JPS6195035A - 表面硬化と帯電防止を併有する合成樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１１業上の利用分野〕 本発明は、合成樹脂表面の耐摩耗性能、耐擦傷性能が向
上され、かりＷ電防上性能が付与された合成樹脂成形品
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に１合成樹脂、例えばポリカーボネート、ポリメタ
アクリル酸メチル、ポリ塩化ビニールなどの熱可盟性樹
脂は、軽量性、易加工性、耐衝撃ｉＫ優れているので、
種々の用途に広く用いられている。しかしながら、これ
らの合成樹脂成形品は電気絶縁性が高いので日常の使用
時などＫ１Ｍ擦等で帯電して空気中の塵埃を付着するた
め、外観を損ねたり商品価値を著しく低下させる。更Ｋ
、表面硬度が不十分であるため傷つき易く、摩耗し易い
ばかシでなく溶剤に侵され易いという欠点がある。これ
らの欠点を改良する方法として特公昭弘ｌ−弘ココｌ／
号、同ゲター／Ｊｒｌｔ号、同≠デー２コタＩ１号、同
弘ター１ｔｉ−ｔｊｙ号、同ψヂーココタｊ２号、％開
昭！コー１０コ！Ｐ３６号、同！！−／（Ｈｆ６３１号
、同ｊμ−２７ｔ３３号の公報には、（メタ）アクリロ
イルオキシ基を有する多官能単量体を活性エネルギー線
照射によって架橋硬化重合被膜とした合成樹脂成形物の
表面改良技術が開示されている。しかしながら、これら
の技術は耐摩耗性、耐薬品性は改良するものの帯電防止
性能は付与されていなかった。ｔた、上記技術の改良と
して、特開昭！に−ｔｌ、１１４７号、同！！−ｒｔｒ
ｖ１号公報には、特定の構造の多官能単量体、単官能単
量体と添加物を特定の割合で配合し活性エネルギー線照
射によって架橋硬化重合物被膜とする表面改良技術が開
示されているが、表面硬度と帯電防止性能のバランスが
とシにぐいといった問題点があった。表面硬度を上げる
とｗ′ｒｔ防止性能が低下し、帯電防止性能を上げると
表面硬度が低下する。特公昭ぐター２２２１２号公報に
は、カチオ／性第４級アンモニウム塩官能基を有する単
量体と／分子中Ｋｊ個以上の（メタ）アクリロイルオキ
シ基を有する単量体を合成樹脂成形品の表酊に塗布し、
電離性放射線で硬化せしめる方法が開示されているが、
この方法の場合も同様に十分に采＊ａ化させて表面硬度
を高めていくと帯電防止性能が低下するといった問題点
があるばかりでなく、電離性放射線照射装置という特殊
な装置が必要である。！＃開昭１１−７／９Ｊ２４ｊ　
公報Ｋｄ、（／／）７クリロイルオキシ基を有する多官
能単量体を活性エネルギー線照射によって重合し六架橋
硬化重合被膜をシまたはアルカリで加水分解し、帯電防
止性を付与する技術が開示されている。しかしながら、
加水分解反応は結合の切断を伴なうので、硬化を合被戻
の強度不足や耐薬品性の低下を伴なうばかりでなく、！
電防上性能とのバランスをとるのも難しかった。以上述
べた如く、従来、表面硬度と帯電防止性能とは互いに影
響し合い両者のバランスをとるのが間離でちった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、表面硬度
を高めてｉ（摩耗性、耐擦傷性を向上させ同時に帯電防
止性も合わせて付与する技術を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、合成樹脂基材表面上に、第７層としてカチオ
ン性Ｅｔａ級アンモニウム塩官能基を含有する電導性樹
脂の被膜とｔｌｃＪ層として活性エネルギー線照射によ
る架橋硬化重合物の被膜を有し、かつ第２層の厚みが１
μｍ以下である合成樹脂成形品に関するものである。

次に、本発明を具体的に説明する。

本発明において、第２層の架橋硬化被膜の厚みは！帰以
下でなければならず、３．５μｍ以下であるのが好まし
い、！μａｒｆこえると、表面硬化レベルは高く々るが
＠電防上性能が低下するのみ１らず、表面クラックが入
り易くなる。

第１層の電導性樹脂被膜の厚みは特に限定しないが、余
ｂ＃ぐなると表面の平滑性が出し難く光沢が低下するの
で、１０μｍ以下が好ましく、更に好ましいのｌｉｊ、
１Ｊｒｎ以下である。しかし、／ｐｍ以下では帯電防止
性能が十分で々い。

第１ＰｉＪの電導性樹脂被膜の構成成分としては、カチ
オン性第μ級アンモニウム塩官能基を有する単量体をΔ
ＯＸ量チ量子以下ましくは５０〜１０重量％、更に好ま
しくＦｉミコ−≠ＯＸｘチ用いるのが望ましい、ｉｏｘ
＊チをこえると、基材との密着性が低下するだけでなく
、耐水性が悪化する。その他の成分としては耐光性等よ
シ（メタ）アクリル酸アル中ルエステルを用いるのが好
ましい。

カチオン性第４級アンモニクム塩官能基を有する単量体
の具体例としては、次の一般式に示されるものが挙げら
れる。

ｃ式中Ｒ，はＩｔたはＣＨＩ、Ｒ２は＋ＣＦＩ！−ＣＨ
！垢またはＣＨ３０ＳＯρ等を表わす、） （メタ）アクリル酸アルキルエステルの具体例としては
、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリ
レート、グロビル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ
）アクリレート、シクロヘキシル（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、ベンジル（メタ）アク
リレート、テトラヒドロ７リル（メタ）アクリレート等
がある。これらの単量体を／［または２種以上混合して
使用してもよい。

第２層の架橋硬化重合物被膜の構成成分は、実質的に７
分子中に３佃以上の（メタ）アクリロイル基を有する多
官能単量体と１分子中にｌ−一個の（メタ）アクリロイ
ル基を有する単量体との重合物から成る。多官能単量体
は十分な硬度を得るためＫＪＯＭ量−以上であることが
好ましい、まま、可撓性の付与や第１層との密着性の点
から、７分子中に１〜２個の（メタ）アクリロイル基を
有する単量体を併用するのが望ましい。

７分子中に３個以上の（メタ）アクリロイル基を有する
多官能単量体の具体例としては、−（分子武人） および、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テトラ（メタ）アクリレ
ート、ジベンタエリスリトールベ／り（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、トリメチロールプロパントリ　（メタ）アクリレ
ート、トリメチルールエタントリ　ｃメタ）アクリレー
ト、テトラメチロールメタ／テトラ（メタ）アクリレー
トなどが空２中においても酸素の重合禁止効果を受けず
に活性エネルギー線照射によって架橋硬化重合物を生成
するので好ましい。

７分子中に一個の（メタ）アクリロイル基を有する単ｆ
ｉ俸の具体例としては、ネオベンチルグリコールジ（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、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレ−
ト、　ト　リ　エチレングリ　コールジ　（メタ）アク
リレート、ブタンジオールジアクリレ−）、７’チレン
クリコールジアクリレート、フロビレ／グリコールジ（
メタ）アクリレート、ジグロビレングリコールジ（メタ
）アクリレートなどが挙げられる。１分子中に７個の（
メタ）アクリロイル基を有する単量体の具体例はすでＫ
（メタ）アクリル酸アルキルエステルのところで述べた
ようなものが挙げられる。

以上に示した各々の官能基を有する単量体は、それぞれ
１種またはコ種以上混合して使用してもよい。

第１，２層の作成に際して、各々の官能基を有する単蒙
体混合物は、分布し易い粘度に調節するために、必要に
応じてメタノール、エタノール、アセト／、酢酸エチル
などの溶剤を加えて希釈して塗布してもよいが、塗布上
支障がなければ溶剤は加えないほうが乾燥工程が省略で
きるのみでなく、引火や健康上の危険を避けられるので
好ましい。

第２層の架橋硬化重合被膜を形成せしめるためには、紫
外線、電子線、あるいは放射線などの活性エネルギー線
を照射する必要がある。その中でも紫外線による方法は
実用面からみて最も好ましい。紫外線を塗布被膜の架橋
硬化エネルギー線として利用する場合ＫＦｉ、被覆材組
成物中に紫外線照射によって重合開始反応を開始しうる
光増感剤を加えておく必要がある。このような光増感剤
の具体例としては、ベンゾフェノン、ベンゾインエーテ
ル、ペンツインジメチルケタール、ｐ−クロルへ／／フ
ェノン、ペンツイン、ペンツインメチルエーテル、ｐ−
メトキシベンゾフェノンなどのｆ）　ｋ　ホニル化合物
、テトラメチルブララムモノスルフィド、テトラメチル
チウラムジスルフィドなどの硫黄化合物、アゾビスイソ
ブチロニトリル、アゾビス−２，４！−ジメチルバレロ
ニトリルなどのアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド
、ジターシャリ−ブチルパーオキサイドなどのバーオキ
ティド化合物が挙げられる。これらの光増感にｊは単独
で使用してもよいし、一種以上組合わせて用いてもよい
。これら光増感剤の添加量はｏ、ｏｉ〜１０重ｆチが着
色防止や耐候性の保持性の面から好ましい。

本発明に使用する第１１第一層重合物被膜中には必要に
応じて表面平滑剤、界面活性剤、紫外線吸収剤あるいは
貯蔵安定剤などの添加剤を適宜添加して使用することが
できる。

本発明に使用できる合成樹脂成形品としては、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂を問わないが、光学的性質、耐衝撃
性などの特性からポリメタアクリル酸メチル、ポリカー
ボネート、ポリ塩化ビニール、ポリアクリルジグリコー
ルカーボネートなどの透明合成樹脂が本発明の特徴を最
もよく発揮できる。

合成樹脂成形品の形状としては、射出成形品、押出板、
キャスト板、圧線成形品のいずれでもよい。

〔作　　用〕

本発明の作用について説明すると、第１層の℃導性樹脂
被膜が表面に帯電した電荷を放電する作用を行ない、ｔ
ｌｃ１層の架橋硬化重合物被膜が表面硬度を向上させる
作用を行なう、ただし、Ｍλ層の−ｆｆｉ橋硬化重合物
被膜の厚みは最大！μｍ以下である。

〔発明の効果〕

本発明においては、帯電防止性能の付与と硬化表面の形
成を別々の層で行なうので、その両性能の程度を各独立
にコントロールでき、両性能を同時にバランスよく付与
できる０本発明の合成樹脂成形品は、テレビの前面板、
有機窓ガラス、照明器カバー、光学用レンズのように傷
や空気中の塵埃の付着を嫌う用途には特に有用である。

〔実　施　例〕

以下実施例によって本発明の内容を更に詳細に説明する
。なお、実施例中の物性評価は次のような方法で行なっ
た。

乙耐摩耗性 ａ、テーパー摩耗性テスト ＡＳＴＭ−Ｄ　１０４を−に準じて摩耗輪Ｆｉｃｓ／７
を用い、荷ｊｉ　１０００９．回転数７０ｒＰｌで２ｊ
Ｏ回転１のヘーズ値を測定し、表面の摩耗性をみた。唸
おヘーズ値が高いほうが表面が摩耗していることを章味
する。

ｂ５スチールウール耐擦傷性テスト 線径ｏ、ｏｉψ日の＃＃１０００スチールウールヲ用い
た。

Ｏ・・・軽くこすってもその表面にほとんど傷が付かな
い。

△・・・軽くこするとその表面に少し傷が付く。

×・・・軽くこすってもその表面にひどく傷が付く。（
基材樹脂と同程度） ユ帯電防止性 ａ、タバコの灰付着性テスト ○・・・表面を木綿の布で２０回こすった後、新しいタ
バコの灰から約／　ｃｍ　１で近づけても灰の付着が全
くない。

Δ・・・同上操作で若干付着する。

×・・・同上操作で著しく付着する。

ｂ、半減期テスト ネオストメーター（宍戸商会製）を用いて、温度２３℃
、湿度！Ｏチの条件下に、　／（７ＫＶで７０秒間印加
後の半減期を測定した。

３、密　着　性 被膜に／ＩＥ１１間隔に基材に達する切断線を縦、横に
それぞれ／／本人れて／ｗｒの目数を１００個作塾、そ
の上に七ロバ／テープをはシフは急激にはかす。

このセロハンテープの操作を同一個所で３回繰り返す。

Ｏ・・・３回繰り返しても剥離目なし。

Δ・・・３回繰り返した後の剥離目の数ｌ−よ０個。

Ｘ・・・３回繰り返した後の剥離目の数！／−１００個
。

弘耐　水　性 １度−３℃の水中に投入し２００時間後の表蘭状態をみ
た。

Ｏ・・・変化なし。

△・・・周辺が剥離。

×・・・全体が剥離。

実施例１ メチルメタアクリレ−）　　ｔＯｆと塩化トリメチルア
ミノエチルメタアクリレート　リタをエタノールｔｋ０
０ｆに溶解し、アゾビスイソブチロニトリル　０．！ｆ
トドデシルメルカプタンｏ、ｉｙを加えて温度ｔｏ℃で
５時間重合した。次にこの重合物溶液を多量のシクロヘ
キサノン中によ＜攪拌しながら投入して重合物をｐ別分
離して回収した後、１０℃で真空乾燥した。このように
して得た重合物■をメタノールに溶解し１２重量％のメ
タノール溶液を得た。このメタノール溶液をディッピン
グ装置を用いて厚みλ園のメタクリル樹脂板（層化成製
、商品名プラグラスＡ）Ｋ！！布した後１０℃で３０分
乾燥して、サンプルのを得た。

次に１分子式囚の多官能単量体を／２！ｆ　、　　）　
ＩＪメチロールプロパントリアクリレート　１０？、２
−ヒトルキシエチルメタアクリレ−）　　７１Ｐｆ：キ
シレン／７！ｆとメタノール　７よｔの混合溶剤に溶解
した。この溶液に光増感剤としてぺ／／インエテルエー
テルＪ、７　ｊ　ｆを加えて溶解し、ディッピング装置
を用いて、引上げ速度コｊ５１〜の条件でサンプル■の
上にコーティングして、そのまｔｔ。

分装置乾燥してサンプル■を得た。サンプル■に空気中
で高圧水鍋灯（岩崎電気製、コｋＷＨｏ−Ｌ２／）の紫
外線を、両面各々コＯｃｍの距離から７１秒間照射して
サンプル■を得た。膜厚は電子顕微鏡写真から、第１層
が弘よｐｍ１第１層がＪ、Ｏｐｒｍであった。

得られた表面処理合成樹脂板は表／Ｉｃ示すように表面
α化されているので耐摩耗性に優れ、帯電防止性能を有
するものであった。

表　　　　　　／ ａｌ：　　テーパー摩耗性テスト ｂｌ：　　スチールウール耐擦傷性テストａ、：　　タ
バコの灰付着性テスト ｂ１：　　半減期テスト 実施側御 実施例１で得た重合物（４）をメタノールに溶解して！
重ｆ％重合物囚溶液とした。この重合物■溶液−００−
を２．５重量−の硝酸銀水溶液ｊ０−中に攪拌しなから
ゆつ〈秒と滴下した後、３時間放置した。放置後、生成
した塩化銅沈殿を一過した。

ｐ液をエバポレーターを用いて７０℃以下の条件下で乾
固した。これにメタノールを１００−加えて溶解した後
、多量のシクロヘキサノンに投入して沈殿した重合物を
ｐ別回収して真空乾燥を行ない重合物（Ｂ）を得た。こ
の重合物（Ｂ）を用いた以外は、実施例／と同条件で行
なった。膜厚ａｌ／層が１１、ｔｐｒｎ、第２層がＪ、
２μｍであった。

なお、重合物［Ｂｌは、分析の結果ＣＩＯは含まれてお
らず、全てＮ０９にｆＩｔ換されていた。

得られた合成樹脂板は表２に示すように耐摩耗性に優れ
帯電防止性能を有するものであった。

比較例１ メチルメタアクリレ−）　　２！ｆと塩化トリメチルア
ミノエチルメタアクリレート　７１ｆを使用し北以外は
、実［Ｆ１／と同条件で行なった。

表　　　　　２ 実施例！−４．比較例２〜Ｊ 表３に示した組成を用いて実施例１と同条件下で第１層
、第２層の被膜を有する合成樹脂成形品を得た。第一層
の架橋硬化重合物被膜は、厚すぎると帯電防止性が低下
するばかりでなく、著しくクラックが入り易い上に密着
性も悪くなる。また多官能単量体の量を減少した重合物
被膜は、硬化不十分で被膜の＃摩耗性が悪い。

（以下余白） 実施例１〜１０．比較例μ 表参に示した組成を用いて、実施例１と同条件下で第１
層、第一層の被膜を有する合成樹脂成形品を得た。多官
能単量体の量を減少した重合物被膜は密着性は良好なも
のの耐摩耗性が悪い１本発明に従った組成では、表ぐに
示すとおシ耐摩耗性と帯電防止性に優れていた。

（以下余白） 実施例／／〜１３ 厚み３ｍのメタアクリル８４脂板（態化成製、商品名プ
ラグラスにン、厚みコ鱈のポリカーボネート樹脂板（三
菱瓦斯化学友、商品名ニーピロ／７−ト）、厚み３Ｍの
メタアクリル樹脂射出成形板（旭化成製、デルペット便
用〕を用い、それぞれ実施例１と同条件で第１層、第２
層の表面処理合成樹脂成形品を得た。結果は表５に示す
とおり耐摩耗性と帯電防止性に優れ、ているものであっ
た。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂基材表面上に、第１層としてカチオン性
   第４級アンモニウム塩官能基を含有する電導性樹脂の被
   膜と第２層として活性エネルギー線照射による架橋硬化
   重合物の被膜を有し、かつ、第２層の厚みが５μｍ以下
   である合成樹脂成形品。
2. （２）第１層の電導性樹脂被膜が、カチオン性第４級ア
   ンモニウム塩官能基を有する（メタ）アクリル系単量体
   と、（メタ）アクリル酸アルキルエステル単量体との重
   合物である特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂成形品
   。
3. （３）カチオン性第４級アンモニウム塩官能基を有する
   （メタ）アクリル系単量体が、次の一般式▲数式、化学
   式、表等があります▼ （式中Ｒ＿１はＨまたはＣＨ＿３、Ｒ＿２は▲数式、化
   学式、表等があります▼または▲数式、化学式、表等が
   あります▼で、ｎが１〜５、Ｒ＿３はＣＨ＿３、Ｃ＿２
   Ｈ＿５、Ｘ＾Θはハロゲン陰イオン、ＮＯ＿＾Θ、ＣＨ
   ＿３ＣＯＯ＾Θ、ＣＨ＿３ＯＳＯ＿２＾Θを表わす。）
   で表わされる単量体である特許請求の範囲第２項記載の
   合成樹脂成形品。
4. （４）第１層の電導性樹脂被膜重合体のカチオン性第４
   級アンモニウム塩官能基を有する（メタ）アクリル系単
   量体の割合が６０〜１０重量％である特許請求の範囲第
   ２項記載の合成樹脂成形品。
5. （５）第２層の架橋硬化重合物の被膜が、１分子中に３
   個以上の（メタ）アクリロイル基を有する多官能単量体
   と、１〜２個の（メタ）アクリロイル基を有する単量体
   とからの重合物であり、かつ前者の単量体の割合が３０
   重量％以上である特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂
   成形品。
6. （６）合成樹脂基材が透明合成樹脂である特許請求の範
   囲第１項記載の合成樹脂成形品。
7. （７）透明合成樹脂がポリメタアクリル酸メチル、ポリ
   カーボネート、またはポリ塩化ビニールである特許請求
   の範囲１項記載の合成樹脂成形品。