JPH0674407B2 - 帯電防止用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、帯電防止用組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年の電子産業の発達に伴い、半導体素子も急速に進歩
し、プラスチック化も進んできたが、それとともに静電
気帯電による半導体素子の破壊などの様々な問題も以前
に増してクローズアップされ、様々な帯電防止剤が上市
されている。

これらの帯電防止剤のうち、塗布タイプの帯電防止剤と
しては、界面活性剤を使用するもの、あるいはカー
ボン系粒子や金属系粒子を含有した導電塗料が一般的で
あり、更には高分子電解質を高分子中に導入してエマ
ルジョン塗料とする技術が提案されている（特公昭57−
22041号公報）。一方、本願出願人も、このような帯電
防止用として耐久性に優れた導電皮膜形成エマルジョ
ンについて提案した（特開昭59−219304号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの帯電防止剤や低抵抗処理剤は、
耐久性に欠けたり、黒色もしくは不透明塗料膜を形成す
るなどの欠点がある。

即ち、前記界面活性剤は、その塗工により導電性の単
分子膜を形成するが、長時間の使用中に揮発したり、摩
擦により簡単に脱離し、更に水や溶剤類により流出し、
その導電性が低下もしくは消滅するという欠点を有して
いる。また、前記導電性塗料は、カーボン系粒子や金
属系粒子を高分子中に混入せしめた複合体であり、比較
的耐久性を有するが、透明性に欠け、透視機能を果たせ
ないばかりでなく、被塗工材の外観を損ねたり、印刷が
できないなどの欠点を有している。更に、前記従来技術
では、得られる塗工膜（皮膜）は、透明性が改良さ
れ、耐久性においても前記従来技術よりも向上するこ
とが認められるが、未だ充分ではなく実用に供し難いも
のである。

また、本願出願人が先に提案したエマルジョンは、耐
久性のある透明導電皮膜を形成するものの、塗膜硬度が
やや低く、耐擦傷性に劣る場合があった。

本発明は、前記従来の技術的課題を背景になされたもの
で、導電性、透明性、耐久性に優れ、かつ硬度が高く、
耐擦傷性のある透明導電皮膜を形成することが可能な帯
電防止用組成物を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、（イ）トリメチルアンモニウムクロライド成
分系共重合体（以下「（イ）共重合体」ともいう）およ
び（ロ）活性エネルギー線硬化性樹脂であるウレタンア
クリレート類（以下「（ロ）活性エネルギー線硬化性樹
脂」ともいう）を主成分とする帯電防止用組成物を提供
するものである。

本発明の帯電防止用組成物は、（イ）特定の共重合体と
（ロ）活性エネルギー線硬化性樹脂とを含有することに
より、前記目的を達成するものである。

以下、本発明を構成要件別に詳細に説明する。

（イ）共重合体 （イ）共重合体は、（ａ）エチレン性不飽和基を有する
イオン性電解質モノマーおよび（ｂ）エチレン性不飽和
基を有するモノマーを共重合して得られる。

本発明の共重合体を構成する（ａ）エチレン性不飽和基
を有するイオン性電解質モノマーとは、アニオン性もし
くはカチオン性の電解質基とエチレン性不飽和基とを併
せ持つモノマーであればいずれのものでも使用できる。
その代表的なものを挙げれば、メタ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、２−ヒドロキ
シ−３−メタクリロイルオキシプロピルトリメチルアン
モニウムクロライドなどが挙げられ、第４級アンモニウ
ム基を持つエチレン性不飽和モノマーの全てを使用する
ことができるが、導電性の点でカチオン性の電解質基と
エチレン性不飽和基とを併せ持つカチオン性電解質モノ
マーが好適に用いられ、特に第４級アンモニウム基含有
の塩、例えばメタ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、２−ヒドロキシ−３−メタクリ
ロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライ
ドが好適に使用される。

かかる（ａ）エチレン性不飽和基を有するイオン性電解
質モノマーは、１種単独で使用することも、あるいは２
種以上を併用することもできる。

（ａ）エチレン性不飽和基を有するイオン性電解質モノ
マーの全モノマーに占める割合は、10〜50重量％、好ま
しくは20〜40重量％（ただし、（ａ）+（ｂ）=100重量
％、以下同じ）であり、10重量％未満では目的とする導
電性が充分に発揮できず、一方50重量％を超えて使用し
ても導電性は平衡に達してしまい、導電性をより向上さ
せることはできず、更には（ａ）エチレン性不飽和基を
有するイオン性電解質モノマーの割合が多すぎて得られ
る共重合体の分子量が充分に大きくならない場合があ
る。

なお、本発明の組成物中における前記（ａ）エチレン性
不飽和基を有するイオン性電解質モノマーの割合は、通
常、５〜18重量％、好ましくは７〜15重量％となすこと
が望ましく、５重量％未満では得られる組成物の帯電防
止性能が充分でなく、一方18重量％を超えると（ロ）活
性エネルギー線硬化性樹脂の割合が低下し、本発明の組
成物より形成される塗膜の硬度、耐擦傷性が低下する場
合がある。

また、（ｂ）エチレン性不飽和基を有するモノマーとし
ては、例えば酢酸ビニル、スチレン、アクリル酸アルキ
ル、メタアクリル酸アルキル、エチレン、プロピレン、
塩化ビニル、アクリロニトリル、ジメタクリル酸エチレ
ングリコール、トリメタクリル酸トリメチロールプロパ
ン、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、
フマル酸、マレイン酸、Ｎ−メチロール（メタ）アクリ
ルアミド、アルコキシメチル（メタ）アクリルアミド、
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、ジメチルアミノ
−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリ
シジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド
などが挙げられる。

かかる（ｂ）エチレン性不飽和基を有するモノマーは、
１種単独で使用することも、あるいは２種以上を併用す
ることもできる。

また、（ｂ）エチレン性不飽和基を有するモノマーの全
モノマーに示す使用割合は、50〜90重量％、好ましくは
60〜80重量％である。

かかる本発明の組成物に使用される（イ）共重合体は、
前記（ａ）〜（ｂ）モノマーの混合物を水性媒体中でラ
ジカル乳化重合するか、有機溶媒中でラジカル重合する
ことによって、容易に製造することができ、特に有機溶
媒中でラジカル重合することが好ましい。

この際使用される好ましい有機溶媒としては、メタノー
ル、エタノール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−プロピ
ルアルコール、ｉ−ブチルアルコールなどのアルコール
類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ
ブチルエーテルなどの多価アルコール誘導体などを用い
ることができるが、これらの有機溶媒にトルエン、キシ
レン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類；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
ノンなどのケトン類；酢酸イソブチル、酢酸エチル、酢
酸ブチルなどのエステル類などを混合した混合溶媒を使
用することもできる。

共重合反応における開始剤としては、例えばベンゾイル
パーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウ
ロイルパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキ
サイドなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチリニトリ
ルなどのアゾ系ラジカル開始剤が使用される。かかるラ
ジカル開始剤の使用量は、全モノマー100重量部に対し
て、通常、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜５重量部で
ある。また、このラジカル共重合に際しては、ジアルキ
ルキサントゲンジスルフィド、ｔ−ドデシルメルカプタ
ンなどの分子量調整剤を使用することもできる。（ａ）
〜（ｂ）モノマー、ラジカル開始剤などは、重合開始時
に全部添加してもよく、重合開始後分けて添加してもよ
く、重合形式は回分式でも連続式でもよい。

共重合は、通常、窒素雰囲気などの酸素を除去した状態
で実施され、その重合温度は、50〜100℃、重合時間は
５〜10時間程度である。

共重合反応終了後、得られる重合溶液は、そのまま後記
する（ロ）活性エネルギー線硬化性樹脂と混合して本発
明の組成物となしてもよく、あるいは一旦非溶媒中に投
入して沈澱させ、共重合体を回収した後、例えば得られ
る共重合体と後記する（ロ）活性エネルギー硬化性物質
とを必要に応じて有機溶媒を用い混合してもよい。

（ロ）活性エネルギー線硬化性樹脂 活性エネルギー線硬化性樹脂とは、紫外線、電子線、遠
紫外線などの活性エネルギー線の照射によって、架橋し
硬化する高分子（以下「感光性高分子」という）などの
公知の樹脂を挙げることができる。

ここで、感光性高分子としては、ポリエチレングリコー
ルと2,4−トリレンジイソシアナートから合成されたポ
リウレタンに２−ヒドロキシエチルメタクリレートもし
くはＮ−メチロールアクリルアミドを反応させたもの、
ヒドロキシエチルフタリルメタクリレートをキシレンイ
ソシアナートでウレタン化したものなどのウレタンアク
リレート類；などを挙げることができる。

これらの感光性高分子には、必要に応じて２−エチルヘ
キシルアクリレート、1,6−ヘキサ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など
の反応性希釈剤やジエトキシアセトフェノン、イソブチ
ルベンゾインエーテル、ベンゾルジメチルケタール、ベ
ンゾフェノンなどの光重合開始剤が配合されていてもよ
い。

これらの感光性高分子は、１種単独で使用することも、
また２種以上を併用することもできる。

本発明の組成物中において、（イ）共重合体と（ロ）活
性エネルギー線硬化性樹脂の割合は、固形分重量比で1:
1〜1:3、好ましくは1:1.5〜1:2.5であり、（イ）共重合
体が少なすぎると得られる組成物の導電性が低下し、一
方多すぎると得られる組成物を用いて塗膜を形成すると
硬度が低下し、耐擦傷性に劣るものとなる。

本発明の組成物は、前記した（イ）共重合体と（ロ）活
性エネルギー硬化性樹脂とを、有機溶媒、例えば前記重
合溶媒として使用した有機溶媒などを用い、通常、固形
分濃度が10〜90重量％、好ましくは30〜50重量％に調製
される。

なお、有機溶媒中には被塗工材との密着性を向上させる
ために有機極性溶剤を添加することもできる。この有機
極性溶剤とは、分子内に極性を有する有機溶剤であり、
例えばピコリン、モノエタノールアミン、ジエタノール
アミン、モルホリン、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−
メチルピロリドンなどの含窒素化合物；スルホラン、ジ
メチルスルホキシドなどの硫黄化合物が挙げられる。

これらの有機極性溶剤は、１種単独で使用することも、
あるいは２種以上を併用することもできる。特に、有機
極性溶剤としては、ジメチルホルムアミド（DMF）およ
び／またはジメチルスルホキシド（DMSO）が好ましい。

一般に、帯電防止用組成物の塗工を必要とするプラスッ
チクとしては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートな
どであり、これらのプラスチック類を浸蝕する溶剤とし
ては、ケトン類、芳香族炭化水素類、セロソルブ類など
多々あるが、これらの有機溶剤を使用しても得られる帯
電防止用組成物の被塗工材への密着性を向上させること
ができない場合があり、前記有機極性溶剤の添加によ
り、密着性を改善することが可能となる。

有機極性溶剤の添加量は、通常、組成物100重量部（固
形分換算）に対して、有機極性溶剤が１〜40重量部、好
ましくは５〜30重量部であり、１重量部未満では有機極
性溶剤の使用量が少なすぎて得られる皮膜の被塗工材へ
の密着性が乏しくなり、一方40重量部を超えると密着性
は向上するが、本来組成物が有している帯電防止性、耐
久性などが悪化する場合がある。

また、本発明の組成物は、前記（イ）共重合体と（ロ）
活性エネルギー線硬化性樹脂を主成分とするが、このほ
か通常の塗料用樹脂、保存剤、顔料、可塑剤、界面活性
剤をを適当量配合されていてもよい。

本発明の帯電防止用組成物は、帯電防止性、耐久性、透
明性、密着性に優れ、硬度が高くかつ耐擦傷性に優れて
いるので、例えばプラスチックシートやプラスチック成
形品の塗工用帯電防止剤、塗料などの用途に有効に使用
できる。

〔作用〕

本発明の帯電防止用組成物は、前記（イ）共重合体が導
電性を与え、また（ロ）活性エネルギー線硬化性樹脂が
得られる塗膜に硬度と耐擦傷性を付与するものであり、
これにより良好な導電性を有し、しかも硬く、耐擦傷性
を有する塗膜を形成することが可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。な
お、実施例中、部および％は、特に断らない限り重量基
準である。

参考例１ 還流冷却器、温度計、攪拌器、および窒素導入管を装備
した重合槽に、メチルセロソルブ405部、メタノール194
部、メタ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80部、スチレン60部、メチルメタクリレー
ト30部、ブチルアクリレート20部、アクリル酸10部およ
びベンゾイルパーオキサイド１部を供給し、窒素を導入
しながら攪拌、加熱し、80℃で５時間重合反応を行っ
た。得られた帯電防止性共重合体溶液Ａの固形分濃度
は、25重量％、粘度は150cps/25℃であった。

実施例１〜３および比較例１〜３ 前記で得られた帯電防止性共重合体溶液Ａに、ウレタン
アクリレート（大日本インキ化学工業（株）製、紫外線
硬化性塗料、ユニディック17-824、固形分濃度75％）を
第１表に示す固形分比（重量比）で混合し、紫外線硬化
性かつ帯電防止性を有する組成物を得た。

前記組成物をそれぞれ厚さ100μｍのポリエステルフィ
ルムにバーコーター＃10を用いて塗工し、60℃で５分間
予備乾燥後、集光型紫外線照射装置（80W/cmの高圧水銀
灯）を使用して30秒間紫外線照射した（サンプルとの距
離は15cmであった）。得られた塗膜の結果を第２表に示
す。

なお、第２表において、各評価項目は、次の通りであ
る。

透明性； 目視により基材である厚さ100μｍのポリエステルフィ
ルムと比較した。

表面抵抗値；東京電子（株）製、スタック（STACK）T
R−３を使用して測定した。なお、表面抵抗値の測定
は、湿度を調整した密閉容器中に１時間以上放置後、そ
のままの条件下で測定した（25℃、50％RH）。

鉛筆硬度； JIS Ｋ−5400規格に準拠して測定した。

密着性；碁盤目セロテープ剥離試験による。

なお、透明性および密着性の評価は、○；良好、△；や
や不良、×；不良、に拠った。

第２表の結果から明らかなように、本発明の組成物より
形成した導電性皮膜は、透明性、硬度、密着性、耐久性
に優れたものである。

〔発明の効果〕

本発明の帯電防止用組成物より形成される塗工皮膜は、
導電性付与物をポリマーの分子鎖中に共重合させた共重
合体（トリメチルアンモニウムクロライド成分系共重合
体）と活性エネルギー線硬化性樹脂であるウレタンアク
リレート類とよりなるため、紫外線などの活性エネルギ
ー線を照射すると迅速かつ効率的に硬化し、強固な導電
性の高分子皮膜を形成し、透明性、硬度、耐擦傷性、密
着性、耐久性に優れた塗膜を形成することができ、特に
帯電防止用塗料として有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）トリメチルアンモニウムクロライド
   成分系共重合体および（ロ）活性エネルギー線硬化性樹
   脂であるウレタンアクリレート類を主成分とする帯電防
   止用組成物。