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JP2008169352A - コーティング剤 - Google Patents

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JP2008169352A
JP2008169352A JP2007005901A JP2007005901A JP2008169352A JP 2008169352 A JP2008169352 A JP 2008169352A JP 2007005901 A JP2007005901 A JP 2007005901A JP 2007005901 A JP2007005901 A JP 2007005901A JP 2008169352 A JP2008169352 A JP 2008169352A
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Abstract

【課題】耐熱性に優れかつ基材の色を選ばないコーティング剤を提供する。
【解決手段】本発明のコーティング剤は、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマーと、特定構造を有する蛍光剤のうち少なくとも一種と、溶剤とを混合してなる。
【選択図】なし

Description

本発明は、コーティング剤に関する。
フッ素系ポリマーには、撥水性および撥油性を有するため、種々の用途(オイルバリア用、樹脂・油脂の這い上がり防止用、絶縁保護・防湿コーティング用、低摩擦・摺動用および離型用など)のコーティング剤として使用されている。
一般に、フッ素系ポリマーは、透明性が高く、しかもコーティング剤として用いられるときには塗布膜厚が薄いため、所望のコート皮膜が所定部位に形成されたか否かを確認することが困難である。この問題を解決すべく、コーティング剤にアントラキノン系の着色剤またはクマリン系の蛍光剤を含有させる技術が提案されている(特許文献1を参照)。
しかし、コーティング剤に着色剤で着色した場合、コート皮膜の着色は必ずしも十分とは言えず、膜厚を薄くした場合や、被コート物が小さい場合には、所望のコート皮膜が所定部位に形成されたか否かを確認することは困難であった。
また、コーティング剤の着色に、紫外線照射により発光するクマリン系の蛍光剤を用いた場合、常温でのコート直後に紫外線照射すればコート皮膜が発光し、その有無を容易に確認することができる。ところが、コート皮膜を硬化、乾燥する際に100℃以上に加熱すると蛍光剤が昇華反応を起こして気化分解するため、加熱後には紫外線照射してもコート皮膜は発光しなくなり、その有無を確認することができないという不都合があった。
そこで、この問題を解決するものとして、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマー、及び紫外線照射によりブルーに発色する蛍光剤を含むコーティング剤が提案されている(特許文献2を参照)。
特開2001−27242公報 特開2006−160933公報
特許文献2に記載のコーティング剤においては、コート皮膜を硬化、乾燥する際に100℃以上に加熱しても昇華反応が起きないことから、コート皮膜が確実に発光する。しかし、コーティング剤中のフッ素系ポリマーの含有量が少ない場合には、150℃で1時間加熱した後にコート皮膜が発光せず、その有無を確認できなくなることがあり(視認性の低下)、耐熱性が充分ではなかった。
また、このコーティング剤を、磨きSUSのように励起光(ブラックライト:青色光源)を反射する基材に用いてコート皮膜を形成すると、全体が青く光るのでコート皮膜を確認し難いことがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、耐熱性に優れかつ基材の色を選ばないコーティング剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意研究を重ねた結果、蛍光剤として一般式(1)または(2)に表すものを用いると、耐熱性に優れ、かつ、基材の色を選ばないコーティング剤が得られることを見出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明のコーティング剤は、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマーと、一般式(1)で表される蛍光剤および一般式(2)で表される蛍光剤のうち少なくとも一種と、溶剤と、を混合してなるコーティング剤である。
Figure 2008169352
[式中、R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示し、それらは互いに結合して環構造を形成していてもよく、窒素原子が結合しているベンゼン環と共に環構造を形成していてもよい。
は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものを示す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
Yは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。]
本発明によれば、一般式(1)および(2)で表される蛍光剤のうち少なくとも一種を含むから耐熱性に優れかつ基材の色を選ばないコーティング剤を提供することができる。
本発明のコーティング剤は、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマーと、一般式(1)で表される蛍光剤および一般式(2)で表される蛍光剤のうち少なくとも一種と、溶剤と、を混合してなるコーティング剤である。
本発明のコーティング剤に含まれるパーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマーについて説明する。
パーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマーとしては、パーフルオロアルキル基を有すれば特に限定されないが、例えば、以下の式(4)〜(17)で示されるポリマーが挙げられる。
下記式(4)で表される繰り返し単位を主に含むポリパーフルオロアルキルアクリレート、ポリパーフルオロアルキルメタクリレート、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレート、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルメタクリレート等のポリマー。
Figure 2008169352
(但し、式(4)中、(CH)nのnは0〜6の整数を示す。Rは、水素、又はメチル基を示す。Rは、パーフルオロアルキル基(C2n+1)を示し、C2n+1中のnは0〜6の整数を示す。)
下記式(5)で表される繰り返し単位を主に含むエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)。
Figure 2008169352
下記式(6)で表される繰り返し単位を主に含むポリフッ化ビニル(PVF)。
Figure 2008169352
下記式(7)で表される繰り返し単位を主に含むポリフッ化ビニリデン(PVD)。
Figure 2008169352
下記式(8A)及び下記式(8B)で表される繰り返し単位を主に含むエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)。
Figure 2008169352
下記式(9)で表される繰り返し単位を主に含むポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)。
Figure 2008169352
下記式(10A)及び下記式(10B)で表される繰り返し単位を主に含むテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)。
Figure 2008169352
(但し、式(10B)中、Rは、炭素数2〜16、好ましくは炭素数4〜12のパーフルオロアルキル基(C2n+1)を示す)。
下記式(11)で表される繰り返し単位からなるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)。
Figure 2008169352
下記式(12A)及び下記式(12B)で表される繰り返し単位を主に含むテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)。
Figure 2008169352
下記式(13)で表される繰り返し単位を主に含むポリパーフルオロアルキルビニル。
Figure 2008169352
(但し、式(13)中、Rは、炭素数2〜16、好ましくは炭素数4〜12のパーフルオロアルキル基(C2n+1)を示す)。
下記式(14)で表される繰り返し単位を主に含むポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルビニル。
Figure 2008169352
(但し、式(14)中、Rは、炭素数2〜16、好ましくは炭素数4〜12のパーフルオロアルキル基(C2n+1)を示す)。
下記式(15)で表される繰り返し単位を主に含むポリパーフルオロアルキルビニルエーテル。
Figure 2008169352
(但し、式(15)中、Rは、炭素数2〜16、好ましくは炭素数4〜12のパーフルオロアルキル基(C2n+1)を示す)。
下記式(16)で表される繰り返し単位を主に含むポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルビニルエーテル。
Figure 2008169352
(但し、式(16)中、Rは、炭素数2〜16、好ましくは炭素数4〜12のパーフルオロアルキル基(C2n+1)を示す)。
下記式(17)で表される繰り返し単位を主に含むパーフルオロポリアルケニルビニルエーテル。
Figure 2008169352
(但し、式(17)中、a=0又は1,b=0又は1,c=0、1、又は2を示す)
なお、上記式(4)〜式(17)の繰り返し単位を主とし、他の繰り返し単位を含むコポリマーも本発明の効果を損なわない範囲であれば使用することが出来る。
本発明においては、撥水撥油性能が優れているとの観点から、式(4)で表される繰り返し単位を主に含むポリマーが好ましく、特に、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレート、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルメタクリレートが好ましい。
上述の各ポリマーの分子量は特に限定されないが、分子量Mw3000〜400000(ここで、MwとはGPC(溶媒;テトラヒドロフラン)を用い、ポリスチレン換算した場合の重量平均分子量)のポリマーが好ましく、特に30000〜70000が好ましい。この範囲よりも分子量が小さいと、皮膜が脆くなる傾向にあり、一方この範囲よりも分子量が大きいと溶解性が低下する傾向にあるからである。
本発明のコーティング剤に使用する溶剤としては、フッ素系ポリマーを溶解可能な溶剤であれば特に限定されずに使用することができ、例えば、アセトン、MEK、MIBK等のケトン系、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル系、ヘプタン、ヘキサン等のアルカン系、エタノール、IPA等のアルコール系の溶剤を使用することができる。特に、フッ素系溶剤が好ましい。フッ素系溶剤を用いると不燃であるため、コーティング設備に特殊な排気・防爆装置を設ける必要がなくなる。また、フッ素系溶剤はフッ素系ポリマーと親和性が高いことからフッ素系ポリマーの溶解能が高いからである。
フッ素系溶剤としては、特に限定されず、例えば、パーフルオロカーボン(PFC)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)、ハイドロフルオロエーテル(HFE)、パーフルオロポリエーテル(PFPE)、ハイドロフルオロポリエーテル(HFPE)などを使用できる。
次に本発明のコーティング剤に混合する蛍光剤について説明する。蛍光剤としては、下記一般式(1)で表されるものおよび下記一般式(2)で表されるもののうち少なくとも一種を使用する。
Figure 2008169352
[式中、R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示し、それらは互いに結合して環構造を形成していてもよく、窒素原子が結合しているベンゼン環と共に環構造を形成していてもよい。
は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものを示す。
Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
Yは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。]
一般式(1)および(2)において、R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示し、それらは互いに結合して環構造を形成していてもよく、窒素原子が結合しているベンゼン環と共に環構造を形成していてもよい。
アルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。また、アルキル基は、部分的にフッ素化されたフッ素含有アルキル基であってもよい。フッ素含有アルキル基としては、例えば、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基テトラフルオロブチル基ヘキサフルオロブチル基などが挙げられる。
アリールアルキル基の例としては、ベンジル基、フェネチル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、2−β−ナフチルイソプロピル基、1−ピロリルメチル基、2−(1−ピロリル)エチル基、p−メチルベンジル基、m−メチルベンジル基、o−メチルベンジル基、p−クロロベンジル基、m−クロロベンジル基、o−クロロベンジル基、p−ブロモベンジル基、m−ブロモベンジル基、o−ブロモベンジル基、p−ヨードベンジル基、m−ヨードベンジル基、o−ヨードベンジル基、p−ヒドロキシベンジル基、m−ヒドロキシベンジル基、o−ヒドロキシベンジル基、p−アミノベンジル基、m−アミノベンジル基、o−アミノベンジル基、p−ニトロベンジル基、m−ニトロベンジル基、o−ニトロベンジル基、p−シアノベンジル基、m−シアノベンジル基、o−シアノベンジル基、1−ヒドロキシ−2−フェニルイソプロピル基、1−クロロ−2−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。また、アリールアルキル基は、部分的にフッ素化されたフッ素含有アリールアルキル基であってもよい。フッ素含有アリールアルキル基としては、例えば、1−フェニルジフルオロエチル基、α−ナフチルトリフルオロメチル基、p−トリフルオロメチルベンジル基などが挙げられる。
アリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基などが挙げられる。
ヘテロアリール基の例としては、1−アザ−インドリジン−2−イル基、1−アザ−インドリジン−3−イル基、1−アザ−インドリジン−5−イル基、1−アザ−インドリジン−6−イル基、1−アザ−インドリジン−7−イル基、1−アザ−インドリジン−8−イル基、2−アザ−インドリジン−1−イル基、2−アザ−インドリジン−3−イル基、2−アザ−インドリジン−5−イル基、2−アザ−インドリジン−6−イル基、2−アザ−インドリジン−7−イル基、2−アザ−インドリジン−8−イル基、6−アザ−インドリジン−1−イル基、6−アザ−インドリジン−2−イル基、6−アザ−インドリジン−3−イル基、6−アザ−インドリジン−5−イル基、6−アザ−インドリジン−7−イル基、6−アザ−インドリジン−8−イル基、7−アザ−インドリジン−1−イル基、7−アザ−インドリジン−2−イル基、7−アザ−インドリジン−3−イル基、7−アザ−インドリジン−5−イル基、7−アザ−インドリジン−6−イル基、7−アザ−インドリジン−7−イル基、7−アザ−インドリジン−8−イル基、8−アザ−インドリジン−1−イル基、8−アザ−インドリジン−2−イル基、8−アザ−インドリジン−3−イル基、8−アザ−インドリジン−5−イル基、8−アザ−インドリジン−6−イル基、8−アザ−インドリジン−7−イル基、1−インドリジニル基、2−インドリジニル基、3−インドリジニル基、5−インドリジニル基、6−インドリジニル基、7−インドリジニル基、8−インドリジニル基、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。
また、これら各基は、適当な置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、スルホキシル基、スルホンアミド基、ニトロ基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられる。
このアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基の例としては、前記と同様のものが挙げられ、ハロゲン原子の例としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。アルコキシル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、フッ素を含有するものであってもよい。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、各種ブトキシ基、各種ペントキシ基、各種ヘキソキシ基、各種オクトキシ基、各種デシロキシ基、シクロペンチロキシ基、シクロヘキシロキシ基、ベンジロキシ基、フェネチルオキシ基などや、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、トリフルオロプロポキシ基、O−CH(CH)CF、O−CH−Cなどのフッ素含有アルコキシル基が挙げられる。スルホンアミド基は、置換スルホンアミド又は無置換スルホンアミドのいずれでもあってもよく、アミド基は、置換アミド又は無置換アミドのいずれでもあってもよく、これらはフッ素を含むものであってもよい。これらのアルコキシル基、スルホンアミド基、アミド基の置換基としては、前記RとRと同様のものが挙げられる。さらに、アルコキシカルボニル基におけるアルコキシル基の例としては、前記と同様のものが挙げられる。また、エステル基はCOOCHなどのアルキルエステルに加えて、COOCH13で示されるフッ素含有エステル基であってもよい。
とRがたがいに結合して、窒素原子と一緒になって形成してなる環構造としては、例えば、1−ピロリジニル基、ピペリジノ基、モルホリノ基などが挙げられる。
また、RとRが、窒素原子が結合しているベンゼン環と共に形成してなる環構造としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
Figure 2008169352
およびRとしては、有機溶剤への溶解性が高いという観点から、炭素数4〜10のアルキル基および炭素数4〜10のフッ素含有アルキル基が好ましく、フッ素溶媒への溶解性が高いという観点から、炭素数4〜10のフッ素含有アルキル基がさらに好ましい。
一般式(1)および(2)において、Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
の示すアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基の例としては、それぞれ、上記R及びRで挙げたものと同様の例が挙げられ、それらの置換基も同様のものが挙げられる。
一般式(1)および(2)において、Yは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
の示すアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基の例としては、それぞれ、前記R及びRで挙げたものと同様の例が挙げられ、それらの置換基も同様のものが挙げられる。
X、Yとしては、合成が容易で蛍光発光性、有機溶媒に対する溶解性、耐熱、耐光性にも優れているという点から、酸素原子が好ましい。
一般式(1)および(2)において、Rは、フッ素系溶媒への溶解性の向上という観点から、フッ素を2個以上含有するものであり、具体的には以下の基を示す。なお、フッ素数の上限は、完全フッ素化した場合(C−H結合をC−F結合に完全に置換した場合)のフッ素数である。
は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものである。
のアルキル基には、上記RとRで例示したものに加えて、各種ウンデシル基、各種ドデシル基、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基、各種ノナデシル基、各種エイコシル基などの炭素数11〜20のものや、これらが部分的にフッ素化されたフッ素含有アルキル基(例えば、C1021など)が含まれる。これらは、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。
のアリールアルキル基は、上記RとRで例示したものと同様である。
アルキル基やアリールアルキル基の置換基としては、上記RとRで例示したものと同様のものに加えて、フッ素を含有する置換基(後述する)が挙げられる。
がアルキル基である場合には、アルキル基に含まれ得るフッ素の数は0〜41個、置換基に含まれ得るフッ素の数は0〜41個であり、アルキル基に含まれるフッ素の数と置換基に含まれるフッ素の数の和が2〜41個であればよい。 Rがアリールアルキル基である場合には、アリールアルキル基に含まれ得るフッ素の数は0〜49個、置換基に含まれ得るフッ素の数は0〜49個であり、アリールアルキル基に含まれるフッ素の数と置換基に含まれるフッ素の数の和が2〜49個であればよい。
置換基を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基などのアリール基を、2〜49個のフッ素を含有する置換基で置換したものが挙げられる。アリール基は、フッ素を含有する置換基を少なくとも1つ有していればよく、置換基に含まれるフッ素の数の合計が2〜49個であればよい。
置換基を有するヘテロアリール基としては、上記RとRで例示したへテロアリール基を、2〜31個のフッ素を含有する置換基で置換したものが挙げられる。ヘテロアリール基は、フッ素を含有する置換基を少なくとも1つ有していればよく、置換基に含まれるフッ素の数の合計が2〜31個であればよい。
さて、フッ素を含有する置換基としては、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基テトラフルオロブチル基ヘキサフルオロブチル基などのフッ素含有アルキル基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、トリフルオロプロポキシ基、O−CH(CH)CF、O−CH−Cなどのフッ素含有アルコキシル基、フッ素原子、フッ素含有アルコキシカルボニル基、NHCOCFなどのフッ素含有アミド基、フッ素含有スルホンアミド基、フッ化フェニルなどのフッ素置換アリール基、フッ素置換へテロアリール基、COOCFやCOO(CHで示されるフッ素含有エステル基(式中nは1〜5の整数、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜30のヘテロアリール基であって2〜41個のフッ素を含むものを示す。)などがあげられる。さらに、フッ素を含有する置換基が、パーフルオロポリエーテルやハイドロフルオロポリエーテル類などのフッ素化ポリエーテル類、例えば、(CFO)、(CFCFO)、(CFCFCFO)などの(C2qO)で表されるものを1種以上含むものであってもよい(pは1〜30の整数、qは1〜6の整数を示す)。
の、アルキル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、置換基はRで例示したものと同様である。
上記Rのうち、2〜49個のフッ素を含む置換基を有する炭素数6〜30のアリール基が好ましく、下記一般式(3)で表されるフッ素含有エステル基を有するアリール基がさらに好ましい。
Figure 2008169352
[式中、Arは炭素数6〜30のアリール基、nは1〜5の整数を示す。Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものを示す。]
エステル化反応が容易であるという観点から一般式(3)中のnは1〜5が好ましく、Rはフッ素系溶媒への溶解性が高いという観点からC2m+1(mは1〜16の整数)で表されるフッ素含有アルキル基であるのが好ましい。
なお本発明には、以下の一般式(18)および(19)に示す蛍光性化合物(Xがないもの)を含んでいてもよい。
Figure 2008169352
さらに、本発明においては、以下の一般式(20)および(21)に示す蛍光性化合物を含んでいてもよい。
Figure 2008169352
一般式(18)〜(21)中、R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示し、それらは互いに結合して環構造を形成していてもよく、窒素原子が結合しているベンゼン環と共に環構造を形成していてもよい。
一般式(18)〜(21)中、Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものを示す。
一般式(18)〜(21)中、Yは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
一般式(20)および(21)中、Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
一般式(18)〜(21)中の、R、R、R3、およびYは一般式(1)および(2)と同様であり、一般式(20)および(21)中のXは一般式(1)および(2)と同様である。
次に、本発明で使用される蛍光性化合物の製造方法について説明する。
一般式(1)および(2)の化合物において、Xが酸素原子である場合、まず以下の反応式(A)に従って、ベンゾフラノ−1,2−ナフトキノン系誘導体(1a)を合成する。
Figure 2008169352
(式中、Mはアルカリ金属原子、R及びRは上記と同じである。)
反応式(A)で示されるように、実質上化学量論的量の1,2−ナフトキノン−4−スルホン酸アルカリ金属塩(a)とm−置換フェノール(b)を、酢酸などの適当な溶媒中において、塩化銅などの触媒の存在下に、0〜80℃程度の温度で反応させることにより、一般式(1a)で表されるベンゾフラノ−1,2−ナフトキノン骨格を有し、Xが酸素原子である化合物が得られる。この際、一般式(1b)で表される化合物が副生する。
なお、上記反応においては、1,2−ナフトキノン−4−スルホン酸アルカリ金属塩(a)に代えて1,2−ナフトキノンを用いてもよい。また、塩化銅に代えて塩化ニッケルや酢酸亜鉛を触媒として用いてもよい。
次に、反応式(B)に示されるように、一般式(1a)で表される化合物とp−安息香酸アルデヒドと酢酸などの適当な溶媒中において、酢酸アンモニウムと50〜100℃程度の温度で反応させることにより、一般式(2a)で表される蛍光性化合物および一般式(2b)で表される蛍光性化合物が混合物として得られる。
Figure 2008169352
次いで、反応式(C)に示されるように、一般式(2a)および(2b)で表されるオキサゾール系蛍光性化合物の混合物と、RIと炭酸ナトリウムとをジメチルホルムアミド(DMF)などの適当な溶媒中において、70〜120℃の温度で反応させることにより一般式(3a)および(3b)に示す本発明で使用される蛍光性化合物が混合物として得られる。
Figure 2008169352
次に本発明のコーティング剤に混合される各成分の量について説明する。
本発明のコーティング剤では、フッ素系ポリマーと蛍光剤と溶剤の合計量に対するフッ素系ポリマーの量が0.05〜30重量%であることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜15重量%、特に好ましくは0.2〜8重量%である。この範囲よりもフッ素系ポリマー量が少なくなると均一な皮膜を形成できずムラになる傾向があり、一方多くなると皮膜が脆くクラックが入りやすい傾向にあるからである。
蛍光剤は、コート皮膜の有無が確認できる程度、すなわち、充分な視認性を確保できる程度の量が添加される。従来の蛍光剤は、充分な視認性確保のため、コーティング剤全体に対して500wt ppm以上添加する必要があり、コーティング剤中のフッ素系ポリマー含有量が少ない場合(例えばフッ素系ポリマー含有量が1000wt ppm:0.1重量%)には、乾燥皮膜中の蛍光剤濃度が高くなるため、形成されたコート皮膜の皮膜特性が劣化する問題があった。
しかし、本発明においては、蛍光剤の添加量は、前記合計量(フッ素系ポリマーと蛍光剤と溶剤の合計量)に対して10wt ppm以上であれば、塗布されたか否かの確認が可能であり、20wt ppm以上であれば充分な視認性が確保されることから、従来の蛍光剤を用いた場合よりも添加量が少なくて済む。
なお、コーティング剤には、実用性を向上させるために、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フィラー等各種添加剤を添加することも可能である。
また、本発明のコーティング剤の被コート物へのコーティング方法は、特に限定されず、ディップ(Dip)、刷毛塗り、スプレー、ディスペンス等、周知の塗布方法を用いることができる。
本発明のコーティング剤は、幅広い用途、例えば、電子基板の防湿コーティング剤や、塩水・電解液・腐食性ガス等から基材を保護する耐薬品保護コーティング剤、マイクロモーターの軸受けに用いる潤滑オイルの拡散を防止するオイルバリア剤、HDDモーターの流体軸受けに用いる潤滑オイルの拡散を防止するオイルバリア剤、サインペン・ボールペン等のインクの漏れを防止する漏れ防止剤、コネクタ・電子部品等の汚れ防止剤、絶縁樹脂の這い上がり防止剤、MFコンデンサのリード封止樹脂の付着防止剤、金属部品の防錆剤、DVD・CD等のガイドレール用のドライ潤滑剤、表面反射防止コート剤、防水スプレー原液に使用することができる。
以下、本発明を実施例にて、より詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例において使用される蛍光剤を以下の手順で合成した。
<蛍光剤の合成>
1,2−ナフトキノン−4−スルホン酸ナトリウム(1.0g、3.84×10−3mol)とN,N−ジブチル−3−アミノフェノール(1.02g、4.16×10−3mol)と酢酸亜鉛(0.10g、3.84×10−3 mol)に、ジメチルスルホキシド(DMSO)を30ml加え、60℃で5時間撹拌した。反応終了後, 反応溶液を蒸留水400mlに注ぎ沈殿物をろ別した。ろ物から生成物(1)をジクロロメタンで抽出、ジクロロメタン抽出液を減圧濃縮し, シリカゲルカラムクロマトグラフィー[ジクロロメタン/酢酸エチル=10/1]を用いて分離精製し、ベンゾフラノ−1,2−ナフトキノン誘導体の緑色結晶(1A)を 収率約30%で得た(下記反応式A1を参照)。
Figure 2008169352
次に、ベンゾフラノ−1,2−ナフトキノン誘導体(1A)(4.0g、1.06×10−2mol)とp−安息香酸アルデヒド(1.92g、1.28×10−2mol)を酢酸30mlに溶解させ、これに酢酸アンモニウム(16.44g、2.14×10−1mol)を加え90 ℃で2時間反応させた。反応終了後、反応溶液を200mlの蒸留水に注ぎ沈殿物をろ別した。ろ物をジクロロメタンで洗い不純物を溶解させて取り除き、黄色粉末結晶のオキサゾール系蛍光性色素(2A)、(2B)の混合物を租収率90%で得た(下記反応式B1を参照)。
Figure 2008169352
オキサゾール系蛍光性色素(2A)、(2B)の混合物 (1.00g、1.97×10−3mol)とn−C13CHCHI(1.87g、3.95×10−3mol)、炭酸ナトリウム(0.418g、3.95×10−3mol)を、DMF2.5mlに溶解させ、100 ℃で7時間攪拌した。反応終了後、50mlの蒸留水に注ぎ、沈殿物をろ別した。ろ物から生成物をジクロロメタンで抽出し、減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒;ジクロロメタン)にかけて精製して、黄色粉末結晶のオキサゾール系蛍光性化合物(3A)と(3B)の混合物を租収率70%で得た(下記反応式C1を参照)。
Figure 2008169352
<参考試験例1>
上記蛍光性化合物(3A)と(3B)との混合物1mgを、フッ素系溶剤10g中に添加して溶解性を調べた。フッ素系溶剤として、パーフルオロカーボン(PFC)、ハイドロフルオロカーボン(HFC)、ハイドロフルオロエーテル(HFE)、パーフルオロポリエーテル(PFPE)、ハイドロフルオロポリエーテル(HFPE)を使用したところ、どの溶剤にも速やかに溶解した。これは、蛍光性化合物(3A)と(3B)が、C13で示すフッ素含有アルキル基部分を有していることに起因すると考えられる。
<試験例1:コート皮膜の視認性の評価試験(基材の色の影響)>
1.本発明のコーティング剤(A−1)の調製
ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレート0.25重量部をHFE99.75重量部に溶解し、サンプル溶液SAとした。
このサンプル溶液SA99.99gに、上記合成方法により得られた、式(3A)に表される蛍光性化合物と式(3B)に表される蛍光性化合物との混合物(以下、蛍光剤Aという)を10mg添加してコーティング剤A−1(本発明のコーティング剤)とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は100wt ppmとされている。
2.比較例1のコーティング剤(B−1)の調製
サンプル溶液SA99.9gにオキサゾール系蛍光剤(シンロイヒ社製、商品名 ロイヒマーカー108M)を100mg添加分散したこと以外は、コーティング剤A−1と同様にして、コーティング剤B−1を調製した。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は1000wt ppmとされている。
3.コート皮膜の形成
A−1およびB−1の各コーティング剤をそれぞれ容器にいれ、各コーティング剤中に下記の各種基材を、それぞれ漬け、その後、基材をコーティング剤から引き上げて室温で乾燥させた(1回ディップコート)。これにより、各基材表面に約0.1μm厚のコート皮膜が形成された。
使用した基材は、ステンレス板(SUS板、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)、ガラス板(長さ76mm×幅26mm、厚さ1mm)、黒色の樹脂板(PET製、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)、灰色の樹脂板(PET製、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)、白色の樹脂板(PET製、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)である。
4.コート皮膜の視認性の評価方法
各基材のコート皮膜形成部分にブラックライト(波長365nm)を照射してコート皮膜の発色を目視にて観察した。
この際の評価は、以下のようにした。
◎;発色が明確に観察される(発色によってコート皮膜の存在が明確に確認できる(視認性が高い))。
○;発色が観察される。
△;発色が若干観察される。
×;発色が全く観察されない。
コート皮膜の視認性の評価結果を表1に示す。
Figure 2008169352
A−1のコーティング剤を用いた場合には、形成されたコート皮膜がすべての基材において黄色く発色して、はっきりと観察されるため、コート皮膜の存在を容易に確認することができた(視認性が高かった)。
B−1のコーティング剤を用いた場合には、いずれの基材においてもA−1よりも視認性が劣っていた。とくに、黒色の樹脂板では全く発色が確認されなかった。これは、蛍光剤が青色に発色していることが一因であると考えられる。
以上より、本発明のコーティング剤は、基材色を選ばず使用できるということがわかった。
<試験例2:加熱がコート皮膜の視認性に与える影響(耐熱性)>
試験例1で調製したコーティング剤A−1、B−1をそれぞれ別の容器にいれ、ステンレス板(SUS製、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)を漬けた後、ステンレス板をコーティング剤から引き上げて乾燥させた。それぞれのステンレス板上には、約0.1μm厚のコート皮膜が形成された。
次に、コート皮膜が形成されたステンレス板を150℃で1時間乾燥させ、コート皮膜形成部分にブラックライト(波長365nm)を照射してコート皮膜の発色を目視にて観察した。
その結果、A−1のコーティング剤を使用したステンレス板においてはコート皮膜が明確に確認できたが、B−1のコーティング剤を使用したステンレス板においては、発色が全く観察されなかった。このことから本発明のコーティング剤は耐熱性に優れているということがわかった。
<試験例3:溶剤がコート皮膜の視認性に与える影響(耐溶剤性)>
試験例1で調製したコーティング剤A−1、B−1をそれぞれ別の容器にいれ、乾燥したガラス板を漬けた後、ガラス板をコーティング剤から引き上げて乾燥させた。それぞれのガラス板上には、約0.1μm厚のコート皮膜が形成された。
コート皮膜が形成されたガラス板を常温で、各有機溶剤(イソプロピルアルコール(IPA)、エタノール、メタノール、ヘキサン、ヘプタン、酢酸エチル、アセトン)にそれぞれ1時間浸漬した後、溶剤から取り出して乾燥させ、コート皮膜形成部分にブラックライト(波長365nm)を照射してコート皮膜の発色を目視にて観察した。
試験例1のコート皮膜の視認性の評価方法と同様の評価方法によって評価した結果を表2に示す。
Figure 2008169352
A−1のコーティング剤を用いた場合には、酢酸エチルとアセトンを除いた有機溶剤に浸漬しても発色が観察されるため、蛍光剤が有機溶剤に溶け出し難いということがわかった。B−1のコーティング剤を用いた場合には、上記の全ての有機溶媒中に蛍光剤が溶け出して視認性が低下するということが判明した。
以上より本発明のコーティング剤は、耐溶剤性が高いということがわかった。
<試験例4:蛍光剤の濃度の検討>
本発明のコーティング剤においては、試験例1で調製したA−1のコーティング剤(蛍光剤濃度100wt ppm)を基準として、以下に記載する蛍光剤濃度のコーティング剤を調製し、充分な視認性の得られる蛍光剤の濃度について検討した。従来の蛍光剤を添加したコーティング剤については、試験例1で調製したB−1のコーティング剤(蛍光剤濃度1000wt ppm)を基準として、以下に記載する蛍光剤濃度のコーティング剤を調製して、充分な視認性の得られる蛍光剤の濃度について検討した。
1.コーティング剤A−2〜A−6の調製
ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレート0.25重量部をHFE99.75重量部に溶解し、サンプル溶液SAとした。
このサンプル溶液SA 99.995gに、蛍光剤Aを5mg添加分散してコーティング剤A−2とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は50wt ppmとされている。
サンプル溶液SA 99.998gに、蛍光剤Aを2mg添加分散してコーティング剤A−3とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は20wt ppmとされている。
サンプル溶液SA 99.999gに、蛍光剤Aを1mg添加分散してコーティング剤A−4とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は10wt ppmとされている。
サンプル溶液SA 99.9995gに、蛍光剤Aを0.5mg添加分散してコーティング剤A−5とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は5wt ppmとされている。
サンプル溶液SA 99.9999gに、蛍光剤Aを0.1mg添加分散してコーティング剤A−6とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は1wt ppmとされている。
2.コーティング剤B−2〜B−6の調製
サンプル溶液SA99.95gにオキサゾール系蛍光剤(シンロイヒ社製、商品名 ロイヒマーカー108M)を50mg添加分散してコーティング剤B−2とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は500wt ppmとされている。
サンプル溶液SA99.98gにオキサゾール系蛍光剤(シンロイヒ社製、商品名 ロイヒマーカー108M)を20mg添加分散してコーティング剤B−3とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は200wt ppmとされている。
サンプル溶液SA99.99gにオキサゾール系蛍光剤(シンロイヒ社製、商品名 ロイヒマーカー108M)を10mg添加分散してコーティング剤B−4とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は100wt ppmとされている。
サンプル溶液SA99.995gにオキサゾール系蛍光剤(シンロイヒ社製、商品名 ロイヒマーカー108M)を5mg添加分散してコーティング剤B−5とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は50wt ppmとされている。
サンプル溶液SA99.998gにオキサゾール系蛍光剤(シンロイヒ社製、商品名 ロイヒマーカー108M)を2mg添加分散してコーティング剤B−5とした。なお、本コーティング剤では、ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレートと蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は50wt ppmとされている。
3.コート皮膜の形成
試験例1で調製したA−1のコーティング剤、A−2〜A−6の各コーティング剤、試験例1で調製したB−1のコーティング剤、およびB−2〜B−6の各コーティング剤をそれぞれ容器にいれ、各種基材を、それぞれ漬け、その後、基材をコーティング剤から引き上げて乾燥させ(1回ディップコート)、各基材表面に約0.1μm厚のコート皮膜を形成した。
使用した基材は、ステンレス板(SUS板、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)、ガラス板(長さ76mm×幅26mm、厚さ1mm)、鋼線(SUS304製、直径1mm)、樹脂板(PET製、透明色、長さ40mm×幅15mm、厚さ0.5mm)、プリント配線板(JISZ3197の6.8(1)に規定するくし形電極基板2形、長さ50mm×幅50mm、厚さ1.6mm)である。
4.コート皮膜の視認性の評価方法
上記試験例1のコート皮膜の視認性の評価方法と同様の評価方法によって評価した結果を表3に示す。
Figure 2008169352
コーティング剤A−1、A−2、A−3の場合には、全ての基材において発色がはっきりと観察され、A−4の場合には、A−1〜A−3に劣るものの、全ての基材において発色が観察され、A−5の場合、一部の基材において発色が確認され難くなるが実用可能な範囲であることがわかった。コーティング剤A−6の場合、鋼線のみにおいて発色が観察不可となったが、使用可能な範囲内であることがわかった。なお、コーティング剤A−1において良好な結果が得られたため、A−1よりも蛍光剤濃度の高いものについては、試験を行わなかった(表中の「−」は試験を行っていないことを示す)。
コーティング剤B−1、B−2の場合には、全ての基材において発色が観察可能であるが、B−3の場合には一部の基材において発色が確認され難くなるが実用可能な範囲であるということがわかった。コーティング剤B−4の場合、鋼線のみにおいて発色が観察できなかったが、使用可能な範囲内であることがわかった。コーティング剤B−5ではガラスのみで若干発色が観察できた。コーティング剤B−6では、全ての基材で観察不可能であったことから、B−6よりも蛍光剤濃度の低いものについては、試験を行わなかった(表中の「−」は試験を行っていないことを示す)。
以上より、本発明のコーティング剤において実用可能な蛍光剤の濃度は10wt ppm以上、充分な視認性が得られる濃度は20wt ppm以上であり、従来の蛍光剤を用いたコーティング剤においては、実用可能な蛍光剤の濃度が200wt ppm以上、充分な視認性が得られる濃度は1000wt ppm以上であることがわかった。すなわち、本発明のコーティング剤においては、蛍光剤の濃度が従来のコーティング剤よりも少なくてよいということがわかった。
<試験例5.種々のフッ素系ポリマーを使用したコーティング剤の検討>
次に、種々のフッ素系ポリマーを使用したコーティング剤について検討した。
1.コーティング剤の調製
この試験には以下の樹脂C−1〜樹脂C−9を使用した。
樹脂C−1;エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)
樹脂C−2;テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)
樹脂C−3;ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
樹脂C−4;ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルビニルエーテル
樹脂C−5;ポリパーフルオロアルキルアクリレート
樹脂C−6;ポリパーフルオロアルキルメタクリレート
樹脂C−7;ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルアクリレート
樹脂C−8;ポリ2−(パーフルオロアルキル)エチルメタクリレート
樹脂C−9;パーフルオロポリアルケニルビニルエーテル
HFE99.75重量部に樹脂C−1 0.25重量部を溶解して溶液を調製し、この溶液99.99gに、蛍光剤Aを10mg添加分散してコーティング剤C−1とした。
なお、本コーティング剤では、樹脂C−1と蛍光剤と溶剤の合計量に対して、蛍光剤の量は100wt ppmとされている。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−2を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−2を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−3を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−3を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−4を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−4を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−5を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−5を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−6を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−6を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−7を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−7を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−8を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−8を調製した。
樹脂C−1にかえて、樹脂C−9を使用した以外は、コーティング剤C−1と同様にしてコーティング剤C−9を調製した。
2.コート皮膜の形成
各コーティング剤を容器にいれ、試験例1と同様の基材を用いて、各基材表面に約0.1μm厚のコート皮膜を形成した。
3.コート皮膜の評価方法
コート皮膜の視認性、及びコート皮膜の各基材への密着性を試験例1と同様にして評価した。
4.結果
コーティング剤C−1〜C−9のいずれを用いても、ずべての基材においてコート皮膜の発色が明確に観察され、発色によってコート皮膜の存在が明確に確認できた(視認性が高かった)。
<まとめ>
本発明のコーティング剤は、使用される基材色を選ばず、かつ耐熱性に優れている。また、耐溶剤性に優れていることから、有機溶剤に接触する環境下で使用される基材にも好適である。さらに、蛍光剤の添加量が少なくて済むことから、樹脂含有量の少ない仕様のコーティング剤とした場合であっても、皮膜特性への影響が抑制される。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例においては黄色に発色する蛍光剤を使用したが、一般式(1)および(2)中のR、R、R、XおよびYを変更することで発光色を変えることが可能であり、黄色以外に発色する蛍光剤を使用してもよい。

Claims (8)

  1. パーフルオロアルキル基を有するフッ素系ポリマーと、下記一般式(1)で表される蛍光剤および下記一般式(2)で表される蛍光剤のうち少なくとも一種と、溶剤と、を混合してなるコーティング剤。
    Figure 2008169352
    [式中、R及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示し、それらは互いに結合して環構造を形成していてもよく、窒素原子が結合しているベンゼン環と共に環構造を形成していてもよい。
    は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものを示す。
    Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。
    Yは、酸素原子、硫黄原子、−NH−又は−NR−(Rは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20のヘテロアリール基を示す。)を示す。]
  2. 前記Rは、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって、前記置換基は2〜49個のフッ素を含むものであることを特徴とする請求項1に記載のコーティング剤。
  3. 前記Rは、下記一般式(3)で表される基であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコーティング剤。
    Figure 2008169352
    [式中、Arは炭素数6〜30のアリール基、nは1〜5の整数を示す。
    は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基であって置換基あるいはアルキル基の少なくとも一方に2〜41個のフッ素を含むもの、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアリールアルキル基であって置換基あるいはアリールアルキル基の少なくとも一方に2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数6〜30のアリール基であって2〜49個のフッ素を含むもの、置換基を有する炭素数5〜20のヘテロアリール基であって2〜31個のフッ素を含むものを示す。]
  4. 前記一般式(3)中のRはC2m+1で表される基であることを特徴とする請求項3に記載のコーティング剤。
    [式中、mは1〜16の整数を示す。]
  5. 前記溶剤がフッ素系溶剤であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のコーティング剤。
  6. 前記フッ素系ポリマーは、下記一般式(4)で表される繰り返し単位を主に含み、分子量Mw3000〜400000のポリマーであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のコーティング剤。
    Figure 2008169352
    (式中、Rは、水素、又はメチル基を示し、Rは、炭素数2〜16のパーフルオロアルキル基を示し、nは0〜6の整数を示す。)
  7. 前記溶剤がフッ素系溶剤であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のコーティング剤。
  8. 前記フッ素系ポリマーと前記蛍光剤と前記溶剤の合計量に対する前記フッ素系ポリマーの量が0.05〜30重量%であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のコーティング剤。
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