説明

帯電防止用硬化性組成物、硬化膜及び積層体

【課題】硬化性に優れ、帯電防止性、ハードコート性、透明性及び耐光性を保ちながら、1.5〜1.8の屈折率をもつ帯電防止用硬化性組成物、及びそれを用いた硬化膜とその積層体を提供する。
【解決手段】平均一次粒子径が5〜100nmの導電性無機微粒子と、平均一次粒子径が5〜100nmの酸化ケイ素と、エチレン性不飽和二重結合と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させた官能基、および、未反応のエチレン性不飽和二重結合を有するアミノ基含有光硬化性化合物とを含有することを特徴とする帯電防止用硬化性組成物、該硬化性組成物を硬化してなることを特徴とする硬化膜、およびその積層体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハードコート性と透明性を持った帯電防止用硬化性組成物ならびにその硬化膜および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。
【0003】
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、ハードコート性塗膜、帯電防止性塗膜等の更なる性能向上及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。
【0004】
例えば、以下のような技術提案を挙げることができる(特許文献1〜3参照)。特許文献1では、酸化スズなどの導電性粉末と複数のモノマー成分とを有機溶剤中、ボールミルなどを用いて導電性塗料を作成する方法が開示されている。特許文献2では、アンチモンドープ酸化スズと紫外線硬化性のあるシランカップリング剤とを有機溶剤中、ボールミルを用い導電性塗料用の分散体を作成する方法が開示されている。さらに特許文献3では、導電性酸化物微粉末を易分散性低沸点溶剤と難分散性高沸点溶剤の混合溶剤中に分散し導電性塗料を作成する方法が開示されている。
【0005】
一方で、さらなる生産性向上を求めて上記のようなハードコート性・帯電防止性に加えて、反射防止性などをすべて一層で補う試みも多数行われており、ハードコート性・帯電防止性を持ちながら所定の屈折率に制御するという技術も提案されてきた(特許文献4〜7)。特許文献4では、導電性微粒子内に空洞を内包するようなコア/シェル型の微粒子を用いて、導電性無機微粒子自体の屈折率を低く制御する方法が開示されている。また、特許文献5では、導電性微粒子内にシリカを内包するようなコア/シェル型の微粒子を用いて、導電性無機微粒子自体の屈折率を低く制御する方法が開示されている。また、特許文献6では、導電性微粒子内に酸化チタンを内包するようなコア/シェル型の微粒子を用いて、導電性無機微粒子自体の屈折率を高く制御する方法が開示されている。さらに、特許文献7では、フッ素系樹脂を併用することによりバインダー樹脂の屈折率を制御して塗膜全体の屈折率を制御する方法が開示されている。
【特許文献1】特開平04−172634号公報
【特許文献2】特開平06−264009号公報
【特許文献3】特開2001−131485号公報
【特許文献4】特開2002−279917号公報
【特許文献5】特開2005−119909号公報
【特許文献6】特開2002−363442号公報
【特許文献7】特開2004−122611号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、上記方法により、ハードコート性、帯電防止性、耐光性などにおいて良好な物性を併せ持つ光硬化性組成物を作成することが可能となっても、有機溶剤など疎水性の高い媒体に対して、平均一次粒子径が100nm以下の導電性無機微粒子を安定に一次粒子レベルで分散および安定化させうる効果を持たないため、塗膜の透明性や光硬化性塗料の経時安定性等の観点で問題を生じやすい。
【0007】
また、塗膜の屈折率の調整方法として、導電性無機微粒子(高屈折率)の塗膜中含有量を変化させると導電性が大きく変化し、特に屈折率を下げるために導電性無機微粒子(高屈折率)の塗膜中含有量を減らすと塗膜の表面抵抗値は低下して所定の帯電防止性が得られないことがある。導電性無機微粒子自体の屈折率を所定の屈折率に制御する方法は、屈折率と帯電防止性をうまく両立できる方法であるが、合成方法が複雑化して生産効率の低下やコストの大幅な上昇を免れない。さらに、バインダー樹脂の屈折率を制御して塗膜全体の屈折率を制御する方法では、一般に用いられているハードコート性バインダー樹脂の屈折率は非常に幅が狭く、無理に屈折率を変えようとするとハードコート性の著しい低下やコストの大幅な上昇、さらには他のバインダー成分との相溶性の悪化に直結することが懸念される。
【0008】
そこで、本発明は、平均一次粒子径が100nm以下の導電性無機微粒子を含有しながら、帯電防止性、ハードコート性、透明性及び耐光性の全てにおいて優れた物性を併せ持つ塗膜を形成可能な経時安定性のある帯電防止用硬化性組成物、また、その帯電防止用硬化性組成物の屈折率を1.5〜1.8の間で自由にかつ簡便に変化させることのできる帯電防止用硬化性組成物、及びそれらを用いた硬化膜とその積層体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】
【0009】
本発明は、平均一次粒子径が5〜100nmの導電性無機微粒子と、
平均一次粒子径が5〜100nmの酸化ケイ素と、
エチレン性不飽和二重結合と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させた官能基、および、未反応のエチレン性不飽和二重結合を有する、アミノ基含有光硬化性化合物と、
を含有する帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0010】
また、本発明は、導電性無機微粒子が、アンチモン、インジウム、スズ及び亜鉛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であることを特徴とする上記帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0011】
また、本発明は、導電性無機微粒子が、絶縁性金属酸化物および/または加水分解性の有機金属化合物で表面処理されていないものであることを特徴とする上記帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0012】
また、本発明は、導電性無機微粒子が五酸化アンチモンであり、五酸化アンチモンの平均一次粒子径(D1)と酸化ケイ素の平均一次粒子径(D2)との相対比(D2/D1)が0.1〜1.2であることを特徴とする上記帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0013】
また、本発明は、酸化ケイ素が、加水分解性の有機金属化合物で処理されていることを特徴とする帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0014】
また、本発明は、アミノ基含有光硬化性化合物が、光硬化後の鉛筆硬度がH以上になるアクリレート化合物またはメタクリレート化合物と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させたものであることを特徴とする帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0015】
また、本発明は、アミノ基含有光硬化性化合物が、アクリレート化合物またはメタクリレート化合物と第一級アミンまたは第二級アミンとを、前記アクリレート化合物またはメタクリレート化合物中のエチレン性不飽和二重結合100モルに対して、第一級アミンまたは第二級アミンが0.5〜50モルとなる比率で反応させたものであることを特徴とする帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0016】
また、本発明は、アミノ基含有光硬化性化合物が、下記一般式(1)で表される化合物と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させたものであることを特徴とする帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0017】
一般式(1)
【化1】

【0018】
(式中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、R〜R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、Rは、4価の脂肪族基もしくは芳香族基を示す。)
また、本発明は、第一級アミンまたは第二級アミンが、脂肪族モノアミンであることを特徴とする上記帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0019】
また、本発明は、さらに、溶剤を含み、かつ溶剤が、全溶剤に対して10〜100重量%の水酸基含有溶剤を含むことを特徴とする上記帯電防止用硬化性組成物に関する。
【0020】
また、本発明は、上記帯電防止用硬化性組成物を硬化してなることを特徴とする硬化膜に関する。
【0021】
また、本発明は、表面抵抗値が、1×1012Ω/□以下であることを特徴とする上記硬化膜に関する。
【0022】
また、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。
【0023】
また、本発明は、硬化膜の屈折率が、1.5〜1.8の範囲であることを特徴とする上記記載の硬化膜に関する。
【0024】
また、本発明は、基材上に上記硬化膜を形成させてなる積層体に関する。
【0025】
また、本発明は、基材が、プラスチック基材であることを特徴とする上記積層体に関する。
【0026】
また、本発明は、基材が、レンズ形状であることを特徴とする上記積層体に関する。
【0027】
また、本発明は、硬化膜と基材との屈折率の差が±0.02以内であることを特徴とする上記積層体に関する。
【0028】
また、本発明は、硬化膜と基材との間にさらに一層以上の下層を有し、硬化膜と、硬化膜の接する下層との屈折率の差が±0.02以内であることを特徴とする上記積層体に関する。
【0029】
また、本発明は、情報記録層を含む上記積層体に関する。
【0030】
また、本発明は、反射防止膜である上記積層体に関する。
【0031】
また、本発明は、上記帯電防止用硬化性組成物を基材に塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化させてなる硬化膜の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0032】
本発明の帯電防止用硬化性組成物は、エチレン性不飽和二重結合と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させてなるアミノ基含有光硬化性化合物と、導電性無機微粒子と、さらに酸化ケイ素とを含有するため、硬化性に優れ、帯電防止性、ハードコート性、透明性及び耐光性にすぐれ、さらに以上の物性を維持したまま自由に屈折率を調節できる硬化膜及びその積層体を形成することが可能であり、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、プラスチック積層体等のハードコート剤に好適である。さらには屈折率の調整幅が広く、様々な基材に対して同程度の屈折率の塗膜を塗布した場合、反射干渉縞が生じず、光学用途に好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
まず、本発明の帯電防止用硬化性組成物について説明する。
【0034】
本発明の帯電防止用硬化性組成物は、少なくとも平均一次粒子径が5〜100nmの導電性無機微粒子と、平均一次粒子径が5〜100nmの酸化ケイ素と、エチレン性不飽和二重結合と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させた官能基、および、未反応のエチレン性不飽和二重結合を有するアミノ基含有光硬化性化合物とを含有するものであり、二種類以上の導電性無機微粒子および/または酸化ケイ素と、二種類以上のアミノ基含有光硬化性化合物をそれぞれ含んでも良い。
【0035】
本発明において、平均一次粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)等によって直接粒子自身の粒子径を測定することによって得られる。
【0036】
導電性無機微粒子の平均一次粒子径が5nm未満の場合、微粒子同士の凝集力が非常に大きいことから透明性の高い一次粒子レベルの分散をさせることが非常に困難である。また、平均一次粒子径が100nmを超える場合、一次粒子レベルで分散させることは容易になるが、粒子径が大きいことから可視光などの光に対して散乱が生じ易く硬化膜の透明性を悪化させる問題が生じる。
【0037】
導電性無機微粒子としては、アンチモン、インジウム、スズ、亜鉛、アルミニウム、チタニウム、ガリウム、リン及びフッ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。また、元素を含有する形態は、金属酸化物が好ましく、具体的には、五酸化アンチモン、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。これらの導電性無機微粒子は、2種類以上を併用しても差し支えない。
【0038】
導電性無機微粒子の市販品としては、日産化学工業製:サンエポックEFR−6N、サンエポックEFR−6NP(五酸化アンチモン)、石原産業製:SN−100P(ATO)、FS−10P(ATO)、SN−102P(ATO)、FS−12P(ATO)、ET−300W(ATO被覆酸化チタン)、三菱マテリアル製:T−1(ITO)、S−1200、S−2000(酸化スズ)、EP T−1−5L(ATO)、EP SP−2(PTO)、三井金属製:パストラン(ITO、ATO)、シーアイ化成製:ナノテックITO、ナノテックSnO、触媒化成工業製:TL−20(ATO)、TL−30(ATO)、TL−30S(PTO)、TL−120(ITO)、TL−130(ITO)、ハクスイテック製: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)、堺化学工業製:SC−18(アルミニウムドープ酸化亜鉛)等が挙げられる。
【0039】
さらに、導電性無機微粒子が、溶剤または水に分散された市販の導電性無機微粒子分散体としては、石原産業製:SNS−10M(ATO)、SNS−10T(ATO)、FSS−10M(ATO)、FSS−10T(ATO)、日産化学工業製:セルナックスCX−Z603M−F2(AZO)、セルナックスCX−Z610M−F2(AZO)、セルナックスCX−Z210IP−F(AZO)、セルナックスCX−Z210IP−F2(AZO)、セルナックスCX−Z410M−F(AZO)、セルナックスCX−Z401M−F(AZO)、HX−305M5、HIT−301M1、ATM−330S、HX−305M5、触媒化成工業製:ELCOM P−30(ATO)、ELCOM P−32(ATO)、ELCOM P−35(PTO)、ELCOM P−45(五酸化アンチモン)、ELCOM P−120(ITO)、ELCOM P−130(ITO)等が挙げられる。
【0040】
本発明の帯電防止用硬化性組成物に含有される導電性無機微粒子は、絶縁性金属酸化物および/または加水分解性の有機金属化合物によって表面処理されていないものであることが好ましい。
【0041】
絶縁性金属酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等が挙げられる。
【0042】
加水分解性の有機金属化合物としては、一般式RM(OR2m−n[式中、R、R2:アルキル基、アリール基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、アミノ基、グリシジル基、メルカプト基、などの官能基を含む炭化水素基、M:金属原子、m=元素の配位数、n=0、1、2、または3]で表されるケイ素、チタニウム、ジルコニウム、アルミニウムなどのアルコキシド、または金属ジケトネート類が挙げられる。
【0043】
具体的な加水分解性の有機金属化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどの有機ケイ素化合物、アルミニウム(III)n−ブトキシド、アルミニウム(III)2,4−ペンタンジオネート、ジエチルアルミニウムエトキシドなどの有機アルミニウム化合物、チタニウムn−ブトキシド、チタニウムオキシドビス(ペンタンジオネート)、チタニウムジブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)などの有機チタニウム化合物、ジルコニウムn−ブトキシド、ジルコニウム2,4−ペンタンジオネート、ジルコニウムジブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)などの有機ジルコニウム化合物が挙げられる。
【0044】
導電性無機微粒子表面が絶縁性金属酸化物および/または加水分解性の有機金属化合物で処理されていると、導電性無機微粒子自体の導電性は低下してしまい、さらに、酸化ケイ素と混合した場合、導電性は低下しやすくなる。特に、プロトン伝導性と言われる五酸化アンチモンの場合、微粒子表面を絶縁性金属酸化物で処理されると導電性に関与している五酸化アンチモン表面の酸性プロトンが減少することとなり、導電性を阻害しやすくなるため、できる限り絶縁性金属酸化物および/または加水分解性の有機金属化合物で表面処理をされていないことが好ましい。
【0045】
酸化ケイ素の平均一次粒子径が5nm未満の場合、まずは市販されているものが少なく、あったとしても非常に高価であり実用的ではない。また、平均一次粒子径が5nm未満の酸化ケイ素粉末を分散させようとすると、微粒子同士の凝集力が非常に大きいことから透明性の高い一次粒子レベルの分散をさせることが非常に困難である。また、平均一次粒子径が100nmを超える酸化ケイ素の場合、一次粒子レベルで分散させることは容易になるが、粒子径が大きいことから可視光などの光に対して散乱が生じ易く硬化膜の透明性を悪化させる問題が生じる。
【0046】
酸化ケイ素の粉末の市販品としては、日本アエロジル製:AEROSIL 50、AEROSIL 90G、AEROSIL 130、AEROSIL 200、AEROSIL 200V、AEROSIL 200CF、AEROSIL 200FAD、AEROSIL 300、AEROSIL 300CF、AEROSIL 380、AEROSIL R972、AEROSIL R972V、AEROSIL R972CF、AEROSIL R974、AEROSIL R202、AEROSIL R805、AEROSIL R812、AEROSIL R812S、AEROSIL OX50、AEROSIL TT600、AEROSIL MOX80、AEROSIL COK84、AEROSIL RX200、AEROSIL RY200、東ソー・シリカ製:Nipsil E−150J、Nipsil E−170、Nipsil E−200、Nipsil E−220、Nipsil E−200A、Nipsil E−220A、Nipsil K−500、Nipsil E−1009、Nipsil E−1011、Nipsil E−1011、Nipsil E−1030、Nipsil E−75、Nipsil E−743、Nipsil E−74P、Nipsil L−250、Nipsil G−300、Nipsil N−300A、Nipsil HD−2、Nipsil E−170、Nipsil E−200、Nipsil E−220、Nipsil SS−10、Nipsil SS−15、Nipsil SS−20、Nipsil SS−30P、Nipsil SS−50、Nipsil SS−50A、Nipsil SS−50B、Nipsil SS−50C、Nipsil SS−50F、Nipsil SS−70、Nipsil SS−72F、Nipsil SS−100、Nipsil SS−170X、Nipsil SS−178B、NIPGEL AY−200、NIPGEL AY−220、NIPGEL AY−420、NIPGEL AY−451、NIPGEL AY−460、NIPGEL AY−601、NIPGEL AY−603、NIPGEL AY−6A3、NIPGEL AZ−200、NIPGEL AZ−201、NIPGEL AZ−204、NIPGEL AZ−260、NIPGEL AZ−360、NIPGEL AZ−400、NIPGEL AZ−410、NIPGEL AZ−6A0、NIPGEL BY−200、NIPGEL BY−400、NIPGEL BY−601、NIPGEL BY−001、NIPGEL CX−200、NIPGEL CX−400、NIPGEL CY−200、富士シリシア化学製:サイリシア250、サイリシア250N、サイリシア256、サイリシア256N、サイリシア310P、サイリシア320、サイリシア350、サイリシア370、サイリシア380、サイリシア430、サイリシア440、サイリシア450、サイリシア470、サイリシア435、サイリシア445、サイリシア436、サイリシア446、サイリシア456、サイリシア476、サイリシア530、サイリシア550、サイリシア730、サイリシア740、サイリシア770、水澤化学工業製:Mizukasil P−801、Mizukasil P−802、Mizukasil P−526、Mizukasil P−527、Mizukasil P−603、Mizukasil P−604、Mizukasil P−554A、Mizukasil P−73、Mizukasil P−78A、Mizukasil P−78D、Mizukasil P−78F、Mizukasil P−707、Mizukasil P−740、Mizukasil P−752、Mizukasil P−50、Mizukasil P−766、Mizukasorb C−1、Mizukasorb S−0、トクヤマ製:レオロシールQS−09、レオロシールQS−10、レオロシールQS−102、レオロシールCP−102、レオロシールQS−20、レオロシールQS−20L、レオロシールQS−30、レオロシールQS−30C、レオロシールQS−40、レオロシールMT−10、レオロシールMT−10C、レオロシールDM−10、レオロシールDM−10C、レオロシールDM−30、レオロシールDM−30S、レオロシールKS−20SC、レオロシールHM−20L、レオロシールHM−30S、レオロシールPM−20、レオロシールPM−20L、トクシールU、トクシールUR、トクシールNP、トクシールNR、トクシールPR、トクシールGU−N、トクシールUSA、トクシールT、トクシールUSG−A、トクシールGU、ファインシールA、ファインシールB、ファインシールUS−F、ファインシールT−32、ファインシールE−50、ファインシールE−70、ファインシールX−37、ファインシールX−70、ファインシールRX−70、ファインシールX−37B、ファインシールX−12、ファインシールX−40、ファインシールX−30、ファインシールX−45、ファインシールX−60、ファインシールX−69、ファインシールX−80、ファインシールK−41、ファインシールF−80、ファインシールF−80B、ファインシールG−70、ファインシールG−71、ファインシールG−80、ファインシールG−81、ファインシールG−86、ファインシールCM−F、ファインシールFM−14、ファインシールFM−22、ファインシールF−30などが挙げられる。
【0047】
さらに、始めから平均一次粒子径が5〜100nmの酸化ケイ素が、有機溶剤または水に分散された市販の酸化ケイ素分散体を使用することができる。例えば、日産化学工業製:スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40、スノーテックスC、スノーテックスN、スノーテックスO、スノーテックスS、スノーテックス20L、スノーテックスOL、メタノールシリカゾル、MA−ST−MS、IPA−ST、IPA−ST−MS、IPA−ST−L、IPA−ST−ZL、IPA−ST−UP、EG−ST、NPC−ST−30、MEK−ST、MEK−ST−MS、MIBK−ST、XBA−ST、PMA−ST、DMAC−ST、PGM−ST、触媒化成工業製:OSCAL Series、扶桑化学工業製:クォートロンPL−1、クォートロンPL−1−MA、クォートロンPL−1−TOL、クォートロンPL−2L−PGME、クォートロンPL−3、クォートロンPL−7、クォートロンPL−20、クォートロンPL−30−IPAなどが挙げられる。特に、アミノ基含有光硬化性化合物の溶解性の観点から、有機溶剤系の分散体の中でもMEK、MIBK、PGMなどに分散されたMEK−ST、MEK−ST−MS、MIBK−ST、PGM−ST、クォートロンPL−2L−PGMEなどが好ましい。これらはそのまま用いても良いし、さらに加水分解性の有機金属化合物などで表面処理を施しても良い。表面処理を施すことは、バインダー成分との相溶性がよくなり、硬化膜の透明性向上が可能となるため好ましい。
【0048】
加水分解性の有機金属化合物としては、一般式RM(OR2m−n[式中、R、R2:アルキル基、アリール基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、アミノ基、グリシジル基、メルカプト基、などの官能基を含む炭化水素基、M:金属原子、m=元素の配位数、n=0、1、2、または3]で表されるケイ素、チタニウム、ジルコニウム、アルミニウムなどのアルコキシド、または金属ジケトネート類が挙げられる。
【0049】
具体的な加水分解性の有機金属化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどの有機ケイ素化合物、アルミニウム(III)n−ブトキシド、アルミニウム(III)2,4−ペンタンジオネート、ジエチルアルミニウムエトキシドなどの有機アルミニウム化合物、チタニウムn−ブトキシド、チタニウムオキシドビス(ペンタンジオネート)、チタニウムジブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)などの有機チタニウム化合物、ジルコニウムn−ブトキシド、ジルコニウム2,4−ペンタンジオネート、ジルコニウムジブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)などの有機ジルコニウムか化合物が挙げられる。これらの加水分解性有機金属化合物のうち、光硬化性用途の場合、エチレン性不飽和二重結合にマイケル付加しないメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシランなどがより好ましい。
【0050】
市販の有機ケイ素化合物としては、例えば、信越化学工業製:KBM04、KBE04、KBM13、KBE103、KA1003、KBM1003、KBE1003、KBM303、KBM403、KBE402、KBE403、KBM502、KBM503、KBE502、KBE503、KBM5103、KBM602、KBM603、KBE603、KBM903、KBE903、KBM573、KBM703、KBM803、KBM1403、LS5580などが挙げられる。また、市販の有機チタニウム化合物としては、味の素ファインテクノ製:KR TTS、KR 46B、KR 55、KR 41B、KR 38S、KR 138S、338X、KR 44、KR 9SA、KR ETなどが挙げられる。さらに、市販の有機アルミニウム化合物としては、味の素ファインテクノ製:AL−Mなどが挙げられる。
【0051】
本発明の帯電防止用硬化性組成物に含有される導電性無機微粒子が五酸化アンチモンの場合、五酸化アンチモンの平均一次粒子径(D1)と酸化ケイ素の平均一次粒子径(D2)との相対比(D2/D1)が0.1〜1.2であることが好ましい。この相対比(D2/D1)が1.2より大きいと、酸化ケイ素が五酸化アンチモンの導電性を阻害してしまうことがある。また、相対比(D2/D1)が0.1より小さいと、相対的に五酸化アンチモンの平均一次粒子径(D1)が大きくなってくるため、透明性が低下してしまうことがある。
【0052】
アミノ基含有光硬化性化合物は、上記導電性無機微粒子の分散剤として機能するものであり、エチレン性不飽和二重結合と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させた官能基(アミノ基)と、未反応のエチレン性不飽和二重結合とを含むものである。このアミノ基含有光硬化性化合物のエチレン性不飽和二重結合は、アクリレート基またはメタクリレート基由来のものであることが好ましい。
【0053】
ここで、「第一級アミンまたは第二級アミン」は、第一級アミンおよび第二級アミンの双方を含む、または使用する場合を含む概念である。同様に、「アクリレート基またはメタクリレート基」は、アクリレート基およびメタクリレート基の双方を含む、または使用する場合を含む概念である。以下、アクリレートとメタクリレートをまとめて「(メタ)アクリレート」と記載する場合がある。
【0054】
さらに、このアミノ基含有光硬化性化合物は、光硬化後の鉛筆硬度がH以上になるアクリレート化合物またはメタクリレート化合物と、第一級または第二級アミンとを反応させてなる化合物であることが好ましい。この(メタ)アクリレート化合物は、光硬化後の鉛筆硬度が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。
【0055】
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。
【0056】
光硬化後の鉛筆硬度がH未満になる(メタ)アクリレート化合物と、第一級または第二級アミンとを反応させてなるアミノ基含有光硬化性化合物を含有させた場合、金属酸化物の分散性には大きな問題がないことから、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。
【0057】
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個以上のアクリロイル基を含有する多官能アクリレート化合物、または3個以上のメタクリロイル基を含有する多官能メタクリレート化合物が、光硬化性も良好であり好ましい。
【0058】
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、ジ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。特に、金属酸化物の分散性がより良好になることから、分子量1000〜20000の化合物であることが好ましく、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。
【0059】
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、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。
【0060】
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。
【0061】
さらに、本発明で用いることのできるアミノ基含有光硬化性化合物としては、例えば、下記一般式(1)で表される化合物と、第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させた化合物を挙げることができる。
【0062】
一般式(1)
【化1】

【0063】
(式中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、R〜R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、Rは、4価の脂肪族基もしくは芳香族基を示す。)
式中、R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、R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。
【0064】
一般式(1)で表される化合物は、例えば、脂肪族骨格または芳香族骨格、及び2つ以上のカルボン酸無水物基を有する化合物(x1)と、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を有する化合物(X)と、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。
【0065】
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。
【0066】
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、及び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):
【0067】
一般式(2)
【化2】

【0068】
(ここで、R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、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):
CH=C(R)COOROH 一般式(3)
(ここで、RおよびRは、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アクリレート化合物またはメタクリレート化合物、および下記一般式(4):
CH=C(R)COOROH 一般式(4)
(ここで、RおよびR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アクリレート化合物またはメタクリレート化合物と反応させて、下記一般式(5):
【0069】
一般式(5)
【化3】

【0070】
(ここで、R、R、R、RおよびRは、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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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、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。
【0075】
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。特に、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートを主成分とするKAYARAD PET30(日本化薬株式会社製)は、金属酸化物の分散性が良好であることからより好ましい。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、得られるアミノ基含有光硬化性化合物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、金属酸化物の分散性もより良好になることから好ましい。
【0076】
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(methoquinone)のような重合禁止剤を添加することができる。
【0077】
上記反応後、反応生成物である式(5)の化合物(X)を含む反応混合物に、これを精製することなく、例えば、化合物(Y)である下記一般式(6):
一般式(6)
【0078】
【化4】

【0079】
(ここで、Rは、CH=C(R)−C(O)O−基およびCH=C(R)−C(O)O−基;RおよびRは、上記定義の通り)
であるエポキシ基含有化合物を添加し、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(この場合、RおよびRは、−CHCH(OH)CH−基である。)。
【0080】
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;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が含まれる。
【0081】
式(5)で示される化合物と式(6)で示される化合物との反応は、式(5)で示される化合物の有するカルボキシル基と式(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。
【0082】
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。
【0083】
アミノ基含有光硬化性化合物を構成する第一級または第二級アミンは、一分子中に第一級アミノ基または第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、分子内に第一級または第二級アミノ基を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アクリレート化合物またはメタクリレート化合物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、汎用性のあるアミノ基含有光硬化性化合物を得ることが好ましい。
【0084】
アミン化合物は、(メタ)アクリレート化合物と反応しない、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。
【0085】
アミノ基含有光硬化性化合物を構成する第一級アミンのうち、モノアミンとしては、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。
【0086】
アミノ基含有光硬化性化合物を構成する第二級アミンのうち、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。
【0087】
さらに、アミノ基含有光硬化性化合物を構成する第一級アミンおよび第二級アミンのうち、分子内にアミノ基を複数有するアミン化合物の例としては、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。
【0088】
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。
【0089】
なかでも、第二級アミノ基のみを有する脂肪族モノアミンは、金属酸化物の分散性も良好であり、かつ、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。
【0090】
第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。特に、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−ブチルアミンは、金属酸化物の分散性と分散安定性がより良好となることから好ましい。
【0091】
本発明で用いられるアミノ基含有光硬化性化合物を得るにあたって、(メタ)アクリレート化合物と第一級または第二級アミンとは、前記(メタ)アクリレート化合物中のエチレン性不飽和二重結合100モルに対して、第一級または第二級アミンが0.5〜50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。すなわち、アミノ基含有光硬化性化合物中には、0.5〜50モル(より好ましくは1.0〜30モル)のアミノ基(つまり、エチレン性不飽和二重結合と第一級または第二級アミンとを反応させた官能基)と、50〜95.5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二重結合が含まれていることが好ましい。
【0092】
第一級または第二級アミンの反応比率が0.5モル未満の場合、得られるアミノ基含有光硬化性化合物中のアミノ基の比率が小さいため、金属酸化物の良好な分散性が得られにくくなり、その硬化膜の透明性が悪化しやすくなる。また、この反応比率が50モルを超える場合、得られるアミノ基含有光硬化性化合物中のアミノ基の比率が非常に大きくなるため、良好な金属酸化物分散性は得られるが、一方でエチレン性不飽和二重結合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も低下しやすくなる。
【0093】
アミノ基含有光硬化性化合物は、前記(メタ)アクリレート化合物と前記第一級または第二級アミンとを、二成分が溶解可能な溶剤中において反応させることにより得られる。これは、第一級または第二級アミン中のアミノ基が(メタ)アクリレート化合物中のエチレン性不飽和二重結合にマイケル付加することにより、分子の末端にアミノ基を導入する反応である。
【0094】
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、原料となる(メタ)アクリレート化合物、または反応物であるアミノ基含有光硬化性化合物の溶解性が低下して析出しやすく、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易い。一方、反応温度が110℃を超えた場合、反応物が着色するため、その着色したアミノ基含有光硬化性化合物を用いた硬化性組成物、およびその硬化膜の色目に影響を及ぼすことになる。
【0095】
前記(メタ)アクリレート化合物と前記第一級または第二級アミンとを反応させる際に用いる溶剤は、原料となる(メタ)アクリレート化合物および第一級または第二級アミンとの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。
【0096】
本発明の帯電防止用硬化性組成物における導電性無機微粒子と酸化ケイ素との重量比は、導電性無機微粒子の100重量部に対して酸化ケイ素は0.5〜100重量部が好ましい。さらに、酸化ケイ素が1〜50重量部はより好ましい。酸化ケイ素の重量比が0.5重量部未満では、酸化ケイ素混合使用による硬化膜の屈折率低下や導電性向上といった効果が小さく、100重量部を超えると導電性無機微粒子の割合が少なくなることにより硬化膜の導電性が大幅に低下する場合がある。
【0097】
さらに、帯電防止用硬化性組成物中における導電性無機微粒子と酸化ケイ素をあわせた無機微粒子全体の含有量は、特に制限されないが、固形分100重量部に対して、好ましくは1〜80重量部、より好ましくは10〜70重量部である。無機微粒子全体の含有量が1重量部未満では、導電性無機微粒子由来の帯電防止性が劇的に低下することとなり、80重量部を超えると有機成分量が少ないことにより成膜性が劣る場合がある。
【0098】
本発明の帯電防止用硬化性組成物の製造方法としては、特に制限されないが、いくつかの方法が挙げられる。具体的には、初めに導電性無機微粒子、酸化ケイ素及びアミノ基含有光硬化性化合物を有機溶剤中で混合分散し、安定な導電性無機微粒子/酸化ケイ素分散体を得た後、他の様々な添加剤を添加及び調整し製造する方法、初めに導電性無機微粒子及びアミノ基含有光硬化性化合物を有機溶剤中で混合分散し、安定な導電性無機微粒子分散体を得て、一方で酸化ケイ素及びアミノ基含有光硬化性化合物を有機溶剤中で混合分散し、安定な酸化ケイ素分散体を得た後、上記2種類の分散体及び他の様々な添加剤を添加及び調整し製造する方法、上記導電性無機微粒子分散体、市販の酸化ケイ素分散体及び他の様々な添加剤を添加及び調整し製造する方法、及び導電性無機微粒子、酸化ケイ素、アミノ基含有光硬化性化合物、有機溶剤及びその他の添加剤の全てが混合された状態で分散し製造する方法などが挙げられる。
【0099】
本発明の帯電防止用硬化性組成物は、導電性無機微粒子粉末、酸化ケイ素粉末及びアミノ基含有光硬化性化合物を単に混合して調製しても十分目的とする効果が得られる。ただし、ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル、乾式粉砕処理機などにより機械的に混合するか、導電性無機微粒子粉末及び/または酸化ケイ素粉末と有機溶剤などによるサスペンジョン系にアミノ基含有光硬化性化合物を含む溶液を添加し、導電性無機微粒子表面にアミノ基含有光硬化性化合物を沈着させるなどの緊密な混合系で行なえばさらに良好な結果を得ることができる。
【0100】
本発明の酸化ケイ素分散体は、酸化ケイ素粉末と市販の分散剤や界面活性剤を、有機溶剤および/または水中で上記方法により混合および/または分散しても得ることができる。市販分散剤としては、例えば、日本ルーブリゾール製:ソルスパース3000、ソルスパース9000、ソルスパース17000、ソルスパース24000、ソルスパース28000、ソルスパース32000、ソルスパース35100、ソルスパース36000、ソルスパース41000、エフカアディティブズ製:EFKA4009、EFKA4046、EFKA4047、EFKA4080、EFKA4010、EFKA4015、EFKA4050、EFKA4055、EFKA4060、EFKA4330、EFKA4300、EFKA7462、味の素ファインテクノ製:アジスパーPB821、アジスパーPB711、アジスパーPB822、アジスパーPN411、アジスパーPA111、コグニスジャパン製:TEXAPHORUV20、TEXAPHORUV21、TEXAPHORP61、ビッグケミー・ジャパン製:Disperbyk−101、Disperbyk−103、Disperbyk−106、Disperbyk−110、Disperbyk−111、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−163、Disperbyk−164、Disperbyk−166、Disperbyk−167、Disperbyk−168、Disperbyk−170、Disperbyk−171、Disperbyk−174、Disperbyk−180、Disperbyk−182等が挙げられる。特に、有機溶剤中での分散性、アミノ基含有光硬化性化合物との相性の観点から、Disperbyk−110、Disperbyk−111が好ましい。
【0101】
有機溶剤などの非水系ビヒクル中への導電性無機微粒子及び/または酸化ケイ素、アミノ基含有光硬化性化合物または帯電防止用硬化性組成物の分散または溶解、及びこれらの混合などには、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノーミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー(エム・テクニック社製「クレアミックス」等)、湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」)、微小ビーズミル(寿工業社製「スーパーアペックミル」、「ウルトラアペックミル」)等の分散機が使用できる。分散機にメディアを使う場合には、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、磁性ビーズ、スチレンビーズ等を用いることが好ましい。分散に関しては、2種類以上の分散機、または大きさの異なる2種類以上のメディアをそれぞれ用い、段階的に使用しても差し支えない。
【0102】
本発明の帯電防止用硬化性組成物は、少なくとも導電性無機微粒子、酸化ケイ素及びアミノ基含有光硬化性化合物を含有するものであり、それ以外の成分としては、本発明の目的や効果を損なわない範囲において、溶剤、光重合開始剤、光硬化性化合物、重合禁止剤、光増感剤、レべリング剤、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、無機充填剤、顔料、染料などの添加剤を加えてもよい。
【0103】
溶剤を加える場合は、溶剤を揮発させた後に硬化処理を行なえばよい。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。有機溶剤としては、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、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。
【0104】
なかでも、水酸基含有溶剤は、親水性の高い粒子表面物性を持つ導電性無機微粒子及び/または酸化ケイ素に対して濡れ性が良いことから、溶剤組成中に含有することで分散性及びその塗料の経時安定性の向上において非常に効果的であり、かつ塗工工程のレベリング性も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%含むことが好ましい。具体体には、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、分散性と分散安定性がより良好であることから好ましい。
【0105】
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、アシルフォ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。
【0106】
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−エネタノン、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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
アシルフォ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。
【0111】
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。光重合開始剤の市販品としてはチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガキュア184、651、500、907、127、369、784、2959、BASF社製ルシリンTPO、日本シーベルヘグナー製エサキュアワン等があげられる。
【0112】
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、一種類または二種類以上を混合して用いてもよい。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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も併用することができる。
【0116】
本発明の帯電防止用硬化性組成物は、アミノ基含有光硬化性化合物の他に、その他のバインダー樹脂、光硬化性化合物を加えてもよい。
【0117】
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、一種類または二種類以上を混合して用いてもよい。バイダー樹脂は、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。
【0118】
光硬化性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル系化合物、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重合性不飽和二重結合基を有する化合物を用いることができる。これらの重合性不飽和二重結合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。アミノ基含有光硬化性化合物以外の光硬化性化合物は、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。
【0119】
(メタ)アクリル系化合物としては、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、カルボキシル基と重合性不飽和二重結合とを有する化合物、水酸基を有する(メタ)アクリル系化合物、窒素含有(メタ)アクリル系化合物等がある。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。
【0120】
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アクリレートまたは対応するメタ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。
【0121】
また、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アクリレートまたは対応するモノメタクリレート、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アクリレートまたは対応するモノメタクリレート、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アクリレートまたは対応するメタクリレートが挙げられる。
【0122】
さらに、カルボキシル基及び重合性不飽和二重結合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。
【0123】
水酸基含有(メタ)アクリル系化合物としては、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。
【0124】
窒素含有(メタ)アクリル系化合物としては、(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QSO-(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。
【0125】
さらに、その他の不飽和化合物としては、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。
【0126】
また、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。
【0127】
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。
【0128】
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。
【0129】
ビニル化合物としては、酢酸アリル、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。
【0130】
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。
【0131】
これらは、一種類または二種類以上を混合して用いてもよい。
【0132】
光硬化性化合物は、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個以上のアクリロイル基を有する多官能のアクリレート類を好適に使用することができる。
【0133】
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官能基を(メタ)アクリロイル基としたものであり、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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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。
【0137】
水酸基をもつ(メタ)アクリレート類としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート,2−ヒドロキシプロピルアクリテート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等が挙げられる。
【0138】
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−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、メタクリロイルイソシアネート等が挙げられる。
【0139】
光硬化性化合物の市販品としては、東亜合成製のアロニックス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、大阪有機化学製のビスコート♯400、化薬サートマー製のSR−295、ダイセルUCB製のDPHA、Ebecryl 220、Ebecryl 1290K、Ebecryl 5129、Ebecryl 2220、Ebecryl 6602、新中村化学製の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製のLaromerEA81、サンノプコ製のフォトマー3016、荒川化学工業製のビームセット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、根上工業製のアートレジン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、日本合成化学製の紫光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、共栄社化学製の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、日本化薬製のKAYARAD DPHA、KAYARAD DPHA2C、KAYARAD DPHA−40H、KAYARAD D−310、KAYARAD D−330、等が挙げられる。
【0140】
次に、本発明の硬化膜とその積層体に関して説明する。
本発明の硬化膜は、本発明の硬化性組成物を基材上に膜厚が好ましくは、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。
【0141】
本発明により、表面抵抗値が、1×1012Ω/□以下であり、屈折率が1.5〜1.8である硬化膜を得ることできる。
【0142】
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。
【0143】
本発明の硬化膜が適用される基材としては、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。
【0144】
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。
【0145】
また、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。
【0146】
照射する活性エネルギー線量は、5〜2000mJ/cm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/cmの範囲内であることが好ましい。
【0147】
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。
【0148】
本発明の硬化膜は、基材に硬化性組成物を塗工し、自然または強制乾燥させたあと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あと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。
【0149】
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。
【0150】
また、硬化処理のタイミングは塗工と同時でも構わないし、塗工後でも構わない。
【0151】
本発明の硬化膜は、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性組成物による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される。
【0152】
その他、工学用レンズ、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、ブルーレィディスク等)、ライトケース等に広く利用できる。
【0153】
また本発明の積層体は、本発明の硬化膜および基材に加え、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。
【0154】
屈折率の異なる膜(ア)、粘着層(ア)または情報記録層(ア)は、下記(I)〜(IX)などの層構成・位置に積層されていてもよい。
(I) 基材/(ア)/硬化膜
(II) 基材/硬化膜/(ア)
(III) 基材/(ア)/硬化膜/(ア)
(IV) (ア)/基材/硬化膜
(V) (ア)/基材/(ア)/硬化膜
(VI) (ア)/基材/硬化膜/(ア)
(VII) (ア)/基材/(ア)/硬化膜/(ア)
(VIII) (ア)/硬化膜/基材/硬化膜
(IX) 硬化膜/(ア)/基材/硬化膜
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ち、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。
【0155】
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を1種類以上を付与することができる。
【0156】
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、材料は特に限定しないが、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種又は2種以上の組合せで用いることができる。また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。
【0157】
また、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。
【0158】
また、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層が有る場合は、本発明の硬化膜と硬化膜の接する下層との屈折率の差が±0.02以内にすることが好ましい。
【実施例】
【0159】
以下、製造例、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。製造例、実施例中、部および%は、重量部および重量%をそれぞれ表す。
【0160】
(製造例1)
光硬化後の鉛筆硬度が3Hのアクリレート化合物(根上工業(株)製「UN−3320HS」)20部をメチルイソブチルケトン31.74部に溶解させた溶液に、ジブチルアミン1.16部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(1)のメチルイソブチルケトン溶液(固形分40%)を得た。
【0161】
(製造例2)
光硬化後の鉛筆硬度が3Hのアクリレート化合物(根上工業(株)製「UN−3320HS」)20部をメチルイソブチルケトン30.36部に溶解させた溶液に、1−アミノへキサン0.24部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/10)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(2)のメチルイソブチルケトン溶液(固形分40%)を得た。
【0162】
(製造例3)
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」)20部をメチルイソブチルケトン35.19部に溶解させた溶液に、1,3−ジアミノプロパン3.46部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/30)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(3)のメチルイソブチルケトン溶液(固形分40%)を得た。
【0163】
(製造例4)
光硬化後の鉛筆硬度が2Hのアクリレート化合物(荒川化学工業(株)製「ビームセット700」)20部をシクロヘキサノン34.04部に溶解させた溶液に、ピペリジン3.59部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/20)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(4)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0164】
(製造例5)
光硬化後の鉛筆硬度が2Hのアクリレート化合物(根上工業(株)製「UN−9000H」)20部をシクロヘキサノン30.24部に溶解させた溶液に、ジブチルアミン0.16部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/5)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(5)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0165】
(製造例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、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三菱化学(株)製)80.0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)250.0部、ヒドロキノン0.16部、シクロヘキサノン141.2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)1.65部を加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)77.3部、シクロヘキサノン33.9部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン2.65部を加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して、多官能(メタ)アクリレート化合物(a)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分70%、数平均分子量(MN)870、重量平均分子量(MW)2,830であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(a)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分70%)28.6部をシクロヘキサノン23.07部で希釈した溶液(固形分40%)に、ジブチルアミン1.1部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(6)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0166】
(製造例7)
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(a)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分70%)28.6部をメチルイソブチルケトン22.4部で希釈した溶液(固形分40%)に、N−メチルヘキシルアミン0.65部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/10)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(7)のメチルイソブチルケトン溶液(固形分40%)を得た。
【0167】
(製造例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、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)100.0部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬株式会社製:KAYARAD PET−30)463.2部、ヒドロキノン0.28部、シクロヘキサノン563.2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)2.82部を加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)143.4部、シクロヘキサノン146.5部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン4.53部を加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却し、多官能(メタ)アクリレート化合物(b)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分50%、数平均分子量(MN)920、重量平均分子量(MW)2,200であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(b)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分50%)30.0部をシクロヘキサノン9.1部で希釈した溶液(固形分40%)に、ジブチルアミン1.05部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(8)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0168】
(製造例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、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)100.0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式会社、商品名:ビスコート#300)200.2部、ヒドロキノン0.15部(和光純薬工業株式会社製)、シクロヘキサノン200.1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(東京化成工業株式会社製)1.50部を加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本株式会社製)62.0部、シクロヘキサノン42.4部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン(和光純薬工業株式会社製)2.41部を加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して、多官能(メタ)アクリレート化合物(c)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分60%、数平均分子量(MN)830、重量平均分子量(MW)2,310であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(c)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分60%)20.0部をシクロヘキサノン10.4部で希釈した溶液(固形分40%)に、ジエチルアミン0.3部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/10)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(9)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0169】
(製造例10)
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)80.0部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬株式会社製:KAYARAD PET−30)124.8部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(日本化薬株式会社製:KAYARAD DPHA)222.8部、ヒドロキノン0.21部、シクロヘキサノン430.0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)2.14部を加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本(株)製)77.3部、シクロヘキサノン80.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.42部を加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して、多官能(メタ)アクリレート化合物(d)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分50%、数平均分子量(MN)1,050、重量平均分子量(MW)3,830であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(d)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分50%)30.0部をシクロヘキサノン9.1部で希釈した溶液(固形分40%)に、2−ピペリジンエタノール1.05部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(10)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0170】
(製造例11)
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(三菱化学製)100.0g、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(日本化薬株式会社製:KAYARAD DPHA)556.8、ヒドロキノン0.33g、シクロヘキサノン437.8g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(東京化成工業製)3.28gを加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本製)96.6g、シクロヘキサノン66.8gを加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン5.28gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して多官能(メタ)アクリレート化合物(e)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分60%、数平均分子量MN820、重量平均分子量MW2,660であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(e)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分50%)30.0部をシクロヘキサノン9.1部で希釈した溶液(固形分40%)に、ジブチルアミン1.1部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(11)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0171】
(製造例12)
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)50.0部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(日本化薬株式会社製:KAYARAD DPHA)413.4部、ヒドロキノン0.23部、シクロヘキサノン463.4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(東京化成工業製)2.32部を加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本製)71.7部、シクロヘキサノン74.3部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.73gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して多官能(メタ)アクリレート化合物(f)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分50%、数平均分子量MN900、重量平均分子量MW2,070であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(f)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分50%)30.0部をシクロヘキサノン9.1部で希釈した溶液(固形分40%)に、ジブチルアミン1.1部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(12)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0172】
(製造例13)
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口フラスコにナフタレン二無水物(JFEケミカル株式会社製、商品名 NTCDA)100.0g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬株式会社製:KAYARAD PET−30)342.2g、ヒドロキノン0.22g(和光純薬工業株式会社製)、シクロヘキサノン442.2g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(東京化成工業株式会社製)2.21gを加え、85℃で8時間撹拌し、グリシジルメタクリレート(ダウ・ケミカル日本株式会社製)105.9g、シクロヘキサノン108.4gを加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン(和光純薬株式会社製)3.56gを加え、85℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して多官能(メタ)アクリレート化合物(g)のシクロヘキサノン溶液を得た。この反応溶液は淡黄色透明で固形分50%、数平均分子量MN820、重量平均分子量MW2,440であった。
光硬化後の鉛筆硬度が3Hの上記多官能(メタ)アクリレート化合物(g)を含有するシクロヘキサノン溶液(固形分50%)30.0部をシクロヘキサノン9.1部で希釈した溶液(固形分40%)に、ジブチルアミン1.1部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(13)のシクロヘキサノン溶液(固形分40%)を得た。
【0173】
(製造例14)
光硬化後の鉛筆硬度がHBのアクリレート化合物(荒川化学工業(株)製「ビームセット750」)20部をメチルイソブチルケトン32.27部に溶解させた溶液に、ジブチルアミン1.51部(エチレン性不飽和二重結合モル数/アミン化合物のモル数=100/15)を添加し、40℃で5時間攪拌したあと、室温まで冷却し、アミノ基含有光硬化性化合物(14)のメチルイソブチルケトン溶液(固形分40%)を得た。
【0174】
[導電性無機微粒子及び酸化ケイ素分散ペーストの作製:製造例15〜33]
上記製造例により作成したアミノ基含有光硬化性化合物を用い、表1に示す配合により導電性無機微粒子及び/または酸化ケイ素の分散を行ない、導電性無機微粒子及び酸化ケイ素分散ペーストを作成した。分散方法は、仮分散(ジルコニアビーズ(1.25mm)をメディアとして用いペイントシェイカーで1時間分散)と、本分散(ジルコニアビーズ(0.1mm)をメディアとして用い寿工業製分散機UAM−015で分散)の2段階で行なった。
【0175】
(配合)
【表1】

【0176】
表1において、
Sb2O5:日産化学工業製「サンエポックEFR−6N」(平均一次粒子径:20nm)
ATO:石原産業製「SN−100P」(平均一次粒子径:20nm)
ITO:シーアイ化成製「ナノテックITO」(平均一次粒子径:30nm)
PTO:触媒化成工業製「TL−30S」(平均一次粒子径:30nm)
アルミニウムドープ酸化亜鉛:ハクスイテック製「パゼットCK」(平均一次粒子径:30nm)
SiO2:日本アエロジル製「AEROSIL 50」(平均一次粒子径:10nm)
市販多官能モノマー:荒川化学工業製「ビームセット750」(ビスフェノールAエチレンオキサイド変性アクリレート、分子量(Mw)512、光硬化後の鉛筆硬度HB)
MIBK:メチルイソブチルケトン
メトブタ:3−メトキシ−1−ブタノール
【0177】
(製造例34)
市販の酸化ケイ素ゾル(日産化学工業製「MEK−ST」、固形分30%)100部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製「KBM−5103」)1部および水0.5部を混合し、75℃で7時間加熱攪拌を行い、アクリレート系シランカップリング剤処理酸化ケイ素ゾルを得た。
【0178】
(製造例35)
市販の酸化ケイ素ゾル(日産化学工業製「MIBK−ST」、固形分30%)100部、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製「KBM−503」)1部および水0.5部を混合し、100℃で7時間加熱攪拌を行い、メタクリレート系シランカップリング剤処理酸化ケイ素ゾルを得た。
【0179】
(製造例36)
市販の酸化ケイ素ゾル(日産化学工業製「PMA−ST」、固形分30%)100部、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業製「LS5580」)1部および水0.5部を混合し、110℃で7時間加熱攪拌を行い、オクチル系シランカップリング剤処理酸化ケイ素ゾルを得た。
【0180】
(製造例37)
市販の酸化ケイ素ゾル(日産化学工業製「MEK−ST」、固形分30%)100部、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製「KBM−1403」)1部および水0.5部を混合し、100℃で7時間加熱攪拌を行い、スチリル系シランカップリング剤処理酸化ケイ素ゾルを得た。
【0181】
(製造例38)
市販の酸化ケイ素ゾル(日産化学工業製「MEK−ST」、固形分30%)100部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製「KBM−5103」)3部および水1.5部を混合し、75℃で7時間加熱攪拌を行い、メタクリレート系シランカップリング剤処理酸化ケイ素ゾルを得た。
【0182】
[塗料化及び硬化膜評価:実施例1〜19、比較例1〜4]
上記で調整した導電性無機微粒子及び/または酸化ケイ素分散ペーストを用いて、表2に示す組成の硬化性組成物を調整し、100μm厚の易接着処理PETフィルム(東洋紡製「コスモシャインA−4100」)にバーコーターで膜厚が5μmになるように塗工した後、メタルハライドランプで400mJ/cmの紫外線を照射し、帯電防止用ハードコート層(硬化膜)を形成した。得られた帯電防止用ハードコート層について、下記の方法で表面抵抗、屈折率、耐擦傷性、鉛筆硬度、透明性(ヘイズ)および耐光性を評価した。その結果を表2に示す。
【0183】
【表2】

【0184】
表2において、
光硬化性化合物(1):日本合成化学製「紫光UV−1700B」
光硬化性化合物(2):共栄社化学製「UA−306T」
光硬化性化合物(3):日本化薬製「KAYARAD DPHA」
市販SiO2分散体:日産化学工業製「MEK−ST」
市販Sb2O5分散体:触媒化成工業製「ELCOM P−45」(粒子表面に酸化ケイ素処理)
光重合開始剤:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュア184」
溶剤:PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)
*1:導電性無機微粒子ペーストが分散不良だったので未測定
【0185】
[積層体の作製及び評価:実施例20〜25]
(低屈折率塗液の作製)
1,2,9,10−テトラアクリロイルオキシー4,4,5,5,6,6,7,7−オクタフルオロデカン50重量部、シリカゾル30%分散液(日産化学工業株式会社製MEK-ST)120重量部2’、2’―ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)プロピオン酸(2−ヒドロキシ)−4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11―ノナデカフルオロウンデシル10重量部、ブチルアルコール900重量部光開始剤(日本化薬株式会社製KAYACURE BMS)5重量部を混合し低屈折率塗液を調整した。
【0186】
製造例17の導電性無機微粒子および製造例34の酸化ケイ素分散体を用いて表3に示す配合による組成の硬化性組成物を調整し、100ミクロンPETの易接着処理(易接着層の屈折率=1.60)面にバーコーターを用いて乾燥膜厚で6μmとなるよう塗布し、100℃1分で乾燥しメタルハライドランプで400mJ/cmの紫外線を照射した。ここで得られた試験片にさらに低屈折塗料液をスピンコーターにて、乾燥膜厚でλ/4を示す光の波長が550nm程度になるように層の厚さを調製し、100℃1分で乾燥しメタルハライドランプで400mJ/cmの紫外線を照射し積層体を得た。
【0187】
得られた積層体について、下記の方法で表面抵抗、耐擦傷性、鉛筆硬度、透明性(ヘイズ)、耐光性、屈折率、干渉縞を評価した。その結果を表3に示す。
【0188】
【表3】

【0189】
表3において
光硬化性化合物(1):日本合成化学製「紫光UV−1700B」
光重合開始剤:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「イルガキュア184」
基材:100ミクロンPET(東洋紡製「コスモシャインA−4100」易接着処理面(屈折率1.60)に塗工)
溶剤:PGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)

【0190】
[評価方法]
(1)表面抵抗
硬化膜の表面抵抗(Ω/□)を、
表面抵抗が1×1012以下の場合:◎
表面抵抗が1×1012より高く1×1014以下の場合:○
表面抵抗が1×1014を超える場合:×
(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段階の目視で判断した。数値が大きいほど、耐擦傷性が良好であることを示す。
【0191】
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、一部塗工物が剥がれている
1:塗工物が剥がれてしまい、基材が剥き出しの状態
(3)鉛筆硬度
JISK5600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、その塗工物の鉛筆硬度とした。実用的な要求物性を考慮して、鉛筆硬度が
2H以上のものを○
2Hより低いものを×
と判定した。
(4)透明性(Haze値)
得られた塗工物における濁度(Haze値)を、Hazeメーターを用いて測定した。
【0192】
・ 耐光性
光連続照射時の経時での黄変は、用途展開上、非常に好ましくない。そこで、光連続照射時の黄変性を確認した。
まず、耐光性試験機(光源:キセノンランプ、照度:100W/cm、ブラックパネル温度:60℃、60%RH)にて塗工物を24時間暴露した。その後、白色紙上に塗工物を置き、測色機(ミノルタCR−300)を用いて着色を測定した。測色値はLにて表示し、黄変性の目安をb値にて判断した。b値の値が小さいほど、黄変の程度が小さく、耐光性が良好であることを表す。実用的な要求物性を考慮して、b値が
3.5未満のものを○
3.5以上のものを×
と判定した。
【0193】
・ 屈折率:得られた硬化皮膜の屈折率を株式会社アタゴ製アッベ屈折率計を用いて測定した。
・ 反射干渉縞:得られた塗工物の反射干渉縞を目視にて評価した。
評点は ○:反射干渉縞が観察できない
×:反射干渉縞が観察できる



【特許請求の範囲】
【請求項1】
平均一次粒子径が5〜100nmの導電性無機微粒子と、
平均一次粒子径が5〜100nmの酸化ケイ素と、
エチレン性不飽和二重結合と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させた官能基、および、未反応のエチレン性不飽和二重結合を有する、アミノ基含有光硬化性化合物と、
を含有する帯電防止用硬化性組成物。
【請求項2】
導電性無機微粒子が、アンチモン、インジウム、スズ及び亜鉛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であることを特徴とする請求項1記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項3】
導電性無機微粒子が、絶縁性金属酸化物および/または加水分解性の有機金属化合物で表面処理されていないものであることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項4】
導電性無機微粒子が五酸化アンチモンであり、五酸化アンチモンの平均一次粒子径(D1)と酸化ケイ素の平均一次粒子径(D2)との相対比(D2/D1)が0.1〜1.2であることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項5】
酸化ケイ素が、加水分解性の有機金属化合物で処理されていることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項6】
アミノ基含有光硬化性化合物が、光硬化後の鉛筆硬度がH以上になるアクリレート化合物またはメタクリレート化合物と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させたものであることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項7】
アミノ基含有光硬化性化合物が、アクリレート化合物またはメタクリレート化合物と第一級アミンまたは第二級アミンとを、前記アクリレート化合物またはメタクリレート化合物中のエチレン性不飽和二重結合100モルに対して、第一級アミンまたは第二級アミンが0.5〜50モルとなる比率で反応させたものであることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項8】
アミノ基含有光硬化性化合物が、下記一般式(1)で表される化合物と第一級アミンまたは第二級アミンとを反応させたものであることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
一般式(1)
【化1】

(式中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子またはメチル基を示し、R〜R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、Rは、4価の脂肪族基もしくは芳香族基を示す。)
【請求項9】
第一級アミンまたは第二級アミンが、脂肪族モノアミンであることを特徴とする請求項1ないし8いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項10】
さらに溶剤を含み、かつ溶剤が、全溶剤に対して10〜100重量%の水酸基含有溶剤を含むことを特徴とする請求項1ないし9いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物。
【請求項11】
請求項1ないし10いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物を硬化してなることを特徴とする硬化膜。
【請求項12】
表面抵抗値が、1×1012Ω/□以下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】
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または12記載の硬化膜。
【請求項14】
硬化膜の屈折率が、1.5〜1.8の範囲であることを特徴とする請求項11ないし13いずれか1項に記載の硬化膜。
【請求項15】
基材上に請求項11ないし14のいずれか1項に記載の硬化膜を形成させてなる積層体。
【請求項16】
基材が、プラスチック基材であることを特徴とする請求項15記載の積層体。
【請求項17】
基材が、レンズ形状であることを特徴とする請求項15または16記載の積層体。
【請求項18】
硬化膜と基材との屈折率の差が±0.02以内であることを特徴とする請求項15ないし17いずれか1項に記載の積層体。
【請求項19】
硬化膜と基材との間にさらに一層以上の下層を有し、硬化膜と、硬化膜の接する下層との屈折率の差が±0.02以内であることを特徴とする請求項15ないし18いずれか1項に記載の積層体。
【請求項20】
情報記録層を含む請求項15ないし19いずれか1項に記載の積層体。
【請求項21】
反射防止膜である請求項15ないし19いずれか1項に記載の積層体。
【請求項22】
請求項1ないし10いずれか1項に記載の帯電防止用硬化性組成物を基材に塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化させてなる硬化膜の製造方法。


【公開番号】特開2008−19414(P2008−19414A)
【公開日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−9671(P2007−9671)
【出願日】平成19年1月19日(2007.1.19)
【出願人】(000222118)東洋インキ製造株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】