JP4633686B2 - 坑菌及び帯電防止複合機能性ハードコーティング組成物、そのコーティング方法及びそれを用いたハードコーティング透明シート - Google Patents
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Description
まず、特許文献1には、メタアクリロイル基を3つ以上持つ多官能モノマーと、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリオキシエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレートなどの1官能または2官能のアクリルモノマーを含むハードコーティング組成物が開示されている。
マーまたはオリゴマー12に金属酸化物13を分散させた形態となっている。このハードコーティングは、自由電子電荷移動のために帯電防止機能の持続性が概して優れている。
要するに、従来技術によるハードコーティング組成物及びこれを用いたハードコーティング透明シートは、最近のディスプレイ装置または携帯電話などの急激な発達に伴って要求される高い機能性及び諸般特性を充足させられなかった。そこで、優れた汚染防止機能及び帯電防止特性の他、より向上した表面抵抗、透明度、硬度及び耐スクラッチ性などの諸般特性を示し、各種汚染物質を発生させないハードコーティング組成物などが望まれている現状にある。
本発明のさらに他の目的は、上記のハードコーティング組成物を透明プラスチック基材に適用したハードコーティング透明シートを提供することにある。
それ以外の本発明の実施形態の具体的な事項は、以下の詳細な説明及び添付の図面に示されている。
また、本発明のハードコーティング組成物は、分散安定性及び保存安定性に優れており、冷凍保管する必要がないために輸送しやすく、かつ、価格も低廉で商業化に向いている。
図2は、本発明の一実施の形態によるハードコーティング組成物でコーティングされたハードコーティング透明シートの断面概略図であり、図3は、本発明の一実施の形態によるハードコーティング組成物に使用された銀ナノ微粒子ゾルの微粒子形状を概略的に示す図である。
ここで、銀ナノ微粒子ゾル(a)は、上記のようにハードコーティングに優れた坑菌特性を持たせると同時に、ハードコーティングの硬度及び耐摩耗性などを向上させるために添加されたもので、基本的にコロイド状態を帯びる。このような銀ナノ微粒子ゾルは、ハードコーティングの形成後に微細細菌が発生したり成長したりすることを抑える役割を担う。
るように、ポリ(3,4-ジアルコキシチオフェン)及びポリ陰イオンからなる高分子を
使用することができ、より具体的には、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホナート)を使用するとよい。ただし、このような物質に制限されるのではなく、その他従来から導電性を持つものとして知られてきた任意のポリチオフェン系高分子を使用しても良い。
とになる。
例えば、4官能以上のアクリルモノマーのみを使用すると、ハードコーティングの速い硬化速度及び高い硬度特性を得ることができるが、ハードコーティングの耐衝撃性、耐摩耗性及び柔軟性などが低下してしまう。一方、1〜3官能のアクリルモノマーのみを使用すると、ハードコーティングの柔軟性向上には寄与するが、ハードコーティングの硬化速度が遅くなり、かつ、硬度特性が低下してしまう。そこで、光硬化型樹脂に、4官能以上のアクリルモノマー及び1〜3官能のアクリルモノマーを共に含有させることによって、ハードコーティングの耐衝撃性、柔軟性、剥離性、硬度特性及び硬化特性などの諸特性を最適化することができる。これら特性は、ハードコーティング形成後に高密度の架橋結合と低密度の架橋結合とが共存し、ハードコーティングが耐久性と柔軟性を同時に有することに起因する。
例えば、1官能アクリルモノマーとして、ブチルアクリレート、アリルメタクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキ
シエチルアクリレートなどを使用することができ、2官能アクリルモノマーとして、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート(BGMDA)、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)などを使用することができる。また、3官能アクリルモノマーとして、トリメチロルプロパントリアクリレート(TMPTA)またはペンタエリスリトルトリアクリレート(PETA)などを使用することができる。
ure−184)、α,α-ジメトキシ-α-ヒドロキシアセトフェノン(Darocur
e 1173)、1-ヒドロキシ-シクロへキシル-フェニルケトベンゾフェノンのブレンドなどのベンゾフェノン系物質、または2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパンな
どを使用することができる。
ルブ、ブチルセロソルブ、酢酸ブチル、酢酸エチル、ジアセトンアルコール、メチルエチルケトン、プロピレングリコールイソプロピルアルコール及びエチレングリコールイソプロピルアルコールよりなる群から選ばれた一つ以上の溶媒を使用することができる。
トフェノン(Darocure 1173)のようなベンゾフェノン系物質である場合、
光安定剤は、ビス-(1-オクチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)(Tinubin 123)などを使用することができ、それ以外にも従来から使われてき
た任意の光安定剤のうち、光重合開始剤の種類に合わせて選択されたものを使用しても良い。
ハードコーティング組成物の各構成成分をこのような配合比にすると、ハードコーティングの坑菌特性、汚染防止機能、帯電防止特性、表面抵抗、硬度、透明度及び耐スクラッチ性などの諸般特性が最適化し、また、ハードコーティング形成時の作業性も改善される。
さらに、本発明は、上記各構成成分を上記のような所定の配合比で混合することによって、上記のハードコーティング組成物を製造する方法を提供する。
(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)樹脂等からなる任意の透明プラスチック基材に適用することができる。また、このような透明プラスチック基材は、用途によって0.4〜6mm厚とすることができる。
このときに、光重合開始剤は紫外線を受けて自由ラジカルを生成し、このような紫外線ラジカルが、アクリルモノマーの各官能基に含まれた2重結合を破壊し、架橋反応を引き起こす。これによって、前記透明プラスチック基材の表面で前記ハードコーティング組成物が硬化し、ハードコーティングが形成される。
光を遮蔽するプラスチックビーカー中に、まずアルコール系ポリ(3,4-エチレンジ
オキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホナート)(PEDT/PSS)伝導性高分子
溶液を添加し、激しく撹はんしながら、有機溶媒としてメタノール、イソプロパノール、ノーマル-プロパノール及びメチルセロソルブを添加した後、常温で2時間程度撹はんし
た。こうして製造された中間溶液に2-ヒドロキシエチルアクリレート(2-HEA:(株)日本触媒製)、ジペンタエリスリトルヘキサアクリレート(DPHA:Satomer社製)、及びフッ素系アクリルモノマー(大日本インキ化学工業(株)製)を添加して約2時間程度撹はんした。
一方、前記組成物を1.0mm厚のポリメチルメタクリレート(PMMA)透明プラスチック基材上にフローコーティング方法で塗布し、約60℃〜75℃で約5分間高圧水銀ランプ(High pressure mercury lamp)を用いて乾燥させ、コーティング液中の有機溶媒を完全に除去した後に、約600mJ/cm2光量の紫外線を照射してハードコーティン
グ透明シートを得た。
ハードコーティング組成物の組成を下記の表1に示す通りにした以外は、実施例1と同じ方法でハードコーティング組成物及びハードコーティング透明シートを得た。
帯電防止機能のための成分としてATO(Antimon Tin Oxide)ゾルを用いた市販のハードコーティング組成物を使用し、実施例1と同じ方法でハードコーティング透明シートを得た。
ヒドロキシエチルアクリレート(2-HEA)及びジペンタエリスリトルヘキサアクリレ
ート(DPHA)を含み、光開始剤としてDarocure 1173を含み、有機溶媒
としてメタノール、イソプロパノール、ノーマル-プロパノール及びメチルセロソルブを
含むものであった。
BAYER社(エタノール溶媒に分散された青色の液体)
*2-HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート((株)日本触媒)
*DPHA:ジペンタエリスリトルヘキサクリルレート(Satomer社)
*D-3063:フルオルアクリルモノマー(大日本インキ化学工業(株))
*IPA:イソプロパノール、MC:メチルセロソルブ、NPA:n-プロパノール
*Darocure 1173:α,α-ジメトキシ-α-ヒドロキシアセトフェノン
*Tinubin 123:ビス-(1-オクチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)
(シバガイギ社)
*AMS-3000、AMS-5000:銀ナノ微粒子ゾル
<試験例>
上の実施例1〜7と比較例1及び2により、それぞれ製造されたハードコーティング透明シートとその表面のハードコーティングの物性を評価し、その結果を下記表2に示す。それぞれの物性評価方法は次の通りである。
[物性評価方法]
・坑菌機能:黄色ブドウ糖球菌、大腸菌を24時間培養した後、殺菌能力を比較評価した。
・表面抵抗:表面抵抗器(三菱ケミカル、Hiresta)を用いて、単位面積当たり表面抵抗
を測定した。
・光透過率:紫外線可視分光計を用いて評価した。
・鉛筆硬度:ASTMD 3502(鉛筆硬度テスト機、トーヨー精機(Toyoseki))方法によって評価した。
・耐スクラッチ性:スチールウール(Steel Wool)#0000、1Kg荷重10回往復実験によって評価した。
・汚染防止機能:油性インクマーカー液をハードコーティング透明シート上に落として接触させ、油性インクマーカーの液滴の表面と前記ハードコーティング透明シートの表面がなす角度を測定することによって評価した。
12 アクリルモノマーまたはオリゴマー
13 金属酸化物
21 透明プラスチック基材
22 アクリルモノマー
23 銀ナノ微粒子ゾル
24 伝導性高分子
Claims (10)
- (a)銀ナノ微粒子ゾル1〜10重量%と、
(b)伝導性フィラー0.01〜10重量%と、
(c)光硬化型樹脂を形成する、1〜3官能のアクリルモノマーのうち少なくとも1種、4官能以上のアクリルモノマーのうち少なくとも1種およびフッ素系アクリルモノマー10〜50重量%と、
(d)光重合開始剤1〜5重量%と、
(e)残量の有機溶媒と
を配合してなり、前記(b)伝導性フィラーが、ポリアニリン系、ポリピロール系及びポリチオフェン系高分子よりなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特徴とするハードコーティング組成物。 - 前記(a)銀ナノ微粒子ゾルが、1〜10nmの平均粒径を有する銀微粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載のハードコーティング組成物。
- 前記(a)銀ナノ微粒子ゾルが、0.1〜10重量%の濃度で銀微粒子を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のハードコーティング組成物。
- 前記(a)銀ナノ微粒子ゾルが、シリコン系化合物でコーティングされた銀微粒子を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のハードコーティング組成物。
- さらに光安定剤0.02〜1.0重量%を配合してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のハードコーティング組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のハードコーティング組成物を透明プラスチック基材に塗布する段階と、
前記透明プラスチック基材を乾燥する段階と、
前記透明プラスチック基材に紫外線を照射する段階と
を備えることを特徴とするハードコーティング組成物のコーティング方法。 - 前記透明プラスチック基材は、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メチルメタクリレート−スチレン共重合体樹脂またはABS樹脂からなることを特徴とする請求項6に記載のハードコーティング組成物のコーティング方法。
- 前記透明プラスチック基材を乾燥する段階が、40〜80℃の温度下で1〜30分間乾燥することを特徴とする請求項6または7に記載のハードコーティング組成物のコーティング方法。
- 請求項6〜8の何れか一項に記載のコーティング方法で製造されることを特徴とするハードコーティング透明シート。
- (a)銀ナノ微粒子ゾル1〜10重量%と、
(b)伝導性フィラー0.01〜10重量%と、
(c)光硬化型樹脂を形成する、1〜3官能のアクリルモノマーのうち少なくとも1種、4官能以上のアクリルモノマーのうち少なくとも1種およびフッ素系アクリルモノマー10〜50重量%と、
(d)光重合開始剤1〜5重量%と、
(e)残量の有機溶媒と
を配合し、前記(b)伝導性フィラーが、ポリアニリン系、ポリピロール系及びポリチオフェン系高分子よりなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特徴とするハードコーティング組成物を製造する方法。
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