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JP7854866B2 - Fluorine-containing copolymers, surface modifiers, leveling agents, coating agents, and articles - Google Patents
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JP7854866B2 - Fluorine-containing copolymers, surface modifiers, leveling agents, coating agents, and articles - Google Patents

Fluorine-containing copolymers, surface modifiers, leveling agents, coating agents, and articles

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JP7854866B2 JP2022096662A JP2022096662A JP7854866B2 JP 7854866 B2 JP7854866 B2 JP 7854866B2 JP 2022096662 A JP2022096662 A JP 2022096662A JP 2022096662 A JP2022096662 A JP 2022096662A JP 7854866 B2 JP7854866 B2 JP 7854866B2
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Description

本発明は、含フッ素共重合体、表面調整剤、レベリング剤、コーティング剤及び物品に関する。 This invention relates to fluorine-containing copolymers, surface modifiers, leveling agents, coating agents, and articles.

プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、蛍光表示ディスプレイ(VFD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)や液晶表示装置(LCD)のような画像表示装置では、表示面への傷付きを防止するために、表面にハードコート層を設けることが好適である。 In image display devices such as plasma displays (PDPs), electroluminescent displays (ELDs), fluorescent display displays (VFDs), field emission displays (FEDs), and liquid crystal displays (LCDs), it is preferable to provide a hard coat layer on the surface to prevent scratches on the display surface.

タッチパネル用途など画像表示装置の多様化に伴い、ハードコート層上に他の機能性層を積層(リコート)させる要求が高まっており、他の層と積層しやすい、すなわち他の層との積層性(リコート性)に優れるハードコート層が求められている。ハードコート層上にリコートする場合、ハードコート層表面の濡れ性が高くないと、ハジキによる塗布ムラが発生したり、塗布厚みムラなど表面の平滑性が損なわれる。 With the diversification of image display devices, such as touch panels, there is a growing demand for laminating (recoating) other functional layers onto the hard coat layer. Therefore, there is a need for a hard coat layer that is easy to laminate with other layers, i.e., has excellent lamination (recoating) properties. When recoating onto a hard coat layer, if the wettability of the hard coat layer surface is not high, uneven coating due to repelling or uneven coating thickness can occur, impairing the surface smoothness.

しかし、一方で、ハードコート層には通常、ハードコート層自体の塗膜の均質性を高めるため、含フッ素ポリマーなどのレベリング剤が添加されており、このレベリング剤の疎水性によってハードコート層表面は疎水化してしまう。このように、ハードコート層の均質性とリコート性のトレードオフが問題となる。 However, on the other hand, hard coat layers typically contain leveling agents such as fluorine-containing polymers to improve the homogeneity of the coating film itself. The hydrophobicity of these leveling agents causes the hard coat surface to become hydrophobic. Thus, a trade-off between the homogeneity of the hard coat layer and its recoatability becomes a problem.

特許文献1は、リコート性と均質性を兼ね備えたレベリング剤として含フッ素熱分解性界面活性剤を開示しているが、この界面活性剤を使用した場合、リコート性を実現するためにレベリング剤の熱分解工程が必要になり、基材の耐熱性によってレベリング剤の使用が制限される不具合がある。 Patent Document 1 discloses a fluorine-containing pyrolytic surfactant as a leveling agent that combines recoating properties and homogeneity. However, when using this surfactant, a pyrolysis step of the leveling agent is required to achieve recoating properties, which has the drawback of limiting the use of the leveling agent depending on the heat resistance of the substrate.

特許文献2は、含フッ素単量体とアクリルアミド化合物を重合した含フッ素重合体の撥水撥油用途を開示している。 Patent Document 2 discloses the use of a fluorine-containing polymer, obtained by polymerizing a fluorine-containing monomer and an acrylamide compound, for water-repellent and oil-repellent applications.

特許第6025008号Patent No. 6025008 WO2009/123006WO2009/123006

本発明は、リコート性(積層性)とレベリング性に優れた材料を提供することを主な目的とする。 The main objective of this invention is to provide a material with excellent recoatability (lamination properties) and leveling properties.

本発明は、以下の含フッ素共重合体、表面調整剤、レベリング剤、コーティング剤及び物品を提供する。
項1. (i)下記のモノマー(A)に由来する繰り返し単位と
(ii)モノマー(B)及び/又はモノマー(C)に由来する繰り返し単位を含む、含フッ素共重合体:
(A)下記式(I)で表される含フッ素(メタ)アクリレート系モノマー
The present invention provides the following fluorine-containing copolymers, surface modifiers, leveling agents, coating agents, and articles.
Item 1. (i) Repeating units derived from monomer (A) and (ii) Repeating units derived from monomer (B) and/or monomer (C) below, comprising a fluorine-containing copolymer:
(A) Fluorine-containing (meth)acrylate monomers represented by the following formula (I)

(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。Yは2価の連結基を示す。Rfは下記式(1)又は下記式(2) (In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group. Y1 represents a divalent linking group. Rf is either formula (1) or formula (2) below.)

で表されるパーフルオロアルキル基を示す。)
(B)下記式(II)で表される(メタ)アクリルアミド系モノマー、
(This represents a perfluoroalkyl group represented by [the symbol].)
(B) (meth)acrylamide monomer represented by the following formula (II),

(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。R、Rは、同一又は異なって、炭素数1~6のアルキル基を示す。)
(C)下記式(III)で表される疎水性モノマー。
(In the formula, R2 represents a hydrogen atom or a methyl group. R3 and R4 are the same or different alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.)
(C) A hydrophobic monomer represented by the following formula (III).

(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。Rは、炭素数1~30の置換されていてもよいアルキル基、炭素数3~30の置換されていてもよいシクロアルキル基、炭素数6~30の置換されていてもよいアリール基、又は、炭素数7~30の置換されていてもよいアラルキル基を示す。)
項2. モノマー(A)に由来する繰り返し単位と、モノマー(B)に由来する繰り返し単位と、モノマー(C)に由来する繰り返し単位を含む、項1に記載の含フッ素共重合体。
項3. モノマー(A)とモノマー(B)の質量比{モノマー(B)の質量/モノマー(A)の質量} が、1~20である、項1又は2に記載の含フッ素共重合体。
項4. モノマー(C)とモノマー(A)の質量比{モノマー(C)の質量/モノマー(A)の質量} が、1~20である、項1又は2に記載の含フッ素共重合体。
項5. 項1~4のいずれか1項に記載の含フッ素共重合体から構成される、表面調整剤。
項6. 項1~4のいずれか1項に記載の含フッ素共重合体から構成される、レベリング剤。
項7. UV硬化樹脂、コーティング用ポリマー又は熱硬化性樹脂と項1~4のいずれかに記載の含フッ素共重合体を含むコーティング剤。
項8. 項7に記載のコーティング剤を用いて形成される層を含む物品。
(In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 6 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an optionally substituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an optionally substituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms.)
Item 2. The fluorine-containing copolymer according to Item 1, comprising repeating units derived from monomer (A), repeating units derived from monomer (B), and repeating units derived from monomer (C).
Item 3. The fluorine-containing copolymer according to item 1 or 2, wherein the mass ratio of monomer (A) to monomer (B) {mass of monomer (B) / mass of monomer (A)} is 1 to 20.
Item 4. The fluorine-containing copolymer according to item 1 or 2, wherein the mass ratio of monomer (C) to monomer (A) {mass of monomer (C) / mass of monomer (A)} is 1 to 20.
Item 5. A surface modifier comprising a fluorine-containing copolymer as described in any one of items 1 to 4.
Item 6. A leveling agent comprising a fluorine-containing copolymer as described in any one of items 1 to 4.
Item 7. A coating agent comprising a UV-curing resin, a coating polymer, or a thermosetting resin and a fluorine-containing copolymer as described in any of Items 1 to 4.
Item 8. An article comprising a layer formed using the coating agent described in Item 7.

本発明の含フッ素化合物は、その上に機能性層を積層する層間膜或いはプライマー層などの中間層を形成するためのコーティング剤に配合することで、前記コーティング剤のレベリング性とコーティング層のリコート性(積層性)を高い次元で両立することができる。 The fluorine-containing compound of the present invention, when incorporated into a coating agent for forming an intermediate layer such as an interlayer film or primer layer on which a functional layer is laminated, can achieve a high level of both leveling properties of the coating agent and recoatability (lamination properties) of the coating layer.

本発明の含フッ素共重合体、表面調整剤、レベリング剤は、フィルムコーティング液、塗料、液晶などの添加剤として好適に使用でき、本発明のコーティング剤は、コーティングのレベリング性を出しつつその上に別の層をコーティングできるような表面状態を提供することができる。 The fluorine-containing copolymer, surface modifier, and leveling agent of the present invention can be suitably used as additives to film coating liquids, paints, liquid crystals, etc. The coating agent of the present invention can provide a surface state that allows for the coating of another layer while maintaining the leveling properties of the coating.

本発明の含フッ素共重合体は、下記の(x)~(z)の3つの含フッ素共重合体を含む:
(x) モノマー(A)に由来する繰り返し単位とモノマー(B)に由来する繰り返し単位を含む含フッ素共重合体、
(y) モノマー(A)に由来する繰り返し単位とモノマー(C)に由来する繰り返し単位を含む含フッ素共重合体、
(z) モノマー(A)に由来する繰り返し単位とモノマー(B)に由来する繰り返し単位とモノマー(C)に由来する繰り返し単位を含む含フッ素共重合体。
The fluorine-containing copolymer of the present invention comprises the following three fluorine-containing copolymers: (x) to (z):
(x) A fluorine-containing copolymer containing repeating units derived from monomer (A) and repeating units derived from monomer (B),
(y) A fluorine-containing copolymer containing repeating units derived from monomer (A) and repeating units derived from monomer (C),
(z) A fluorine-containing copolymer comprising repeating units derived from monomer (A), repeating units derived from monomer (B), and repeating units derived from monomer (C).

モノマー(A)は、下記式(I)で表される含フッ素(メタ)アクリレート系モノマーである。モノマー(A)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Monomer (A) is a fluorine-containing (meth)acrylate monomer represented by the following formula (I). Monomer (A) may be used alone or in combination of two or more types.

(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。Yは2価の連結基を示す。Rfは下記式(1)又は下記式(2) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. Y 1 represents a divalent linking group. Rf is either formula (1) or formula (2) below.)

で表されるパーフルオロアルキル基を示す。) (This represents a perfluoroalkyl group.)

は、水素原子又はメチル基、好ましくは水素原子である。 R1 is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.

で表される2価の連結基としては、炭素数1~20の直鎖又は分岐又は環状のアルキレン基、置換されていてもよいアリーレン基、置換されていてもよいアラルキレン基が挙げられ、2価の連結基の隣接する2つの炭素原子間は、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-COO-または-O-CO-)、アミド結合(-NHCO-または-CONH-)で介在されていてもよい。例えば、ブチレン基に上記の結合が介在されたものは、-CHCH-O-CHCH-、-CHCH-O-CO-CHCH-、-CHCH-CO-O-CHCH-、-CHCH-CONH-CHCH-、-CHCH-NHCO-CHCH-、を包含する。 Examples of divalent linking groups represented by Y1 include linear, branched, or cyclic alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, optionally substituted arylene groups, and optionally substituted aralkylene groups. The two adjacent carbon atoms of the divalent linking group may be interposed by an ether bond (-O-), an ester bond (-COO- or -O-CO-), or an amide bond (-NHCO- or -CONH-). For example, those in which the above bonds are interposed on a butylene group include -CH2CH2 - O-CH2CH2-, -CH2CH2 - O - CO - CH2CH2- , -CH2CH2 - CO-O - CH2CH2- , -CH2CH2 - CONH -CH2CH2- , and -CH2CH2 - NHCO - CH2CH2- .

炭素数1~20の直鎖又は分岐を有するアルキレン基としては、-(CH- (mは1~20の整数)、-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-、-CH(CHCH)CH-、-CHCH(CHCH)-、などが挙げられる。 Examples of linear or branched alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms include -( CH2 ) m- (where m is an integer from 1 to 20), -CH( CH3 ) CH2- , -CH2CH ( CH3 )-, -CH( CH2CH3 ) CH2- , and -CH2CH ( CH2CH3 ) - .

炭素数1~20の環状のアルキレン基としては、シクロプロピレン基、1,3-シクロペンチレン基、1,2-シクロへキシレン基、1,3-シクロへキシレン基、1,4-シクロへキシレン基などが挙げられる。 Examples of cyclic alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms include cyclopropylene, 1,3-cyclopentylene, 1,2-cyclohexylene, 1,3-cyclohexylene, and 1,4-cyclohexylene.

アリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、フェノキシフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナントレニレン基、フルオレニレン基などが挙げられる。 Examples of allerene groups include phenylene, biphenylene, phenoxyphenylene, naphthylene, anthracenylene, phenantrenylene, and fluorenylene.

アラルキレン基としては、ベンジレン基、フェネチレン基などが挙げられる。 Examples of aralkylene groups include the bendiylene group and the phenethylene group.

アリーレン基、アラルキレン基の置換基の数は、好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個である。置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、メチル基、エチル基、塩素原子、-CN、-NO、OH、アセチル基、アセチルアミノ基、カルバモイル基などが挙げられる。 The number of substituents on the arylene group and aralkylene group is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. Examples of substituents include methoxy group, ethoxy group, methyl group, ethyl group, chlorine atom, -CN, -NO₂ , OH, acetyl group, acetylamino group, and carbamoyl group.

で表される好ましい2価の連結基としては、以下が挙げられる:
-(CHn1-、(n1=2~10)、
-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-、
-CH(CHCH)CH-、-CHCH(CHCH)-、
-(CHCHO)n2-CHCH-、(n2=1~9)、
-CHCHO-CO-(C)-、
-CHCH-CO-O-(C)-、
-CHCHO-CO-(CHCH)-、
-CHCH-CO-O-(CHCH)-、
-CHCHO-CO-(シクロヘキシレン基)-、
-CHCH-CO-O-(シクロヘキシレン基)-。
Preferred divalent linking groups represented by Y1 include the following:
-(CH 2 ) n1 -, (n1=2 to 10),
-CH( CH3 ) CH2- , -CH2CH ( CH3 )-,
-CH(CH 2 CH 3 )CH 2 -, -CH 2 CH(CH 2 CH 3 )-,
-(CH 2 CH 2 O) n2 -CH 2 CH 2 -, (n2=1 to 9),
-CH 2 CH 2 O-CO-(C 6 H 4 )-,
-CH 2 CH 2 -CO-O-(C 6 H 4 )-,
-CH 2 CH 2 O-CO-(CH 2 CH 2 )-,
-CH 2 CH 2 -CO-O-(CH 2 CH 2 )-,
-CH₂CH₂O -CO-( cyclohexylene group)-
-CH₂CH₂ - CO-O-(cyclohexylene group)-.

上記アクリルアミド系モノマー(B)は、好ましくは下記式(II)で表される: The above acrylamide monomer (B) is preferably represented by the following formula (II):

(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。R、Rは、同一又は異なって、炭素数1~6のアルキル基を示す。) (In the formula, R2 represents a hydrogen atom or a methyl group. R3 and R4 are the same or different alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.)

は、水素原子又はメチル基、好ましくは水素原子である。 R2 is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.

アクリルアミド系モノマー(B)において、R、Rで表される、炭素数1~6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、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。 In the acrylamide monomer (B), examples of alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R3 and R4 include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, and hexyl groups.

アクリルアミド系モノマー(B)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Acrylamide monomer (B) may be used alone or in combination of two or more types.

疎水性モノマー(C)は、好ましくは下記式(III)で表される: The hydrophobic monomer (C) is preferably represented by the following formula (III):

(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。Rは、炭素数1~30の置換されていてもよいアルキル基、炭素数3~30の置換されていてもよいシクロアルキル基、炭素数6~30の置換されていてもよいアリール基、又は、炭素数7~30の置換されていてもよいアラルキル基を示す。) (In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 6 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an optionally substituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an optionally substituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms.)

は、水素原子又はメチル基、好ましくはメチル基である。 R5 is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a methyl group.

の炭素数1~30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、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、アイコシル基、ヘンアイコシル基、ドコシル基、トリアコンチル基などが挙げられる。 Examples of alkyl groups with 1 to 30 carbon atoms in R 6 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, icosyl group, henaicosyl group, docosyl group, and triacontyl group.

炭素数1~30の置換されているアルキル基の置換基の数は、好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個である。炭素数1~30の置換されているアルキル基における置換基としては、ハロゲン原子、-CN、-NO、-OH、アセチル基、アセチルアミノ基、カルバモイル基などが挙げられる。 The number of substituents on a C1-C30 substituted alkyl group is preferably 1-3, more preferably 1-2. Examples of substituents on a C1-C30 substituted alkyl group include halogen atoms, -CN, -NO₂ , -OH, acetyl groups, acetylamino groups, and carbamoyl groups.

炭素数3~30のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基などが挙げられる。 Examples of cycloalkyl groups having 3 to 30 carbon atoms include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and cyclooctyl groups.

炭素数3~30の置換されているシクロアルキル基の置換基の数は、好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個である。置換基としては、炭素数1~10のアルキル基、ハロゲン原子、-CN、-NO、-OH、アセチル基、アセチルアミノ基、カルバモイル基などが挙げられる。炭素数1~10のアルキル基は例えば、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、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。 The number of substituents on a substituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. Examples of substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, halogen atoms, -CN, -NO₂ , -OH, acetyl groups, acetylamino groups, and carbamoyl groups. Examples of alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, isopropyl groups, n-butyl groups, isobutyl groups, sec-butyl groups, t-butyl groups, pentyl groups, hexyl groups, heptyl groups, octyl groups, nonyl groups, and decyl groups.

炭素数6~30のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、フェノキシフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基などが挙げられる。 Examples of aryl groups with 6 to 30 carbon atoms include phenyl, biphenyl, phenoxyphenyl, naphthyl, anthracenyl, phenantrenyl, and fluorenyl groups.

炭素数7~30のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。 Examples of aralkyl groups with 7 to 30 carbon atoms include the benzyl group and the phenethyl group.

炭素数6~30の置換されているアリール基、炭素数7~30の置換されているアラルキル基の置換基の数は、好ましくは1~3個、より好ましくは1~2個である。置換基としては、メトキシ基、エトキシ基、メチル基、エチル基、塩素原子、-CN、-NO、-OH、アセチル基、アセチルアミノ基、カルバモイル基などが挙げられる。 The number of substituents on the substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms and the substituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. Examples of substituents include methoxy, ethoxy, methyl, ethyl, chlorine, -CN, -NO₂ , -OH, acetyl, acetylamino, and carbamoyl groups.

疎水性モノマー(C)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The hydrophobic monomer (C) may be used alone or in combination of two or more types.

本発明の含フッ素共重合体は、(i)モノマー(A)、(ii)モノマー(B)及び/又はモノマー(C)に加えてさらに(iii)任意成分であるモノマー(D)を共重合して調製してもよい。モノマー(D)としては、エチレン、プロピレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステル、アクリルアミド、メタクリルアミドなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート(MA)、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート(4-HBMA)、イソブチルアクリレート、s-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、メチルメタクリレート(MMA)、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートが挙げられる。 The fluorine-containing copolymer of the present invention may be prepared by copolymerizing (i) monomer (A), (ii) monomer (B) and/or monomer (C) with (iii) an optional monomer (D). Examples of monomer (D) include ethylene, propylene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, (meth)acrylic acid ester, acrylamide, and methacrylamide. Examples of (meth)acrylic acid esters include methyl acrylate (MA), ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate (4-HBMA), isobutyl acrylate, s-butyl acrylate, t-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, and benzyl methacrylate.

モノマー(D)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Monomer (D) may be used alone or in combination of two or more types.

本発明の含フッ素共重合体の重量平均分子量は、好ましくは3000~50000、より好ましくは10000~20000である。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(GPC)法により標準ポリスチレンの分子量に換算した値として算出することができる。 The weight-average molecular weight of the fluorine-containing copolymer of the present invention is preferably 3,000 to 50,000, more preferably 10,000 to 20,000. The weight-average molecular weight can be calculated by converting it to the molecular weight of standard polystyrene using gel permeation chromatography (GPC).

本発明の含フッ素共重合体を得るために使用されるモノマー(A)に由来する繰り返し単位、モノマー(B)に由来する繰り返し単位、モノマー(C)に由来する繰り返し単位、モノマー(D)に由来する繰り返し単位の割合は、配合組成に含まれる固形分の全量の合計を100質量%として、以下の通りである。
モノマー(A)に由来する繰り返し単位:好ましくは3~60質量%、より好ましくは4~50質量%、さらに好ましくは6~40質量%、最も好ましくは8~30質量%である。
モノマー(B)に由来する繰り返し単位:好ましくは0~95質量%、より好ましくは5~85質量%、さらに好ましくは15~70質量%、最も好ましくは25~60質量%である。
モノマー(C)に由来する繰り返し単位:好ましくは0~95質量%、より好ましくは5~85質量%、さらに好ましくは15~70質量%、最も好ましくは25~60質量%である。
モノマー(D)に由来する繰り返し単位:好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%、さらに好ましくは0~10質量%、最も好ましくは0~5質量%である。
The proportions of repeating units derived from monomer (A), monomer (B), monomer (C), and monomer (D) used to obtain the fluorine-containing copolymer of the present invention are as follows, with the total amount of solids contained in the blended composition being 100% by mass.
Repeating units derived from monomer (A): Preferably 3 to 60% by mass, more preferably 4 to 50% by mass, even more preferably 6 to 40% by mass, and most preferably 8 to 30% by mass.
Repeating units derived from monomer (B): Preferably 0 to 95% by mass, more preferably 5 to 85% by mass, even more preferably 15 to 70% by mass, and most preferably 25 to 60% by mass.
Repeating units derived from monomer (C): Preferably 0 to 95% by mass, more preferably 5 to 85% by mass, even more preferably 15 to 70% by mass, and most preferably 25 to 60% by mass.
Repeating units derived from monomer (D): Preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, even more preferably 0 to 10% by mass, and most preferably 0 to 5% by mass.

モノマー(A)+モノマー(B)、或いは、モノマー(A)+モノマー(B)+モノマー(C)のような、モノマー(A)とモノマー(B)に由来する繰り返し単位を含む本発明の含フッ素共重合体おいて、モノマー(A)とモノマー(B)の質量比{モノマー(B)の質量/モノマー(A)の質量}は、好ましくは1~20、より好ましくは1.5~15、さらに好ましくは2~10、最も好ましくは3~8である。 In the fluorine-containing copolymer of the present invention, which includes repeating units derived from monomer (A) and monomer (B), such as monomer (A) + monomer (B), or monomer (A) + monomer (B) + monomer (C), the mass ratio of monomer (A) to monomer (B) {mass of monomer (B) / mass of monomer (A)} is preferably 1 to 20, more preferably 1.5 to 15, even more preferably 2 to 10, and most preferably 3 to 8.

モノマー(C)+モノマー(A)、或いは、モノマー(C)+モノマー(A)+モノマー(B)のような、モノマー(C)とモノマー(A)に由来する繰り返し単位を含む本発明の含フッ素共重合体おいて、モノマー(C)とモノマー(A)の質量比{モノマー(C)の質量/モノマー(A)の質量}は、好ましくは1~20、より好ましくは1.5~15、さらに好ましくは2~10、最も好ましくは3~8である。 In the fluorine-containing copolymer of the present invention, which includes repeating units derived from monomer (C) and monomer (A), such as monomer (C) + monomer (A), or monomer (C) + monomer (A) + monomer (B), the mass ratio of monomer (C) to monomer (A) {mass of monomer (C) / mass of monomer (A)} is preferably 1 to 20, more preferably 1.5 to 15, even more preferably 2 to 10, and most preferably 3 to 8.

本発明の表面調整剤、レベリング剤は、UV硬化樹脂又はコーティング用ポリマーを含む層間膜又は中間層を形成するためのコーティング剤に添加することにより、下地にコーティング剤を塗工した時、コーティング剤が弾くことなく濡れ広がって、コーティング剤を下地(基材)に塗工することができ、硬化させて膜を形成した時は表面平滑性(レベリング性)が良い。結果として、層間膜又は中間層上に形成されたオーバーコート層、トップコート層の上層はある程度の平滑性が得られる。 The surface modifier and leveling agent of the present invention, when added to a coating agent for forming an interlayer or intermediate layer containing a UV-curing resin or coating polymer, allows the coating agent to spread evenly without repelling when applied to a substrate. When cured, it forms a film with good surface smoothness (leveling properties). As a result, the upper layer of the overcoat or topcoat layer formed on the interlayer or intermediate layer achieves a certain degree of smoothness.

本発明の表面調整剤又はレベリング剤のコーティング剤への添加量は、好ましくは10~5000ppm、より好ましくは30~3000ppm、さらに好ましくは50~2000ppm、特に好ましくは70~1000ppmである。なお、コーティング剤がUV硬化樹脂やコーティング用ポリマーを含む場合、開始剤を除く固形分重量に対して、含フッ素共重合体が上記規定濃度になるように配合する。また、コーティング剤が熱可塑性樹脂を含む場合、全固形分重量に対して、含フッ素共重合体が上記規定濃度になるよう配合する。表面調整剤又はレベリング剤の添加量が5000ppm以下であると塗工性が良好となり、添加量が10ppm以上であるとレベリング性が良好となる。 The amount of the surface modifier or leveling agent of the present invention added to the coating agent is preferably 10 to 5000 ppm, more preferably 30 to 3000 ppm, even more preferably 50 to 2000 ppm, and particularly preferably 70 to 1000 ppm. When the coating agent contains a UV-curing resin or a coating polymer, the fluorine-containing copolymer is blended to the specified concentration relative to the weight of the solids excluding the initiator. When the coating agent contains a thermoplastic resin, the fluorine-containing copolymer is blended to the specified concentration relative to the total weight of the solids. A surface modifier or leveling agent addition of 5000 ppm or less results in good coating properties, while an addition of 10 ppm or more results in good leveling properties.

含フッ素共重合体は、(i)モノマー(A)、(ii)モノマー(B)及び/又はモノマー(C)、(iii)任意成分であるモノマー(D)を共重合させることにより得ることができる。共重合反応は、ラジカル開始剤の存在下に40~90℃で、4~12時間反応させることにより有利に進行する。ラジカル開始剤としては、例えばt-ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジヒドロパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチル-α-クミルパーオキシド、ジ-α-クミルパーオキシド、α,α’-ビス(t-ブチルペルオキシ)-p-ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)-ヘキシン-3-アセチルパーオキシド、コハク酸パーオキシド、ジイソブチリルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、ジ-イソブチルパーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、メチルエチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、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、 2,2‘-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチル(V-601)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(イソブチルアミジン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]およびその二硫酸塩、2,2’-アゾビス(2-メチルアミドオキシム)二塩酸塩等のアゾ系化合物;過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、t-ブチルヒドロパーオキサイド、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などが挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は、1種類を単独で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。共重合反応は、ドデカンチオール、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、2-メルカプトエタノール、チオグリコール酸オクチル、3-メルカプトプロピオン酸、チオグリセリン等の連鎖移動剤を使用して分子量を調整してもよい。 Fluorine-containing copolymers can be obtained by copolymerizing (i) monomer (A), (ii) monomer (B) and/or monomer (C), and (iii) an optional monomer (D). The copolymerization reaction proceeds favorably by reacting at 40 to 90°C for 4 to 12 hours in the presence of a radical initiator. Examples of radical initiators include t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxyisobutyrate, t-butyl-α-cumyl peroxide, di-α-cumyl peroxide, α,α'-bis(t-butylperoxy)-p-diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, and 2,5-dimethyl-2,5-di(t -Butylperoxy)-hexyne-3-acetyl peroxide, succinate peroxide, diisobutyryl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxyisobutyrate, diisobutyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile, dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, Examples of azo compounds include 2,2'-azobis(2-methylpropionic acid)dimethyl (V-601), 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis(isobutylamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] and its disulfate, and 2,2'-azobis(2-methylamidooxime) dihydrochloride; potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, potassium persulfate, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, and cumene hydroperoxide. These radical polymerization initiators may be used individually or in combination of two or more. The copolymerization reaction may also involve adjusting the molecular weight using chain transfer agents such as dodecanethiol, octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, octyl thioglycolate, 3-mercaptopropionic acid, and thioglycerin.

含フッ素共重合体のフッ素含有率は、配合組成に含まれる固形分の全量の合計を100質量%として、好ましくは2~40質量%、より好ましくは3~35質量%、さらに好ましくは4~25質量%、最も好ましくは5~15である。フッ素の含有率が40質量%以下であると塗工性が良好となり、フッ素の含有率が2質量%以上であるとレベリング性が良好となる。 The fluorine content of the fluorine-containing copolymer is preferably 2 to 40% by mass, more preferably 3 to 35% by mass, even more preferably 4 to 25% by mass, and most preferably 5 to 15%, based on the total amount of solids in the blended composition as 100% by mass. A fluorine content of 40% by mass or less results in good coating properties, while a fluorine content of 2% by mass or more results in good leveling properties.

本発明の表面調整剤もしくはレベリング剤を添加するコーティング剤は、通常溶媒を含む。溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、2,2,2-トリフルオロエタノール、2,2,3,3-ヘキサフルオロ-1-プロパノール、1,3-ジフルオロ-2-プロパノール、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メチル-2-プロパノール、ニトロエタン、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、トリプロピレングリコール、3-メトキシブチルアセテート(MBA)、1,3-ブチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート、乳酸エチル、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール、テトラリン、シクロヘキシルベンゼン、メシチレン、石油エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサンなどが挙げられる。 The coating agent to which the surface modifier or leveling agent of the present invention is added usually contains a solvent. The solvents include methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1,1-trichloroethane, trichloroethylene, perchloroethylene, tetrachlorodifluoroethane, trichlorotrifluoroethane, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, cyclohexanone, ethyl formate, 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-hexafluoro-1-propanol, 1,3-difluoro-2-propanol, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methyl-2-propanol, nitroethane, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PG Examples include MEA, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol diacetate, tripropylene glycol, 3-methoxybutyl acetate (MBA), 1,3-butylene glycol diacetate, cyclohexanol acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, methyl cellosolve, cellosolve acetate, butyl cellosolve, butyl carbitol, carbitol acetate, ethyl lactate, isopropyl alcohol, methanol, ethanol, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, anisole, tetralin, cyclohexylbenzene, mesitylene, petroleum ether, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane.

UV硬化樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂などが使用できる。1つの好ましい実施形態のUV硬化樹脂は、カラーフィルタ、カラーレジストなどの製造に使用されるものである。カラーレジストは、ブラックマトリクス製造用のレジスト(ブラックレジスト)を包含する。UV硬化樹脂は、耐熱性、耐熱水性、耐薬品性などの物性を満足させるため、2官能以上の硬化樹脂であってもよい。UV硬化樹脂は、低分子量、非晶性を示すものが、低粘度、液状のコーティング剤を得るために好ましい。 As the UV-curing resin, acrylic resins, epoxy resins, melamine resins, etc., can be used. One preferred embodiment of the UV-curing resin is used in the manufacture of color filters, color resists, etc. The color resist includes resists for black matrix production (black resists). The UV-curing resin may be a bifunctional or more curing resin to satisfy physical properties such as heat resistance, hot water resistance, and chemical resistance. For obtaining a low-viscosity, liquid coating agent, it is preferable to use a UV-curing resin that exhibits low molecular weight and amorphous properties.

コーティング用ポリマーとしては、ポリ(メタ)アクリレート系、ポリオキシアルキレン系、ポリウレタン系、ポリ(メタ)アクリルアミド系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリアミン系、ポリビニル系のポリマーが挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を混合して含むことができる。 Examples of coating polymers include poly(meth)acrylate, polyoxyalkylene, polyurethane, poly(meth)acrylamide, polyester, polyamide, polyamine, and polyvinyl polymers, which can be included individually or in combination of two or more.

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などが使用できる。 Suitable thermosetting resins include epoxy resins, urea resins, melamine resins, phenolic resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, and urethane resins.

本発明のコーティング液を基材に塗布し、必要に応じてUV(紫外線)照射、または加熱処理により硬化することで硬化樹脂層を得ることができる。硬化は、UV硬化樹脂の硬化条件または熱硬化性樹脂の硬化条件で実施することができる。好ましい1つの実施形態において、液状の本発明のコーティング剤を基材に塗布し、必要に応じてUV硬化または熱硬化することにより、層間膜を有する物品を得ることができる。基材としては、シリコンウエハ、合成樹脂、ガラス、金属、セラミックなどが挙げられる。合成樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。ガラスとしては、例えば、ケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。 金属としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、白金等が挙げられる。セラミックとしては、酸化物(例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ケイ素、ジルコニア、チタン酸バリウム)、窒化物(例えば、窒化ケイ素、窒化ホウ素)、硫化物(例えば、硫化カドミウム)、炭化物(例えば、炭化ケイ素)等が挙げられる。 A cured resin layer can be obtained by applying the coating liquid of the present invention to a substrate and curing it by UV (ultraviolet) irradiation or heat treatment as needed. Curing can be carried out under the curing conditions for UV-curable resins or thermosetting resins. In one preferred embodiment, an article having an interlayer film can be obtained by applying the liquid coating agent of the present invention to a substrate and curing it by UV or heat curing as needed. Examples of substrates include silicon wafers, synthetic resins, glass, metals, and ceramics. Synthetic resins may be either thermoplastic resins or thermosetting resins. Examples of glass include silicate glass, alkali silicate glass, soda-lime glass, potassium-lime glass, lead glass, barium glass, and borosilicate glass. Examples of metals include gold, silver, copper, iron, nickel, aluminum, and platinum. Examples of ceramics include oxides (e.g., aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, silicon oxide, zirconia, barium titanate), nitrides (e.g., silicon nitride, boron nitride), sulfides (e.g., cadmium sulfide), and carbides (e.g., silicon carbide).

コーティング剤の基材への塗布は、例えば、ロールコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、フローコート法、バーコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法などが採用でき、基材の種類、形状、生産性、膜厚の制御性などを考慮して選択できる。 The coating agent can be applied to the substrate using various methods, such as roll coating, gravure coating, microgravure coating, flow coating, bar coating, spray coating, die coating, spin coating, and dip coating. The method can be selected considering factors such as the type and shape of the substrate, productivity, and film thickness control.

本発明のコーティング剤を用いて形成した層(硬化樹脂層)は優れた積層性(リコート性)を発現する。一般的に塗工液の表面自由エネルギーと塗工対象物の表面自由エネルギーとが同程度であれば、塗工対象物の表面上で塗工液は濡れ広がりやすく塗布ムラが発生しにくい。本発明のコーティング剤を用いて形成した層(硬化樹脂層)の表面自由エネルギーは30~50mJ/mで制御することができる。アルコール類、ケトン類などのような多くの汎用的な溶剤は前記硬化樹脂層と同程度の表面自由エネルギーを有するため、フッ素系溶剤などのような表面自由エネルギーの小さい特殊な溶剤を使用しなくても、汎用的な溶剤を用いた塗工液でも前記硬化樹脂層の表面で濡れ広がり塗工膜を積層(リコート)させることができる。 The layer (cured resin layer) formed using the coating agent of the present invention exhibits excellent lamination (recoating) properties. Generally, if the surface free energy of the coating liquid and the surface free energy of the object to be coated are approximately the same, the coating liquid will spread easily on the surface of the object to be coated, and uneven coating will not occur. The surface free energy of the layer (cured resin layer) formed using the coating agent of the present invention can be controlled to 30 to 50 mJ/ . Since many common solvents such as alcohols and ketones have a surface free energy similar to that of the cured resin layer, even a coating liquid using a common solvent can spread on the surface of the cured resin layer and laminate (recoat) the coating film without using special solvents with low surface free energy such as fluorine-based solvents.

以下、実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to examples.

実施例及び比較例では、以下のモノマーを使用した。 The following monomers were used in the examples and comparative examples.

(ただし、Rfは下記式(1)又は下記式(2) (However, Rf is given by either formula (1) or formula (2) below.)

で表されるパーフルオロアルキル基を示す。) (This represents a perfluoroalkyl group.)

〔塗工液の調製〕
塗工液A:UV硬化樹脂(多官能アクリレート、ウレタンアクリレート)
塗工液B:熱硬化樹脂(エポキシ樹脂、エポキシアクリレート)
に添加剤を規定量(樹脂に対して有効成分で1000ppm)添加し、塗工液A又は塗工液Bとした。
[Preparation of coating solution]
Coating liquid A: UV-curing resin (polyfunctional acrylate, urethane acrylate)
Coating liquid B: Thermosetting resin (epoxy resin, epoxy acrylate)
A specified amount of additive (1000 ppm of active ingredient relative to the resin) was added to obtain coating solution A or coating solution B.

〔硬化膜の作製〕
塗工方法スピンコート:ガラス板に対してスピンコート(回転数1000rpm、10sec)で成膜、UV光または熱で硬化し、硬化膜とした。
[Preparation of the hardened film]
Coating method: Spin coating: A film was formed on a glass plate by spin coating (rotation speed 1000 rpm, 10 sec), and cured with UV light or heat to obtain a cured film.

〔硬化膜の評価〕
◆リコート性
硬化膜の水及びジヨードメタンの接触角を測定し、表面自由エネルギーを算出した。表面自由エネルギーはイオン交換水接触角とジヨードメタン接触角の結果をKaelble-Uy法に当てはめて算出した。
〇:表面自由エネルギーの値が30~50mJ/mの範囲内
×:上記範囲外の表面自由エネルギー
◆塗工性(レベリング性)
硬化後の塗膜外観を目視で確認した。
〇:外観良好
×:外観不良(塗工ムラ、ハジキ、ブツなどがある)
[Evaluation of the hardened film]
◆Recoatability The contact angles of the cured film with water and diiodomethane were measured, and the surface free energy was calculated. The surface free energy was calculated by applying the results of the ion-exchanged water contact angle and the diiodomethane contact angle to the Kaelble-Uy method.
○: Surface free energy value is within the range of 30 to 50 mJ/ ×: Surface free energy outside the above range ◆ Coatability (leveling properties)
The appearance of the hardened coating was visually inspected.
○: Good appearance ×: Poor appearance (uneven coating, paint defects, blemishes, etc.)

実施例1
(1)含フッ素共重合体の合成
2口ナスフラスコにフッ素モノマーA1(株式会社ネオス製)0.55g、ジエチルアクリルアミド(DEAA)10.40g、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチル(V-601)0.67g、重合調整剤としてドデカンチオール0.38g、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)28.00gを入れ、反応混合物を窒素バブリングさせながら30分撹拌した。反応混合物を80℃まで昇温し、80℃で5時間撹拌した。
Example 1
(1) Synthesis of fluorine-containing copolymers 0.55 g of fluorine monomer A1 (manufactured by Neos Co., Ltd.), 10.40 g of diethylacrylamide (DEAA), 0.67 g of 2,2'-azobis(2-methylpropionic acid)dimethyl (V-601) as a polymerization initiator, 0.38 g of dodecanethiol as a polymerization regulator, and 28.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) as a solvent were placed in a two-necked round-bottom flask, and the reaction mixture was stirred for 30 minutes while bubbling with nitrogen. The reaction mixture was heated to 80°C and stirred at 80°C for 5 hours.

反応終了後、反応混合物を固形分濃度が30%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを4.00g入れ、含フッ素共重合体を得た。 After the reaction was complete, 4.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added to the reaction mixture until the solid content concentration reached 30%, yielding a fluorine-containing copolymer.

(2)塗工液の作製
塗工液A:
ウレタンアクリレート(UA-510H)25.0g、多官能アクリレート(NKエステルA-9550W)10.0g、光硬化開始剤(イルガキュア369)0.88g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート64.12gを撹拌した。含フッ素共重合体を樹脂に対して有効成分で1000ppmになるように添加し、光硬化型塗工液とした。
塗工液B:
エポキシ樹脂(エピコート828)7.5g、無水カルボン酸(カヤハードMCD)7.5g、エポキシアクリレート(エポキシエステル3000A)5.0g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート80.00gを撹拌した。含フッ素共重合体を樹脂に対して有効成分で1000ppmになるように添加し、熱硬化型塗工液とした。
(2) Preparation of coating solution Coating solution A:
25.0 g of urethane acrylate (UA-510H), 10.0 g of polyfunctional acrylate (NK ester A-9550W), 0.88 g of photocuring initiator (Irgacure 369), and 64.12 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were stirred. The fluorine-containing copolymer was added to the resin at a concentration of 1000 ppm of active ingredients to prepare a photocurable coating solution.
Coating liquid B:
7.5 g of epoxy resin (Epicote 828), 7.5 g of carboxylic acid anhydride (Kayahard MCD), 5.0 g of epoxy acrylate (epoxy ester 3000A), and 80.00 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were stirred. A fluorine-containing copolymer was added to the resin at a concentration of 1000 ppm as an active ingredient to prepare a thermosetting coating solution.

(3)塗工条件
スピンコート:
塗工液を4cm角のガラス板上に回転数1000rpmで10秒間スピンコーティングした。
(3) Coating conditions: spin coat:
The coating solution was spin-coated onto a 4 cm square glass plate at a rotation speed of 1000 rpm for 10 seconds.

(4)硬化条件
UV光:
高圧水銀灯で500mJ/cmの条件で露光して硬化膜を得た。
熱:
90℃で100秒間乾燥し溶媒と除去し、その後200℃30分加熱することで硬化膜を得た。
(4) Curing conditions UV light:
A cured film was obtained by exposure to a high-pressure mercury lamp at a pressure of 500 mJ/cm².
heat:
The film was dried at 90°C for 100 seconds to remove the solvent, and then heated at 200°C for 30 minutes to obtain a cured film.

(実施例2~50、比較例1~12)
組成物の配合組成を表1に示す組成としたこと以外は実施例1の場合と同様にして、硬化膜を製造した。
(Examples 2-50, Comparative Examples 1-12)
A cured film was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the composition of the compositional mixture was as shown in Table 1.

実施例1~50比較例1~12
実施例1~50はレベリング性、リコート性ともに良好である。比較例1~4、7~10のようにフッ素割合が低いものについては、レベリング性は十分でないことが分かる。比較例5、6、11、12のようにフッ素モノマーの割合が高すぎると、塗工液に溶解せず異物として塗膜上に残り、レベリング性とリコート性をともに低下させることが分かる。
Examples 1-50, Comparative Examples 1-12
Examples 1 to 50 exhibit good leveling and recoatability. Comparative Examples 1 to 4 and 7 to 10, which have a low fluorine content, show that the leveling properties are insufficient. Comparative Examples 5, 6, 11, and 12, which have a high proportion of fluorine monomer, show that they do not dissolve in the coating solution and remain on the coating film as foreign matter, reducing both leveling and recoatability.

Claims (8)

(i)下記のモノマー(A)に由来する繰り返し単位と
(ii)モノマー(B)に由来する繰り返し単位を含み、モノマー(A)とモノマー(B)の質量比{モノマー(B)の質量/モノマー(A)の質量} が、1~20である、含フッ素共重合体:
(A)下記式(I)で表される含フッ素(メタ)アクリレート系モノマー
(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。Yは2価の連結基を示す。Rfは下記式(1)又は下記式(2)
で表されるパーフルオロアルキル基を示す。)
(B)下記式(II)で表される(メタ)アクリルアミド系モノマー、
(式中、Rは水素原子またはメチル基を示す。R、Rは、同一又は異なって、炭素数1~6のアルキル基を示す。)
(i) Repeating units derived from monomer (A) and (ii) Repeating units derived from monomer (B) , wherein the mass ratio of monomer (A) to monomer (B) {mass of monomer (B) / mass of monomer (A)} is 1 to 20 , is a fluorine-containing copolymer:
(A) Fluorine-containing (meth)acrylate monomers represented by the following formula (I)
(In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group. Y1 represents a divalent linking group. Rf is either formula (1) or formula (2) below.)
(This represents a perfluoroalkyl group represented by [the symbol].)
(B) (meth)acrylamide monomer represented by the following formula (II),
(In the formula, R2 represents a hydrogen atom or a methyl group. R3 and R4 are the same or different alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. )
(i)下記のモノマー(A)に由来する繰り返し単位と(i) Repeating units derived from the monomer (A) below
(ii)モノマー(B)に由来する繰り返し単位と(ii) Repeating units derived from monomer (B)
(iii)モノマー(C)に由来する繰り返し単位とを含む、含フッ素共重合体:(iii) Fluorine-containing copolymers containing repeating units derived from monomer (C):
(A)下記式(I)で表される含フッ素(メタ)アクリレート系モノマー(A) Fluorine-containing (meth)acrylate monomers represented by the following formula (I)
(式中、R (In the formula, R 1 は水素原子またはメチル基を示す。YY represents a hydrogen atom or a methyl group. 1 は2価の連結基を示す。Rfは下記式(1)又は下記式(2)represents a divalent linking group. Rf is represented by the following formula (1) or formula (2).
で表されるパーフルオロアルキル基を示す。)(This represents a perfluoroalkyl group represented by [the symbol].)
(B)下記式(II)で表される(メタ)アクリルアミド系モノマー、(B) (meth)acrylamide monomer represented by the following formula (II),
(式中、R (In the formula, R 2 は水素原子またはメチル基を示す。RR represents a hydrogen atom or a methyl group. 3 、R, R 4 は、同一又は異なって、炭素数1~6のアルキル基を示す。)(These represent alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, which are the same or different.)
(C)下記式(III)で表される疎水性モノマー。(C) A hydrophobic monomer represented by the following formula (III).
(式中、R (In the formula, R 5 は水素原子またはメチル基を示す。RR represents a hydrogen atom or a methyl group. 6 は、炭素数1~30の置換されていてもよいアルキル基、炭素数3~30の置換されていてもよいシクロアルキル基、炭素数6~30の置換されていてもよいアリール基、又は、炭素数7~30の置換されていてもよいアラルキル基を示す。)This represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an optionally substituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an optionally substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an optionally substituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms.
モノマー(A)とモノマー(B)の質量比{モノマー(B)の質量/モノマー(A)の質量} が、1~20である、請求項2に記載の含フッ素共重合体。 The fluorine-containing copolymer according to claim 2 , wherein the mass ratio of monomer (A) to monomer (B) {mass of monomer (B) / mass of monomer (A)} is 1 to 20. モノマー(C)とモノマー(A)の質量比{モノマー(C)の質量/モノマー(A)の質量} が、1~20である、請求項2に記載の含フッ素共重合体。 The fluorine-containing copolymer according to claim 2 , wherein the mass ratio of monomer (C) to monomer (A) {mass of monomer (C) / mass of monomer (A)} is 1 to 20. 請求項1又は2に記載の含フッ素共重合体から構成される、表面調整剤。 A surface modifier comprising a fluorine-containing copolymer according to claim 1 or 2 . 請求項1又は2に記載の含フッ素共重合体から構成される、レベリング剤。 A leveling agent comprising a fluorine-containing copolymer according to claim 1 or 2 . UV硬化樹脂、コーティング用ポリマー又は熱硬化性樹脂と請求項1又は2に記載の含フッ素共重合体を含むコーティング剤。 A coating agent comprising a UV-curing resin, a coating polymer, or a thermosetting resin and the fluorine-containing copolymer described in claim 1 or 2 . 請求項7に記載のコーティング剤を用いて形成される層を含む物品。 An article comprising a layer formed using the coating agent described in claim 7.
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