JP5245190B2 - 液状硬化性組成物及び硬化膜 - Google Patents
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Description
近年、情報通信機器の発達と汎用化は目覚しいものがあり、ハードコート、帯電防止膜等のさらなる性能向上及び生産性の向上が要請されるに至っている。
これらの要求に対して、生産性が高く、常温で硬化できることに注目し、放射線硬化性の材料が種々提案されている。
[1]下記成分(A)〜(D):
(A)リン含有酸化錫粒子
(B)分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物
(C)313nmにおけるモル吸光係数が5,000L/mol・cm以下である光重合開始剤
(D)溶剤
を含有する液状硬化性組成物。
[2]前記(A)リン含有酸化錫粒子の一次粒子径が10nm〜100nmである上記[1]に記載の液状硬化性組成物。
[3]前記(C)の光重合開始剤が、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、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)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンから選ばれる少なくとも1種である上記[1]又は[2]に記載の液状硬化性組成物。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかに記載の液状硬化性組成物を硬化してなり、表面抵抗値が1×1012Ω/□以下である硬化膜。
[5]上記[1]〜[3]のいずれかに記載の液状硬化性組成物に放射線を照射して、該組成物を硬化せしめる工程を有する硬化膜の製造方法。
また、本発明によれば、導電性粒子の含有量を低く抑えても、硬化膜の透明性と充分な表面抵抗値を両立させることができる。
I.液状硬化性組成物
本発明の液状硬化性組成物は、リン含有酸化錫粒子(成分(A))、分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物(成分(B))、光重合開始剤(成分(C))及び溶剤(成分(D))を含有することを特徴とする。
以下、各成分について具体的に説明する。
本発明に用いられる成分(A)は、得られる液状硬化性組成物の硬化被膜の導電性を発現させるのに必須な成分である、リン含有酸化錫(PTO)粒子である。
本発明に用いられる成分(B)は、得られる液状硬化性組成物の硬化被膜の成膜性、透明性の観点から、分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物である。このような成分(B)を用いることにより、優れた耐擦傷性、有機溶剤耐性を有する硬化物が得られる。
(メタ)アクリルエステル類としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、ジエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングルコールジ(メタ)アクリレート、ビス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(「トリシクロデカンジイルジメタノールジ(メタ)アクリレート」とも言う)、及びこれらの化合物を製造する際の出発アルコール類のエチレンオキシド又はプロピレンオキシド付加物のポリ(メタ)アクリレート類、分子内に2以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート類、オリゴエーテル(メタ)アクリレート類、オリゴウレタン(メタ)アクリレート類、及びオリゴエポキシ(メタ)アクリレート類等を挙げることができる。
本発明に用いられる成分(C)は光重合開始剤である。
成分(C)は、313nmにおけるモル吸光係数が5,000L/mol・cm以下である光重合開始剤である。ここで、光重合開始剤の313nmにおけるモル吸光係数とは、1cmの吸収層に対する313nmにおける溶液の吸光度とモル濃度の比を意味する。このような吸光特性を有する光重合開始剤を用いることにより、硬化膜の表面抵抗を充分に下げることができる。313nmにおけるモル吸光係数が5,000L/mol・cmを超える光重合開始剤を用いた場合には、得られる硬化膜の表面抵抗が高く、十分な帯電防止性能が得られない。
尚、本発明において、放射線とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、電子線、α線、β線、γ線等を意味する。
本発明に用いられる溶剤は、特に制限されるものではないが、通常、常圧での沸点が200℃以下の溶剤が好ましい。具体的には、水、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、炭化水素類、アミド類等が用いられる。これらは、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。具体的には、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール等が挙げられ、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンが好ましい。
尚、成分(A)として、リン含有酸化錫粒子の分散体を用いる場合には、分散体に溶剤が含まれているが、この分散体の溶剤を用いてもよいし、異なる溶剤を添加してもよい。
本発明の組成物には、成分(A)〜成分(D)以外の添加剤として、その他の重合性不飽和基を有する化合物(成分(F))を必要に応じて配合することができる。ここで、成分(F)とは、分子内に重合性不飽和基を1つ有する化合物である。
成分(F)の具体例としては、例えば、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等のビニル基含有ラクタム、イソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の脂環式構造含有(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(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、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、t−オクチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、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、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、セチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、下記式(3)で表される化合物等が挙げられる。
CH2=C(R4)−COO(R5O)p−Ph−R6 式(3)
(式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素数2〜6、好ましくは2〜4のアルキレン基を示し、R6は水素原子又は炭素数1〜12、好ましくは1〜9のアルキル基を示し、Phはフェニレン基を示し、pは0〜12、好ましくは1〜8の数を示す。)
本発明の組成物には、この他の添加剤として、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、滑材等を必要に応じて配合することができる。酸化防止剤としては、チバスペシャルティケミカルズ(株)製 商品名:イルガノックス1010、1035、1076、1222等、紫外線吸収剤としては、チバスペシャルティケミカルズ(株)製 商品名:チヌビン P234、320、326、327、328、213、329、シプロ化成(株)製 商品名:シーソーブ102、103、501、202、712等、光安定剤としては、チバスペシャルティケミカルズ(株)製 商品名:チヌビン292、144、622LD、三共(株)製 商品名:サノ−ルLS770、LS440、住友化学工業(株)製 商品名:スミソーブ TM−061等を挙げることができる。
本発明では、液状硬化性組成物が分離、ゲル化等の不具合を起こさない範囲で、非導電性粒子、又は非導電性粒子とアルコキシシラン化合物とを有機溶媒中で反応させて得られる粒子を併用してもよい。
また、酸化アルミニウム(アルミナ)の水分散品としては、日産化学工業(株)製 商品名:アルミナゾル−100、−200、−520;酸化ジルコニウムの分散品としては、住友大阪セメント(株)製(トルエン、メチルエチルケトン分散のジルコニアゾル);酸化セリウム水分散液としては、多木化学(株)製 商品名:ニードラール;アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、等の粉末及び溶剤分散品としては、シーアイ化成(株)製 商品名:ナノテック等を挙げることができる。
本発明の組成物は、上記(A)リン含有酸化錫粒子、(B)分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物、(C)光重合開始剤、(D)溶剤、及び必要に応じて、(F)その他の重合性不飽和基を有する化合物、添加剤、非導電性粒子をそれぞれ添加して、室温又は加熱条件下で混合することにより調製することができる。具体的には、ミキサ、ニーダー、ボールミル、三本ロール等の混合機を用いて、調製することができる。
本発明の硬化膜は、上述の液状硬化性組成物を塗布、乾燥した後に、放射線を照射して、組成物を硬化させることにより得ることができる。
得られた硬化膜の表面抵抗は、1×1012Ω/□以下、好ましくは1×1010Ω/□以下、より好ましくは1×108Ω/□以下である。表面抵抗が1×1012Ω/□を超えると、帯電防止性能が十分でなく、埃が付着し易くなったり、付着した埃を容易に除去できない場合がある。
可視光線の線源としては、例えば、直射日光、ランプ、蛍光灯、レーザー等を、また、紫外線の線源としては、例えば、水銀ランプ、ハライドランプ、レーザー等を、また、電子線の線源としては、例えば、市販されているタングステンフィラメントから発生する熱電子を利用する方式、金属に高電圧パルスを通じて発生させる冷陰極方式及びイオン化したガス状分子と金属電極との衝突により発生する2次電子を利用する2次電子方式等を挙げることができる。
α線、β線及びγ線の線源としては、例えば、60Co等の核分裂物質を挙げることができ、γ線については、加速電子を陽極へ衝突させる真空管等を利用することができる。これら放射線は、1種単独で、又は2種以上を同時に照射してもよく、また、1種以上の放射線を、一定期間をおいて照射してもよい。
また、光学フィルムへ用いる場合、透明性が必要であり、全光線透過率が85%以上であることが好ましい。
(1)液状硬化性組成物の製造
紫外線を遮蔽した容器中において、リン含有酸化錫分散液(触媒化成工業(株)製 ELCOM JX−1001PTV、分散溶媒 プロピレングリコールモノメチルエーテル、リン含有酸化錫30重量%、平均一次粒子径20nm、分散剤2.17重量%含有。)200部、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 商品名 KAYARAD DPHA 以下、B−1と称する場合がある。)31.2部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(以下、C−1と称する場合がある。)4.5部、およびプロピレングリコールモノメチルエーテル50部、を50℃で2時間攪拌することで均一な溶液の組成物を得た。
得られた組成物2gをアルミ皿に秤量後、140℃のホットプレート上で1時間乾燥、秤量して固形分含量を求めたところ、35重量%であった。また、組成物2gを磁性るつぼに秤量後、80℃のホットプレート上で30分予備乾燥し、750℃のマッフル炉中で1時間焼成した後の無機残渣より、固形分中の無機含量を求めたところ、60重量%であった。
上記(1)で得られた組成物を、ワイヤーバーコータを用いて、ARTONフィルムG7810(JSR(株)製、膜厚188μm)上に塗工し、オーブン中、80℃、3分間の条件で乾燥した。次いで、大気中、メタルハライドランプを用いて、1J/cm2の光照射条件で塗膜を紫外線硬化させ、膜厚3μmの硬化膜(ハードコート層)を有するフィルムを作製した。
上記(2)で得られた硬化膜フィルムの全光線透過率、ヘーズ、鉛筆硬度及び表面抵抗を以下の基準で評価した。
(a)全光線透過率及びヘーズ
硬化膜フィルムの全光線透過率(%)及びヘーズ(%)を、カラーヘーズメーター(スガ試験機(株)製)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。得られた結果を表1に示す。
(b)鉛筆硬度
硬化膜フィルムをガラス基板上にのせ、鉛筆硬度をJIS K5600−5−4に準拠して評価した。得られた結果を表1に示す。
(c)表面抵抗
硬化膜フィルムの表面抵抗(Ω/□)を、ハイ・レジスタンス・メーター(アジレント・テクノロジー(株)製 Agilent4339B)、及びレジスティビティ・セル16008B(アジレント・テクノロジー(株)製)を用い、印加電圧100Vの条件で測定した。得られた結果を表1に示す。
表1に示す成分を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2〜6、参考例1及び比較例1〜3の液状硬化性組成物を製造し、硬化膜を作製し、硬化膜の物性評価を行った。得られた結果を表1に示す。
B−1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
B−2:トリシクロデカンジイルジメタノールジアクリレート
C−1:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(313nmにおけるモル吸光係数:80L/mol・cm)
C−2:2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド(313nmにおけるモル吸光係数:3,000L/mol・cm)
C−3: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)(313nmにおけるモル吸光係数:230L/mol・cm)
C’−4:2−メチル−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(313nmにおけるモル吸光係数:17,000L/mol・cm)
C’−5:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン(313nmにおけるモル吸光係数:17,000L/mol・cm)
分散剤:リン含有酸化錫分散液ELCOM JX−1001PTVに含まれる分散剤
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
本発明の硬化膜は、例えば、タッチパネル用保護膜、転写箔、光ディスク用ハードコート、自動車用ウインドフィルム、レンズ用の帯電防止保護膜、化粧品容器等の高意匠性の容器の表面保護膜等主として製品表面傷防止や静電気による塵埃の付着を防止する目的でなされるハードコートとして利用することができる。
Claims (6)
- 下記成分(A)〜(D):
(A)リン含有酸化錫粒子
(B)分子内に2以上の重合性不飽和基を有する化合物
(C)313nmにおけるモル吸光係数が3,000L/mol・cm以下である光重合開始剤
(D)溶剤
を含有し、前記成分(A)の配合量が、前記成分(D)以外の固形分の合計量100重量%中60〜85重量%である液状硬化性組成物。 - 前記成分(A)〜(D)以外に、分子内に重合性不飽和基を1つ有する化合物、非導電性粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤及び滑材からなる群から選択される1種以上を含有していてもよい請求項1に記載の液状硬化性組成物。
- 前記(A)リン含有酸化錫粒子の一次粒子径が10nm〜100nmである請求項1又は2に記載の液状硬化性組成物。
- 前記(C)の光重合開始剤が、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、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)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンから選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか1項に記載の液状硬化性組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の液状硬化性組成物を硬化してなり、表面抵抗値が1×1012Ω/□以下である硬化膜。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の液状硬化性組成物に放射線を照射して、該組成物を硬化せしめる工程を有する硬化膜の製造方法。
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