説明

電気絶縁性付与用樹脂組成物

【課題】プラスチック基材に、電気絶縁性と耐候性を付与するための樹脂塗膜を形成することのできる電気絶縁性付与用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】プラスチック基材に電気絶縁性および耐候性を付与するために用いられる電気絶縁性付与用樹脂組成物であって、ベンゾトリアゾール系モノマー、ベンゾフェノン系モノマー、トリアジン系モノマー等を用いて得られる紫外線吸収性重合体と、0.1質量%水溶液のpHが8.0以下である帯電防止剤とを含むことを特徴とする電気絶縁性付与用樹脂組成物である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラスチック基材に電気絶縁性を付与することができ、かつ、紫外線によるプラスチック基材の黄変を有効に防止することができる紫外線吸収層を形成するための電気絶縁性付与用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
多くの有機樹脂は電気絶縁体として知られており、電気分野等において絶縁膜形成のために多用されている。樹脂の電気絶縁性をさらに改良することを目的として、水酸化アルミニウムのような無機充填剤を添加する方法が古くから知られている(例えば、特許文献1)。また、シリカゲルを電気絶縁性向上剤として用いることも知られている(例えば、特許文献2)。
【特許文献1】特開昭62−218450号公報
【特許文献2】特開2006−8754号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
充填剤添加によって電気絶縁性を高める上記従来技術では、逆に、樹脂塗膜の可撓性等の物性が損なわれることがある。また、充填剤は樹脂中での分散性に劣り、均一に混合するために長時間を要したり、充填剤の表面処理が必須工程となることがあった。
【0004】
上記従来技術の問題を考慮して、本発明では、充填剤を用いることなく、樹脂塗膜の積層によってプラスチック基材に電気絶縁性を付与できる電気絶縁性付与用樹脂組成物を提供することとした。また、プラスチック基材は一般的に耐候性が劣るものであるが、用途の広がりから、電気絶縁性に加えて優れた耐候性をも基材に付与する必要が出てきたことを考慮して、本発明では、耐候性にも優れた電気絶縁性付与用樹脂組成物を提供することを課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、プラスチック基材に電気絶縁性と耐候性を付与するために用いられる電気絶縁性付与用樹脂組成物であって、
下記式(1)から(4)で表される紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種を含む単量体組成物を重合した紫外線吸収性重合体と、
【0006】
【化1】

【0007】
[式中、R1は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基を表し、R2は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、R3は水素原子またはメチル基を表し、X1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、シアノ基またはニトロ基を表す。]
【0008】
【化2】

【0009】
[式中、R4は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基を表し、R5は水素原子またはメチル基を表し、R6は水素原子または水酸基を表し、R7は水素原子または炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、R8は炭素数1〜10のアルキレン基、または炭素数1〜10のオキシアルキレン基を表し、X2はエステル結合、アミド結合、エーテル結合、またはウレタン結合を表す。mは0または1を表す。]
【0010】
【化3】

【0011】
[式中、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、または、炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、X3は水素原子またはメチル基を表し、Aは、−(CH2CH2O)p−、−CH2CH(OH)−CH2O−、−(CH2p−O−、−CH2CH(CH2OR17)−O−、−CH2CH(R17)−O−、または、−CH2(CH2qCOO−B−O−を表し、R17は炭素数1〜10のアルキル基を表し、Bはメチレン基、エチレン基、または、−CH2CH(OH)CH2−を表し、pは1〜20の整数を表し、qは0または1を表す。]
【0012】
【化4】

【0013】
[式中、R18は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を表し、R19は水素結合を形成し得る元素を有する基を表し、R20は水素原子またはメチル基を表し、R21は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を表す。]
【0014】
0.1質量%水溶液のpHが8.0以下である帯電防止剤とを含むことを特徴とする電気絶縁性付与用樹脂組成物である。
【0015】
上記帯電防止剤はカチオン性帯電防止剤であることが好ましく、紫外線吸収性重合体100質量部に対し、1〜10質量部含まれていることが好ましい。また、帯電防止剤の分子量は100〜2000が好ましく、第4級アンモニウム塩である態様がもっとも好ましい。
【0016】
上記単量体組成物100質量%中、紫外線吸収性単量体の総量は3〜70質量%であることが好ましい。また、紫外線吸収性重合体の重量平均分子量が1万〜50万であることも、好ましい実施態様である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、特定の帯電防止剤を使用した電気絶縁性付与用樹脂組成物を用いたので、紫外線吸収能に加えて優れた電気絶縁性を長期に亘って発揮する積層体を得ることができた。特に、この樹脂組成物は、プラスチック基材の厚みを厚くしなくても電気絶縁性の代表的特性である部分放電電圧を大幅に向上させることができる上に、コーティングタイプなので、プラスチック基材の特性を損ねることがなく、基材の選択の範囲が広い。また、特定の帯電防止剤の量を変更するだけで、基材の電気絶縁特性を種々変更でき、適用範囲が広い。さらに、基材の厚みを変えることなく、1層の薄膜コーティングのみで電気絶縁性と耐候性をプラスチック基材に付与できる樹脂塗膜を形成できるため、コスト的にメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
本発明の電気絶縁性付与用樹脂組成物(以下、単に樹脂組成物ということがある)の各成分について説明する。
【0019】
<帯電防止剤>
通常、帯電防止剤はある程度の導電性を樹脂皮膜に付与することで、帯電を防止する。よって、電気絶縁性という観点から見れば、帯電防止剤の添加は、逆に作用するはずである。しかし、本発明者等は、特定の帯電防止剤を樹脂組成物中に存在させることで、この樹脂組成物から得られた塗膜がプラスチック基材の電気絶縁性を高めることを見出し、本発明に到達した。
【0020】
本発明で用いられる帯電防止剤は、0.1質量%の水溶液のpHが8.0以下になるものである。この条件におけるpHが8.0を超える帯電防止剤では、良好な電気絶縁性をプラスチック基材に付与することができない。上記pHは7.0以下がより好ましい。また、pHの下限は特に限定されないが、pHは2.0以上が好ましく、3.0以上がより好ましい。
【0021】
上記pHが8.0以下であれば、カチオン性帯電防止剤、アニオン性帯電防止剤、ノニオン性帯電防止剤、いずれも使用可能である。アニオン性帯電防止剤としては、例えば「プライサーフ(登録商標)M208F」(第一工業製薬社製)が挙げられ、フッ素原子を含むアニオン性帯電防止剤も好ましく、例えば、「メガファック(登録商標)F−114」(DIC社製;パーフルオロブチルスルホン酸塩)が挙げられる。ノニオン性帯電防止剤としては、「ノイゲン(登録商標)TDS−30」や「ノイゲンET−189」(いずれも第一工業製薬社製)が挙げられる。
【0022】
帯電防止剤としては、上記の中でも、カチオン性帯電防止剤が好ましい。カチオン性帯電防止剤は、第1級〜第3級アミン塩、第4級アンモニウム塩、イミダゾリニウム塩、ピリジニウム塩等のカチオン性基を有する帯電防止剤である。具体的には、「ノプコスタット(登録商標)SN A−2」(イミダゾール塩;サンノプコ社製)、「カチオーゲン(登録商標)ES−O」(オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート;第一工業製薬社製)、「カチオーゲン(登録商標)ES−L−9」(ラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート;第一工業製薬社製)、「エレガン(登録商標)264WAX」(日油社製)等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも第4級アンモニウム塩が好ましい。
【0023】
また、フッ素原子を含むカチオン性帯電防止剤を用いると、電気絶縁性が一層向上するため好ましい。具体的には、フルオロアルキル基を有していればよく、脂肪族第1級〜第3級アミン塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩の他、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
【0024】
カチオン性帯電防止剤としてもっとも好ましいのは、フッ素原子を含む第4級アンモニウム塩型カチオン性帯電防止剤である。樹脂塗膜に優れた電気絶縁性を付与することができる。具体的には、「サーフロン(登録商標)S−121」(AGCセイケミカル社製)、「フロラードFC−135」(住友スリーエム社製)、「ユニダイン(登録商標)DS−202」(ダイキン工業社製)、「メガファック(登録商標)F−150」(DIC社製)、「メガファック(登録商標)F−824」(DIC社製)、「エフトップ(登録商標)EF−132」(ジェムコ社製;N−[3−(パーフルオロアルキルオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウムヨード)、「フタージェント(登録商標)310」(ネオス社製;トリメチル{3−{4−[3,4,4,4,−テトラフルオロ−2−(パーフルオロイソプロピル)−1,3−ビス(トリフルオロメチル)−1−ブテニルオキシ]ベンゾイルアミノ}プロピル}アンモニウム=ヨージド)、「フタージェント(登録商標)300」(ネオス社製;トリメチル{3−{4−[3,4,4,4,−ペルフルオロ−2−(ペルフルオロイソプロピル)−1,3−ビス(トリフルオロメチル)−1−ブテニルオキシ]フェニルスルホニルアミノ}プロピル}アンモニウム=ヨージド)等が挙げられる。
【0025】
なお上記した帯電防止剤は、いずれも0.1質量%水溶液のpHが8.0以下である。
【0026】
帯電防止剤としては、数平均分子量(Mn)が100〜2000の範囲のものを用いることが好ましい。数平均分子量が100より小さいと、塗膜の表面にブリードアウトして、例えば、製品製造時に他部品を汚染するおそれがあり、また、外観が損なわれることがある。また、数平均分子量が2000より大きいと、紫外線吸収性重合体との相溶性が低下して、電気絶縁性の向上効果が発現しないことがある。より好ましい数平均分子量の範囲は、200〜1500である。なお、上記した各種帯電防止剤は、いずれも数平均分子量が100〜2000の範囲に含まれる。帯電防止剤の数平均分子量(Mn)は、後述する紫外線吸収性重合体の重量平均分子量(Mw)の測定方法と同様にして、ポリスチレン換算の分子量で求めることができ、あるいはカタログ値を採用すればよい。
【0027】
帯電防止剤の使用量は、紫外線吸収性重合体100質量部に対して1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。帯電防止剤の含有量が1質量部未満の場合には、電気絶縁性や防汚性が不足するおそれがある。また、電気絶縁性、防汚性等を長期間持続して発揮することもできなくなるおそれがある。一方、帯電防止剤の量が10質量部を超える場合には、紫外線吸収性重合体と帯電防止剤との相溶性が低下する場合がある。また、紫外線吸収層から帯電防止剤がブリードアウトし易くなって紫外線吸収層の表面が粘着性を帯び、耐ブロッキング性が低下する場合がある。
【0028】
<紫外線吸収性単量体>
本発明の紫外線吸収性重合体は、下記式(1)から(4)で表される紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種を必須成分とする単量体組成物から得られる。
【0029】
【化5】

[式中、R1、R2、R3およびX1は、前記と同じ意味である。]
【0030】
【化6】

[式中、R4、R5、R6、R7、R8、X2およびmは前記と同じ意味である。]
【0031】
【化7】

[式中、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、X3およびAは前記と同じ意味である。]
【0032】
【化8】

[式中、R18、R19、R20、R21は前記と同じ意味である。]
【0033】
これらの紫外線吸収性単量体は、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。以下、式(1)〜(4)について詳細に説明する。
【0034】
上記式(1)において、R1で表される炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の鎖式アルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の脂環式アルキル基等が挙げられる。
【0035】
上記式(1)において、R1で表される炭素数6〜12(好ましくは6〜8)のアリール基としては、置換基を有していてもよいフェニル基、トリル基等が挙げられる。また、炭素数7〜12(好ましくは7〜8)のアラルキル基としては、ベンジル基やフェネチル基等が挙げられる。
【0036】
上記式(1)において、R2で表される炭素数1〜6のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等の直鎖状アルキレン基;イソプロピレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基等の分枝鎖状アルキレン基;等を挙げることができる。
【0037】
上記式(1)において、X1で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができる。X1で表される炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基および炭素数7〜12のアラルキル基としては、例えば、R1で表される炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基および炭素数7〜12のアラルキル基として列挙した上記の置換基等を挙げることができる。
【0038】
また、X1で表される炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
【0039】
上記式(1)で表される紫外線吸収性単量体としては、特に限定されるものではないが、例えば、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシメチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチル−3’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−5−メトキシ−2H−ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。これらの単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0040】
上記式(2)において、R4で表される炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基および炭素数7〜12のアラルキル基としては、例えば、R1で表される炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基および炭素数7〜12のアラルキル基として列挙した上記の置換基等を挙げることができる。また、R7で表される炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、X1で表される炭素数1〜6のアルコキシ基として列挙した上記の置換基等を挙げることができる。
【0041】
上記式(2)において、R8で表される炭素数1〜10のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基等を挙げることができる。好ましくは、炭素数1〜6のアルキレン基を挙げることができる。炭素数1〜6のアルキレン基としては、R2で表される炭素数1〜6のアルキレン基として列挙した上記の置換基等を挙げることができる。また、R8で表される炭素数1〜10のオキシアルキレン基としては、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基等を挙げることができる。
【0042】
上記式(2)で表される紫外線吸収性単量体としては、特に限定されるものではないが、例えば、2−ヒドロキシ−4−(メタ)アクロイルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシ−4'−(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノン等を挙げることができる。これらの単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0043】
上記式(3)において、R9〜R16で表される炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、2−エチルヘキシル基等の直鎖状または分枝状アルキル基;シクロヘキシル基等の脂環式アルキル基;等を挙げることができる。R9〜R16で表される炭素数2〜10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘプテニル基、4−メチル−3−ペンテニル基、2,4−ジメチル−3−ペンテニル基、6−メチル−5−ヘプテニル基、2,6−ジメチル−5−ヘプテニル基等を挙げることができる。R9〜R16で表される炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基等を挙げることができる。
【0044】
上記式(3)において、Aの中のR17で表される炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、R9〜R16で表される炭素数1〜10のアルキル基として列挙した上記の置換基等を挙げることができる。
【0045】
上記式(3)で表される紫外線吸収性単量体としては、特に限定されるものではないが、例えば、2,4−ジフェニル−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジエトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジエチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−アクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−メタクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−アクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(11−メタクロイルオキシウンデシルオキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン等を挙げることができる。これらの単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの単量体のうち、式(3−1)で示される単量体、
【0046】
【化9】

【0047】
式(3−2)で示される単量体、
【0048】
【化10】

【0049】
式(3−3)で示される単量体が好適である。
【0050】
【化11】

【0051】
上記式(4)において、R18で表されるハロゲン原子としては、X1で表されるハロゲン原子と同じものをを挙げることができる。R18で表される炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、2−エチルヘキシル基等の直鎖状または分枝状アルキル基;シクロヘキシル基等の脂環式アルキル基;等を挙げることができる。R19で表される炭素数1〜4のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等を挙げることができる。
【0052】
上記式(4)において、R20で表される、水素結合を形成し得る元素を有する基としては、例えば、−NH−、−CH2NH−、−OCH2CH(OH)CH2O−、−CH2CH2COOCH2CH(OH)CH2O−等を挙げることができる。これらの基のうち、活性水素を有する窒素原子が含まれている点で、−NH−、−CH2NH−が好適であり、−CH2NH−が特に好適である。
【0053】
上記式(4)において、R21で表される炭素数1〜12のアルキル基としては、例えば、R18で表される炭素数1〜8のアルキル基として列挙した上記の置換基に加えて、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等の直鎖状または分枝状アルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基等の芳香族アルキル基;等を挙げることができる。これらの置換基のうち、炭素数4〜12の直鎖状または分岐状アルキル基が好適であり、1,1,3,3−テトラメチルブチル基等の嵩高い分岐状アルキル基(またはこれらを有している基)が特に好適である。
【0054】
上記式(4)で表される紫外線吸収性単量体としては、特に限定されるものではないが、例えば、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノメチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。これらの単量体は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、これらの単量体のうち、嵩高い置換基R21が5位に結合している、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、および、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールが好適である。
【0055】
上記式(1)または(4)で示されるベンゾトリアゾール系単量体は、例えば、対応するベンゾトリアゾール(紫外線吸収剤として市販されている)に(メタ)アクリル酸クロライドやN−メチロールアクリルアミドまたはそのアルキルエーテルを反応させる等の方法で合成することができる。例えば、2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールは、2−[2’−ヒドロキシ−3’−アミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−ベンゾトリアゾールとメタクリル酸クロライドを反応させて得ることができる。また、2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールは、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−ベンゾトリアゾール(例えば、「CYASORB(登録商標)UV−5411」:CYTEC社製)にN−メチロールアクリルアミド(例えば、日東化学工業社製等)を反応させて得ることができる。
【0056】
<紫外線吸収性重合体>
本発明で用いる紫外線吸収性重合体は、上記紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種を必須的に含む単量体組成物を重合することによって得ることができる。なお、単量体組成物に含まれ得る他の単量体については後述する。
【0057】
本発明で用いる紫外線吸収性重合体を合成するにあたって、上記紫外線吸収性単量体の含有量は、単量体組成物100質量%中3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましい。また、70質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。この範囲であれば、紫外線吸収層の紫外線吸収能が充分となり、プラスチック基材、とりわけポリエステル系フィルムの黄変を長期に亘って抑制することができる。紫外線吸収性単量体の含有量が3質量%未満の場合には、紫外線吸収層に充分な耐候性を付与できない場合がある。一方、紫外線吸収性単量体の含有量が70質量%を超える場合には、帯電防止剤と紫外線吸収性重合体との相溶性が低下して、帯電防止剤がブリードアウトし易いことから、耐指紋性が劣る傾向にあり、また、紫外線吸収層の電気絶縁性や防汚性を長期に亘って維持できない場合がある。
【0058】
紫外線吸収性重合体を合成する際の重合方法には格別の制限はなく、公知の重合法、例えば溶液重合法、塊状重合法、水溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等を使用することができる。特に、溶液重合法は、得られた反応生成物をそのままあるいは希釈するだけで本発明の樹脂組成物として用いることができることから好ましい。
【0059】
溶液重合の際に用いる有機溶媒としては、トルエン、キシレン、その他の芳香族系溶媒;n−ブチルアルコール、プロピレングリコールメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、エチルセロソルブ等のアルコール系溶媒;酢酸ブチル、酢酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;ジメチルホルムアミド等を使用することができる。使用する有機溶媒の種類はこれらに限定されるものではない。これらの有機溶媒は1種のみを使用してもよいし、2種以上を混合溶媒として使用してもよい。有機溶媒の使用量は、単量体濃度や、重合体の所望の分子量、あるいは重合体溶液濃度等を考慮して適宜定めればよい。
【0060】
溶液重合に用いることのできる重合開始剤としては、例えば、2,2'−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド等の公知のラジカル重合開始剤を挙げることができる。重合開始剤の使用量は、特に限定はないが、全単量体組成物100質量部に対し0.01質量部以上が好ましく、0.05質量部以上がより好ましく、30質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。また必要に応じて、例えば、n−ドデシルメルカプタンのような連鎖移動剤を1種以上添加し、紫外線吸収性重合体の分子量を調整してもよい。
【0061】
重合反応の温度も特に限定されないが、室温以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、200℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましい。なお反応時間は、用いる単量体組成物の組成や重合開始剤の種類等に応じて、重合反応が効率よく完結し得るように適宜設定すればよい。
【0062】
紫外線吸収性重合体の分子量は、重量平均分子量(Mw)で、1万以上が好ましく、5万以上がより好ましく、50万以下が好ましく、30万以下がより好ましい。紫外線吸収性重合体のMwが1万未満であると、紫外線吸収層の基材密着性が不充分となる場合がある。また、紫外線吸収性重合体のMwが50万を超えると、帯電防止剤との相溶性が低下し、電気絶縁性が発現しづらくなる。また後述する架橋剤を配合した場合に樹脂組成物の溶液の安定性が低下する場合がある。
【0063】
<単量体組成物>
本発明で用いる紫外線吸収性重合体は、上記紫外線吸収性単量体に加えて、さらに以下に列挙する他の単量体を含む単量体組成物を共重合することによって合成してもよい。本発明の単量体組成物に含まれる他の単量体の種類と量を選択することにより、本発明の紫外線吸収性重合体の特性を種々変化させることができる。
【0064】
(紫外線安定性基を有する単量体)
本発明で用いる単量体組成物には、紫外線安定性基を有する単量体(以下、単に「紫外線安定性単量体」と言う場合がある。)が含まれてもよい。特に、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とを併用すると、得られる重合体は紫外線吸収性に加えて紫外線安定性をも有することから、紫外線吸収層の耐候性が長期間持続することとなる。紫外線安定性単量体とは、分子中に重合性二重結合と紫外線安定性基を同時に有するものであれば特にその種類は限定されないが、中でも、下記式(5)で表される紫外線安定性単量体が好ましい。
【0065】
【化12】

[式中、R22は水素原子またはシアノ基を表し、R23、R24はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、R25は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、または炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、X4は酸素原子またはイミノ基を表す。]
【0066】
上記式(5)において、R25で表される炭素数1〜18のアルキル基としては、例えば、R1で表される炭素数1〜8のアルキル基として列挙した上記の置換基に加えて、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等の鎖式アルキル基を挙げることができる。R25で表される炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等を挙げることができる。
【0067】
上記式(5)で表される単量体の具体例としては、特に限定されるものではないが、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(例えば、ADEKA社製「アデカスタブ(登録商標)LA87」)、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン(例えば、ADEKA社製「アデカスタブLA−82」)、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等を挙げることができる。これらの紫外線安定性単量体は、単独で、必要により2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【0068】
紫外線安定性単量体の含有量は、単量体組成物100質量%中0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
【0069】
(水酸基含有単量体)
本発明で用いる紫外線吸収性重合体を得る際には、上記紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種に加えて、水酸基含有単量体を共重合させてもよい。水酸基含有単量体を用いることで、必要であればポリイソシアネート系架橋剤と架橋させることができる。また、重合体中に導入された水酸基は帯電防止能を高める効果も有する。
【0070】
水酸基含有単量体としては、特に限定されるものではないが、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、3−ヒドロキシプロピル(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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜4のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートや、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物(例えば、ダイセル化学工業社製の「プラクセル(登録商標)FM1D」や「プラクセルFM2D」等)等を挙げることができる。これらの水酸基含有単量体は、単独で、必要により2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【0071】
((メタ)アクリレート類)
本発明で用いる単量体組成物には、下記式(6)で表される(メタ)アクリレート類が含まれてもよい。かかる(メタ)アクリレート類は、上記紫外線吸収性単量体との共重合性が良好で、耐候性に優れた紫外線吸収性重合体を合成することができる。
【0072】
【化13】

[式中、R26は水素原子またはメチル基を表し、X5は炭素数が1以上の炭化水素基を表す。]
【0073】
上記式(6)において、X5で表される、炭素数が1以上の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキレン基、芳香環等を挙げることができる。
【0074】
上記式(6)で表される単量体の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(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、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート(例えば、イーストマン・ケミカル社製;「Eastman AAEM」)、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの(メタ)アクリレート類は、単独で、必要により2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【0075】
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート、アクリレートのいずれであってもよい。
【0076】
(その他の単量体)
本発明で用いる単量体組成物には、さらに以下の各種単量体が含まれてもよい。
【0077】
酢酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、オクチル酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、アジピン酸ジビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類。
【0078】
ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、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、トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレート等の珪素含有単量体類。
【0079】
トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、へプタドデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、β−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリブロモフェノールのエチレンオキサイド付加(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート等のハロゲン含有単量体類。
【0080】
(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート硫酸塩、モルホリンのエチレンオキサイド付加(メタ)アクリレート、N−ビニルピリジン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルピロリドン、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルサクシンイミド、N−ビニルメチルカルバメート、N,N−メチルビニルアセトアミド、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン等の窒素含有単量体類。
【0081】
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル]プロパンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能単量体類。
【0082】
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソプロピルエーテル、ビニル−n−プロピルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニル−n−ブチルエーテル、ビニル−n−アミルエーテル、ビニルイソアミルエーテル、ビニル−2−エチルヘキシルエーテル、ビニル−n−オクタデシルエーテル、シアノメチルビニルエーテル、2,2−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、β−ジフルオロメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ジビニルエーテル、ジビニルアセタール等のビニルエーテル類。
【0083】
グリシジル(メタ)アクリレート、α−メチルグリシジルアクリレート、α−メチルグリシジルメタクリレート(例えば、ダイセル化学工業社製の「MGMA」)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(例えば、ダイセル化学工業社製の「サイクロマー(登録商標)A400」等)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(例えば、ダイセル化学工業社製の「サイクロマーM100」等)等のエポキシ基含有単量体類。
【0084】
スルホエチル(メタ)アクリレート、4−スルホ(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート等の酸性官能基含有単量体類およびその塩類。
【0085】
<飽和ポリエステル>
本発明の樹脂組成物には、数平均分子量が1万以上の飽和ポリエステル樹脂を配合してもよい。ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステルをプラスチック基材とする際、紫外線吸収層に飽和ポリエステル樹脂を配合しておくと、基材との密着性が向上するためである。
【0086】
飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレンブリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオン酸、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール成分1種以上と、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−1,4−もしくは−2,6−ジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、またはこれらのジアルキルエステルやジアリールエステル等の誘導体等の多価カルボン酸成分1種以上とを、公知の方法により(共)縮重合させたものが利用可能である。
【0087】
飽和ポリエステル樹脂は、例えば、「バイロン」(登録商標;東洋紡績社製)シリーズ(銘柄:103,240,500,GK110,GK640,GK880等)、「バイロナール」(登録商標;東洋紡績社製)シリーズ(銘柄:MD−1100,MD−1200,MD−1220,MD−1245,MD−1500等)、「ニチゴーポリエスター」(登録商標;日本合成化学工業社製)シリーズ(銘柄:TP−220,TP−235,TP−236,TP−290,TP−249,WR−905,WR−901)、「エスペル」(登録商標;日立化成工業社製)シリーズ(銘柄:9940A,9940B,9940D,9940E−37),9940A−37)等として市販されているものを用いてもよい。
【0088】
飽和ポリエステル樹脂の数平均分子量Mnは1万以上とすることが好ましい。Mnが1万より小さいと、基材密着性が不充分となるおそれがある。
【0089】
飽和ポリエステル樹脂は、紫外線吸収性重合体100質量部に対し、0.5〜10質量部配合することが好ましい。この範囲であれば、プラスチック基材に対する密着性が良好となる。0.5質量部より少ないと、基材との相互作用が乏しくなり、密着性が不充分となるおそれがあり、10質量部を超えると、耐候性が低下するおそれがあるため、好ましくない。より好ましくは、1〜5質量部である。
【0090】
<電気絶縁性付与用樹脂組成物>
本発明の電気絶縁性付与用樹脂組成物は、上記した特定の帯電防止剤と紫外線吸収性重合体とを含有していればよく、その態様は特に限定されるものではない。必要に応じて架橋剤や、溶媒、添加剤、その他の樹脂を含んで構成されてもよい。樹脂組成物を製造するに当たっては、紫外線吸収性重合体を溶液重合で合成した場合は、その中に帯電防止剤と、これら以外の各成分を添加して公知の方法で混合すればよく、溶液重合で用いた溶媒やその他の溶媒を追加したり、揮発させたりしてもよい。溶液重合以外の方法で合成した場合も、適宜溶媒を追加する等して混合すればよい。
【0091】
(架橋剤)
本発明の紫外線吸収性重合体が水酸基を有している場合、ポリイソシアネート系架橋剤を配合した樹脂組成物として、架橋を行ってもよい。架橋する際の紫外線吸収性重合体の水酸基とポリイソシアネート系架橋剤のイソシアネート基の比率としては、水酸基1当量に対し、イソシアネート基を0.8当量以下とすることが好ましい。ただし、ポリイソシアネート系架橋剤や他の水酸基と架橋し得る架橋剤を用いることなく、紫外線吸収層を形成する態様の方が好ましい。紫外線吸収性重合体が水酸基を有していると、水酸基の親水性が帯電防止効果を高めることが見出されたからである。本発明の樹脂組成物は、密着性に優れているので、架橋しなくても高性能な膜をプラスチック基材の表面に形成することができる。紫外線吸収層に高いレベルの強度や耐薬品性が要求される場合には、上記当量比以上のポリイソシアネート系架橋剤で架橋してもよい。なお、メラミン樹脂等の他の架橋剤では、架橋反応の完結までに高温および/または長時間を要するため好ましくない上に、紫外線吸収層が黄変し易くなるため、本発明では使用しない。
【0092】
ポリイソシアネート系架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有している化合物であれば特に限定されず、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の公知のジイソシアネート化合物;「スミジュール(登録商標)N」等のビュレットポリイソシアネート化合物;「デスモジュール(登録商標)IL」、「デスモジュールHL」(いずれも住化バイエルウレタン社製)、「コロネート(登録商標)EH」(日本ポリウレタン工業社製)等として知られるイソシアヌレート環を有するポリイソシアネート化合物;「スミジュールL」(住化バイエルウレタン社製)等のアダクトポリイソシアネート化合物;「コロネートL」および「コロネートL−55E」(いずれも日本ポリウレタン社製)等のアダクトポリイソシアネート化合物;「タケネート(登録商標)D110N」(三井武田ケミカル社製)等の芳香環を有するポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。これらは、単独でも、2種以上を併用することもできる。また、これらの化合物のイソシアネート基を活性水素を有するマスク剤と反応させて不活性化したいわゆるブロックイソシアネートも使用可能である。
【0093】
(添加剤)
本発明の樹脂組成物には、さらに以下の添加剤が含まれていてもよい。例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、インドール系等の有機系紫外線吸収剤や酸化亜鉛等の無機系紫外線吸収剤;立体障害ピペリジン化合物(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「チヌビン(登録商標)123」、「チヌビン144」、「チヌビン765」等)等の添加型の紫外線安定剤;リン化合物、窒素化合物、ホウ素化合物等の難燃剤;レベリング剤;酸化防止剤:タルク等の充填剤;防錆剤;蛍光性増白剤;酸化防止剤;界面活性剤系やリチウム系あるいは有機ホウ素系等の帯電防止剤;顔料;染料;増粘剤;コロイダルシリカ、アルミナゾル等の無機微粒子;ポリメチルメタクリレート系のアクリル系微粒子;等、塗料分野で一般的な添加剤を挙げることができる。これらの添加剤を使用する場合は、本発明の樹脂組成物における紫外線吸収性重合体の含有量が20質量%以上(より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上)になるように使用することが望ましい。
【0094】
(その他の樹脂)
本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲において、その他の樹脂が含まれてもよい。その他の樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂や、樹脂自身の作用あるいは硬化剤によって架橋硬化する熱硬化性樹脂を挙げることができる。より具体的には、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等の熱可塑性樹脂;ウレタン系樹脂、アミノプラスト系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等の単独硬化型の熱・紫外線・電子線硬化性樹脂;ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の硬化剤によって硬化する熱硬化性樹脂等を挙げることができる。これらその他の樹脂の種類や使用量は、本発明の樹脂組成物から形成される紫外線吸収層の用途や要求特性等に応じて適宜決定すればよい。本発明の樹脂組成物に単独硬化型の紫外線・電子線硬化性樹脂を配合すれば、高硬度の紫外線吸収層を形成することができる。
【0095】
以上、本発明の樹脂組成物について説明したが、かかる樹脂組成物を用いて構成される紫外線吸収層を、プラスチック基材の表面上に形成してなる積層体について以下説明する。
【0096】
<積層体>
本発明の樹脂組成物を用いた積層体は、上記樹脂組成物の溶液(樹脂液)を、プラスチック基材の表面に、浸漬、吹き付け、刷毛塗り、カーテンフローコート、グラビアコート、ロールコート、スピンコート、バーコート、静電塗装等の公知の塗工方法で塗工し、次いで乾燥して紫外線吸収層を形成することにより製造することができる。乾燥温度は、樹脂液に含まれる溶媒に適した温度で行えばよい。
【0097】
紫外線吸収層の厚さは、Lambert−Beerの法則により、重合体に導入されている紫外線吸収性基の量、すなわち重合の際の紫外線吸収性単量体の使用量に依存する。したがって、紫外線吸収層の厚さは、重合体中の紫外線吸収性基の量と、紫外線吸収層に要求される耐候性を勘案して決定すればよく、通常、0.5〜15μmの範囲内である。厚さが15μmを超えると、塗膜の乾燥に時間がかかり、耐カール性も低下する。逆に厚さが0.5μm未満では、基材上へ均一に塗工するのが困難であり、紫外線吸収性能も不充分になるおそれがある。より好ましい厚さの下限は1.0μm、より好ましい厚さの上限は10μmである。
【0098】
好適なプラスチック基材は、主として、ポリエステル系フィルムである。このポリエステル系フィルムは、黄変の原因となる芳香環をその骨格中に有しているポリエステルを原料として得られたフィルムである。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のホモポリエステルフィルムの他、これら以外の飽和ポリエステル樹脂のフィルムも含まれる。積層体を構成するプラスチック基材は、一軸延伸または二軸延伸フィルムであってもよい。例えば、東レ社製「ルミラー(登録商標)X10S」、韓国SKC社製「SR55」等が入手可能である。
【0099】
また、ポリエステル系のフィルム以外も、本発明の樹脂組成物を適用するためのプラスチック基材として用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、トリアセチルセルロース、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ABS、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等のフィルムの他、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂フィルム等のプラスチック基材フィルムを挙げることができる。
【0100】
「トレリナ(登録商標)」(東レ社製)、「ARTON(登録商標)」(JSR社製)、「ZEONEX(登録商標)」(日本ゼオン社製)、「OPTREZ(登録商標)」(日立化成社製)、「液晶ポリマーフィルムBIAC(登録商標)」(ジャパンゴアテックス社製)等の電子部品・光学用樹脂フィルムも使用可能である。さらに、下記式(7)
【0101】
【化14】

【0102】
[式中、R27、R28およびR29は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜20の有機残基を表す。なお、有機残基は酸素原子を含んでいてもよい。]
で示されるラクトン構造を有するポリマーのフィルムであってもよい。上記有機残基としては、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキレン基、芳香環等を挙げることができる。これらの基材フィルム(板状も含む)には、従来公知の添加剤が添加されていてもよい。
【0103】
上記プラスチック基材は、その表面が易接着化処理されていることが好ましい。かかる易接着化処理としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、アルカリ金属化合物溶液による処理、高周波スパッタエッチング処理、易接着剤層(下塗層)の形成等を挙げることができる。
【実施例】
【0104】
以下、実施例および比較例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更して実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお下記実施例および比較例において「部」および「%」とあるのは、質量部または質量%を表す。
【0105】
<紫外線吸収性重合体の合成例1>
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えたフラスコに、紫外線吸収性単量体として2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(商品名「RUVA93」:大塚化学社製:UVA1とする)25部と、メチルメタクリレート(MMA)54部、n−ブチルアクリレート(BA)11部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)10部、溶媒として酢酸エチル120部を仕込み、窒素ガスを流入して撹拌しながら還流温度まで昇温した。一方、滴下槽に酢酸エチル10部と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1部との混合物を仕込み、2時間かけて滴下した。滴下終了後も還流反応を続け、滴下開始から6時間後に冷却し、不揮発分が40%となるよう酢酸エチルで希釈して、紫外線吸収性重合体No.1の溶液を得た。
【0106】
得られた紫外線吸収性重合体No.1の重量平均分子量(Mw)を、GPC(東ソー社製の「HLC8120」)で、カラムとして「TSK−GEL GMHXL−L」(東ソー社製)を用いて、ポリスチレン換算の分子量として求めた。以下の合成例においても、同様にしてMwを求めた。使用した単量体組成物の配合比と、合成した紫外線吸収性重合体No.1の重量平均分子量Mwおよび不揮発分を表1に示す。
【0107】
<紫外線吸収性重合体の合成例2〜3>
単量体組成を表1に示すように変更した以外は合成例1と同様にして、紫外線吸収性重合体No.2〜No.3を合成した。使用した単量体組成物の混合量と、合成した紫外線吸収性重合体No.2〜No.3の重量平均分子量Mwおよび不揮発分を表1に示す。
【0108】
なお、表1中、UVA2は、2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、UVA3は、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−メタクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、HALSは、4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン(商品名「アデカスタブ(登録商標)LA82」:ADEKA社製)である。
【0109】
【表1】

【0110】
<積層体の作成>
実施例1
合成例3で得た溶液を、紫外線吸収性重合体No.3が樹脂固形分として100部となるように、250部、容器に入れた。ここへ、カチオン性帯電防止剤1として「カチオーゲン(登録商標)ES−L−9」(第一工業製薬製;ラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート;不揮発分90%)を4.5部(ウエット:表2ではドライである)加え、メチルエチルケトンで不揮発分が20%となるように希釈して樹脂組成物(樹脂液)を調製した。なお、カチオン性帯電防止剤1の重量平均分子量(Mw)は323.5である。
【0111】
上記樹脂液を、片面が易接着化処理された厚さ125μmのPETフィルム(東レ社製「ルミラー(登録商標)X10S」)基材に塗布し、150℃で1分間乾燥して、乾燥後の膜厚が3μmの紫外線吸収層を形成し、PETフィルム上に紫外線吸収層が配された積層体を得た。
【0112】
この積層体について、後述する方法で、紫外線吸収層の電気絶縁性および耐候性を評価した。評価結果を表2に示す。なお、表2においては、配合部数を不揮発分で示した。
【0113】
実施例2〜7、比較例1
表2に示したように配合組成を変更した以外は実施例1と同様にして、PETフィルム上に紫外線吸収層を配した積層体を得た。実施例4は、ポリイソシアネート系架橋剤で架橋した例である。後述する方法で、帯電防止剤の0.1%水溶液のpHと、積層体の電気絶縁性および耐候性を評価した。評価結果を表2に示す。なお、表2中、カチオン性帯電防止剤2は、トリメチル{3−{4−[3,4,4,4,−テトラフルオロ−2−(パーフルオロイソプロピル)−1,3−ビス(トリフルオロメチル)−1−ブテニルオキシ]ベンゾイルアミノ}プロピル}アンモニウム=ヨージド(Mw=667.4;不揮発分100%)を意味し、カチオン性帯電防止剤3は、下記のようにして合成したメタクリル酸アルキルアンモニウムクロライド共重合体(溶液の不揮発分35%)である。アニオン性帯電防止剤1は「メガファック(登録商標)F−114」(DIC社製;パーフルオロブチルスルホン酸塩;不揮発分100%)を、アニオン性帯電防止剤2は「プライサーフ(登録商標)DB−01」(ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル・モノエタノールアミン塩;不揮発分30%)をそれぞれ意味し、ポリイソシアネート系架橋剤としては「デスモジュール(登録商標)N3200」(住化バイエルウレタン社製)を用いた。
【0114】
<帯電防止剤3の合成例4>
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えたフラスコに、ブチルメタクリレート55部、メチルメタクリレート15部、メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド30部、イソプロピルアルコール12部の混合物を仕込み、窒素ガスを流入して撹拌しながら還流温度まで昇温した。一方、滴下槽に、イソプロピルアルコール50部と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)10部との混合物を仕込み、8時間かけて滴下した。滴下終了後も還流反応を続け、滴下終了時から6時間後に冷却した。不揮発分が35%となるようにイソプロピルアルコールで希釈して、Mwが3000であるカチオン性帯電防止剤3を得た。
【0115】
[pH測定方法]
帯電防止剤の0.1%水溶液のpHは、pH計(HORIBA社製;pH/イオンメーターF−23)を用いて25℃で測定した。水への溶解性が低い場合は、必要に応じて50℃程度に加温し、均一に溶解させてから、25℃でのpHを測定した。なお、測定に際しては、pHが4.0,7.0および9.0のpH標準緩衝液(林純薬工業社製)を用いてpH計を補正した。
【0116】
[電気絶縁性]
部分放電試験器(「KPD2050」;菊水電子工業社製)を用い、測定パターンは台形とし、開始電圧電荷しきい値を1.0pC、消滅電圧しきい値を1.0pC、試験時間は各電圧22.0秒間とし、部分放電が消滅する電圧を部分放電電圧とした(初期値)。部分放電電圧が900V以上の場合を◎、800V以上900V未満を○、700V以上800V未満を△、700V未満を×とした。
【0117】
部分放電電圧は、紫外線劣化促進試験機(「アイスーパーUVテスター UV−W131」;岩崎電気社製)を用いて、60℃、50%RHの雰囲気下で、積層体の紫外線吸収層側から100mW/cm2の紫外線を24時間および48時間照射した後と、80℃、90%RHの雰囲気下で1000時間放置した後についても、上記と同様の基準で評価した。
【0118】
[耐候性]
上記紫外線劣化促進試験機を用いて、60℃、50%RHの雰囲気下で、積層体の紫外線吸収層側から100mW/cm2の紫外線を24時間および48時間照射した。照射前後のb値を測定し、以下の基準で評価した。b値は、分光色差計(「SE−2000」;日本電色工業社製)で、JIS K 7105(2004年度版)に従って透過法で測定し、照射前後のb値の差を黄変度Δbとした。
◎;Δbが3未満
○;Δbが3以上5未満
△;Δbが5以上7未満
×;Δbが7以上
【0119】
【表2】

【0120】
上記表2の結果から、本発明の実施例は、高い部分放電電圧を示すことがわかる。また、本発明の実施例により、紫外線照射後や高温高湿度下に曝露された場合でも、部分放電電圧の低下が小さく、かつ耐候性に優れた積層体が得られたことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【0121】
本発明の電気絶縁性付与用樹脂組成物は、プラスチック基材の電気絶縁性を高め、紫外線吸収性に優れた樹脂塗膜を形成するためのコーティング剤として利用可能である。
【0122】
本発明の樹脂組成物を用いて得られる積層体(「フィルム」と表現される積層体も含む)は、電気絶縁性の代表的特性である部分放電電圧が高く、また、耐候性にも優れていることから、電線、コンデンサ、半導体、電子回路、太陽電池、各種電気用途に好適に用いられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラスチック基材に電気絶縁性と耐候性を付与するために用いられる電気絶縁性付与用樹脂組成物であって、
下記式(1)から(4)で表される紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種を含む単量体組成物を重合した紫外線吸収性重合体と、
【化1】

[式中、R1は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基を表し、R2は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、R3は水素原子またはメチル基を表し、X1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、シアノ基またはニトロ基を表す。]
【化2】

[式中、R4は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基を表し、R5は水素原子またはメチル基を表し、R6は水素原子または水酸基を表し、R7は水素原子または炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、R8は炭素数1〜10のアルキレン基、または炭素数1〜10のオキシアルキレン基を表し、X2はエステル結合、アミド結合、エーテル結合、またはウレタン結合を表す。mは0または1を表す。]
【化3】

[式中、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、または、炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、X3は水素原子またはメチル基を表し、Aは、−(CH2CH2O)p−、−CH2CH(OH)−CH2O−、−(CH2p−O−、−CH2CH(CH2OR17)−O−、−CH2CH(R17)−O−、または、−CH2(CH2qCOO−B−O−を表し、R17は炭素数1〜10のアルキル基を表し、Bはメチレン基、エチレン基、または、−CH2CH(OH)CH2−を表し、pは1〜20の整数を表し、qは0または1を表す。]
【化4】

[式中、R18は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を表し、R19は水素結合を形成し得る元素を有する基を表し、R20は水素原子またはメチル基を表し、R21は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を表す。]
0.1質量%水溶液のpHが8.0以下である帯電防止剤とを含むことを特徴とする電気絶縁性付与用樹脂組成物。
【請求項2】
上記帯電防止剤がカチオン性帯電防止剤である請求項1に記載の電気絶縁性付与用樹脂組成物。
【請求項3】
上記帯電防止剤が、紫外線吸収性重合体100質量部に対し、1〜10質量部含まれている請求項1または2に記載の電気絶縁性付与用樹脂組成物。
【請求項4】
上記帯電防止剤の分子量が100〜2000である請求項1〜3のいずれかに記載の電気絶縁性付与用樹脂組成物。
【請求項5】
上記帯電防止剤が第4級アンモニウム塩である請求項2〜4のいずれかに記載の電気絶縁性付与用樹脂組成物。
【請求項6】
上記単量体組成物100質量%中、紫外線吸収性単量体の総量が3〜70質量%である請求項1〜5のいずれかに記載の電気絶縁性付与用樹脂組成物。
【請求項7】
上記紫外線吸収性重合体の重量平均分子量が1万〜50万である請求項1〜6のいずれかに記載の電気絶縁性付与用樹脂組成物。


【公開番号】特開2010−126690(P2010−126690A)
【公開日】平成22年6月10日(2010.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−305095(P2008−305095)
【出願日】平成20年11月28日(2008.11.28)
【出願人】(000004628)株式会社日本触媒 (2,292)
【Fターム(参考)】