JP2013116927A - 活性エネルギー線硬化性コーティング組成物及びコーティング剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】N−置換(メタ)アクリルアミドにカーボン系フィラーを分散させ、さらに必要に応じて多官能重合性化合物や熱可塑性樹脂を配合させることにより無溶剤系活性エネルギー線硬化型コーティング組成物を得る。該コーティング組成物をベースにした活性エネルギー線硬化型コーティング剤を調製し、基材表面に塗布、硬化させることによりコーティング膜を得ることができる。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、このような活性エネルギー線硬化型コーティング組成物を含有する活性エネルギー線硬化型コーティング剤及びそれから形成されるコーティング膜を提供することを課題とする。
(1)カーボン系フィラーとN−置換(メタ)アクリルアミドからなることを特徴とする活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(2)前記カーボン系フィラーが、カーボンブラック系、グラファイト系、炭素繊維系、カーボンナノチューブ系、グラフェン系の導電性フィラーである前記(1)記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(3)前記N−置換(メタ)アクリルアミドが、1気圧下、融点100℃以下であり、活性エネルギー線重合性(メタ)アクリルアミド系のモノマー及び/又はオリゴマーである前記(1)または(2)に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(4)前記N−置換(メタ)アクリルアミドが、(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ビスヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上のモノマー、又はこれらのモノマーを構成モノマーとして含むオリゴマーである前記(1)〜(3)いずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(5)活性エネルギー線硬化型コーティング組成物中の前記カーボン系フィラーの配合量が0.01〜40重量%である、前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(6)前記(1)〜(5)のいずれか一つに記載のコーティング組成物であって、さらに多官能(メタ)アクリレート及び/又は多官能(メタ)アクリルアミドを含有する活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(7)前記(1)〜(6)のいずれか一つに記載のコーティング組成物であって、さらにポリアクリル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリウレタン系、ポリビニル系のうちの少なくとも一つの熱可塑性樹脂を含有する活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、
(8)カーボン系フィラーとN−置換(メタ)アクリルアミドを構成成分として合計1重量%以上含有した活性エネルギー線硬化型コーティング剤、
(9)前記(8)記載の活性エネルギー線硬化型コーティング剤を基材の少なくとも一つの面上に塗布し、活性エネルギー線を照射して形成したコーティング膜、フィルム、シート又はテープ
を提供するものである。
本発明の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物は、N−置換(メタ)アクリルアミドとこれに均一且つ安定的に分散するカーボン系フィラーを含有する。
特開2011−074216号公報、
特開2011−140448号公報、
特開2011−140455号公報、
特開2011−153109号公報、
D−310、D−330、DPHA、DPHA−2C(以上、日本化薬製)、ニカラックMX−302(三和ケミカル社製)等が挙げられる。
(1)N−置換アクリルアミド
アクリロイルモルホリン:興人製「ACMO」
N,N−ジメチルアクリルアミド:興人製「DMAA」
N,N−ジエチルアクリルアミド:DEAA
N−イソプロピルアクリルアミド:興人製「NIPAM」
N−ヒドロキシエチルアクリルアミド:興人製「HEAA」
(2)カーボン系導電性フィラー
CB:カーボンブラック(東海カーボン社製のトーカブラック#5500)
VGCF−H:炭素繊維(昭和電工社製の気相法炭素繊維)
MWCNT:カーボンナノチューブ(韓国CNT社製)
(3)多官能モノマー
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
PETA:ペンタエリスリトールトリアクリレート
B−577:ウレタンアクリレート(荒川工業社製ビームセット577)
(4)熱可塑性樹脂:
PDMAA:N,N−ジメチルアクリルアミドのホモポリマー(重量平均分子量1.8万)
PC:ポリカーボネート(帝人社製、AD5503)(重量平均分子量3.2万)
(5)分散促進剤
TMBO:テトラメチレンビスオキサゾリン
PVOZO:2−ビニル−2−オキサゾリンのホモポリマー(重量平均分子量2.7万)
D−SCN:アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムチオシアナート
(6)有機溶剤
NMP:N−メチルピロリドン
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
DMAc:ジメチルアセトアミド
分散性:分散調製直後のコーティング組成物又はコーティング剤の状態を目視に
よって観察し、4段階で評価した。
◎:凝集粒子が観察されず、透明で均一な組成物
○:凝集粒子が殆ど観察されず、ほぼ透明で均一な組成物
△:凝集粒子が少々観察され、層分離せず、ほぼ均一な組成物
×:凝集粒子が多量観察され、ほぼ層分離した組成物
分散安定性(貯蔵安定性):調製後のコーティング組成物又はコーティング剤を用い、23℃で30日間静置し、その後の状態を目視によって観察し、4段階で評価した。
◎:凝集粒子が観察されず、透明で均一な組成物
○:凝集粒子が殆ど観察されず、ほぼ透明で均一な組成物
△:凝集粒子が少々観察され、沈降せず、ほぼ均一な組成物
×:凝集粒子が多量観察され、沈降した組成物
(3)塗膜形成性:コーティング組成物又はコーティング剤を基材上に塗布し、塗膜の付着状態を目視によって観察し、4段階で評価した。
◎:優れている(塗布直後も、5分静置後も、全く弾かなかった。);
○:良い(塗布直後は全く弾かなかったが、5分静置後は少々の弾きが見られた。);
△:やや悪い(塗布直後は少々の弾きが見られた。);
×:悪い(塗布直後は多くの弾きが見られ、均一な塗膜が得られなかった。)
塗膜硬化性:形成直後の塗膜を用い、1秒当たりに紫外線エネルギーは10mJ/cm2を照射し、塗膜の表面がベタつかなくなるまでに必要な照射時間を硬化時間として測定し、塗膜の硬化性を4段階で評価した。
◎:優れている(硬化時間は30秒以内。)
○:良い(硬化時間は30秒以上、2分以内)
△:やや悪い(硬化時間は2分以上、5分以内。)
×:悪い(硬化時間は5分以上。)
塗膜平滑性:作製した硬化膜の表面を目視で観察し、平滑性において、4段階で評価した。
◎:優れている(透明で表面が平滑、つやあり)
○:良い(僅かな曇りで表面が平滑、半つや)
△:やや悪い(僅かな曇りや凹凸があり、つや消し)
×:悪い(極度な曇りや凹凸があり、つや消し)
塗膜透明性:JIS K 7105に基づき、ヘイズメーター(NDH−2000:日本電色工業社製)を用い、PETフィルムと硬化膜の全光線透過率を測定した後、PETフィルムの透過率を差し引き、塗膜自体の透過率を算出した。
導電性・帯電防止性:型板 (縦110×横110mm) を用い、カッターナイフで塗膜を裁断し、温度25℃、相対湿度60%に調整した恒温恒室機に入れ、24時間静置し、表面抵抗率測定用試料を得た。JIS
K 6911 に基づき、デジタルエレクトロメーター(R8252型:エーディーシー社製)を用いて測定を行った。
(8)塗膜硬度:JIS
K 5400 に基づき、鉛筆硬度試験を行った。
(9)耐擦傷性:スチールウールを#0000のスチールウールを用いて、200g/cm2の荷重をかけながら塗膜の上で10往復させ、傷の発生の有無を評価した。
◎:膜の剥離や傷の発生がほとんど認められない;
○:膜に僅かな細い傷が認められる;
△:膜全面に筋状の傷が認められる;
×:膜の剥離が生じる。
(10)耐久性:塗膜を40℃、90%RHの恒温槽内にて3日間保管し、膜の外観の変化を目視で評価した。
◎:外観に変化がない;
○:白化などの外観変化が僅かに認められるが問題のないレベル;
△:白化などの外観変化が僅かに認められる;
×:白化などの外観変化が著しく認められる;
N−置換アクリルアミド、カーボン系導電性フィラーと分散促進剤を表1に示す割合で混合し、攪拌機付超音波分散装置(日本精機製作所社製USDS−2)を用いて、20〜80℃で30分処理し、カーボン系導電性フィラーの分散液を作製した。さらに、この分散液に多官能モノマー、熱可塑性樹脂、必要に応じて有機溶剤を表1に示す割合で添加し、20〜80℃で超音波分散装置により30〜120分混合し、活性エネルギー線硬化型コーティング組成物を得た。これらのコーティング組成物の分散性、分散安定性を前記方法で評価した後、10重量部を計量し、光開始剤としてDarocure1173(BASF
旧チバ・スペシャルティーケミカルズ社製)3重量部を加え、混合溶解して、試験用コーティング組成物を作製した。
Claims (9)
- カーボン系フィラーとN−置換(メタ)アクリルアミドからなることを特徴とする活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記カーボン系フィラーが、カーボンブラック系、グラファイト系、炭素繊維系、カーボンナノチューブ系、グラフェン系の導電性フィラーである請求項1記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記N−置換(メタ)アクリルアミドが、1気圧下、融点100℃以下であり、活性エネルギー線重合性(メタ)アクリルアミド系のモノマー及び/又はオリゴマーである請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記N−置換(メタ)アクリルアミドが、(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ビスヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドから選ばれる1種以上のモノマー、又はこれらのモノマーを構成モノマーとして含むオリゴマーである請求項1〜3いずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 活性エネルギー線硬化型コーティング組成物中の前記カーボン系フィラーの配合量が0.01〜40重量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のコーティング組成物であって、さらに多官能(メタ)アクリレート及び/又は多官能(メタ)アクリルアミドを含有する活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のコーティング組成物であって、さらにポリアクリル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリウレタン系、ポリビニル系のうちの少なくとも一つの熱可塑性樹脂を含有する活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- カーボン系フィラーとN−置換(メタ)アクリルアミドを構成成分として合計1重量%以上含有した活性エネルギー線硬化型コーティング剤。
- 請求項8記載の活性エネルギー線硬化型コーティング剤を基材の少なくとも一つの面上に塗布し、活性エネルギー線を照射して形成したコーティング膜、フィルム、シート又はテープ。
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