WO2014115210A1 - コーティング剤 - Google Patents
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- C08J2433/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
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- C08J2433/14—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
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- C08J2435/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical, and containing at least one other carboxyl radical in the molecule, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2435/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of esters
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- C08J2443/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium or a metal; Derivatives of such polymers
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Definitions
- the present invention relates to a novel coating agent, particularly a coating agent having excellent adhesion to a plastic substrate.
- a compound having an aryl group is known as a monomer that gives a polymer (optical material) having transparency and a high refractive index.
- Patent Documents 1 and 2 describe that a compound having a triphenylsilyl group can be used as an optical material such as a lens or a prism.
- Patent Document 3 describes that a compound having four phenyl groups can be used in an optical element.
- coating agents containing these compounds are excellent in adhesion to plastic substrates.
- the compound represented by formula (I) can provide a coating agent that forms a layer having excellent adhesion to a plastic substrate. It came to be completed.
- R 1 represents an electron donating group, a represents an integer of 0 to 5, and a ′ represents an integer of 0 to 7.
- Z is a carbon atom or a silicon atom
- R 2 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched C1-C6 alkyl group, a linear or branched C1-C6 alkoxy group, a C3-C6 cyclic alkyl group, or a C3-C6 cyclic alkoxy group
- X is a single bond
- a C1-C20 alkylene group which may contain an amide structure or a urethane structure;
- R 1 represents an electron donating group, a represents an integer of 0 to 5, and a ′ represents an integer of 0 to 7.
- Z is a carbon atom or a silicon atom
- R 2 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched C1-C6 alkyl group, a linear or branched C1-C6 alkoxy group, a C3-C6 cyclic alkyl group, or a C3-C6 cyclic alkoxy group
- X is a single bond
- a C1-C20 alkylene group which may contain an amide structure or a urethane structure;
- R 1 represents an electron donating group, a represents an integer of 0 to 5, and a ′ represents an integer of 0 to 7.
- Z is a carbon atom or a silicon atom
- R 2 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched C1-C6 alkyl group, a linear or branched C1-C6 alkoxy group, a C3-C6 cyclic alkyl group, or a C3-C6 cyclic alkoxy group
- X is a single bond
- a C1-C20 alkylene group which may contain an amide structure or a urethane structure;
- a coating agent containing a compound represented by formula (I) is further added to formula (II) R 4 Si (R 3 ) 3 (II) (Wherein R 4 represents a C2-C8 alkenyl group, a C6-C10 aryl group, or a C1-C30 alkyl group optionally substituted with an epoxy group, a glycidyloxy group or a (meth) acryloxy group,
- R 4 represents a C2-C8 alkenyl group, a C6-C10 aryl group, or a C1-C30 alkyl group optionally substituted with an epoxy group, a glycidyloxy group or a (meth) acryloxy group
- the coating agent according to any one of (1) to (5) above, which comprises a condensate of an organosilane compound represented by R 3 is a hydroxyl group or a hydrolyzable group.
- a molded article comprising a substrate coated with the coating agent according to any one of (1) to (6) above and a layer obtained by curing the coating agent is directly provided.
- the present invention it is possible to provide a coating agent that forms a high refractive index layer excellent in adhesion to a plastic substrate, particularly a cycloolefin polymer substrate.
- the said coating agent contains the condensate of an organosilane compound, it can utilize as an organic inorganic composite film or its composition for formation.
- the layer formed with the coating agent of this invention is excellent in adhesiveness, and can use this layer as a contact bonding layer and an intermediate
- a functional film that could not be directly coated on a plastic substrate can be laminated via the film of the present invention.
- Coating agent (compound of formula (I))
- the coating agent of the present invention contains a compound represented by the following formula (I).
- the compound represented by the formula (I) may be only one kind or a mixture of two or more kinds.
- R 1 represents an electron donating group, a represents an integer of 0 to 5, and a ′ represents an integer of 0 to 7.
- Z is a carbon atom or a silicon atom
- R 2 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched C1-C6 alkyl group, a linear or branched C1-C6 alkoxy group, a C3-C6 cyclic alkyl group, or a C3-C6 cyclic alkoxy group
- X is a single bond
- a C1-C20 alkylene group which may contain an amide structure or a urethane structure;
- Examples of the electron donating group for R 1 include a hydroxyl group, a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 alkoxy group, a C1-C6 alkylthio group, a C6-C10 aryl group, and a C6-C10 aryloxy group.
- Examples of the electron donating group for R 1 are as follows.
- Examples of the “C1-C6 alkyl group” include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, and n-pentyl. Group, n-hexyl group and the like.
- Examples of the “C1-C6 alkoxy group” include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, s-butoxy group, i-butoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group.
- C1-C6 alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, n-propylthio group, i-propylthio group, n-butylthio group, s-butylthio group, i-butylthio group, t-butylthio group, n-pentylthio group. Group, n-hexylthio group and the like.
- Examples of the “C6-C10 aryl group” include a phenyl group and a naphthyl group.
- Examples of the “C6-C10 aryloxy group” include a phenoxy group and a naphthoxy group.
- the “C1-C20 alkylene group” is a divalent carbon chain, such as a methylene chain, dimethylene chain, trimethylene chain, methyldimethylene chain, tetramethylene chain, 1,2-dimethyldimethylene chain, pentamethylene chain. 1-methyltetramethylene chain, 2-methyltetramethylene chain, hexamethylene chain, octamethylene chain, decamethylene chain, icosamethylene group and the like.
- C1-C6 alkyl group of R in —NR—, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t -Butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like.
- Examples of the “C3-C6 divalent aliphatic cyclic group” include 1,1-cyclopropylene group, 1,2-cyclopropylene group, 1,2-cyclobutylene group, 1,3-cyclobutylene group, 1, Examples include 2-cyclohexylene group and 1,4-cyclohexylene group.
- Examples of the “C6 to C10 arylene group” include 1,2-phenylene group, 1,4-phenylene group, 1,2-naphthylene group, 1,5-naphthylene group and the like.
- the oxygen atom, sulfur atom, and selenium atom include, for example, the case of —O— and —CO— in the case of an oxygen atom.
- R represents a hydrogen atom or a C1-C6 alkyl group
- C3-C6 divalent aliphatic cyclic group C6-C10 arylene
- Specific examples of X as the “C1-C20 alkylene group optionally containing a group, an amide structure or a urethane structure” include the following.
- R 5 and R 6 represent an electron donating group, and are a hydroxyl group, a C1 to C6 alkyl group, a C1 to C6 alkoxy group, a C1 to C6 alkylthio group, a C6 to C10 aryl group, and a C6 to C10. Of the aryloxy group.
- Examples of the electron donating groups of R 5 and R 6 are as follows.
- Examples of the “C1-C6 alkyl group” include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, and n-pentyl. Group, n-hexyl group and the like.
- Examples of the “C1-C6 alkoxy group” include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, s-butoxy group, i-butoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group.
- C1-C6 alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, n-propylthio group, i-propylthio group, n-butylthio group, s-butylthio group, i-butylthio group, t-butylthio group, n-pentylthio group. Group, n-hexylthio group and the like.
- Examples of the “C6-C10 aryl group” include a phenyl group and a naphthyl group.
- Examples of the “C6-C10 aryloxy group” include a phenoxy group and a naphthoxy group.
- a ′′ and a ′ ′′ are each independently an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1
- n1 is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5.
- n2 is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 5, and more preferably an integer of 1 to 2.
- n3 and n4 are each independently an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 5.
- m1 is an integer of 0 or 1.
- polyesters polyurethanes, polyisocyanates or polycarbonates.
- the compound represented by the formula (I) of the present invention can be produced by a known method, and for example, can be produced by a method described in JP-A-63-145287, WO2009 / 139476, etc.
- TIPS represents a triisopropylsilyl group.
- copolymerizable compounds other than the compound represented by the formula (I) may be appropriately selected according to the purpose of adjustment such as melting point, viscosity or refractive index, and are not particularly limited. Things.
- acrylic acid esters such as isocyanate, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, allyl esters such as diethylene glycol bisallyl carbonate, triallyl
- the proportion of the compound of formula (I) contained in the total polymerizable compound is preferably 30 mol% or more, and more preferably 50 mol% or more.
- the coating agent of the present invention may contain a polymerization initiator.
- the polymerization reaction include a photopolymerization reaction and a thermal polymerization reaction, but a photopolymerization reaction that does not require consideration of the thermal influence on the plastic substrate is more preferable.
- Examples of light used for the photopolymerization reaction include ultraviolet light and visible light, and ultraviolet light is preferred because of its high polymerization rate.
- Examples of the photopolymerization initiator include (a) a compound that generates cationic species by light irradiation, and (b) a compound that generates active radical species by light irradiation.
- Examples of the compound that generates a cationic species by light irradiation include, for example, a cation moiety having sulfonium, iodonium, diazonium, ammonium, (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -Fe cation.
- the anion moiety is composed of BF 4 ⁇ , PF 6 ⁇ , SbF 6 ⁇ , [BX 4 ] ⁇ (where X is a phenyl group substituted with at least two fluorine or trifluoromethyl groups).
- Onium salts are examples of the compound that generates a cationic species by light irradiation.
- sulfonium salts include bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluoroantimonate, bis [4- (diphenyl).
- iodonium salts include diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (dodecylphenyl) iodonium Examples thereof include hexafluoroantimonate, bis (dodecylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (dodecylphenyl) iodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the like.
- diazonium salt examples include phenyldiazonium hexafluorophosphate, phenyldiazonium hexafluoroantimonate, phenyldiazonium tetrafluoroborate, phenyldiazonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the like.
- ammonium salts include 1-benzyl-2-cyanopyridinium hexafluorophosphate, 1-benzyl-2-cyanopyridinium hexafluoroantimonate, 1-benzyl-2-cyanopyridinium tetrafluoroborate, 1-benzyl-2-cyanopyridinium Tetrakis (pentafluorophenyl) borate, 1- (naphthylmethyl) -2-cyanopyridinium hexafluorophosphate, 1- (naphthylmethyl) -2-cyanopyridinium hexafluoroantimonate, 1- (naphthylmethyl) -2-cyanopyridinium And tetrafluoroborate, 1- (naphthylmethyl) -2-cyanopyridinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and the like.
- (2,4-Cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -Fe salt includes (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1-methylethyl) benzene] -Fe.
- Examples of the compound that generates active radical species by light irradiation include acetophenone, acetophenone benzyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, xanthone, fluorenone, benzaldehyde.
- the thermal polymerization initiator refers to a compound that generates radicals upon heating, and examples thereof include organic peroxides, azo compounds, and redox initiators.
- organic peroxide include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide and dicumyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, cyclohexanone peroxide, dibenzoyl Peroxides, peroxides such as tert-butylpermaleate; peroxycarbonates such as 1,6bis (t-butylperoxycarbonyloxy) hexane; peroxyketals; potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, etc. Examples include persulfates.
- Examples of the azo compound include 2,2′-azobispropane, 2,2′-dichloro-2,2′-azobispropane, 1,1′-azo (methylethyl) diacetate, and 2,2′-azo.
- redox initiator examples include a combination of hydrogen peroxide-iron (II) salt, organic oxide-dimethylaniline, cerium (IV) salt-alcohol, and the like.
- the amount of the polymerization initiator used in the present invention is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the total amount of all polymerizable compounds.
- a sensitizer can be added as necessary.
- trimethylamine, methyldimethanolamine, triethanolamine, p-dimethylaminoacetophenone, ethyl p-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylbenzylamine and 4,4′-bis ( Diethylamino) benzophenone and the like can be used.
- the coating agent of the present invention includes, if necessary, a condensate of an organic silane compound, a metal compound, an organic solvent, an ultraviolet absorber, a dye, a rust inhibitor, a preservative, and the like as long as the object of the present invention is not impaired.
- the additive component can be blended.
- the coating agent of the present invention may contain a condensate of an organosilane compound for the purpose of laminating an organic inorganic layer. Thereby, an organic-inorganic composite film having good adhesion to the substrate can be formed.
- the condensate of the organic silane compound can be produced by using a known silanol condensation method for the organic silane compound represented by the formula (II).
- R 4 represents a C2-C8 alkenyl group, a C6-C10 aryl group, or a C1-C30 alkyl group optionally substituted with an epoxy group, a glycidyloxy group or a (meth) acryloxy group, and R 3 represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group.
- Examples of the C2-C8 alkenyl group for R 4 include a vinyl group, an allyl group, and a 2-propenyl group.
- C1-C30 alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl Group, 2-methylbutyl group, 2,2-dimethylpropyl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group, lauryl group, tridecyl group, myristyl group , Pentadecyl group, palmityl group, heptadecyl group, stearyl group and the like.
- Examples of the C6 to C10 aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.
- the hydrolyzable group of R 3 is, for example, a group that can be hydrolyzed to produce a silanol group by heating at 25 ° C. to 100 ° C. in the presence of non-catalyst and excess water, siloxane condensation Means a group capable of forming a product, and specific examples thereof include an alkoxy group, an acyloxy group, a halogen group, an isocyanate group, and the like, including an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a group having 1 to 6 carbon atoms. An acyloxy group is preferred.
- examples of the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group and the like.
- examples of the acyloxy group 6 include an acetyloxy group and a benzoyloxy group.
- examples of the halogen include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
- the organosilane compound represented by the formula (II) used in the present invention has a solubility parameter (SP1) obtained by the Fedors estimation method represented by the formula (I) obtained by the Fedors estimation method. It is preferable that the solubility parameter (SP2) of the compound is smaller and the difference is a group of 1.6 or more. When SP1 is smaller than SP2 and the difference is 1.6 or more, there is an advantage that the inorganic component is easily segregated on the coating film surface.
- the solubility parameter (SP value) is calculated based on the following Fedors estimation method.
- solubility parameter (SP value) of the compound represented by formula (I) and the organosilicon compound represented by formula (II) can be calculated based on the Fedors' estimation method, based on the SP value calculated in advance, The combination of the compound represented by formula (I) and the organosilicon compound represented by formula (II) can be determined.
- Examples of the compound include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, t -Butyltrimethoxysilane, sec-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, etc. Both SP value is 8.61 or less) and the like.
- the mass ratio in the layer of the compound represented by formula (I) (and other copolymerizable compound, if present) and the condensate of the organosilane compound represented by formula (II) is 99: 1. ⁇ 55: 45 is preferred.
- the silanol condensation catalyst is not particularly limited as long as it hydrolyzes a hydrolyzable group in the compound represented by the formula (II) and condenses the silanol to form a siloxane bond.
- Examples thereof include at least one selected from the group consisting of a salt, a metal hydroxide, an acid, a base, a metal chelate compound, a hydrolyzate thereof, and a condensate thereof.
- a silanol condensation catalyst can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
- organic metal examples include alkyl metal compounds such as tetramethyltitanium and tetrapropylzirconium; metal propoxide, metal isopropoxide, metal n-butoxide, specifically metal alcoholates such as tetraisopropoxytitanium and tetrabutoxyzirconium Etc.
- the organic acid metal salt is a compound composed of a salt obtained from a metal ion and an organic acid.
- the organic acid include carboxylic acids such as acetic acid, oxalic acid, tartaric acid and benzoic acid; and sulfur-containing organic materials such as sulfonic acid and sulfinic acid. Examples include acids, phenolic compounds, enol compounds, oxime compounds, imide compounds, aromatic sulfonamides, and the like. Specific examples include carboxylic acid metal salts, sulfonic acid metal salts, phenol metal salts, and the like.
- a metal hydroxide is a metal compound having a hydroxide ion as an anion.
- the metal chelate compound is preferably a metal chelate compound having a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and more preferably a metal chelate compound having two or more hydroxyl groups or hydrolyzable groups.
- having two or more hydroxyl groups or hydrolyzable groups means that the sum of hydrolyzable groups and hydroxyl groups is 2 or more.
- the hydrolyzable group include an alkoxy group, an acyloxy group, a halogen group, and an isocyanate group, and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and an acyloxy group having 1 to 4 carbon atoms are preferable.
- the metal chelate compound is preferably a ⁇ -ketocarbonyl compound, a ⁇ -ketoester compound, or an ⁇ -hydroxyester compound.
- organic acid metal salts organic acid metal salts, metal hydroxides, and metal chelate compounds
- titanium (Ti), zirconium (Zr), aluminum (Al) Tin (Sn) is preferable, and titanium (Ti) is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
- Examples of the acid include organic acids and mineral acids.
- Specific examples of the organic acid include acetic acid, formic acid, oxalic acid, carbonic acid, phthalic acid, trifluoroacetic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and the like.
- Examples of the mineral acid include hydrochloric acid, nitric acid, boric acid, borohydrofluoric acid, and the like.
- a photoacid generator that generates an acid by light irradiation, specifically, diphenyliodonium hexafluorophosphate, triphenylphosphonium hexafluorophosphate, and the like are also included in the acid.
- the base examples include strong bases such as tetramethylguanidine and tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilane; organic amines, carboxylic acid neutralized salts of organic amines, quaternary ammonium salts, and the like.
- the compounding ratio of the silanol condensation catalyst is 1:99 to 99: 1, preferably 1:99 to 50:50 with respect to the mass of the organosilane compound.
- Metal Compound A metal compound can be added to the coating agent of the present invention for the purpose of increasing the refractive index and hardness of the formed layer.
- the metal compound include the organic silane compounds described above, and organic metals exemplified as silanol condensation catalysts, organic acid metal salts, metal hydroxides, and metal chelate compounds.
- Other metal compounds include metal oxides. Specific examples include silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, zirconium oxide (zirconia), cobalt oxide metal oxide particles, and the like. Zirconium oxide is particularly preferable.
- colloidal metal oxide particles can also be used as the metal oxide particles of the present invention. Specific examples include colloidal silica and colloidal zirconium, and water-dispersed colloidal or organic solvent-dispersed colloidal metal oxide particles such as methanol or isopropyl alcohol.
- the coating agent of the present invention can contain an organic solvent.
- Typical organic solvents that can be used include ether-based, ester-based, aliphatic hydrocarbon-based, aromatic hydrocarbon-based, ketone-based, and organic halide-based solvents. , Ester series and aliphatic hydrocarbon series are preferred.
- Specific ether compounds include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diamyl ether, and ester specific compounds include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, heptyl acetate, ethyl butyrate, isoamyl.
- Specific compounds of isovalerate, aliphatic hydrocarbons are normal hexane, normal heptane, cyclohexane, aromatic compounds are toluene, xylene, ketone compounds are methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone
- organic halide compounds include trichloroethane and trichlorethylene.
- relatively inactive solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether can also be used.
- ester systems such as propyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, heptyl acetate, ethyl butyrate and isoamyl isovalerate having aromaticity
- a solvent comprising is preferred.
- the molded body of the present invention is obtained by coating a plastic substrate with a coating agent containing the compound represented by the above formula (I) and directly providing a layer obtained by curing the coating agent.
- the base material on which the coating agent of the present invention can be used is preferably a plastic base material, and examples thereof include cycloolefin resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polyimide resin, polyester resin, epoxy resin, liquid crystal polymer resin, and polyether sulfone.
- a cycloolefin resin is particularly preferably used.
- the coating agent in the present invention if necessary, a condensate of the organic silane compound, a photopolymerization initiator, It is prepared by mixing a metal compound or the like.
- a condensate of an organic silane compound it is also called an organic inorganic composite film or its formation composition.
- solvent to be used examples include the above-mentioned organic solvents. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
- tetrafunctional silane and colloidal silica can be added for the purpose of improving the hardness of the resulting coating film.
- examples of the tetrafunctional silane include tetraaminosilane, tetrachlorosilane, tetraacetoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetrabenzyloxysilane, tetraphenoxysilane, tetra (meth) acryloxysilane, tetrakis [2 -(Meth) acryloxyethoxy] silane, tetrakis (2-vinyloxyethoxy) silane, tetraglycidyloxysilane, tetrakis (2-vinyloxybutoxy) silane, tetrakis (3-methyl-3-oxetanemethoxy) silane be able to.
- fillers can be added and dispersed separately in order to develop various properties such as coloring, thickening the coating film, preventing UV transmission to the substrate, imparting corrosion resistance, and heat resistance.
- the filler include water-insoluble pigments such as organic pigments and inorganic pigments, and particulate and fibrous or scale-like metals and alloys other than pigments, and oxides, hydroxides, carbides, nitrides thereof, and the like. Examples thereof include sulfides.
- this filler include particulate, fibrous or scale-like iron, copper, aluminum, nickel, silver, zinc, ferrite, carbon black, stainless steel, silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, chromium oxide, Manganese oxide, iron oxide, zirconium oxide, cobalt oxide, synthetic mullite, aluminum hydroxide, iron hydroxide, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, clay, diatomaceous earth, slaked lime, gypsum, talc, barium carbonate, calcium carbonate, carbonic acid
- dehydrating agents such as methyl orthoformate, methyl orthoacetate, tetraethoxysilane, various surfactants, silane coupling agents other than the above, titanium coupling agents, dyes, dispersants, thickeners, leveling agents, etc. These additives can also be added.
- the solid content in the coating layer forming solution in the present invention is preferably 1 to 90% by mass, and more preferably 5 to 60% by mass.
- the coating layer of the present invention is (A) a step of applying the above-mentioned coating agent on a substrate and drying, and (B) light containing ultraviolet rays. It can manufacture by passing through the process of irradiating and hardening a coating agent. When using a thermal polymerization initiator, what is necessary is just to heat instead of irradiating light as said (B) process.
- the compound represented by the formula (I) is polymerized and further contains a condensate of the organosilane compound represented by the formula (II).
- the carbon atom content on the surface of the membrane is less than the carbon atom content inside the membrane (near the junction with the base material), and a condensed layer of a silane compound condensate is formed on the membrane surface. Can do.
- a coating method of the coating agent a known coating method can be used, for example, dipping method, spray method, bar coating method, roll coating method, spin coating method, curtain coating method, gravure printing method, silk screen method, An ink jet method can be used.
- the film thickness to be formed is not particularly limited and is, for example, about 0.1 to 200 ⁇ m.
- the layer formed by applying the coating agent is preferably dried, for example, at 40 to 200 ° C. for about 0.5 to 120 minutes, more preferably at 60 to 120 ° C. for about 1 to 60 minutes. preferable.
- Irradiation with ultraviolet rays can be performed using a known apparatus such as a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or an excimer lamp.
- a functional laminated film can be provided on the layer formed using the coating agent of the present invention. Since the layer formed using the coating agent of the present invention has very good adhesion to the plastic substrate, this layer can be used as an adhesive layer and an intermediate layer. Conventionally, a functional film that could not be directly coated on a plastic substrate can be laminated via the film of the present invention. A plurality of layers can be laminated, and the coating agent of the present invention can be further coated on the plurality of layers and further laminated.
- the functional laminated film examples include a transparent conductive film and a gas barrier film.
- a transparent conductive film indium oxide film doped with tin (ITO film), tin oxide film doped with fluorine (FTO film), zinc oxide film doped with antimony, zinc oxide film doped with indium, etc. Is mentioned.
- the gas barrier film is not particularly limited as long as it has gas barrier properties such as oxygen and water vapor, but is preferably a thin film of an inorganic compound, in particular, titanium, zirconium, aluminum, silicon, germanium, indium, tin, tantalum, zinc, A thin film of a metal oxide, metal nitride, metal carbide or a composite thereof having a metal element selected from the group consisting of tungsten and lead is preferred.
- the thickness of these functional laminated films is usually 10 to 300 nm, preferably 10 to 200 nm, more preferably 10 to 100 nm.
- a method for forming a transparent conductive film or gas barrier film made of an inorganic compound on a layer formed using a coating agent can be formed by a known method, but sputtering, vacuum deposition, ion It can be performed by a physical method such as a plating method, a chemical method such as a spray method, a dip method, a thermal CVD method, or a plasma CVD method.
- a film made of silicon oxide can be formed by using, for example, a silicon compound sintered in the presence of oxygen gas as a target, and oxygen can be formed using metal silicon as a target.
- a film can also be formed by reactive sputtering in the presence.
- a film made of silicon oxynitride can be formed on a substrate by supplying silane gas together with oxygen gas and nitrogen gas into a chamber in which plasma is generated and reacting them.
- a film made of silicon oxide can be formed by using, for example, an organic solvent solution containing a silicon compound as an evaporant.
- a film by sputtering, vacuum deposition, ion plating, or plasma CVD.
- the surface of the layer formed using a coating agent may be subjected to plasma treatment or UV ozone treatment in advance, if necessary.
- coating agent-1 2 g of the product (A-1) or (A-2) was dissolved in 8 g of methyl ethyl ketone (MEK). Thereafter, a photopolymerization initiator Irgacure (registered trademark) 907 (manufactured by BASF Corporation, UV polymerization initiator, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one) was added to 0.1. 08 g was added and dissolved by stirring for 15 minutes to prepare coating agents (B-1) and (B-2).
- Irgacure registered trademark
- UV light mainly composed of light of 365 nm, 313 nm, and 254 nm, manufactured by Eye Graphics, 120 W / cm, lamp height 9.8 cm, conveyor speed 5 m / min
- a thin film was obtained by irradiating with an ultraviolet ray having an integrated dose of 400 mJ / cm 2 .
- Cellotape (registered trademark) was affixed to each sample, and the tape was peeled off after being rubbed several times with the belly of the finger, and evaluated by the number of grids remaining without peeling off the coating film.
- -Haze rate The haze rate of the coating film was measured using the haze meter (made by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
- -Total light transmittance The film slice was measured using a color / turbidity simultaneous measuring device (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd .; COH 400).
- the coating layer had excellent transparency and a high refractive index.
- the coating agents (B-3) to (B-9) were formed on the following plastic substrate by bar coating, and heated at 100 ° C. for 3 minutes in a hot air circulating dryer.
- Condensing type high-pressure mercury lamp UV light mainly composed of 365 nm, 313 nm, and 254 nm wavelengths, manufactured by Eye Graphics, 1 lamp type, 120 W / cm, lamp height 9.8 cm, conveyor speed 5 m / min
- a thin film was obtained by irradiating with an ultraviolet ray having an integrated irradiation amount of 400 mJ / cm 2 .
- Base material 1 PET film Cosmo Shine A4300 (188 ⁇ m), Toyobo Base material 2: PEN film Theonex Q65F (125 ⁇ m), Teijin DuPont Base material 3: Acrylic plate Delaglass A (2mm), Asahi Kasei Base material 4: Polyimide Kapton 500H ( 126.7 ⁇ m), Toray DuPont
- the coating agents (B-4) to (B-8) were formed on the following plastic substrate by bar coating, and heated at 100 ° C. for 3 minutes in a hot air circulating dryer.
- Condensing type high-pressure mercury lamp UV light mainly composed of 365 nm, 313 nm, and 254 nm wavelengths, manufactured by Eye Graphics, 1 lamp type, 120 W / cm, lamp height 9.8 cm, conveyor speed 5 m / min
- a thin film was obtained by irradiating with an ultraviolet ray having an integrated irradiation amount of 400 mJ / cm 2 .
- Base material 5 COP plate ZEONOR 1600 (1mm), ZEON Nippon Base material 6: COP plate ZEONOR 1430R (1mm), Nippon ZEON Base material 7: COC plate TOPAS COC 5018L-10 (1 mm), Polyplastics base material 8 : COC plate TOPAS COC 6017S-04 (1mm), Polyplastics
- coating layer-4 The coating agents (B-4) and (B-6) to (B-8) were formed into a film by bar coating on the following plastic substrate, and heated at 100 ° C. for 3 minutes in a hot air circulation dryer.
- Condensing type high-pressure mercury lamp UV light mainly composed of 365 nm, 313 nm, and 254 nm wavelengths, manufactured by Eye Graphics, 1 lamp type, 120 W / cm, lamp height 9.8 cm, conveyor speed 5 m / min
- a thin film was obtained by irradiating with an ultraviolet ray having an integrated irradiation amount of 400 mJ / cm 2 .
- Substrate 9 COP film ZEONOR Film ZF-14 (188 ⁇ m), Nippon Zeon (stretched film)
- Base material 10 COP film ZEONOR Film ZF-16 (188 ⁇ m), Nippon Zeon (stretched film)
- Substrate 11 PET film Lumirror T60, Toray (stretched film)
Landscapes
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Abstract
Description
本願は、2013年1月28日に出願された日本国特許出願第2013-013092号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
しかしながら、これらの化合物を含有したコーティング剤がプラスチック基材との密着性に優れるということは知られてない。
(1)式(I)
Aは、
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは2または3の整数、
mは1または2の整数、
lは0または1の整数であり、n+m+l=4である。
nが2または3の整数の場合、Aは、同一でも相異なっていてもよい。]
で表される化合物を含有するコーティング剤。
Aは、
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは2または3の整数、
mは1、
lは0または1の整数であり、n+m+l=4である。
nが2または3の整数の場合、Aは、同一でも相異なっていてもよい。]
で表される化合物を含有するコーティング剤。
Aは、
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは3、
mは1、
lは0である。
Aは、同一でも相異なっていてもよい。]
で表される化合物を含有するコーティング剤。
R4Si(R3)3 (II)
(式中、R4はC2~C8のアルケニル基、C6~C10のアリール基、又はエポキシ基、グリシジルオキシ基若しくは(メタ)アクリロキシ基で置換されていても良いC1~C30のアルキル基を表し、R3は水酸基又は加水分解性基である)で表される有機シラン化合物の縮合物を含有することを特徴とする上記(1)~(5)のいずれか一項に記載のコーティング剤。
(式(I)化合物)
本発明のコーティング剤は、以下の式(I)で表される化合物を含有する。式(I)で表わされる化合物は一種のみであってもよく、2種以上の混合物であってもよい。
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは2または3の整数、
mは1または2の整数、
lは0または1の整数であり、n+m+l=4である。
nが2または3の整数の場合、Aは、同一でも相異なっていてもよい。
「C1~C6のアルキル基」としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。
「C1~C6のアルコキシ基」としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、s-ブトキシ基、i-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペントキシ基、n-ヘキトキシ基等が挙げられる。
「C1~C6のアルキルチオ基」としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基、i-プロピルチオ基、n-ブチルチオ基、s-ブチルチオ基、i-ブチルチオ基、t-ブチルチオ基、n-ペンチルチオ基、n-ヘキシルチオ基等が挙げられる。
「C6~C10のアリール基」としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
「C6~C10のアリールオキシ基」としては、フェノキシ基、ナフトキシ基等が挙げられる。
「C1~C20のアルキレン基」は、二価の炭素鎖であり、たとえば、メチレン鎖、ジメチレン鎖、トリメチレン鎖、メチルジメチレン鎖、テトラメチレン鎖、1,2-ジメチルジメチレン鎖、ペンタメチレン鎖、1-メチルテトラメチレン鎖、2-メチルテトラメチレン鎖、ヘキサメチレン鎖、オクタメチレン鎖、デカメチレン鎖、イコサメチレン基等が挙げられる。
-NR-中のRの「C1~C6のアルキル基」としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。
「C3~C6の2価の脂肪族環基」としては、1,1-シクロプロピレン基、1,2-シクロプロピレン基、1,2-シクロブチレン基、1,3-シクロブチレン基、1,2-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキシレン基等が挙げられる。
「C6~C10のアリーレン基」としては、1,2-フェニレン基、1,4-フェニレン基、1,2-ナフチレン基、1,5-ナフチレン基等が挙げられる。
酸素原子、硫黄原子、セレン原子は、たとえば、酸素原子の場合、-O-及び-CO-の場合を包含する。
「C1~C6のアルキル基」としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。
「C1~C6のアルコキシ基」としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、s-ブトキシ基、i-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペントキシ基、n-ヘキトキシ基等が挙げられる。
「C1~C6のアルキルチオ基」としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基、i-プロピルチオ基、n-ブチルチオ基、s-ブチルチオ基、i-ブチルチオ基、t-ブチルチオ基、n-ペンチルチオ基、n-ヘキシルチオ基等が挙げられる。
「C6~C10のアリール基」としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
「C6~C10のアリールオキシ基」としては、フェノキシ基、ナフトキシ基等が挙げられる。
n1は1~20の整数であり、好ましくは1~10の整数であり、より好ましくは1~5の整数である。
n2は、1~10の整数であり、好ましくは1~5の整数であり、より好ましくは1~2の整数である。
n3とn4は、独立して1~10の整数であり、好ましくは1~5の整数である。
m1は、0または1の整数である。
1)3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリフェニルシラン、3-アリルオキシカルボニルオキシプロピルトリフェニルシランの場合
市販のトリフェニルシランと酢酸アリルとの付加体をアルカリで加水分解して得た3-ヒドロキシプロピルトリフェニルシランに(メタ)アクリル酸クロリド又はクロルギ酸アリルを、ピリジン、トリエチルアミンなどの脱塩酸剤の存在下に夫々反応させることにより製造される。
2)3-アリルオキシプロピルトリフェニルシランの場合
市販のトリフェニルシランをジアリルエーテルに付加させて製造される。
3)3-アクリロイルオキシエチルオキシテトラフェニルシランの場合
下記に示す方法に従い製造される。
その他の共重合性化合物
また、式(I)で表わされる化合物以外のその他の共重合性化合物を含んでいてもよい。
また、本発明のコーティング剤は、重合開始剤を含んでいてもよい。ここで、重合反応としては、光重合反応や熱重合反応などが挙げられるが、プラスチック基材への熱的影響を考慮しないで済む光重合反応の方が好ましい。光重合反応に用いる光線としては、紫外線または可視光線が挙げられるが、重合速度が速いことから紫外線が好ましい。
上記有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド及びジクミルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、シクロヘキサノンペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、tert-ブチルペルマレエートのようなペルオキシド;1,6ビス(t-ブチルパーオキシカルボニロキシ)ヘキサン等のパーオキシカーボネート;パーオキシケタール;過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩等が挙げられる。
また、本発明のコーティング剤には、必要に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で、有機シラン化合物の縮合物、金属化合物、有機溶剤、紫外線吸収剤、染料、防錆剤、防腐剤などの添加成分を配合することができる。
本発明のコーティング剤には、有機無機層を積層することを目的として、有機シラン化合物の縮合物を含有することができる。これによって、基材と接着性のよい有機無機複合膜を形成することができる。
R4におけるC2~C8のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、2-プロペニル基等が挙げられる。
C1~C30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、2-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ラウリル基、トリデシル基、ミリスチル基、ペンタデシル基、パルミチル基、ヘプタデシル基、ステアリル基等が挙げられる。
C6~C10のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
SP1がSP2より小さく、かつ、その差が1.6以上の場合は、塗膜表面に無機成分が偏析しやすいという利点がある。
ここで、溶解パラメータ(SP値)とは、以下のFedorsの推算法に基づき計算されるものである。
Fedorsの式:SP値(δ)=(Ev/v)1/2=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2Ev:蒸発エネルギー
v:モル体積
Δei:各成分の原子又は原子団の蒸発エネルギー
Δvi:各原子又は原子団のモル体積
ここで、光照射によって酸を発生する光酸発生剤、具体的には、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート等も酸に包含される。
本発明のコーティング剤には、形成される層の屈折率や硬度をあげることを目的として、金属化合物を添加することができる。金属化合物としては、前述の有機シラン化合物や、シラノール縮合触媒として例示された有機金属、有機酸金属塩、金属水酸化物、金属キレート化合物が挙げられるが、それら以外の金属化合物としては、金属酸化物が挙げられ、具体的には、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化コバルトの金属酸化物粒子等が挙げられる。特に酸化ジルコニウムが好ましい。
粒子の形状としては、球状、多孔質粉末、鱗片状、繊維状等が挙げられるが、多孔質粉末状であることがより好ましい。
また、本発明の金属酸化物粒子としては、コロイド状金属酸化物粒子も使用できる。具体的には、コロイド状シリカ、コロイド状ジルコニウムを挙げることができ、水分散コロイド状、あるいはメタノールもしくはイソプロピルアルコールなどの有機溶媒分散コロイド状の金属酸化物粒子を挙げることができる。
本発明のコーティング剤には、有機溶媒を含むことができる。使用可能な代表的有機溶媒としては、エーテル系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、ケトン系、有機ハロゲン化物系などがあるが、中でも安全性などの点から、エーテル系、エステル系、脂肪族炭化水素系が好ましい。エーテル系の具体的化合物としてはジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、エステル系の具体的化合物としてはエチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、アミルアセテート、ヘプチルアセテート、エチルブチレート、イソアミルイソバリレート、脂肪族系炭化水素系の具体的化合物としてはノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、シクロヘキサン、芳香族系の具体的化合物としてはトルエン、キシレン、ケトン系の具体的化合物としてはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、有機ハロゲン化物系の具体的化合物としてはトリクロロエタン、トリクロロエチレンなどが挙げられる。さらには、プロピレングリコールモノメチルエーテルやプロピレングリコールモノエチルエーテルなどの比較的非活性な溶剤も使用可能である。中でも、本発明が自然環境下の開放系で用いられることが多いことを考慮すると、芳香性を有するプロピルアセテート、ブチルアセテート、イソアミルアセテート、ヘプチルアセテート、エチルブチレート、イソアミルイソバリレートなどのエステル系を含んでなる溶剤が好ましい。
本発明の成形体は、プラスチック基材上に上記式(I)で表される化合物を含有するコーティング剤をコーティングし、前記コーティング剤を硬化させた層を直接設けたものである。
本発明のコーティング剤が使用できる基材としては、プラスチック基材が好ましく、例えば、シクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリエーテルスルフォンが挙げられるが、特に、シクロオレフィン樹脂が好適に用いられる。
1)コーティング剤の調製
本発明におけるコーティング剤は、通常、有機溶媒中に前記式(I)で表される化合物のほか、必要に応じて、前記有機シラン化合物の縮合物、光重合開始剤、金属化合物等を混合して調製される。
なお、有機シラン化合物の縮合物を含有する場合は、有機無機複合膜又はその形成用組成物とも言う。
本発明のコーティング層は、光重合開始剤を使用する場合には、(A)上述したコーティング剤を基体上に塗布し、乾燥する工程、(B)紫外線を含む光を照射し、コーティング剤を硬化する工程を経ることにより製造できる。熱重合開始剤を使用する場合は、上記(B)工程として光を照射する代わりに加熱すればよい。
本発明のコーティング剤を使用して形成した層の上に機能性の積層膜を設けることができる。
本発明のコーティング剤を使用して形成した層は、非常にプラスチック基材と密着性がよいため、本層を接着層、中間層として用いることができる。従来、プラスチック基材に直接コーティングすることができなかった機能性膜を本発明の膜を介して積層させることができる。複数層を積層することができ、また、本発明のコーティング剤を複数層上にさらにコーティングし、さらに積層することもできる。
透明導電膜としては、スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜やインジウムがドープされた酸化亜鉛膜等が挙げられる。
ガスバリア膜は、酸素、水蒸気等のガスバリア性を有する限り特に制限はないが、好ましくは、無機化合物の薄膜であり、特に、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウム、インジウム、スズ、タンタル、亜鉛、タングステン及び鉛から成る群より選ばれた金属元素を有する金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物又はそれらの複合物の薄膜が好ましい。
(合成例1)
3-メタクリロキシプロピルトリフェニルシラン(A-1)の製造
反応フラスコに、3-アセトキシプロピルトリフェニルシラン12.97g(0.036mol)を仕込み、冷却管、温度計を取り付けた後、1Nの炭酸ソーダ、エタノール溶液に加え、70-80℃ 5時間加熱し、加水分解して白色結晶の3-ヒドロキシプロピルトリフェニルシラン(Mw 318.48)を 11.4g(0.0358mol)を得た(収率99.4%)。得られた生成物の核磁気共鳴(NMR)の測定を行った結果を以下に示す。なお、下記測定は、基準物質としてテトラメチルシランを、溶媒は重クロロホルムを用いて行った。H-NMRスペクトル値:7.4ppm、7.6ppm、3.6ppm、1.7ppm、1.4ppm。
乾燥不活性ガス(窒素)で十分に置換した反応フラスコに超脱水トルエン300gを入れ、これに3-ヒドロキシプロピルトリフェニルシラン5.01g(0.01573mol)、トリエチルアミン1.91g(0.01888mol)を溶解した。これにメタクリル酸クロライド1.976g(0.01890mol)を徐々に加えた。滴下終了後、室温下6時間攪拌後、反応液を水、0.5N塩酸、水、1N炭酸ソーダ、水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。トルエン留去し、透明液体の3-メタクリロキシプロピルトリフェニルシラン(A-1)(Mw 386.56)を4.976g(0.012874mol)得た(収率82%)。得られた生成物の核磁気共鳴(NMR)の測定を行った結果を以下に示す。なお、下記測定は、基準物質としてテトラメチルシランを、溶媒は重クロロホルムを用いて行った。H-NMRスペクトル値:7.4ppm、7.6ppm、6.4ppm、6.1ppm、5.8ppm、4.2ppm、1.8ppm、1.4ppm。
3-アクリロキシプロピルトリフェニルシラン(A-2)の製造
上記生成物(A-1)又は(A-2)2gを8gのメチルエチルケトン(MEK)で溶解した。その後、光重合開始剤 Irgacure(登録商標)907(BASF社製、UV重合開始剤、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)を0.08g添加、15分間攪拌溶解させ、コーティング剤(B-1)、(B-2)を調製した。
(B-2)2.5gと20wt%MEK分散ジルコニアコロイド2.5gを混合し、コーティング剤(B-2’)を得た。
1)シラノール縮合触媒の合成
ジイソプロポキシビスアセチルアセトナートチタン(日本曹達製、T-50、酸化チタン換算固形分量:16.5重量%)303.03gをエタノール584.21gに溶解した後、攪拌しながらイオン交換水112.76g(10倍モル/酸化チタンのモル)を加えた。この溶液を40℃に加温しながら2時間攪拌し加水分解させた。次に溶液をろ過し、黄色透明な酸化チタン換算濃度5重量%の酸化チタンナノ分散液[C-1]を得た。酸化チタンの平均粒径は4.1nmで単分散性であった。
有機シラン化合物として、ビニルトリメトキシシラン264.76g(信越化学工業株式会社製、KBM-1003)と3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン190.19g(信越化学工業株式会社製、KBM-503)を(ビニルトリメトキシシラン/3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン=70/30:モル比)混合させた液[D-1]を使用した。
次に、元素比(Ti/Si=1/9)となるように[C-1]453.09gと[D-1]454.95gを混合し、さらに、イオン交換水を91.96g(2倍モル/有機ケイ素化合物のモル)を加え、24時間攪拌した液[E-1]を作製した。
固形分の割合が10重量%/90重量%=[E-1]/[B-2]となるように上記[E-1]液と[B-2]液を混合させ、コーティング剤(有機無機複合膜形成用組成物)[B-2’’]を作製した。
・フィルムサンプル
コーティング剤[(B-1)、(B-2)、(B-2’)、(B-2’’)]を厚さ188μmのCOPフィルム(日本ゼオン株式会社 ZF-16)にバーコーターにて成膜し、温風循環型乾燥器にて130℃、3分間加熱した。続いて、集光型高圧水銀灯(365nm、313nm、254nmの波長の光を主成分とするUV光、アイグラフィックス社製、120W/cm、ランプ高9.8cm、コンベア速度5m/分)により、積算照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して薄膜を得た。これを用いて膜厚測定、碁盤目テープ剥離試験、ヘイズ率の測定を行った。
・屈折率測定用サンプル
塗膜形成用組成物[(B-1)、(B-2)、(B-2’)]をシリコンウェハー上にディップコーターにて成膜し、温風循環型乾燥器にて130℃、3分間加熱した。続いて、集光型高圧水銀灯(365nm、313nm、254nmの波長の光を主成分とするUV光、アイグラフィックス社製、120W/cm、ランプ高9.8cm、コンベア速度5m/分)により、積算照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して薄膜を得た。
・塗膜屈折率
J.A.Woollam社製 高速分光エリプソメーター M-2000Dを用いて測定した。
・膜厚測定
フィルメトリクス(株)製 非接触式膜厚測定装置 型式F-20を用いて測定した。
・碁盤目テープ剥離試験(密着性)
JIS K5600に準拠し、塗膜に1mm間隔の切り込みを縦横11本ずつ入れて100個の碁盤目を作成した。各試料にセロテープ(登録商標)を貼付け、指の腹で複数回擦り付けて密着させた後テープを剥し、塗膜が剥離せずに残存した格子の目数で評価した。
・ヘイズ率
塗膜のヘイズ率を、ヘイズメーター(日本電色工業製)を用いて測定した。
・全光線透過率
フィルム切片を色彩・濁度同時測定器(日本電色工業;COH 400)を用いて測定した。
(合成例3)
ジフェニルメチルシリルプロピルアクリレート(A-3)
トリフェニルシリルフェノキシエチルアクリレート(A-4)
ジフェニルシリルジフェノキシエチルアクリレート(A-5)
トリフェニルメチルプロピルアクリレート(A-6)
トリフェニルメチルフェノキシエチルアクリレート(A-7)
4-[トリス(4-メトキシフェニル)メチル]フェノキシエチルアクリレート(A-8)
ジフェニルメチルジフェノキシエチルアクリレート(A-9)
トリフェニルシリルプロポキシカルボニルアミノエチルアクリレート(A-10)
上記化合物(A-3)~(A-9)をそれぞれ 1gをシクロヘキサン 4gに加え、完全に溶解するまで、攪拌した。その後、光重合開始剤 Irgacure(登録商標)907(BASF社製、UV重合開始剤、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)0.04 gを添加し、コーティング剤(B-3)~(B-9)を作成した。
(B-3)~(B-9)のコーティング剤を下記のプラスチック基盤にバーコートにて成膜し、温風循環型乾燥機にて100℃、3分間加熱した。集光型高圧水銀灯(365nm、313nm、254nmの波長の光を主成分とするUV光、アイグラフィックス社製、1灯型、120W/cm、ランプ高9.8cm、コンベア速度5m/分)により、積算照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して薄膜を得た。
基材1:PETフィルム コスモシャインA4300(188μm)、東洋紡績
基材2:PENフィルム テオネックスQ65F (125μm)、帝人デュポン
基材3:アクリル板 デラグラスA(2mm)、旭化成
基材4:ポリイミド カプトン 500H(126.7μm)、東レ・デュポン
JIS K5600-5-6のクロスカット法に準拠して密着性試験を行った。
すべての基材において、コーティング層の剥離は見られず、密着性に優れていることが確認された。
(B-4)~(B-8)のコーティング剤を下記のプラスチック基盤にバーコートにて成膜し、温風循環型乾燥機にて100℃、3分間加熱した。集光型高圧水銀灯(365nm、313nm、254nmの波長の光を主成分とするUV光、アイグラフィックス社製、1灯型、120W/cm、ランプ高9.8cm、コンベア速度5m/分)により、積算照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して薄膜を得た。
基材5:COPプレート ZEONOR 1600(1mm)、日本ゼオン
基材6:COPプレート ZEONOR 1430R(1mm)、日本ゼオン
基材7:COCプレート TOPAS COC 5018L-10(1 mm)、ポリプラスチックス
基材8:COCプレート TOPAS COC 6017S-04(1mm)、ポリプラスチックス
JIS K5600-5-6のクロスカット法に準拠して密着性試験を行った。
すべての基材において、コーティング層の剥離は見られず、密着性に優れていることが確認された。
(B-4)、(B-6)~(B-8)のコーティング剤を下記のプラスチック基盤にバーコートにて成膜し、温風循環型乾燥機にて100℃、3分間加熱した。集光型高圧水銀灯(365nm、313nm、254nmの波長の光を主成分とするUV光、アイグラフィックス社製、1灯型、120W/cm、ランプ高9.8cm、コンベア速度5m/分)により、積算照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して薄膜を得た。
基材9:COPフィルム ZEONOR Film ZF-14(188μm)、日本ゼオン(延伸フィルム)
基材10:COPフィルム ZEONOR Film ZF-16(188μm)、日本ゼオン(延伸フィルム)
基材11:PETフィルム ルミラーT60、東レ(延伸フィルム)
JIS K5600-5-6のクロスカット法に準拠して密着性試験を行った。
すべての基材において、コーティング層の剥離は見られず、密着性に優れていることが確認された。
コーティング剤(B-2)、(B-2’)、(B-2’’)、(B-4)、(B-6)、(B-7)を使用して、実施例1-5記載の方法でコーティング層を作成した。この薄膜の上にDCスパッタ法でスズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)を約40nm積層した。
JIS K5600-5-6のクロスカット法に準拠して密着性試験を行ったところ、ITO膜の剥離は見られず、密着性に優れていることが確認された。
Claims (10)
- 式(I)
[式中、
Aは、
(R1は、電子供与性基を表し、aは、0~5の整数、a’は、0~7の整数を表す。)
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは2または3の整数、
mは1または2の整数、
lは0または1の整数であり、n+m+l=4である。
nが2または3の整数の場合、Aは、同一でも相異なっていてもよい。]
で表される化合物を含有するコーティング剤。 - 式(I)
[式中、
Aは、
(R1は、電子供与性基を表し、aは、0~5の整数、a’は、0~7の整数を表す。)
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは2または3の整数、
mは1、
lは0または1の整数であり、n+m+l=4である。
nが2または3の整数の場合、Aは、同一でも相異なっていてもよい。]
で表される化合物を含有するコーティング剤。 - 式(I)
[式中、
Aは、
(R1は、電子供与性基を表し、aは、0~5の整数、a’は、0~7の整数を表す。)
Zは、炭素原子またはケイ素原子、
R2は、水素原子、水酸基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルキル基、直鎖若しくは分岐のC1~C6のアルコキシ基、C3~C6の環状アルキル基、またはC3~C6の環状アルコキシ基、
Xは、単結合;
酸素原子、硫黄原子、セレン原子、-NR-(式中、Rは水素原子またはC1~C6のアルキル基を表す。)、C3~C6の2価の脂肪族環基、C6~C10のアリーレン基、アミド構造若しくはウレタン構造を含んでいてもよいC1~C20のアルキレン基;
C3~C10の2価の脂肪族環基;
またはC6~C10のアリーレン基、
Yは、重合可能な官能基、
nは3、
mは1、
lは0である。
Aは、同一でも相異なっていてもよい。]
で表される化合物を含有するコーティング剤。 - 式(I)で表される化合物を含有するコーティング剤がさらに金属化合物を含有することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のコーティング剤。
- 金属化合物がジルコニアであることを特徴とする請求項4に記載のコーティング剤。
- 式(I)で表される化合物を含有するコーティング剤が更に式(II)
R4Si(R3)3 (II)
(式中、R4はC2~C8のアルケニル基、C6~C10のアリール基、又はエポキシ基、グリシジルオキシ基若しくは(メタ)アクリロキシ基で置換されていても良いC1~C30のアルキル基を表し、R3は水酸基又は加水分解性基である)で表される有機シラン化合物の縮合物を含有することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のコーティング剤。 - 請求項1~6のいずれか一項に記載のコーティング剤を基材上にコーティングし、前記コーティング剤を硬化させた層を直接設けたことを特徴とする成形体。
- 基材がプラスチック基材であることを特徴とする請求項7に記載の成形体。
- 請求項7または8の成形体上に、さらに機能性を有する積層膜を設けたことを特徴とする成形体。
- 機能性を有する積層膜が、酸化インジウムスズ膜であることを特徴とする請求項9に記載の成形体。
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