JP6312845B2 - 活性エネルギー線硬化性組成物および帯電防止フィルム - Google Patents
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Description
このような問題を解決するために、種々の帯電防止剤(特に、カチオン系の帯電防止剤)を用いることが知られている。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[2] 帯電防止性化合物Bが、後述する式(1)〜(5)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの重合性化合物である、[1]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[3] さらに、帯電防止性化合物Bとは異なる、エチレン性不飽和基を含有する重合性化合物Cを含有する、[1]または[2]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[4] 帯電防止性化合物Bが、後述する式(1)で表されるカチオン性重合性化合物である、[2]または[3]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[5] 帯電防止性化合物Bが、後述する式(1)で表されるカチオン性重合性化合物であって、後述する式(6)で表されるアンモニウム塩である、[2]〜[4]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[6] 重合性化合物Cが、メタクリル系またはアクリル系化合物である、[3]〜[5]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[7] 重合性化合物Cが、後述する式(7)で表される重合性化合物C−1である、[6]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[8] 重合性化合物Cが、親水性基を有する重合性化合物C−2である、[6]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[9] 親水性基が、ヒドロキシ基またはカルボキシル基である、[8]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[10] 光重合開始剤Aの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して0.5〜10質量部である、[1]〜[9]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[11] 帯電防止性化合物Bの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜60質量部である、[10]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[12] 重合性化合物C−1の含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜50質量部である、[11]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[13] 重合性化合物C−2の含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して5〜20質量部である、[11]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[14] 光重合開始剤Aが、式(I)におけるnが1である、[1]〜[13]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[15] 帯電防止剤に用いる[1]〜[14]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[16] 基材上に、[1]〜[15]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性組成物を付与し、活性エネルギー線により硬化させた帯電防止層を有する、帯電防止フィルム。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、後述する式(I)で表される光重合開始剤Aと、帯電防止性化合物Bと、を含有する活性エネルギー線硬化性組成物である。
このように帯電防止性、耐擦傷性および透明性がいずれも良好となる理由は、詳細には明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
まず、下記式(I)で表される光重合開始剤Aの構造中、所定の繰り返し単位数nで表されるエチレンオキシド構造(以下、「EO鎖」ともいう。)が存在していることにより、活性エネルギー線によって活性種を発生させた後においてもEO鎖が残渣として残存していると考えられる。
そして、この残渣が、界面活性能を有しているため、帯電防止性化合物Bまたは帯電防止性化合物Bの重合体を表面に偏在させることができ、帯電防止性および耐擦傷性が良好になったと考えられる。
また、光重合開始剤AがEO鎖を有していることにより、光重合開始剤Aおよび帯電防止性化合物Bの相溶性が高くなり、その結果、帯電防止性化合物Bまたは帯電防止性化合物Bの重合体を表面に偏在させるだけでなく、硬化物中に均一に分散させることもできるため、透明性が良好になったと考えられる。
このことは、EO鎖を有していない比較例1で使用する光重合開始剤(Irgacure2959,下記構造式参照)では効果が発現しないことからも推測することができる。
これは、上述した光重合開始剤Aに由来するEO鎖を含む残渣が、界面活性能を有しているだけでなく、保湿性に寄与しているため、低湿度環境下においても帯電防止性が良好になったと考えられる。
また、上述したように、光重合開始剤Aおよび帯電防止性化合物Bの相溶性が高くなり、その結果、未反応の帯電防止性化合物Bを硬化物中に均一に分散でき、未反応の重合性化合物の凝集が抑制できたため、サーモサイクル試験後においても帯電防止性に劣化が見られないと考えられる。
本発明の組成物が含有する光重合開始剤Aは、下記式(I)で表される光重合開始剤である。
これらの効果がより向上する理由から、上記式(I)中のnは、1〜3の整数であることが好ましく、1〜2の整数であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。
また、V1〜V4において、アルキル基は、直鎖のアルキル基であってもよいし、分岐鎖を有するアルキル基であってもよい。また、アルキル基は、脂環構造を有していてもよい。
V1〜V4におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基が挙げられ、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が好ましい。
また、V1〜V4において、アルコキシ基は、直鎖のアルコキシ基であってもよいし、分岐鎖を有するアルコキシ基であってもよい。また、アルコキシ基は、脂環構造を有していてもよい。
V1〜V4におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基が好ましい。
また、V1〜V4において、アルキルチオ基は、直鎖のアルキルチオ基であってもよいし、分岐鎖を有するアルキルチオ基であってもよい。また、アルキルチオ基は、脂環構造を有していてもよい。
V1〜V4におけるアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、n−ブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基、n−ペンチルチオ基、n−ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基が挙げられ、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、イソプロピルチオ基が好ましい。
また、V1〜V4において、アシル基は、直鎖のアシル基であってもよいし、分岐鎖を有するアシル基であってもよい。
V1〜V4におけるアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、エチルアシル基、n−プロピルアシル基、イソプロピルアシル基が挙げられ、ホルミル基、アセチル基、エチルアシル基が好ましい。
ここで、「全重合性化合物100質量部」とは、後述する帯電防止性化合物Bおよび後述する任意の重合性化合物Cの合計100質量部のことをいう。
他の開始剤としては、例えば、光ラジカル重合開始剤が挙げられ、具体的には、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。
より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、IRGACURE−379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179号公報に記載の化合物も用いることができる。また、アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE−819やDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
本発明の組成物が含有する帯電防止性化合物Bは、帯電防止性を有する従来公知の重合体を形成しうる重合性化合物であればよい。
本発明においては、帯電防止性化合物Bは、硬化後の帯電防止性がより良好となり、上記光重合開始剤Aとの反応性が良好となる理由から、下記式(1)〜(5)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの重合性化合物であるのが好ましい。
式(1)〜式(5)中、Zは、それぞれ独立に、−COO−、−CONH−、−OCO−、−CH2OCO−、−CH2COO−、−O−、−SO2−、−CO−、−CONHCOO−、−CONHCONH−、−CONHSO2−、−CON(P3)−、−SO2N(G)−、−C6H4−、または、炭素数1〜30のアルキレン基を表し、Gは、水素原子または炭化水素基を表す。
式(1)〜式(5)中、Aは、それぞれ独立に、単結合または2価以上の連結基を表し、jは、それぞれ独立に、0〜30の整数を表す。
式(1)中、Y+は、カチオン性基を表し、X−は、アニオン性基を表し、uは、1〜3の整数を表し、rは、1〜4の整数を表す。
式(2)中、R2は、置換基を有していてもよい炭素数が2〜5のアルキレン基を表し、R3は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数が1〜5のアルキル基を表し、mは、2〜200の整数を表す。
式(3)中、Q+は、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、または、ピリジニウムカチオンを表し、L1は、単結合または2価以上の連結基を表し、T−は、COO−、SO3 −またはOPO(O−)(ORp)を表し、Rpは、アルキル基を表す。pは、1〜3の整数を表す。
式(4)中、L2は、単結合または2価以上の連結基を表し、U+は、置換基を有していてもよいアンモニウムまたはホスホニウムカチオンを表し、qは、1〜3の整数を表す。
式(5)中、J−は、COO−、OPO(OH)O−またはSO3 −を表し、V+は、カチオン性基を表し、wは、1〜3の整数を表す。
また、上記式(1)〜式(5)中のZは、−COO−、−CONH−、または、炭素数1〜30のアルキレン基であるのが好ましく、炭素数1〜30のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられ、中でもメチレン基であるのが好ましい。
また、上記式(1)〜式(5)中のAは、単結合または2価の連結基であるのが好ましく、2価の連結基としては、例えば、炭素数1〜10のアルキレン基が挙げられ、中でもエチレン基またはプロピレン基であるのが好ましい。
また、上記式(1)中のY+(カチオン性基)は、アンモニウムカチオンであるのが好ましく、X−(アニオン性基)としては、例えば、Cl−、Br−、I−、SO3 −、NCS−、ROSO3 −、ROSO2 −、RSO3 −、R−C6H4−SO3 −、(RO)2PO2 −、R4B−(ここで、Rは置換基を有していてもよいアルキル基、脂環アルキル基、芳香族基を示す。)、(CF3SO2)2N−、(SO2C2F5)2N−等が挙げられる。
また、上記式(2)中のR2は、エチレン基であるのが好ましく、R3は、水素原子または炭素数が1〜3のアルキル基であるのが好ましく、mは、2〜30の整数であるのが好ましい。
また、上記式(3)中のQ+はアンモニウムカチオンであるのが好ましい。また、L1は、単結合または2価の連結基であるのが好ましく、2価の連結基としては、例えば、炭素数1〜10のアルキレン基が挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、プロピレン基またはブチレン基であるのが好ましい。また、T−は、COO−またはSO3 −であるのが好ましい。
また、上記式(4)中のL2は、単結合または2価の連結基であるのが好ましく、2価の連結基としては、例えば、炭素数1〜10のアルキレン基が挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、プロピレン基またはブチレン基であるのが好ましい。また、U+は、アンモニウムカチオンであるのが好ましい。
また、上記式(5)中のJ−は、SO3 −であるのが好ましく、V+のカチオン性基としては、例えば、Na+、K+、4級アンモニウムカチオン、ピリジニウムカチオン等が挙げられる。
また、Zは、−COO−、−CONH−、または、−CH2−を表し、jは、0〜10の整数を表す。
また、L3、L4およびL5は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表し、L3、L4およびL5の少なくとも2つが互いに結合して環を形成してもよい。
本発明の組成物は、硬化後の耐擦傷性がより良好となり、未反応の帯電防止性化合物Bの凝集を抑制する理由から、上記帯電防止性化合物Bとは異なる、エチレン性不飽和基を含有する重合性化合物Cを含有するのが好ましい。
エチレン性不飽和基としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の重合性官能基が挙げられる。
ここで、「(メタ)アクリロイル基」とは、メタクリロイル基またはアクリロイル基を含む概念の表記であり、後述する(メタ)アクリル系、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸の表現も同様である。
多官能(メタ)アクリレートとしては、具体的には、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、ジペンタエリスルトールヘキサ(メタ)アクリレート〔以下、ジペンタエリスルトールヘキサアクリレートのことを「DPHA」とも略す。〕、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テトラ(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、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(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、トリプロピレングリコールジ(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、ジテトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多官能(メタ)アクリルアミドとしては、具体的には、例えば、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、1,2−ビス〔(メタ)アクリルアミド〕エタン、1,3−ビス〔(メタ)アクリルアミド〕プロパン、1,6−ビス〔(メタ)アクリルアミド〕ヘキサン、公開技報2013−502654の[0031]段落に記載された重合性化合物1〜12等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、多官能(メタ)アクリレートおよび多官能(メタ)アクリルアミドは、併用することができる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、具体的には、例えば、アクリル酸メチル〔以下、「MA」とも略す。〕、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、ビニルアクリレート、2−フェニルビニルアクリレート、1−プロペニルアクリレート、アリルアクリレート、2−アリロキシエチルアクリレート、プロパルギルアクリレート等のアルキルアクリレート;メタクリル酸メチル〔以下、「MMA」とも略す。〕、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸−2−クロロエチル、グリシジルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、ビニルメタクリレート、2−フェニルビニルメタクリレート、1−プロペニルメタクリレート、アリルメタクリレート、2−アリロキシエチルメタクリレート、プロパルギルメタクリレート等のアルキルメタクリレート;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単官能(メタ)アクリルアミドとしては、具体的には、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N−ヘキシルメタクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−ニトロフェニルアクリルアミド、N−エチル−N−フェニルアクリルアミド、ビニルアクリルアミド、ビニルメタクリルアミド、N,N−ジアリルアクリルアミド、N,N−ジアリルメタクリルアミド、アリルアクリルアミド、アリルメタクリルアミド、N−(2−アセトアミドエチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、単官能(メタ)アクリレートおよび単官能(メタ)アクリルアミドは、併用することができる。
CH2=C(R4)COO(AO)nR5 (7)
ここで、式(7)中、R4は、水素原子またはCH3を表し、R5は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数6〜25の炭化水素基を表し、Aは、置換基を有していてもよい炭素数が2〜5のアルキレン基を表し、nは、3〜50の整数を表す。
ここで、親水性基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシル基等が挙げられ、中でも、ヒドロキシ基であるのが好ましい。
CH2=C(R6)COO(BO)H (8)
ここで、式(8)中、R6は、水素原子またはCH3を表し、Bは、炭素数2〜5の分岐していてもよいアルキレン基を表す。
特に、上記重合性化合物Cとして、上記式(7)で表される重合性化合物C−1を含有する場合の含有量は、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜50質量部であるのが好ましい。
また、上記重合性化合物Cとして、親水性基を有する重合性化合物C−2を含有する場合の含有量は、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して5〜20質量部であるのが好ましい。
使用される溶媒としては、例えば、水、有機溶媒またはこれらの混合溶媒を挙げることができる。
有機溶媒としては、具体的には、例えば、メタノール、イソプロピルアルコール(以下、「IPA」とも略す。)等のアルコール類;アセトン等のケトン類;ホルムアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;酢酸エチル等のエステル類;エーテル類;等が挙げられる。
本発明の帯電防止フィルムは、基材上に、本発明の組成物を付与し、活性エネルギー線により硬化させた帯電防止層を有する帯電防止フィルムである。
本発明の帯電防止フィルムが有する基材は、透明性が良好な材料からなる基材であるのが好ましく、その材料としては、具体的には、例えば、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン6、ナイロン66、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、セロファン、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルテルペン、ポリエーテルスルフォン、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等が挙げられる。
上記基材上に本発明の組成物を付与する方法は特に限定されず、例えば、グラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター、ダイコーター、ロールコーターなどによる塗布方法が挙げられる。
また、基材上に付与し、塗膜を形成した後、後述する硬化処理を施す前に、必要に応じて、乾燥処理を実施してもよい。乾燥処理を実施することにより、塗膜中に含まれる揮発成分(溶媒など)を除去することができる。乾燥処理の方法は特に制限されないが、重合性化合物の重合が進行しない程度の温度(例えば、60〜100℃)にて加熱処理を施す方法や、風乾処理を実施する方法などが挙げられる。
ここで、活性エネルギー線とは、活性種を発生する化合物(光重合開始剤A)を分解して活性種を発生させることのできるエネルギー線のことをいう。このような活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線;X線、γ線等の電磁波;電子線、プロトン線、中性子線等が挙げられ、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線が好ましい。
紫外線照射には、150〜450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、紫外線LED等を用いることができる。
また、塗膜に対して施される光照射の照度は特に制限されないが、得られる帯電防止フィルムの特性および生産性のバランスの点から、0.1〜1000mW/cm2が好ましく、1〜800mW/cm2がより好ましい。
光照射の際の露光量は特に制限されないが、得られる帯電防止フィルムの特性および生産性のバランスの点から、2000mJ/cm2以下が好ましく、1750mJ/cm2以下がより好ましく、1500mJ/cm2以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、帯電防止フィルムの特性の点から、500mJ/cm2以上が好ましい。
光照射の際の雰囲気は特に制限されず、大気下でも、不活性ガス雰囲気下でもよい。
また、帯電防止層の硬度は、鉛筆硬度試験でHB以上が好ましく、H以上がより好ましい。
また、帯電防止層の表面抵抗率SR(Ω/sq)の常用対数値(LogSR)が13以下であるのが好ましく、12以下であるのがより好ましい。
ここで表面抵抗率は、25℃、相対湿度60%で測定した値を表す。
<中間体(2)−1の合成>
90℃に加熱した170.0gのフェニルジグリコール(PhDG、日本乳化剤製)(0.93mol)に、無水酢酸97.2g(0.95mol)を滴下し、120℃で6時間加熱攪拌した。その後、減圧により濃縮し、中間体(2)−1を204.4g得た(収率98%)。なお、得られた中間体(2)−1の構造は、核磁気共鳴装置(使用溶媒:CDCl3)を用いて測定することで、下記式(2)−1の化合物であることが確認できた。1H−NMRの測定データを下記に示す。
δ:2.10(3H,s),3.78(2H,m),3.87(2H,m),4.15(2H,m),4.26(2H,m),6.90−6.98(3H,m),7.25−7.32(2H,m)
270mLのo−ジクロロベンゼン(2.39mol)に120.0gの塩化アルミニウム(III)(0.90mol)を加えて0℃まで冷却した。これに、44.26mLの2−ブロモイソ酪酸ブロミド(0.36mol)を滴下し、15分攪拌した。その後、反応液の温度を0℃に保ちながら、67.28gの中間体(2)−1(0.30mol)を30分間かけて滴下した。滴下後の反応液を室温(22℃)に戻し、2時間攪拌した。その後、5℃に冷却した水300mLに反応液を数回に分けて添加した。有機相を水300mlで2回洗浄した後、さらに重曹水135mL、飽和食塩水135mLで洗浄し、有機相に水300mLを添加し、減圧により共沸濃縮することで中間体(3)−1を110.8g得た(収率95%)。なお、得られた中間体(3)−1の構造は、核磁気共鳴装置(使用溶媒:CDCl3)を用いて測定することで、下記式(3)−1の化合物であることが確認できた。1H−NMRの測定データを下記に示す。
δ:2.04(6H,s),2.08(3H,s),3.79(2H,m),3.85(2H,m),4.21(2H,m),4.26(2H,m),6.94(2H,d),8.21(2H,d)
100.0gの化合物(3)−1(0.27mol)をイソプロピルアルコール200mLに溶解させ、214gの25質量%水酸化ナトリウム水溶液を滴下し、2時間攪拌した。その後、攪拌を停止し、有機相を飽和食塩水で2回洗浄した後、塩酸で中和した。有機相を減圧により濃縮した後、メチルエチルケトン72mLを添加し、析出した塩をろ過した。ろ液を減圧濃縮した後、水72mLを添加し、減圧による共沸濃縮を行うことで、化合物(I)−1を56.8g得た(収率87%)。
δ:1.64(6H,s),3.69(2H,m),3.78(2H,m),3.91(2H,m),4.22(2H,m),4.26(1H,s),6.97(2H,d),8.06(2H,d)
式(I)で表される化合物として、上記手順を参考にして下記式(I)−2で表される化合物、下記式(I)−4で表される化合物、式(IB)で表される化合物を合成した。
また、後述する表1に示すように、比較例で使用する化合物として、市販品である「Irgacure 2959」(Irg2959)(商品名、BASF社製)を用いた。なお、Irg2959は、下記式に示す通り、式(I)においてn=0の化合物に該当する。
(活性エネルギー線硬化性組成物の調製)
下記表2〜表5に示す成分を、下記表2〜表5に示す配合量(質量部)で混合し、撹拌することで組成物を得た。
なお、下記表2〜表5中、「DPHA」はジペンタエリスルトールヘキサアクリレートを表し、「HEMA」は2−ヒドロキシエチルメタクリレートを表し、「HPMA」は2−ヒドロキシプロピルメタクリレートを表し、「MAA」はメタクリル酸を表す。
調製した各組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡製:コスモシャインA4100)上にバーコーターを用いて塗布し、熱風オーブンで溶剤を除去した後、出力80w/cmの高圧水銀ランプで紫外線を10秒間照射し、塗布層(厚み:5μm)を硬化させ、帯電防止フィルムを作製した。
作製した帯電防止フィルムを縦100×横100mmにカッターで切断したサンプルを作成し、次の評価方法により評価を行った。これらの結果を下記表2〜表5に示す。
帯電防止性は、切断後のサンプルを25℃、相対湿度40%雰囲気下で24時間放置した後、表面抵抗測定器(東亜電波工業(株)製 SME−8310)を用い、25℃、相対湿度40%の条件で、印加電圧100Vをかけて1分後の表面抵抗率(Ω/□)を測定し、評価した。
また、低湿度下の帯電防止性は、25℃、相対湿度15%雰囲気下で24時間放置した後、上記と同様の方法で表面抵抗率(Ω/□)を測定し、評価した。
評価基準は以下のように行い、帯電防止性を6段階で評価した。D以上は、実用上問題なく使用できる。
A:より優れている(表面抵抗値は109Ω/面積未満)
B:優れている(表面抵抗値は109Ω/面積以上であるが、1010Ω/面積未満)
C:良い(表面抵抗値は1010Ω/面積以上であるが、1011Ω/面積未満)
D:普通(表面抵抗値は1011Ω/面積以上であるが、1012Ω/面積未満)
E:やや悪い(表面抵抗値は1012Ω以上であるが、1013Ω/面積未満)
F:悪い(表面抵抗値は1013Ω/面積以上)
温度変化(相対湿度45%雰囲気下20℃50時間→相対湿度20%雰囲気下−20℃50時間→相対湿度85%雰囲気下50℃50時間)を1サイクルとする20サイクルのサーモサイクル試験を行った後に、上記と同様の方法で表面抵抗率(Ω/□)を測定した。サーモサイクル試験前後の表面抵抗率の値から、下記式により、変化率を算出した。
変化率=(試験後の表面抵抗値)/(試験前の表面抵抗値)
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、帯電防止膜を有する層上の全面を10往復させ、表面の傷の発生の有無を評価した。
A:非常に注意深く見ても、全く傷が見えない。
B:非常に注意深く見ると僅かに弱い傷が見える。
C:サンプルの一部に弱い傷が見える。
D:塗布膜全面に筋状の傷が認められる。
E:塗布膜の剥離が生じる。
透明性はヘイズ(%)により評価した。ヘイズの測定は、実施例および比較例で得られた各帯電防止フィルムを−20℃の条件で3週間保管した後、日本電色工業(株)製濁度計「NDH5000」を用いて行った。なお、帯電防止膜を備えていないポリエチレンテレフタレートフィルムに対して、同様の測定を行なってブランクとした。
A:0.5%未満
B:0.5%以上
また、光重合開始剤として、上記式(I)中のnが9に相当する開始剤を用いた場合は、帯電防止性は改善したものの、耐擦傷性に劣ることが分かった(比較例2)。
これに対し、表2〜4に示す通り、光重合開始剤Aおよび帯電防止性化合物Bを配合すると、硬化後の帯電防止性、耐擦傷性および透明性がいずれも良好となることが分かった(実施例1〜24)。
また、表2〜4に示す結果の対比から、帯電防止性化合物Bが、上記式(1)で表されるカチオン性重合性化合物であると、帯電防止性および耐擦傷性がより良好となる傾向があることが分かった。
さらに、実施例1、17および18の対比から、光重合開始剤Aとして、上記式(I)中のnが1である光重合開始剤を用いると、帯電防止性および耐擦傷性がより良好となる傾向があることが分かった。
さらに、実施例1〜12の対比から、重合性化合物Cを含有していると、耐擦傷性がより良好となることが分かった。
さらに、実施例2と実施例5〜12との対比から、重合性化合物Cとして、上記式(7)で表される重合性化合物C−1を用いた実施例5〜12は、帯電防止性、特に、サーモサイクル試験後における帯電防止性がより良好となることが分かり、なかでも、親水性基を有する重合性化合物C−2としてHEMA(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)やHPMA(2−ヒドロキシプロピルメタクリレート)を併用している実施例8〜12は、帯電防止性がさらに良好となることが分かった。
Claims (14)
- 下記式(I)で表される光重合開始剤Aと、帯電防止性化合物Bと、を含有し、
前記帯電防止性化合物Bが、下記式(1)〜(5)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの重合性化合物である、活性エネルギー線硬化性組成物。
ここで、式(I)中、V1、V2、V3およびV4は、それぞれ独立に、水素原子または置換基を表し、nは、1〜5の整数を表す。
ここで、式(1)〜式(5)中、R 1 は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、1価の炭化水素基、または、−COO−C 2 を表し、C 2 は、水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。
式(1)〜式(5)中、Zは、それぞれ独立に、−COO−、−CONH−、−OC(=O)−、−CH 2 OC(=O)−、−CH 2 COO−、−O−、−SO 2 −、−CO−、−CONHCOO−、−CONHCONH−、−CONHSO 2 −、−SO 2 N(G)−、−C 6 H 4 −、または、炭素数1〜30のアルキレン基を表し、Gは、水素原子または炭化水素基を表す。
式(1)〜式(5)中、Aは、それぞれ独立に、単結合または2価以上の連結基を表し、jは、それぞれ独立に、0〜30の整数を表す。
式(1)中、Y + は、カチオン性基を表し、X − は、アニオン性基を表し、uは、1〜3の整数を表し、rは、1〜4の整数を表す。
式(2)中、R 2 は、置換基を有していてもよい炭素数が2〜5のアルキレン基を表し、R 3 は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数が1〜5のアルキル基を表し、mは、2〜200の整数を表す。
式(3)中、Q + は、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、または、ピリジニウムカチオンを表し、L 1 は、単結合または2価以上の連結基を表し、T − は、COO − 、SO 3 − またはOPO(O − )(ORp)を表し、Rpは、アルキル基を表す。pは、1〜3の整数を表す。
式(4)中、L 2 は、単結合または2価以上の連結基を表し、U + は、置換基を有していてもよいアンモニウムまたはホスホニウムカチオンを表し、qは、1〜3の整数を表す。
式(5)中、J − は、COO − 、OPO(OH)O − またはSO 3 − を表し、V + は、カチオン性基を表し、wは、1〜3の整数を表す。 - さらに、前記帯電防止性化合物Bとは異なる、エチレン性不飽和基を含有する重合性化合物Cを含有する、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 前記帯電防止性化合物Bが、前記式(1)で表されるカチオン性重合性化合物である、請求項1または2に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 前記帯電防止性化合物Bが、前記式(1)で表されるカチオン性重合性化合物であって、下記式(6)で表されるアンモニウム塩である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
ここで、式(6)中、R1は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、1価の炭化水素基、または、−COO−C 2 を表し、C2は、水素原子または置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。
また、Zは、−COO−、−CONH−、または、−CH2−を表し、Aは、単結合または2価以上の連結基を表し、jは、0〜10の整数を表す。
また、L3、L4およびL5は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または複素環基を表し、L3、L4およびL5の少なくとも2つが互いに結合して環を形成してもよい。 - 前記重合性化合物Cが、メタクリル系またはアクリル系化合物である、請求項2に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 前記重合性化合物Cが、下記式(7)で表される重合性化合物C−1である、請求項5に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
CH2=C(R4)COO(AO)nR5 (7)
ここで、式(7)中、R4は、水素原子またはCH3を表し、R5は、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数6〜25の炭化水素基を表し、Aは、置換基を有していてもよい炭素数が2〜5のアルキレン基を表し、nは、3〜50の整数を表す。 - 前記重合性化合物Cが、親水性基を有する重合性化合物C−2であり、
前記親水性基が、ヒドロキシ基またはカルボキシル基である、請求項5に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。 - 前記光重合開始剤Aの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して0.5〜10質量部である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 前記帯電防止性化合物Bの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜60質量部である、請求項8に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 前記光重合開始剤Aの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して0.5〜10質量部であり、
前記帯電防止性化合物Bの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜60質量部であり、
前記重合性化合物C−1の含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜50質量部である、請求項6に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。 - 前記光重合開始剤Aの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して0.5〜10質量部であり、
前記帯電防止性化合物Bの含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して10〜60質量部であり、
前記重合性化合物C−2の含有量が、組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して5〜20質量部である、請求項7に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。 - 前記光重合開始剤Aが、前記式(I)におけるnが1である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 帯電防止剤に用いる請求項1〜12のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
- 基材上に、請求項1〜13のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物を付与し、活性エネルギー線により硬化させた帯電防止層を有する、帯電防止フィルム。
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