(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】
(24)【登録日】2022-05-10
(45)【発行日】2022-05-18
(54)【発明の名称】積層体
(51)【国際特許分類】
B32B 27/00 20060101AFI20220511BHJP
C09D 183/04 20060101ALI20220511BHJP
C09D 183/10 20060101ALI20220511BHJP
C09D 183/07 20060101ALI20220511BHJP
C09D 4/00 20060101ALI20220511BHJP
【FI】
B32B27/00 101
C09D183/04
C09D183/10
C09D183/07
C09D4/00
(21)【出願番号】P 2020132121
(22)【出願日】2020-08-04
【審査請求日】2020-08-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000168414
【氏名又は名称】荒川化学工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】増原 義洋
(72)【発明者】
【氏名】柏木 宏章
(72)【発明者】
【氏名】宮尾 佳明
【審査官】井上 明子
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-108009(JP,A)
【文献】特開2007-191703(JP,A)
【文献】特開2009-179689(JP,A)
【文献】特開2011-168054(JP,A)
【文献】特開2003-335984(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09D
B32B 27/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材フィルムの少なくとも片面にシロキサン系化合物の剥離層を有し、剥離層表面の表面自由エネルギーが10~40mN/mである
剥離フィルムの少なくとも片面に、
下記(I)又は(II)のいずれかを含むコーティング剤組成物の硬化層を有する積層体であって、
前記積層体から剥離フィルムを剥がした面における前記硬化層の接触角が90°以上となることを特徴とする
積層体。
(I)エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(a1)、並びに(メタ)アクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン(a2)を反応成分に含む重合体のα,β-不飽和カルボン酸付加物(A1)
(II)エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(a1)を反応成分((a2)成分を含むものを除く)に含む重合体のα,β-不飽和カルボン酸付加物(A2)及びオルガノポリシロキサン(B)
【請求項2】
前記反応成分が、更に脂肪族モノ(メタ)アクリレート、脂環族モノ(メタ)アクリレート及び芳香族モノ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノ(メタ)アクリレート(a3)を含む請求項1に記載の
積層体。
【請求項3】
(B)成分が、(メタ)アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサンである請求項1又は2に記載の
積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
硬化型コーティング剤組成物は、基材フィルムに塗布されて硬化することにより硬度、耐擦傷性、撥水性、帯電防止性等の機能を付与するものである。その機能の中で撥水性が付与されると、例えば、自動車用途では、雨が降った際に雨水をはじいたり、また、光学部品の用途では、指紋や油分等で汚れを付き難くすることができる。
【0003】
撥水性を付与する技術としては、(メタ)アクリレート樹脂中にフッ素原子含有基及び/又はシリコーン骨格を有する化合物を含む添加剤等を含む樹脂層と、表面層を備え、樹脂層の表面に凹凸形状が形成されたハードコートフィルムが開示されている(特許文献1)。しかしながら、このような積層体では、一般的に基材フィルム上に設けられた樹脂の硬化層の表面には撥水性が付与されるが、基材フィルムを剥がした面における硬化層の撥水性は発揮されず、また硬化層全体で優れた耐汚染性を示すものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、剥離フィルムを剥がした面における硬化層が高い撥水性、優れた耐汚染性及び剥離力を有する積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、硬化型コーティング剤組成物の組成、使用する基材フィルムの種類を鋭意検討したところ、前記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の積層体に関する。
【0007】
1.基材フィルムの少なくとも片面にシロキサン系化合物の剥離層を有し、剥離層表面の表面自由エネルギーが10~40mN/mである剥離フィルムの少なくとも片面に、下記(I)又は(II)のいずれかを含むコーティング剤組成物の硬化層を有する積層体であって、
前記積層体から剥離フィルムを剥がした面における前記硬化層の接触角が90°以上となることを特徴とする積層体。
(I)エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(a1)、並びに(メタ)アクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン(a2)を反応成分に含む重合体のα,β-不飽和カルボン酸付加物(A1)
(II)エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(a1)を反応成分((a2)成分を含むものを除く)に含む重合体のα,β-不飽和カルボン酸付加物(A2)及びオルガノポリシロキサン(B)
【0008】
2.前記反応成分が、更に脂肪族モノ(メタ)アクリレート、脂環族モノ(メタ)アクリレート及び芳香族モノ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノ(メタ)アクリレート(a3)を含む前項1に記載の積層体。
【0009】
3.(B)成分が、(メタ)アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサンである前項1又は2に記載の積層体。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る積層体によれば、基材フィルムの少なくとも片面に特定の剥離層を有し、その剥離層表面が一定の表面自由エネルギーを有する剥離フィルムの上に硬化型コーティング剤組成物の硬化層を有し、その積層体から剥離フィルムを剥がした面における硬化層が高い撥水性と優れた耐汚染性を示す。さらに、本発明の積層体は、剥離フィルムの剥離層と硬化層との面の剥離力も優れる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の硬化型コーティング剤組成物の実施形態の1つは、エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(a1)(以下、(a1)成分という。)及び(メタ)アクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン(a2)(以下、(a2)成分という。)を反応成分に含む重合体のα,β-不飽和カルボン酸付加物(A1)(以下、付加物(A1)という。)を含むものである。
【0014】
(a1)成分は、エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を少なくとも1つずつ有していれば、特に限定されず、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(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)アクリレート等のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート;4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等のヒドロキシ基及びエポキシ基を有する(メタ)アクリレート;ビニルグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン等のエポキシ基を有するビニル化合物;アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基を有するアリル化合物等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合せても良い。中でも後述の(a2)成分及び(a3)成分との反応性に優れる点から、エポキシ基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、グリシジル(メタ)アクリレートがより好ましい。
【0015】
(a2)成分は、(メタ)アクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサンであり、付加物(A1)とした際に、硬化型コーティング剤組成物の硬化層が高い撥水性及び優れた防汚性を示し、かつ、基材フィルムから当該硬化層を剥離しやすくするために使用する成分である。(a2)成分としては、市販品を使用でき、例えば、『X-22-174ASX』、『X-22-174BX』、『KF-2012』、『X-22-2426』、『X-22-2404』(メタクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン、以上、信越化学工業(株)製)、『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』(メタクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン、以上、JNC(株)製)等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。
【0016】
(a2)成分の使用量としては、特に限定されないが、付加物(A1)とした際に、硬化型コーティング剤組成物の硬化層が高い撥水性及び優れた防汚性を示し、かつ、基材フィルムから当該硬化層を剥離しやすくする点から、固形分重量で(以下同様)、(a1)成分及び(a2)成分の合計を100重量部として、0.5~50重量部が好ましく、1~40重量部がより好ましい。
【0017】
前記の反応成分には、更に脂肪族モノ(メタ)アクリレート、脂環族モノ(メタ)アクリレート及び芳香族モノ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノ(メタ)アクリレート(a3)(以下、(a3)成分という。)を使用しても良い。(a3)成分を反応成分に使用すると、合成時に生成した付加物(A1)が反応系中の有機溶剤と相溶し、また、得られた(A1)成分を使用して硬化型コーティング剤組成物の調製した際には、他に配合した樹脂(例えば、ポリオルガノシロキサン(B)や後述する添加剤等)とも良く相溶しやすくなる(以下、これらをまとめて“相溶性”という。)。
【0018】
脂肪族モノ(メタ)アクリレートとしては、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、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、s-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、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、イソヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0019】
脂環族モノ(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(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、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、3,5-ジメチルアダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0020】
芳香族モノ(メタ)アクリレートとしては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0021】
前記の(a3)成分は、単独でも2種以上を組み合わせても良い。中でも、付加物(A1)の前記相溶性の点から、脂肪族(モノ)メタアクリレートが好ましく、ラウリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレートがより好ましい。
【0022】
また、付加物(A1)の製造において、(a3)成分を使用する場合、(a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分の使用量は、得られた付加物(A1)が有機溶剤又は(B)成分等に対して良く相溶し、また硬化型コーティング剤組成物の硬化層が高い撥水性及び優れた防汚性を示し、かつ、基材フィルムから当該硬化層を剥離しやすくする点から、これらの成分の合計を100重量部として、以下に調整することが好ましい。
・(a1)成分:好ましく10~90重量部、より好ましくは20~80重量部
・(a2)成分:好ましくは0.5~50重量部、より好ましくは1~40重量部
・(a3)成分:好ましくは5~80重量部、より好ましくは10~70重量部
【0023】
α,β-不飽和カルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等のα,β-不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等のα,β-不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。また、(a3)成分は、α,β-不飽和カルボン酸の塩を使用しても良く、前記の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;アンモニア、メチルアミン、エタノールアミン等とのアンモニウム塩等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。中でも、α,β-不飽和モノカルボン酸が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
【0024】
α,β-不飽和カルボン酸の使用量としては、特に限定されないが、(a1)成分1モルに対して、0.5~1.2モルが好ましく、0.8~1モルがより好ましい。
【0025】
付加物(A1)は、重合開始剤の存在下、(a1)成分及び(a2)成分、必要に応じて(a3)成分を反応させて生成した重合体に、α,β-不飽和カルボン酸を付加させることで得られる。(a1)~(a3)成分の重合の条件としては特に限定されず、通常は温度が50~150℃程度(好ましくは60~130℃程度)、時間が0.5~10時間程度(好ましくは1~5時間程度)である。また、重合体とα,β-不飽和カルボン酸との付加反応の条件も特に限定されず、通常は温度が70~130℃程度(好ましくは80~120℃程度)、時間が1~12時間程度(好ましくは2~10時間程度)である。
【0026】
重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の無機過酸化物;ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート等のアゾ系化合物等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。また、重合開始剤の使用量は、(a1)~(a3)成分の固形分重量での合計量100重量部に対して、0.2~10重量部程度が好ましい。なお、必要に応じて、連鎖移動剤等を添加しても良い。連鎖移動剤としては、特に限定されず、例えば、ラウリルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、ブロムトリクロルメタン等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。
【0027】
付加物(A1)の製造においては、更に有機溶剤を使用しても良い。有機溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、t-ブチルベンゼン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、テトラリン、デカリン、芳香族ナフサ等の芳香族炭化水素;n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、イソオクタン、n-デカン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン等の脂環族炭化水素;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸n-アミル、酢酸2-ヒドロキシエチル、酢酸2-ブトキシエチル、酢酸3-メトキシブチル、安息香酸メチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル;メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール等のアルコール等が挙げられる。有機溶剤の使用量としては、特に限定されないが、反応溶液の濃度が20~80重量%となるように調整することが好ましい。
【0028】
かくして得られた付加物(A1)の物性としては、特に限定されないが、例えば、重量平均分子量が、付加物(A1)の前記相溶性の点から、1000~200000が好ましい。なお、ここでの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)でポリスチレンを標準物質として測定した値である。(以下同様)
【0029】
なお、付加物(A1)を含む硬化型コーティング剤組成物には、更に後述のオルガノポリシロキサン(B)を含んでも良い。
【0030】
本発明の硬化型コーティング剤組成物は、エポキシ基及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(a1)(以下、(a1)成分という。)を反応成分に含む重合体((a2)成分を含むものを除く)のα,β-不飽和カルボン酸付加物(A2)(以下、付加物(A2)という。)及びオルガノポリシロキサン(B)(以下、(B)成分という。)を含むものも実施形態の1つである。
【0031】
(a1)成分及びα,β-不飽和カルボン酸の具体例と使用量は、前段落で記載したとおりである。
【0032】
前記の反応成分には、更に前述の(a3)成分を使用しても良く、その具体例は前段落で記載したとおりである。
【0033】
付加物(A2)の製造で用いる(a3)成分の使用量としては、特に限定されないが、相溶性の点から、固形分重量で(以下同様)、(a1)成分及び(a3)成分の合計を100重量部として、0.5~80重量部が好ましく、10~70重量部がより好ましい。
【0034】
付加物(A2)の製造における重合反応及び付加反応の条件は、前段落で記載したとおりである。
【0035】
かくして得られた付加物(A2)の物性としては、特に限定されないが、例えば、重量平均分子量が、(B)成分に対する相溶性の点から、1000~200000が好ましい。
【0036】
(B)成分は、オルガノポリシロキサンであり、硬化型コーティング剤組成物の硬化層が高い撥水性及び優れた防汚性を示し、かつ、基材フィルムから当該硬化層を剥離しやすくするために使用する成分である。
【0037】
(B)成分としては、特に限定されず、例えば、(メタ)アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン、水酸基を有するオルガノポリシロキサン、アミノ基を有するオルガノポリシロキサン、若しくは、前記水酸基又はアミノ基を有するオルガノポリシロキサンとイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートとの反応生成物等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。
【0038】
(メタ)アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサンとしては、前段落で記載したものに加えて、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するオルガノポリシロキサンの市販品としては、『X-22-2445』、『X-22-164』、『X-22-164AS』、『X-22-164A』、『X-22-164B』、『X-22-164C』、『X-22-164E』(以上、信越化学工業(株)製)、『サイラプレーンFM-7711』、『サイラプレーンFM-7721』、『サイラプレーンFM-7725』(以上、JNC(株)製)、『TegoRad2100』、『TegoRad2500』、『TegoRad2600』、『TegoRad2650』、『TegoRad2700』(以上、エボニック・デグサ・ジャパン(株)製)、『BYK-UV 3570』、『BYK-UV 3510』、『BYK-UV 3505』(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)等が挙げられる。
【0039】
水酸基を有するオルガノポリシロキサンの市販品としては、『BYK-370』、『BYK-375』、『BYK-377』、『BYK-SILCLEAN3720』(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)、『X-22-4039』、『X-22-4015』、『X-22-170BX』、『X-22-170DX』、『KF-6000』、『KF-6001』、『KF-6002』、『KF-6003』、『X-22-176F』(以上、信越化学工業(株)製))、『サイラプレーンFM-4411』、『サイラプレーンFM-4421』、『サイラプレーンFM-4425』、『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-DA11』、『サイラプレーンFM-DA21』、『サイラプレーンFM-DA26』(以上、JNC(株)製)等が挙げられる。
【0040】
アミノ基を有するオルガノポリシロキサンの市販品としては、は『KF-860』、『KF-861』、『X-22-161A』、『X-22-161B』(以上、信越化学工業(株)製)、『サイラプレーンFM-3311』、『サイラプレーンFM-3325』(以上、JNC(株)
製)等が挙げられる。
【0041】
また、(メタ)アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサンとしては、前述の水酸基又はアミノ基を有するオルガノポリシロキサンとイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートとの反応生成物も使用できる。
【0042】
前記水酸基又はアミノ基を有するオルガノポリシロキサンと反応させる際に用いるイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、3-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、4-ブチルイソシアナトブチル(メタ)アクリレート等のイソシアナトアルキル(メタ)アクリレート;2-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアナート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。また、市販品としては、昭和電工(株)製の『カレンズAOI』、『カレンズMOI』、『カレンズMOI-EG』、『カレンズBEI』等を使用できる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。
【0043】
イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートの使用量としては、水酸基又はアミノ基を有するオルガノポリシロキサン中の水酸基1モル又はアミノ基1モルに対して、通常は0.2~1モル、好ましくは0.5~1モルである。
【0044】
水酸基又はアミノ基を有するオルガノポリシロキサンと、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレートとの反応条件としては、通常は、温度が50~100℃程度(好ましくは、60~90℃)、時間が0.5~10時間程度(好ましくは、1~8時間程度)である。
【0045】
これらの(B)成分の中でも、硬化型コーティング剤組成物の硬化層が高い撥水性及び優れた防汚性を示し、かつ、基材フィルムから当該硬化層を剥離しやすくする点から、(メタ)アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサンが好ましい。
【0046】
(B)成分の含有量としては、硬化型コーティング剤組成物の硬化層が高い撥水性及び優れた防汚性を示し、かつ、基材フィルムから当該硬化層を剥離しやすくする点から、固形分重量で、付加物(A1)又は付加物(A2)100重量部に対して、0.1~15重量部が好ましく、0.3~10重量部がより好ましい。
【0047】
本発明の硬化型コーティング剤組成物は、更に前述した(a3)成分、フッ素系表面調整剤、シランカップリング剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、無機フィラー、コロイダルシリカ、消泡剤、湿潤剤、防錆剤等を配合しても良い。また、これらの含有量としては、特に限定されないが、固形分重量で、付加物(A1)及び/又は付加物(A2)100重量部に対して、0.1~50重量部が好ましく、0.3~40重量部がより好ましい。
【0048】
本発明の硬化型コーティング剤組成物は、活性エネルギー線を照射するに際して、光重合開始剤を配合する。光重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、ベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、チタノセン化合物、チオキサントン化合物、オキシムエステル化合物等の光重合開始剤、アミンやキノン等の光増感剤等が挙げられ、より具体的には、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-[4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル]-2-メチル-プロパン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、1,2-オクタンジオン1-[4-(フェニルチオ)-2-(o-ベンゾイルオキシム)]、エタノン1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(o-アセチルオキシム)等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。
【0049】
光重合開始剤の含有量としては、特に限定されず、固形分重量で、(A)成分100重量部に対して、通常は0.1~15重量部程度、好ましくは0.2~12重量部程度、より好ましくは0.5~10重量部程度である。
【0050】
本発明の硬化型コーティング剤組成物は、表面自由エネルギーが10~40mN/mである基材フィルムの少なくとも片面に、当該組成物の硬化層を有する積層体とした際に、基材フィルムと接する面における前記硬化層の接触角が90°以上となるものである。
【0051】
基材フィルムの材質としては、特に限定されず、樹脂、セラミック、金属等やこれらの複合体などが挙げられる。樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル、アイオノマー樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、フッ素系樹脂等が挙げられる。
【0052】
また、基材フィルムの厚みも特に限定されず、例えば、20~300μmのものから選択できる。
【0053】
本発明の基材フィルムは、表面自由エネルギーが10~40mN/mのものである。基材フィルムの表面自由エネルギー(γ)は、基材フィルム表面の分散成分(水素結合力を含む)及び極性成分の和で表される(式(1))。
γ=γS
d+γS
p・・・(1)
(γS
d:基材フィルム表面の分散成分(水素結合力を含む)、γS
p:基材フィルム表面の極性成分)
【0054】
本発明において、表面自由エネルギーの算出に必要なγS
d及びγS
pは、Owens and Wendt法にて求められた値である。具体的には、水とジヨードメタンの2つの溶液にて、基材フィルム表面の接触角をそれぞれ測定し、式(2)に代入して連立方程式を解くことにより求められる。
(γS
d・γL
d)1/2+(γS
p・γL
p)1/2=(1+cosθ)/2・・・(2)
(γL
d:測定液の分散成分(水素結合力を含む)、γL
p:測定液の極性成分、θ:基材フィルム表面での測定液の接触角)
【0055】
式(2)において、測定液が水の場合は、γL
d=21.8、γL
p=51.0であり、ジヨードメタンの場合は、γL
d=50.8、γL
p=0である。
【0056】
基材フィルムの表面自由エネルギーが10mN/m未満であると、硬化型コーティング剤組成物を塗工した際にハジキが発生しやすく、40mN/mを超えると、基材フィルムを剥がした面における硬化層の撥水性及び耐汚染性が充分に発揮されない傾向がある。また同様の点から、表面自由エネルギーは、10~30mN/mが好ましく、15~25mN/mがより好ましい。なお、基材フィルムとしては、剥離フィルムを用いる。剥離フィルムとは、基材フィルムの表面にシロキサン系化合物又は非シロキサン系化合物等の剥離剤が塗工されたものである。剥離する際に必要とされる力に応じて、更に重剥離フィルム、中剥離フィルム、軽剥離フィルム等に分類され、いずれのフィルムも使用することができる。
【0057】
前記硬化型コーティング剤組成物の塗工方法としては、特に限定されず、例えば、アプリケーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、コンマコーター、ナイフコーター、グラビアコーター等が挙げられる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物の塗工量も特に限定されず、通常は、硬化層の膜厚が0.25~20μm、好ましくは0.5~10μmとなるように塗工する。
【0058】
活性エネルギー線としては、特に限定されず、例えば、紫外線、赤外線、可視光線等の光線、電子線、X線、α線、β線、γ線、中性子線等が挙げられる。本発明においては、光線が好ましく、紫外線がより好ましい。
【0059】
紫外線の光源としては、特に限定されず、例えば、キセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。また、紫外線の光量及び搬送速度も特に限定されず、通常、光量が通常50~1000mW/cm程度、搬送速度が通常5~50m/分程度である。
【0060】
得られた積層体において、基材フィルムと接する面における硬化層の接触角は90°以上である。ここでの接触角は、前記積層体より基材フィルムを剥がした面の硬化層に水を1滴落として測定した値を意味する。接触角が90°以上であると、高い撥水性を有し、汚染性にも優れる。また基材フィルムと接する面における硬化層の接触角は、好ましくは95°以上である。また、接触角の上限値としては、優れた撥水性と基材フィルムに対する密着性等とのバランスの点から、120°以下が好ましい。
【0061】
本発明の積層体は、基材フィルムの少なくとも片面に、前記の硬化型コーティング剤組成物の硬化層を有するものであり、基材フィルムの表面に硬化型コーティング剤組成物を塗工して、活性エネルギー線を照射することにより得られる。
【0062】
基材フィルムの種類、塗工方法等は前段落に記載したとおりである。
【0063】
本発明の積層体は、また硬化型コーティング剤組成物の硬化層の上に、例えば、基材フィルム層、アンカー層、帯電防止層、ハードコート層、易接着層、接着層等の層を有していても良い。当該層を形成する樹脂としては、例えば、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、セルロース系樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。またこれらの層の厚みとしては、特に限定されないが、1~500μmが好ましい。さらに塗工方法、硬化条件についても特に限定されない。
【0064】
本発明の特徴は、剥離フィルムの剥離層表面に当該組成物の硬化層を備えた積層体において、前記硬化層の表面が高い撥水性と優れた汚染性を有するのはもちろんであるが、特に、剥離フィルムを剥がした面における硬化層も高い撥水性及び優れた耐汚染性を有することにある。
【0065】
前記積層体から剥離フィルムを剥がした面における硬化層の接触角が90°以上を示す理由としては、剥離フィルムの剥離層表面が所定の表面自由エネルギーを有することにより、前記組成物の硬化層との界面自由エネルギーを低くするように、剥離フィルムを剥がした面の硬化層側にシロキサン化合物由来の骨格が配向したためと推測する。
【実施例】
【0066】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら各例に限定されるものではない。なお、各例中、部及び%は特記しない限り全て重量基準である。
【0067】
(基材フィルムの表面自由エネルギー)
温度25℃、湿度50%の条件下で接触角計(装置名:『接触角計 LSE-B100W』、(株)ニック製)を用いて、基材フィルムに水(滴下量:2.0μL)、ジヨードメタン(滴下量:2.0μL)の液滴をそれぞれ落として接触角を測定した。接触角は、各液を基材フィルムに滴下してから3秒後の角度を採用した。前記で得られた水及びジヨードメタンの接触角の値を用いて、Owens and Wendt法にて表面自由エネルギーを計算した。
【0068】
製造例1-1
撹拌機、温度計、還流菅、窒素流入口及び滴下ロートを取り付けた四つ口フラスコに、酢酸ブチル630部、グリシジルメタクリレート12部、メタクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『KF-2012』、信越化学工業(株)製)2部、イソステアリルメタクリレート5.9部、アゾビスイソブチロニトリル16部を仕込み、窒素ガスを流入し撹拌しながら110℃まで昇温させた。次いで、酢酸ブチル45部、グリシジルメタクリレート35部、イソステアリルメタクリレート18部、メタクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『KF-2012』、信越化学工業(株)製)5.9部、及びアゾビスイソブチロニトリル47部を2時間かけて滴下し、110℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル16部、酢酸ブチル32部を加えて、さらに30分間反応させた。その後、125℃まで昇温させ1.5時間保温し、反応溶液中に残存するアゾビスイソブチロニトリルを消費させた。次いで、反応溶液にエアーバブリングを行いながら、アクリル酸24部、トリフェニルホスフィン4.9部を加えてさらに10時間反応させ、固形分50%、重量平均分子量8,000の付加物(A1-1)を得た。
【0069】
製造例1-2~1-10、比較製造例1-1
表1に示す組成で、製造例1と同様の方法にて合成し、付加物(A1-2)~(A1-8)及び付加物(A2-1)、(A2-2)をそれぞれ得た。なお、比較製造例1では製造中にゲル化したため、重合体を得られなかった。
【0070】
【表1】
※1:アクリル酸の使用量は、(a1)成分1モルに対するモル量で表す。
【0071】
表1の略号は、以下の化合物を示す。
(a1)成分
・GMA:グリシジルメタクリレート
(a2)成分
・KF-2012:商品名:『KF-2012』、メタクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン、官能基当量:4,600g/mol、信越化学工業(株)製
・X-22-174BX:商品名:『X-22-174BX』、メタクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン、官能基当量:2,300g/mol、信越化学工業(株)製
・X-22-2426:商品名:『X-22-2426』、メタクリロイル基を1つ有するオルガノポリシロキサン、官能基当量:12,000g/mol、信越化学工業(株)製
・FM-7721:商品名:『サイラプレーンFM-7721』、メタクリロイル基を2つ有するオルガノポリシロキサン、JNC(株)製
(a3)成分
・ISMA:イソステアリルメタクリレート
・LMA:ラウリルメタクリレート
・BMA:n-ブチルメタクリレート
・IBXMA:イソボルニルメタクリレート
【0072】
<付加物(A1)及び(A2)による効果への影響>
【0073】
(硬化型コーティング剤組成物(1)の調製)
付加物(A1-1)100部、光重合開始剤として、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:『Omnirad184』、IGM Resins社製)(以下、Omni184という。)5部を混合して、硬化型コーティング剤組成物(1)を調製した。また、付加物(A1-2)~(A1-8)及び付加物(A2-1)についても同様の方法で硬化型コーティング剤組成物(1)をそれぞれ調製した。
【0074】
(ポリウレタン系樹脂の調製)
市販のウレタンアクリレート(商品名:『EBECRYL230』、ダイセル・オルネクス(株)製)50部、イソボルニルアクリレート(商品名:『IBXA』、大阪有機化学工業(株)製)50部、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名:『Omnirad184』、IGM Resins社製)2部を混合して、ポリウレタン系樹脂を調製した。
【0075】
実施例1~8、比較例1
重剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:『SPPET 7503BU』、厚さ:75μm、三井化学東セロ(株)製)(以下、重剥離PET1という。)の表面に、前記の硬化型コーティング剤組成物(1)を3μmの膜厚になるようにバーコーターで塗布し、80℃1分で乾燥させた。さらにその上に前記ポリウレタン系樹脂を100μmの厚みになるようにアプリケーターで塗工し、120W/cmの高圧水銀ランプ(岩崎電気(株)製)を用いて、ポリウレタン樹脂の塗工層側から、900mJ/cm2の紫外線を照射して積層体(重剥離PET1/硬化層/ポリウレタン樹脂層)を作製した。
【0076】
(撥水性(接触角及び滑落角))
各積層体より基材フィルムを剥がした後、その剥がした面の硬化層の水接触角を市販の接触角計(装置名:『接触角計 LSE-B100W』、(株)ニック製)を用いて、水を1滴(約15μl)滴下してから3秒後の角度を測定した。
また、水を1滴(約15μl)滴下したものを水平な状態から徐々に傾けて、水滴が流れ始めた角度を滑落角として評価した。
接触角は数値が高いほど、滑落角は数値が低いほど、撥水性に優れることを示す。結果を表2に示す(以下同様)。
【0077】
(耐汚染性(マジック拭取り性))
市販のマジック(商品名:『マジックインキNO.700』、極細(0.7mm)、寺西化学工業(株)製)で、前記積層体から基材フィルムを剥がした面の硬化層の表面に線を引き、室温(23℃)で充分に乾燥させた後に軟らかい布で拭取った。以下の基準で耐汚染性を評価した。
(評価基準)
〇:マジックの跡が残らない。
×:マジックの跡が残る
【0078】
(剥離力)
各積層体より基材フィルムを剥がした後、31Bテープ(日東電工(株)製)を2kgローラーで貼り合わせて、積層体(31Bテープ/硬化層/ポリウレタン樹脂層)を作製し、温度25℃、湿度50%の条件で24時間放置した。次いで、テンシロン万能試験機RTC-1250A((株)オリエンテック製)を用いて、積層体から180°方向に300mm/分の速度で31Bテープを剥離した。数値が小さいほど、剥離力に優れていることを示す。
【0079】
【0080】
表2に記載のフィルムは以下のものを示す。
・重剥離PET1:重剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「SPPET 7503BU」、厚さ:75μm、三井化学東セロ(株)製)
【0081】
<基材フィルムの表面自由エネルギーによる効果への影響>
【0082】
実施例9
実施例1において、基材フィルムを軽剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「SPPET 3801BU」、厚さ:38μm、三井化学東セロ(株)製)(以下、軽剥離PETという。)に変えて、積層体を作製した。
【0083】
(重剥離PET2の作製)
ジペンタエリスリトールポリアクリレート(商品名:NKエステル A-9550W、新中村化学(株)製)20部、表面調整剤(商品名:『BYK-UV 3500』、アクリロイル基を有するポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ビックケミー・ジャパン(株)製)0.10部、2-メチル-1-4-(メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン(商品名:『Omnirad907』、IGM Resins 社製)0.6部及びメチルエチルケトン80部を温度23℃で混合して剥離剤Xを得た。ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「ルミラー75T60」、厚さ75μm、東レ(株)製)上に剥離剤Xを厚みが0.5μmとなるようにバーコーターで塗工し、80℃で1分間乾燥させた後に500mJ/cm2の紫外線を照射して重剥離PET2を作製した。
【0084】
(重剥離PET3の作製)
剥離剤X中の表面調整剤を0.06部に変更して、同様に行い、剥離剤Yを得た。重剥離PET2の作製と同様の方法で行い、重剥離PET3を作製した。
【0085】
実施例10、11
実施例1において、基材フィルムを重剥離PET2、重剥離PET3に変更して、積層体をそれぞれ作製した。
【0086】
比較例2
実施例1において、基材フィルムを未処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「ルミラー75T60」、厚さ:75μm、東レ(株)製)に変更して、積層体をそれぞれ作製した。
【0087】
実施例9~11及び比較例2の積層体について、前記と同様の方法にて、撥水性、耐汚染性及び剥離力を評価した。結果を表3に示す。
【0088】
【0089】
表3に記載のフィルムは以下のものを示す。
・重剥離PET1:重剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「SPPET 7503BU」、厚さ:75μm、三井化学東セロ(株)製)
・軽剥離PET:軽剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「SPPET 3801BU」、厚さ:38μm、三井化学東セロ(株)製)
・重剥離PET2:重剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(前段落を参照)
・重剥離PET3:重剥離ポリエチレンテレフタレートフィルム(前段落を参照)
・未処理PET:未処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「ルミラー75T60」、厚さ:75μm、東レ(株)製)
【0090】
<付加物(A2)及び(B)成分の組合せによる効果への影響>
【0091】
製造例2-1
製造例1-1と同様の四つ口フラスコに、酢酸ブチル50部、水酸基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『サイラプレーンFM-0421』、JNC(株)製)48部、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート(商品名:『カレンズBEI』、昭和電工(株)製)2.3部及びオクチル酸スズ0.02部を仕込み、温度80℃で5時間反応させて、アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン(B-4)を得た。
【0092】
製造例2-2
製造例2-1において、『サイラプレーンFM-0421』からアミノ基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『サイラプレーンFM-3325』、JNC(株)製)に変更して同様に行い、アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン(B-5)を得た。
【0093】
(硬化型コーティング剤組成物(2)の調製)
重合体(A-1)100部、表4に記載のオルガノポリシロキサン及びOmni184 5部を混合して、硬化型コーティング剤組成物を調製した。
【0094】
実施例12~18
表4の硬化型コーティング剤組成物を用いて、実施例1と同様の方法で積層体をそれぞれ作製した。
【0095】
参考比較例
比較例1において、基材フィルムを未処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:「ルミラー75T60」、厚さ:75μm、東レ(株)製)に変えて、積層体を作製した。
【0096】
実施例12~18及び参考比較例の積層体についても、前記と同様の方法にて、撥水性、マジック拭取り性及び剥離力を評価した。結果を表4に示す。
【0097】
【表4】
※2:(B)成分の使用量は、固形分重量で重合体(A)100重量部に対する重量部で示す。
【0098】
表4の略号は、以下のものを示す。
・B-1:水酸基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『BYK-370』、固形分濃度:25%、ビックケミー・ジャパン(株)製)
・B-2:メタクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『KF-2012』、信越化学工業(株)製)
・B-3:アクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン(商品名:『TegoRad2700』、エボニック・デグサ・ジャパン(株)製)
・B-4:製造例2-1のアクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン
・B-5:製造例2-2のアクリロイル基を有するオルガノポリシロキサン