帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法
【課題】膜に帯電防止機能を付与するとともに、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることができ、しかも、成膜性及び保存安定性に優れた帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）等の導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂と、エチレングリコール等の有機溶媒とを含有してなる塗料であり、この塗料における金属酸化物微粒子の含有率は１重量％以上かつ５重量％以下である。
【解決手段】本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）等の導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂と、エチレングリコール等の有機溶媒とを含有してなる塗料であり、この塗料における金属酸化物微粒子の含有率は１重量％以上かつ５重量％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法に関し、さらに詳しくは、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクション（ＰＪＴＶ）等の各種表示装置に好適に用いられ、これらの表示装置の表示面に、帯電防止効果を付与することが可能であるとともに、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることが可能な帯電防止硬化膜形成用塗料、それを用いて形成してなる帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材、並びに帯電防止硬化膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像表示用の一般材料、例えば、従来のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクション（ＰＪＴＶ）等の各種表示装置に用いられるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明基材は、静電気が帯電し易く、この静電気により、埃が付着するという問題があり、このような問題を改善するために、透明基材の画像表示部に透明導電膜を形成することが行われている。この透明導電膜の形成方法としては、透明基材の画像表示面に導電性微粒子を含有する塗料を塗工し、製膜する方法が良く用いられている。
【０００３】
また、上記の各種表示装置においては、透明基材が最表面にくることが多く、そこで、この透明基材の表面に硬度を付与させるために、いわゆるハードコート層を形成することが必要である。このハードコート層は、透明導電膜の耐擦傷性及び耐食性を向上させるために必要とされるものであり、紫外線硬化性樹脂等が用いられている。
一方、透明導電膜自体にハードコート性を付与するために、導電性を有する有機高分子、金属酸化物微粒子、金属微粒子等を界面活性剤と共に紫外線硬化性樹脂等に含有させる試みがなされている。
【０００４】
導電性の金属酸化物微粒子を含有する塗料としては、電離放射線硬化型樹脂と、平均粒子径が０．３μｍ以下のアンチモンドープ酸化錫またはアンチモンドープ酸化亜鉛等の金属酸化物超微粒子と、誘電率が９．０以上かつ沸点が９０℃以上１８０℃未満の溶剤とからなり、前記電離放射線硬化型樹脂と前記金属酸化物超微粒子との合計１００．０重量部に対して前記溶剤を３０．０重量部以上配合した塗料（特許文献１）、平均粒子径が３００ｎｍ以下のアンチモンドープ酸化錫またはアンチモンドープ酸化亜鉛等の金属酸化物微粒子と、電離放射線硬化型樹脂と、有機溶剤とからなる塗料（特許文献２）等が提案されている。
また、導電性微粒子の含有率が低い透明導電膜としては、アンチモン含有酸化錫（ＡＴＯ）、錫含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等の導電性微粒子を３重量％以上かつ６０重量％以下含有した透明導電膜が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００３−１０５２６７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７９３９号公報
【特許文献３】特開２００５−１４４８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の導電性の金属酸化物微粒子を含有する塗料では、固形分中の金属酸化物微粒子の含有率が１５〜７０％必要であり、しかも、基材上に形成される硬化膜は、透明性、表面抵抗および膜の硬度の全てを満たすことが困難であり、表示装置の表示材として使用するには制限が生じるという問題点があった。また、塗料中の金属酸化物微粒子の濃度が高いため、この金属酸化物微粒子の分散安定性が悪化し、したがって、塗料の保存安定性、いわゆるポットライフが短くなり、その結果、塗料中で金属酸化物微粒子が沈降したり、この塗料を用いて硬化膜を形成した時に、膜のヘイズ値が大きくなったり、微小粒子等の膜欠陥が生じて外観不良が発生する等の問題点があった。
【０００６】
また、従来の導電性微粒子の含有率が低い透明導電膜では、低い表面抵抗値を発現させるため表面処理剤の量を少なくしたために、導電性微粒子の濃度が低いにも関わらず、塗料のポットライフが短くなり、その結果、塗料中で導電性微粒子が沈降したり、この塗料を用いて透明導電膜を形成した時に、膜のヘイズ値が大きくなったり、微小粒子等の膜欠陥が生じて外観不良が発生する等の問題点があった。
このように、従来の塗料を用いて膜にハードコート性を付与しようとすると、膜の表面抵抗の低抵抗化、膜の硬度、成膜性、塗料の寿命のいずれかの点で問題点が生じ、これらの全てを満足することは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、膜に帯電防止機能を付与するとともに、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることができ、しかも、成膜性及び保存安定性に優れた帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法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】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために、鋭意検討を行った結果、塗料の成分を、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とし、さらに、金属酸化物微粒子の含有率を１重量％以上かつ５重量％以下とすれば、この塗料を塗布して得られた膜に帯電防止機能を付与することができ、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることができ、しかも、成膜性及び保存安定性にも優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料であって、前記金属酸化物微粒子の含有率は、１重量％以上かつ５重量％以下であることを特徴とする。
【００１０】
前記有機溶媒は、化合物Ａおよび／または化合物Ｂを含有し、
前記化合物Ａは、分子量が２００以下の三価アルコールまたは二価アルコールであり、
前記化合物Ｂは、下記の式（１）
【化１】
（式（１）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ）、ｍ及びｎは整数、ｍ＋ｎ＝２）
または、下記の式（２）
【化２】
（式（２）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ））
で表される化合物であり、
前記化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率は、３重量％以上かつ１５重量％以下であることが好ましい。
【００１１】
前記金属酸化物微粒子は、スズを含む金属酸化物微粒子であり、その平均一次粒子径は２０ｎｍ以下であることが好ましい。
前記金属酸化物微粒子、前記陽イオン系界面活性剤及び前記光硬化性樹脂の合計の含有率は、３０重量％以上かつ５０重量％以下であることが好ましい。
この塗料の粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上かつ２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００１２】
上記の塗料に、さらに、ケイ素またはフッ素を含むレベリング剤を０．０１重量％以上かつ１重量％以下含有してなることが好ましい。
この塗料の表面張力は、２０ｍＮ／ｍ以上かつ３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の帯電防止硬化膜は、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて形成してなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の帯電防止硬化膜付きプラスチック基材は、本発明の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成してなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の帯電防止硬化膜の製造方法は、透明基材上に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理し、次いで、所定の波長範囲の光を照射して硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料によれば、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料における金属酸化物微粒子の含有率を、１重量％以上かつ５重量％以下としたので、塗料の保存安定性を向上させることができ、いわゆるポットライフを長くすることができる。その結果、この塗料を塗工して得られる膜の成膜性を向上させることができ、膜欠陥等が無く均質性に優れた帯電防止硬化膜を得ることができる。
【００１７】
本発明の帯電防止硬化膜によれば、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて形成したので、膜欠陥等が無く均一性に優れたものとなり、帯電防止機能、膜硬度及び防汚性をさらに向上させることができる。したがって、長期信頼性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の帯電防止硬化膜付きプラスチック基材によれば、本発明の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成したので、帯電防止機能、膜の硬度及び防汚性に優れ、さらには長期信頼性に優れたプラスチック基材を提供することができる。
【００１９】
本発明の帯電防止硬化膜の製造方法によれば、透明基材上に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理し、次いで、所定の波長範囲の光を照射して硬化させるので、帯電防止機能、膜硬度及び防汚性に優れ、さらには長期信頼性に優れた帯電防止硬化膜を容易かつ安価に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２１】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料であり、この塗料における金属酸化物微粒子の含有率は１重量％以上かつ５重量％以下である。
【００２２】
ここで、導電性を有する金属酸化物微粒子としては、表面抵抗が低く、しかも透明性を確保することができる点から、スズを含む金属酸化物微粒子が好ましい。
スズを含む金属酸化物微粒子としては、例えば、酸化スズ（ＳｎＯ２、ＳｎＯ等）、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等が挙げられる。
【００２３】
この導電性を有する金属酸化物微粒子の平均一次粒子径は、２０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１５ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以下である。
ここで、平均一次粒子径を２０ｎｍ以下と限定した理由は、平均一次粒子径が２０ｎｍを越えると、微粒子同士の凝集が生じ易くなり、その結果、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなるからである。
【００２４】
この金属酸化物微粒子の塗料における含有率は、１重量％以上かつ５重量％以下が好ましく、より好ましくは１．４重量％以上かつ３重量％以下である。
ここで、金属酸化物微粒子の含有率が１重量％未満であると、製膜した場合に膜中の金属酸化物微粒子の濃度が低くなり、金属酸化物微粒子間の接触の度合いが低下し、その結果、表面抵抗が高くなってしまい、所望の表面抵抗が得られなくなるからである。一方、含有率が５重量％を越えると、塗料中にて金属酸化物微粒子の凝集が生じ易くなり、その結果、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなるからである。また、この塗料を用いて製膜した場合、膜中の金属酸化物微粒子の濃度が高くなり、その結果、金属酸化物微粒子に起因する着色が生じ易くなり、膜の可視光線に対する透過率が低下するからである。
【００２５】
陽イオン系界面活性剤としては、例えば、塩化アルキルメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム等が挙げられる。
【００２６】
光硬化性樹脂は、紫外線、近赤外線、遠赤外線等の光を照射することで硬化する樹脂のことであり、紫外線硬化性樹脂、近赤外線硬化性樹脂、遠赤外線硬化性樹脂等が挙げられる。
このような光硬化性樹脂としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のモノマー、あるいは、これらを原料とするオリゴマーやポリマー等が挙げられる。
これらの樹脂は、目的とする帯電防止硬化膜に付与される特性に応じて適宜選択することができる。
【００２７】
有機溶媒としては、下記に示す化合物Ａおよび／または化合物Ｂを含有していることが好ましい。
化合物Ａは、分子量が２００以下の三価アルコールまたは二価アルコールである。
【００２８】
化合物Ｂは、高沸点かつ高極性の窒素含有有機化合物であり、下記の式（１）
【化３】
（式（１）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ）、ｍ及びｎは整数、ｍ＋ｎ＝２）
または、下記の式（２）
【化４】
（式（２）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ））
で表される化合物である。
この有機溶媒のうち特に好ましいものとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
【００２９】
この化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率は、３重量％以上かつ１５重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３重量％以上かつ１２重量％以下、さらに好ましくは３重量％以上かつ１０重量％以下である。
ここで、化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率が３重量％未満であると、金属酸化物微粒子の分散安定性が低下し、したがって、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなるからであり、また、塗工して得られる塗膜に微小粒子が多数発生し、成膜性も悪化するからである。また、含有率が１５重量％を越えると、塗料に含まれる樹脂の溶解性が低下し、したがって、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなり、その結果、得られる膜が白化し、成膜性も悪化するからである。
【００３０】
このように、化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率を３重量％以上かつ１５重量％以下とすることにより、金属酸化物微粒子の含有率を極めて低くすることができ、また、得られた膜の高透過率及び表面抵抗の低抗化を両立させることができる。また、膜中での金属酸化物微粒子の凝集を抑制することができるので、得られた膜の成膜性も向上し、塗料の保存安定性も向上する。
なお、化合物Ａおよび化合物Ｂを全く含まない有機溶媒のみを使用した場合、金属酸化物微粒子の含有率を数十重量％以上にしないと、表面抵抗が安定して発現せず、また、塗料のポットライフも悪化するので、好ましくない。
【００３１】
これら金属酸化物微粒子、陽イオン系界面活性剤及び光硬化性樹脂の合計の含有率は、３０重量％以上かつ５０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３３重量％以上かつ４６重量％以下である。
ここで、これらの合計の含有率が３０重量％未満であると、得られた膜中の残留溶媒が多くなり、ＵＶ照射後の膜に白化が生じ易くなり、また、膜のハードコート性が低下するからであり、一方、これらの合計の含有率が５０重量％を越えると、膜の粘度が高くなり、塗工時の膜厚制御が難しく、ムラ等が発生し易くなるからであり、また、導電性粒子の膜中の含有濃度が低くなり、表面抵抗値が発現しづらくなるからである。
【００３２】
この塗料の粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上かつ２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が２ｍＰａ・ｓ未満であると、塗膜の膜厚を厚くすることが難しく、ハードコート性が得られ難くなるからであり、一方、粘度が２０ｍＰａ・ｓを越えると、塗膜を乾燥した後においても塗膜中に溶媒が残留し易くなり、光を照射した後に、硬化した膜に白化が生じ易くなるからである。
【００３３】
この塗料の塗工性を高めるために、さらに、ケイ素またはフッ素を含むレベリング剤を０．０１重量％以上かつ１重量％以下含有していることが好ましい。
このレベリング剤としては、ケイ素またはフッ素を含む有機化合物が好ましく、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、前記の水酸基あるいはアクリル基含有物等のシリコーン系ポリマー、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルエステル、その他フッ素変性ポリマー等が挙げられる。
【００３４】
この塗料の表面張力は、２０ｍＮ／ｍ以上かつ３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
このレベリング剤には、膜表面の滑り性を向上させるとともに、膜の鉛筆硬度等のハードコート性を向上させる効果もある。
なお、レベリング剤を含有しない場合、製膜時にハジキ等の膜欠陥が生じ易くなる。
【００３５】
次に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて帯電防止硬化膜を形成する方法について説明する。
まず、透明基材を用意する。この透明基材としては、特に限定されず、プラスチック基材、ガラス基材を挙げることができ、その形状としては、平板、フィルム、シート等いずれであってもよい。
このプラスチック基材としては、透明プラスチックシートや透明プラスチックフィルム等が挙げられる。このプラスチック基材の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリアクリレート、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリレートとポリスチレン（ＰＳ）の共重合体等から適宜選択することができる。
【００３６】
次いで、この透明基材上に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成する。
ここで、温度が１５℃より低いと、塗料の粘度が高くなってしまい、塗工性が悪化するからであり、一方、３０℃より高いと、塗料の粘度が低くなってしまい、塗工の際の膜厚の制御が難しくなり、厚みムラ等の膜欠陥が生じ易くなるからである。
【００３７】
また、相対湿度が４５％ＲＨより低いと、塗工中に有機溶媒の乾燥が不均一になってしまい、塗工の際の膜厚の制御が難しくなり、厚みムラ等の膜欠陥が生じ易くなるからであり、一方、相対湿度が６５％ＲＨより高いと、空気中に含まれる水分の影響により、金属酸化物微粒子が凝集し易くなり、膜が白化するからである。
【００３８】
次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理する。次いで、所定の波長範囲の光を照射し、膜を硬化させる。
これら熱処理及び光照射の条件は、塗布膜に含まれる陽イオン系界面活性剤、光硬化性樹脂、有機溶媒、レベリング剤等の種類や含有率に合わせて適宜設定することが望ましい。
以上により、本発明の帯電防止硬化膜を安価かつ容易に作製することができる。
【００３９】
本発明の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成すれば、帯電防止機能、膜の硬度、防汚性に優れ、さらには長期信頼性に優れたプラスチック基材が得られる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４１】
「実施例１」
アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）微粒子（平均１次粒子径：８ｎｍ、住友大阪セメント製）２．０重量部、陽イオン系界面活性剤 アデカミン４ＭＡＣ−３０（アデカ社製、有効成分３０％）を有効成分換算で０．０８重量部、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂モノマー ＤＰＨＡ（日本化薬社製）３０重量部に、有機溶媒として、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）２０重量部、エチレングリコール（ＥＧ）１０重量部、さらにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を全体量が１００重量部になるように加え、ポリエーテル変性シリコーン ＢＹＫ３３３（ビックケミー社製）を０．１重量部添加した。
【００４２】
次いで、この組成物をミキサーミルにて混合した後、この混合物に、光重合開始剤イルガキュア１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）を、この混合物中の固形分に対して１０重量％加え、攪拌により溶解し、実施例１の塗料を調製した。
次いで、この塗料を２０℃に加熱した後、温度２５℃、相対湿度５５％ＲＨの環境下で、ＰＥＴフィルム（東洋紡社製）にバーコート（＃１８）にて塗布し、次いで、乾燥器を用いて７０℃にて３分間乾燥させ、さらに、高圧水銀灯を用いて、３００ｍJ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、実施例１の硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４３】
「実施例２」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を３重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例２の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４４】
「実施例３」
エチレングリコール（ＥＧ）をグリセリンに替え、このグリセリンの含有量を５重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例３の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４５】
「実施例４」
エチレングリコール（ＥＧ）をＮ−メチルホルムアミド（ＮＭＦ）に替え、このＮ−メチルホルムアミド（ＮＭＦ）の含有量を９重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例４の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４６】
「実施例５」
エチレングリコール（ＥＧ）をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に替え、このＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）の含有量を９重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例５の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４７】
「実施例６」
アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）微粒子の含有量を３．０重量部、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂モノマー ＤＰＨＡを４０重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例６の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４８】
「比較例１」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を０重量部とした以外は、実施例１に準じて、比較例１の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４９】
「比較例２」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を２重量部とした以外は、実施例１に準じて、比較例２の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００５０】
「比較例３」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を２０重量部とした以外は、実施例１に準じて、比較例３の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
表１に、実施例１〜６及び比較例１〜３各々の塗料の組成を示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
「硬化膜付きＰＥＴフィルムの評価」
実施例１〜６及び比較例１〜３各々の塗料のポットライフ、粘度、表面張力、成膜性、及び実施例１〜６及び比較例１〜３各々の硬化膜付きＰＥＴフィルムの全光線透過率、ヘイズ、表面抵抗及び鉛筆硬度を下記の方法により評価した。
【００５３】
（１）ポットライフ
塗料を３０℃にて３０日間、静置し、沈降物の有無を目視により判定した。
（２）粘度
日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８８０３「液体の粘度−測定方法」に準拠し、ウベローデ型毛細管粘度計を用いて、液温２５℃にて測定した。
（３）表面張力
ウィルヘルミー法による表面張力計（協和界面化学社製）を用いて測定した。
（４）成膜性
バーコート（＃１８）にて塗布した塗布膜の表面状態を目視にて評価した。
【００５４】
（５）全光線透過率
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」に準拠して、日本電色製ヘイズメータを用いて測定した。
（６）ヘイズ（曇価）
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」に準拠して、日本電色製ヘイズメータを用いて測定した。
（７）表面抵抗（Ω／□）
ハイレスタ（ダイヤインスツルメンツ社製）を用いて硬化膜の表面抵抗を測定した。
（８）鉛筆硬度
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４「引っかき硬度（鉛筆法）」に準拠して、硬化膜膜における鉛筆硬度を測定した。ここでは、負荷荷重を７５０ｇとし、この荷重下で傷が付かなかった鉛筆の硬度を用いて評価した。
以上の評価結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
以上の結果から、実施例１〜６では、ポットライフ〜鉛筆硬度の各項目全体に亘って優れていることが確認された。
一方、比較例１では、塗料に微粒子が凝集した沈降物が認められ、保存安定性に欠けるものであった。また、膜には微小粒子が多数発生しており、成膜性に劣っており、表面抵抗も高く、導電性に劣ったものであった。
比較例２では、沈降物こそ認められなかったものの、膜には微小粒子が多数発生しており、成膜性に劣ったものであった。
比較例３では、塗料がゲル化しており、保存安定性に欠けるものであった。また、膜は白化しており、透明性に欠けるものであった。また、表面抵抗も極めて高く、導電性に劣ったものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料における金属酸化物微粒子の含有率を、１重量％以上かつ５重量％以下としたものであるから、帯電防止機能、硬度及び防汚性等が求められるあらゆる物に適用可能であり、特に、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクション（ＰＪＴＶ）等の各種画像表示装置の表示面における帯電防止機能、膜硬度及び防汚性を向上させる場合に非常に効果的であり、その産業的利用価値は非常に大きなものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法に関し、さらに詳しくは、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクション（ＰＪＴＶ）等の各種表示装置に好適に用いられ、これらの表示装置の表示面に、帯電防止効果を付与することが可能であるとともに、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることが可能な帯電防止硬化膜形成用塗料、それを用いて形成してなる帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材、並びに帯電防止硬化膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像表示用の一般材料、例えば、従来のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクション（ＰＪＴＶ）等の各種表示装置に用いられるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の透明基材は、静電気が帯電し易く、この静電気により、埃が付着するという問題があり、このような問題を改善するために、透明基材の画像表示部に透明導電膜を形成することが行われている。この透明導電膜の形成方法としては、透明基材の画像表示面に導電性微粒子を含有する塗料を塗工し、製膜する方法が良く用いられている。
【０００３】
また、上記の各種表示装置においては、透明基材が最表面にくることが多く、そこで、この透明基材の表面に硬度を付与させるために、いわゆるハードコート層を形成することが必要である。このハードコート層は、透明導電膜の耐擦傷性及び耐食性を向上させるために必要とされるものであり、紫外線硬化性樹脂等が用いられている。
一方、透明導電膜自体にハードコート性を付与するために、導電性を有する有機高分子、金属酸化物微粒子、金属微粒子等を界面活性剤と共に紫外線硬化性樹脂等に含有させる試みがなされている。
【０００４】
導電性の金属酸化物微粒子を含有する塗料としては、電離放射線硬化型樹脂と、平均粒子径が０．３μｍ以下のアンチモンドープ酸化錫またはアンチモンドープ酸化亜鉛等の金属酸化物超微粒子と、誘電率が９．０以上かつ沸点が９０℃以上１８０℃未満の溶剤とからなり、前記電離放射線硬化型樹脂と前記金属酸化物超微粒子との合計１００．０重量部に対して前記溶剤を３０．０重量部以上配合した塗料（特許文献１）、平均粒子径が３００ｎｍ以下のアンチモンドープ酸化錫またはアンチモンドープ酸化亜鉛等の金属酸化物微粒子と、電離放射線硬化型樹脂と、有機溶剤とからなる塗料（特許文献２）等が提案されている。
また、導電性微粒子の含有率が低い透明導電膜としては、アンチモン含有酸化錫（ＡＴＯ）、錫含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等の導電性微粒子を３重量％以上かつ６０重量％以下含有した透明導電膜が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００３−１０５２６７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７９３９号公報
【特許文献３】特開２００５−１４４８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の導電性の金属酸化物微粒子を含有する塗料では、固形分中の金属酸化物微粒子の含有率が１５〜７０％必要であり、しかも、基材上に形成される硬化膜は、透明性、表面抵抗および膜の硬度の全てを満たすことが困難であり、表示装置の表示材として使用するには制限が生じるという問題点があった。また、塗料中の金属酸化物微粒子の濃度が高いため、この金属酸化物微粒子の分散安定性が悪化し、したがって、塗料の保存安定性、いわゆるポットライフが短くなり、その結果、塗料中で金属酸化物微粒子が沈降したり、この塗料を用いて硬化膜を形成した時に、膜のヘイズ値が大きくなったり、微小粒子等の膜欠陥が生じて外観不良が発生する等の問題点があった。
【０００６】
また、従来の導電性微粒子の含有率が低い透明導電膜では、低い表面抵抗値を発現させるため表面処理剤の量を少なくしたために、導電性微粒子の濃度が低いにも関わらず、塗料のポットライフが短くなり、その結果、塗料中で導電性微粒子が沈降したり、この塗料を用いて透明導電膜を形成した時に、膜のヘイズ値が大きくなったり、微小粒子等の膜欠陥が生じて外観不良が発生する等の問題点があった。
このように、従来の塗料を用いて膜にハードコート性を付与しようとすると、膜の表面抵抗の低抵抗化、膜の硬度、成膜性、塗料の寿命のいずれかの点で問題点が生じ、これらの全てを満足することは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、膜に帯電防止機能を付与するとともに、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることができ、しかも、成膜性及び保存安定性に優れた帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法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】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために、鋭意検討を行った結果、塗料の成分を、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とし、さらに、金属酸化物微粒子の含有率を１重量％以上かつ５重量％以下とすれば、この塗料を塗布して得られた膜に帯電防止機能を付与することができ、膜の硬度及び防汚性をさらに向上させることができ、しかも、成膜性及び保存安定性にも優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料であって、前記金属酸化物微粒子の含有率は、１重量％以上かつ５重量％以下であることを特徴とする。
【００１０】
前記有機溶媒は、化合物Ａおよび／または化合物Ｂを含有し、
前記化合物Ａは、分子量が２００以下の三価アルコールまたは二価アルコールであり、
前記化合物Ｂは、下記の式（１）
【化１】
（式（１）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ）、ｍ及びｎは整数、ｍ＋ｎ＝２）
または、下記の式（２）
【化２】
（式（２）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ））
で表される化合物であり、
前記化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率は、３重量％以上かつ１５重量％以下であることが好ましい。
【００１１】
前記金属酸化物微粒子は、スズを含む金属酸化物微粒子であり、その平均一次粒子径は２０ｎｍ以下であることが好ましい。
前記金属酸化物微粒子、前記陽イオン系界面活性剤及び前記光硬化性樹脂の合計の含有率は、３０重量％以上かつ５０重量％以下であることが好ましい。
この塗料の粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上かつ２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００１２】
上記の塗料に、さらに、ケイ素またはフッ素を含むレベリング剤を０．０１重量％以上かつ１重量％以下含有してなることが好ましい。
この塗料の表面張力は、２０ｍＮ／ｍ以上かつ３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の帯電防止硬化膜は、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて形成してなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の帯電防止硬化膜付きプラスチック基材は、本発明の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成してなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の帯電防止硬化膜の製造方法は、透明基材上に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理し、次いで、所定の波長範囲の光を照射して硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料によれば、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料における金属酸化物微粒子の含有率を、１重量％以上かつ５重量％以下としたので、塗料の保存安定性を向上させることができ、いわゆるポットライフを長くすることができる。その結果、この塗料を塗工して得られる膜の成膜性を向上させることができ、膜欠陥等が無く均質性に優れた帯電防止硬化膜を得ることができる。
【００１７】
本発明の帯電防止硬化膜によれば、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて形成したので、膜欠陥等が無く均一性に優れたものとなり、帯電防止機能、膜硬度及び防汚性をさらに向上させることができる。したがって、長期信頼性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の帯電防止硬化膜付きプラスチック基材によれば、本発明の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成したので、帯電防止機能、膜の硬度及び防汚性に優れ、さらには長期信頼性に優れたプラスチック基材を提供することができる。
【００１９】
本発明の帯電防止硬化膜の製造方法によれば、透明基材上に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理し、次いで、所定の波長範囲の光を照射して硬化させるので、帯電防止機能、膜硬度及び防汚性に優れ、さらには長期信頼性に優れた帯電防止硬化膜を容易かつ安価に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料と帯電防止硬化膜及び帯電防止硬化膜付きプラスチック基材並びに帯電防止硬化膜の製造方法を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２１】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料であり、この塗料における金属酸化物微粒子の含有率は１重量％以上かつ５重量％以下である。
【００２２】
ここで、導電性を有する金属酸化物微粒子としては、表面抵抗が低く、しかも透明性を確保することができる点から、スズを含む金属酸化物微粒子が好ましい。
スズを含む金属酸化物微粒子としては、例えば、酸化スズ（ＳｎＯ２、ＳｎＯ等）、アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等が挙げられる。
【００２３】
この導電性を有する金属酸化物微粒子の平均一次粒子径は、２０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１５ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以下である。
ここで、平均一次粒子径を２０ｎｍ以下と限定した理由は、平均一次粒子径が２０ｎｍを越えると、微粒子同士の凝集が生じ易くなり、その結果、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなるからである。
【００２４】
この金属酸化物微粒子の塗料における含有率は、１重量％以上かつ５重量％以下が好ましく、より好ましくは１．４重量％以上かつ３重量％以下である。
ここで、金属酸化物微粒子の含有率が１重量％未満であると、製膜した場合に膜中の金属酸化物微粒子の濃度が低くなり、金属酸化物微粒子間の接触の度合いが低下し、その結果、表面抵抗が高くなってしまい、所望の表面抵抗が得られなくなるからである。一方、含有率が５重量％を越えると、塗料中にて金属酸化物微粒子の凝集が生じ易くなり、その結果、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなるからである。また、この塗料を用いて製膜した場合、膜中の金属酸化物微粒子の濃度が高くなり、その結果、金属酸化物微粒子に起因する着色が生じ易くなり、膜の可視光線に対する透過率が低下するからである。
【００２５】
陽イオン系界面活性剤としては、例えば、塩化アルキルメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム等が挙げられる。
【００２６】
光硬化性樹脂は、紫外線、近赤外線、遠赤外線等の光を照射することで硬化する樹脂のことであり、紫外線硬化性樹脂、近赤外線硬化性樹脂、遠赤外線硬化性樹脂等が挙げられる。
このような光硬化性樹脂としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のモノマー、あるいは、これらを原料とするオリゴマーやポリマー等が挙げられる。
これらの樹脂は、目的とする帯電防止硬化膜に付与される特性に応じて適宜選択することができる。
【００２７】
有機溶媒としては、下記に示す化合物Ａおよび／または化合物Ｂを含有していることが好ましい。
化合物Ａは、分子量が２００以下の三価アルコールまたは二価アルコールである。
【００２８】
化合物Ｂは、高沸点かつ高極性の窒素含有有機化合物であり、下記の式（１）
【化３】
（式（１）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ）、ｍ及びｎは整数、ｍ＋ｎ＝２）
または、下記の式（２）
【化４】
（式（２）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ））
で表される化合物である。
この有機溶媒のうち特に好ましいものとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
【００２９】
この化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率は、３重量％以上かつ１５重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３重量％以上かつ１２重量％以下、さらに好ましくは３重量％以上かつ１０重量％以下である。
ここで、化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率が３重量％未満であると、金属酸化物微粒子の分散安定性が低下し、したがって、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなるからであり、また、塗工して得られる塗膜に微小粒子が多数発生し、成膜性も悪化するからである。また、含有率が１５重量％を越えると、塗料に含まれる樹脂の溶解性が低下し、したがって、塗料の保存安定性が低下し、ポットライフが短くなり、その結果、得られる膜が白化し、成膜性も悪化するからである。
【００３０】
このように、化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率を３重量％以上かつ１５重量％以下とすることにより、金属酸化物微粒子の含有率を極めて低くすることができ、また、得られた膜の高透過率及び表面抵抗の低抗化を両立させることができる。また、膜中での金属酸化物微粒子の凝集を抑制することができるので、得られた膜の成膜性も向上し、塗料の保存安定性も向上する。
なお、化合物Ａおよび化合物Ｂを全く含まない有機溶媒のみを使用した場合、金属酸化物微粒子の含有率を数十重量％以上にしないと、表面抵抗が安定して発現せず、また、塗料のポットライフも悪化するので、好ましくない。
【００３１】
これら金属酸化物微粒子、陽イオン系界面活性剤及び光硬化性樹脂の合計の含有率は、３０重量％以上かつ５０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３３重量％以上かつ４６重量％以下である。
ここで、これらの合計の含有率が３０重量％未満であると、得られた膜中の残留溶媒が多くなり、ＵＶ照射後の膜に白化が生じ易くなり、また、膜のハードコート性が低下するからであり、一方、これらの合計の含有率が５０重量％を越えると、膜の粘度が高くなり、塗工時の膜厚制御が難しく、ムラ等が発生し易くなるからであり、また、導電性粒子の膜中の含有濃度が低くなり、表面抵抗値が発現しづらくなるからである。
【００３２】
この塗料の粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上かつ２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が２ｍＰａ・ｓ未満であると、塗膜の膜厚を厚くすることが難しく、ハードコート性が得られ難くなるからであり、一方、粘度が２０ｍＰａ・ｓを越えると、塗膜を乾燥した後においても塗膜中に溶媒が残留し易くなり、光を照射した後に、硬化した膜に白化が生じ易くなるからである。
【００３３】
この塗料の塗工性を高めるために、さらに、ケイ素またはフッ素を含むレベリング剤を０．０１重量％以上かつ１重量％以下含有していることが好ましい。
このレベリング剤としては、ケイ素またはフッ素を含む有機化合物が好ましく、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性ポリジメチルシロキサン、前記の水酸基あるいはアクリル基含有物等のシリコーン系ポリマー、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルエステル、その他フッ素変性ポリマー等が挙げられる。
【００３４】
この塗料の表面張力は、２０ｍＮ／ｍ以上かつ３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。
このレベリング剤には、膜表面の滑り性を向上させるとともに、膜の鉛筆硬度等のハードコート性を向上させる効果もある。
なお、レベリング剤を含有しない場合、製膜時にハジキ等の膜欠陥が生じ易くなる。
【００３５】
次に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて帯電防止硬化膜を形成する方法について説明する。
まず、透明基材を用意する。この透明基材としては、特に限定されず、プラスチック基材、ガラス基材を挙げることができ、その形状としては、平板、フィルム、シート等いずれであってもよい。
このプラスチック基材としては、透明プラスチックシートや透明プラスチックフィルム等が挙げられる。このプラスチック基材の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリアクリレート、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリレートとポリスチレン（ＰＳ）の共重合体等から適宜選択することができる。
【００３６】
次いで、この透明基材上に、本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成する。
ここで、温度が１５℃より低いと、塗料の粘度が高くなってしまい、塗工性が悪化するからであり、一方、３０℃より高いと、塗料の粘度が低くなってしまい、塗工の際の膜厚の制御が難しくなり、厚みムラ等の膜欠陥が生じ易くなるからである。
【００３７】
また、相対湿度が４５％ＲＨより低いと、塗工中に有機溶媒の乾燥が不均一になってしまい、塗工の際の膜厚の制御が難しくなり、厚みムラ等の膜欠陥が生じ易くなるからであり、一方、相対湿度が６５％ＲＨより高いと、空気中に含まれる水分の影響により、金属酸化物微粒子が凝集し易くなり、膜が白化するからである。
【００３８】
次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理する。次いで、所定の波長範囲の光を照射し、膜を硬化させる。
これら熱処理及び光照射の条件は、塗布膜に含まれる陽イオン系界面活性剤、光硬化性樹脂、有機溶媒、レベリング剤等の種類や含有率に合わせて適宜設定することが望ましい。
以上により、本発明の帯電防止硬化膜を安価かつ容易に作製することができる。
【００３９】
本発明の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成すれば、帯電防止機能、膜の硬度、防汚性に優れ、さらには長期信頼性に優れたプラスチック基材が得られる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００４１】
「実施例１」
アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）微粒子（平均１次粒子径：８ｎｍ、住友大阪セメント製）２．０重量部、陽イオン系界面活性剤 アデカミン４ＭＡＣ−３０（アデカ社製、有効成分３０％）を有効成分換算で０．０８重量部、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂モノマー ＤＰＨＡ（日本化薬社製）３０重量部に、有機溶媒として、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）２０重量部、エチレングリコール（ＥＧ）１０重量部、さらにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を全体量が１００重量部になるように加え、ポリエーテル変性シリコーン ＢＹＫ３３３（ビックケミー社製）を０．１重量部添加した。
【００４２】
次いで、この組成物をミキサーミルにて混合した後、この混合物に、光重合開始剤イルガキュア１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）を、この混合物中の固形分に対して１０重量％加え、攪拌により溶解し、実施例１の塗料を調製した。
次いで、この塗料を２０℃に加熱した後、温度２５℃、相対湿度５５％ＲＨの環境下で、ＰＥＴフィルム（東洋紡社製）にバーコート（＃１８）にて塗布し、次いで、乾燥器を用いて７０℃にて３分間乾燥させ、さらに、高圧水銀灯を用いて、３００ｍJ／ｃｍ２のＵＶ照射を行い、実施例１の硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４３】
「実施例２」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を３重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例２の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４４】
「実施例３」
エチレングリコール（ＥＧ）をグリセリンに替え、このグリセリンの含有量を５重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例３の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４５】
「実施例４」
エチレングリコール（ＥＧ）をＮ−メチルホルムアミド（ＮＭＦ）に替え、このＮ−メチルホルムアミド（ＮＭＦ）の含有量を９重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例４の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４６】
「実施例５」
エチレングリコール（ＥＧ）をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に替え、このＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）の含有量を９重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例５の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４７】
「実施例６」
アンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）微粒子の含有量を３．０重量部、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂モノマー ＤＰＨＡを４０重量部とした以外は、実施例１に準じて、実施例６の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４８】
「比較例１」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を０重量部とした以外は、実施例１に準じて、比較例１の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００４９】
「比較例２」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を２重量部とした以外は、実施例１に準じて、比較例２の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
【００５０】
「比較例３」
エチレングリコール（ＥＧ）の含有量を２０重量部とした以外は、実施例１に準じて、比較例３の塗料及び硬化膜付きＰＥＴフィルムを得た。
表１に、実施例１〜６及び比較例１〜３各々の塗料の組成を示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
「硬化膜付きＰＥＴフィルムの評価」
実施例１〜６及び比較例１〜３各々の塗料のポットライフ、粘度、表面張力、成膜性、及び実施例１〜６及び比較例１〜３各々の硬化膜付きＰＥＴフィルムの全光線透過率、ヘイズ、表面抵抗及び鉛筆硬度を下記の方法により評価した。
【００５３】
（１）ポットライフ
塗料を３０℃にて３０日間、静置し、沈降物の有無を目視により判定した。
（２）粘度
日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８８０３「液体の粘度−測定方法」に準拠し、ウベローデ型毛細管粘度計を用いて、液温２５℃にて測定した。
（３）表面張力
ウィルヘルミー法による表面張力計（協和界面化学社製）を用いて測定した。
（４）成膜性
バーコート（＃１８）にて塗布した塗布膜の表面状態を目視にて評価した。
【００５４】
（５）全光線透過率
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」に準拠して、日本電色製ヘイズメータを用いて測定した。
（６）ヘイズ（曇価）
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」に準拠して、日本電色製ヘイズメータを用いて測定した。
（７）表面抵抗（Ω／□）
ハイレスタ（ダイヤインスツルメンツ社製）を用いて硬化膜の表面抵抗を測定した。
（８）鉛筆硬度
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４「引っかき硬度（鉛筆法）」に準拠して、硬化膜膜における鉛筆硬度を測定した。ここでは、負荷荷重を７５０ｇとし、この荷重下で傷が付かなかった鉛筆の硬度を用いて評価した。
以上の評価結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
以上の結果から、実施例１〜６では、ポットライフ〜鉛筆硬度の各項目全体に亘って優れていることが確認された。
一方、比較例１では、塗料に微粒子が凝集した沈降物が認められ、保存安定性に欠けるものであった。また、膜には微小粒子が多数発生しており、成膜性に劣っており、表面抵抗も高く、導電性に劣ったものであった。
比較例２では、沈降物こそ認められなかったものの、膜には微小粒子が多数発生しており、成膜性に劣ったものであった。
比較例３では、塗料がゲル化しており、保存安定性に欠けるものであった。また、膜は白化しており、透明性に欠けるものであった。また、表面抵抗も極めて高く、導電性に劣ったものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の帯電防止硬化膜形成用塗料は、導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料における金属酸化物微粒子の含有率を、１重量％以上かつ５重量％以下としたものであるから、帯電防止機能、硬度及び防汚性等が求められるあらゆる物に適用可能であり、特に、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、プロジェクション（ＰＪＴＶ）等の各種画像表示装置の表示面における帯電防止機能、膜硬度及び防汚性を向上させる場合に非常に効果的であり、その産業的利用価値は非常に大きなものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料であって、
前記金属酸化物微粒子の含有率は、１重量％以上かつ５重量％以下であることを特徴とする帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項２】
前記有機溶媒は、化合物Ａおよび／または化合物Ｂを含有し、
前記化合物Ａは、分子量が２００以下の三価アルコールまたは二価アルコールであり、
前記化合物Ｂは、下記の式（１）
【化１】
（式（１）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ）、ｍ及びｎは整数、ｍ＋ｎ＝２）
または、下記の式（２）
【化２】
（式（２）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ））
で表される化合物であり、
前記化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率は、３重量％以上かつ１５重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項３】
前記金属酸化物微粒子は、スズを含む金属酸化物微粒子であり、その平均一次粒子径は２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項４】
前記金属酸化物微粒子、前記陽イオン系界面活性剤及び前記光硬化性樹脂の合計の含有率は、３０重量％以上かつ５０重量％以下であることを特徴とする請求項１、２または３記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項５】
粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上かつ２０ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項４記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項６】
さらに、ケイ素またはフッ素を含むレベリング剤を０．０１重量％以上かつ１重量％以下含有してなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項７】
表面張力は、２０ｍＮ／ｍ以上かつ３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて形成してなることを特徴とする帯電防止硬化膜。
【請求項９】
請求項８記載の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成してなることを特徴とする帯電防止硬化膜付きプラスチック基材。
【請求項１０】
透明基材上に、請求項１ないし７のいずれか１項記載の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理し、次いで、所定の波長範囲の光を照射して硬化させることを特徴とする帯電防止硬化膜の製造方法。
【請求項１】
導電性を有する金属酸化物微粒子と、陽イオン系界面活性剤と、光硬化性樹脂と、有機溶媒とを含有してなる塗料であって、
前記金属酸化物微粒子の含有率は、１重量％以上かつ５重量％以下であることを特徴とする帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項２】
前記有機溶媒は、化合物Ａおよび／または化合物Ｂを含有し、
前記化合物Ａは、分子量が２００以下の三価アルコールまたは二価アルコールであり、
前記化合物Ｂは、下記の式（１）
【化１】
（式（１）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ）、ｍ及びｎは整数、ｍ＋ｎ＝２）
または、下記の式（２）
【化２】
（式（２）中、Ｒはアルキル基、Ａはアルキル基（Ｒ）または水素基（Ｈ））
で表される化合物であり、
前記化合物Ａおよび／または化合物Ｂの合計の含有率は、３重量％以上かつ１５重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項３】
前記金属酸化物微粒子は、スズを含む金属酸化物微粒子であり、その平均一次粒子径は２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項４】
前記金属酸化物微粒子、前記陽イオン系界面活性剤及び前記光硬化性樹脂の合計の含有率は、３０重量％以上かつ５０重量％以下であることを特徴とする請求項１、２または３記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項５】
粘度は、２ｍＰａ・ｓ以上かつ２０ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項４記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項６】
さらに、ケイ素またはフッ素を含むレベリング剤を０．０１重量％以上かつ１重量％以下含有してなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項７】
表面張力は、２０ｍＮ／ｍ以上かつ３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の帯電防止硬化膜形成用塗料。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載の帯電防止硬化膜形成用塗料を用いて形成してなることを特徴とする帯電防止硬化膜。
【請求項９】
請求項８記載の帯電防止硬化膜をプラスチック基材の表面に形成してなることを特徴とする帯電防止硬化膜付きプラスチック基材。
【請求項１０】
透明基材上に、請求項１ないし７のいずれか１項記載の帯電防止硬化膜形成用塗料を、温度が１５℃以上かつ３０℃以下、相対湿度が４５％ＲＨ以上かつ６５％ＲＨ以下の環境下にて塗布して塗布膜を形成し、次いで、この塗布膜を、５０℃以上かつ１００℃以下の温度にて熱処理し、次いで、所定の波長範囲の光を照射して硬化させることを特徴とする帯電防止硬化膜の製造方法。
【公開番号】特開２００８−２１４４２４（Ｐ２００８−２１４４２４Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１３０１（Ｐ２００７−５１３０１）
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
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