JP5169236B2 - 硬化性樹脂組成物及び反射防止膜 - Google Patents
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Description
これら表示パネルにおいては、付着した指紋、埃等を容易に除去できる(防汚性)表面特性が求められると共に、埃等を除去するため表面をエタノール等を含侵したガーゼで拭くことが多く、耐擦傷性が求められている。
本発明者らは、耐擦傷性、防汚性、特に油性染料の拭き取り性に優れる硬化性樹脂組成物及び反射防止膜を提供することを目的として、エチレン性不飽和基含有含フッ素共重合体、シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を3個以上有し、数平均分子量が4,000以上であるシリコーン化合物を含有する硬化性樹脂組成物を提案した(特願2006−194835号)。
この硬化性樹脂組成物を硬化させてなる硬化膜は、耐擦傷性、油性染料の拭き取り性に優れている。
本発明者らはさらに研究を重ね、上記シリコーン化合物と、上記シリコーン化合物よりも数平均分子量が小さい別のシリコーン化合物とを併用することにより、硬化膜の耐擦傷性や耐汚染性を維持しつつ、シリコーン化合物の染み出し量を低減することができることを見出し、本発明を完成させた。
1.下記成分(A)、(B−1)及び(B−2):
(A)エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体、
(B−1)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を3個以上有し、数平均分子量が4,000以上であるシリコーン化合物
(B−2)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を2個以上有し、数平均分子量が1,000以上4,000未満であるシリコーン化合物
を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。
2.下記成分(A)、(B−1)及び(B−2):
(A)エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体、
(B−1)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を3個以上有し、数平均分子量が4,000以上であるシリコーン化合物
(B−2)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を2個以上有し、数平均分子量が1,000以上4,000未満であるシリコーン化合物
を混合して得られる硬化性樹脂組成物。
3.さらに(C)ケイ素原子及びフッ素原子を含有しない(メタ)アクリレート化合物を含有することを特徴とする上記1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
4.前記(B−1)のシリコーン化合物と前記(B−2)のシリコーン化合物とのモル比が4:1〜1:1の範囲内の値であることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
5.前記(C)の(メタ)アクリレート化合物が2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
6.さらに(D)数平均粒子径が1〜100nmの範囲内であるシリカ粒子を含有することを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
7.反射防止膜用であることを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
8.上記1〜7のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を硬化させて得られることを特徴とする硬化膜。
9.上記8に記載の硬化膜からなる層を有することを特徴とする反射防止膜。
また、本発明の硬化膜は、シリコーン化合物を含有しているにもかかわらず、塗膜をロール巻きにした際にも、塗膜フィルムの裏側にシリコーン化合物が付着することが少ないため、例えば、ディスプレイ製造工程での不具合が生じることがない。
本発明の硬化性樹脂組成物(以下、本発明の組成物という)は、下記の成分(A)〜(H)を含み得る。これらの成分のうち、(A)、(B−1)及び(B−2)は必須成分であり、(C)〜(H)は適宜含むことのできる任意成分である。
(A)エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体、
(B−1)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を3個以上有し、数平均分子量が4,000以上であるシリコーン化合物
(B−2)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を2個以上有し、数平均分子量が1,000以上4,000未満であるシリコーン化合物
(C)ケイ素原子及びフッ素原子を含有しない(メタ)アクリレート化合物、
(D)数平均粒径が1〜100nmの範囲内であるシリカ粒子、
(E)放射線の照射又は熱により活性種を発生する化合物
(F)前記(B−1)及び(B−2)以外のシリコーン化合物
(G)有機溶媒
(H)その他の添加剤
これらの成分について以下説明する。
エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体(A)は、フッ素系オレフィンの重合物である。(A)成分により本発明の組成物は低屈折率、防汚性、耐薬品性、耐水性等の反射防止膜用低屈折率材料としての基本性能を発現する。
(A)成分は、側鎖に(メタ)アクリル基を有することが好ましい。これにより、ラジカル重合性(メタ)アクリル化合物と共架橋化することができ、耐擦傷性が向上する。
エチレン性不飽和基含有イソシアネート化合物としては、分子内に、1個のイソシアネート基と、少なくとも1個のエチレン性不飽和基を含有している化合物であれば特に制限されるものではない。
尚、イソシアネート基を2個以上含有すると、水酸基含有含フッ素重合体と反応させる際にゲル化を起こす可能性がある。
また、上記エチレン性不飽和基として、後述する硬化性樹脂組成物をより容易に硬化させることができることから、(メタ)アクリロイル基を有する化合物がより好ましい。
エチレン性不飽和基含有イソシアネート化合物としては、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の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
ジイソシアネートの例としては、2,4−トリレンジイソシアネ−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、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネア−ト)、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンが好ましい。
尚、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートの市販品としては、例えば、大阪有機化学(株)製 商品名 HEA、日本化薬(株)製 商品名 KAYARAD DPHA、PET−30、東亞合成(株)製 商品名 アロニックス M−215、M−233、M−305、M−400等として入手することができる。
水酸基含有含フッ素重合体は、好ましくは、下記構造単位(a)、(b)及び(c)を含んでなる。
(a)下記式(1)で表される構造単位。
(b)下記式(2)で表される構造単位。
(c)下記式(3)で表される構造単位。
上記式(1)において、R1及びR2のフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキシル基等の炭素数1〜6のフルオロアルキル基が挙げられる。また、R2の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、ヘキシル基、シクロヘキシル基等の炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。
これらの中でも、ヘキサフルオロプロピレンとパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)又はパーフルオロ(アルコキシアルキルビニルエーテル)がより好ましく、これらを組み合わせて用いることがさらに好ましい。
また、このような理由により、構造単位(a)の含有率を、水酸基含有含フッ素重合体の全体量に対して、25〜65モル%とするのがより好ましく、30〜60モル%とするのがさらに好ましい。
式(2)において、R4又はR5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ラウリル基等の炭素数1〜12のアルキル基が挙げられ、アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。
ク酸ビニル、ステアリン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(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、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、2−(n−プロポキシ)エチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸類等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、このような理由により、構造単位(b)の含有率を、水酸基含有含フッ素重合体の全体量に対して、20〜60モル%とするのがより好ましく、30〜60モル%とするのがさらに好ましい。
式(3)において、R7のヒドロキシアルキル基としては、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、4−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、5−ヒドロキシペンチル基、6−ヒドロキシヘキシル基が挙げられる。
また、水酸基含有ビニル単量体としては、上記以外にも、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(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、カプロラクトン(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等を用いることができる。
また、このような理由により、構造単位(c)の含有率を、水酸基含有含フッ素重合体の全体量に対して、5〜40モル%とするのがより好ましく、5〜30モル%とするのがさらに好ましい。
水酸基含有含フッ素重合体は、さらに下記構造単位(d)を含んで構成することも好ましい。
(d)下記式(4)で表される構造単位。
、R14〜R17のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基が挙げられる。
また、このような理由により、構造単位(d)の含有率を、水酸基含有含フッ素重合体の全体量に対して、0.1〜5モル%とするのがより好ましく、0.1〜3モル%とするのがさらに好ましい。同じ理由により、構造単位(e)の含有率は、その中に含まれる構造単位(d)の含有率を上記範囲にするよう決定することが望ましい。
水酸基含有含フッ素重合体は、さらに下記構造単位(f)を含んで構成することも好ましい。
また、このような理由により、構造単位(f)の含有率を、水酸基含有含フッ素重合体の全体量に対して、0.1〜3モル%とするのがより好ましく、0.2〜3モル%とするのがさらに好ましい。
水酸基含有含フッ素重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで、テトラヒドロフランを溶剤として測定したポリスチレン換算数平均分子量が5,000〜500,000であることが好ましい。この理由は、数平均分子量が5,000未満になると、水酸基含有含フッ素重合体の機械的強度が低下する場合があるためであり、一方、数平均分子量が500,000を超えると、後述する硬化性樹脂組成物の粘度が高くなり、薄膜コーティングが困難となる場合があるためである。
また、このような理由により、水酸基含有含フッ素重合体のポリスチレン換算数平均分子量を10,000〜300,000とするのがより好ましく、10,000〜100,000とするのがさらに好ましい。
エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体は、好ましくは、上述した、エチレン性不飽和基含有イソシアネート化合物と、水酸基含有含フッ素重合体とを、イソシアネート基/水酸基のモル比が1.1〜1.9の割合で反応させて得られる。この理由は、モル比が1.1未満になると耐擦傷性及び耐久性が低下する場合があるためであり、一方、モル比が1.9を超えると、硬化性樹脂組成物の塗膜のアルカリ水溶液浸漬後の耐擦傷性が低下する場合があるためである。
また、このような理由により、イソシアネート基/水酸基のモル比を、1.1〜1.5とするのが好ましく、1.2〜1.5とするのがより好ましい。
また、このような理由から、(A)成分の添加量を15〜55重量%とするのがより好ましく、20〜50重量%の範囲内の値とするのがさらに好ましい。
本発明の組成物には、シリコーン化合物としてシロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を少なくとも3つ以上有し、数平均分子量が4,000以上である化合物を配合する。このようなシリコーン化合物を配合することで、硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化膜及びそれを用いた反射防止膜の耐擦傷性、防汚性、特に油性染料の拭き取り性が向上する。(B−1)及び後述する(B−2)の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで、テトラヒドロフランを溶剤として測定したポリスチレン換算数平均分子量を表す。
シリコーン化合物(B−1)としては、その末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物、その両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物、又はシロキサン骨格の側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する化合物を挙げることができる。
また、このような理由から、(B−1)成分の添加量を0.5〜10重量%とするのがより好ましく、1〜10重量%の範囲内の値とするのがさらに好ましい。
本発明において用いられるシリコーン化合物(B−2)は、上記シリコーン化合物(B−1)によって得られる硬化膜の耐擦傷性や防汚性を維持しつつ、シリコーン化合物の染み出しを抑制する機能を有する。即ち、シリコーン化合物(B−2)は、得られる硬化膜の耐擦傷性、防汚性等とシリコーン化合物の染み出し抑制のバランスをとることを目的として添加される。シリコーン化合物(B−2)の併用によってシリコーン化合物の染み出しが抑制できるのは、シリコーン化合物(B−2)が、シリコーン化合物(B−1)と、エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体(A)及びケイ素原子及びフッ素原子を含有しない(メタ)アクリレート化合物(C)との相溶化剤として働くためと推測される。
また、このような理由から、(B−2)成分の添加量を0.5〜10重量%とするのがより好ましく、1〜10重量%の範囲内の値とするのがさらに好ましい。
本発明で用いる(メタ)アクリレート化合物は、エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体(A)、シリコーン化合物(B−1)及び(B−2)、並びに後述する成分(F)のシリコーン化合物を除く(メタ)アクリレート化合物であり、硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化膜及びそれを用いた反射防止膜の耐擦傷性を高めるために好適に用いられる。
(メタ)アクリロイル基を1個有するモノマーとしては、例えばアクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、イソボルニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エチルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、t−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエン(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドテトラクロロフェニル(メタ)アクリレート、2−テトラクロロフェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、テトラブロモフェニル(メタ)アクリレート、2−テトラブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−トリクロロフェノキシエチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2−トリブロモフェノキシエチル(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、ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ペンタクロロフェニル(メタ)アクリレート、ペンタブロモフェニル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、メチルトリエチレンジグリコール(メタ)アクリレートで表される化合物を例示することができる。これらの単官能性モノマーうち、イソボルニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
また、このような理由から、(C)成分の添加量を1〜60重量%とするのがより好ましく、1〜40重量%の範囲内の値とするのがさらに好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物には、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化膜の耐擦傷性、特にスチールウール耐性を改善するために数平均粒子径が1〜100nmの範囲内であるシリカ粒子(D)を配合することができる。数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により測定する。シリカ粒子(D)の数平均粒子径は、5〜80nmが好ましく、10〜60nmがさらに好ましい。
シリカ粒子(D)としては、公知のものを使用することができ、また、その形状も特に限定されない。球状であれば通常のコロイダルシリカに限らず中空粒子、多孔質粒子、コア・シェル型粒子等であっても構わない。また、球状に限らず、不定形の粒子であってもよい。固形分が10〜40重量%のコロイダルシリカが好ましい。
シリカを主成分とする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、MEK−ST−S、MEK−ST−L、IPA−ZL、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。
放射線の照射又は熱により活性種を発生する化合物は、硬化性樹脂組成物を硬化させるために用いられる。
放射線の照射により活性種を発生する化合物(以下「光重合開始剤」という。)としては、活性種として、ラジカルを発生する光ラジカル発生剤等が挙げられる。尚、放射線とは、活性種を発生する化合物を分解して活性種を発生させることのできるエネルギー線と定義される。このような放射線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線等の光エネルギー線が挙げられる。ただし、一定のエネルギーレベルを有し、硬化速度が速く、しかも照射装置が比較的安価で、小型な観点から、紫外線を使用することが好ましい。
式(16)で示される光重合開始剤は、チバ・スペシャリティーケミカルズ製Irgacure127である。この開始剤は単独で用いた場合でも、又は他の重合開始剤と併用した場合でも、0.2J/cm2以下の低照射光量で、本発明の組成物を硬化させてなる硬化物に優れた耐擦傷性を発現させることができる。
熱により活性種を発生する化合物(以下「熱重合開始剤」という。)としては、活性種として、ラジカルを発生する熱ラジカル発生剤等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物には、前記シリコーン化合物(B−1)及び(B−2)以外のシリコーン化合物を配合することができる。シリコーン化合物(F)を配合することにより、防汚性、耐擦傷性をさらに向上させることができる場合がある。
シリコーン化合物(F)としては、例えば、シロキサン骨格を有し、(メタ)アクリロイル基を2個以上有し、かつ数平均分子量が1,000未満の化合物や、シロキサン骨格を有し、(メタ)アクリロイル基を1個有するか、又は有しない化合物等が挙げられる。
シリコーン化合物(F)の具体例としては、例えば、α−ブチル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α−[3−(2’−ヒドロキシエトキシ)プロピル]ポリジメチルシロキサン、3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等が挙げられる。
硬化性樹脂組成物には、さらに有機溶媒を添加することが好ましい。このように有機溶媒を添加することにより、薄膜である反射防止膜の低屈折率層を均一に形成することができ、ひいては反射防止膜の厚さも均一に形成することができる。このような有機溶媒としては、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、t−ブタノール、イソプロパノール等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
硬化性樹脂組成物には、本発明の目的や効果を損なわない範囲において、光増感剤、重合禁止剤、重合開始助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、(D)成分以外の無機充填剤若しくは顔料、染料等の添加剤をさらに含有させることも好ましい。
本発明の反射防止膜は、上記硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化膜からなる低屈折率層を含む。さらに、本発明の反射防止膜は、低屈折率層の下に、高屈折率層、ハードコート層及び/又は基材等を含むことができる。
図1に、かかる反射防止膜10を示す。図1に示すように、基材12の上に、ハードコート層14、高屈折率層16及び低屈折率層18が積層されている。このとき、基材12の上に、ハードコート層14を設けずに、直接、高屈折率層16を形成してもよい。また、高屈折率層16と低屈折率層18の間、又は高屈折率層16とハードコート層14の間に、さらに、中屈折率層(図示せず。)を設けてもよい。
低屈折率層は、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化膜から構成される。硬化性樹脂組成物の構成等については、上述の通りであるため、ここでの具体的な説明は省略するものとし、以下、低屈折率層の屈折率及び厚さについて説明する。
尚、低屈折率膜を複数層設ける場合には、そのうちの少なくとも一層が上述した範囲内の屈折率の値を有していればよく、従って、その他の低屈折率膜は1.47を超えた値であってもよい。
従って、低屈折率層と、高屈折率層との間の屈折率差を0.1〜0.5の範囲内の値とするのがより好ましく、0.15〜0.5の範囲内の値とするのがさらに好ましい。
従って、低屈折率層の厚さを50〜250nmとするのがより好ましく、60〜200nmとするのがさらに好ましい。尚、より高い反射防止性を得るために、低屈折率層を複数層設けて多層構造とする場合には、その合計した厚さを50〜300nmとすればよい。
高屈折率層を形成するための硬化性組成物としては、特に制限されるものでないが、被膜形成成分として、エポキシ系樹脂、フェノ−ル系樹脂、メラミン系樹脂、アルキド系樹脂、シアネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせを含むことが好ましい。これらの樹脂であれば、高屈折率層として、強固な薄膜を形成することができ、結果として、反射防止膜の耐擦傷性を著しく向上させることができるためである。
しかしながら、通常、これらの樹脂単独での屈折率は1.45〜1.62であり、高い反射防止性能を得るには十分で無い場合がある。そのため、高屈折率の無機粒子、例えば金属酸化物粒子を配合することがより好ましい。また、硬化形態としては、熱硬化、紫外線硬化、電子線硬化できる硬化性組成物を用いることができるが、より好適には生産性の良好な紫外線硬化性組成物が用いられる。
従って、高屈折率層の厚さを50〜1,000nmとするのがより好ましく、60〜500nmとするのがさらに好ましい。また、より高い反射防止性を得るために、高屈折率層を複数層設けて多層構造とする場合には、その合計した厚さを50〜30,000nmとすればよい。
尚、高屈折率層と基材との間にハードコート層を設ける場合には、高屈折率層の厚さを50〜300nmとすることができる。
本発明の反射防止膜に用いるハードコート層の構成材料については特に制限されるものでない。このような材料としては、シロキサン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせを挙げることができる。
本発明の反射防止膜に用いる基材の種類は特に制限されるものではないが、例えば、ガラス、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、トリアセチルセルロース樹脂(TAC)等からなる基材を挙げることができる。これらの基材を含む反射防止膜とすることにより、カメラのレンズ部、テレビ(CRT)の画面表示部、あるいは液晶表示装置におけるカラーフィルター等の広範な反射防止膜の利用分野において、優れた反射防止効果を得ることができる。
まず、水酸基含有含フッ素重合体の合成を行った。内容積2.0リットルの電磁攪拌機付きステンレス製オートクレーブを窒素ガスで十分置換した後、酢酸エチル400g、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)53.2g、エチルビニルエーテル36.1g、ヒドロキシエチルビニルエーテル44.0g、過酸化ラウロイル1.00g、上記式(7)で表されるアゾ基含有ポリジメチルシロキサン(VPS1001(商品名)、和光純薬工業(株)製)6.0g及びノニオン性反応性乳化剤(NE−30(商品名)、旭電化工業(株)製)20.0gを仕込み、ドライアイス−メタノールで−50℃まで冷却した後、再度窒素ガスで系内の酸素を除去した。
さらに、表2において、単量体と構造単位との対応関係は以下の通りである。
単量体 構造単位
ヘキサフルオロプロピレン (a)
パーフルオロ(プロピルビニルエーテル) (a)
エチルビニルエーテル (b)
ヒドロキシエチルビニルエーテル (c)
NE−30 (f)
ポリジメチルシロキサン骨格 (d)
次いで、この系に、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを15.1g添加し、溶液が均一になるまで攪拌した後、ジブチルチンジラウレート0.1gを添加して反応を開始し、系の温度を55〜65℃に保持し5時間攪拌を継続することにより、エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体AのMIBK溶液を得た。
この溶液をアルミ皿に2g秤量後、150℃のホットプレート上で5分間乾燥、秤量して固形分含量を求めたところ、15.2重量%であった。使用した化合物、溶剤及び固形分含量を表3に示す。
成分(B−1)(数平均分子量4,000以上のシリコーン化合物)
Rad2600:Tego社製、数平均分子量:16,000であり、下記式(17)で表される構造単位と、下記式(18)で表される構造単位を含んでなり、下記式(18)で表される構造単位を6個有する。
Rad2500:Tego社製、数平均分子量:1,500であり、上記式(17)で表される構造単位と、上記式(18)で表される構造単位を含んでなり、上記式(18)で表される構造単位を2個有する。
Rad2300:Tego社製、数平均分子量:2,000であり、上記式(17)で表される構造単位と、上記式(18)で表される構造単位を含んでなり、上記式(18)で表される構造単位を2個有する。
PET−30:ペンタエリスリトールトリアクリレート、日本化薬(株)製
LINC−3A:前記式(15)で表される化合物の含有量:65重量%、ペンタエリスリトールテトラアクリレート:35重量%含有、共栄社化学株式会社製
JX−1009SIV:メチルエチルケトン中空シリカゾル、触媒化成工業(株)製、数平均粒子径30〜40nm、シリカ濃度30%
IRGACURE 127:前記式(16)で示される化合物、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製
サイラプレーンFM−0725:下記式(24)で示されるシリコーン化合物、チッソ社製、数平均分子量:10,000
VPS1001:前記式(7)で表されるアゾ基含有ポリジメチルシロキサン(4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)とα,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサンの重縮合物;和光純薬社製、数平均分子量:60,000、ポリシロキサン部分の分子量が約10,000)
紫外線を遮蔽した容器中において、シリカ粒子を固形分として30部)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート65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5部、MIBK44部を50℃で2時間攪拌することで均一な溶液のハードコート層用組成物を得た。この組成物をアルミ皿に2g秤量後、120℃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、50重量%であった。
TACフィルム(厚さ50μm)に、調製したシリカ粒子含有ハードコート層用組成物をワイヤーバーコーターで膜厚3μmとなるように塗工し、オーブン中、80℃で1分間乾燥し、塗膜を形成した。次いで、空気下、高圧水銀ランプを用いて、0.9J/cm2の光照射条件で紫外線を照射し、硬化性樹脂組成物塗工用基材を作製した。
表4に示すように、上記のように合成して得られたエチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体AのMIBK溶液を固形分として14重量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET−30、日本化薬(株)製)5重量部、式(15)で示される多官能アクリレート15重量部、シリカ粒子(JX−1009SIV、触媒化成工業(株)製)を固形分として60重量部、光重合開始剤として式(16)で示される化合物(Irgacure127、チバ・スペシャルティーケミカルズ製)3重量部、Rad2600(Tego社製)を2重量部、Rad2500(Tego社製)を1重量部、サイラプレーンFM−0725(チッソ社製)を1.5重量部、及びMIBK100重量部を、攪拌機をつけたガラス製セパラブルフラスコに仕込み、室温にて1時間攪拌し均一な硬化性樹脂組成物を得た。
表4の組成に従った他は、実施例1と同様にして各硬化性樹脂組成物を得た。表中の各成分の組成の単位は重量部である。
各硬化性樹脂組成物をスピンコーターによりシリコンウェハー上に、乾燥後の厚さが約0.1μmとなるように塗布後、窒素下、高圧水銀ランプを用いて、0.3J/cm2の光照射条件で紫外線を照射して硬化させた。得られた硬化膜について、エリプソメーターを用いて25℃での波長589nmにおける屈折率(nD 25)を測定した。結果を表4に示す。
各硬化性樹脂組成物を上記で製造した硬化性樹脂組成物塗工用基材上にバーコーターを用いて、乾燥後の厚さが約0.1μmとなるように塗布後、窒素下、高圧水銀ランプを用いて、0.3J/cm2の光照射条件で紫外線を照射して硬化させた。得られた硬化膜について、スガ試験株式会社製カラーヘーズメーター・SC−3Hによる透過式の測定の方法で濁度を測定した。評価基準は以下の通りである。結果を表4に示す。
○:0.40未満
×:0.40以上
評価例2で得られた反射防止膜を、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300g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、以下の基準により目視で評価した。結果を表4に示す。
◎:硬化膜の剥離や傷の発生がほとんど認められない。
○:硬化膜にわずかな細い傷が認められる。
△:硬化膜全面に筋状の傷が認められる。
×:硬化膜の剥離が生じる。
評価例2で得られた反射防止膜表面の約0.25cm2(0.5cm×0.5cm)を油性染料インキタイプのマーキングペン(ゼブラ(株)製、商品名:マッキー)で隙間なく塗りこむ。30秒間自然乾燥させた後、マーカーで塗りこんだ箇所を不織布(ベンコット)で拭き取る(1回目)。さらに同じ箇所を油性マーカーで塗り込み、同様に拭き取りを繰り返し行い、油性インキが拭き取れなくなるまで行った。油性インキを拭き取ることができた繰り返し回数を表4に示す。
各硬化性樹脂組成物をワイヤーバーコーターを用いて膜厚が約200nmとなるようにPETフィルム上に塗工し、80℃で1分乾燥して、塗膜を形成した。次いで窒素雰囲気下、高圧水銀ランプを用いて、0.3J/cm2の光照射条件で紫外線を照射し塗工フィルムを作製した。
次に塗工したフィルムを縦15cm、横5cmに裁断した後、同じ大きさに裁断したTACフィルムと対にして、塗工面とTACとが接するように重ね合わせたサンプルを作製した。このサンプルの中央部に3kg/cm2の荷重をかけ、恒温室(温度23℃、湿度50%)で24時間放置した。24時間後、サンプルの荷重をかけた部位を剥がし、TACフィルムの表面をX線光電子分光法(ESCA;Electron Spectroscopy for Chemical Analysis;アルバック−ファイ株式会社製、PHI Model 5400使用)により、C量に対するSi量を測定した。1サンプル当たり3点で、C量に対するSi量を測定し、その平均値を表4に示す。尚、測定条件は以下のとおりである。
測定角度:45度
測定元素:Si、C
積算回数:Siを10回、Cは1回
また、本発明の硬化膜は、シロキサン化合物を含有しているにもかかわらず、塗膜をロール巻きにした際にも、塗膜フィルムの裏側にSi成分が付着することが少ないため、例えば、ディスプレイ製造工程で不具合が生じることがない。
12 基材
14 ハードコート層
16 高屈折率層
18 低屈折率層
Claims (6)
- 下記成分(A)、(B−1)、(B−2)、(C)及び(D):
(A)エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体、
(B−1)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を3個以上有し、数平均分子量が4,000以上であるシリコーン化合物
(B−2)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を2個以上有し、数平均分子量が1,000以上4,000未満であるシリコーン化合物
(C)ケイ素原子及びフッ素原子を含有しない(メタ)アクリレート化合物
(D)数平均粒子径が1〜100nmの範囲内であるシリカ粒子
を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物であって、
有機溶媒以外の組成物全量に対して、前記(A)が10〜60重量%であり、前記(B−1)が0.1〜20重量%であり、前記(C)が1〜88重量%であり、
前記(B−1)のシリコーン化合物と前記(B−2)のシリコーン化合物とのモル比が4:1〜1:1の範囲内の値であり、
前記(D)のシリカ粒子が1〜70重量%である前記硬化性樹脂組成物。 - 下記成分(A)、(B−1)、(B−2)、(C)及び(D):
(A)エチレン性不飽和基を有する含フッ素重合体、
(B−1)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を3個以上有し、数平均分子量が4,000以上であるシリコーン化合物
(B−2)シロキサン骨格を有するとともに、(メタ)アクリロイル基を2個以上有し、数平均分子量が1,000以上4,000未満であるシリコーン化合物
(C)ケイ素原子及びフッ素原子を含有しない(メタ)アクリレート化合物
(D)数平均粒子径が1〜100nmの範囲内であるシリカ粒子
を混合して得られる硬化性樹脂組成物であって、
有機溶媒以外の組成物全量に対して、前記(A)が10〜60重量%であり、前記(B−1)が0.1〜20重量%であり、前記(C)が1〜88重量%であり、
前記(B−1)のシリコーン化合物と前記(B−2)のシリコーン化合物とのモル比が4:1〜1:1の範囲内の値であり、
前記(D)のシリカ粒子が1〜70重量%である前記硬化性樹脂組成物。 - 前記(C)の(メタ)アクリレート化合物が2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 反射防止膜用であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化させて得られることを特徴とする硬化膜。
- 請求項5に記載の硬化膜からなる層を有することを特徴とする反射防止膜。
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