説明

光硬化性帯電防止剤およびその製造方法

【課題】本発明は、高い帯電防止性能とハードコート性を両立しうる硬化膜を得ることができる、光硬化性帯電防止剤を提供することを目的とする。さらに、前記帯電防止剤を含む光硬化性組成物およびそれを硬化してなる硬化膜を提供することを目的とする。
【解決手段】分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基の一部と、
分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)中の一級アミノ基または二級アミノ基と、を反応させてなるアミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物中のアミノ基を、
さらに酸(C)で中和してなる光硬化性帯電防止剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハードコート性と帯電防止性を持った光硬化性帯電防止剤およびその製造方法に関し、さらに前記光硬化性帯電防止剤を含む光硬化性組成物、およびそれを用いた硬化膜とその積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、情報通信機器の性能確保と安全対策の面から、機器の表面に、光硬化性組成物を用いて、耐擦傷性、密着性などを有するハードコート性塗膜や、帯電防止性塗膜を形成することが行われている。近年、情報通信機器の発達と汎用化には目覚しいものがあり、ハードコート性塗膜、帯電防止性塗膜等の更なる性能向上および生産性の向上が求められており、光硬化性材料を用いた様々な提案がされている。
【0003】
耐擦傷性を向上する方法としては、多官能(メタ)アクリレート等の多官能性単量体を用い、架橋被膜を基材表面に形成することが知られている。また、帯電防止性を付与する方法としては、カチオン、アニオン、ノニオン系などの種々の界面活性剤、あるいはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及びアンモニウム塩などの塩を添加する場合が挙げられるが、十分な帯電防止性を得るためには相当量添加する必要がある。(特許文献1〜2) この場合、十分な耐擦傷性が得られず、低湿度における帯電防止性能に乏しい。またコーティング層表面に帯電防止剤がブリードしたり、高湿度下で経時的に帯電防止能が著しく低減したりするという問題を生じる。
【0004】
エチレングリコールジメタクリレート等の少なくとも2個のアクリロイルオキシ基および/またはメタアクリロイルオキシ基を有する架橋重合性化合物と、分子中に四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物とを含んでなる組成物を重合させて皮膜を形成することにより、耐摩耗性および耐溶剤性に優れ、帯電防止性および表面染色性を改善できることが知られている。(特許文献3)
しかしながら、当該公報に記載の方法によると、四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物の吸湿性が余りに高いために、皮膜を形成する組成物中に多くの水分が含まれることとなり、このため組成物の重合時に重合硬化ムラ、品質ムラ等を発生してしまう場合があった。更に、四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物中の水分を除去しようとしても、四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物の重合性が高いため、加熱及び減圧操作中に重合してしまい実質的に無水の四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物を得ることは困難であった。
【0005】
四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物の吸湿性に関する上述の不具合は、四級アンモニウム塩基を有する重合性化合物と、ポリエチレングリコールメタクリレート等を重合してなる共重合体を使用することにより、改善されることが示されている。(特許文献4〜5) しかしながら、当該公報に記載の方法においては、四級アンモニウム塩基を有する高分子共重合体には、光硬化性を有する官能基が存在しておらず、前記共重合体を含む硬化物のハードコート性が著しく低下するという欠点があった。
【特許文献1】特開平10−244618号公報
【特許文献2】特開2000−281736号公報
【特許文献3】特公昭54−15074 号公報
【特許文献4】特開平6−73305号公報
【特許文献5】特開平8−311366号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、高い帯電防止性能とハードコート性を両立しうる硬化膜を得ることができる、光硬化性帯電防止剤を提供することを目的とする。さらに、前記光硬化性帯電防止剤を含む光硬化性組成物およびそれを硬化してなる硬化膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基の一部と、
分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)中の一級アミノ基または二級アミノ基と、を反応させてなるアミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物中のアミノ基を、
さらに酸(C)で中和してなる光硬化性帯電防止剤に関する。
【0008】
さらに本発明は、(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基100モルに対して、アミン化合物(B)中の一級アミノ基または第二級アミノ基を、0.5〜80モルとなる比率で反応させてなる上記光硬化性帯電防止剤に関する。
【0009】
さらに本発明は、(メタ)アクリレート化合物(A)の重量平均分子量が、500〜20000である上記光硬化性帯電防止剤に関する。
【0010】
さらに本発明は、(メタ)アクリレート化合物(A)が、芳香環を有する上記光硬化性帯電防止剤に関する。
【0011】
さらに本発明は、(メタ)アクリレート化合物(A)が、下記一般式(1)で表される化合物である上記光硬化性帯電防止剤に関する。
一般式(1)
【0012】
【化1】

(式中、R1〜R4は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、R5〜R8は、それぞれ独立に非置換もしくは置換の、直鎖もしくは分岐鎖のアルキレン基を示し、R9は、4価の脂肪族基もしくは芳香族基を示す。)
さらに本発明は、酸(C)が、フッ素原子を有する上記光硬化性帯電防止剤に関する。
【0013】
さらに本発明は、アミン化合物(B)が、脂肪族アミンである上記光硬化性帯電防止剤に関する。
【0014】
さらに本発明は、アミン化合物(B)が、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有し、さらに三級アミノ基を有する化合物(D)である上記光硬化性帯電防止剤に関する。
【0015】
さらに本発明は、分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基の一部と、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)中の一級アミノ基または二級アミノ基とを反応させ、アミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物を得る第一の工程、
第一の工程で得られた化合物中のアミノ基を酸(C)で中和する第二の工程、を含むことを特徴とする光硬化性帯電防止剤の製造方法に関する。
【0016】
さらに本発明は、上記光硬化性帯電防止剤を含む光硬化性組成物に関する。
【0017】
さらに本発明は、上記光硬化性組成物を硬化してなり、表面抵抗値が1×1014Ω/□以下であることを特徴とする硬化膜に関する。
【0018】
さらに本発明は、硬化膜の厚さが0.1〜30μmであることを特徴とする上記硬化膜に関する。
【0019】
さらに品発明は、上記硬化膜と基材とを含む積層体に関する。
【発明の効果】
【0020】
本発明により、高い帯電防止性能とハードコート性を両立しうる硬化膜を得ることができる、光硬化性帯電防止剤を提供することができた。さらに、前記光硬化性帯電防止剤を含む光硬化性組成物およびそれを硬化してなる硬化膜を提供することができ、光学特性にも優れ、光学部材からなる積層体に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
本発明の光硬化性帯電防止剤は、分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)と、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)とを反応させて、アミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物を作製し、さらに酸(C)で前記化合物中のアミノ基を中和してなることを特徴とするものである。その結果、本発明の光硬化性帯電防止剤は、硬化性に優れ、帯電防止性、ハードコート性、透明性、耐光性に優れた硬化膜およびその積層体を形成することが可能である。したがって、特にプラスチック光学部品、光ディスク、反射防止膜、タッチパネル、フィルム型液晶素子に好適に使用できるほか、各種プラスチック積層体のハードコート剤としても好適に使用できる。
【0022】
<分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)>
本発明の、分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)は、光硬化後の硬化膜の鉛筆硬度が「H」以上になる(メタ)アクリレート化合物が好ましく、「2H」以上になるものであることがより好ましく、「3H」以上になるものであることがさらに好ましい。ここで、鉛筆硬度とは、JIS−K5600に準拠し(基材:厚み100μmの易接着処理PETフィルム、荷重:500g)、膜厚10μmの硬化膜に傷が発生しない鉛筆の濃度記号をいう。また、ここでいう「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレートまたはメタクリレート」を意味する。
【0023】
光硬化後の硬化膜の鉛筆硬度が「H」未満になる(メタ)アクリレート化合物を使用した場合、光硬化後の硬化膜の透明性は良好であるが、ハードコート性に問題を生じる可能性があり、ハードコート用途への使用において不具合を生じる場合がある。光硬化後の硬化膜の鉛筆硬度が「H」以上になる(メタ)アクリレート化合物としては、3個以上のエチレン性不飽和基を含有する多官能(メタ)アクリレート化合物が光硬化性も良好であり好ましい。さらに好ましくは5個以上のエチレン性不飽和基を含有する多官能(メタ)アクリレート化合物である。
【0024】
本発明の(メタ)アクリレート化合物(A)のうち、モノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)などが挙げられる。オリゴマーまたはポリマーとしては、ポリエステル(メタ)アクリレート化合物、エポキシ(メタ)アクリレート化合物、ウレタン(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。(メタ)アクリレート化合物(A)の重量平均分子量は、1000〜20000の化合物であることが好ましく、重量平均分子量1000〜20000のポリエステルアクリレート化合物、エポキシアクリレート化合物、またはウレタンアクリレート化合物がより好ましい。重量平均分子量が1000未満であると、硬化膜のハードコート性が劣る場合があり、20000を超えると、光硬化性組成物の粘度が高くなり塗工に問題が生じる場合がある。
【0025】
さらに本発明の(メタ)アクリレート化合物(A)は、その構造中に芳香環を有する化合物である方が、硬化膜のハードコート性に優れる場合があり好ましい。
【0026】
本発明の(メタ)アクリレート化合物(A)としては、市販の化合物を使用することが可能である。具体的には、以下の製品が挙げられる。
【0027】
東亜合成(株)製:アロニックスM−400、アロニックスM−402、アロニックスM−408、アロニックスM−450、アロニックスM−7100、アロニックスM−8030、アロニックスM−8060、
大阪有機化学工業(株)製:ビスコート♯400、
化薬サートマー(株)製:SR−295、
ダイセルUCB(株)製:DPHA、Ebecryl 220、Ebecryl 1290K、Ebecryl 5129、Ebecryl 2220、Ebecryl 6602、
新中村化学工業(株)製:NKエステルA-TMMT、NKオリゴEA−1020、NKオリゴEMA−1020、NKオリゴEA−6310、NKオリゴEA−6320、NKオリゴEA−6340、NKオリゴMA−6、NKオリゴU−4HA、NKオリゴU−6HA、NKオリゴU−324A、
BASF社製:LaromerEA81、
サンノプコ(株)製:フォトマー3016、
荒川化学工業(株)製:ビームセット371、ビームセット575、ビームセット577、ビームセット700、ビームセット710、
根上工業(株)製:アートレジンUN−3320HA、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−3320HC、アートレジンUN−3320HS、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−901T、
日本合成化学工業(株)製:紫光UV−7600B、紫光UV−7610B、紫光UV−7620EA、紫光UV−7630B、紫光UV−1400B、紫光UV−1700B、紫光UV−6300B、
共栄社化学(株)製:ライトアクリレートPE−4A、ライトアクリレートDPE−6A、UA−306H、UA−306T、UA−306I、
日本化薬(株)製:KAYARAD DPHA、KAYARAD DPHA−40H、KAYARAD D−310、KAYARAD D−330。
【0028】
さらに、本発明の(メタ)アクリレート化合物(A)としては、下記一般式(1)で表される化合物を使用するのが好ましい。
一般式(1)
【0029】
【化2】

(式中、R1〜R4は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、R5〜R8は、それぞれ独立に非置換もしくは置換の、直鎖もしくは分岐鎖のアルキレン基を示し、R9は、4価の脂肪族基もしくは芳香族基を示す。)
【0030】
式中、R9の4価の脂肪族骨格としては、炭素鎖数4〜10のアルキル骨格である4価の脂肪族基が挙げられ、具体的にはブタン骨格、シクロブタン骨格、ヘキサン骨格、シクロヘキサン骨格、デカリン骨格などが挙げられる。さらに、R9の4価の芳香族基としては、具体的にはフェニル骨格、ベンゾフェノン骨格、ビフェニル骨格、フェニルエーテル骨格、ジフェニルスルホン骨格、ジフェニルスルフィド骨格、ペリレン骨格、フルオレン骨格、テトラヒドロナフタレン骨格及びナフタレン骨格などが挙げられる。
【0031】
上記一般式(1)で表される(メタ)アクリレート化合物は、例えば、脂肪族骨格または芳香族骨格、および2つ以上のカルボン酸無水物基を有する化合物(x1)と、
エチレン性不飽和基およびカルボン酸無水物基と反応しうる官能基を有する化合物(x2)とを反応させてなるカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(X)と、
エチレン性不飽和基およびカルボキシル基と反応しうる官能基を有する化合物(Y)とを反応させて得られる。
【0032】
ここで、化合物(x2)における「カルボン酸無水物基と反応しうる官能基」としては、ヒドロキシル基、アミノ基、グリシジル基などが挙げられるが、反応の制御のし易さから、ヒドロキシル基が特に好ましい。また、化合物(Y)における「カルボキシル基と反応しうる官能基」としては、エポキシ基、オキサゾリン基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボジイミド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ビニルエーテル基などが挙げられる。
【0033】
さらに、一例を挙げて説明する。脂肪族骨格または芳香族骨格、および2つ以上のカルボン酸無水物基を有する化合物(x1)である下記一般式(2):
一般式(2)
【0034】
【化3】

[ここで、R9は、一般式(1)で定義した通り]
で示される脂肪族または芳香族テトラカルボン酸二無水物を、エチレン性不飽和基およびカルボン酸無水物基と反応しうる官能基を有する化合物(x2)である、下記一般式(3):
CH2=C(R1)COOR5OH 一般式(3)
[ここで、R1およびR5は、一般式(1)で定義した通り]
で示される第1のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物、
および下記一般式(4):
CH2=C(R2)COOR6OH 一般式(4)
[ここで、R2およびR6は、式(1)で定義した通り]
で示される第2のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物、と反応させて、下記一般式(5):
一般式(5)
【0035】
【化4】

[ここで、R1、R2、R5、R6およびR9は、一般式(1)で定義した通り]
で示される化合物(X)を得ることができる。
【0036】
上記一般式(2)で示される脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
【0037】
一方、芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニル骨格を有するビフェニルテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン骨格を有するナフタレンテトラカルボン酸二無水物等、フルオレン骨格を有する9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、あるいは、9,9−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二無水物、テトロヒドロナフタレン骨格を有するテトラヒドロナフタレンカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、グリセリンビス(アンヒドロトリメリテート)モノアセテート等が挙げられる。市販品としては新日本理化株式会社製「リカシッドTMTA−C」、「リカシッドMTA−10」、「リカシッドMTA−15」、「リカシッドTMEGシリーズ」、「リカシッドTDA」、「リカシッドDSDA」、などが挙げられる。
【0038】
これら芳香族テトラカルボン酸二無水物のうち、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は、ビフェニル骨格を有するものであり、ビフェニル骨格を一般式(1)で示される化合物の分子内に効率よく導入でき、さらに硬化膜のハードコート性と金属酸化物の良好な分散性を併せ持つことができるため、特に好ましい。
【0039】
第1および第2のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物[上記一般式(3)および(4)]は、互いに同じであっても異なっていてもよい。そのようなヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物の例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、ジヒドロキシアクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(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、ジペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。硬度を上げる用途の場合は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が好ましい。
【0040】
具体的な市販品としては、ビスコート#300(大阪有機化学工業株式会社製)、KAYARAD PET30(日本化薬株式会社製)、PETIA(ダイセルUCB(株)製)、アロニックスM305(東亞合成株式会社製)、NKエステルA−TMM−3LMN(新中村化学工業株式会社製)、ライトアクリレートPE−3A(共栄社化学株式会社製)、SR−444(サートマー株式会社製)、ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学株式会社製)、KAYARAD DPHA(日本化薬株式会社製)、アロニックスM402(東亞合成株式会社製)等が挙げられる。多官能(メタ)アクリレート化合物の場合、副成分として水酸基を2個持つ多官能(メタ)アクリレートを5〜15%程度含有することにより、得られる光硬化性帯電防止剤の硬化後の重量平均分子量が高分子量化する傾向にあり、耐久性が上がることから好ましい。
【0041】
上記脂肪族または芳香族テトラカルボン酸二無水物と、第1および第2のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物との反応は、脂肪族または芳香族テトラカルボン酸二無水物の有する2つのカルボン酸無水物基と、第1および第2のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物がそれぞれ有するヒドロキシル基との反応であり、それ自体当該分野においてよく知られている。例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物と第1および第2のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物とを、シクロヘキサノンのような有機溶媒中、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンのような触媒の存在下、50〜120℃の温度で反応させることができる。この場合、反応系に、メトキノン、ヒドロキノンのような重合禁止剤を添加することができる。
【0042】
上記反応後、反応生成物である一般式(5)で表される化合物(X)を含む反応混合物に、これを精製することなく、エチレン性不飽和基およびカルボキシル基と反応しうる官能基を有する化合物(Y)を添加し、反応させて一般式(1)で示される化合物を得ることができる。化合物(Y)としては、例えば下記一般式(6):
一般式(6)
【0043】
【化5】


[ここで、R10は、CH2=C(R3)−C(O)O−基およびCH2=C(R4)−C(O)O−基;R3およびR4は、一般式(1)で定義した通り]
であるエポキシ基含有化合物[この場合一般式(1)におけるR7およびR8は、−CH2CH(OH)CH2−基である]が挙げられる。
【0044】
一般式(6)で示される化合物の例には、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレートのようなエポキシ基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0045】
その他、化合物(Y)としては、o−フェニルフェノールグリシジルエーテル、p−フェニルフェノールグリシジルエーテル、モノスチレン化フェノールグリシジルエーテル、4−シアノ−4−ヒドロキシビフェニルグリシジルエーテル、4,4’−ビフェノールモノグリシジルエーテル、4,4’−ビフェノールジグリシジルエーテルのような芳香族グリシジルエーテル化合物等を使用することができる。
【0046】
一般式(5)で示される化合物と一般式(6)で示される化合物との反応は、一般式(5)で示される化合物の有するカルボキシル基と、一般式(6)で示される化合物の有するエポキシ基との反応であり、それ自体当該分野においてよく知られている。例えば、この反応は、ジメチルベンジルアミン等のようなアミン触媒の存在下、50〜120℃の温度で行なうことができる。
【0047】
これらの反応は、無溶媒で行なってもよく、あるいは反応に対して不活性な溶媒中で行なってもよい。かかる溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、ベンゼンまたはトルエン等の炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチルまたは酢酸ブチル等のエステル系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランまたはジオキサン等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンまたはパークレン等のハロゲン系溶媒;アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン等の極性溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は、2種類以上を併用しても差し支えない。
【0048】
<分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)>
光硬化性帯電防止剤を構成する分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)は、一分子中に一級アミノ基または二級アミノ基を少なくとも1個有するアミン化合物であり、剛直性の少ない脂肪族アミンがより好ましい。さらに、分子内に一級または二級アミノ基を2個以上有するアミン化合物を用いた場合、アミン化合物1分子に対して複数の(メタ)アクリレート化合物(A)が複雑に反応するため、反応物は高分子量化し、ゲル化しやすい問題を有する。そのため、(メタ)アクリレート化合物に対するアミン化合物の添加量を低減させたり、反応条件などを制御したりすることにより、分子内に一級または二級アミノ基を2個以上有するアミン化合物を使用することができる。
【0049】
アミン化合物(B)は、(メタ)アクリレート化合物(A)と反応しないアミノ基以外の他の極性官能基を有しても良い。このような極性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、シアノ基、ニトロキシル基などが挙げられる。
【0050】
さらに、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)は、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有し、さらに三級アミノ基を有する化合物(D)であることが好ましい。分子内に三級アミノ基が存在すると三級アミノ基は、(メタ)アクリレート化合物(A)と反応しないため、高分子量化、ゲル化することがなく、一級アミノ基または二級アミノ基のみの化合物よりもより多くのアミノ基を導入することができる。
【0051】
分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)の中で一級アミノ基を有するアミンとしては、アミノメタン、アミノエタン、1−アミノプロパン、2−アミノプロパン、1−アミノブタン、2−アミノブタン、1−アミノペンタン、2−アミノペンタン、3−アミノペンタン、イソアミルアミン、1−アミノヘキサン、1−アミノヘプタン、2−アミノヘプタン、2−オクチルアミン、1−アミノノナン、1−アミノデカン、1−アミノドデカン、1−アミノトリデカン、1−アミノヘキサデカン、ステアリルアミン、アミノシクロプロパン、アミノシクロブタン、アミノシクロペンタン、アミノシクロヘキサン、アミノシクロドデカン、1−アミノ−2−エチルヘキサン、1−アミノ−2−メチルプロパン、2−アミノ−2−メチルプロパン、3−アミノ−1−プロペン、3−アミノメチルヘプタン、3−イソプロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、3−イソブトキシプロピルアミン、2−エチルヘキシロキシプロピルアミン、3−デシロキシプロピルアミン、3−ラウリロキシプロピルアミン、3−ミリスチロキシプロピルアミン、2−アミノメチルテトラヒドロフラン、アニリン、o−アミノトルエン、m−アミノトルエン、p−アミノトルエン、o−ベンジルアニリン、p−ベンジルアニリン、1−アニリノナフタレン、1−アミノアントラキノン、2−アミノアントラキノン、1−アミノアントラセン、2−アミノアントラセン、5−アミノイソキノリン、o−アミノジフェニル、4−アミノジフェニルエーテル、2−アミノベンゾフェノン、4−アミノベンゾフェノン、o−アミノアセトフェノン、m−アミノアセトフェノン、p−アミノアセトフェノン、ベンジルアミン、α−フェニルエチルアミン、フェネシルアミン、p−メトキシフェネシルアミン、p−アミノアゾベンゼン、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、アリルアミン等が挙げられる。
【0052】
分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)の中で二級アミノ基を有するアミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、ジsec−ブチルアミン、N−エチルイソアミルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、ピペコリニックアシッド、イソニペコチックアシッド、メチルイソニペコテート、エチルイソニペコテート、2−メチルアミノエタノール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1−ピペラジンエタノール、2−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンブチリックアシッド塩酸塩、4−ピペリジノール、ピロリジン、3−ピロリジノール、インドリン、N−ブチルアニリン、N−メチルベンジルアミン、3−ベンジルアミノプロピオニックアシッドエチルエーテル、4−ベンジルピペリジン、ジフェニルアミン等が挙げられる。
【0053】
さらに、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)の中で一級アミノ基および二級アミノ基を複数有するアミン化合物としては、3−アミノピロリジン、ジメチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、N,N−ジイソプロピルアミノエチルアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、メチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、ビス−(3−アミノプロピル)エーテル、ジメチルアミノエトキシプロピルアミン、1,2−ビス−(3−アミノプロポキシ)エタン、1,3−ビス−(3−アミノプロポキシ)−2,2−ジメチルプロパン、1,2−ジアミノブタン、1,4−ジアミノブタン、ラウリルアミノプロピルアミン、ジエタノールアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペリジン、N−アミノエチル4−ピペコリン、N−アミノプロピルピペリジン、N−アミノプロピル−2−ピペコリン、N−アミノプロピル−4−ピペコリン、N−アミノエチルモルフォリン、N−アミノプロピルモルフォリン、イミノビスプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、4−ピペリジンカルボキシアミド、4−アミノメチル−1−ブチルピペリジン、4−アミノメチルピペリジン、1,3−ジ−(4−ピペリジル)−プロパン、4−ピペリジノピペリジン、N−アミノプロピルアニリン、3−アミノピロリジン、N−メチルピペラジン、N−エチルピペラジン、N−アリルピペラジン、N−イソブチルピペラジン、N−アミノプロピルピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン、N−フェニルピペラジン、1−(2−ピリジル)ピペラジン、1−(4−ピリジル)ピペラジン、ホモピペラジン、N−メチルホモピペラジン等が挙げられる。上記に示すアミン化合物は、単独で用いられるほか、二種類以上を併用して用いてもよい。
【0054】
なかでも、二級アミノ基のみを有する脂肪族モノアミンは、マイケル付加反応が一段階で終了し、反応による着色が少ないため好ましい。二級アミノ基のみを有する脂肪族モノアミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、ジsec−ブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、2−メチルアミノエタノール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、1−ピペラジンエタノール、3−ピペリジンメタノール、2−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンエタノール、4−ピペリジノール、ピロリジン、3−アミノピロリジン、3−ピロリジノール等が挙げられる。
【0055】
分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有し、さらに三級アミノ基を有する化合物(D)としては、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有し、さらに三級アミノ基を有する化合物であれば公知のものを使用することができる。例えば、3,3−Iminobis(N,N−dimethylpropylamine)、Dimethylamino ethylamine、Diethylamino ethylamine、N,N’−Diisopropylamino ethylamine、Dimethylamino propylamine、Diethylamino propylamine、Dimethylaminoethoxy propylamine、Diethanolamino propylamine、N−aminoethyl piperidine、N−aminoethyl 4−pipecoline、N−Aminopropyl piperidine、N−Aminopropyl−2−pipecoline、N−Aminopropyl−4−pipecoline、N−Aminoethyl morpholine、N−Aminopropyl morpholine、N,N’−Di−tert−butylethylenediamine、Methylimino bis propylamine、4−Aminomethyl−1−butylpiperidine、N−Aminopiperidine、N−Amino−4−piperidine、4−Piperidino piperidineN−Benzyl−3−Amino pyrrolidine、N−Methyl piperazine、1−Amino−4−methyl piperazine、3−(ジエチルアミノ)プロピルアミン、3−(ジブチルアミノ)プロピルアミン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン等が挙げられる。
【0056】
本発明において、(メタ)アクリレート化合物(A)とアミン化合物(B)との反応は、前記(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基100モルに対して、アミン化合物(B)中の一級アミノ基または二級アミノ基が0.5〜80モルとなる比率で反応させることが好ましく、1.0〜30モルとなる比率で反応させることがより好ましい。この反応は、エチレン性不飽和基と一級アミノ基または二級アミノ基とのマイケル付加反応であり、エチレン性不飽和基と反応した一級アミノ基は、まず二級アミノ基となり、さらにエチレン性不飽和基と反応して三級アミノ基となる。また、エチレン性不飽和基と反応した二級アミノ基は、三級アミノ基となる。すなわち、(メタ)アクリレート化合物(A)とアミン化合物(B)とを反応させて得られた反応生成物には、0.5〜80モル(より好ましくは1.0〜30モル)のアミノ基(つまり、エチレン性不飽和基と一級または二級アミノ基とを反応させて生成する二級アミノ基および三級アミノ基)と、20〜95.5モル(より好ましくは70〜99モル)の未反応のエチレン性不飽和基が含まれていることが好ましい。
【0057】
一級または二級アミノ基の反応比率が0.5モル未満の場合、アミノ基の導入量が少なくなり十分な帯電防止性が得られなくなる。また、反応比率が80モルを超える場合、エチレン性不飽和基の比率が低くなるため、塗膜作成時の光硬化性が乏しくなり、その硬化膜のハードコート性が低下する場合がある。
【0058】
前記(メタ)アクリレート化合物(A)と前記アミン化合物(B)との反応は、二成分が溶解可能な溶剤中において行うことができる。反応温度に関しては、室温下でも速やかに反応が進むため、10〜110℃が好ましく、20〜80℃がより好ましい。反応温度が10℃未満の場合、(メタ)アクリレート化合物(A)、またはアミン化合物(B)の溶解性が低下して析出しやすく、さらに反応速度が低下し、反応時間が長時間化するため生産性が落ちるなどの問題が生じる場合がある。一方、反応温度が110℃を超えた場合、反応物が着色するため、硬化膜の色目に影響を及ぼす場合がある。
【0059】
前記(メタ)アクリレート化合物(A)と前記アミン化合物(B)とを反応させる際に用いる溶剤は、(メタ)アクリレート化合物(A)およびアミン化合物(B)と反応性を有しないものであれば、特に限定するものではない。溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、キシレン、ブタノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アジピン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチルなどが挙げられる。これらのうち、複数種の溶剤を組み合わせて用いてもよい。
【0060】
<酸(C)>
本発明でいう酸(C)とは、(メタ)アクリレート化合物(A)とアミン化合物(B)とを反応させてなる、アミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物中のアミノ基を中和するために使用する。酸(C)で中和することにより、塩を形成させ帯電防止能を高めるという特徴を付与することができる。なお、酸(C)で中和することで4級アンモニウム化合物と3級アンモニウム化合物との混合物になっていることが考えられる。中和の方法は、酸(C)を添加することにより行う。
【0061】
酸(C)としては、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ジプロピル硫酸等のアルキル硫酸類、p−トルエンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸メチル等のスルホン酸エステル類、トリメチルホスファイト等のアルキルリン酸、アルキルベンジルクロライド、ベンジルクロライド、アルキルクロライド、アルキルブロマイド等の各種ハライド、酢酸、塩酸、硫酸、臭化水素酸、燐酸、蟻酸、酢酸、グリコール酸、シュウ酸、乳酸またはクエン酸のような低分子量のモノ−、ジ−またはトリ−カルボン酸などが用いられる。酸(C)がフッ素原子を有する場合には防汚性の向上、ハードコート性の向上の点から好ましい。フッ素原子を有する酸(C)としては、トリフルオロ酢酸、フルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、クロロジフルオロ酢酸、5−フルオロサリチル酸、3−(トリフルオロメチル)ベンゼン酢酸、4−フルオロベンゼン酢酸、4−フルオロフェノキシ酢酸、2,2,3,3−テトラフルオロプロピオン酸等が挙げられる。
【0062】
本発明の光硬化性帯電防止剤は、分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)と、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)とを反応させ、さらに酸(C)でアミノ基を中和してなることを特徴とするものであり、さらに溶剤や様々な添加剤を、本発明の目的や効果を損なわない範囲において含むことができる。具体的には、溶剤、光重合開始剤、光硬化性化合物、重合禁止剤、光増感剤、レベリング剤、界面活性剤、抗菌剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、導電性ポリマー、導電性界面活性剤、顔料、染料、金属酸化物などが挙げられる。
【0063】
溶剤としては、特に制限されるものでなく、様々な公知の有機溶剤を用いることができる。具体的には例えば、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、アセチルアセトン、トルエン、キシレン、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−2−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、ブチルアセテート、イソアミルアセテート、アジピン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、テトラヒドロフラン、メチルピロリドンなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、2種類以上を併用しても差し支えない。また、溶剤を加えた場合は、溶剤を揮発させた後に硬化処理を行なうことが好ましい。
【0064】
なかでも、水酸基含有溶剤は、塗工工程のレベリング性が向上することから好ましい。全溶剤組成中の水酸基含有溶剤含有量は、10〜100重量%であることが好ましい。具体的には、水酸基含有溶剤としては、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−2−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。特に、3−メトキシ−1−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテルは、レベリング性がより良好となることから好ましい。
【0065】
光重合開始剤としては、光励起によってビニル重合を開始できる機能を有するものであれば特に限定はなく、例えばモノカルボニル化合物、ジカルボニル化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾインエーテル化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、アミノカルボニル化合物などが使用できる。
【0066】
具体的には、モノカルボニル化合物としては、ベンゾフェノン、4−メチル−ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、4−フェニルベンゾフェノン、4−(4−メチルフェニルチオ)フェニル−エタノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−(1,3−アクリロイル−1,3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−(1,3−アクリロイル−1,4,7,10,13−ペンタオキソトリデシル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミン塩酸塩、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシエチル)メタアンモニウムシュウ酸塩、2−/4−イソ−プロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−ヒドロキ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9Hチオキサントン−2−イロキシ−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミン塩酸塩、ベンゾイルメチレン−3−メチルナフト(1,2−d)チアゾリン等が挙げられる。
【0067】
ジカルボニル化合物としては、1,2,2−トリメチル−ビシクロ[2.1.1]ヘプタン−2,3−ジオン、ベンザイル、2−エチルアントラキノン、9,10−フェナントレンキノン、メチル−α−オキソベンゼンアセテート、4−フェニルベンザイル等が挙げられる。
【0068】
アセトフェノン化合物としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−ジ-2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−スチリルプロパン−1−オン重合物、ジエトキシアセトフェノン、ジブトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2,2−ジエトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノ−プロパノニル)−9−ブチルカルバゾール等が挙げられる。
【0069】
ベンゾインエーテル化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイゾブチルエーテル、ベンゾインノルマルブチルエーテル等が挙げられる。
【0070】
アシルホスフィンオキシド化合物としては、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シド、4−n−プロピルフェニル−ジ(2,6−ジクロロベンゾイル)ホスフィンオキシド等が挙げられる。
【0071】
アミノカルボニル化合物としては、メチル−4−(ジメトキシアミノ)ベンゾエート、エチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、イソアミル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、4,4’−ビス−4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス−4−ジエチルアミノベンゾフェノン、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン等が挙げられる。
【0072】
光重合開始剤の市販品としてはチバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製イルガキュア184、651、500、907、127、369、784、2959、BASF社製ルシリンTPO、日本シイベルヘグナー(株)製エサキュアワン等があげられる。
【0073】
光重合開始剤は、上記化合物に限定されず、紫外線により重合を開始させる能力があれば、どのようなものでも構わない。これらの光重合開始剤は、一種類で用いられるほか、二種類以上を混合して用いてもよい。光重合開始剤の使用量に関しては、特に制限はされないが、光硬化性化合物の全量100重量部に対して1〜20重量部の範囲内で使用することが好ましい。また、増感剤として、公知の有機アミン等を加えることもできる。さらに、上記ラジカル重合用開始剤のほかに、カチオン重合用の開始剤を併用することもできる。
【0074】
本発明の、光硬化性組成物は、光硬化性帯電防止剤の他に、バインダー樹脂や、光硬化性化合物を含んでいてもよい。バインダー樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリウレタンウレア樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、一種類で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。バイダー樹脂は、光硬化性組成物の固形分(溶剤以外の成分。以下、同じ。)の全量を基準(100重量部)として、20重量部以下の範囲内で使用することが好ましい。
【0075】
光硬化性化合物としては、例えば、(メタ)アクリレート化合物、脂肪酸ビニル化合物、アルキルビニルエーテル化合物、α−オレフィン化合物、ビニル化合物、エチニル化合物等のエチレン性不飽和基を有する化合物を用いることができる。これらのエチレン性不飽和基を有する化合物は、さらに水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アミド基、シラノール基等の官能基を有していてもよい。光硬化性帯電防止剤以外の光硬化性化合物は、光硬化性組成物の固形分の全量を基準(100重量部)として、50重量部未満の範囲内、特に5〜40重量部の範囲内で使用することが好ましい。
【0076】
(メタ)アクリレート化合物としては、ベンジル(メタ)アクリレート、アルキル系(メタ)アクリレート、アルキレングリコール系(メタ)アクリレート、カルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、窒素含有(メタ)アクリレート化合物等がある。また、単官能、多官能の化合物を適宜使用することができる。光硬化性、塗膜のハードコート性の点からは、多官能のものが好ましい。
【0077】
単官能の(メタ)アクリル系化合物として具体的には、アルキル系(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(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、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、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコシル(メタ)アクリレート、ヘンイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜22のアルキレン(メタ)アクリレートが挙げられる。極性の調整を目的とする場合には、炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキル基を有するアルキル基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。また、レべリング性の調節等を目的とする場合には、炭素数6以上のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
【0078】
アルキレングリコール系(メタ)アクリレートとしては、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(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、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート等の、末端に水酸基を有しポリオキシアルキレン鎖を有するモノ(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、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ブトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ペンタキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n−ブトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n−ペンタキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(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、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の、末端にアルコキシ基を有しポリオキシアルキレン鎖を有するモノ(メタ)アクリレート;フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラプロピレンエチレングリコール(メタ)アクリレート等の、末端にフェノキシまたはアリールオキシ基を有するポリオキシアルキレン系(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0079】
カルボキシル基およびエチレン性不飽和基を有する化合物としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、または、これらのアルキルもしくはアルケニルモノエステル、フタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸等が挙げられる。
【0080】
水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシビニルベンゼン、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0081】
窒素含有(メタ)アクリレート化合物としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−ペントキシメチル−(メタ)アクリルアミド等のモノアルキロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メチロール)アクリルアミド、N−メチロール−N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メチロール)アクリルアミド、N−エトキシメチル−N−メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N−ジ(エトキシメチル)アクリルアミンド、N−エトキシメチル−N−プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N−ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N−ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N−ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N−メトキシメチル−N−(ペントキシメチル)メタアクリルアミド等のジアルキロール(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド系不飽和化合物;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、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等のジアルキルアミノ基を有する不飽和化合物;及び、対イオンとしてCl-、Br-、I-等のハロゲンイオンまたはQSO3-(Q:炭素数1〜12のアルキル基)を有するジアルキルアミノ基含有不飽和化合物の4級アンモニウム塩等がある。
【0082】
その他の(メタ)アクリレート化合物としては、パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレート等の、炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルアルキル(メタ)アクリレート類を挙げることができる。
【0083】
さらに、パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレン等のパーフルオロアルキル、アルキレン類等のパーフルオロアルキル基含有ビニルモノマー;ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有ビニル化合物及びその誘導体;グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルアクリレート等のグリシジル基含有アクリレートが挙げられる。
【0084】
脂肪酸ビニル化合物としては、酢酸ビニル、酪酸ビニル、クロトン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、クロル酢酸ビニル、オレイン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等が挙げられる。
【0085】
アルキルビニルエーテル化合物としては、ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等が挙げられる。
【0086】
α−オレフィン化合物としては、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン等が挙げられる。
【0087】
ビニル化合物としては、アリル酢酸、アリルアルコール、アリルベンゼン、シアン化アリル等のアリル化合物、シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトン、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、クロロスチレン等が挙げられる。
【0088】
エチニル化合物としては、アセチレン、エチニルベンゼン、エチニルトルエン、1−エチニル−1−シクロヘキサノール等が挙げられる。
【0089】
これらは、一種類で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。
【0090】
その他の光硬化性化合物としては、塗膜強度、耐擦傷性の観点より、少なくとも3つの官能基を有するポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、ポリエポキシポリ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレート類、分子内に3個以上のエチレン性不飽和基を有する多官能の(メタ)アクリレート類を好適に使用することができる。ポリエポキシポリ(メタ)アクリレートは、エポキシ樹脂のエポキシ基を(メタ)アクリル酸でエステル化して、官能基を(メタ)アクリレート化したものであり、ビスフェノールA型エポキシ樹脂への(メタ)アクリル酸付加物、ノボラック型エポキシ樹脂への(メタ)アクリル酸付加物等がある。
【0091】
ポリウレタンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、ジイソシアネートと水酸基を有する(メタ)アクリレート類とを反応させて得られるもの、ポリオールとポリイソシアネートとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させてなるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを、水酸基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得られるものがある。あるいは、ポリオールとポリイソシアネートとを水酸基過剰の条件下に反応させてなる水酸基含有ウレタンプレポリマーを、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得ることもできる。
【0092】
ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサントリオール、トリメリロールプロパン、ポリテトラメチレングリコール、アジピン酸とエチレングリコールとの縮重合物等が挙げられる。
【0093】
ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
【0094】
水酸基を有する(メタ)アクリレート類としては、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、4−ヒドロキシブチル(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、ジペンタエリスリトールペンタ(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)アクリレート等が挙げられる。
【0095】
イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート等が挙げられる。
【0096】
光硬化性化合物の市販品としては、以下のものが例示できる。
【0097】
東亜合成(株)製:アロニックスM−400、アロニックスM−402、アロニックスM−408、アロニックスM−450、アロニックスM−7100、アロニックスM−8030、アロニックスM−8060、
大阪有機化学工業(株)製:ビスコート♯400、
化薬サートマー(株)製:SR−295、
ダイセルUCB(株)製:DPHA、Ebecryl 220、Ebecryl 1290K、Ebecryl 5129、Ebecryl 2220、Ebecryl 6602、
新中村化学工業(株)製:NKエステルA−TMMT、NKオリゴEA−1020、NKオリゴEMA−1020、NKオリゴEA−6310、NKオリゴEA−6320、NKオリゴEA−6340、NKオリゴMA−6、NKオリゴU−4HA、NKオリゴU−6HA、NKオリゴU−324A、
BASF社製:LaromerEA81、
サンノプコ(株)製:フォトマー3016、
荒川化学工業(株)製:ビームセット371、ビームセット575、ビームセット577、ビームセット700、ビームセット710;
根上工業(株)製:アートレジンUN−3320HA、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−3320HC、アートレジンUN−3320HS、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−901T、アートレジンHDP、アートレジンHDP−3、アートレジン H61、
日本合成化学工業(株)製:紫光UV−7600B、紫光UV−7610B、紫光UV−7620EA、紫光UV−7630B、紫光UV−1400B、紫光UV−1700B、紫光UV−6300B、
共栄社化学(株)製:ライトアクリレートPE−4A、ライトアクリレートDPE−6A、UA−306H、UA−306T、UA−306I、
日本化薬(株)製:KAYARAD DPHA、KAYARAD DPHA2C、KAYARAD DPHA−40H、KAYARAD D−310、KAYARAD D−330。
【0098】
本発明の光硬化性組成物は、より高い帯電防止性能を得るため、金属酸化物を添加してもよい。金属酸化物としては、チタニウム、亜鉛、ジルコニウム、アンチモン、インジウム、スズ、アルミニウム、及び珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含有するものが好ましい。特に、アンチモン、インジウム、スズおよび亜鉛のいずれか一種の元素を含有するものは、導電性も良好であることから、より好ましい。具体的には、五酸化アンチモン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、スズドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、リンドープ酸化スズ(PTO)、アンチモン酸亜鉛(AZO)、インジウムドープ酸化亜鉛(IZO)、酸化スズ、ATO被覆酸化チタン、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛等が挙げられる。これらの金属酸化物は、2種類以上を併用しても差し支えない。
【0099】
金属酸化物の市販品としては、
日産化学工業(株)製:サンエポックEFR−6N、サンエポックEFR−6NP(五酸化アンチモン)、
石原産業(株)製:SN−100P(ATO)、FS−10P(ATO)、SN−102P(ATO)、FS−12P(ATO)、ET−300W(ATO被覆酸化チタン)、TTO−55(A)(酸化チタン)、TTO−55(B)(酸化チタン)、TTO−55(C)(酸化チタン)、TTO−55(D)(酸化チタン)、TTO−55(S)(酸化チタン)、TTO−55(N)(酸化チタン)、TTO−51(A)(酸化チタン)、TTO−51(C)(酸化チタン)、TTO−S−1(酸化チタン)、TTO−S−2(酸化チタン)、TTO−S−3(酸化チタン)、TTO−S−4(酸化チタン)、TTO−F−1(鉄含有酸化チタン)、TTO−F−2(鉄含有酸化チタン)、TTO−F−3(鉄含有酸化チタン)、TTO−F−11(鉄含有酸化チタン)、ST−01(酸化チタン)、ST−21(酸化チタン)、ST−30L(酸化チタン)、ST−31(酸化チタン)、
三菱マテリアル(株)製:T−1(ITO)、S−1200(酸化スズ)、
三井金属工業(株)製:パストラン(ITO、ATO)、
シーアイ化成(株)製:ナノテックITO、ナノテックSnO2、ナノテックTiO2、ナノテックSiO2、ナノテックAl23、ナノテックZnO、
触媒化成工業(株)製:TL−20(ATO)、TL−30(ATO)、TL−30S(PTO)、TL−120(ITO)、TL−130(ITO)、
ハクスイテック(株)製:PazetCK(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、PazetGK(ガリウムドープ酸化亜鉛)、
堺化学工業(株)製:SC−18(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、FINEX−25(酸化亜鉛)、FINEX−25LP(酸化亜鉛)、FINEX−50(酸化亜鉛)、FINEX−50LP(酸化亜鉛)、FINEX−75(酸化亜鉛)、STR−60C(酸化チタン)、STR−60C-LP(酸化チタン)、STR−100C(酸化チタン)、
住友大阪セメント(株)製:OZC−3YC(酸化ジルコニウム)、OZC−3YD(酸化ジルコニウム)、OZC−3YFA(酸化ジルコニウム)、OZC−8YC(酸化ジルコニウム)、OZC−0S100(酸化ジルコニウム)、
日本電工(株)製:PCS(酸化ジルコニウム)、T−01(酸化ジルコニウム)、
日本アエロジル(株)製:Aluminium Oxide C(酸化アルミニウム)、AEROSIL130(酸化ケイ素)、AEROSIL200(酸化ケイ素)、AEROSIL200V(酸化ケイ素)、AEROSIL200CF(酸化ケイ素)、AEROSIL200FA(酸化ケイ素)、AEROSIL300(酸化ケイ素)、AEROSIL300CF(酸化ケイ素)、AEROSIL380(酸化ケイ素)、AEROSILR972(酸化ケイ素)、AEROSILR974(酸化ケイ素)、AEROSILR976(酸化ケイ素)、AEROSILR202(酸化ケイ素)、AEROSILR805(酸化ケイ素)、AEROSILR812(酸化ケイ素)、AEROSILR812S(酸化ケイ素)、AEROSILMOX50(酸化ケイ素)、AEROSILTT600(酸化ケイ素)、AEROSILMOX80(酸化ケイ素/酸化アルミニウム)、AEROSILMOX170(酸化ケイ素/酸化アルミニウム)、AEROSILCOX84(酸化ケイ素/酸化アルミニウム)、
等が挙げられる。
【0100】
次に、本発明の硬化膜とその積層体に関して説明する。
【0101】
本発明の硬化膜は、本発明の光硬化性組成物を硬化してなる膜である。その製造方法は、例えば、光硬化性組成物を任意の基材に塗布すること、および活性エネルギー線を照射して基材上の光硬化性組成物を硬化させること、を含む。より具体的には、この光硬化性組成物を任意の基材上に、乾燥後の膜厚が好ましくは0.1〜30μm、より好ましくは0.1〜20μmになるように塗工後、硬化処理することにより形成することができる。硬化塗膜の厚さが0.1μm未満だと、ハードコート性不足の点で問題となる場合がある。また、30μmを超えるとコストが高くなる点、精密機器に使用する際に大きすぎる点で問題となる場合がある。形成時において、硬化膜は、基材に直接塗工されてもよいし、硬化膜と基材との間に1層以上の下層が存在してもよい。
【0102】
この基材としては、金属、セラミックス、ガラス、プラスチック、木材、スレート等が挙げられ、特に制限されるものではない。具体的なプラスチックの種類としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、トリアセチルセルロース樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。また基材の形状としてはフィルムシート、板状パネル、レンズ形状、ディスク形状、ファイバー状の物が挙げられるが、特に制限されるものではない。
【0103】
塗工方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばロットまたはワイヤーバーなどを用いた方法や、マイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロットまたはスピンなどの各種コーティング方法を用いることができる。
【0104】
光硬化処理は、公知の技術を用いて、例えば、紫外線、電子線、波長400〜500nmの可視光線等の活性エネルギー線を照射することにより行なうことができる。紫外線および波長400〜500nmの可視光線の線源(光源)には、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ガリウムランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ等を使用することができる。電子線源には、熱電子放射銃、電解放射銃等を使用することができる。
【0105】
照射する活性エネルギー線量は、5〜2000mJ/cm2の範囲内であることが好ましく、さらには工程上管理しやすい点から、50〜1000mJ/cm2の範囲内であることが好ましい。また、これらの活性エネルギー線照射に、赤外線、遠赤外線、熱風、高周波加熱等による熱処理を併用することができる。
【0106】
本発明の硬化膜は、基材に光硬化性組成物を塗工し、自然または強制乾燥させた後に硬化処理を行なって形成しても良いし、塗工し硬化処理を行なった後に自然または強制乾燥させても良いが、自然または強制乾燥させたあとに硬化処理を行なう方がより好ましい。特に、電子線で硬化させる場合は、水による硬化阻害または有機溶剤の残留による塗膜の強度低下を防ぐため、自然または強制乾燥させたあとに硬化処理を行なう方がより好ましい。また、硬化処理のタイミングは、塗工と同時でもよいし、塗工後でもよい。
【0107】
得られる硬化膜は、ハードコート性、透明性、耐光性、高屈折率性、帯電防止性に優れるため、光学材料として好適に利用することが出来る。したがって、本発明の硬化膜は、積層体として、陰極線管、フラットディスプレイパネル(液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ等)等の各種表示装置の前面板あるいはこれらの入力装置としても利用できる。その他、この硬化膜は、光学用レンズ、メガネ用レンズ、光記録ディスク(コンパクトディスク、DVDディスク、ブルーレイディスク等)、ライトケース等に広く利用できる。
【0108】
本発明の硬化膜の表面抵抗値は、1×1014Ω/□以下であることが好ましい。1×1014Ω/□を超えると十分な帯電防止性能を発揮できない。
【0109】
本発明の積層体は、本発明の硬化膜と基材とを含むものである。基材としては、上記例示のものを任意に使用することができ、特に、プラスチック基材であることが好ましい。基材の形状は、フィルム形状、レンズ形状、またはディスク形状であることが好ましい。さらに、この積層体は、これらに加え、屈折率の異なる膜、粘着層または情報記録層などを1層以上含むことが好ましい。
【0110】
以下に本発明の積層体の一例を示す。屈折率の異なる膜、粘着層および情報記録層から選ばれる少なくとも1つの膜および層(M)を含む積層体は、たとえば、下記(I)〜(IX)などの層構成にすることができる。
【0111】
(I) 基材/(M)/硬化膜
(II) 基材/硬化膜/(M)
(III) 基材/(M)/硬化膜/(M)
(IV) (M)/基材/硬化膜
(V) (M)/基材/(M)/硬化膜
(VI) (M)/基材/硬化膜/(M)
(VII) (M)/基材/(M)/硬化膜/(M)
(VIII) (M)/硬化膜/基材/硬化膜
(IX) 硬化膜/(M)/基材/硬化膜
【0112】
屈折率の異なる膜または情報記録層は、本発明の硬化物が有する機能以外の機能を持つものである。その形成方法は特に限定されず、公知の方法で形成される。例えば蒸着、スパッタなどのドライコーティング法、ロット、ワイヤーバーを用いた方法や、マイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロット、スピン等のウェットコーティング方法を用いることができる。用いる材料も限定は無く、必要に応じて、情報記録機能、防眩機能、ニュートンリング防止機能、粘着機能、特定波長の遮断、密着向上、色調補正などの機能の1種類以上を積層体に付与することができる任意の材料を用いることができる。
【0113】
情報記録層としては、レーザー光などにより何らかの化学的変化を生じさせ、その変化により情報を記録するものであればよく、材料は特に限定されない。例えば有機系の材料としては、ポリメチン色素、ナフタロシアニン系、フタロシアニン系、スクアリリウム系、アントラキノン系、キサンテン系、トリフェニルメタン系金属錯体化合物が挙げられ、上記の染料を1種または2種以上の組合せで用いることができる。無機系の記録層としては、Te、Ge、Se、In、Sb、Sn、Zn、Au、Al、Cu、Pt等の金属、半金属を1種又は2種以上の組合せで用いることができる。情報記録層は積層体などでも良く、光化学変化の態様は相変化、バブル、穴あけタイプのいずれでも良い。さらにFe、Tb、Coを主体とした光磁気記録層であっても良いし、スピロピラン、フルキド系のフォトクロミック材料であっても良い。
【0114】
高屈折率の硬化膜は、反射防止の観点から、表層に低屈折率の被覆硬化膜を設け、反射防止機能を付与した積層体として利用することも好ましい。すなわち、フィルム等の基材上に硬化膜を形成し、さらに好ましくは被覆硬化膜を形成して得られる積層体を、反射防止膜として用いることが好ましい。反射干渉縞が問題となる積層体においては、本発明の硬化性組成物中の金属酸化物の配合量を調整し、その硬化膜と基材との屈折率の差が、または、硬化膜と基材との間に任意の層が存在する場合は硬化膜と硬化膜の接する下層との屈折率の差が、±0.02以内となるようにすることが好ましい。
【実施例】
【0115】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。実施例中、部および%は、重量部および重量%をそれぞれ表す。
【0116】
(合成例1)
光硬化後の鉛筆硬度が「3H」のアクリレート化合物(共栄社化学(株)製「UA−306T」)200部をシクロヘキサノン58.4部に溶解させた溶液に、ジブチルアミン33.5部を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、0.5N塩酸メタノール溶液413.1gとシクロへキノン5.2gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分35%であった。
【0117】
(合成例2)
光硬化後の鉛筆硬度が「3H」のアクリレート化合物(日本化薬(株)製「KAYARAD DPHA」)200部をシクロヘキサノン323.6部に溶解させた溶液に、3,3−Iminobis(N,N−dimethylpropylamine)64.8部を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、酢酸62.3gとシクロへキノン76.1gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0118】
(合成例3)
光硬化後の鉛筆硬度が「3H」のアクリレート化合物(日本化薬(株)製「KAYARAD DPHA」)200部をシクロヘキサノン402.7部に溶解させた溶液に、3,3−Iminobis(N,N−dimethylpropylamine)129.5部を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、トリフルオロ酢酸236.5gとシクロへキノン289.0gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0119】
(合成例4)
光硬化後の鉛筆硬度が「3H」のアクリレート化合物(日本化薬(株)製「KAYARAD DPHA」)200部をシクロヘキサノン43.0部に溶解させた溶液に、1,3−ジアミノプロパン25.6部を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、0.5N塩酸メタノール溶液550.3gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分30%であった。
【0120】
(合成例5)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三菱化学(株)製)19.6部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業(株)製:ビスコート#300)61.1部、ヒドロキノン0.04部、シクロヘキサノン80.7部を仕込み、85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)0.40部を加え、85℃で8時間撹拌した。次に、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)18.9部、シクロヘキサノン18.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン0.65部を加え、85℃で6時間撹拌した。室温まで冷却して、ジブチルアミン4.4部、シクロヘキサノン27.6gを添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却した。さらに、トリフルオロ酢酸3.9g、シクロヘキサノン4.7gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0121】
(合成例6)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ブタンテトラカルボン酸二無水物(新日本理化株式会社製:リカシッド BT−100)9.3部、ジペンタエリスリペンタアクリレート(日本化薬(株)製「KAYARAD DPHA」)76.9部、ヒドロキノン0.04部、シクロヘキサノン86.2部を仕込み、85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)0.43部を加え、85℃で8時間撹拌した。次に、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)13.3部、シクロヘキサノン13.1部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン0.69部を加え、85℃で6時間撹拌した。室温まで冷却して、3,3−Iminobis(N,N−dimethylpropylamine)17.6部、シクロヘキサノン43.7gを添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却した。さらに、トリフルオロ酢酸32.1g、シクロヘキサノン39.3gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0122】
(合成例7)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに、9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物(JFEケミカル株式会社製、商品名 BPAF)27.5部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業(株)製:ビスコート#300)55.0部、ヒドロキノン0.04部、シクロヘキサノン82.5部を仕込み、85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)0.41部を加え、85℃で8時間撹拌した。次に、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)17.0部、シクロヘキサノン16.8部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン0.66部を加え、85℃で6時間撹拌した。室温まで冷却して、ジブチルアミン7.7部、シクロヘキサノン31.7gを添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却した。さらに、酢酸3.6g、シクロヘキサノン4.4gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0123】
(合成例8)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三菱化学(株)製)19.6部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業(株)製:ビスコート#300)61.1部、ヒドロキノン0.04部、シクロヘキサノン80.7部を仕込み、85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)0.40部を加え、85℃で8時間撹拌した。次に、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)18.9部、シクロヘキサノン18.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン0.65部を加え、85℃で6時間撹拌した。室温まで冷却して、3,3−Iminobis(N,N−dimethylpropylamine)12.5部、シクロヘキサノン37.5gを添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却した。さらに、トリフルオロ酢酸22.8g、シクロヘキサノン27.8gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0124】
(合成例9)
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三菱化学(株)製)19.6部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工業(株)製:ビスコート#300)61.1部、ヒドロキノン0.04部、シクロヘキサノン80.7部を仕込み、85℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)0.40部を加え、85℃で8時間撹拌した。次に、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)18.9部、シクロヘキサノン18.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン0.65部を加え、85℃で6時間撹拌した。室温まで冷却して、3,3−Iminobis(N,N−dimethylpropylamine)24.9部、シクロヘキサノン52.7gを添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却した。さらに、トリフルオロ酢酸45.5g、シクロヘキサノン55.6gを加えて、反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分45%であった。
【0125】
(合成例10)
光硬化後の鉛筆硬度が「3H」のアクリレート化合物(共栄社化学(株)製「UA−306T」)200部をシクロヘキサノン350.3部に溶解させた溶液に、ジブチルアミン33.5部を添加し、40℃で5時間攪拌し反応を終了した。この反応溶液は淡黄色透明で固形分35%であった。
【0126】
(実施例1〜9)
合成例1〜9で得られた光硬化性帯電防止剤溶液100重量部に対して光重合開始剤イルカギュア184を5重量部加え、光硬化性組成物を作製した。
【0127】
(比較例1)
合成例10で得られた光硬化性帯電防止剤溶液100重量部に対して光重合開始剤イルカギュア184を5重量部加え、光硬化性組成物を作製した。
【0128】
(比較例2)
帯電防止性能を持つモノマーであるジメチルアミノエチルメタクリレート四級化物(共栄社化学株式会社製 製品名 ライトエステルDQ−100)にシクロヘキサノンを加えて粘度が10〜100mPa・sになるように調整した。このオリゴマー溶液100重量部に対して光重合開始剤イルカギュア184を5重量部加え、光硬化性組成物を作製した。
【0129】
<塗工方法>
各実施例、比較例で得られた光硬化性組成物を、100μm厚の易接着処理PETフィルム(東洋紡(株)製「コスモシャインA−4100」)にバーコーダーで乾燥塗膜が5μmになるように塗工し、100℃−2分乾燥し、メタルハライドランプで400mJの紫外線を照射し、積層体を作製した。室温で1週間経過したものについて、下記の方法で表面抵抗、耐擦傷性を評価した。その結果を表1に示す。
【0130】
<評価方法>
(1)表面抵抗
硬化膜の表面抵抗(Ω/□)を、以下の基準に従って評価した。
【0131】
表面抵抗が1×1012以下の場合:A
表面抵抗が1×1012より高く1×1014以下の場合:B
表面抵抗が1×1014を超える場合:C
【0132】
(2)耐擦傷性
塗工物を学振試験機にセットし、スチールウールのNo.0000を用いて、荷重250gで10回学振させた。取り出した塗工物について、キズのつき具合を以下の5段階の目視評価に従って判断した。数値が大きいほど、硬化膜の耐擦傷性が良好であることを示す。
5:キズが全くない
4:僅かにキズが付いている
3:キズは付いているが、基材は見えていない
2:キズが付き、一部硬化膜が剥がれている
1:硬化膜が剥がれてしまい、基材が剥き出しの状態
【0133】
(3)鉛筆硬度
JIS−K5600に準拠し、鉛筆硬度試験機(HEIDON社製Scratching Tester HEIDON−14)を用い、鉛筆の芯の硬さを種々変えて、荷重500gにて5回試験をした。5回中、1回も傷がつかない、もしくは1回のみ傷が付く時の芯の硬さを、その硬化膜の鉛筆硬度とした。実用的な要求物性を考慮して、硬化膜の鉛筆硬度が、
2H以上:A
2H未満:B
と判定した。
【0134】
【表1】

【0135】
表1において、
DQ−100:ジメチルアミノエチルメタクリレート四級化物(共栄社化学株式会社製 製品名 ライトエステルDQ−100)
表1の結果より、実施例1〜9は、表面抵抗が低く帯電防止性能に優れていると共に、硬化膜の耐擦傷性に優れ、かつ鉛筆硬度も高く、ハードコート性を有していることがわかった。一方、比較例1、2は、帯電防止性能とハードコート性の両立ができていなかった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基の一部と、
分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)中の一級アミノ基または二級アミノ基と、を反応させてなるアミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物中のアミノ基を、
さらに酸(C)で中和してなる光硬化性帯電防止剤。
【請求項2】
(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基100モルに対して、アミン化合物(B)中の一級アミノ基または第二級アミノ基を、0.5〜80モルとなる比率で反応させてなる請求項1記載の光硬化性帯電防止剤。
【請求項3】
(メタ)アクリレート化合物(A)の重量平均分子量が、500〜20000である請求項1または2記載の光硬化性帯電防止剤。
【請求項4】
(メタ)アクリレート化合物(A)が、芳香環を有する請求項1〜3いずれか記載の光硬化性帯電防止剤。
【請求項5】
(メタ)アクリレート化合物(A)が、下記一般式(1)で表される化合物である請求項1〜3いずれか記載の光硬化性帯電防止剤。
一般式(1)
【化1】

(式中、R1〜R4は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、R5〜R8は、それぞれ独立に非置換もしくは置換の、直鎖もしくは分岐鎖のアルキレン基を示し、R9は、4価の脂肪族基もしくは芳香族基を示す。)
【請求項6】
酸(C)が、フッ素原子を有する請求項1〜5いずれか記載の光硬化性帯電防止剤。
【請求項7】
アミン化合物(B)が、脂肪族アミンである請求項1〜6いずれか記載の光硬化性帯電防止剤。
【請求項8】
アミン化合物(B)が、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有し、さらに三級アミノ基を有する化合物(D)である請求項1〜7いずれか記載の光硬化性帯電防止剤。
【請求項9】
分子内にエチレン性不飽和基を3個以上有する(メタ)アクリレート化合物(A)中のエチレン性不飽和基の一部と、分子内に一級アミノ基または二級アミノ基を有するアミン化合物(B)中の一級アミノ基または二級アミノ基とを反応させ、アミノ基およびエチレン性不飽和基を有する化合物を得る第一の工程、
第一の工程で得られた化合物中のアミノ基を酸(C)で中和する第二の工程、を含むことを特徴とする光硬化性帯電防止剤の製造方法。
【請求項10】
請求項1〜8いずれか記載の光硬化性帯電防止剤を含む光硬化性組成物。
【請求項11】
請求項10記載の光硬化性組成物を硬化してなり、表面抵抗値が1×1014Ω/□以下であることを特徴とする硬化膜。
【請求項12】
硬化膜の厚さが0.1〜30μmであることを特徴とする請求項11記載の硬化膜。
【請求項13】
請求項11または12記載の硬化膜と基材とを含む積層体。

【公開番号】特開2008−115234(P2008−115234A)
【公開日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−298326(P2006−298326)
【出願日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】