JP4675487B2

JP4675487B2 - 改質プラスチックシート

Info

Publication number: JP4675487B2
Application number: JP2001049978A
Authority: JP
Inventors: 和重松本; 武弘佐々木; 進栗嶋
Original assignee: Kimoto Co Ltd
Current assignee: Kimoto Co Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP2002248716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックシートなどの合成樹脂製品に制電性、耐擦傷性、光反射性や隠蔽性などの必要とされる性能を付与した改質プラスチックシートに関し、特に合成樹脂基材の表面に粒子を含有する樹脂層を設けることによって特定の改質を行った改質プラスチックシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムやプラスチック板などの合成樹脂基材の表面に、導電性微粉末などの粒子を多量に含有する樹脂層を設けて、制電性などの性能を付与した改質プラスチックシートがある。このような改質プラスチックシートは、耐擦傷性、耐アルコール性などの性能が要求される場合が多いことから、樹脂溶液にイソシアネート硬化剤などの硬化剤を添加して用いる２液硬化系樹脂塗料が使用される例が多い。
【０００３】
しかし、このような２液硬化系樹脂塗料は、合成樹脂基材に塗工する直前に硬化剤を添加する必要があり、塗工作業を煩雑化する。また、一旦硬化剤を添加した塗料は保存しておくことができないため、塗工工程で余った塗料を次回使用することはできず、塗料の無駄を生ずることが多かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、塗料の保存期間が長いＮ−メチロール化ポリアクリルアミドをバインダーとする塗料を用いることが考えられる。
このＮ−メチロール化ポリアクリルアミドを用いた樹脂層は、１５０℃以上に加熱することによって硬化させることができ、これによって樹脂層の耐擦傷性や耐アルコール性が得られる。
【０００５】
しかし、このような樹脂層を合成樹脂基材の表面に設けると、硬化させる際の熱で基材自体が変形するなどの問題が生ずる。
【０００６】
このため、ｐ−トルエンスルホン酸などの酸性触媒下でＮ−メチロール化ポリアクリルアミドを硬化させれば、比較的低温である１００〜１５０℃程度の加熱で硬化させることが可能となる。
【０００７】
しかし、ｐ−トルエンスルホン酸などの強酸を用いると、塗料中の導電性微粉末などの粒子の分散安定性が著しく損なわれることとなり好ましくない。
【０００８】
一方、酢酸などの弱酸を用いれば、このような分散安定性への影響は軽減されるが、樹脂層から酸触媒がブリードするという問題や耐擦傷性・耐アルコール性が今一つであるという不具合がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーをバインダーとして用いることによって、上記問題を解決したものである。
【００１０】
即ち、本発明の改質プラスチックシートは、透明合成樹脂基材の少なくとも片面に、バインダー樹脂および粒子を含有する樹脂層を設けた改質プラスチックシートであって、前記バインダー樹脂が、Ｎ−メチロール化アクリルアミドおよびアクリル酸をモノマー成分として含む共重合物であり、かつ前記共重合物を構成する全モノマーのうち、Ｎ−メチロール化アクリルアミドが２〜１５重量％であり、アクリル酸が１．５〜１２重量％であり、前記粒子の含有量が、樹脂層全体の３５重量％以上であることを特徴とするものである。
【００１１】
このように、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーを用いることにより、粒子の分散安定性を阻害せずに、比較的低温の加熱で樹脂層を硬化させることが可能となり、樹脂層に耐擦傷性や耐アルコール性を付与した改質プラスチックシートが得られるものである。
【００１２】
また、前記粒子として導電性微粉末を用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
このように、導電性微粉末を用いることにより、上記性能を兼ね備え、かつ、制電性に改質した改質プラスチックフィルムが得られるものである。
【００１４】
また、前記粒子の含有量が、樹脂層全体の３５重量％以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
このように、多量の粒子を含有する場合であっても、本発明においては分散安定性を害することがないものである。
【００１６】
なお、本発明における「改質プラスチックシート」とは、一般に「シート」と呼ばれる厚みのものに限られず、「フィルム」や「板」と呼ばれるような厚みのものも広く含むものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
本発明に用いられる合成樹脂基材としては、改質プラスチックシートの使用される用途に応じて適宜選択されるが、制電性などの用途の場合の例としては、ポリエステル、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂などのプラスチックフィルム、プラスチックシート、プラスチック板などがあげられる。合成樹脂基材の表面には、後述する樹脂層との接着性を改善する目的で易接着処理を施してもよく、また別途易接着層を設けてもよい。
【００１９】
次に、合成樹脂基材の少なくとも片面に設けられる樹脂層は、粒子を含有するものである。この粒子は、プラスチックシートの改質の目的に応じて適宜選択されるものである。例えば、制電性や帯電防止性と呼ばれるような改質を目的とする場合には、導電性粒子が用いられる。また、反射性であれば金属粒子や白色顔料などが用いられ、隠蔽性であれば黒色顔料や白色顔料などが用いられる。また、粒子の形状としては、特に限定されず、真球状、球状、鱗片状、針状など、改質目的に応じて適宜選択する。
【００２０】
粒子の含有量としては、改質の目的や程度によって適宜選択されるが、粒子として導電性微粉末を使用して制電性の改質を目的とする場合においては、導電性微粉末を樹脂層全体の３５重量％以上含有させることが好ましい。本発明では、多量の粒子を含有する場合においても粒子の分散安定性を害することがないというところに特徴があり、このように多量の粒子を含有する場合に特に大きな効果を発揮するものである。
【００２１】
次に、このような粒子は樹脂層中のバインダー樹脂中に分散される。本発明では、このバインダー樹脂として、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーを用いたことに特徴がある。末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーを用いることにより、粒子の分散安定性を阻害せずに、比較的低温の加熱で樹脂層を硬化させることが可能となり、樹脂層に耐擦傷性や耐アルコール性を付与した改質プラスチックシートが得られる。末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーとしては、Ｎ−メチロール化アクリルアミドと（メタ）アクリル酸の共重合物、Ｎ−メチロール化アクリルアミド、（メタ）アクリル酸およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物との共重合物など種々のものがあげられ、いずれも本発明に使用可能である。この中でも、耐溶剤性、塗膜硬度等の点からＮ−メチロール化アクリルアミドとアクリル酸の共重合物が好適である。さらに、架橋性向上等の観点から、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の水酸基およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、グリシジール（メタ）アクリレートのような環状エーテル結合およびエチレン性不飽和二重結合を有する化合物等の反応性のモノマーを共重合したものも好ましく使用される。また、塗膜の硬度や耐溶剤性の制御の為にエチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステルや酢酸ビニル、スチレン等のエチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを共重合することもできる。このように、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーには、Ｎ−メチロール基含有モノマーやカルボキシル基含有モノマーの他に他のモノマーを共重合させることも可能である。この場合、Ｎ−メチロール基含有モノマーの含有量は、他のモノマーの種類やその含有量によって一概にはいえないが、ポリマーを構成する全モノマーのうち０．５重量％以上、３５重量％未満とすることが好ましく、さらに好適には２重量％以上、１５重量％未満程度である。また、カルボキシル基含有モノマーの含有量も、他のモノマーの種類やその含有量によって一概にはいえないが、ポリマーを構成する全モノマーのうち０．３重量％以上、３０重量％未満とすることが好ましく、さらに好適には１．５重量％以上、１２重量％未満程度である。
【００２２】
このような樹脂層には、上記のバインダー樹脂や粒子のほか、他の樹脂や紫外線吸収剤などの物質を含むことは何ら差し支えない。
【００２３】
また、樹脂層は、前記合成樹脂基材の表面に直接設けてもよいが、合成樹脂基材との間に他の機能を付与するための層を介在してもよい。
【００２４】
樹脂層の形成方法としては、上記樹脂層を構成する物質を水、アルコールや他の有機溶剤などの溶剤に溶解・分散した塗料を、上記合成樹脂基材などの表面に公知の塗布方法により塗布・乾燥し、１００〜１５０℃程度の温度で加熱硬化させる。加熱硬化時間としては、樹脂層の厚み、樹脂層の処方、加熱温度などによって一概にはいえないが、通常、数分から数十分程度の加熱でよいと考えられる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。尚、「％」、「部」とあるのは特に断りがない限り重量基準である。
【００２６】
１．バインダー用樹脂の合成
（１）末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーの合成
攪拌機、コンデンサー、温度計および窒素導入管を備えた反応容器で、メタクリル酸メチル８５．２５部、アクリル酸エチル５部、アクリル酸３．７５部、Ｎ−メチロール化アクリルアミド６部、ブタノール１００部、α、α’−アゾビス（イソブチロルニトリル）０．４部を混合し、窒素を通じ攪拌しながら７５℃に加熱した。その後、反応溶液を７５℃に保ち８時間攪拌し続け反応を完結させた。これにブタノール１００部およびプロピレングリコールモノエチルエーテル１００部を加え、固形分２５重量％に調整し、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーを合成した。
【００２７】
（２）末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基を有するポリマーの合成
攪拌機、コンデンサー、温度計および窒素導入管を備えた反応容器で、メタクリル酸メチル８9部、アクリル酸エチル５部、Ｎ−メチロール化アクリルアミド６部、ブタノール１００部、α、α’−アゾビス（イソブチロルニトリル）０．４部を混合し、窒素を通じ攪拌しながら７５℃に加熱した。その後、反応溶液を７５℃に保ち８時間攪拌し続け反応を完結させた。これにブタノール１００部およびプロピレングリコールモノエチルエーテル１００部を加え、固形分２５重量％に調整し、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基を有するバインダー樹脂を合成した。
【００２８】
２．制電性樹脂塗料の製造
二酸化錫−五酸化アンチモン微粉末（以下、「ＡＴＯ粒子」という）を、分散剤を用いてメチルエチルケトン溶液中に分散し、ＡＴＯ粒子の３０％分散液を得た。
【００２９】
［実施例］
ＡＴＯ粒子の分散液（３０％）３２．５重量部、上記（１）により得られたバインダー樹脂溶液（固形分２５％）２１重量部を混合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、固形分１５％の制電性樹脂塗料Ａを得た。
【００３０】
［比較例１］
ＡＴＯ粒子の分散液（３０％）３２．５重量部、上記（２）により得られたバインダー樹脂溶液（固形分２５％）２１重量部を混合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、固形分１５％の制電性樹脂塗料Ｂを得た。
【００３１】
［比較例２］
ＡＴＯ粒子の分散液（３０％）３２．５重量部、上記（２）により得られたバインダー樹脂溶液（固形分２５％）２１重量部、酢酸０．２６重量部を混合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、固形分１５％の制電性樹脂塗料Ｃを得た。
【００３２】
［比較例３］
ＡＴＯ粒子の分散液（３０％）３２．５重量部、上記（２）により得られたバインダー樹脂溶液（固形分２５％）２１重量部、ｐ−トルエンスルホン酸０．１３重量部を混合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、固形分１５％の制電性樹脂塗料Ｄを得た。
【００３３】
３．制電性プラスチックシート（改質プラスチックシート）の作製
厚み２５０μｍのポリカーボネートフィルムを合成樹脂基材として、この基材の一方の面に上記により得られた制電性樹脂塗料Ａ〜Ｃを塗布し、１１０℃で２分間熱処理を施して、厚み２μｍの導電層（樹脂層）を形成し、制電性プラスチックシートＡ〜Ｃを作製した。得られた制電性プラスチックシートの表面抵抗率は、４．１×１０⁶Ωから５．３×１０⁶Ωの範囲であり、いずれも良好な制電性を有するものであった。なお、比較例３の制電性樹脂塗料ＤはＡＴＯ粒子の分散安定性が崩れてＡＴＯ粒子が沈降してしまったため、合成樹脂基材上に塗布することができず、制電性プラスチックシートを得ることができなかった。
【００３４】
４．制電性プラスチックシート（改質プラスチックシート）の評価
上記３により得られた制電性プラスチックシートＡ〜Ｃについて、耐アルコール性の評価を行った。
【００３５】
耐アルコール性の評価は、制電性プラスチックシートＡ〜Ｃをメタノール（ＭｅＯＨ）、エタノール（ＥｔＯＨ）、イソプロパノール（ＩＰＡ）のそれぞれの液中に２日間漬けた後、樹脂層表面を軽く拭き取り、樹脂層表面の白化の度合いを目視にて評価した。アルコールに漬ける前とほとんど変化がなかったものを「○」、若干白くなったものを「△」、真白になってしまったものを「×」として、結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】

【００３７】
以上の評価から明らかなように、実施例の制電性プラスチックシートＡは、樹脂層を構成するバインダー樹脂として末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーを使用しているために、いずれのアルコールに対しても耐性を有していることが分かる。
【００３８】
一方、比較例１の制電性プラスチックシートＢは、樹脂層を構成するバインダー樹脂がカルボキシル基を有していないことから、耐アルコール性の低いものであることが分かる。
【００３９】
また、比較例２の制電性プラスチックシートＣは、樹脂層を構成するバインダー樹脂がカルボキシル基を有しないものを使用しているが、触媒として酢酸を含有しているため、メタノールに対する白化は見られなかったが、エタノール、イソプロパノールに対しては耐性を有しないことが分かる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の改質プラスチックシートは、末端あるいは側鎖にＮ−メチロール基およびカルボキシル基を有するポリマーを用いた樹脂層を設けているため、粒子の分散安定性を阻害せずに、比較的低温の加熱で樹脂層を硬化させることが可能となり、耐擦傷性や耐アルコール性を付与した改質プラスチックシートが得られるものである。塗料の保存期間が長いため、塗料の無駄を生ずることがなく、生産性の高い改質プラスチックシートが得られる。
【００４１】
また、粒子として導電性微粉末を用いることで、上記性能を兼ね備え、かつ、制電性に改質した改質プラスチックシートが得られるものである。
【００４２】
また、樹脂層に多量の粒子を含有する場合であっても、分散安定性を害することなく改質プラスチックシートが得られるものである。

Claims

透明合成樹脂基材の少なくとも片面に、バインダー樹脂および粒子を含有する樹脂層を設けた改質プラスチックシートであって、前記バインダー樹脂が、Ｎ−メチロール化アクリルアミドおよびアクリル酸をモノマー成分として含む共重合物であり、かつ前記共重合物を構成する全モノマーのうち、Ｎ−メチロール化アクリルアミドが２〜１５重量％であり、アクリル酸が１．５〜１２重量％であり、前記粒子の含有量が、樹脂層全体の３５重量％以上であることを特徴とする改質プラスチックシート。
前記粒子として導電性微粉末を用いたことを特徴とする請求項１記載の改質プラスチックシート。