JP2002121208A - 活性エネルギー線硬化性材料および帯電防止性トップコート剤 - Google Patents
活性エネルギー線硬化性材料および帯電防止性トップコート剤Info
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Abstract
LED等の精密部材の搬送容器などの用途において要求
される高度な帯電防止性(108〜109 Ω/□)を有
する活性エネルギー線硬化性材料を提供する。 【解決手段】1個のカルボキシル基と1個以上のアクリ
ロイル基とを有する(メタ)アクリレート(A)及び
N,N−ジアルキルアミノ基(但しアルキル基は相互に
異なっていてもよい)と4級アンモニウム塩基とを有す
る重合体(B)を特定の割合で含有する。
Description
硬化性材料および帯電防止性トップコート剤に関する。
ネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート、塩化ビニル
樹脂、ABS樹脂、酢酸セルロース等は、その軽量性、
易加工性、耐衝撃性などが優れているため、容器、イン
ストルメントパネル、包装材、ハウジング等の種々の用
途に使用されている。
いため傷がつき易く、ポリカーボネートの様な透明な樹
脂の場合は、その樹脂が持つ本来の透明性あるいは外観
が著しく損なわれるという欠点がある。このため、プラ
スチック製品の表面に活性エネルギー線硬化性材料から
成るコート層が設けられる。
化材料は表面固有抵抗値が高く静電気が発生し易いとい
う大きな欠点を有している。すなわち、静電気の発生は
埃の製品への付着を促進し、製品の美観、透明性を損な
う原因となっている。従って、帯電防止性の活性エネル
ギー線硬化材料が求められている。
した活性エネルギー線硬化性材料としては、例えば、四
級アンモニウム塩を有する共重合体と多官能(メタ)ア
クリル酸エステルを含有する被覆組成物(特開平6−7
3305号公報、特開平6−180859号公報)が既
に提案されている。
様な被覆組成物の帯電防止性(表面固有抵抗)は、10
10〜1012Ω/□のレベルであり、自動車のインストル
メントパネルや包装材の用途では十分であるが、コンピ
ュータや通信機器のハウジング、IC、LED等の精密
部材の搬送容器などの用途において要求される108〜
109 Ω/□のレベルを満足し得るものではない。本発
明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、その目的
は、高度な帯電防止性を有する活性エネルギー線硬化性
材料および帯電防止性トップコート剤を提供することに
ある。
の要旨は、1個のカルボキシル基と1個以上のアクリロ
イル基とを有する(メタ)アクリレート(A)及びN,
N−ジアルキルアミノ基(但しアルキル基は相互に異な
っていてもよい)と4級アンモニウム塩基とを有する重
合体(B)を含有し、(メタ)アクリレート(A)中の
カルボキシル基と重合体(B)中のN,N−ジアルキル
アミノ基の当量比が1/10〜10/1の範囲であるこ
とを特徴とする活性エネルギー線硬化性材料に存する。
性エネルギー線硬化性材料から成る帯電防止性トップコ
ート剤に存する。
本発明の活性エネルギー線硬化性材料は、活性エネルギ
ー線硬化性(重合性)の単量体としての、1個のカルボ
キシル基と1個以上のアクリロイル基とを有する(メ
タ)アクリレート(A)と、帯電防止性付与剤として
の、N,N−ジアルキルアミノ基(但しアルキル基は相
互に異なっていてもよい)と4級アンモニウム塩基とを
有する重合体(B)とを含有し、更に、必要に応じ、カ
ルボキシル基を有さず且つ2個以上のアクリロイル基を
有する(メタ)アクリレート(C)を含有する。なお、
本明細書において、「(メタ)アクリル」の表記は、
「アクリル」及び「メタクリル」を総称したものであ
る。また、これに類似する表記(例えば(メタ)アクリ
レート)も同様である。
料の基本となる成分、すなわち、1個のカルボキシル基
と1個以上のアクリロイル基とを有する(メタ)アクリ
レート(A)について説明する。斯かる(メタ)アクリ
レート(A)としては、例えば、(メタ)アクリル酸の
他、水酸基含有多官能アクリレートと酸無水物との反応
物が挙げられ、その具体例としては、例えば、(メタ)
アクリル酸、ペンタエリスリトールトリアクリレートコ
ハク酸モノエステル、ジペンタエリスリトールペンタア
クリレートコハク酸モノエステル、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレートマレイン酸モノエステル、ジペンタ
エリスリトールペンタアクリレートマレイン酸モノエス
テル、ペンタエリスリトールトリアクリレートフタル酸
モノエステル、ジペンタエリスリトールペンタアクリレ
ートフタル酸モノエステル、ペンタエリスリトールトリ
アクリレートテトラヒドロフタル酸モノエステル、ジペ
ンタエリスリトールペンタアクリレートテトラヒドロフ
タル酸モノエステル等が挙げられる。これらの中では、
ペンタエリスリトールトリアクリレートコハク酸モノエ
ステルが好適に使用される。
分、すなわち、N,N−ジアルキルアミノ基(但しアル
キル基は相互に異なっていてもよい)と4級アンモニウ
ム塩基とを有する重合体(B)について説明する。斯か
る重合体(B)は、N,N−ジアルキルアミノ基含有単
量体とその4級アンモニウム塩との共重合によって得る
ことが出来る。N,N−ジアルキルアミノ基含有単量体
としては、例えばアミノアルコールの(メタ)アクリル
酸エステル、具体的には、N,N−ジメチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロ
ピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプ
ロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノ
ブチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノ
ブチル(メタ)アクリレート、N,N−ジヒドロキシエ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、
特にN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
トが好適に使用される。そして、4級アンモニウム塩
は、上記のアミノアルコールの(メタ)アクリル酸エス
テルの4級化反応によって得られる。
ステルとその4級アンモニウム塩との共重合は、酢酸エ
チル、メチルエチルケトン、メチルエチルケトンとイソ
プロピルアルコールとの混合液などの溶媒の存在下にア
ゾビスイソブチロニトリル等のラジカル重合開始剤を使
用する公知の重合方法に従って行うことが出来る。本発
明においては、上記の共重合の際にオルガノポリシロキ
サン単位を有する重合性単量体およびその他の重合性単
量体を他の共重合成分として使用することが出来る。
る重合性単量体としては、1分子中に1個以上のラジカ
ル重合性基または1分子中に2個以上のメルカプト基を
有するオルガノポリシロキサン化合物が挙げられる。ラ
ジカル重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイ
ル基、スチリル基などが挙げられるが、特に(メタ)ア
クリロイル基が好ましい。また、オルガノポリシロキサ
ン単位は次の一般式で表されるものが好ましい。
一でも異なっていてもよい、メチル基またはフェニル基
を表し、nは5以上の整数、好ましくは5〜300の整
数を表す。上記の様なオルガノポリシロキサン単位を有
する重合性単量体は、シリコーンにより、レベリング
性、滑り性、剥離性を向上する効果を有する。
チル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレー
ト、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)ア
クリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレー
ト、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メ
タ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート等
のアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等
のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル
(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリ
レート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロ
ペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル
オキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル
(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)ア
クリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、シ
アノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等
の各種(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレ
ン等が挙げられる。
アルキルアミノ基含有単量体の割合は、通常5〜50重
量%、好ましくは10〜40重量%である。N,N−ジ
アルキルアミノ基含有単量体の割合が5重量%未満の場
合は塗膜の透明性が低下し、50重量%を超える場合は
帯電防止性が劣る傾向がある。また、重合体(B)中の
4級アンモニウム塩基含有単量体の割合は、通常10〜
90重量%、好ましくは20〜70重量%である。4級
アンモニウム塩基含有単量体の割合が10重量%未満の
場合は帯電防止性が不足し、90重量%を超える場合は
塗膜の透明性が劣る傾向がある。重合体(B)中におけ
る前記のオルガノポリシロキサン単位を有する重合性単
量体の割合は、通常0.1〜40重量%、好ましくは
0.3〜30重量%である。オルガノポリシロキサン単
位を有する重合性単量体の割合が0.1重量%未満の場
合は滑り性が不十分となる傾向がある。重合体(B)中
における前記のその他の重合性単量体(の割合は、通常
5〜60重量%、好ましくは10〜50重量%である。
そして、重合体(B)の数平均分子量は、通常400〜
60,000、好ましくは1,000〜30,000と
される。
基を有さず且つ2個以上のアクリロイル基を有する(メ
タ)アクリレート(C)について説明する。斯かる(メ
タ)アクリレート(C)としては、例えば、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート、トリス(アクリロキシ
エチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペ
ンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。これら
の中では、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
が好適に使用される。
前記の(メタ)アクリレート(A)と前記の重合体
(B)とを必須成分として含有する。この(メタ)アク
リレート(A)と重合体(B)の使用割合は、(メタ)
アクリレート(A)中のカルボキシル基と重合体(B)
中のN,N−ジアルキルアミノ基の当量比で、1/10
〜10/1の範囲、好ましくは1/3〜3/1の範囲、
更に好ましくは1/1である。活性エネルギー線照射後
の硬化塗膜は、(メタ)アクリレート(A)の有するカ
ルボキシル基と重合体(B)の有するN,N−ジアルキ
ルアミノ基とによる相互作用(造塩作用)により、重合
体(B)を架橋構造中に取り込み、優れた耐溶剤性、透
明性および硬度を発揮する。
前記の(メタ)アクリレート(C)、すなわち、カルボ
キシル基を有さず且つ2個以上のアクリロイル基を有す
るアクリレートとを任意成分として含有する。(メタ)
アクリレート(C)は、その多官能性により、硬化塗膜
の架橋密度を高め且つ硬度を増加させる効果を有する。
(メタ)アクリレート(A)100重量部に対する(メ
タ)アクリレート(C)の割合は、通常20〜3000
重量部、好ましくは40〜2500重量部である。(メ
タ)アクリレート(C)が配合された場合にも、(メ
タ)アクリレート(A)と重合体(B)の使用割合を上
記の範囲に保つことにより、相溶性が維持されて硬化塗
膜の透明性が向上する。
料は光重合開始剤および溶剤を含有する。
ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−
フェニルアセトン、p−ジメチルアミノアセトフェノ
ン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、p,p′−
ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、
ベンゾインメチルエーテル、ベンジルジメチルケター
ル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベ
ンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、メチ
ルベンゾイルホルメート、2,2−ジエトキシアセトフ
ェノン、4−N,N′−ジメチルアセトフェノン類、2
−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モル
フォリノ−1−プロパノン、2−4−ジエチルチオキサ
ントン、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−
[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン等が
挙げられる。光重合開始剤の使用量は、前記の(メタ)
アクリレート(A)及び(C)の合計量に対し、通常
0.1〜10重量%とされる。
化水素系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、イソブタノール等のアルコール系溶剤、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、メチルエチルケト
ン等のケトン系溶剤、プロピレングリコールモノメチル
エーテル、エチルセロソルブ等のグリコールエーテル系
溶媒などが挙げられる。溶剤の使用量は、本発明の活性
エネルギー線硬化性材料を構成する全固形分に対し、通
常30〜80重量%とされる。この様にして調製される
溶剤を含む本発明の活性エネルギー線硬化性材料の25
℃で測定した粘度は、2〜200mPa・sであること
が塗布の作業性などの点で好ましい。なお、粘度の測定
は、B型粘度計(トキメック社製)を使用して行うこと
が出来る。
プラスチックフイルムやシートの他、金属、ガラス等の
基材の表面に塗布して使用される。そして、塗布後に乾
燥し、得られた乾燥塗膜を活性エネルギー線の照射によ
って硬化塗膜に変換する。
プレー塗布、浸漬塗布、ロールコーター塗布、フローコ
ーター塗布、スピンコーター塗布などが適宜採用され
る。塗布厚さは、塗膜物性の観点から、溶媒除去後の乾
燥塗膜の厚さとして、通常0.1〜15μm、好ましく
は3〜15μmとされる。そして、乾燥塗膜に適用され
る活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、放射線
などが挙げられるが、実用的には紫外線が適用される。
紫外線光源としては、キセノンランプ、低圧水銀灯、高
圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、
タングステンランプ等が使用される。放射線量は、通常
50〜2,000mJ/cm2、好ましくは100〜
1,000mJ/cm2とされる。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、以下の諸例にお
いて「部」とあるのは「重量部」を意味する。
に、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート20
部(全単量体を100部とした場合は17部となり、以
下、斯かる表示の単位を「phm」と記す)、N,N−
ジメチルアミノエチルメタクリレート4級化物(共栄社
化学社製「ライトエステルDQ-100」)66部、2
−エチルヘキシルメタクリレート30部、アゾビスイソ
ブチロニトリル1部、イソプロピルアルコール200部
およびメチルエチルケトン100部を仕込み、攪拌開始
後に系内を窒素置換し、80℃に昇温し、8時間反応し
て共重合体(B1)の溶液を得た。この共重合体の単位
重量当たりのアミノ基の当量数は1/912(計算値)
である。
チルメタクリレート10部(8phm)、N,N−ジメ
チルアミノエチルメタクリレート4級化物(共栄社化学
社製「ライトエステルDQ-100」)79部、n−ブ
チルメタクリレート30部、イソプロピルアルコール2
00部およびメチルエチルケトン100部を仕込み、攪
拌開始後に系内を窒素置換した。その後、60℃に昇温
し、昇温終了時に2,2’−アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)1部を添加し、更に、60℃で8時
間反応して共重合体(B2)の溶液を得た。この共重合
体の単位重量当たりのアミノ基の当量数は1/1871
(計算値)である。
チルメタクリレート20部(17phm)、N,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート4級化物(共栄社化
学社製「ライトエステルDQ-100」)66部、ラウ
リルメタクリレート30部、イソプロピルアルコール2
00部およびメチルエチルケトン100部を仕込み、攪
拌開始後に系内を窒素置換した。その後、60℃に昇温
し、昇温終了時に2,2’−アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)1部を添加し、更に、60℃で8時
間反応して共重合体(B3)の溶液を得た。この共重合
体の単位重量当たりのアミノ基の当量数は1/912
(計算値)である。
チルメタクリレート20部(17phm)、N,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート4級化物(共栄社化
学社製「ライトエステルDQ-100」)66部、2−
エチルヘキシルメタクリレート20部、オルガノポリシ
ロキサン化合物(チッソ社製「サイラプレーンFM07
25」)10部、アゾビスイソブチロニトリル1部、イ
ソプロピルアルコール200部およびメチルエチルケト
ン100部を仕込み、攪拌開始後に系内を窒素置換し、
80℃に昇温し、8時間反応して共重合体(B4)の溶
液を得た。この共重合体の単位重量当たりのアミノ基の
当量数は1/912(計算値)である。
チルメタクリレート4級化物(共栄社化学社製「ライト
エステルDQ-100」)93部、2−エチルヘキシル
メタクリレート30部、イソプロピルアルコール200
部およびメチルエチルケトン100部を仕込み、攪拌開
始後に系内を窒素置換した。その後、60℃に昇温し、
昇温終了時に2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバ
レロニトリル)1部を添加し、更に、60℃で8時間反
応して共重合体(B5)の溶液を得た。この共重合体
は、4級アンモニウム塩基を有するがN,N−ジアルキ
ルミノ基を有していない。
チルメタクリレート70部、2エチルヘキシルメタクリ
レート30部、イソプロピルアルコール200部および
メチルエチルケトン100部を仕込み、攪拌開始後に系
内を窒素置換した。その後、60℃に昇温し、昇温終了
時に2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニト
リル)1部を添加し、更に、60℃で8時間反応して共
重合体(B6)の溶液を得た。この共重合体は、N,N
−ジアルキルアミノ基を有するが4級アンモニウム塩基
を有していない。この共重合体の単位重量当たりのアミ
ノ基の当量数は1/225(計算値)である。
の溶液、以下の表1に示す、(メタ)アクリレート
(A)、(メタ)アクリレート(C)、光重合開始剤を
固形分換算で表2に示す割合で配合し、光重合開始剤を
除いた固形分が30重量%になる様にイソプロピルアル
コールで希釈し、本発明および比較対照用の活性エネル
ギ−線硬化性材料を調製した。
ートコハク酸モノエステル(東亜合成社製「アロニック
ス TO−756」) (上記の化合物の単位重量当たりのカルボキシル基の当
量数は1/468(計算値)である。) <(メタ)アクリレート(C)> 「DPHA」 :ジペンタエリスリトールヘキサア
クリレート(東亜合成社製「アロニックス M40
0」) 「PETA」 :ペンタエリスリトールトリアクリ
レート(大阪有機化学工業社製「ビスコート 30
0」) <光重合開始剤>1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「I
rgacure184」)
リエチレンテレフタレートフイルム(三菱化学ポリエス
テルフイルム社製「T600」)に上記各活性エネルギ
ー線硬化性材料を乾燥後の塗膜が5μmとなる様に塗布
し、80℃で2分間加熱乾燥した。次いで、出力120
W/cmの高圧水銀灯を使用し、光源下15cmの位置
から、上記の各塗膜に600mJ/cm2の紫外線を照
射した。そして、以下の(1)及び(2)の測定を行
い、結果を表2に示した。
ってヘイズメーターで測定する。
60%の恒温室に24時間放置した後、表面抵抗計(タ
ケダリケン製「TR−8601」)を使用し、印加電圧
100V、1分値で測定する。
の透明性および帯電防止性に優れる活性エネルギー線硬
化性材料およびトップコート剤が提供される。
Claims (6)
- 【請求項1】 1個のカルボキシル基と1個以上のアク
リロイル基とを有する(メタ)アクリレート(A)及び
N,N−ジアルキルアミノ基(但しアルキル基は相互に
異なっていてもよい)と4級アンモニウム塩基とを有す
る重合体(B)を含有し、(メタ)アクリレート(A)
中のカルボキシル基と重合体(B)中のN,N−ジアル
キルアミノ基の当量比が1/10〜10/1の範囲であ
ることを特徴とする活性エネルギー線硬化性材料。 - 【請求項2】 重合体(B)中のN,N−ジアルキルア
ミノ基含有単量体の含有量が5〜50重量%である請求
項1に記載の活性エネルギー線硬化性材料。 - 【請求項3】 重合体(B)がオルガノポリシロキサン
単位を有する請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性
材料。 - 【請求項4】 カルボキシル基を有さず且つ2個以上の
アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート(C)を
含有する請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化
性材料。 - 【請求項5】 (メタ)アクリレート(A)100重量
部に対する(メタ)アクリレート(C)の割合が20〜
3000重量部である請求項4に記載の活性エネルギー
線硬化性材料。 - 【請求項6】 請求項1〜5の何れかに記載の活性エネ
ルギー線硬化性材料から成る帯電防止性トップコート
剤。
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