特許第6874828号(P6874828)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6874828硬化性組成物、その製造方法、及びそれを用いた物品
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6874828
(24)【登録日】2021年4月26日
(45)【発行日】2021年5月19日
(54)【発明の名称】硬化性組成物、その製造方法、及びそれを用いた物品
(51)【国際特許分類】
   C08F 299/02 20060101AFI20210510BHJP
   C08G 18/67 20060101ALI20210510BHJP
   C08G 18/50 20060101ALI20210510BHJP
   C09D 201/04 20060101ALI20210510BHJP
   C09D 201/06 20060101ALI20210510BHJP
   C09D 175/08 20060101ALI20210510BHJP
【FI】
   C08F299/02
   C08G18/67 010
   C08G18/50 003
   C09D201/04
   C09D201/06
   C09D175/08
【請求項の数】11
【全頁数】77
(21)【出願番号】特願2019-509377(P2019-509377)
(86)(22)【出願日】2018年3月30日
(86)【国際出願番号】JP2018013721
(87)【国際公開番号】WO2018181936
(87)【国際公開日】20181004
【審査請求日】2019年4月19日
(31)【優先権主張番号】特願2017-72445(P2017-72445)
(32)【優先日】2017年3月31日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二
(74)【代理人】
【識別番号】100132252
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 環
(72)【発明者】
【氏名】山下 恒雄
(72)【発明者】
【氏名】阪本 英司
(72)【発明者】
【氏名】新居 沙弥
(72)【発明者】
【氏名】坂下 浩敏
【審査官】 佐藤 のぞみ
(56)【参考文献】
【文献】 特開2018−059047(JP,A)
【文献】 特表2015−502985(JP,A)
【文献】 特開2016−027170(JP,A)
【文献】 国際公開第2003/002628(WO,A1)
【文献】 国際公開第2010/147142(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 290/00−290/14
C08F 299/00−299/08
C08G 18/00−18/87
C09D
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1種のパーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む組成物であって、
ゲル浸透クロマトグラフィー測定における分子量分布曲線において、
M2/M1≦3.0
[式中、M1は、メインピークを与える分子量であり、
M2は、M1よりも高分子量側において、前記メインピークの強度の25%の強度を示す分子量である。]
を満たす、組成物であり、
前記硬化性部位は、炭素−炭素二重結合を有する基であり、
前記少なくとも1種のパーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物は、ジイソシアネートの多量体と、活性水素とパーフルオロポリエーテル基を有する化合物と、活性水素と炭素−炭素二重結合を有するモノマーとを反応させて得られた化合物である、組成物。
【請求項2】
ゲル浸透クロマトグラフィー測定における分子量分布曲線において、
0.45≦M3/M1<1.0
[式中、M1は、メインピークを与える分子量であり、
M3は、M1よりも低分子量側において、前記メインピークの強度の25%の強度を示す分子量である。]
をさらに満たす、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物は、トリイソシアネート構造を有する化合物を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項4】
前記パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物は、イソシアヌレート型ポリイソシアネート構造を有する化合物を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項5】
パーフルオロポリエーテル基は、
−(OC12−(OC10−(OC−(OC−(OC−(OCF
を表し、ここに、a、b、c、d、e及びfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、e及びfの和は少なくとも1であり、a、b、c、d、e又はfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物を含む硬化性組成物。
【請求項7】
触媒、含フッ素オイル、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマー、有機溶媒、活性エネルギー線硬化開始剤、光酸発生剤、界面活性剤、重合禁止剤、及び増感剤からなる群より選ばれる少なくとも1つをさらに含む、請求項6に記載の硬化性組成物。
【請求項8】
イソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物及び活性水素を有する化合物を含む組成物を混合し、化合物(a)及び活性水素を有する化合物を反応させ、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を形成し、上記パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む反応組成物と、溶媒とを混合し、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む沈殿物を形成し、形成された沈殿物を分離する工程、を含み、
溶媒として、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物が実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒を用いる、硬化性組成物の製造方法であり、
前記イソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物は、該組成物に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるトリイソシアネートを、60質量%以上、九量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを、5質量%以下含み、
前記活性水素を有する化合物は、活性水素とパーフルオロポリエーテル基を有する化合物、および、活性水素と炭素−炭素二重結合を有するモノマーであり
前記硬化性部位は、炭素−炭素二重結合を有する基である、硬化性組成物の製造方法。
【請求項9】
イソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物及び活性水素を有する化合物を含む組成物を混合し、化合物(a)及び活性水素を有する化合物を反応させ、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む反応組成物を形成する工程を含み、
化合物(a)を含む組成物は、イソシアヌレート型ポリイソシアネートを含み、化合物(a)を含む組成物全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるトリイソシアネートを60質量%以上、九量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを、5質量%以下含む、硬化性組成物の製造方法であり、
前記活性水素を有する化合物は、活性水素とパーフルオロポリエーテル基を有する化合物、および、活性水素と炭素−炭素二重結合を有するモノマーであり、
前記硬化性部位は、炭素−炭素二重結合を有する基である、硬化性組成物の製造方法。
【請求項10】
反応組成物と溶媒とを混合し、沈殿物を形成し、形成された沈殿物を分離する工程、をさらに含む、請求項9に記載の硬化性組成物の製造方法。
【請求項11】
基材と、前記基材の表面に、請求項6又は7に記載の硬化性組成物により形成された表面処理層とを有する物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、硬化性組成物、その製造方法、及びそれを用いた物品に関する。
【背景技術】
【0002】
含フッ素化合物、特にパーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む組成物を基材の表面処理に用いると、優れた撥水性、撥油性、防汚性等を有する表面処理層が形成できることが知られている。例えば、特許文献1には、(a)ジイソシアネートを3量体化させたトリイソシアネート、及び(b)少なくとも2種の活性水素含有化合物の組み合わせからなる炭素−炭素二重結合含有組成物であって、成分(b)が、(b−1)1つの活性水素を有するパーフルオロポリエーテル、及び(b−2)活性水素と炭素−炭素二重結合を有するモノマーを含んでなる組成物を反応させた表面処理剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2003/002628号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような表面処理剤を用いて形成される表面処理層には、優れた撥水性、撥油性、防汚性等を有すると共に、透明であることが求められる。しかし、上記のような表面処理剤を用いた場合に、形成された表面処理層が白濁する場合があることが分かった。本発明者等が鋭意検討した結果、上記のような表面処理層の白濁は、表面処理剤に含まれる硬化性組成物が高分子量化合物を多く含む場合に生じることが分かった。
【0005】
本発明は、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む組成物において、高分子量化合物の含有率が低減された組成物を提供することを目的とする。本発明は、この組成物を含む硬化性組成物を提供することを目的とする。本発明は、この硬化性組成物の製造に適した製造方法を提供することを目的とする。本発明は、さらに、この硬化性組成物を用いた物品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】
【0006】
本発明の第1の要旨によれば、
少なくとも1種のパーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む組成物であって、
ゲル浸透クロマトグラフィー測定における分子量分布曲線において、
M2/M1≦3.5
[式中、M1は、メインピークを与える分子量であり、
M2は、M1よりも高分子量側において、前記メインピークの強度の25%の強度を示す分子量である。]
を満たす、組成物、が提供される。
【0007】
本発明の第2の要旨によれば、上記組成物を含む硬化性組成物、が提供される。
【0008】
本発明の第3の要旨によれば、
イソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物及び活性水素を有する化合物を含む組成物を混合し、化合物(a)及び活性水素を有する化合物を反応させ、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を形成し、上記パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む反応組成物と、溶媒とを混合し、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む沈殿物を形成し、形成された沈殿物を分離する工程、を含み、
溶媒として、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物が実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒を用いる、硬化性組成物の製造方法、が提供される。
【0009】
本発明の第4の要旨によれば、
イソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物及び活性水素を有する化合物を含む組成物を混合し、化合物(a)及び活性水素を有する化合物を反応させ、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む反応組成物を形成する工程を含み、
化合物(a)を含む組成物は、イソシアヌレート型ポリイソシアネートを含み、化合物(a)を含む組成物全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるトリイソシアネートを60質量%以上含む、硬化性組成物の製造方法、が提供される。
【0010】
本発明の第5の要旨によれば、基材と、前記基材の表面に、上記硬化性組成物により形成された表面処理層とを有する物品、が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によると、白濁の生じにくい表面処理層の形成に適した硬化性組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて得られた合成例3で得られた組成物Xの分子量分布曲線を示す図。
図2】GPCを用いて得られた合成例6で得られた組成物Xの分子量分布曲線を示す図。
図3】GPCを用いて得られた合成例1で得られた組成物Xの分子量分布曲線を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明について説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【0014】
[組成物α]
本発明の組成物(以下、組成物α、と記載することがある)は、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(以下、成分βと記載することがある)を含んで成る。
【0015】
一の態様において、上記パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物の数平均分子量は、1000以上である。上記数平均分子量の上限値は、例えば、30000である。上記数平均分子量は、GPCにより測定することができ、または、19F−NMRの積分値より計算により求めることができる。GPCの測定は、後述する組成物αの分析に用いた条件と同様の条件で行うことができる。
【0016】
組成物αは、組成物α全体に対し、成分βを100質量%含むことが好ましく、99%以下含むことがより好ましい。
【0017】
組成物αは、実質的に成分β、成分βの原料及び不純物であってもよく、好ましくは実質的に成分β及び成分βの原料からなる。実質的に成分β及び成分βの原料からなるとは、成分β及び成分βの原料以外の化合物を全く含まない、又はごく微量の成分β及び成分βの原料以外の化合物を含んでいてもよいことを意味する。実質的に成分β、成分βの原料及び不純物からなるとは、成分β、成分βの原料及び不純物以外の化合物を全く含まない、又はごく微量の成分β、成分βの原料及び不純物以外の化合物を含んでいてもよいことを意味する。上記不純物としては、例えば、F−(PFPE)−CFを挙げることができる。PFPEは、後述するパーフルオロポリエーテル基を表す。
【0018】
硬化性部位とは、特に限定されるものではないが、例えば、アリル基、ケイヒ酸基、ソルビン酸基、置換アクリロイル基及びメタクリロイル基(以下、アクリロイル基及びメタクリロイル基を合わせて、「(メタ)アクリロイル基」とも言う。)が挙げられる。
【0019】
好ましい硬化性部位は、コーティングの対象の材料によって異なり、例えば、当該材料が非晶質の合成樹脂(例、アクリル樹脂)である場合、当該「硬化性部位」としては、好ましくは、アリル基、ケイヒ酸基、ソルビン酸基、又はCH=CX−C(O)−(式中、Xは、水素原子、塩素原子、フッ素原子又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す)(例えば、(メタ)アクリロイル基)であり、より好ましくは、アクリロイル基及びメタクリロイル基である。
【0020】
パーフルオロポリエーテル基(以下、PFPEと称することがある)は、以下の式:
−(OC12−(OC10−(OC−(OC−(OC−(OCF
で表される基である。式中、a、b、c、d、e及びfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、e及びfの和は少なくとも1である。好ましくは、a、b、c、d、e及びfは、それぞれ独立して、0以上100以下の整数である。好ましくは、a、b、c、d、e及びfの和は5以上であり、より好ましくは10以上、例えば10以上100以下である。a、b、c、d、e又はfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
【0021】
これら繰り返し単位は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは直鎖状である。例えば、−(OC12)−は、−(OCFCFCFCFCFCF)−、−(OCF(CF)CFCFCFCF)−、−(OCFCF(CF)CFCFCF)−、−(OCFCFCF(CF)CFCF)−、−(OCFCFCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCFCFCF(CF))−等であってもよいが、好ましくは−(OCFCFCFCFCFCF)−である。−(OC10)−は、−(OCFCFCFCFCF)−、−(OCF(CF)CFCFCF)−、−(OCFCF(CF)CFCF)−、−(OCFCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCFCF(CF))−等であってもよいが、好ましくは−(OCFCFCFCFCF)−である。−(OC)−は、−(OCFCFCFCF)−、−(OCF(CF)CFCF)−、−(OCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCF(CF))−、−(OC(CFCF)−、−(OCFC(CF)−、−(OCF(CF)CF(CF))−、−(OCF(C)CF)−及び(OCFCF(C))−のいずれであってもよいが、好ましくは−(OCFCFCFCF)−である。−(OC)−は、−(OCFCFCF)−、−(OCF(CF)CF)−及び(OCFCF(CF))−のいずれであってもよいが、好ましくは−(OCFCFCF)−である。また、−(OC)−は、−(OCFCF)−及び(OCF(CF))−のいずれであってもよいが、好ましくは−(OCFCF)−である。
【0022】
一の態様において、上記PFPEは、−(OC−(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)である。好ましくは、PFPEは、−(OCFCFCF−(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)又は(OCF(CF)CF−(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)である。より好ましくは、PFPEは、−(OCFCFCF−(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)である。
【0023】
別の態様において、PFPEは、−(OC−(OC−(OC−(OCF−(式中、c及びdは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、e及びfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、c、d、e及びfの和は少なくとも5以上、好ましくは10以上であり、添字c、d、e又はfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)である。好ましくは、PFPEは、−(OCFCFCFCF−(OCFCFCF−(OCFCF−(OCF−である。一の態様において、PFPEは、−(OC−(OCF−(式中、e及びfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、添字e又はfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)であってもよい。
【0024】
一の態様において、PFPEは、−(OC−(OCF−(式中、eおよびfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、添字eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)であってもよい。
【0025】
PFPEにおいて、fに対するeの比(以下、「e/f比」という)は、0.1以上10以下であり、好ましくは0.2以上5.0以下であり、より好ましくは0.2以上2.0以下であり、さらに好ましくは0.2以上1.5以下である。e/f比を上記範囲にすることにより、この化合物から得られる硬化物の撥水性、撥油性、および耐ケミカル性(例えば、塩水、酸又は塩基性水溶液、アセトン、オレイン酸又はヘキサンに対する耐久性)がより向上し得る。e/f比がより小さいほど、上記硬化物の撥水性、撥油性、耐ケミカル性より向上する。一方、e/f比を0.1以上にすることにより、化合物の安定性をより高めることができる。e/f比がより大きいほど、化合物の安定性はより向上する。
【0026】
さらに別の態様において、PFPEは、−(R−R−で表される基である。式中、Rは、OCF又はOCであり、好ましくはOCである。式中、Rは、OC、OC、OC、OC10及びOC12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2又は3つの基の組み合わせである。好ましくは、Rは、OC、OC及びOCから選択される基であるか、OC、OC、OC10及びOC12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2又は3つの基の組み合わせである。OC、OC及びOCから独立して選択される2又は3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、及びOCOCOC−等が挙げられる。上記jは、2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、100以下、好ましくは50以下の整数である。上記式中、OC、OC、OC、OC10及びOC12は、直鎖又は分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、PFPEは、好ましくは、−(OC−OC−又は(OC−OC−である。
【0027】
一の態様において、PFPEは、各出現において独立して、
−(OC12−(OC10−(OC−(OC−(OC−(OCF
で表される基であり、かつ、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有し得る。すなわち、本態様において、上記PFPEは、少なくとも1のCF末端(具体的には、−CF、−C等、より具体的には−CF)を有する。
【0028】
本態様において、上記式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して、0以上100以下の整数である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は5以上であり、より好ましくは10以上である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は200以下であり、より好ましくは100以下であり、例えば10以上200以下であり、より具体的には10以上100以下である。また、a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
【0029】
本態様において、PFPE中、分岐構造を少なくとも5有することが好ましく、10有することがより好ましく、20有することが特に好ましい。
【0030】
本態様において、PFPE構造中、繰り返し単位数の合計数(例えば、上記a、b、c、d、eおよびfの和)100に対して、分岐構造を有する繰り返し単位の数は40以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましく、80以上であることが特に好ましい。PFPE構造中、繰り返し単位数の合計数100に対して、分岐構造を有する繰り返し単位の数は100以下であってもよく、例えば90以下であってもよい。
【0031】
本態様において、PFPE構造中、繰り返し単位数の合計数100に対して、分岐構造を有する繰り返し単位の数は、40〜100の範囲にあることが好ましく、60〜100の範囲にあることがより好ましく、80〜100の範囲にあることが特に好ましい。
【0032】
本態様において、上記分岐構造における分岐鎖としては、例えばCFを挙げることができる。
【0033】
本態様において、分岐構造を有する繰り返し単位としては、例えば、−(OC12)−としては、−(OCF(CF)CFCFCFCF)−、−(OCFCF(CF)CFCFCF)−、−(OCFCFCF(CF)CFCF)−、−(OCFCFCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCFCFCF(CF))−等を挙げることができる。−(OC10)−としては、−(OCF(CF)CFCFCF)−、−(OCFCF(CF)CFCF)−、−(OCFCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCFCF(CF))−等を挙げることができる。−(OC)−としては、−(OCF(CF)CFCF)−、−(OCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCF(CF))−、−(OC(CFCF)−、−(OCFC(CF)−、−(OCF(CF)CF(CF))−、−(OCF(C)CF)−および−(OCFCF(C))−を挙げることができる。−(OC)−としては、−(OCF(CF)CF)−および−(OCFCF(CF))−を挙げることができる。−(OC)−としては、−(OCF(CF))−を挙げることができる。
【0034】
本態様において、上記PFPEは、分岐構造を有する繰り返し単位とともに、直鎖状の繰り返し単位を含み得る。直鎖状の繰り返し単位としては、−(OCFCFCFCFCFCF)−、−(OCFCFCFCFCF)−、−(OCFCFCFCF)−、−(OCFCFCF)−、−(OCFCF)−を挙げることができる。
【0035】
本態様において、好ましくは、上記PFPE中、繰り返し単位−(OC12)−、−(OC10)−、−(OC)−、および−(OC)−が分岐構造を有する。
【0036】
本態様において、より好ましくは、上記PFPEは、分岐構造の繰り返し単位OC12、OC10、OC、およびOCからなる。
【0037】
一の態様において、上記PFPEは、−(OC−(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)であり、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有する。
【0038】
本態様において、PFPEは、さらに、直鎖状の繰り返し単位−(OCFCFCF)−を含んでいてもよい。
【0039】
上記態様において、上記PFPEは、分岐構造の繰り返し単位OCからなることが好ましい。上記PFPEは、式:−(OCFCF(CF))で表されることがより好ましい。上記式中、dは1以上200以下であり、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である。
【0040】
別の態様において、PFPEは、−(OC−(OC−(OC−(OCF−(式中、cおよびdは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、eおよびfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、c、d、eおよびfの和は少なくとも5以上、好ましくは10以上であり、添字c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)であり、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有する。
【0041】
さらに別の態様において、PFPEは、−(R−R−で表される基であり、PFPE中少なくとも1の分岐構造を有する。式中、Rは、OCFまたはOCであり、好ましくはOCである。式中、Rは、OC、OC、OC、OC10およびOC12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。好ましくは、Rは、OC、OCおよびOCから選択される基であるか、OC、OC、OC10およびOC12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC、OCおよびOCから独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、−OCOCOC−、および−OCOCOC−等が挙げられる。上記jは、2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、100以下、好ましくは50以下の整数である。上記式中、OC、OC、OC、OC10およびOC12は、分岐構造を有することが好ましい。
【0042】
より好ましくは、上記態様において、PFPEは、分岐構造の繰り返し単位OC12、OC10、OC、およびOCからなる。
【0043】
好ましい態様において、上記パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物は、ポリイソシアネート構造(例えば、トリイソシアネート構造)を有する化合物である。本明細書において、「ポリイソシアネート構造」とは、−NCO基に由来する構造、例えば−NHCO−を複数有する構造を意味する。上記ポリイソシアネート構造を有する化合物は、組成物αの主成分として含まれることが好ましい。
【0044】
ポリイソシアネート構造を有する化合物としては、(a)イソシアネート基(−NCO基)を有する化合物及び(b)活性水素を有する化合物を反応させて得られる化合物を挙げることができる。
【0045】
[(A)イソシアネート基(−NCO基)を有する化合物を含む組成物]
イソシアネート基(−NCO基)を有する化合物(化合物(a))は、1種で用いてもよく、又は複数を組み合わせて用いてもよい。すなわち、化合物(a)は、1種又は2種以上の化合物(a)を含む組成物(以下、組成物(A)と記載することがある)として用いることができる。
【0046】
化合物(a)であるイソシアネート基を有する化合物は、例えば、ポリイソシアネートを挙げることができる。本明細書において、ポリイソシアネートとは、分子内にイソシアネート基を2個以上有する化合物を意味する。化合物(a)は、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるポリイソシアネートであってもよい。かかるジイソシアネートを三量体化することにより得られるポリイソシアネートは、トリイソシアネートであり得る。ジイソシアネートの三量体であるポリイソシアネートは、これらが重合した重合体として存在してもよい。
【0047】
ジイソシアネートとしては、特に限定されないが、トリメチ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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等のイソシアネート基が脂肪族基に結合したジイソシアネート;トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等のイソシアネート基が芳香族基に結合したジイソシアネートが挙げられる。
【0048】
具体的なポリイソシアネートとしては、特に限定するものではないが、下記の構造を有する化合物が挙げられる。
【0049】
【化1】
【0050】
これらのポリイソシアネートは重合体として存在してもよく、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型ポリイソシアネートである場合、下記構造を有する重合体を有していてもよい。
【0051】
【化2】
【0052】
好ましい実施形態において、化合物(a)は、イソシアヌレート型ポリイソシアネートである。
【0053】
上記イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、これらが重合した重合体であってもよい。イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、イソシアヌレート環を1つのみ有する単環式化合物であってもよく、又はこの単環式化合物が重合して得られる多環式化合物であってもよい。
【0054】
一の態様において、組成物(A)は、イソシアヌレート環を1つのみ有する単環式化合物(化合物(a))を含む混合物である。
【0055】
別の態様において、組成物(A)は、イソシアヌレート型ポリイソシアネートである化合物(a)を含む。イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、例えば、トリイソシアネートであってもよく、具体的には、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるトリイソシアネートであってもよい。
【0056】
本態様において、組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるトリイソシアネートを、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、さらにより好ましくは65質量%以上含んでいてもよい。上記組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを二〜五量体化することにより得られるポリイソシアネートを、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、さらにより好ましくは85質量%以上含む。ジイソシアネートを二〜五量体化することにより得られるポリイソシアネートの含有量の上限は、特に限定されないが、組成物(A)全体に対し、例えば99質量%以下、又は95質量%以下であり得る。上記組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを七量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらにより好ましくは10質量%以下含む。上記組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを九量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらにより好ましくは5質量%以下含む。なお、上記ジイソシアネートの組成は、JIS K 7301−1995、JIS K1603−1:2007、JIS K1603−4:2010、JIS K 6806:2003に準拠して測定、又はFT−IR法によって分析することができる。
【0057】
例えば、上記組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるポリイソシアネートを50質量%以上、ジイソシアネートを二〜五量体化することにより得られるポリイソシアネートを60質量%以上、七量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを40質量%以下含み得、より具体的には、九量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを25質量%以下含み得る。特に、上記組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるポリイソシアネートを60質量%以上、ジイソシアネートを二〜五量体化することにより得られるポリイソシアネートを80質量%以上、七量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを10質量%以下含み得、より具体的には、九量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを5質量%以下含んでいてもよい。より具体的には、上記組成物(A)は、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるポリイソシアネートを65質量%以上、ジイソシアネートを二〜五量体化することにより得られるポリイソシアネートを85質量%以上、七量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを10質量%以下含み得、より具体的には、九量体化以上することにより得られるポリイソシアネートを5質量%以下含んでいてもよい。
【0058】
かかる組成物(A)は、例えば、スミジュール(登録商標)N3300(住化コベストロウレタン株式会社製)、デスモジュール(登録商標)N3600(住化コベストロウレタン株式会社製)、デスモジュールT、L、IL、HLシリーズ(住化コベストロウレタン株式会社製)、デスモジュール(登録商標)2460M(住化コベストロウレタン株式会社製)、スミジュール(登録商標)44シリーズ(住化コベストロウレタン株式会社製)、SBUイソシアネートシリーズ(住化コベストロウレタン株式会社製)、デスモジュール(登録商標)E、Mシリーズ(住化コベストロウレタン株式会社製)、スミジュールHT(住化コベストロウレタン株式会社製)、デスモジュールNシリーズ(住化コベストロウレタン株式会社製)、デスモジュールZ4470シリーズ(住化コベストロウレタン株式会社製)、デュラネートTPA−100(旭化成株式会社製)、デュラネートTKA−100(旭化成株式会社製)、デュラネート24A−100(旭化成株式会社製)、デュラネート22A−75P(旭化成株式会社製)、デュラネートP301−75E(旭化成株式会社製)として市販されている。
【0059】
上記組成物(A)に含まれるイソシアネート基の含有率は、組成物(A)全体に対し、例えば、5質量%以上、10質量%以上、具体的には20質量%以上である。イソシアネート基の含有率の上限値は、例えば60質量%以下、50質量%以下である。イソシアネート基の含有率は、例えば、JIS K 7301−1995、JIS K1603−4:2010又はJIS K 6806:2003に準拠して測定、又はFT−IR法によって分析できる。
【0060】
上記組成物(A)の25℃における粘度は、3000mPa・s以下であることが好ましく、2800mPa・s以下であることがより好ましく、2000mPa・s以下であることがさらに好ましく、1500mPa・s以下であることが特に好ましい。上記粘度の下限値は、特に限定されないが、例えば1mPa・s以上であり、具体的には3mPa・s以上である。上記粘度は、組成物(A)を20質量%、溶剤であるゼオローラHを50質量%およびプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を30質量%含む溶液を用い、B型粘度計、例えば東機産業株式会社TV−10型粘度計を用いて25℃で測定することができる。上記数値は、JIS Z8803:2011に準拠して測定した値である。
【0061】
[(B)活性水素を有する化合物を含む組成物]
活性水素を有する化合物を含む組成物(以下、組成物(B)と記載することがある)について説明する。
【0062】
組成物(B)は、下記の2成分:
(b1)活性水素とパーフルオロポリエーテル基とを有する化合物、及び
(b2)活性水素と炭素−炭素二重結合とを含むモノマー、
を含むことが好ましい。組成物(B)は、さらに(b3)他の活性水素を有する化合物を含むことがより好ましい。
【0063】
本明細書において「活性水素」とは、イソシアネート基にプロトンとして供与され得る水素原子を意味する。活性水素を含有する基は、例えば、−OH基、−C(=O)H基、−SH基、−SOH基、−SOH基、−SOH基、−NH基、−NH−基又は−SiH基等が挙げられる。例えば、組成物(B)に含まれる活性水素が−OH基の場合、化合物(a)と化合物(b1)及び(b2)(又は化合物(b1)〜(b3))とが反応すると、ウレタン結合が形成される。
【0064】
組成物(B)と組成物(A)とは、組成物(B)中の活性水素のモル数が、組成物(A)中のイソシアネート基のモル数と等しいことが好ましい。例えば、組成物(B)の有する活性水素を有する官能基が1つである場合、組成物(B)に含まれる化合物(b1)及び(b2)(又は化合物(b1)〜(b3))のモル数と化合物(a)中のイソシアネート基のモル数とが等しくなることが好ましい。
【0065】
[(b1)活性水素とパーフルオロポリエーテル基とを有する化合物]
化合物(b1)は、1種を用いてもよく、又は複数を組み合わせて用いてもよい。化合物(b1)は、活性水素とパーフルオロポリエーテル基とを含む化合物であり、例えば、パーフルオロポリエーテル基に加えて、1つの分子末端に1つの活性水素を含有する基、例えば水酸基を有する化合物であり得る。化合物(b1)は、活性水素とパーフルオロポリエーテル基とを含む化合物であり、例えば、パーフルオロポリエーテル基に加えて、2つの分子末端のそれぞれに1つの活性水素を含有する基、例えば水酸基を有する化合物であり得る。化合部(b1)は、より好ましくは、パーフルオロポリエーテル基に加えて、1つの分子末端に1つの活性水素を含有する基、例えば水酸基を有する化合物である。パーフルオロポリエーテル基については上記したため、重複する記載は省略する。
【0066】
化合物(b1)は、特に限定されないが、500〜12,000、好ましくは1,000〜10,000、より好ましくは1,500〜8,000の数平均分子量を有する。なお、上記数平均分子量は、19F−NMRにより測定される値とする。
【0067】
好ましくは、化合物(b1)は、以下の一般式(b1−i)及び(b1−ii)のいずれか:
Rf−PFPE−R−CHOH (b1−i)
HOCH−R−PFPE−R−CHOH (b1−ii)
で表される少なくとも1種の化合物であり得る。ここで、PFPEは、上記したとおりである。
【0068】
上記式(b1−i)及び(b1−ii)中、Rfは、1個又はそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1〜16の(例えば、直鎖又は分枝鎖の)アルキル基を表し、好ましくは、1個又はそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1〜3の直鎖又は分枝鎖のアルキル基である。好ましくは、Rfは直鎖である。また、好ましくは、上記1個又はそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよいアルキル基は、末端炭素原子がCFH−であり他のすべての炭素原子がフッ素により全置換されているフルオロアルキル基又はパーフルオロアルキル基であり、より好ましくはパーフルオロアルキル基であり、具体的には−CF、−CFCF、又は−CFCFCFである。
【0069】
上記式(b1−i)及び(b1−ii)中、Rは、それぞれ独立して、以下の式:
−(Y)f’−(CF−(CH
で表される基である。この式中、Yは二価の極性基である。この二価の極性基の例としては、特に限定されないが、−COO−、−OCO−、−CONH−、−OCHCH(OH)CH−、−CHCH(OH)CHO−、−COS−、−SCO−、−O−、等が挙げられ、好ましくは−COO−、−CONH−、−CHCH(OH)CHO−、−O−である。またこの式中、f’、g及びhは、それぞれ独立して、0〜50、好ましくは0〜20、例えば1〜20の整数であって、f’、g及びhの和は少なくとも1、好ましくは1〜10である。f’、g及びhは0〜2の整数であることが一層好ましく、f’=0又は1、g=2、h=0又は1であることがより一層好ましい。また、添字f’、g及びhを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。
【0070】
好ましい態様において、化合物(b1)は、化合物(b1)全体に対し式(b1−i)で表される化合物を25〜100質量%含む。化合物(b1)は、より好ましくは、式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まない。式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まないとは、式(b1−ii)で表される化合物を全く含まない、又はごく微量の式(b1−ii)で表される化合物を含んでいてもよいことを意味する。例えば、式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まない化合物(b1)のおける化合物(b1)全体に対する式(b1−ii)で表される化合物の含有率は、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは100ppm以下、特に好ましくは0質量ppmであり得る。式(b1−ii)で表される化合物の含有率は、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)(例えば逆相HPLC)またはNMR(例えば19F−NMR)によって測定することができる。
【0071】
化合物(b1)中の式(b1−ii)で表される化合物の含有率を少なくすることにより、1つの式(b1−ii)で表される化合物が、2つの化合物(a)に結合する構造(例えば架橋構造)の含有率を抑制することができ、成分βの分子量が過度に高くなることを抑制し得る。
【0072】
[(b2)活性水素と炭素−炭素二重結合とを含むモノマー]
化合物(b2)は、1種又は複数を組み合わせて用いてもよい。活性水素と炭素−炭素二重結合を有するモノマー(b2)は、活性水素、特に水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル又はビニルモノマーであることが好ましい。モノマー(b2)の具体例としては、
HO(CHCHOCO(R12)C=CH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、i=1〜10)、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;
CHCH(OH)CHOCO(R12)C=CH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;
CHCHCH(OH)CHOCO(R12)C=CH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;
OCHCH(OH)CHOCO(R12)C=CH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート;
HOCHC(CHOCO(R12)C=CH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート;
C(CHOCO(R12)C=CHCHOCHC(CHOCO(R12)C=CHCHOH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、ジペンタエリスリトールポリアクリレート;
HOCHCHOCOCCOOCHCHOCO(R12)C=CH
(式中、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸;
H(OCHCHn11OCO(R12)C=CH
(式中、n11は1〜30、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えば、ポリ(エチレングリコール)アクリレート;
H(OCH(CH)CHn11OCO(R12)C=CH
(式中、n11は1〜30、R12は水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基)、例えばポリ(プロピレングリコール)アクリレート
HO(CHCH=CH
(k=1〜20);
(CHSiCH(OH)CH=CH;及び
スチリルフェノール、が挙げられる。
【0073】
別の態様において、化合物(b2)は、少なくとも2つの炭素−炭素二重結合を有する基と活性水素とを有するモノマーであり、その分子末端に少なくとも1つ、好ましくは1つの活性水素含有基、好ましくは水酸基を有する。
【0074】
本態様において、化合物(b2)は、少なくとも3つの炭素−炭素二重結合を有することが好ましい。例えば、化合物(b2)は、少なくとも4つ、又は少なくとも5つの炭素−炭素二重結合を有し得る。
【0075】
本態様において、化合物(b2)は、炭素−炭素二重結合を有する基として、下記の基:
−OC(O)−CR=CH
で表される基を有することが好ましい。
【0076】
上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又はフッ素により置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基であり、好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基である。ここに、Rが水素原子又はメチル基である基、即ち−OC(O)−CH=CH又はOC(O)−CCH=CHは、総称して「(メタ)アクリレート基」とも称する。
【0077】
本態様において、化合物(b2)は、好ましくは、
HO−CH−C(CH−OC(O)−CR=CH;又は
HO−CH−C(CH−OC(O)−CR=CH−CHOCH−C(CH−OC(O)−CR=CH
HO−CH(CH−OC(O)−CR=CH
HO−Y−CHCH−Q(CHCHO−Y−CO−CR=CH
HO−Y−CH−C(CHO−Y−CO−CR=CH、又は
HO−Y−CH−C(CH−O−Y−C(O)−CR=CH−CHOCH−C(CH−O−Y−C(O)−CR=CH
(式中、Rは、上記と同意義であり、
Qは、下記:
【化3】
で表される基であり、
は、−CO−(CH−O−であり;
は、それぞれ独立して、−CHCHO−又はCHCH(CH)O−であり;
pは、それぞれ独立して、0〜2の整数であり、好ましくは0又は1である)
からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。
【0078】
本態様において、化合物(b2)は、具体的には、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルビス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル ビス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、エトキシ化ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールトリメタクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールトリメタクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、及びプロポキシ化ジペンタエリスリトールペン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種の化合物である。
【0079】
本態様において、化合物(b2)は、より好ましくは、ペンタエリスリトールトリアクリレート又はジペンタエリスリトールペン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種の化合物である。
【0080】
一の態様において、化合物(b)は、化合物(b1)及び化合物(b2)から成る。
【0081】
[(b3)他の活性水素を有する化合物]
化合物(b3)は、1種又は2種以上で用いてもよい。他の活性水素を有する化合物(b3)は、パーフルオルオロポリエーテル基及び炭素−炭素二重結合の両方を有さず、少なくとも1つの活性水素を有する化合物であることが好ましい。化合物(b3)は、1つの分子末端に1つの活性水素含有基、例えば水酸基を有するか、あるいは2つの末端のそれぞれに1つの活性水素含有基、例えば水酸基を有する化合物であり得る。成分βの分子量をさらに抑制する観点からは、化合物(b3)は、1つの分子末端に1つの活性水素含有基、例えば水酸基を有する化合物であることがより好ましい。
【0082】
化合物(b3)の好ましい例は、
炭素数1〜16の直鎖状あるいは分枝鎖状炭化水素からなる1価のアルコール、
炭素数1〜16の直鎖状あるいは分枝鎖状炭化水素からなる2級アミン、
芳香族基を有する2級アミン、
Rfアルコール;Q(CF(CH=CH)(CHI)(CHOH(Qは水素原子、フッ素原子、(CFCF−基であり、lは1〜10の整数、m、nはそれぞれ独立して0又は1、oは1〜10の整数)、
ポリアルキレングリコールモノエステル;例えば、R(OCHCHOH、R(OCHCHCHOH(Rは炭素数1から16の直鎖状又は分枝鎖状炭化水素あるいはアセチル基あるいはアルキルフェノキシ基であり、p,qはそれぞれ独立して1から20の整数)、
芳香族アルコール、
活性水素を有するシラン化合物、を挙げることができる。
【0083】
活性水素を有するシラン化合物は、1つの分子末端に1つの活性水素含有基、例えば水酸基を有するか、あるいは2つの末端のそれぞれに1つの活性水素含有基、例えば水酸基を有する化合物である。活性水素を有するシラン化合物の具体例としては、(CHSi(CHs1OH(s1は1から20の整数)及び以下に示す構造を有する化合物を挙げることができる。これらの化合物は、1つの分子末端に1つの活性水素含有基(例えば水酸基、アミノ基)を有する化合物であることがより好ましい。
【0084】
【化4】
【0085】
化合物(b3)の活性水素を有するシラン化合物は、特に限定されないが、100〜20,000、好ましくは500〜15,000、より好ましくは800〜12,000の数平均分子量を有していてもよい。
【0086】
上記式(b3−i)及び(b3−ii)中、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立して、アルキル基又はアリール基である。
【0087】
上記アルキル基としては、特に限定されるものではないが、炭素数1〜10のアルキル基、及び炭素数3〜20のシクロアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基である。当該アルキル基は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよいが、好ましくは、直鎖である。好ましい具体的としては、R11に関してはn−ブチル基であり、R12〜R15に関してはメチル基である。
【0088】
上記アリール基としては、特に限定されるものではないが、炭素数6〜20のアリール基が挙げられる。当該アリール基は、2個又はそれ以上の環を含んでいてもよい。好ましいアリール基は、フェニル基である。
【0089】
上記アルキル基及びアリール基は、所望により、その分子鎖又は環中に、ヘテロ原子、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有していてもよい。
【0090】
さらに、上記アルキル基及びアリール基は、所望により、ハロゲン;1個又はそれ以上のハロゲンにより置換されていてもよい、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基、C3−10シクロアルキル基、C3−10不飽和シクロアルキル基、5〜10員のヘテロシクリル基、5〜10員の不飽和ヘテロシクリル基、C6−10アリール基、5〜10員のヘテロアリール基から選択される、1個又はそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
【0091】
上記式(b3−i)及び(b3−ii)中、R16は、2価の有機基を表す。好ましくは、R16は、−(CH−(式中、rは1〜20の整数、好ましくは1〜10の整数である)である。
【0092】
上記式(b3−i)及び(b3−ii)中、l1及びn1は、それぞれ独立して、0又は1であり;m1は、1〜500の整数、好ましくは1〜200、より好ましくは5〜150の整数であり;o1は、0〜20の整数、例えば1〜20の整数であり;p1は0又は1である。
【0093】
上記式(b3−i)で示される具体的な化合物としては、例えば、下記の化合物が挙げられる。
【0094】
【化5】
【0095】
また、化合物(b3)は、活性水素含有基として、アミノ基を有するシラン化合物であってもよい。かかる化合物としては、限定するものではないが、例えば、以下のものが挙げられる。ここで、mは、1〜500である。
【0096】
【化6】
【0097】
化合物(b1)、(b2)及び(b3)は、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物中のイソシアネート基9モルに対し、それぞれ0.1〜2モル、5〜8.85モル及び0.05〜2モルの範囲にあってもよい。
【0098】
一態様において成分βは、化合物(a)のイソシアネート基由来の部分である−NHC(=O)−と、化合物(b)の活性水素が脱離した部分とが結合した構造を含むことが好ましい。成分βは、Rx1−C(=O)NH−構造、及びRx2−C(=O)NH−構造を含むことがより好ましい。ここで、C(=O)はカルボニル基を示す。例えば、Rx1は、化合物(b1)に由来する構造であり、Rf−PFPE−R−CHO−、又はHOCH−R−PFPE−R−CHO−であり、
x2は、モノマー(b2)に由来する構造であり、以下の式で表される構造;
CH=C(R12)COO(CHCHO−、
CH=C(R12)COOCHCH(CH)O−、
CH=C(R12)COOCHCH(CHCH)O−、
CH=C(R12)COOCHCH(CHOC)O−、
(CH=C(R12)COOCHCCHO−、
C(CHCOO(R12)C=CHCHOCHC(CHOCO(R12)C=CHCHO−、
CH=C(R12)COOCHCHOCOCCOOCHCHO−、
CH=C(R12)COO(CHCHO)n11−、
CH=C(R12)COO(CHCH(CH)O)n11−、
CH=CH(CHO−、
CH=CHCH(Si(CH)O−、又は
Ar−Ph−O−のいずれかである。ここで、Phは水素原子の一部が置換されていてもよいベンゼン環であり、Arは少なくともスチリル基を有する構造である。R、R12、Rfn11、i、k、及びPFPEは上記したとおりである。
【0099】
本態様の成分βの具体的な構造としては、限定するものではないが、例えば以下に示すようなものを挙げることができる。
【0100】
【化7】
【0101】
ここで、Rx11、Rx12及びRx13は、互いに独立して、Rx1、Rx2又はRx3であり、Rx11、Rx12及びRx13の少なくとも1つはRx1であり、Rx11、Rx12及びRx13の少なくとも1つはRx2である。Ry1、Ry2及びRy3は、互いに独立して、炭素数1〜10のアルキレン基、好ましくは−(CHn5−(式中、n5は1〜10の整数であり、好ましくは3〜6の整数、代表的には6である)又は以下に示す構造である。
【化8】
【0102】
ここで、*は接合手を示す。Rx1及びRx2は上記の通りである。Rx3は、化合物(b3)の活性水素が脱離した構造である。
【0103】
本発明の組成物αは、GPCを用いて得られる分子量分布曲線において、
M2/M1≦3.5
[式中、M1は、メインピークを与える分子量であり、
M2は、M1よりも高分子量側において、前記メインピークの強度の25%の強度を示す分子量である。]
を満たす。具体的には、図1に示されるように、M1はメインピークを与える分子量である。M2は、上記M1よりも高い分子量であって、M1のピーク強度h1の25%の強度h2を示す分子量である。尚、メインピークの強度h1の25%の強度を示す分子量が、メインピークよりも高分子量側に複数存在する場合、M2は、これらのうち最も高い分子量である。本発明において、M2とM1との比M2/M1は、3.5以下であり、好ましくは3.3以下、より好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.5以下である。即ち、本発明の硬化性組成物では、高い分子量を有する化合物の含有量が抑制されている。組成物αが上記のようなM2/M1を有することによって、組成物αは、白濁の生じにくい表面処理層の形成に寄与する。
【0104】
M2とM1との比M2/M1の下限は、1.1であってもよく、1.0超であってもよい。
【0105】
GPCによる重量平均分子量の測定は、下記の条件で行うことができる。また、重量平均分子量は、ポリメタクリル酸メチルを標準サンプルとして用いた換算値とすることができる。分子量分布曲線は、ポリメタク酸メチルを用いて換算した分子量の対数値を横軸に、濃度分率を分子量の対数値で微分した値を縦軸に記載したものである。「ピーク」とは、上記分子量分布曲線において、極大値を有する点をいい、「メインピーク」とは、分子量分布曲線におけるピークのうち、縦軸(濃度分率を分子量の対数値で微分した値)が最も大きいピーク(ただし、溶媒のピークを除く)を意味する。
(GPCの測定条件)
・カラム:KF−806L(Viscotek社製)
・測定装置:Gel permeation chromatography (Viscotek製)
・検出器:Differential refractive index detector TDA−302(Viscotek製)
・溶離液:HCFC225(旭硝子製AK−225)/ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)[90/10(w/w)]
・送液条件:0.75mL/分
・測定サンプル注入量:20mL
・温度:30℃
【0106】
上記において「90/10(w/w)」とは、溶離液中に、90質量%のHCFC225、および、10質量%のHFIPが含まれることを意味する。
【0107】
より好ましい形態としては、本発明の組成物αは、GPCを用いて得られる分子量分布曲線において、さらに
0.45≦M3/M1<1.0
[式中、M1は、メインピークを与える分子量であり、
M3は、M1よりも低分子量側において、前記メインピークの強度の25%の強度を示す分子量である。]
を満たす。具体的には、図1に示されるように、M1はメインピークを与える分子量である。M3は、上記M1よりも低い分子量であって、M1のピーク強度h1の25%の強度h3を示す分子量である。尚、メインピークの強度h1の25%の強度を示す分子量が、メインピークよりも低分子量側に複数存在する場合、M3は、これらのうち最も低い分子量である。本態様において、M3とM1との比M3/M1は、より好ましくは0.50以上である。即ち、本態様の組成物αでは、高い分子量を有する化合物だけでなく、低い分子量を有する化合物の含有量も抑制されている。このような組成物αでは高分子量側の化合物及び低分子量側の化合物の含有率が抑制されており、組成物αは、白濁やハジキの生じにくい表面処理層の形成に寄与でき、組成物αを希釈する溶剤との相溶性が良好になり得る。
【0108】
別の好ましい形態としては、組成物αの分散度Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)は1.7以下であり、特に1.6以下であり、より具体的には1.4以下、又は、1.2以下であってもよい。このような組成物αを含む硬化性組成物では、高分子量側の化合物及び低分子量側の化合物の含有率が抑制されており、形成された表面処理層の白濁やハジキが生じにくく、硬化性組成物を希釈する溶剤との相溶性が良好になり得る。
【0109】
上記の分散度Mw/Mnは、GPCを用いて得ることができる。GPCの測定条件は、組成物αの分析に用いた条件と同じである。
【0110】
別の好ましい形態としては、GPCを用いて得られる組成物αの分子量分布曲線は、単一のピークのみを有する。「単一のピークのみを有する」とは、例えば、メインピーク以外のピークが存在しないことをいう(ただし、溶媒のピークを除く)。本形態において、組成物αの分散度Mw/Mnは、1.7以下であり、特に1.6以下であり、より具体的には1.4以下、又は、1.2以下であってもよい。このような組成物αでは、高分子量側の化合物及び低分子量側の化合物の含有率がより抑制されている。このような組成物αは、白濁やハジキが生じにくい表面処理層の形成に寄与でき、また、組成物αを希釈する溶剤との相溶性が良好になり得る。
【0111】
本発明の組成物αは、25℃における粘度が1〜10000mPa・sの範囲にあることが好ましく、2〜1000mPa・sの範囲にあることがより好ましく、3〜500mPa・sの範囲にあることがさらに好ましく、例えば、3〜20mPa・sの範囲にあってもよい。このような粘度を有することにより、組成物αは良好な取り扱い性を有し、例えば組成物αを希釈する溶剤などとの相溶性が良好になり得る。これは、組成物αにおいては、高分子量化合物の含有率が抑制されており、比較的分子量分布の狭い組成物が得られているためと思われる。
【0112】
上記の粘度の測定には、組成物αを20質量%有するサンプルを調製して用いる。上記サンプルは、組成物αと共に、組成物αを溶解する1以上の硬化性樹脂、硬化性モノマー、有機溶剤又は溶媒を含む。硬化性樹脂、硬化性モノマー、有機溶剤、又は溶媒としては、後ほど記載するものを用いることができ、ゼオローラH、プロピレングリコールモノメチルエーテル、(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル)−2−クロロアクリレート等を用いることができる。上記粘度は、JIS Z8803:2011に準拠して測定することができ、例えば、TV−10型粘度計(東機産業株式会社製)、または(株)エー・アンド・デイ製の振動式粘度計SV−10を用いて25℃で測定することができる。
【0113】
[硬化性組成物]
本発明の硬化性組成物は、組成物αを含んで成る。組成物αについては、上記のとおりである。即ち、組成物αは、硬化性組成物の製造用組成物でもあり得る。
【0114】
硬化性組成物は、硬化性組成物全体に対し、組成物αを0.1〜95質量%含むことが好ましく、1〜70質量%含むことがより好ましく、5〜40質量%含むことが特に好ましい。
【0115】
PFPE及び硬化性部位を有する化合物を含んで成る硬化性組成物では、調製等の取り扱い時に気泡が発生することがある。気泡が存在すると硬化性組成物の取り扱いが困難になることがあり、またこのような気泡の存在する硬化性組成物を用いて塗膜を形成すると、塗膜にハジキが生じることがある。従って、硬化性組成物は、気泡が発生しにくいか、又は、気泡が発生した場合であっても、速やかに気泡が消滅することが好ましい。本発明の硬化性組成物では、気泡は、例えば、1〜600秒で消滅し、具体的には、1〜120秒で消滅し得る。本発明の硬化性組成物では、上記のように、発生した気泡が消滅しやすく、本発明の硬化性組成物の取り扱いが比較的容易になる。このような本発明の硬化性組成物を用いて形成された塗膜にはハジキが生じにくい。本発明の硬化性組成物では、上記のように高分子量を有する化合物の含有率が抑制されているため、気泡が維持されにくく、上記のように気泡が消滅しやすいと考えられる。上記の気泡の消滅しやすさは、A.S.T.M.Standard D 3519−85、又はJIS K 2241:2000の泡立ち試験方法に準拠して測定できる。
【0116】
本発明の硬化性組成物は、組成物α以外の他の化合物を含んでいてもよい。他の化合物としては、例えば、触媒(又は触媒由来の金属原子)、含フッ素オイル、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマー、有機溶媒、活性エネルギー線硬化開始剤、光酸発生剤、界面活性剤、重合禁止剤、又は増感剤を挙げることができる。
【0117】
触媒としては、例えば、後述する化合物(a)と、化合物(b1)〜(b3)との反応において、一般に用いられるものが挙げられる。触媒としては、金属原子を含む触媒が好ましく用いられる。金属原子としては、スズ原子、チタン原子、ジルコニウム原子、亜鉛原子、白金原子、ロジウム原子、ルテニウム原子、イリジウム原子、パラジウム原子等が挙げられる。例えば、スズ原子を含む化合物、チタン原子を含む化合物、ジルコニウム原子又は亜鉛原子を含む化合物が用いられる。スズ原子を含む化合物の例としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクトエート、オクタン酸スズ、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジオクテートを挙げることができる。チタン原子を含む化合物の例としては、テトライソプロポキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナ)チタン、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコール等のチタン酸エステル又はチタンキレート化合物を挙げることができる。ジルコニウム原子を含む化合物の例としては、ジルコウニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムキレート化合物を挙げることができる。亜鉛原子を含む化合物の例としては、オクチル酸亜鉛を挙げることができる。
【0118】
一の態様において、硬化性組成物は、触媒由来の金属原子を実質的に含まない。触媒由来の金属原子としては、例えば、スズ原子、チタン原子、ジルコニウム原子、亜鉛原子又は白金原子を挙げることができる。触媒由来の金属原子を実質的に含まないとは、スズ原子、チタン原子又はジルコニウム原子をまったく含まない、又は極微量の触媒由来の金属原子を含んでいてもよいことを意味する。例えば、触媒由来の金属原子(例えば、スズ原子、チタン原子又はジルコニウム原子)を実質的に含まない本発明の硬化性組成物における触媒由来の金属原子(例えば、スズ原子、チタン原子又はジルコニウム原子)の含有率は、硬化性組成物100質量%に対し、100質量ppm以下であることが好ましく、10質量ppm以下であることがより好ましく、1質量ppm以下であることがさらに好ましく、検出限界以下であることが特に好ましい。本発明の硬化性組成物は実質的に触媒由来の金属原子を含まないので、本発明の硬化性組成物を用いて形成された表面処理層の白濁を防止でき、また表面処理層において触媒由来の金属原子が触媒となった反応の進行を抑制できる。一の態様において、本発明の硬化性組成物は、実質的にスズ原子、チタン原子又はジルコニウム原子を含まない。
【0119】
本態様において、触媒由来の金属原子を、組成物αに対して、実質的に含まないことが好ましい。触媒由来の金属原子を実質的に含まないとは、触媒由来の金属原子を全く含まない、又は極微量の触媒由来の金属原子を含んでいてもよいことを意味する。
【0120】
スズ原子、チタン原子又はジルコニウム原子の含有率は、例えば、原子吸光度計を用いて測定することができる。
【0121】
含フッ素オイルとして理解され得る(非反応性の)フルオロポリエーテル化合物、好ましくはパーフルオロ(ポリ)エーテル化合物(以下、「含フッ素オイル」と言う)としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の一般式(3)で表される化合物(パーフルオロ(ポリ)エーテル化合物)が挙げられる。
Rf−(OCa’−(OCb’−(OCc’−(OCFd’−Rf ・・・(3)
式中、Rfは、1個又はそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1〜16アルキル基(好ましくは、C1―16のパーフルオロアルキル基)を表し、Rfは、1個又はそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1〜16アルキル基(好ましくは、C1−16パーフルオロアルキル基)、フッ素原子又は水素原子を表し、Rf及びRfは、より好ましくは、それぞれ独立して、C1−3パーフルオロアルキル基である。
a’、b’、c’及びd’は、ポリマーの主骨格を構成するパーフルオロ(ポリ)エーテルの4種の繰り返し単位数をそれぞれ表し、互いに独立して0以上300以下の整数であって、a’、b’、c’及びd’の和は少なくとも1、好ましくは1〜300、より好ましくは20〜300である。添字a’、b’、c’又はd’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。これら繰り返し単位のうち、−(OC)−は、−(OCFCFCFCF)−、−(OCF(CF)CFCF)−、−(OCFCF(CF)CF)−、−(OCFCFCF(CF))−、−(OC(CFCF)−、−(OCFC(CF)−、−(OCF(CF)CF(CF))−、−(OCF(C)CF)−及び(OCFCF(C))−のいずれであってもよいが、好ましくは−(OCFCFCFCF)−である。−(OC)−は、−(OCFCFCF)−、−(OCF(CF)CF)−及び(OCFCF(CF))−のいずれであってもよく、好ましくは−(OCFCFCF)−である。−(OC)−は、−(OCFCF)−及び(OCF(CF))−のいずれであってもよいが、好ましくは−(OCFCF)−である。
【0122】
上記一般式(3)で表されるパーフルオロ(ポリ)エーテル化合物の例として、以下の一般式(3a)及び(3b)のいずれかで示される化合物(1種又は2種以上の混合物であってよい)が挙げられる。
Rf−(OCFCFCFb”−Rf ・・・(3a)
Rf−(OCFCFCFCFa”−(OCFCFCFb”−(OCFCFc”−(OCFd”−Rf ・・・(3b)
これら式中、Rf及びRfは上記の通りであり;式(3a)において、b”は1以上100以下の整数であり;式(3b)において、a”及びb”は、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、c”及びd”はそれぞれ独立して1以上300以下の整数である。添字a”、b”、c”、d”を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。
【0123】
また、別の観点から、含フッ素オイルは、一般式Rf−F(式中、RfはC5−16パーフルオロアルキル基である。)で表される化合物であってよい。また、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーであってもよい。
【0124】
上記含フッ素オイルは、化合物(b1)の生成時に生じ得る副生成物であってもよいし、硬化性組成物に別途加えられる化合物であってもよい。
【0125】
上記含フッ素オイルは、500〜10000の平均分子量を有していてよい。含フッ素オイルの分子量は、GPCを用いて測定し得る。
【0126】
上記硬化性組成物中、含フッ素オイルは、上記組成物α全体に対して、例えば0〜50質量%、好ましくは0〜30質量%、より好ましくは0〜5質量%含まれ得る。より好ましくは、本発明の硬化性組成物は、含フッ素オイルを実質的に含まない。含フッ素オイルを実質的に含まないとは、含フッ素オイルを全く含まない、又は極微量の含フッ素オイルを含んでいてもよいことを意味する。含フッ素オイルの含有量は、硬化性組成物又は硬化性組成物に含まれる化合物もしくは成分から、例えば分取カラムクロマトグラフィーを用いて低減することができる。
【0127】
上記硬化性樹脂は、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、目的に応じた耐熱性及び強度を有する樹脂であれば特に制限されないが、光硬化性樹脂、特に紫外光硬化性樹脂であることが好ましい。硬化性樹脂及び硬化性モノマーは、必要に応じて組み合わせて用いることができる。
【0128】
上記硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、環状ポリオレフィン系ポリマー、含フッ素ポリオレフィン系ポリマー(PTFE等)、含フッ素環状非結晶性ポリマー(サイトップ(登録商標)、テフロン(登録商標)AF等)等が挙げられる。なお、これらの樹脂は、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂のいずれにも該当する。これらの硬化性樹脂は紫外線に対し透明性を有するため、この樹脂に紫外光を照射して硬化させる場合にも好ましく用いることができる。
【0129】
上記硬化性樹脂又は上記硬化性樹脂を構成する硬化性モノマーとして具体的には、例えば、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル、グリシジルビニルエーテル、酢酸ビニル、ビニルピバレート、アクリロイル基を含むモノマー、例えば(メタ)アクリロイルモルホリン、各種(メタ)アクリレート類:フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、アリルアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロール、プロパントリアクリレート、ペンタアエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリオキシエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N−ビニルピロリドン、ジメチルアミノエチルメタクリレートシリコン系のアクリレート、無水マレイン酸、ビニレンカーボネート、鎖状側鎖ポリアクリレート、環状側鎖ポリアクリレートポリノルボルネン、ポリノルボルナジエン、ポリカーボネート、ポリスルホン酸アミド、含フッ素環状非結晶性ポリマー(サイトップ(登録商標)、テフロン(登録商標)AF等)等が挙げられる。硬化性樹脂は、必要に応じて加熱することにより液体状態にして用いることができる。
【0130】
上記硬化性モノマーは、光硬化性モノマー又は熱硬化性モノマーのいずれであってもよいが、光硬化性モノマー、特に紫外線硬化性モノマーが好ましい。
【0131】
上記硬化性モノマーとしては、アクリロイル基を含むモノマーを挙げることができ、例えば、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリレート基を含むモノマーを用いることができる。(メタ)アクリロイルモルホリンとしては、例えば、4−アクリロイルモルホリンを挙げることができる。(メタ)アクリレート基を含むモノマーとしては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、シリコン(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレートモノマー、アルコキシシラン基含有(メタ)アクリレートモノマー等が挙げられる。
【0132】
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、具体的にはトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートに代表されるポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕イソシアヌレートが挙げられる。
【0133】
エポキシ(メタ)アクリレートはエポキシ基に(メタ)アクリロイル基を付加したものであり、出発原料としてビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、脂環化合物を用いたものが一般的である。
【0134】
ポリエステル(メタ)アクリレートのポリエステル部を構成する多価アルコールとしては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、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、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等が挙げられ、多塩基酸としては、フタル酸、アジピン酸、マレイン酸、トリメリット酸、イタコン酸、コハク酸、テレフタル酸、アルケニルコハク酸等が挙げられる。
【0135】
ポリエーテル(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0136】
シリコン(メタ)アクリレートは、分子量1,000〜10,000のジメチルポリシロキサンの片末端、あるいは、両末端を(メタ)アクリロイル基で変性したものであり、例えば、以下の化合物が例示される。
【0137】
【化9】
【0138】
(メタ)アクリレートモノマーとしては、単官能又は多官能(メタ)アクリレートモノマーのいずれであってもよく、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、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、3−メチルブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチル−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)(メタ)アクリルレート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ハロゲン原子含有(メタ)アクリレートモノマー等が例示される。ハロゲン原子含有(メタ)アクリレートモノマーとしては、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカンフルオロオクチルアクリレート、(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル)−2−クロロアクリレート、(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカンフルオロオクチル)−2−クロロアクリレートを例示できる。ハロゲン原子含有(メタ)アクリレートモノマーは、フッ素原子を含有するモノマーであることが好ましく、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基が(メタ)アクリロイル基に結合したモノマーであることがより好ましい。
【0139】
アルコキシシラン基含有(メタ)アクリレートモノマーとしては、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン(別名(トリイソプロポキシシリル)プロピルメタクリレート(略称:TISMA)及びトリイソプロポキシシリル)プロピルアクリレート)、3−(メタ)アクリルオキシイソブチルトリクロロシラン、3−(メタ)アクリルオキシイソブチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシイソブチルトリイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシイソブチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0140】
上記硬化性樹脂及び硬化性モノマーの内、市場から入手可能で好ましいものとしては以下のものが挙げられる。
【0141】
硬化性樹脂としては、シリコン樹脂類PAK−01、PAK−02(東洋合成化学社製)、ナノインプリント樹脂NIFシリーズ(旭硝子社製)、ナノインプリント樹脂OCNLシリーズ(東京応化工業社製)、NIAC2310(ダイセル化学工業社製)、エポキシアクリレート樹脂類EH−1001、ES−4004、EX−C101、EX−C106、EX−C300、EX−C501、EX−0202、EX−0205、EX−5000等(共栄社化学社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネート類、スミジュールN−75、スミジュールN3200、スミジュールHT、スミジュールN3300、スミジュールN3500(住友バイエルンウレタン社製)等が挙げられる。
【0142】
上記硬化性モノマーの内、シリコンアクリレート系樹脂類としては、サイラプレーンFM−0611、サイラプレーンFM−0621、サイラプレーンFM−0625、両末端型(メタ)アクリル系のサイラプレーンFM−7711、サイラプレーンFM−7721及びサイラプレーンFM−7725等、サイラプレーンFM−0411、サイラプレーンFM−0421、サイラプレーンFM−0428、サイラプレーンFM−DA11、サイラプレーンFM−DA21、サイラプレーン−DA25、片末端型(メタ)アクリル系のサイラプレーンFM−0711、サイラプレーンFM−0721、サイラプレーンFM−0725、サイラプレーンTM−0701及びサイラプレーンTM−0701T(JCN社製)等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル」は、メタクリル及び/又はアクリルを意味する。
【0143】
多官能アクリレート類としては、A−9300、A−9300−1CL、A−GLY−9E、A−GLY−20E、A−TMM−3、A−TMM−3L、A−TMM−3LM−N、A−TMPT、A−TMMT(新中村工業社製)等が挙げられる。
【0144】
多官能メタクリレート類としてTMPT(新中村工業社製)等が挙げられる。
【0145】
一の態様において、硬化性モノマーの分子量は、1000未満である。
【0146】
硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーの含有率は、硬化性組成物全体に対し20〜95質量%の範囲にあることが好ましく、40〜90質量%の範囲にあることがより好ましく、40〜85質量%の範囲にあることがより好ましい。
【0147】
一の態様において、上記硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーは、分子構造中に、PFPEを有しないことが好ましい。例えば、硬化性モノマーは、分子構造中にPFPEを有しない(メタ)アクリレート基を含むモノマーであり得る。
【0148】
一の態様において、本発明の硬化性組成物に含まれる組成物αは、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーに溶解されている。組成物αが硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーに溶解されている場合、より均一な表面処理層の形成が可能となり得る。なお、溶解とは、例えば、目視において浮遊物が生じない状態である。
【0149】
有機溶剤としては、後述する組成物αの合成において用いられ得る溶剤、以下に示すラジカル反応性を有しない有機溶剤等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、硬化性組成物の希釈剤としても使用し得る。
【0150】
ラジカル反応性基を有しない有機溶剤の具体例としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸セロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、酢酸カルビトール、ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸アミル、乳酸メチル、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、2−ヘプタノン等のケトン類;エチルセルソルブ、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテル等のグリコールエーテル類;メタノール、エタノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、sec−ブタノール、3−ペンタノール、オクチルアルコール、3−メチル−3−メトキシブタノール、tert−アミルアルコール等のアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン等の環状エーテル類;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類;メチルセロソルブ、セロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテルアルコール類;ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート;1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフルオロエタン、ジメチルスルホキシド、1,1−ジクロロ−1,2,2,3,3−ペンタフルオロプロパン、ゼオローラH、HFE7100、HFE7200、HFE7300等のフッ素含有溶剤等が挙げられる。あるいは、上記有機溶剤としては、これらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。
【0151】
一の態様において、硬化性組成物は、上記のラジカル反応性基を有しない有機溶剤を実質的に含まない。このような特徴を有することにより、得られる表面処理層に含まれる残留溶剤による耐熱性の低下、強度の低下、白濁等が生じにくくなる。
【0152】
本態様において、有機溶剤を実質的に含まないとは、有機溶剤をまったく含まない、又は極微量の有機溶剤を含んでいてもよいことを意味する。例えば、硬化性組成物全体に対する有機溶剤の含有率は、好ましくは1質量%以下であり、より好ましくは1000質量ppm以下、さらに好ましくは100質量ppm以下であってもよく、特に好ましくは0質量ppmであり得る。このように有機溶剤を実質的に含まないことによって、本発明の硬化性組成物を硬化した後に形成される表面処理層の白濁が生じにくく、表面処理層と基材との剥離が生じにくい。また、有機溶剤を実質的に含まないことによって、硬化性組成物から、又は形成された表面処理層からの有機溶剤の揮発量を低減でき、作業環境の向上にも寄与できる。有機溶剤の揮発時に基材が縮小し変形することがあるが、有機溶剤を実質的に含まない本態様の硬化性組成物では上記のような変形は生じにくい。
【0153】
上記した有機溶剤の含有率は、例えば、ガスクロマトグラフィーを用いて測定することができる。
【0154】
上記活性エネルギー線硬化開始剤としては、例えば、380nm以下の波長領域の電磁波、つまり紫外光線、電子線、X線、γ線等が照射されることによって初めてラジカルやカチオン等を発生し、組成物中の化合物の硬化性部位(例えば、炭素−炭素二重結合)の硬化(即ち、架橋反応)を開始させる触媒として働くものであり、通常、紫外光線でラジカルやカチオンを発生させるもの、特にラジカルを発生するものを使用する。
【0155】
活性エネルギー線硬化開始剤は、炭素−炭素二重結合を有するモノマー(b2)の種類、使用する活性エネルギー線の種類(波長域等)と照射強度等によって適宜選択されるが、一般的な紫外線領域の活性エネルギー線を用いる場合、開始剤としては、例えば、以下のものが例示できる。
【0156】
・アセトフェノン系
アセトフェノン、クロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、α−アミノアセトフェノン、ヒドロキシプロピオフェノン、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−オン等
【0157】
・ベンゾイン系
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール等
【0158】
・ベンゾフェノン系
ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシ−プロピルベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン等
【0159】
・チオキサンソン類
チオキサンソン、クロロチオキサンソン、メチルチオキサンソン、ジエチルチオキサンソン、ジメチルチオキサンソン等
【0160】
・その他
ベンジル、α−アシルオキシムエステル、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3−ケトクマリン、2−エチルアンスラキノン、カンファーキノン、アンスラキノン等
【0161】
これらの活性エネルギー線硬化開始剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0162】
上記活性エネルギー線硬化開始剤は、特に限定されないが、化合物(a)と化合物(b)が反応して得られた組成物の合計全体に対して、0.01〜30質量%、好ましくは0.1〜20質量%で含まれる。
【0163】
[硬化性組成物の製造方法]
以下に、本発明の硬化性組成物の製造に適した方法について説明する。
【0164】
本実施形態の製造方法は、
パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(成分β)を含む反応組成物を形成する工程I、を含む。成分βは、イソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物(組成物(A))及び活性水素を有する化合物を含む組成物(組成物(B))を混合し、化合物(a)及び活性水素を有する化合物を反応させて生成され得る。組成物αは、上記化合物(a)並びに上記化合物(b1)及び化合物(b2)を反応させることによって製造することが好ましい。組成物αは、上記化合物(a)と、上記化合物(b1)〜(b3)を反応させることによって製造してもよい。
【0165】
化合物(a)と、化合物(b1)〜(b3)との反応方法は、特に限定されない。例えば、1つの系で反応を行ってもよく(即ち、ワンポット合成)、あるいは、2つの系で別個の反応を行ってもよい。
【0166】
ワンポット合成の場合、例えば、化合物(a)に、化合物(b1)及び(b2)(又は、化合物(b1)〜(b3))を同時に添加することにより、これらを同時に反応させてもよく、あるいは、化合物(b1)及び(b2)(又は、化合物(b1)〜(b3))を順次添加することにより、これらを順次反応させてもよい。順次添加する(反応させる)場合、その添加(反応)の順序は、特に限定されない。
【0167】
例えば、化合物(a)と化合物(b1)〜(b3)とを反応させる場合、化合物(b1)〜(b3)をそれぞれ別個に任意の順序で添加して反応させてもよく、また、化合物(b1)〜(b3)の内、2つの成分を同時に添加して反応させ、次いで残りの成分を添加して反応させてもよい。好ましくは、化合物(b1)及び(b2)を添加して反応させ、次いで、化合物(b3)を添加して反応させてもよく、又は化合物(b1)を添加して反応させ、次いで、モノマー(b2)を添加して反応させ、最後に、化合物(b3)を添加して反応させてもよい。順次添加する場合、最後に添加する成分は、過剰量を添加してもよい。
【0168】
この反応において用いられ得る溶剤としては、反応が進行する限り特に限定されず、各種フッ素溶剤、各種汎用溶剤、あるいはそれらを任意の割合で混合した溶剤等を用いることができる。上記溶剤としては、例えば、(C)ラジカル反応性基を有しない有機溶剤を用いることができる。特に、溶解性等の観点から1,1−ジクロロ−1,2,2,3,3−ペンタフルオロプロパン(HCFC225)、ゼオローラH(日本ゼオン社製)、又は(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル)−2−クロロアクリレートが好ましく用いられる。ラジカル反応性基を有しない有機溶剤については、上記のとおりである。
【0169】
工程Iにおいて用いられる触媒については、上記のとおりである。
【0170】
本実施形態の製造方法は、さらに、工程Iで得られた反応組成物と溶媒とを混合し、組成物αを含む沈殿物を形成し、形成された沈殿物を分離する工程IIを含んでいてもよい。
【0171】
低分子量化合物(例えば、含フッ素オイル、工程Iで生じ得る反応残渣、又は反応触媒)の含有率低減の観点からは、工程IIを行うことが好ましい。このような硬化性組成物を用いて形成された表面処理層では、表面処理層の白濁やハジキが生じにくい。また、このような硬化性組成物は、硬化性組成物と混合する化合物との相溶性が良好であり、硬化性組成物に含まれる化合物同士又は硬化性組成物と混合する化合物と分離しにくい。
【0172】
工程IIにおいて、上記溶媒は、成分βが実質的に溶解しない溶媒であり、貧溶媒であることが好ましい。このような溶媒を用いると、成分βの分離及び有機溶媒の除去が容易になる。溶媒の例としては、メタノール、エタノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、sec−ブタノール、3−ペンタノール、オクチルアルコール、3−メチル−3−メトキシブタノール、tert−アミルアルコール等のアルコール類;ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素類;エチルセルソルブ、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテル等のグリコールエーテル類;を挙げることができる。成分βを溶解せず、かつ、含有する反応溶媒やスズ触媒などの不純物が除去できる観点からは、溶媒としてプロトン性極性溶媒を用いることが好ましい。上記の溶媒の中でも、室温で取り扱いやすく容易に沈殿物と分離できる観点からアルコール類を用いることが好ましい。上記溶媒は、単独又は複数で用いることができる。
【0173】
低分子量化合物の含有率をより良好に低減する観点からは、上記溶媒としては、上記成分βが実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒を用いることが好ましい。即ち、硬化性組成物の製造方法は、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む反応組成物と、溶媒とを混合し、成分βを含む沈殿物を形成し、形成された沈殿物を分離し、分離後の沈殿物を含む溶液を調製する工程、を含み、上記溶媒として、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物が実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒を用いることが好ましい。
【0174】
上記成分βが実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒を用いると、分子量の低い化合物(例えば、含フッ素オイル、反応触媒、又は炭化水素モノマー)及び分子量の高い化合物(例えば、炭化水素系の分子量の高い化合物)の含有率を低減し得る。このような工程を経て得られた硬化性組成物を用いると、形成された表面処理層には白濁又はハジキが生じにくい。
【0175】
上記極性溶媒としては、非プロトン性極性溶媒を用いることが好ましく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、又はメチルイソブチルケトン等のケトン類;ジイソプロピルエーテル、又はプロピレングリコールメチルエーテル等のエーテル類を挙げることができる。上記成分βが実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒は、混合して用いてもよく、上記溶媒を用いた後に極性溶媒を用いてもよいが、作業効率の観点からは混合して用いることが好ましい。
【0176】
より具体的には、成分βが実質的に溶解しない溶媒として、アルコール類(例えば、メタノール)、極性溶媒としてケトン類(例えば、アセトン)を用いる場合、アルコール類とケトン類とは、質量比においてアルコール類:ケトン類=100:1〜1:1の範囲で用いることができる。
【0177】
沈殿物の分離方法は、特には限定されないが、例えば、ろ過又は上相を除去することにより行うことができる。
【0178】
上記工程IIで得られた分離後の沈殿物は、沈殿物を含む溶液の調製に用いられてもよい。
【0179】
沈殿物を含む溶液としては、硬化性樹脂、硬化性モノマー、及び工程Iにおいて用いられ得る溶剤(例えば、HCFC225、ゼオローラH、(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル)−2−クロロアクリレート)からなる群より選ばれる少なくとも1つ及び沈殿物を含む溶液を挙げることができる。
【0180】
上記溶液は、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマー及び沈殿物を含む溶液であることが好ましい。成分βを含む沈殿物は、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーに溶解することが好ましい。
【0181】
一の態様において、硬化性組成物の製造方法は、工程Iにおいて形成される反応組成物には、(C)ラジカル反応性基を有しない有機溶剤が含まれる。本態様では、硬化性組成物の製造方法は、
パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(成分β)並びに(C)ラジカル反応性基を有しない有機溶剤を含む反応組成物が形成される工程I、及び
工程Iで得られた反応性組成物と、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーとを含む混合物から、前記有機溶剤を除去する工程II’を含む。
【0182】
上記工程II’において、反応組成物から有機溶剤を除去する方法は、組成物中から有機溶剤を除去する方法として公知の方法を用いることができる。例えば、有機溶剤は、加熱することにより除去され得る。従来、単に反応組成物を加熱することによって有機溶剤を除去していたが、この場合、その熱により成分βの重合が進行し、ゲル化が生じることがあった。これに対し、反応組成物を硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーと混合し、この混合物を加熱する本実施態様の方法では、上記のようなゲル化は生じにくい。
【0183】
上記態様において、硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーの沸点は、有機溶剤の沸点よりも高いことが好ましい。
【0184】
混合物の加熱は、有機溶剤の揮発が可能な温度で行うことができる。硬化性モノマーと混合させる場合には、硬化性モノマーの重合が進行しにくい温度で行うことが好ましい。必要に応じて減圧下で、混合物を加熱することが好ましい。
【0185】
一の態様において、上記工程II’により製造された硬化性組成物は、さらに別の硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーと混合してもよい。かかる別の硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーとしては、任意の沸点を有する硬化性樹脂及び/又は硬化性モノマーを用いることができる。
【0186】
一の態様において、組成物(A)は、イソシアヌレート型ポリイソシアネート構造を有する化合物を主成分として含み、組成物(B)は、上記と同意義である。
【0187】
本態様において、硬化性組成物の製造方法は、前記の工程I及び工程IIを含む。工程IIにおいて、上記の成分βが実質的に溶解しない溶媒及び極性溶媒を用いる。
【0188】
本態様は、特に低分子量側の化合物の含有率を低減する観点から好ましい。
【0189】
一の態様において、組成物(A)は、イソシアヌレート型ポリイソシアネート(a1)を主成分として含む。組成物(B)は、上記と同意義であり、より好ましくは、式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まない。式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まないとは、上記と同意義である。本態様において、化合物(b2)及び化合物(b3)は、上記と同意義である。
【0190】
本態様は、イソシアヌレート型ポリイソシアネート(a1)を用いており、硬化性組成物に含まれる高分子量の成分の含有率を特に抑制する観点から好ましい。
【0191】
本態様において、硬化性組成物の製造方法は、前記の工程I及び工程IIを含むことが好ましい。即ち、本態様において、硬化性組成物の製造方法は、
イソシアネート基を有する化合物(化合物(a))を含む組成物(A)及び活性水素を有する化合物を含む組成物(B)を反応させ、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物を含む反応組成物を形成する工程を含み、
イソシアネート基を有する化合物を含む組成物(A)は、イソシアヌレート型ポリイソシアネートを主成分として含み、組成物(A)全体に対し、ジイソシアネートを三量体化することにより得られるトリイソシアネートを60質量%以上含むことが好ましい。
【0192】
一の態様において、組成物(A)は、イソシアヌレート型ポリイソシアネートを主成分として含む。本態様において、化合物(b1)は、式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まない。式(b1−ii)で表される化合物を実質的に含まないとは、上記と同意義である。本態様において、化合物(b2)及び化合物(b3)は、上記と同意義である。本態様は、硬化性組成物に含まれる高分子量の成分の含有率を抑制する観点から好ましい。
【0193】
本態様において、硬化性組成物の製造方法は、前記の工程I及び工程IIを含むことが好ましい。
【0194】
[物品]
本発明の物品は、基材と、この基材の表面に本発明の硬化性組成物(以下、本発明の組成物又は硬化性組成物を合わせて、「表面処理剤」ともいう)を用いて形成された層(即ち、表面処理層)とを含む。本発明の硬化性組成物は、そのまま用いてもよく、他の硬化性材料と混合して用いてもよい。例えば、本発明の表面処理剤をカラーフィルター用ブラックマトリックスレジストや有機EL色素隔壁レジストに添加して、ガラス基板等の基板に表面処理層を形成することにより、これらの基板の表面に撥液性を付与することができる。
【0195】
上記硬化性材料は、少なくとも1つの炭素―炭素二重結合を有する化合物、又は加熱により硬化し得る樹脂(例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂等)を含むことが好ましく、少なくとも1つの炭素―炭素二重結合を有する化合物であることがより好ましい。上記硬化性材料は、例えば、特に限定されるものではないが、単官能及び/又は多官能アクリレート及びメタクリレート(以下、アクリレート及びメタクリレートを合わせて、「(メタ)アクリレート」とも言う)、単官能及び/又は多官能ウレタン(メタ)アクリレート、単官能及び/又は多官能エポキシ(メタ)アクリレートである化合物を含有する組成物を意味する。当該硬化性材料としては、特に限定されるものではないが、一般的にハードコーティング剤又は反射防止剤とされる組成物であり、例えば多官能性(メタ)アクリレートを含むハードコーティング剤又は含フッ素(メタ)アクリレートを含む反射防止剤が挙げられる。当該ハードコーティング剤は、例えば、ビームセット502H、504H、505A−6、550B、575CB、577、1402(商品名)として荒川化学工業株式会社から、EBECRYL40(商品名)としてダイセルサイテックから、HR300系(商品名)として横浜ゴムから市販されている。当該反射防止剤は、例えばオプツールAR−110(商品名)としてダイキン工業株式会社から市販されている。
【0196】
上記硬化性材料としては、反応により、好ましくはゾル−ゲル反応により、ポリシロキサン構造を形成することができる含ケイ素化合物を用いることもできる。
【0197】
一の態様において、上記含ケイ素化合物は、炭素とケイ素を含む有機ケイ素化合物であり得る。
【0198】
上記有機ケイ素化合物としては、Si−H結合を有するSi−H化合物;アミノシラン化合物、シラザン、シリルアセトアミド、シリルイミダゾール等のSi−N結合を有するSi−N化合物;モノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、シロキサン、シリルエステル、シラノール等のSi−O結合を有するSi−O化合物;モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のSi−Cl結合を有するSi−Cl化合物等のハロゲノシラン、Si−(C)化合物、Si−Si結合を有するSi−Si化合物、ビニルシラン、アリルシラン、エチニルシラン等が挙げられる。すなわち、有機ケイ素化合物は、Si−H化合物、Si−N化合物、ハロゲノシラン、Si−(C)化合物、Si−Si化合物、ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシランからなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。上記有機ケイ素化合物としては、Siに、水素、酸素およびハロゲンからなる群より選択される少なくとも1種の原子が結合した化合物がより好ましい。
【0199】
以下に、上記有機ケイ素化合物の具体例を示す。
〔Si−H化合物〕
【0200】
【化10】
【0201】
【化11】
【0202】
〔Si−N化合物〕
【0203】
【化12】
【0204】
【化13】
【0205】
【化14】
【0206】
【化15】
【0207】
【化16】
【0208】
〔Si−O化合物〕
【0209】
【化17】
【0210】
【化18】
【0211】
【化19】
【0212】
【化20】
【0213】
【化21】
【0214】
【化22】
【0215】
【化23】
【0216】
【化24】
【0217】
【化25】
【0218】
【化26】
【0219】
【化27】
【0220】
【化28】
【0221】
〔ハロゲノシラン〕
Si−Cl化合物:
【0222】
【化29】
【0223】
【化30】
【0224】
【化31】
【0225】
【化32】
【0226】
Si−Cl化合物以外のハロゲノシラン:
【0227】
【化33】
【0228】
〔Si−(C)化合物〕
【0229】
【化34】
【0230】
【化35】
【0231】
【化36】
【0232】
【化37】
【0233】
【化38】
【0234】
【化39】
【0235】
〔Si−Si化合物〕
【0236】
【化40】
【0237】
〔ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシラン〕
【0238】
【化41】
【0239】
【化42】
【0240】
【化43】
【0241】
上記有機ケイ素化合物は、下記式(2):
[式中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルコキシル基、炭素数1〜10のアミノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数3〜10のアリル基、または炭素数3〜10のグリシジル基である。Rは、それぞれ独立して、−O−、−NH−、−C≡C−、または、シラン結合である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立して、0または1であり、wは0〜4の整数であり、xは1〜20である。xが1である場合、s+t+u+vは4であり、wは0である。xが2〜20である場合、s+t+u+vは、それぞれ独立して、0〜4であり、wは、それぞれ独立して、0〜4であり、wが1以上の整数である場合、少なくとも2個のSiはRを介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合している。)で表される化合物であることがより好ましい。R、R、R、およびRは、Siに結合している1価の基である。Rは、2個のSiに結合している2価の基である。
【0242】
式(2)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、少なくとも1つは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルコキシ基、または炭素数1〜10のアミノ基であり、それ以外は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数3〜10のアリル基、または炭素数3〜10のグリシジル基であることが好ましい。xが2〜20である場合、s+t+u+vは、それぞれ独立して、1〜3であり、wは1〜3であることが好ましい。
【0243】
式(2)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、または、炭素数1〜6のアミノ基であることが好ましく、さらに好ましくは、炭素数1〜4のアルコキシ基である。
【0244】
上記R、R、RおよびRにおいて、アルキル基の炭素数は、1〜5であることが好ましい。上記アルキル基は鎖状でも、環状でも、分岐していてもよい。また、水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられるが、例えば、R、R、RまたはRとしては、それぞれ、メチル基、エチル基、プロピル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。より好ましくは、メチル基、エチル基であり得る。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、またはジメチルフェニル基であることが好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素が好ましく、特に塩素が好ましい。
【0245】
上記R、R、RおよびRにおいて、アルコキシ基の炭素数は、1〜5であることが好ましい。上記アルコキシ基は鎖状でも、環状でも、分岐していてもよい。また、水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピロキシ基、またはブトキシ基が好ましく、より好ましくは、メトキシ基、またはエトキシ基である。
【0246】
は、それぞれ独立して、−O−、−NH−、−C≡C−、または、シラン結合である。Rとしては、−O−、−NH−、または、−C≡C−が好ましい。Rは、2個のSiに結合している2価の基であり、Rによって2以上のケイ素原子がRを介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合することができる。xが2以上の整数である場合、ケイ素原子同士で結合していてもよい。好ましい含ケイ素化合物の具体例としては、上述したSi−H化合物、Si−N化合物、ハロゲノシラン、Si−(C)化合物、Si−Si化合物、ビニルシラン、アリルシラン、エチニルシラン等のSiを1個または2個以上含む化合物が挙げられる。
【0247】
一の態様において、上記含ケイ素化合物は、式(3)または式(4):
【化44】
【化45】
で表される化合物である。
【0248】
上記式(3)中、Rは、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。
【0249】
上記式(4)中、Rは、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。yは2以上であり、zは1以上であり、4y−2zは0より大きい。
【0250】
上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応により、化合物の主骨格から脱離し得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、−OR、−OCOR、−O−N=CR、−NR、−NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1〜4のアルキル基を示す)などが挙げられ、好ましくは−OR(即ち、アルコキシ基)である。Rの例として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が挙げられる。
【0251】
上記「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、これらの中でも、フッ素原子、塩素原子および臭素原子が好ましく、フッ素原子および塩素原子がより好ましく、塩素原子がさらに好ましい。
【0252】
上記含ケイ素化合物は、本発明の組成物αに含まれる成分βの合計100質量部に対して、例えば0〜500質量部、好ましくは0〜400質量部、より好ましくは25〜400質量部で含まれ得る。
【0253】
上記含ケイ素化合物を含む表面処理剤により形成された表面処理層においては、表面処理層の表面に成分βが偏析する。従って、含ケイ素化合物は、基材と成分βとを隔てるので、基材中に存在する物質が成分βに与える悪影響を抑制することができる。その結果、上記含ケイ素化合物は、表面処理層の耐候性および耐久性を向上させるのに寄与する。特に、ゾル−ゲル反応によりシロキサン結合を形成することができる含ケイ素化合物は、より緻密な層を形成することができることから、より表面処理層の耐候性および耐久性を向上させることができる。
【0254】
本発明の物品は、例えば以下のようにして製造できる。
【0255】
まず、基材を準備する。本発明に使用可能な基材は、例えばガラス、樹脂(天然又は合成樹脂、例えば一般的なプラスチック材料、好ましくは、ポリカーボネート樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、トリアセチルセルロース樹脂であってよく、板状、フィルム、その他の形態であってよい)、金属(アルミニウム、銅、鉄等の金属単体又は合金等の複合体であってよい)、セラミックス、半導体(シリコン、ゲルマニウム等)、繊維(織物、不織布等)、毛皮、皮革、木材、陶磁器、石材、建築部材、医療機器、医療材料等、任意の適切な材料で構成され得る。
【0256】
例えば、製造すべき物品が光学部材である場合、基材の表面を構成する材料は、光学部材用材料、例えばガラス又は透明プラスチック等であってよい。また、基材は、その具体的仕様等に応じて、絶縁層、粘着層、保護層、装飾枠層(I−CON)、霧化膜層、ハードコーティング膜層、偏光フィルム、相位差フィルム、及び液晶表示モジュール等を有していてもよい。
【0257】
基材の形状は特に限定されない。また、表面処理層を形成すべき基材の表面領域は、基材表面の少なくとも一部であればよく、製造すべき物品の用途及び具体的仕様等に応じて適宜決定され得る。
【0258】
次に、かかる基材の表面に、上記の本発明の表面処理剤の膜を形成し、この膜を必要に応じて後処理し、これにより、本発明の表面処理剤から表面処理層を形成する。
【0259】
本発明の表面処理剤の膜形成は、上記の表面処理剤を基材の表面に対して、該表面を被覆するように適用することによって実施できる。被覆方法は、特に限定されない。例えば、湿潤被覆法を使用できる。
【0260】
湿潤被覆法の例としては、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、スクリーン印刷及び類似の方法が挙げられる。
【0261】
湿潤被覆法を使用する場合、本発明の表面処理剤は、溶媒で希釈されてから基材表面に適用され得る。当該溶媒としては、上記したフッ素含有有機溶媒及びフッ素不含有機溶媒を用いることができる。本発明の表面処理剤の安定性及び溶媒の揮発性の観点から、次の溶媒が好ましく使用される:炭素数5〜12のパーフルオロ脂肪族炭化水素(例えば、パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサン及びパーフルオロ−1,3−ジメチルシクロヘキサン);ポリフルオロ芳香族炭化水素(例えば、ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン);ポリフルオロ脂肪族炭化水素;ヒドロフルオロエーテル(HFE)(例えば、パーフルオロプロピルメチルエーテル(COCH)、パーフルオロブチルメチルエーテル(COCH)、パーフルオロブチルエチルエーテル(COC)、パーフルオロヘキシルメチルエーテル(CCF(OCH)C)等のアルキルパーフルオロアルキルエーテル(パーフルオロアルキル基及びアルキル基は直鎖又は分枝状であってよい))、ハイドロクロロフルオロカーボン(アサヒクリンAK−225(商品名)等)、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系溶剤;ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸エチル等のエステル系溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のプロピレングリコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、2−ヘプタノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等。これらの溶媒は、単独で、又は、2種以上の混合物として用いることができる。なかでも、ヒドロフルオロエーテル、グリコール系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤が好ましく、パーフルオロブチルメチルエーテル(COCH)及び/又はパーフルオロブチルエチルエーテル(COC)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールが特に好ましい。
【0262】
次に、膜を後処理する。この後処理は、特に限定されないが、例えば、活性エネルギー線、例えば、380nm以下の波長領域の電磁波、つまり紫外光線、電子線、X線、γ線等を照射することにより行われる。かかる後処理を施すことにより、本発明の組成物中の硬化性部位(例えば、炭素−炭素二重結合)、及び存在する場合にはハードコーティング剤の硬化性部位の硬化を開始させ、これらの化合物間、また、これらの化合物と基材間に結合が形成される。かかる後処理は、得られる表面処理層の摩擦耐久性を向上させることに寄与する。
【0263】
上記のようにして、基材の表面に、本発明の表面処理剤に由来する表面処理層が形成され、本発明の物品が製造される。これにより得られる表面処理層は、撥水性、撥油性及び防汚性に加え、高い表面滑り性(又は潤滑性、例えば指紋等の汚れの拭き取り性や、指に対する優れた触感)と高い摩擦耐久性の双方を有する。
【0264】
本発明の硬化性組成物を用いると、硬化後の表面処理層の揮発性有機物(VOC)の値を低減できる。例えば、硬化後の表面処理層を65℃において12時間乾燥させた時の揮発性有機物の数値は、5重量%未満であることが好ましい。重量評価は、乾燥前の重量に対する、乾燥前の重量及び乾燥後の重量の差分の比率に基づいて計算できる。
【実施例】
【0265】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
【0266】
実施例及び比較例で測定した物性は、それぞれ以下の方法を用いて測定した。
【0267】
(1)粘度
合成例1〜4においては、TV−10型粘度計(東機産業株式会社製)を用いて25℃における組成物の粘度の値(mPa・s)を測定した。合成例5および6においては、振動式粘度計SV−10((株)エー・アンド・デイ製)を用いて25℃における組成物の粘度の値(mPa・s)を測定した。
【0268】
(2)スズ原子の含有量測定
組成物中のスズ原子の含有量は、原子吸光度計((株)日立製作所製のZ8000)を用いて定量した。
【0269】
(3)静的接触角及び転落角
静的接触角及び転落角は、全自動接触角計DropMaster700(協和界面科学製)を用いて次の方法で測定した。
【0270】
<静的接触角と転落角の測定方法>
静的接触角は、硬化膜を形成された基板を水平に置き、この基板上にマイクロシリンジから水1μL又はn−ヘキサデカンを2μL滴下し、滴下1秒後の静止画をビデオマイクロスコープで撮影することにより求めた。
また、転落角は以下の方法で求めた。硬化膜が形成された基板を水平に置き、この基板上にマイクロシリンジから、水20μL又はn−ヘキサデカン20μLを滴下し、基板を毎秒2°の速度で傾斜させ、液滴が転落し始めるまでを、ビデオマイクロスコープで動画として記録した。その動画を再生し、液滴が転落し始めた角度を転落角とした。基材を90°に傾斜させても液滴が転落しなかった場合は、「転落せず」と判断した。
【0271】
(4)数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)
以下のカラムを配管した装置を使用して、GPC分析により実施例で得られた組成物又は比較例で得られた組成物の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)を測定し、分子量分布曲線を得た。測定用の溶液としては、合成例1〜4では各合成例で得られた組成物を用い、合成例5および6では得られた組成物Xが0.5mass%となるようにHFE7200を用いて調製した溶液を用いた。測定直前に0.2μmのPTFEフィルターを用いて上記溶液中のコンタミネーションを除去してから測定した。
【0272】
尚、検量線作成に用いた標準ポリメタクリル酸メチルは、分子量が1,140、5,200、24,830、55,600、141,500、254,100、659,000(それぞれのMw/Mnは1.20以下)の7種類である。
・カラム:KF−806L(Viscotek社製)を3本直列に接続して用いた。
・カラム温度:30℃
・測定装置:Gel permeation chromatography(Viscotek製)
・検出器:Differential refractive index detector TDA−302(Viscotek製)
・溶離液:HCFC225(旭硝子製AK−225)/ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)[90/10(w/w)]
・送液条件:0.75mL/分
・測定サンプル注入量:20mg/mL
【0273】
(5)NMR
NMR測定装置(JEOL社製)を用いて、以下の条件により測定した。
19F−NMR測定条件:270.05MHz(トリクロロフルオロメタン=0ppm)・溶媒:ヘキサフルオロメタキシレン
・積算回数:16
【0274】
合成例で用いた組成物(A−1)及び(A−2)を表1に示す。
【0275】
【表1】
【0276】
合成例で用いた組成物(B−1)〜(B−2)、化合物(B−3)はそれぞれ以下のとおりである。なお、組成物(B−1)および化合物(B−3)の組成比は、逆相HPLCを用いて測定した値であり、組成物(B−2)の組成比は、19F−NMRを用いて上記の条件で測定した値である。
・組成物(B−1)
CFCFO−PFPE−CFCFCHOH:61質量%
HOCHCFCFO−PFPE−CFCFCHOH:8質量%
F−PFPE−CFCFCF:31質量%
組成物(B−1)において、PFPEは、(CFCFCFO)を表し、n=12である。
・組成物(B−2)
CFCFO−PFPE−CFCFCHOH:73質量%
F−PFPE−CFCFCHOH:27質量%
組成物(B−2)において、PFPEは、(CFCFCFO)を表し、n=11である。
・化合物(B−3)
CFCFO−(CFCFCFO)−CFCFCHOH(n=11)
【0277】
(合成例1)
反応器に、組成物(A−1)14.1gをゼオローラH(日本ゼオン社製)76gに溶解させ、ジブチルスズジラウレート10mgを加えた。この溶液を40〜45℃に加温し、撹拌しながら、20gの組成物(B−1)をゼオローラH20gに溶かした溶液を滴下し、組成物Xを形成した。反応液にヒドロキシエチルアクリレート9.2gを滴下し撹拌した。反応の終点は、IR法によってNCOの吸収が完全に消失した所とした。
【0278】
反応溶液にプロピレングリコールモノメチルエーテル52gを加え、100質量部の組成物1に対して、ゼオローラHを50質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを30質量部、及び組成物Xを20質量部有する組成物1を得た。組成物1の粘度は10.4mPa・sであり、100質量部の組成物1に対するスズ原子の含量は72ppmであった。
【0279】
(合成例2)
合成例1の20gの組成物(B−1)を、19gの組成物(B−2)に代えた以外は合成例1と同様の操作をして、100質量部の組成物2に対して、ゼオローラHを50質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを30質量部及び組成物Xを20質量部有する組成物2を得た。組成物2の粘度は5.0mPa・sであり、100質量部の組成物2に対するスズ原子の含量は69ppmであった。
【0280】
(合成例3)
合成例2の組成物(A−1)14.1gを組成物(A−2)13.8gに代えた以外は合成例2と同様の操作をして、100質量部の組成物3に対して、ゼオローラHを50質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを30質量部、及び組成物Xを20質量%有する組成物3を得た。組成物3の粘度は5.0mPa・sであり、100質量部の組成物3に対するスズ原子の含量は64ppmであった。
【0281】
(合成例4)
合成例3の19gの組成物(B−2)を17gの化合物(B−3)に代えた以外は合成例3と同様の操作をして、100質量部の組成物4に対して、ゼオローラHを50質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを30質量部、及び組成物Xを20質量%有する組成物4を得た。組成物4の粘度は5.4mPa・sであり、100質量部の組成物4に対するスズ原子の含量は70ppmであった。
【0282】
(合成例5)
合成例1で得られた組成物1(20g)を撹拌しながらメタノール50gを加えた。その後、メタノールをデカンテーションして白色固形物を得た。得られた白色固形物にアセトン5gを加え撹拌した後、メタノール25gを加えた。再度デカンテーションにより白色固形物を分離した後、アセトンを5g及びゼオローラHを5g加えて撹拌した。続けて、メタノール25gを加えて、デカンテーションにより白色固形物(組成物X)を分離した。この白色固形物5gに、(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル)−2−クロロアクリレート15gを加え、白色固形分を溶解し、固形分20質量%の組成物5を得た。組成物5の粘度は17.2mPa・sであり、100質量部の組成物5に対するスズ原子の含量は1ppm以下であった。
【0283】
(合成例6)
組成物1の代わりに、合成例3で得られた組成物3(20g)を用いた以外は合成例5と同様の操作をして、固形分20質量%の組成物6を得た。組成物6の粘度は13.2mPa・sであり、100質量部の組成物6に対するスズ原子の含量は1ppm以下であった。
【0284】
(比較例1)
ビームセット575CB(荒川化学社製)6.0gに、光開始剤としてイルガキュアー907(BASF社製)を120mg、及び組成物1を組成物Xの濃度が全重量に対して1wt%となるように加えた。その後、遮光下、回転ミキサーを用いて10時間撹拌し、PFPE含有ハードコート材料を得た。
【0285】
スライドガラス上に、得られたPFPE含有ハードコート材料10μLを載せ、バーコーターを用いて均一な塗膜を形成した。これに、窒素雰囲気下、365nmのUV光を含む光線を500mJ/cmの強度で照射し、PFPE含有ハードコート材料の硬化膜を形成した。
【0286】
(実施例1〜5)
組成物1の代わりに、組成物2〜6をそれぞれ用いた以外は、比較例1と同様に行い、PFPE含有ハードコート材料を得た。
【0287】
得られたPFPE含有ハードコート材料を用いて、比較例1と同様に硬化膜を形成した。
【0288】
(比較例2)
組成物1を加えない以外は比較例1と同様に行い、ハードコート材料を得た。
【0289】
得られたPFPE含有ハードコート材料を用いて、比較例1と同様に硬化膜を形成した。
【0290】
以下の表2に、GPCを用いて得られたMn、Mw及びMw/Mn、並びに分子量分布曲線から求めたM1〜M3、M2/M1、及びM3/M1を示す。以下の表3に、実施例又は比較例で得られた硬化膜の静的接触角、転落角の測定結果及び外観の評価結果を示す。
【0291】
【表2】
【0292】
【表3】
【0293】
表3の外観欄の「A」は硬化膜が透明であることを、「B」は硬化膜が白化していることをそれぞれ示す。
【産業上の利用可能性】
【0294】
本発明は、種々多様な基材の表面に表面処理層を形成するための好適に使用し得る。
図1
図2
図3