、有機溶剤以外の組成物全体を100質量%として、通常10〜70質量%であり、30〜70質量%が好ましく、40〜70質量%がさらに好ましい。(A)成分の配合量を上記範囲内とすることにより、本発明の硬化性組成物層の表面のべたつきを効果的に抑制することができるとともに、硬化物の硬度を改善することができる。
【0026】
[(B)成分]
本発明の硬化性組成物溶液に用いられる(B)成分は、エチレン性不飽和基を有する無機酸化物粒子である。
(B)成分である無機酸化物粒子は、無機酸化物粒子(Ba)と、重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb)を結合させてなる粒子である(以下、「反応性粒子」という)。ここで、結合とは、共有結合であってもよいし、物理吸着等の非共有結合であってもよい。
【0027】
(1)無機酸化物粒子(Ba)
本発明で使用される無機酸化物粒子(Ba)としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、錫含有酸化インジウム(ITO)、酸化アンチモン、酸化セリウム等を主成分とする粒子を挙げることができる。中でも、高硬度の観点から、シリカ、アルミナ、ジルコニア及び酸化アンチモンの粒子が好ましい。これらは1 種単独で又は2 種以上を組合わせて用いることができる。
【0028】
無機酸化物粒子(Ba)の数平均粒子径は、電子顕微鏡法による測定で、0.001μm〜2μmが好ましく、0.001μm〜0.2μmがさらに好ましく、0.001μm〜0.1μmが特に好ましい。数平均粒子径が2μmを超えると、硬化物としたときの透明性が低下したり、被膜としたときの表面状態が悪化する傾向がある。
【0029】
無機酸化物粒子の市販品としては、例えば、コロイダルシリカとして、日産化学工業(株)製 商品名:メタノールシリカゾル、IPA−ST、MEK−ST、NBA−ST、XBA−ST、DMAC−ST、ST−UP、ST−OUP、ST−20、ST−40、ST−C、ST−N、ST−O、ST−50、ST−OL等を挙げることができる。また粉体シリカとしては、日本アエロジル(株)製 商品名:アエロジル130、アエロジル300、アエロジル380、アエロジルTT600、アエロジルOX50、旭硝子(株)製 商品名:シルデックスH31、H32、H51、H52、H121、H122、日本シリカ工業(株)製 商品名:E220A、E220、富士シリシア(株)製 商品名:SYLYSIA470、日本板硝子(株)製 商品名:SGフレーク等を挙げることができる。
【0030】
ジルコニア粒子の市販品としては、第一稀元素化学工業(株)社製 商品名:EP、UEP、RC、日本電工(株)社製 商品名:N−PC、PCS、東ソー(株)社製 TZ−3Y−E、TZ−4YS、TZ−6YS、TZ−8YS、TZ−10YS、TZ−0等を挙げることができる。また、アルミナの水分散品としては、日産化学工業(株)製 商品名:アルミナゾル−100、−200、−520;アルミナのイソプロパノール分散品としては、住友大阪セメント(株)製 商品名:AS−150I;アルミナのトルエン分散品としては、住友大阪セメント(株)製 商品名:AS−150T;ジルコニアのトルエン分散品としては、住友大阪セメント(株)製 商品名:HXU−110JC;アンチモン酸亜鉛粉末の水分散品としては、日産化学工業(株)製 商品名:セルナックス;アルミナ、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の粉末及び溶剤分散品としては、シーアイ化成(株)製 商品名:ナノテック;アンチモンドープ酸化スズの水分散ゾルとしては、石原産業(株)製 商品名:SN−100D;ITO粉末としては、三菱マテリアル(株)製の製品;酸化セリウム水分散液としては、多木化学(株)製 商品名:ニードラール等を挙げることができる。
【0031】
無機酸化物粒子(Ba)は、通常、粉体状又は分散液として入手することができる。分散液である場合、他の成分との相溶性、分散性の観点から、分散媒は、有機溶剤が好ましい。このような有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類を挙げることができる。中でも、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレンが好ましい。
【0032】
無機酸化物粒子(Ba)の形状は球状、中空状、多孔質状、棒状、板状、繊維状、又は不定状であり、好ましくは、球状である。無機酸化物粒子(Ba)の比表面積(窒素を用いたBET比表面積測定法による)は、好ましくは、10〜1000m/gであり、さらに好ましくは、100〜500m/gである。これら無機酸化物粒子(Ba)の使用形態は、乾燥状態の粉末、又は水もしくは有機溶剤で分散した状態で用いることができる。例えば、分散液として当業界に知られている微粒子状のシリカ粒子の分散液を直接用いることができる。特に、硬化物に優れた透明性を要求する用途においてはシリカ粒子の分散液の利用が好ましい。
【0033】
(2)粒子変性剤(Bb)
本発明に用いられる粒子変性剤(Bb)は、重合性不飽和基及び加水分解性シリル基を有する化合物であれば特に限定されない。重合性不飽和基としては、ビニル基、(メタ)アクリロイル基が挙げられる。尚、加水分解性シリル基とは、水と反応してシラノール(Si−OH)基を生成するものであって、例えば、ケイ素に1以上のメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、等のアルコキシ基、アリールオキシ基、アセトキシ基、アミノ基、ハロゲン原子が結合したものを指す。
【0034】
本発明で用いられる粒子変性剤(Bb)は、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等の市販品を使用することもできるし、例えば、国際公開公報WO97/12942号公報に記載された化合物を用いることもできる。
【0035】
(B)成分である反応性粒子は、シラノール基又は加水分解によってシラノール基を生成する基を有する粒子変性剤(Bb)を無機酸化物粒子(Ba)と混合し、加水分解させ、両者を結合させることによって得られる。得られる反応性粒子(B)中の有機重合体成分すなわち加水分解性シランの加水分解物及び縮合物の割合は、通常、乾燥粉体を空気中で完全に燃焼させた場合の質量減少%の恒量値として、例えば空気中で室温から通常800℃までの熱質量分析により求めることができる。
【0036】
酸化物粒子(Ba)への粒子変性剤(Bb)の結合量は、反応性粒子(B)(無機酸化物粒子(Ba)及び粒子変性剤(Bb)の合計)を100質量%として、好ましくは、0.01質量%以上であり、さらに好ましくは、0.1質量%以上、特に好ましくは、1質量%以上である。無機酸化物粒子(Ba)に結合した粒子変性剤(Bb)の結合量が0.01質量%未満であると、組成物中における反応性粒子(B)の分散性が十分でなく、得られる硬化物の透明性、耐擦傷性が十分でなくなる場合がある。また、反応性粒子(B)製造時の原料中の無機酸化物粒子(Ba)の配合割合は、好ましくは、5〜99質量%であり、さらに好ましくは、10〜98質量%である。反応性粒子(B)を構成する酸化物粒子(Ba)の含有量は、反応性粒子(B)の65〜95質量%であることが好ましい。
【0037】
反応性粒子(B)の硬化性組成物溶液中における配合(含有)量は、有機溶剤を除く組成物全量を100質量%として、5〜80質量%が好ましく、15〜60質量%がさらに好ましく、25〜50質量%が特に好ましい。5質量%未満であると、硬化物の硬度が不十分であり、70質量%を超えると、成膜性が不十分となることがある。尚、反応性粒子(B)の量は、固形分を意味し、分散媒の量を含まない。
【0038】
[(C)成分]
本発明の硬化性組成物溶液を構成する(C)成分は、重合開始剤である。
上記重合開始剤としては、公知の光重合開始剤又は熱重合開始剤を用いることができ、光重合開始剤と熱重合開始剤を併用してもよい。
光重合開始剤としては、例えば1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォフフィンオキシド等が挙げられる。中でも、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が好ましい。
これらの市販品としては、イルガキュア184、369、651、500、907、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG24−61(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、ルシリンLR8728(BASF社製)、Darocure1116、1173(以上、メルク社製)、ユベクリルP36(UCB社製)等が挙げられる。
【0039】
また、光重合開始剤を用いる場合には光増感剤を併用してもよく、光増感剤の具体例としては、トリエチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、エタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等が挙げられる。光増感剤の市販品としては、ユベクリルP102、103、104、105(以上、UCB社製)等が挙げられる。
【0040】
本発明の硬化性組成物溶液中、(C)成分の配合割合は、有機溶剤以外の組成物全体を100質量%として、0.1〜10質量%、好ましくは0.5〜10質量%、さらに好ましくは1〜5質量%である。上記配合割合が0.1質量%未満では、硬化性が不足して硬化物の硬度が低下する。一方、上記配合割合が10質量%を超えると、硬化性組成物の硬化特性及び取り扱い性の点で問題を生じる場合がある。
【0041】
[(D)成分]
本発明の硬化性組成物溶液を構成する(D)成分は水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する、HLB値が2〜15の範囲内である脂肪酸エステル系界面活性剤(以下、(D)成分を「(D)脂肪酸エステル系界面活性剤」ということがある。)である。
成分(D)は、(メタ)アクリロイル基を有することにより、本発明の組成物中のバインダー成分と結合して固定化することができるため、(D)脂肪酸エステル系界面活性剤が硬化膜表面にブリードアウトするのを防止することができる。これにより、得られる硬化膜の耐擦傷性、湿熱耐性及び乾熱耐性等の耐久性が向上する。さらに、成分(D)は水酸基を有しているため、得られる硬化膜に指紋視認性や指紋拭き取り性を付与することができる。ここで「指紋視認性」とは、フィルム表面に指紋を付着させたときの肉眼での見え難さを意味する。
さらに、成分(D)が水酸基と(メタ)アクリロイル基を有することにより、組成物中の他の成分との相溶性が向上し、(D)脂肪酸エステル系界面活性剤を高濃度で配合した場合であっても、得られる硬化膜に白化が生じないという効果も得られる。
【0042】
HLB(Hydrophile−Lipophile Balance)値とは、界面活性剤の特性を示す重要な指数であって、親水性又は親油性の大きさの程度を示す。HLB値は次の計算式によって求めることができる。
HLB=7+11.7Log(M/M
ここにMは親水基の分子量、Mは親油基の分子量である。M+M=M(界面活性剤の分子量)である。本発明で用いる(D)脂肪酸エステル系界面活性剤のHLB値は2〜15の範囲内であることが必要であり、2〜12の範囲内であることが好ましく、2〜10の範囲内であることがより好ましい。HLB値を上記の範囲内とすることで、指紋液との親和性が上がり、視認性が向上する。
【0043】
成分(D)の脂肪酸エステル構造は、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数8〜30の脂肪族カルボン酸に由来することが好ましい。
また、脂肪酸エステル基は、ポリオキシアルキレン基又はグリセリル基を含む基であることが好ましい。
【0044】
成分(D)は、水酸基を有するが(メタ)アクリロイル基を有していない脂肪酸エステル系界面活性剤の水酸基の一部を(メタ)アクリロイル基に変換することにより得ることができる。好ましくは、成分(D)は、脂肪酸エステル系界面活性剤が有する水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させることにより得ることができる。
(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、例えば、イソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を使用することができる。このような化合物を用いることにより、脂肪酸エステル系界面活性剤の水酸基とイソシアネート基とが反応しウレタン結合を形成することで(メタ)アクリロイル基が導入される。
イソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルイソシアネート、1,1−ビス[(メタ)アクリロイルオキシメチル]エチルイソシアネート等を使用することができる。また、ジイソシアネート化合物に水酸基と(メタ)アクリロイル基を含有する化合物を反応させて得ることもできる。このようなジイソシアネート化合物としては、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
【0045】
水酸基を有するが(メタ)アクリロイル基を有していない脂肪酸エステル系界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等が挙げられ、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルが好ましい。
ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油の市販品としては、例えば、EMALEX HCシリーズ(日本エマルジョン社製)、ノイゲンHCシリーズ(第一工業製薬社製)等が挙げられる。
ポリオキシエチレン脂肪酸エステルの市販品としては、例えば、EMALEX GWIS−100EX(イソステアリン酸グリセリル、日本エマルジョン社製)、ノイゲンGISシリーズ(第一工業製薬社製)等が挙げられる。
【0046】
水酸基を有するが(メタ)アクリロイル基を有していない脂肪酸エステル系界面活性剤と、イソシアネート基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物との反応は、以下のようにして行うことができる。
即ち、イソシアネート化合物と水酸基含有化合物の反応であり、通常ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、ジブチル錫ジラウレート、トリエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン、2,6,7−トリメチル−1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン等のウレタン化触媒を、反応物の総量100重量部に対して0.01〜1重量部用いるのが好ましい。また、これらの化合物の反応においては、無触媒で行うこともできる。反応温度は、通常0〜90℃であり40〜80℃で行うのが好ましい。反応は、無溶剤で行っても、溶剤に溶解させて行ってもよい。
【0047】
成分(D)は例えば下記式(4)で示される構造を有することができる。
【0048】
【化4】

式(4)中、各記号の意味は下記の通りである。Xは置換されていてもよい炭素数3〜10の(m1+m2)価の炭化水素基を示す。複数個あるY及びYはそれぞれ独立にエーテル結合、エステル結合、或いはウレタン結合を含む2価の基又は単結合を示し、Y及びYの少なくとも1個は脂肪酸に由来する構造を有する。Zは(メタ)アクリロイル基を1個以上有する基を示す。複数個あるR9及びR10はそれぞれ独立に炭素数1〜4の直鎖又は分岐の炭化水素基を示す。m1及びm2はそれぞれ1〜10の整数であり、n1及びn2はそれぞれ独立に0〜20の整数である。
【0049】
成分(D)の化合物は、次のようにして合成することができる。
水酸基を2個以上有する界面活性剤の水酸基の内、1分子当たり平均1個以上の水酸基が残る様な比率で(メタ)アクリロイル基を有するイソシアネート化合物又は(メタ)アクリル酸を反応させることで得ることができる。例えば、3個の水酸基を有する界面活性剤を原料として使用する場合、水酸基の2/3モル当量以下の(メタ)アクリロイル基を有するイソシアネート化合物又は(メタ)アクリル酸を反応させればよい。
成分(D)が有する、水酸基と(メタ)アクリロイル基のモル比は、水酸基:(メタ)アクリロイル基=1:6〜3:1の範囲内であることが好ましい。水酸基と(メタ)アクリロイル基の割合を上記範囲とすることで硬化膜の指紋視認性と耐久性の両立が可能となる。
【0050】
本発明の硬化性組成物溶液における成分(D)の含有量は、有機溶剤以外の組成物全体を100質量%として0.1〜30重量%の範囲内が好ましく、0.1〜20重量%の範囲内であることがより好ましく、1〜15重量%の範囲内であることがさらに好ましい。成分(D)の含有量が0.1重量%未満であると、硬化膜としたときに十分な指紋視認性が得られない可能性があり、30重量%を超えると、本発明の硬化性組成物層の表面のべたつきが過大となったり、硬化膜の硬度が低下するおそれがある。
【0051】
[(E)成分]
(E)成分は、エチレン性不飽和基を2個以上有する、(A)、(B)および(D)成分以外の化合物である。本発明の組成物中においては、タック性を抑えるために(E)多官能(メタ)アクリレート化合物の含有量を一定値以下に制限することが必要である。
【0052】
(E)多官能(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、特に限定されないが、(メタ)アクリルエステル類、ビニル化合物類を挙げることができる。
(メタ)アクリルエステル類としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングルコールジ(メタ)アクリレート、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジイルジメタノールジ(メタ)アクリレート、及びこれらの化合物を製造する際の出発アルコール類のエチレンオキシド又はプロピレンオキシド付加物のポリ(メタ)アクリレート類、分子内に2以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート類、オリゴエーテル(メタ)アクリレート類、オリゴウレタン(メタ)アクリレート類、及びオリゴエポキシ(メタ)アクリレート類等を挙げることができる。
【0053】
ビニル化合物類としては、ジビニルベンゼン、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ジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル等を挙げることができる。
【0054】
以上挙げた多官能(メタ)アクリルモノマーやビニル化合物類は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。
【0055】
本発明の硬化性組成物溶液中の(E)成分の含有量は、有機溶剤を除く組成物全量を100質量%として、25質量%以下とすることが必要であり、好ましくは、20質量%以下であり、さらに好ましくは、10質量%以下であり、全く配合しないことが最も好ましい。(E)成分の配合量が25質量%以上であると、本発明の硬化性組成物層の表面のべたつきが過大となる傾向がある。同様の理由から、前記(D)成分および(E)成分の合計量を、有機溶剤を除く組成物全量を100質量%として、30質量%以下とする必要がある。
【0056】
[各種添加剤]
本発明の組成物には、上記成分の他、必要に応じて界面活性剤、易滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。特に、離型性のプラスチックフィルムに硬化性組成物溶液を塗布する場合は、はじきを防止するために界面活性剤を添加することが好ましい。使用する界面活性剤の種類は、プラスチックフィルムの離型層の種類に応じて適宜変更でき、例えば、シリコーン系の離型層に対してはシリコーン系界面活性剤を、フッ素系の離型層に対してはフッ素系界面活性剤を選択することができる。界面活性剤の添加量は、溶剤を除いた成分全体量を100質量%としたときに0.01〜5質量%が好ましく、0.02〜1質量%であることがより好ましい。
【0057】
易滑剤としては、例えば(B)成分以外の粒子を使用することができる。この様な粒子としては、例えば、動的光散乱で測定した数平均粒子径が100〜500nmのシリカ粒子を挙げることができる。(B)成分以外の粒子を易滑剤として使用する場合の添加量は、溶剤を除いた成分全体量を100質量%としたときに0.5〜8質量%が好ましく、1〜5質量%であることがより好ましい。
【0058】
[有機溶剤]
本発明の硬化性組成物溶液を、後述プラスチックフィルムに塗布する際は、有機溶剤に溶解又は分散させて塗布を行う。この時に用いられる有機溶剤は、公知のものを使用することができる。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類を挙げることができる。これらは、複数種を混合して使用しても良い。
【0059】
[プラスチックフィルム]
本発明で使用されるプラスチックフィルムは、転写材に使用される公知の材料を使用することができる。この様な材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)に代表されるポリエステル系樹脂の他、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などを使用することができる。また、使用方法により、各種表面処理を行うこともできる。プラスチックフィルムの厚さは、特に制限されないが、操作性と加工性の観点から、30〜200μmであることが好ましい。本発明のハードコート形成用積層体をIMDに用いる場合には、硬化性組成物層と剥離することができるプラスチックフィルムであることが好ましい。剥離性を有するプラスチックフィルムとしては、例えば、離型処理を行ったPET、PMMA、ポリカーボネート等が挙げられる。
【0060】
これらの樹脂のフィルムをそのまま使用することもできるが、離型性を向上させるために離型層が形成されていてもよい。離型層の材料としては、メラミン樹脂系、シリコーン系、フッ素樹脂系、ポリオレフィン系の各材料を使用することができる。
【0061】
また、被覆対象物を本発明の積層体で被覆したのち、プラスチックフィルムを取り外さずに被覆層として使用する場合は、プラズマ処理、コロナ放電処理等の易接着処理を行ったフィルムを使用することもできる。
【0062】
[ハードコート形成用積層体]
本発明のハードコート形成用積層体は、上記プラスチックフィルムの少なくとも一面に前記硬化性組成物層を積層してなるものである。
本発明の硬化性組成物層は、前記各成分を有機溶剤と共に常法により混合した硬化性組成物溶液を、前記プラスチックフィルムに塗布し、有機溶剤の少なくとも一部を室温〜100℃程度で加温等により除去することにより製造することができる。塗布は、グラビアコート、ロールコート、コンマコート、ダイコート、バーコート等の方法を利用することができる。このとき、硬化性組成物層の厚さが、1〜30μmになるように塗布することが好ましい。
【0063】
また、本発明のハードコート形成用積層体は、プラスチックフィルムの少なくとも一面に、直接に硬化性組成物層が形成されていてもよいし、他の層を介して硬化性組成物層が形成されていてもよい。他の層としては、特に限定されないが、物品に模様をつけるための印刷層等が挙げられる。
【0064】
本発明のハードコート形成用積層体は、硬化性組成物層のべたつきが少ないため、同積層体をフィルムロールとして巻き取った場合に隣り合って接する積層体同士が貼り付くことが少なく、取扱いが容易である。また、本発明のハードコート形成用積層体を用いると、所望の成形体に対して容易に硬化性組成物層を形成することができる。
【0065】
本発明のハードコート形成用積層体の使用方法は、例えば、以下の通りである。
プラスチック製品を成形後に転写法によりハードコート層を形成する場合には、本発明のハードコート形成用積層体の硬化性組成物層をプラスチック成型品に圧着法等により密着させた後、プラスチックフィルムを剥離し、放射線を照射することにより、所望のプラスチック成型品の表面にハードコート層が形成される。
IMDによりハードコート層を形成する場合には、ハードコート形成用積層体を射出成型用金型の内部に保持し、射出成形と同時に硬化性組成物層をプラスチック成型品に接着した後、プラスチックフィルムを剥離することにより硬化性組成物層を成型品の表面に転写する。その後、放射線を照射することにより、所望のプラスチック成型品の表面にハードコート層が形成される。
IMLによりハードコート層を形成する場合には、ハードコート形成用積層体を射出成型用金型の内部に保持し、射出成形と同時にハードコート形成用積層体をプラスチック成型品に溶着する(ラミネートする)。このとき、ハードコート形成用積層体は、そのプラスチックフィルムを介してプラスチック成型品に溶着される。その後、放射線を照射することにより、所望のプラスチック成型品の表面にハードコート層が形成される。
【0066】
本発明の硬化性組成物層は、紫外線、電子線等の放射線を照射することにより硬化させることができる。なお、紫外線を用いる場合には、プラスチックフィルムの光透過率が紫外線吸収剤により低下している場合があるため、365nmの波長を含む波長領域の紫外線を用いることが好ましい。
放射線は、空気等の酸素を含有する雰囲気下又は窒素等の不活性ガスにより酸素を含有しない雰囲気下において、好ましくは0.1〜3J/cm、より好ましくは0.5〜2J/cmの照射量となるように照射される。
【0067】
本発明の積層体の用途としては、例えば、携帯電話、携帯情報端末、デスクトップ型コンピュータ用ディスプレイ、ノート型コンピュータ、車載用コンピュータ(カーナビゲーション用ディスプレイ等)、タッチパネル等の外装保護用や各種プラスチック部品の外装保護材等が例示できる。
【実施例】
【0068】
以下に本発明に関して実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。尚、特にことわらない限り、「%」は重量%を表し、「部」は重量部を表す。
【0069】
[製造例1 重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−1)の製造]
乾燥空気中、メルカプトプロピルトリメトキシシラン221部、ジブチル錫ジラウレート1部からなる溶液に対し、イソホロンジイソシアネート222部を攪拌しながら50℃で1時間かけて滴下後、70℃で3時間加熱攪拌した。これに新中村化学製NKエステルA−TMM−3LM−N(ペンタエリスリトールトリアクリレート60質量%とペンタエリスリトールテトラアクリレート40質量%とからなる。このうち、反応に関与するのは、水酸基を有するペンタエリスリトールトリアクリレートのみである。)549部を30℃で1時間かけて滴下後、60℃で10時間加熱攪拌することで重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−1)を得た。以上により、粒子変性剤(Bb−1)が773部得られたほか、反応に関与しなかったペンタエリスリトールテトラアクリレート220部が混在している。
【0070】
[製造例2 重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−2)の製造]
乾燥空気中、トリレンジイソシアネート10.864部、ジブチル錫ジラウレート0.08部を攪拌しながら40℃に保ちながら1時間かけてメルカプトプロピルトリメトキシシラン 部を滴下した。その後、水酸基とアクリロイル基を含有するポリシロキサン(チッソ株式会社製 商品名FM−0411)を76.795部滴下して、60℃で5時間攪拌することで、重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−2)を得た。
【0071】
[製造例3 シリカ粒子分散液の調製]
(i)メタノール分散コロイダルシリカの調製
固形分が20質量%、pHが2.7、BET法での比表面積が226m/g、メチルレッド吸着法により求めたシリカ粒子上のシラノール濃度が4.1×10−5モル/g、原子吸光法で求めた溶媒中の金属含量が、Naとして4.6ppm、Caとして0.013ppm、Kとして0.011ppmの水分散コロイダルシリカ(日産化学工業(株)製、商品名:スノーテックス−O)30kgをタンクに入れ、50℃に加熱し、循環流量50リットル/分、圧力1kg/cmで、限外濾過膜モジュール((株)トライテック製)及びアルミナ製限外濾過膜(日本碍子(株)製、商品名:セラミックUFエレメント、仕様:4mmφ、19穴、長さ1m、分画分子量=15万、膜面積=0.24m)を用いて濃縮を行った。0.5時間後、10kgの濾液を排出したところ、固形分は30質量%となった。濃縮開始前の平均透過流速(限外濾過膜の単位面積、単位時間あたりの膜透過質量)は90kg/m/時間であり、濃縮終了時は55kg/m/時間であった。動的光散乱法で求めた数平均粒子径は11nmと濃縮前後で変化しなかった。
【0072】
前述の工程終了後、メタノール14kgを加え、温度50℃、循環流量50リットル/分、圧力1kg/cmで前記限外濾過膜モジュール及び限外濾過膜を用いて濃縮を行い、14kgの濾液を排出する操作を6回繰り返すことで、固形分30質量%、カールフィッシャー法で求めた水分量が1.5質量%、動的光散乱法で求めた数平均粒子径が11nmのメタノール分散コロイダルシリカ20kgを調製した。6回の平均透過流速は60kg/m/時間、所要時間は6時間であった。得られたメタノール分散コロイダルシリカのBET法での比表面積は237m/g、メチルレッド吸着法により求めたシリカ粒子上のシラノール濃度は3.5×10−5モル/gであった。
【0073】
(ii)メチルエチルケトン分散疎水化コロイダルシリカの調製
(i)で調製したメタノール分散コロイダルシリカ20kgに、トリメチルメトキシシラン(東レダウコーニング(株)製)0.6kgを加え、60℃で3時間加熱攪拌した。動的光散乱法で求めた数平均粒子径は11nmであり、処理前と処理後で変化は見られなかった。得られたメタノール分散疎水化コロイダルシリカのBET法での比表面積は240m/g、メチルレッド吸着法により求めたシリカ粒子上のシラノール濃度は2.1×10−5モル/gであった。
【0074】
前述の工程終了後、メチルエチルケトン14kgを加え、温度50℃、循環流量50リットル/分、圧力1kg/cmで前記限外濾過膜を用いて濃縮を行い、14kgの濾液を排出する操作を5回繰り返すことで、固形分30質量%、カールフィッシャー法で求めた水分量が0.3質量%、ガスクロマトグラフィー(GC)で求めたメタノール量が3.2質量%、動的光散乱法で求めた数平均粒子径が11nmのメチルエチルケトン分散疎水化コロイダルシリカ(シリカ粒子分散液)20kgを調製した。5回の平均透過流速は70kg/m/時間、所要時間は4時間であった。得られたメチルエチルケトン分散コロイダルシリカのBET法での比表面積は230m/g、メチルレッド吸着法により求めたシリカ粒子上のシラノール濃度は1.8×10−5モル/gであった。また、原子吸光法で求めたメチルエチルケトン分散疎水化コロイダルシリカの溶媒中の金属含量はNaが0.05ppm、Ca、Kが0.001ppmと極めて微量であった。
【0075】
[製造例4 反応性シリカ粒子の製造]
製造例1で製造した重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−1)2.32部、製造例3で調製したシリカ粒子分散液(シリカ濃度32%)89.90部、イオン交換水0.12部、及びp−ヒドロキシフェニルモノメチルエーテル0.01部の混合液を、60℃、4時間攪拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.36部を添加し、さらに1時間同一温度で加熱攪拌することで反応性シリカ粒子を得た。この反応性シリカ粒子分散液をアルミ皿に2g秤量後、175℃のホットプレート上で1時間乾燥、秤量して固形分含量を求めたところ、30.7%であった。得られた反応性シリカ粒子をB−1とする。
【0076】
[製造例5 反応性シリカ粒子の製造]
製造例1で製造した重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−1)2.77部、製造例2で製造した重合性不飽和基を含む粒子変性剤(Bb−2)1.33部、製造例2で調製したシリカ粒子分散液(Ba)(シリカ濃度32%)90.2部、イオン交換水0.12部、及びp−ヒドロキシフェニルモノメチルエーテル0.01部の混合液を、60℃、4時間攪拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.33部を添加し、さらに1時間同一温度で加熱攪拌することで反応性シリカ粒子を得た。この反応性シリカ粒子分散液をアルミ皿に2g秤量後、175℃のホットプレート上で1時間乾燥、秤量して固形分含量を求めたところ、30.7%であった。得られた反応性シリカ粒子をB−2とする。
【0077】
合成例1:化合物(D−1)
【0078】
【化5】

(式中、R11は、各々独立に、水素原子又は下記式で表される基である。a+b+c=7である。)
【0079】
【化6】

【0080】
撹拌機を取り付けた3つ口フラスコに、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(吉富ファインケミカル社製、ヨシノックスBHT)0.013g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学製、NKエステル A−TMM−3LM−N)14.82g、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(住化バイエルウレタン社製、デスモジュールI)6.66g、及びメチルイソブチルケトン(三菱化学社製)50.00gを仕込み、そこにジラウリル酸ジオクチル錫(共同薬品社製、KS−1200−A)0.044gを添加した後、室温で2時間撹拌した。次いで、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(日本エマルジョン社製、EMALEX HC−7;HLB値6)28.47gを添加した。反応液を60℃まで昇温してHLB値が4の化合物(D−1)を得た。また、アクリル化反応はほぼ定量的に進行するため、仕込量から化合物(D−1)の水酸基と(メタ)アクリロイル基のモル比を決定した。
【0081】
表1に示す化合物を、表1に示す割合で使用した以外は合成例1と同様にして化合物(D−2)、(D−3)を得た。
【0082】
化合物(D−2)
【0083】
【化7】

【0084】
化合物(D−3)
【0085】
【化8】

【0086】
比較合成例1:化合物(G−1)
【0087】
【化9】

(式中、R11は、下記式で表される基である。a+b+c=7である。)
【0088】
【化10】

【0089】
表1に示す化合物を、表1に示す割合で使用した以外は合成例1と同様にして化合物(G−1)を得た。
【0090】
【表1】

【0091】
表1中に記載した化合物は下記の通りである。
HC−7:EMALEX HC−7、下記式で表される構造を有するポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、日本エマルジョン社製。
【0092】
【化11】

EMALEX HC−7(a+b+c=7)、HLB値:6
【0093】
GWIS−100EX:EMALEX GWIS−100EX、イソステアリン酸グリセリル(下記式で表される化合物)、日本エマルジョン社製、分子量:358.56、HLB値:6
【0094】
【化12】

【0095】
IPDI:デスモジュールI、住化バイエルウレタン社製、イソホロンジイソシアネート(下記式で表される化合物)、分子量:222.29
【0096】
【化13】

【0097】
カレンズMOI:昭和電工社製、メタクリロキシエチルイソシアネート(下記式で表される化合物)、分子量:155.15
【0098】
【化14】

【0099】
PETA:NKエステル A−TMM−3LM−N、新中村化学社製、ペンタエリスリトールトリアクリレート(下記式で表される化合物)、分子量:298.3
【0100】
【化15】

【0101】
BHT:ヨシノックスBHT、吉富ファインケミカル社製、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(下記式で表される化合物)、分子量:220
【0102】
【化16】

【0103】
KS−1200−A:共同薬品社製、ジラウリル酸ジオクチル錫
MIBK:メチルイソブチルケトン
【0104】
[実施例1〜7、比較例1〜4]
表2に記載の配合割合に従って、各成分を混合し、均一な組成物とした後、離型PETフィルム上に、該組成物を膜厚10μmになるように塗布して組成物層を形成した後、80℃で2分加熱することにより離型PETフィルム上に硬化性組成物層を調製した。各積層体について、下記の方法により評価した。
結果を表2に示す。なお、表2に示す各成分の配合量は質量部であり、(B)成分の配合量は分散媒を含まない粒子の乾燥質量である。
【0105】
(指紋視認性)
フィルムの裏面を黒打ちし、フィルム表面に指紋を付着させた。その後、フィルム表面の垂直上方より目視観察し、下記評価基準に従って評価した。
○:指紋が見え難い
×:指紋がはっきり見える
【0106】
(指紋拭き取り性試験)
フィルムの裏面を黒打ちし、フィルム表面に指紋を付着させた。その後、指紋をテッシュで拭き取り、下記評価基準に従って評価した。
○:拭き取れる。
△:拭き取りにくい。
×:拭き取れない。
【0107】
(耐擦傷性)
各積層体をガラス基板に転写し、高圧水銀灯を用いて空気下で照射量1.0J/cmの強度で紫外線を照射して硬化膜を作製した。スチールウール(ボンスターNo.0000、日本スチールウール(株)製)を学振型摩擦堅牢度試験機(AB−301、テスター産業(株)製)に取りつけ、硬化膜の表面を荷重900g/cmの条件で10回繰り返し擦過し、当該硬化膜の表面における傷の発生の有無を目視で確認し、目視で傷が確認できなかった場合を「A」、小さな傷が3本以下確認できた場合を「B」、大きな傷が確認できた場合を「C」と判定した。
【0108】
(タック性)
ハードコート形成用積層体を5枚重ねて1kg荷重をかけ、1時間後に剥離して積層体間の貼り付きがないかを目視にて判定した。硬化性組成物層が隣接する転写用フィルム積層体に付着していなかった場合を「○」、付着していた場合を「×」と判定した。
【0109】
【表2】

【0110】
なお、表2中の各化合物の名称等は以下のとおりである。
RA−311M:根上工業社製ウレタンアクリレートポリマー、質量平均分子量:50,000、ガラス転移温度:90℃
J−6822:根上工業社製ウレタンアクリレートポリマー、質量平均分子量:7,800、ガラス転移温度:45℃
Irg184:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製IRGACURE184
DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、日本化薬社製KAYARAD DPHA
B−1:製造例4で製造したエチレン性不飽和基を有するシリカ粒子
B−2:製造例5で製造したエチレン性不飽和基を有するシリカ粒子
D−1:合成例1で合成した脂肪酸エステル系界面活性剤
D−2:合成例2で合成した脂肪酸エステル系界面活性剤
D−3:合成例3で合成した脂肪酸エステル系界面活性剤
G−1:比較合成例1で合成した脂肪酸エステル系界面活性剤
【0111】
表2の結果から、実施例の硬化膜は指紋視認性、指紋拭き取り性、耐擦傷性、タック性のいずれにも優れていることがわかる。これに対して、脂肪酸エステル系界面活性剤を添加しない比較例1では、指紋視認性、指紋拭き取り性に劣っている。またすべての水酸基を(メタ)アクリル化した脂肪酸エステル系界面活性剤を用いた比較例4では、耐擦傷性に劣っている。
【産業上の利用可能性】
【0112】
本発明のハードコート形成用積層体は、タックが少なく、また、耐摩耗性に優れたハードコートが得られるため、電気機器等の外装の保護層用として好適に使用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラスチックフィルムの少なくとも一面に、直接または他の層を介して硬化性組成物層が形成された積層体であって、
前記硬化性組成物層を形成する硬化性組成物が、該硬化性組成物を構成する成分の全量を100質量%として、
(A)分子内にエチレン性不飽和基を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した質量平均分子量が3,000〜200,000であり、かつガラス転移温度が30℃以上である化合物を10〜70質量%、
(B)エチレン性不飽和基を有する無機酸化物粒子を5〜80質量%、
(C)光重合開始剤を0.1〜10質量%、
(D)水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する、HLB値が2〜15の範囲内である脂肪酸エステル系界面活性剤を0.1〜30質量%、および
(E)エチレン性不飽和基を有する(A)成分、(B)成分、および(D)成分以外の化合物を0〜25質量%
含有し、前記(D)成分および前記(E)成分の合計が30質量%以下である、ハードコート形成用積層体。
【請求項2】
前記(A)成分が、ガラス転移温度が30℃以上のポリ(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項3】
前記成分(D)のHLB値が2〜12の範囲内である請求項1と請求項2のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項4】
前記成分(D)が有する水酸基と(メタ)アクリロイル基のモル比が、水酸基:(メタ)アクリロイル基=1:6〜3:1の範囲内である請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
【請求項5】
前記成分(D)が、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数8〜30の1価又は2価の炭化水素基を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項6】
化合物前記成分(D)が、水酸基を有するが(メタ)アクリロイル基を有していない脂肪酸エステル系界面活性剤が有する水酸基を(メタ)アクリロイル基を有する化合物と反応させることによって得られる化合物である請求項1〜5のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項7】
請求項6に記載の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が、イソシアネート基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物である請求項6に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項8】
前記プラスチックフィルムが、剥離性を有するフィルムである請求項1〜7のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項9】
前記プラスチックフィルムが、易接着処理を行ったフィルムである請求項1〜8のいずれか1項に記載のハードコート形成用積層体。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれか1項に記載の積層体のフィルムロール。
【請求項11】
(A)分子内にエチレン性不飽和基を有し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定した質量平均分子量が3,000〜200,000であり、かつガラス転移温度が30℃以上である化合物、
(B)エチレン性不飽和基を有する無機酸化物粒子、
(C)光重合開始剤、
(D)水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する、HLB値が2〜15の範囲内である脂肪酸エステル系界面活性剤、
(E)エチレン性不飽和基を有する(A)成分、(B)成分、および(D)成分以外の化合物、および、
有機溶剤を含有し、
有機溶剤を除く成分の合計を100質量%として、(A)成分を10〜70質量%、(B)成分を5〜80質量%、(C)成分を0.1〜10質量%、(D)成分を0.1〜30質量%、(E)成分を0〜25質量%含有し、
かつ、(D)成分および(E)成分の含有量の合計が30質量%以下である、ハードコート形成用硬化性組成物溶液。
【請求項12】
請求項1に記載の硬化性組成物層を硬化させてなる硬化膜。

【公開番号】特開2012−148484(P2012−148484A)
【公開日】平成24年8月9日(2012.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−9036(P2011−9036)
【出願日】平成23年1月19日(2011.1.19)
【出願人】(000004178)JSR株式会社 (3,320)
【Fターム(参考)】