JP2017101221A - 活性エネルギー線硬化型樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、複雑な3次元形状の成型樹脂への加飾のニーズが高まり、加熱成型時に樹脂に追従でき、かつ成型後の樹脂表面に傷が付きにくい加飾フィルムが強く要望されている。
本発明の目的は、加熱時の延伸性、耐傷付き性、耐薬品性に優れた硬化物を与える活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を提供することにある。
(1)硬化物が加熱時の延伸性(成形性)に優れる。
(2)硬化物が耐傷付き性(表面硬度)に優れる。
(3)硬化物が耐薬品性に優れる。
本発明における脂環式骨格を有する2官能(メタ)アクリレート(A)は、脂環式骨格を有する2官能ウレタン(メタ)アクリレート(A1)、脂環式骨格を有する2官能ポリエステル(メタ)アクリレート(A2)、前記(A1)、(A2)以外の脂環式骨格を有する2官能(メタ)アクリレート(A3)およびこれらの混合物があげられる。
脂環式骨格を有する2官能ウレタン(メタ)アクリレート(A1)は、例えば脂環式骨格を有する高分子ジオール(A11)と2つのイソシアネート基を有するジイソシアネート(A12)と後述する炭素数(以下、Cと略記することがある。)2〜20の非環式2価アルコールを反応させて得られる末端イソシアネートのウレタンプレポリマーに、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレート(A13)を反応させることにより得られる。
脂環式骨格を有するポリエステルジオール(A111)としては、C8〜C20の脂環式2価カルボン酸(無水物)及び/又はC2〜C20の非環式2価カルボン酸(無水物)と、C6〜C20の脂環式2価アルコール及び/又はC2〜C20の非環式2価アルコールとの縮合反応により得られるポリエステルジオールであって、反応に使用される前記2価カルボン酸(無水物)及び2価アルコールの内の少なくとも1種が脂環式2価カルボン酸(無水物)又は脂環式2価アルコールであるポリエステルジオール等が挙げられる。
脂環式骨格を有するポリカーボネートジオールとしては、前記C6〜C20の脂環式2価アルコール又はこれらと前記C2〜20の非環式2価アルコール(好ましくはC6〜C10、更に好ましくはC6〜C9のアルキレン基を有するアルキレンジオール)の1種又は2種以上との混合物を、低分子カーボネート化合物(例えば、アルキル基のC1〜C6のジアルキルカーボネート、C2〜C6のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート及びC6〜C9のアリール基を有するジアリールカーボネート等)と脱アルコール反応させながら縮合させることによって製造されるポリカーボネートジオール等が挙げられる。
脂環式骨格を有するポリラクトンジオールとしては、前記C6〜C20の脂環式2価アルコールへのC4〜C12のラクトン(例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びε−カプロラクトン)の重付加物が挙げられる。
脂環式骨格を有する2官能ポリエステル(メタ)アクリレート(A2)の構成単位である2価カルボン酸としては、前述のC8〜C20の脂環式2価カルボン酸(無水物)及び/又はC2〜C20の非環式2価カルボン酸(無水物)、2価アルコールとしては、前述のC6〜C20の脂環式2価アルコール及び/又はC2〜C20の非環式2価アルコールが挙げられる。反応に使用される前記2価カルボン酸(無水物)及び2価アルコールの内の少なくとも1種が脂環式2価カルボン酸(無水物)又は脂環式2価アルコールであるポリエステルジオールの末端水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
(A1)、(A2)以外の脂環式骨格を有する2官能(メタ)アクリレート(A3)としては、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンチルジオールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
(A)のMwは、例えば、1,000以上であり、耐傷付き性と溶剤への溶解性の観点から好ましくは10,000〜50,000、さらに好ましくは12,000〜48,000、特に好ましくは15,000〜45,000である。
本発明における多官能(メタ)アクリレート(B)は、(メタ)アクリロイル基を3〜12個有する。
該(メタ)アクリロイル基が3個より少ない場合、硬化物の耐傷付き性が悪くなる場合があり、12個より多い場合は硬化物の透明性が悪くなる場合がある。
多官能(メタ)アクリレート(B)としては、C9〜C52の多官能(メタ)アクリレート(B1)、多官能ウレタン(メタ)アクリレート(B2)、多官能ポリエステル(メタ)アクリレート(B3)、およびこれらの混合物が挙げられる。
(B1)としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスルトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのC2〜C4のアルキレンオキサイド1〜30モル付加物のトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのC2〜C4のアルキレンオキサイド1〜30モル付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;
多官能ウレタン(メタ)アクリレート(B2)は、イソシアネートに水酸基を有する2官能以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られる化合物であれば特に限定されず、例えば、2つのイソシアネート基を有する化合物1当量に対して水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体2当量を触媒として金属系化合物(例えばスズ系)存在下で反応させることによって得ることができる。
多官能ポリエステル(メタ)アクリレート(B3)の構成単位である多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオ−ル、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ポリテトラメチレングリコール等のアルキレンエーテルグリコール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール;ビスフェノールのアルキレンオキサイド[EO、プロピレンオキサイド(PO)、ブチレンオキサイド(BO)]付加物(平均付加モル数2〜8)、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
窒素原子含有単官能不飽和モノマー(C)としては、例えば、ビニルアミン、N−メチルビニルアミン、N−エチルビニルアミン、N−プロピルビニルアミン、N−n−ブチルビニルアミン、N−t−ブチルビニルアミン、N−ブトキシメチルビニルアミン、N−イソプロピルビニルアミン、N−メチロールビニルアミン、N,N−ジメチルビニルアミン、N,N−ジエチルビニルアミン、N−ビニルモルホリン、アリルアミン、N−メチルアリルアミン、N−エチルアリルアミン、N−プロピルアリルアミン、N−n−ブチルアリルアミン、N−t−ブチルアリルアミン、N−ブトキシメチルアリルアミン、N−イソプロピルアリルアミン、N−メチロールアリルアミン、N,N−ジメチルアリルアミン及びN,N−ジエチルアリルアミン、N−アリルモルホリン、N−ビニルピロリドン、ビニルホルムアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリンが挙げられる。これらのうち、硬化物の耐傷付き性の観点から、N,N−ジメチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、アクリロイルモルホリンが好ましく、さらに好ましくはN,N−ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、とくに好ましいのはアクリロイルモルホリンである。
なお、上記(C)は、1種単独でも、2種以上を併用してもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(X)は、前記脂環式骨格を有する2官能(メタ)アクリレート(A)と、前記(メタ)アクリロイル基を3〜12個有する多官能(メタ)アクリレート(B)と、前記窒素原子含有単官能不飽和モノマー(C)とを含有する。
(X)の重量に基づく各成分の含有量は、(A)と(B)と(C)との合計重量に基づいて、(A)の重量は硬化物の耐傷付き性および硬化物の加熱時の延伸性の観点から、例えば40〜95%、好ましくは50〜90%、さらに好ましくは55〜85%、特に好ましくは60〜80%、最も好ましくは65〜75%;(A)と(B)と(C)との合計重量に基づいて、(B)の重量は硬化物の耐傷付き性および硬化物の加熱時の延伸性の観点から、例えば2〜30%、好ましくは5〜20%、さらに好ましくは7〜18%、特に好ましくは9〜15%、最も好ましくは10〜13%;(A)と(B)と(C)との合計重量に基づいて、(C)の重量は硬化物の耐傷付き性および硬化物の加熱時の延伸性の観点から、例えば3〜40%、好ましくは5〜30%、さらに好ましくは8〜27%、特に好ましくは11〜25%、最も好ましくは15〜22%である。
その他の不飽和モノマー(D)としては、以下の(D1)〜(D4)、およびこれらの混合物が挙げられる。
(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、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、tert−オクチル(メタ)アクリレート、2,3−ジメチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、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、イコシル(メタ)アクリレート、n−ドコシル(メタ)アクリレート、n−テトラコシル(メタ)アクリレート、n−ヘキサイコシル(メタ)アクリレート、n−オクタイコシル(メタ)アクリレート、n−トリアコンチル(メタ)アクリレート、n−ドトリアコンチル(メタ)アクリレート、n−テトラトリアコンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキサトリアコンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロへキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(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−エチルヘキシルジグリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモブチル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、アルコキシメチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシルカルビトール(メタ)アクリレート、アルコキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジロキシプロピル(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、ヒドロキシアルキル(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、3−ヒドロキシプロピル(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、2−ヒドロキシブチル(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、、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴプロピレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、EO変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、PO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート及びEO変性−2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−(2−ビニルオキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート;
例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジ(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ジ(メタ)アクリレート、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチル−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド(以下、EOと略記することがある)変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールF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、オリゴプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート;
ビニル基を有する化合物(D3)としては、1個のビニル基を有する化合物(D31)、2個以上(好ましくは2〜6個)のビニル基を有する化合物(D32)が挙げられる。
例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、tert−オクチルビニルエーテル、2,3−ジメチルヘキシルビニルエーテル、イソアミルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、イソデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、イソステアリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、4−n−ブチルシクロへキシルビニルエーテル、ボルニルビニルエーテル、イソボルニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、2−エチルヘキシルジグリコールビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、4−ブロモブチルビニルエーテル、ブトキシメチルビニルエーテル、メトキシプロピレンモノビニルエーテル、3−メトキシブチルビニルエーテル、アルコキシメチルビニルエーテル、2−エチルへキシルカルビトールビニルエーテル、アルコキシエチルビニルエーテル、2−(2−メトキシエトキシ)エチルビニルエーテル、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルビニルエーテル、2,2,2−テトラフルオロエチルビニルエーテル、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルビニルエーテル、4−ブチルフェニルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、2,4,5−テトラメチルフェニルビニルエーテル、4−クロロフェニルビニルエーテル、フェノキシメチルビニルエーテル、フェノキシエチルビニルエーテル、グリシジルビニルエーテル、グリシジロキシブチルビニルエーテル、グリシジロキシエチルビニルエーテル、グリシジロキシプロピルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、トリメチルシリルプロピルビニルエーテル、ポリエチレンオキサイドモノメチルエーテルビニルエーテル、オリゴエチレンオキサイドモノメチルエーテルビニルエーテル、ポリエチレンオキサイドビニルエーテル、オリゴエチレンオキサイドビニルエーテル、オリゴエチレンオキサイドモノアルキルエーテルビニルエーテル、ポリエチレンオキサイドモノアルキルエーテルビニルエーテル、ジプロピレングリコールビニルエーテル、ポリプロピレンオキサイドモノアルキルエーテルビニルエーテル、オリゴプロピレンオキサイドモノアルキルエーテルビニルエーテル、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸、ブトキシジエチレングリコールビニルエーテル、トリフロロエチルビニルエーテル、パーフロロオクチルエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルビニルエーテル、EO変性フェノールビニルエーテル、EO変性クレゾールビニルエーテル、EO変性ノニルフェノールビニルエーテル、PO変性ノニルフェノールビニルエーテル及びEO変性−2−エチルヘキシルビニルエーテル;
例えば、1,6−ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,10−デカンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジビニルエーテル、ブチルエチルプロパンジオールジビニルエーテル、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジビニルエーテル、ポリプロピレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、オリゴエチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、2−エチル−2−ブチル−ブタンジオールジビニルエーテル、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、EO変性ビスフェノールAジビニルエーテル、EO変性ビスフェノールFジビニルエーテル、ポリプロピレングリコールジビニルエーテル、オリゴプロピレングリコールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオールジビニルエーテル、1,9−ノナンジオールジビニルエーテル、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ジペンタエリスルトールトリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリ(ビニルオキシプロピル)エーテル、ソルビトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールのC2〜C4のアルキレンオキサイド1〜30モル付加物のトリビニルエーテル、エトキシ化グリセリントリビニルエーテル、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ペンタエリスリトールのC2〜C4のアルキレンオキサイド1〜30モル付加物のテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、ソルビトールヘキサビニルエーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル。
アリル基を有する化合物(D4)としては、1個のアリル基を有する化合物(D41)、2〜6個のアリル基を有する化合物(D42)、2官能以上のウレタンアリルエーテル(D43)、2官能以上のポリエステルアリルエーテル(D44)が挙げられる。
例えば、メチルアリルエーテル、エチルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、tert−ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル、2−エチルヘキシルアリルエーテル、tert−オクチルアリルエーテル、2,3−ジメチルヘキシルアリルエーテル、イソアミルアリルエーテル、デシルアリルエーテル、イソデシルアリルエーテル、ステアリルアリルエーテル、イソステアリルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル、4−n−ブチルシクロへキシルアリルエーテル、ボルニルアリルエーテル、イソボルニルアリルエーテル、ベンジルアリルエーテル、2−エチルヘキシルジグリコールアリルエーテル、ブトキシエチルアリルエーテル、2−クロロエチルアリルエーテル、4−ブロモブチルアリルエーテル、ブトキシメチルアリルエーテル、メトキシプロピレンモノアリルエーテル、3−メトキシブチルアリルエーテル、アルコキシメチルアリルエーテル、2−エチルへキシルカルビトールアリルエーテル、アルコキシエチルアリルエーテル、2−(2−メトキシエトキシ)エチルアリルエーテル、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアリルエーテル、2,2,2−テトラフルオロエチルアリルエーテル、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシルアリルエーテル、4−ブチルフェニルアリルエーテル、フェニルアリルエーテル、2,4,5−テトラメチルフェニルアリルエーテル、4−クロロフェニルアリルエーテル、フェノキシメチルアリルエーテル、フェノキシエチルアリルエーテル、グリシジルアリルエーテル、グリシジロキシブチルアリルエーテル、グリシジロキシエチルアリルエーテル、グリシジロキシプロピルアリルエーテル、テトラヒドロフルフリルアリルエーテル、ヒドロキシアルキルアリルエーテル、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、3−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、2−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、2−ヒドロキシブチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアリルエーテル、トリメトキシシリルプロピルアリルエーテル、トリメトキシシリルプロピルアリルエーテル、トリメチルシリルプロピルアリルエーテル、ポリエチレンオキサイドモノメチルエーテルアリルエーテル、オリゴエチレンオキサイドモノメチルエーテルアリルエーテル、ポリエチレンオキサイドアリルエーテル、オリゴエチレンオキサイドアリルエーテル、オリゴエチレンオキサイドモノアルキルエーテルアリルエーテル、ポリエチレンオキサイドモノアルキルエーテルアリルエーテル、ジプロピレングリコールアリルエーテル、ポリプロピレンオキサイドモノアルキルエーテルアリルエーテル、オリゴプロピレンオキサイドモノアルキルエーテルアリルエーテル、ブトキシジエチレングリコールアリルエーテル、トリフロロエチルアリルエーテル、パーフロロオクチルエチルアリルエーテル、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアリルエーテル、EO変性フェノールアリルエーテル、EO変性クレゾールアリルエーテル、EO変性ノニルフェノールアリルエーテル、PO変性ノニルフェノールアリルエーテル及びEO変性−2−エチルヘキシルアリルエーテル;
例えば、1,6−ヘキサンジオールジアリルエーテル、1,10−デカンジオールジアリルエーテル、ネオペンチルグリコールジアリルエーテル、2,4−ジメチル−1,5−ペンタンジオールジアリルエーテル、ブチルエチルプロパンジオールジアリルエーテル、エトキシ化シクロヘキサンメタノールジアリルエーテル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、オリゴエチレングリコールジアリルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル、2−エチル−2−ブチル−ブタンジオールジアリルエーテル、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアリルエーテル、EO変性ビスフェノールAジアリルエーテル、EO変性ビスフェノールFジアリルエーテル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル、オリゴプロピレングリコールジアリルエーテル、1,4−ブタンジオールジアリルエーテル、2−エチル−2−ブチル−プロパンジオールジアリルエーテル、1,9−ノナンジオールジアリルエーテル、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、トリメチロールエタントリアリルエーテル、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジペンタエリスルトールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリ(アリルオキシプロピル)エーテル、ソルビトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールのC2〜C4のアルキレンオキサイド1〜30モル付加物のトリアリルエーテル、エトキシ化グリセリントリアリルエーテル、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ソルビトールテトラアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ペンタエリスリトールのC2〜C4のアルキレンオキサイド1〜30モル付加物のテトラアリルエーテル、ソルビトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、ソルビトールヘキサアリルエーテル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル;
フィラー(e5)としては、シリカ、アルミナ及びこれらにアクリロイル基やメタクリロイル基を導入し、活性エネルギー線反応性を付与した化合物等が挙げられる。
これらのうち保存安定性および生産性の観点から好ましいのは沸点が70〜100℃のエステル、ケトンおよびアルコール、さらに好ましいのは酢酸エチル、メチルエチルケトン、i−プロパノールおよびこれらの混合物である。
本発明の硬化物は、前記活性エネルギー線硬化型組成物(X)が硬化したものである。該活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、活性エネルギー線により硬化されて硬化物となる。該活性エネルギー線としては、例えば紫外線、電子線が挙げられる。
該紫外線を照射する場合、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等を備えた公知の紫外線照射装置を使用することができる。紫外線の照射量は、好ましくは、30〜2,000mJ/cm2である。照射量が30mJ/cm2未満では硬化性組成物の硬化が不十分となり、2,000mJ/cm2を超えると、硬化物が黄変劣化する場合がある。
該電子線を照射する場合、公知の電子線照射装置を使用することができる。電子線の照射量は、好ましくは1〜10Mradである。照射量が1Mrad未満では、硬化性組成物の硬化が不十分となり、10Mradを超えると硬化物が劣化する場合がある。
このため、該組成物は、光学レンズ(プリズムシート、コリメーターレンズ、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、後反射レンズ、ホログラム等)、加飾フィルム用コーティング剤、ハードコートフィルム、反射防止フィルム、化粧シート(建築物の床面、壁面、天井等の内装材等)等の用途に有用である。
攪拌機、温度計、空気吹き込み管、検水管、凝縮器を取り付けた反応容器に、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物154.2部、トリシクロデカンジメタノール392.6部、アクリル酸153.4部、パラトルエンスルホン酸10.0部、ハイドロキノン2.0部、トルエン300.0部を仕込み加熱した。生成水は、溶剤と共に留出し、凝縮させ、検水管で、水のみを系外に取り除き、溶剤は反応容器に戻し、留出水が合計72.0部生成した時点で、冷却し反応を止めた。反応温度は105℃〜125℃であった。反応生成物を更にトルエン700.0部で希釈し20%NaOH溶液で中和した後、水洗し、トルエンを減圧除去し、析出した無機塩を濾別して、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−1)を得た。(A−1)のウレタン基濃度は0mmol/g、Mwは1,900であった。
攪拌機、温度計、空気吹き込み管、検水管、凝縮器を取り付けたガラス製反応容器に、テトラヒドロ無水フタル酸152.0部、ジヒドロキシメチルトリシクロデカン388.0部、パラトルエンスルホン酸10.0部、ハイドロキノン2.0部、トルエン300.0部を仕込み加熱した。生成水は、溶剤と共に留出し、凝縮させ、検水管で、水のみを系外に取り除き、溶剤は反応容器に戻し、留出水が合計36.0部生成した時点で、冷却し反応を止めた。反応温度は105℃〜125℃であった。反応生成物を更にトルエン700.0部で希釈し20%NaOH溶液で中和した後、水洗し、トルエンを減圧除去し、析出した無機塩を濾別して、末端水酸基の脂環式骨格を有するポリエステルを得た。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、合成した末端水酸基のポリエステル202.6部、IPDI[商品名「デスモジュールI」、住化バイエルウレタン(株)製]778.2部、THF1,000部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]0.1部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシエチルアクリレート[商品名「アクリル酸 2−ヒドロキシエチル」、(株)日本触媒製]19.2部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−2)を得た。(A−2)のウレタン基濃度は1.9mmol/g、Mwは23,700であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、TDI[商品名「コロネートT−100」、東ソー(株)製]263.7部、脂環式骨格を有するポリカーボネートジオール[商品名「ETERNACOLL UM−90(1/1)」、宇部興産(株)製]670.7部、エチレングリコール42.2部、THF1,000部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシプロピルアクリレート[商品名「ライトエステル HOP−A」、共栄社化学(株)製]23.4部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−3)を得た。(A−3)のウレタン基濃度は3.0mmol/g、Mwは22,800であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、TDI[商品名「コロネートT−100」、東ソー(株)製]358.9部、脂環式骨格を有するポリカーボネートジオール[商品名「ETERNACOLL UM−90(1/1)」、宇部興産(株)製]531.9部、エチレングリコール85.9部、THF1,000部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシプロピルアクリレート[商品名「ライトエステル HOP−A」、共栄社化学(株)製]22.5部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−4)を得た。(A−4)のウレタン基濃度は4.1mmol/g、Mwは23,700であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、TDI[商品名「コロネートT−100」、東ソー(株)製]419.6部、脂環式骨格を有するポリカーボネートジオール[商品名「ETERNACOLL UM−90(1/1)」、宇部興産(株)製]444.4部、エチレングリコール112.6部、THF3,000部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシプロピルアクリレート[商品名「ライトエステル HOP−A」、共栄社化学(株)製]26.3部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−5)を得た。(A−5)のウレタン基濃度は4.8mmol/g、Mwは20,300であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、TDI[商品名「コロネートT−100」、東ソー(株)製]360.5部、脂環式骨格を有するポリカーボネートジオール[商品名「ETERNACOLL UM−90(1/1)」、宇部興産(株)製]533.7部、エチレングリコール82.3部、THF1016部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシプロピルアクリレート[商品名「ライトエステル HOP−A」、共栄社化学(株)製]39.6部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−6)を得た。(A−6)のウレタン基濃度は4.1mmol/g、Mwは11,600であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、TDI[商品名「コロネートT−100」、東ソー(株)製]347.8部、脂環式骨格を有するポリカーボネートジオール[商品名「ETERNACOLL UM−90(1/1)」、宇部興産(株)製]544.7部、エチレングリコール84.1部、THF3,944部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシプロピルアクリレート[商品名「ライトエステル HOP−A」、共栄社化学(株)製]9.4部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能アクリレート(A−7)を得た。(A−7)のウレタン基濃度は4.1mmol/g、Mwは47,000であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、IPDI[商品名「デスモジュールI」、住化バイエルウレタン(株)製]424.6部、脂環式骨格を有するポリカーボネートジオール[商品名「ETERNACOLL UC−100」、宇部興産(株)製]468.4部、エチレングリコール83.5部、THF4,006部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシプロピルアクリレート[商品名「ライトエステル HOP−A」、共栄社化学(株)製]24.9部を加え65℃で8時間反応させて、脂環式骨格を有する2官能ポリウレタンアクリレート(A−8)を得た。(A−8)のウレタン基濃度は3.8mmol/g、Mwは21,400であった。
冷却管、撹拌装置、温度計を備えた別のガラス製反応容器に、IPDI[商品名「デスモジュールI」、住化バイエルウレタン(株)製]424.6部、ポリカーボネートジオール[商品名「デュラノール T5651」、旭化成ケミカルズ(株)製]468.4部、エチレングリコール83.6部、THF1,002部、ビスマストリス(2−エチルへキサノエート)[商品名「ネオスタンU−600」、日東化成(株)製]1.0部を仕込み、65℃で4時間反応させ、その後グリセリンジメタクリレート[商品名「ブレンマーGMR−H」、日油(株)製]43.7部を加え65℃で8時間反応させて、4官能アクリレート(B−1)を得た。ウレタン基濃度は3.7mmol/g、Mwは21,400であった。
表1〜2に記載の配合組成(部)に従って、一括で配合し、ディスパーサーで均一になるまで撹拌し、各活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
次に、得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、厚さ500μmのPC(ポリカーボネート)フィルム[商品名「パンライト PC−1151」、帝人(株)製、以下PC1151と略す。]に、アプリケーターを用いて硬化後の膜厚が20μmとなるように塗布して、80℃、1分間で溶剤を乾燥させ、窒素雰囲気下で、EB試験機[EC250:(株)アイ・エレクトロンビーム製]にて照射量5Mradで硬化し、硬化物を得た。
なお、実施例16の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物については、PC1151に、アプリケーターを用いて硬化後の膜厚が20μmとなるように塗布して、80℃、1分間で溶剤を乾燥させ、窒素雰囲気下で、ベルトコンベア式UV照射装置[アイグラフィックス(株)製「ECS−151U」、以下の評価にも同じ装置を用いた。]にて露光量500mJ/cm2で硬化し、硬化物を得た。
上記の硬化物を、以下の評価方法(1)〜(3)に従って、評価した。
評価結果を表1〜2に示す。
(1)鉛筆硬度[耐傷付き性]
JIS K5600−5−4に準拠し、鉛筆硬度を評価し、以下の基準で評価した。
<評価基準>
◎:H以上
○:F
△:HB
×:HB未満
JIS−K6251に準拠し、ダンベル状3号試験片を用いて、150℃でオートグラフによる引張試験を行ない、硬化物の切断時の伸び(%)を測定し、以下の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:200%以上
○:100%以上、200%未満
△:50%以上、100%未満
×:50%未満
(i)エタノールと、(ii)1%NaOH水溶液とを、スポイドで、コーティング表面の別の場所にそれぞれ数滴垂らし、常温で1時間、次いで80℃循風乾燥機中で1時間放置した後、コーティング表面の薬品を垂らした部位を、湿った晒しで拭い、外観の変化を次の評価基準で目視判定した。
◎:変化無し
○:スポット跡が残るが軽微な変化
△:変化が確認できるが樹脂は溶解していない
×:樹脂が部分的に溶解しており明らかな変化が見られる
TCDDMDA(A−9):
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
[商品名「NKエステル A−DCP」、新中村化学(株)製]
DPHA(B−2):
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
[商品名「NKエステル A−DPH」、新中村化学(株)製]
PETA(B−3):
ペンタエリスリトールテトラアクリレート
[商品名「NKエステル A−TMMT」、新中村化学(株)製]
ACMO(C−1):
アクリロイルモルホリン
[商品名「ACMO」、KJケミカルズ(株)製]
DMAA(C−2):
ジメチルアクリルアミド
[商品名「DMAA」、KJケミカルズ(株)製]
HEA(D−1):
ヒドロキシエチルアクリレート
[商品名「アクリル酸 2−ヒドロキシエチル」、(株)日本触媒製]
MAPO(e1−1):
2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド
[商品名「LUCIRIN TPO」、BASF(株)製]]
Claims (6)
- 脂環式骨格を有する2官能(メタ)アクリレート(A)と、(メタ)アクリロイル基を3〜12個有する多官能(メタ)アクリレート(B)と、窒素原子含有単官能不飽和モノマー(C)とを含有してなる活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(X)。
- (A)と(B)と(C)との合計重量に基づく、(A)の含有量が50〜90%である請求項1記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- (A)がウレタン基を有し、(A)の重量に基づいてウレタン基濃度が3.0〜5.0mmol/gである請求項1または2記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- (A)の重量平均分子量が10,000〜50,000である請求項1〜3のいずれか記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(X)が硬化した硬化物(P)。
- 光学レンズ、加飾フィルム、化粧シート、ハードコートフィルムまたは反射防止フィルムである請求項5記載の硬化物。
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