JP2013139556A - 帯電防止用コーティング組成物 - Google Patents
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- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
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Abstract
【解決手段】活性エネルギー線硬化性の反応性基を4個以上有する非イオン性重合性化合物(A)と、活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有する非イオン性重合性化合物(B)と、式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオン基含有重合性化合物(C)とを含有する帯電防止用コーティング組成物。
【選択図】なし
Description
特許文献5には、4級アンモニウム塩単量体と2つ以上のエチレン性不飽和官能基をもつ単量体との重合体からなる、帯電防止性と剥離性とを備えたポリマーが記載されている。また、特許文献6には、フッ素またはシロキサン化合物を含有するレベリング剤を含み、光学特性、耐擦傷性及び帯電防止性を有する反射防止フィルムが記載されている。
[1]活性エネルギー線硬化性の反応性基を4個以上有する非イオン性重合性化合物(A)と、活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有する非イオン性重合性化合物(B)と、下記式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオン基含有重合性化合物(C)とを含有し、前記化合物(A)、(B)及び(C)の合計に占める化合物(C)の割合が、1質量%以上20質量%以下である、帯電防止用コーティング組成物。
コーティング組成物に、反応性基の多い非イオン性重合性化合物と反応性基の少ない非イオン性重合性化合物とを含有させて重合すると、まず、架橋密度の高い相と低い相とからなる、相互連続的なミクロ相分離構造を有する重合体が生成する。次いで、コーティング組成物に含まれていた非イオン性重合性化合物よりも重合速度の遅い重合性カチオン化合物は、架橋密度の低い連続相へ選択的に拡散して重合する。それゆえ、コーティング膜などの重合体中にカチオン化合物重合体の連続相が形成されるため、良好な帯電防止性を発現すると推定される。また、カチオン化合物重合体のマクロな相分離やブリードアウトが抑制されるため、透明性及び耐擦傷性が向上すると推定される。
本発明の帯電防止用コーティング組成物は、活性エネルギー線硬化性の反応性基を4個以上有する非イオン性重合性化合物(A)と、活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有する非イオン性重合性化合物(B)と、下記式(I)及び式(II)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオン基含有重合性化合物(C)とを含有し、前記化合物(A)、(B)及び(C)の合計に占める化合物(C)の割合が、1質量%以上20質量%以下のものである。
本発明における非イオン性重合性化合物(A)(化合物(A)ともいう)とは、活性エネルギー線硬化性の反応性基を4個以上有するものをいう。
なお、本明細書において、活性エネルギー線の照射により硬化し得る反応性基とは、紫外線や電子線等の活性エネルギー線の照射により直接、又は光重合開始剤の作用で重合が進行し硬化反応を生じる官能基を示す。
この反応性基を4個以上有する化合物としては、例えば、水酸基を4個以上有する化合物と(メタ)アクリル酸とのエステル化(脱水)反応等により容易に得ることができる。前記水酸基を4個以上有する化合物としては、帯電防止性、耐水性及び耐擦傷性向上の観点から、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールが好ましく、ジトリメチロールプロパン及びジペンタエリスリトールがより好ましく、ジペンタエリスリトールが更に好ましい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」又は「メタクリル酸」を意味し、他の同様の記載も同様の意味である。
反応性基を5個有する化合物としては、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、及びそのアルキレンオキサイド変性物、ラクトン変性物、(ポリ)エステル変性物等が挙げられる。
反応性基を6個有する化合物としては、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、及びそのアルキレンオキサイド変性物、ラクトン変性物、(ポリ)エステル変性物等が挙げられる。
また、反応性基を4個以上有するウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等を用いることもできる。
ラクトン変性物としては、ジトリメチロールプロパンやジペンタエリスリトール等の多価アルコールと、カプロラクトン(好ましくは、ε−カプロラクトン)等のラクトンとの付加物を(メタ)アクリル酸でエステル化したものが好ましく挙げられる。
また、(ポリ)エステル変性物としては、ジトリメチロールプロパンやジペンタエリスリトール等の多価アルコールとポリエステルとの縮合物を(メタ)アクリル酸でエステル化したものが好ましく挙げられる。この場合(ポリ)エステルは、マレイン酸等の2価の脂肪族ジカルボン酸と、ジエチレングリコール等の2価の脂肪族ジアルコールとの(ポリ)エステルが好ましい。なお、(ポリ)エステルとはモノ又はポリエステルを意味する。
また、これらの観点から非イオン性重合性化合物(A)の反応性基の数は、4〜10個が好ましく、5〜9個がより好ましく、6〜8個が更に好ましい。
本発明における非イオン性重合性化合物(B)(化合物(B)ともいう)とは、活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有するものをいう。
活性エネルギー線の照射により反応し得る反応性基としては、非イオン性重合性化合物(A)における反応性基と同様に、例えば、エチレン性二重結合を有する官能基が挙げられ、具体的にはアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等を挙げることができる。これらの中では、反応性、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、アクリロイル基及びメタクリロイル基が好ましく、アクリロイル基がより好ましい。
この反応性基を1〜3個有する非イオン性重合性化合物(B)としては、例えば、水酸基を1〜3個有する化合物と(メタ)アクリル酸とのエステル化(脱水)反応等により容易に得ることができる。水酸基を1〜3個有する化合物としては、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、トリメチロールプロパン、グリセリン、エチレングリコール、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、脂肪族ジオール、芳香族ジオール及びこれらのアルキレンオキサイド付加物等が好ましい。
前記アルキレンオキサイドとしては、透明性及び耐擦傷性向上の観点からはエチレンオキサイドが好ましく、帯電防止性及び耐水性向上の観点からはプロピレンオキサイドが好ましい。前記アルキレンオキサイドの付加モル数は、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、1〜5が好ましく、2〜4がより好ましく、3が更に好ましい。
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカメチレングリコールジ(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、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等のグリコール化合物と(メタ)アクリル酸とのジエステル、及びこれらのラクトン変性物、(ポリ)エステル変性物;
ポリエチレングリコールジ(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ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリヘキサメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリグリコール化合物と(メタ)アクリル酸とのジエステル、及びこれらのラクトン変性物、(ポリ)エステル変性物;
ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、及びそのアルキレンオキサイド変性物、ラクトン変性物、(ポリ)エステル変性物;
ウレタンジアクリレート;等が挙げられる。
これらの中でも、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、グリコール化合物とアクリル酸とのジエステルが好ましく、その中でも1,6−ヘキサンジオールのジアクリレート、1,10−デカンジオールのジアクリレート及びトリプロピレングリコールのジアクリレートがより好ましく、1,6−ヘキサンジオールのジアクリレート及び1,10−デカンジオールのジアクリレートが更に好ましい。
アルキレンオキサイド変性物、ラクトン変性物、(ポリ)エステル変性物としては、前述のものが好ましく挙げられる。
また、反応性基が3個以下のウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレートも用いることができる。
化合物(B)の溶解度パラメータ(SP値、単位[MPa1/2])は、耐擦傷性向上の観点から、17.0以上が好ましく、17.5以上がより好ましく、18.0以上が更に好ましい。また、帯電防止性向上の観点から、20.0以下が好ましく、19.0以下がより好ましく、18.5以下が更に好ましい。
ここで、化合物(A)及び(B)の溶解度パラメータは、HansenのSP値であり、Hansen, Charles(2007). Hansen Solubility Parameters: A user's handbook, second Edition. Boca Raton, Fla: CRC Press により算出される。
本発明の帯電防止用コーティング組成物は、下記式(I)で表される化合物(化合物(I))及び式(II)で表される化合物(化合物(II))からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオン基含有重合性化合物(C)(化合物(C)ともいう)を含有する。これらの化合物(I)及び化合物(II)は、帯電防止成分であり、コーティング膜の表面固有抵抗値を低下させることができる。
・式(I)で表される化合物(化合物(I))
本発明においては、前記式(I)で表される化合物のmは1〜2が好ましく、nは2〜3が好ましく、m=2、n=2がより好ましい。
R1の具体例は、メチル基、エチル基、各種プロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基(2−エチルヘキシル基を含む)等が挙げられる。なお、「各種」とは、n−、sec−、tert−、iso−を含む各種異性体を意味する。
R3は炭素数2〜5のアルキレン基を示すが、帯電防止性の向上及び工業的入手性の観点から、エチレン基及びプロピレン基が好ましく、プロピレン基がより好ましい。
R4、R5及びR6は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜8の炭化水素基を示すが、帯電防止性の向上及び工業的入手性の観点から、R4、R5及びR6は炭化水素基が好ましい。また、同様の観点から、前記炭化水素基の炭素数は、1〜8が好ましく、1及び2がより好ましく、1が更に好ましい。
R4、R5及びR6の炭素数の合計は、帯電防止性と工業的入手性の観点から2〜12が好ましく、3〜9がより好ましく、3〜6が更に好ましく、3がより更に好ましい。
X-は、無機酸イオンを示し、前述のものが挙げられる。なお、X-の好ましい化合物は、前述のものと同じである。
これらの化合物の中でも、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムの硝酸塩及びクロライド並びにアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム硝酸塩及びクロライドが好ましく、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム硝酸塩がより好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物においては、前記化合物(I)及び化合物(II)以外の、その他の帯電防止成分を含有してもよい。ただし、耐水性及び透明性向上の観点から、前記化合物(I)及び化合物(II)とその他の帯電防止成分との合計100質量部に対する、前記化合物(I)及び化合物(II)の合計量は、50質量部以上が好ましく、70質量部以上がより好ましく、90質量部以上が更に好ましく、98質量部以上がより更に好ましい。なお、その他の帯電防止成分としては、一般的なものを使用することができ、例えば、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン性界面活性剤、テトラアルキルアンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、アルキルアミン等の非イオン界面活性剤、アルキルカルボキシベタイン、アルキルアミンオキサイド等の両性界面活性剤、4級アンモニウム塩基含有高分子、ポリエーテル含有高分子等の高分子型帯電防止剤、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子等が挙げられる。
化合物(I)、及び化合物(II)のX-がハロゲン化物イオンの場合は、例えば対応するアミンとハロゲン化アルキルの四級化反応や、対応するアミンと塩酸のような無機酸との中和反応等により得ることができる。また、化合物(I)及び化合物(II)のX-がハロゲン化物イオン以外で、四級塩である(R1、R4、R5、R6のすべてが炭化水素基である)場合、対応する四級塩ハロゲン化物[化合物(I)及び化合物(II)のX-がハロゲン化物イオンの化合物]と無機アルカリ金属塩との塩交換や、対応する四級塩水酸化物[化合物(I)及び化合物(II)のX-が水酸化物の化合物]と無機酸との中和等により製造することが可能である。
水を含有した原料を使用する場合、合成の際に水を使用する場合、及び生成物に水が含まれる場合には、水を除去して有機溶媒に溶解する、又は有機溶媒を添加した後に水を除去することにより、化合物(I)又は化合物(II)を含む有機溶液を得ることができる。
具体的には、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール(SP値:26.0)、イソプロピルアルコール(SP値:23.5)、メトキシエタノール、エトキシエタノール、メトキシカルビトール、ベンジルアルコール(SP値:24.8)等のアルコール類;アセトン(SP値:20.3)、メチルエチルケトン(SP値:19.0)、メチルイソブチルケトン(SP値:17.2)等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン溶媒;ジエチルエーテル等のエーテル類;トルエン(SP値:18.3)、キシレン等の芳香族類;酢酸n−ブチル(SP値:17.4)、酢酸n−エチル(SP値:18.6)等のエステル類;メチルピロリドン、ジメチルスルフォキシド等が挙げられるが、前記化合物(I)及び化合物(II)の溶解性向上の観点からアルコール類、ケトン類、エステル類等の極性溶媒が好ましく、アルコール類がより好ましく、イソプロピルアルコールが更に好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物は、有機溶媒を含んでいてもよい。この有機溶媒としては、前記化合物(I)及び化合物(II)の製造に用いることができる有機溶媒と同じものが好ましく、溶解度パラメータについても前述と同様に、15.0〜30.0(MPa)1/2が好ましく、20.0〜30.0(MPa)1/2がより好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物における化合物(A)、(B)及び(C)の溶解性を向上させる観点からは、前記有機溶媒は極性溶媒が好ましく、中でも、化合物(I)及び(II)の製造に用いられるアルコール類、ケトン類、エステル類が好ましい。ただし、本発明の帯電防止用コーティング組成物が、溶媒を含有しなくても室温で液状であって前記組成物中の各成分が相互に混ざり合う場合には、取り扱い性の向上及び工程簡略化の観点から、本発明の帯電防止用コーティング組成物は溶媒を含有しないことが好ましい。
なお、前記有機溶媒の含有量には、カチオン基含有重合性化合物(C)の製造に使用した有機溶媒から持ち込まれる有機溶媒も含まれる。
本発明の帯電防止用コーティング組成物は、紫外線や電子線等の活性エネルギー線照射により、ラジカルやカチオンを発生する光重合開始剤を含有することが好ましい。前記光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物、2,3−ジアルキルシオン類化合物類、ジスルフィド化合物、チウラム化合物類、フルオロアミン化合物等が挙げられる。より具体的には1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−メチルー1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、ベンジルメチルケトン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン等が挙げられる。これらの中でも、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンが好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物中の光重合開始剤の含有量は、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、1〜10質量%が好ましく、1〜5質量%がより好ましく、2〜3質量%が更に好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物中の、化合物(A)、(B)及び(C)の合計に対する光重合開始剤の割合は、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、2質量%以上が好ましく、4質量%以上が好ましい。また20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、6質量%以下が更に好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物中の固形分の合計に占める光重合開始剤の割合は、帯電防止性、耐水性、透明性及び耐擦傷性向上の観点から、2質量%以上が好ましく、4質量%以上が好ましい。また20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、6質量%以下が更に好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物において、非イオン性重合性化合物(A)及び(B)とカチオン基含有重合性化合物(C)との合計に占める非イオン性重合性化合物(A)の割合は、透明性、耐擦傷性及び帯電防止性向上の観点から、25〜85質量%であることが好ましく、35〜80質量%がより好ましく、45〜75質量%が更に好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング組成物は、非イオン性重合性化合物(A)及び(B)、カチオン基含有重合性化合物(C)、必要に応じて光重合開始剤、溶媒等を混合し、撹拌すれば製造することができる。各成分の混合順序に制限はないが、前記式(I)と式(II)で表される化合物の溶解性の観点から、本発明の式(I)と式(II)で表される化合物と有機溶媒とを最初に混合し、これと非イオン性重合性化合物(A)及び(B)並びにその他の成分とを混合することが好ましい。溶解性向上及び溶媒の揮発抑制の観点から、混合する際の温度は、0〜50℃が好ましく、5〜40℃がより好ましい。
本発明の帯電防止用コーティング膜は、前記帯電防止用コーティング組成物を、基材にコーティングし、前記コーティング膜に活性エネルギー線を照射する本発明のコーティング膜の製造方法により容易に得ることができる。なお、基材に対してコーティング組成物をコーティングした後、必要に応じて乾燥を行ってもよい。
前記帯電防止用コーティング組成物を塗布する基材としては、例えばガラス類、トリアセテートセルロース(TAC)ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ニトリル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
〔2〕活性エネルギー線硬化性の反応性基が、好ましくはアクリロイル基又はメタクリロイル基である、前記〔1〕に記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔3〕非イオン性重合性化合物(A)と(B)との質量比[(A)/(B)]が、95/5〜30/70であることが好ましく、93/7〜40/60がより好ましく、90/10〜45/55がより好ましく、85/15〜45/55がより好ましく、75/25〜50/50がより更に好ましい、前記〔1〕又は〔2〕に記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔5〕化合物(A)、(B)及び(C)の合計に占める化合物(A)の割合が、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、40質量%以上がより更に好ましく、45質量%以上がより更に好ましく、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましく、55質量%以下がより更に好ましく、50質量%以下がより更に好ましい、前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔7〕化合物(A)、(B)及び(C)の合計に占める化合物(B)の割合は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、35質量%以上がより更に好ましく、40質量%以上がより更に好ましく、75質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましく、55質量%以下がより更に好ましい、前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔9〕化合物(A)、(B)及び(C)の合計に占める化合物(C)の割合が、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、7質量%以上が更に好ましく、10質量%以上がより更に好ましく、20質量%以下が好ましく、19質量%以下がより好ましく、16質量%以下がより好ましく、13質量%以下が更に好ましい、前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔11〕光重合開始剤の含有量が、1〜10質量%であることが好ましく、1〜5質量%がより好ましく、2〜3質量%が更に好ましい、前記〔10〕に記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔13〕非イオン性重合性化合物(B)の反応性基の数が、2個及び3個であることが好ましく、2個がより好ましい、前記〔1〕〜〔12〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔15〕前記水酸基を4個以上有する化合物が、好ましくはジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールからなる群から選ばれる少なくとも1種である、前記〔14〕に記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔17〕化合物(B)の分子量が、190以上が好ましく、200以上がより好ましく、220以上が更に好ましく、260以上がより更に好ましく、900以下が好ましく、500以下がより好ましく、320以下が更に好ましく、240以下がより更に好ましい、前記〔1〕〜〔16〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔19〕非イオン性重合性化合物(A)が有する前記反応性基数が、好ましくは4以上10以下である、前記〔1〕〜〔18〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔21〕カチオン基含有重合性化合物(C)が、好ましくは前記式(I)で表される化合物である、前記〔1〕〜〔20〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔23〕前記式(I)のR1が、好ましくはメチル基またはエチル基である、前記〔1〕〜〔22〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔25〕前記式(II)のR3が、好ましくはエチレン基又はプロピレン基である、前記〔1〕〜〔24〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔27〕活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有する化合物が、好ましくは水酸基を1〜3個有する化合物とアクリル酸とのエステル化反応により得られたものである、前記〔1〕〜〔26〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
〔29〕前記〔1〕〜〔28〕のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物を基材にコーティングした後、活性エネルギー線を照射してコーティング膜を形成するコーティング膜の製造方法。
〔30〕基材がセルロース系樹脂である前記〔29〕に記載のコーティング膜の製造方法。
〔32〕活性エネルギー線硬化性の反応性基を4個以上有する非イオン性重合性化合物(A)と、活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有する非イオン性重合性化合物(B)と、下記式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオン基含有重合性化合物(C)とを含有するコーティング組成物による基材の帯電を防止する方法。
(カチオン基含有重合性化合物(C−I−1))
硝酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製試薬)25.0gとイオン交換水75.0gを200mlビーカーに入れ、ガラス棒にて手で撹拌溶解し、硝酸ナトリウム水溶液(有効成分25質量%)を得た。得られた硝酸ナトリウム水溶液40.0gとジアリルジメチルアンモニウムクロライド(和光純薬工業株式会社製試薬、有効成分65質量%)29.2gをナスフラスコに入れ、ロータリーエバポレーター(東京理科機械(株)製N−1000)にセットし、室温(25℃)、常圧(1013hPa)にて5分間回転撹拌(回転数:SPEED 4)を行った。その後、40℃、300hPaにて空気をサンプルの雰囲気中に導入しながら2時間水分除去を行った後、40℃、1hPaにて更に2時間水分除去を行った。次いで、イソプロピルアルコール(和光純薬工業株式会社製試薬)23gを前記ナスフラスコに添加し、ロータリーエパポレーターを用いて常圧、室温にて30分間回転撹拌を行った。得られた懸濁液を孔径が0.2μmのメンブレンフィルターでろ過して塩を除去することによりカチオン基含有重合性化合物(C−I−1)を50質量%含有するイソプロピルアルコール溶液を得た(イソプロピルアルコール溶液中、固形分50質量%)。なお、固形分は窒素気流下100℃、300hPaで12時間減圧乾燥し求めた。
ジアリルジメチルアンモニウムクロライドをアクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業株式会社製試薬、有効成分75質量%)とし、配合量を32.4gとしたこと以外は、前記(C−I−1)と同様の方法により、カチオン基含有重合性化合物(C−II−1)を50質量%含有するイソプロピルアルコール溶液を得た(イソプロピルアルコール溶液中、固形分50質量%)。
硝酸ナトリウムを用いなかったこと、及びジアリルジメチルアンモニウムクロライドの配合量を50gとしたこと以外は、前記(C−I−1)と同様の方法により、カチオン基含有重合性化合物(C−I−2)を50質量%含有するイソプロピルアルコール溶液を得た。(イソプロピルアルコール溶液中、固形分50質量%)。
硝酸ナトリウム25.0gを5.0gに、イオン交換水75.0gを16.3gに、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドをアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド(アルドリッチ社製試薬、有効成分80質量%)14.2gに、イソプロピルアルコール23gをメタノール(和光純薬工業株式会社製試薬)12.9gに、それぞれ代えたこと以外は、前記(C−I−1)と同様の方法により、カチオン基含有重合性化合物(C−III)を50質量%含有するメタノール溶液を得た(メタノール溶液中、固形分50質量%)。
ジアリルジメチルアンモニウムクロライドをポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(アルドリッチ社製試薬、有効成分35質量%)135.7gに、イソプロピルアルコール23gをイオン交換水とメタノール(和光純薬工業株式会社製試薬)の混合溶媒(イオン交換水/メタノール=1/2(質量比))75gに、それぞれ代えたこと以外は、前記(C−I−1)と同様の方法により、カチオン基含有化合物(C−IV)を27質量%含有する水/メタノール溶液を得た(水/メタノール溶液中、固形分27質量%)。
硝酸ナトリウムをアクリルアミド2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(アルドリッチ社製、有効成分50質量%)30.5gに、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドをエチルメチルイミダゾリウムクロライド(東京化成工業株式会社製試薬)9.7gに、イソプロピルアルコール23gをメタノール(和光純薬工業株式会社製試薬)21gに、それぞれ代えた以外は、前記(C−I−1)と同様の方法により、カチオン基含有重合性化合物(C−V)を50質量%含有するメタノール溶液を得た(メタノール溶液中、固形分50質量%)。
硝酸ナトリウムを用いなかったこと、及びジアリルジメチルアンモニウムクロライドをラウリル硫酸トリエタノールアミン塩(花王社製エマール20T、有効分40質量%) 38.3gに代えたこと以外は、前記(C−I−1)と同様の方法により、カチオン基含有化合物(C−VI)を50質量%含有するイソプロピルアルコール溶液を得た(イソプロピルアルコール溶液中、固形分50質量%)。
表1〜3に示す配合量(質量部)にしたがい、各材料を混合し実施例1〜34及び比較例1〜9の溶液を調製した。なお、溶媒としては、実施例1〜34及び比較例4〜9ではイソプロピルアルコール(IPA)とメチルエチルケトン(MEK)の混合溶液(IPA/MEKの質量比=1/2)を、比較例1及び3ではメタノールを、比較例2ではイオン交換水とメタノールの混合溶媒(イオン交換水/メタノール=1/2(質量比))を、それぞれ使用し、組成物の固形分が50質量%となるように調製した。
表1〜3中の数値(質量部)は、固形分の相対的な質量比である。また、「質量比A」は「A/(A+B+C)×100」、「質量比B」は「B/(A+B+C)×100」、「質量比C1」は「C/(A+B)×100」、「質量比C2」は「C/(A+B+C)×100」をそれぞれ示す。
化合物(A)及び(B)の物性については、表4に示す。
得られた各帯電防止用コーティング組成物を、それぞれセルローストリアセテート(TAC)フィルム(幅10cm×長さ12cm×厚み80μm)に対して、UV照射後のコーティング膜の厚みが4μmとなるように、バーコーター(ギャップ:9〜13μm)を用いてフィルムのほぼ一面に塗布し、温風乾燥機(ESPEC社製「PH−202」)にて70℃で1分間乾燥させた。乾燥後のフィルムを、UV照射装置(フュージョンUVシステムズジャパン(株)製「LH10−10」)にて、窒素気流下(イナートボックス使用)、UV照射(200mJ/cm2)し、コーティング膜(厚み4μm)を得た。なお、塗工厚は塗工面の幅の中央線上の上部、中央、下部の3点を測定し、その平均値を用いた。
実施例、及び比較例の各コーティング膜に対して、温度23℃、相対湿度40%に調整した室内で、A−4329型ハイレジスタンスメータ(横河YHP製)により、膜の中央部の表面固有抵抗値(Ω)を測定した。なお、表面固有抵抗値は、数値が小さいほど帯電防止性に優れることを示す。結果を、底を10とした対数(log値)として表1〜3に示す。
実施例及び比較例の各コーティング膜について、水洗、乾燥を行った後、前記帯電防止性の評価と同様の方法で、表面固有抵抗値(Ω)を測定した。水洗は、水道水を内径14mmの蛇口から流速10L/minの流量で流し、蛇口の直下10cmにコーティング膜を水道水が垂直に当たるように設置し、コーティング面に対して水が均一にかかるように動かしながら30秒間行った。その後、日本製紙クレシア(株)製ハイパードライペーパータオルにてコーティング面の水分を除去し、温度23℃、相対湿度40%にて送風し、水滴がなくなるまで乾燥した。なお、表面固有抵抗値は、数値が小さいほど耐水性に優れることを示す。結果を、底を10とした対数(log値)として表1〜3に示す。
実施例及び比較例のコーティング膜について、JIS K 7105 プラスチックの光学的特性試験法(5.5及び6.4)に従い、ムラカミカラーリサーチラボラトリー製ヘイズメーターHM−150にてヘイズ値(%)を求めた。具体的には、積分球式光線透過率測定装置を用いて、拡散透過率及び全光線透過率を測定し、その比によって表した。なお、ヘイズ値は、数値が小さい方ほど透明性が高いことを示す。結果を表1〜3に示す。
テスター(株)製「AB301」を用い、コーティング面に対し、スチールウール#0000(4cm×4cm)にて、60g/cm2、30往復毎分で20往復の条件で擦傷試験を行った。その後、コーティング面のスチールウールを往復させた範囲の中央部分に対し、前述した透明性の評価と同様の方法でヘイズ値(%)を測定し、擦傷試験前後のヘイズ値差(%)を下記式より求めた。結果を表1〜3に示す。ヘイズ値差が小さいほど、耐擦傷性が優れることを示す。
ヘイズ値差(%)=擦傷試験後のヘイズ値(%)−擦傷試験前のヘイズ値(%)
A−1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(日本化薬(株)製「KAYARAD DPHA」)
A−2:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートモノ脂肪酸エステル
(日本化薬(株)製[KAYARAD D−310])
A−3:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートカプロラクトン変性物
(ジペンタエリスリトール(1モル)とカプロラクトン(2モル)を反応さ
せた化合物のアクリル酸(6モル)エステル)
(日本化薬(株)製[KAYARAD DPCA20])
A−4:ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート
(日本化薬(株)製[KAYARAD T−1420(T)])
B−1:トリメチロールプロパントリアクリレート
(日本化薬(株)製[KAYARAD TMTPA])
B−2:トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性物トリアクリレート
(トリメチロールプロパンのエチレンオキサイド3モル付加物のトリアクリ
レート)
(日本化薬(株)製[KAYARAD THE−330])
B−3:トリメチロールプロパンプロピレンンオキサイド変性物トリアクリレート
(トリメチロールプロパンのプロピレンオキサイド3モル付加物のトリアク
リレート)
(日本化薬(株)製[KAYARAD TPA−330])
B−4:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート
(大阪有機化学工業(株)製[ビスコート #230])
B−5:1,10−デカンジオールジアクリレート
(新中村化学工業(株)製[NKエステル A−DOD−N])
B−6:トリプロピレングリコールジアクリレート
(新中村化学工業(株)製[NKエステル APG−200])
B−7:ウレタンジアクリレート
(ダイセルサイテック(株)製[EBECRYL8402])
B−8:テトラエチレングリコールジアクリレート
(大阪有機化学工業(株)製[ビスコート #335HP])
B−9:1,4−ブタンジオールジアクリレート
(大阪有機化学工業(株)製[ビスコート #195])
B−10:ポリプロピレングリコール(平均7量体)のジアクリレート
(新中村化学工業(株)製[NKエステル APG−400])
B−11:ポリプロピレングリコール(平均12量体)のジアクリレート
(新中村化学工業(株)製[NKエステル APG−700])
(和光純薬工業(株)製)
Claims (20)
- 活性エネルギー線硬化性の反応性基を4個以上有する非イオン性重合性化合物(A)と、活性エネルギー線硬化性の反応性基を1〜3個有する非イオン性重合性化合物(B)と、下記式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオン基含有重合性化合物(C)とを含有し、前記化合物(A)、(B)及び(C)の合計に占める化合物(C)の割合が、1質量%以上20質量%以下である、帯電防止用コーティング組成物。
- 活性エネルギー線硬化性の反応性基が、アクリロイル基又はメタクリロイル基である請求項1に記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(A)及び(B)とカチオン基含有重合性化合物(C)との合計に占めるカチオン基含有重合性化合物(C)の割合が、5質量%以上20質量%以下である、請求項1又は2に記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(A)及び(B)の合計に占める非イオン性重合性化合物(A)の割合が、20質量%以上95質量%以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(A)及び(B)とカチオン基含有重合性化合物(C)との合計に占める非イオン性重合性化合物(A)の割合が、15質量%以上85質量%以下である請求項1〜4のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(A)及び(B)とカチオン基含有重合性化合物(C)との合計に占める非イオン性重合性化合物(B)の割合が、5質量%以上75質量%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(A)と(B)とのSP値の差の絶対値が、0.1以上2.0以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(B)の分子量が、190以上900以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 前記式(I)及び(II)のX-が、硝酸イオン及び塩化物イオンからなる群より選ばれる1種以上のイオンである、請求項1〜8のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(A)が有する前記反応性基数が、4以上10以下である、請求項1〜9のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 非イオン性重合性化合物(B)が有する前記反応性基数が、2又は3である、請求項1〜10のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- カチオン基含有重合性化合物(C)が、前記式(I)で表される化合物である、請求項1〜11のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 前記式(I)のmが2である、請求項1〜12のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 前記式(I)のR1がメチル基またはエチル基である、請求項1〜13のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 前記式(II)のR4、R5、R6がメチル基である、請求項1〜11のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 前記式(II)のR3がエチレン基又はプロピレン基である、請求項1〜11又は15のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 前記式(II)のR2が水素原子である、請求項1〜11、15又は16のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 更に、光重合開始剤を含有する請求項1〜17のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物。
- 請求項1〜18のいずれかに記載の帯電防止用コーティング組成物を基材にコーティングした後、活性エネルギー線を照射してコーティング膜を形成するコーティング膜の製造方法。
- 請求項19に記載の製造方法により得られる帯電防止用コーティング膜。
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