JP2000510516A - 非毒性開始剤、開始剤を含む架橋性オルガノ官能基を含有する樹脂、及び安定な非毒性ポリマーを製造するためのそれらの使用 - Google Patents

非毒性開始剤、開始剤を含む架橋性オルガノ官能基を含有する樹脂、及び安定な非毒性ポリマーを製造するためのそれらの使用

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Abstract

(57)【要約】 発明は、開始剤系の存在において照射下で架橋可能な非毒性樹脂を調製する新規な方法に関する。該樹脂は、オルガノ官能基を有するモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーを含む有機及び/又はシリコンタイプの組成物から調製し、毒性が低いオニウム塩であって、それのカチオン性構造が[(CH(CH32−Φ−)−I−(−R1)]+(I)である開始剤系の存在において架橋させる。

Description

【発明の詳細な説明】 非毒性開始剤、開始剤を含む架橋性オルガノ官能基を含有する樹脂、 及び安定な非毒性ポリマーを製造するためのそれらの使用 本発明は、開始剤系の存在において照射下で架橋させることができる非毒性樹 脂を製造する新規なプロセスに関する。これらの樹脂は、オルガノ官能基を含有 するモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーを含む組成物から製造され、毒性 の非常に低いオニウム塩からなる開始剤系の存在において架橋される。 発明に従う新規な樹脂は、非毒性インク、非毒性、不粘着性又は粘着防止性コ ーティングを製造するために及び固体支持体からなり、それの少なくとも一つの 表面は、該照射架橋性樹脂を使用したコーティングにより、特に光化学活性によ り又は電子のビームによる活性によって不粘着性又は粘着防止性にされる物品を 製造するために使用される。 オルガノ金属錯体のオニウム塩又は塩は、エポキシド及びビニルエーテルタイ プの官能基を含有するモノマー又はポリマー用のカチオン性重合光開始剤として 良く知られている。多くの文献は、これらの光開始剤及びそれらの使用について 記載している:US−A−4,069,054;US−A−4,450,360 ;US−A−4,576,999;US−A−4,640,967;CA 1, 274,646;EP−A−203,829。 しかし、従来技術のこれらの開始剤塩のほとんどは、取り扱うのが難しくかつ また毒性の危険性を提示し、これよりそれらの応用の分野、特にこれらの開始剤 の存在において得られる架橋された樹脂を、特に食品包装用の包装やプラスチッ ク及び金属のコーティングのような食品産業に付随する用途において使用するこ とを制限する。 出願人は、毒性の危険性のない樹脂を製造する新規なプロセスを立案した、こ のプロセスは、従来技術の欠点、特に毒性に関する欠点を持たない注意深く選定 した新規な開始剤を使用し、こうして該開始剤を事実上毒性を要求しない用途に おいて用いることを可能にする。これより、新規な樹脂を、それらを包装やプラ スチック及び金属のコーティングのような食品産業に付随する用途において用い ることを可能にするために開発した。これらの新規な樹脂は、開始剤系の存在に おいて照射下で架橋させることができる、オルガノ官能基を含有するモノマー、 オリゴマー及び/又はポリマーを含む組成物から調製する;この開始剤系は、非 毒性オニウム塩であり、それのカチオン性構造は下記の式の通りである: [(CH(CH32−Φ−)−I−(−R1)]+ (I) 式中、記号R1は−Φ−R2ラジカルを表し、R2は炭素原子1〜20、好ましく は炭素原子1〜15を含む線状又は枝分れアルキルラジカルである。 オニウム塩のカチオン性構造は、[(CH(CH32−Φ−)−I−Φ−CH3+式であるのが好ましくい。この理由は、最良の結果が、非常に低いレベルの 毒性と架橋性組成物を架橋させる間の最適な活性とを合わせ持つこの構造によっ て得られたことである。 オニウム塩のアニオン性構造は、下記からなる群より選ぶ:Cl-、Br-、B F4 -、PF6 -、CF3SO3 -、N(SO2CF32 -、C(SO2CF32 -、B( C654 -、B(PhOCF34 -、SbF6 -及び/又はAbF6 -。しかし、下 記の開始剤は、非毒性のコーティング及び/又はワニスを調製する際に特に適し ているのが分かった: [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+Cl-、 [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+B(C654 -、 [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+PF6 -、及び [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+B(PhOCF34 -。 架橋は、熱照射を含む種々のタイプの照射の存在において実施することができ る。本発明の関係では、この架橋は、紫外線(UV)照射下及び/又は電子ビー ム(E.B.)による照射下で実施するのが普通である。 開始剤は、好ましくはプロトンドナーから選ぶ、更に一層好ましくは下記の群 :イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール、ブチ ルラクテート及びこれらの混合物から選ぶ有機溶媒(促進剤)中に溶解して使用 するのが有利である。 本発明の関係で開発しかつ使用する開始剤は、カチオン性種の塩、例えばハラ イド(クロリド、ヨージド)、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボ レート又はトシレートとアニオン性種のアルカリ金属(ナトリウム、リチウム又 はカリウム)塩との交換反応によって調製することができる。 作業条件、特に反応試薬のそれぞれの量、溶媒の選定、期間、温度及び撹拌は 、発明に従う開始剤を形成された沈殿をろ過することによって固体状形態で、又 は適した溶媒で抽出することによって油状形態で回収することを可能にするよう に選ぶ。 アニオン性種のアルカリ金属塩は、知られている方法で、ハロボロン化合物と 所望する炭化水素ベースの基を有するオルガノ金属(例えば:オルガノマグネシ ウム、オルガノリチウム又はオルガノスズ試薬)とを化学量論量で交換反応させ た後に、随意にハロゲン化アルカリ金属の水溶液を用いて加水分解することによ って調製することができる;このタイプの合成は、例えば「J.of Orga nometallic Chemistry」、178巻、1〜4頁、1979 ;「J.A.C.S」、82、1960、5298;「Anal.Chem.A cta」、44、1969、175〜183;US−A−4,139,681及 びDE−A−2,901,367;「Zh.Org.Khim.」、25巻、5 号−1099〜1102頁、1989年5月に記載されている。 開始剤の毒性を測定するために実施するテストは、Amesテスト及びLLN A感作テストである。Amesテストは、開始剤の突然変異誘発力を測定するこ とを可能にし、LLNA感作テストは、開始剤の感作力を検出することを可能に する。開始剤の細胞毒もまたこの後者のテストにおいて検出することができる( 例を参照)。 発明に従って、架橋性組成物から樹脂を調製するための発明の関係で用いるこ とができるモノマー及びポリマーは、性質が非常に変わる。発明の関係で、テス トは、有機性又はシリコーン性のモノマー及びポリマーによって実施した。 シリコーン性のモノマー及びポリマーの中で、下記に規定するポリマーを発明 の関係で用いる。これらのポリマーは、エポキシ及び/又はビニルエーテルタイ プの官能基を含有するポリオルガノシロキサンである。 該ポリオルガノシロキサンは、線状又は実質的に線状でありかつ(III)式 の単位で終わる(II)式の単位からなり、又は環状でありかつ下記に表す(I I)式の単位からなる: 式中、 −記号R3は同一であり又は異なり、下記を表す: ・随意に少なくとも1つのハロゲン、好ましくはフッ素で置換される、炭素原 子1〜8を含有する線状又は枝分れアルキルラジカル(アルキルラジカルは、メ チル、エチル、プロピル、オクチル及び3,3,3−トリフルオロプロピルが好 ましい)、 ・随意に置換される環として、炭素原子5〜8を含有するシクロアルキルラジ カル、 ・置換されてよい炭素原子6〜12を含有するアリールラジカル、好ましくは フェニル又はジクロロフェニル ・アルキル部分が炭素原子5〜14を含有しかつアリール部分が炭素原子6〜 12を含有するアラルキル部分、随意にアリール部分はハロゲン、炭素原子1〜 3を含有するアルキル及び/又はアルコキシで置換される、 −記号Yは同一であり又は異なり、下記を表す: ・R3基、水素ラジカル及び/又は ・カチオン性架橋を受けることができるオルガノ官能基、好ましくはポリオル ガノシロキサンのケイ素に炭素原子2〜20を含有する二価ラジカルを経て結合 されるエポキシ官能基及び/又はビニルオキシ官能基、該オルガノ官能基は少な くとも1つのヘテロ原子、好ましくは酸素を含有することができる、並びに ・カチオン性架橋を受けることができるオルガノ官能基を表す記号Yの内の少 なくとも1つ。 発明に従う組成物において用いるポリオルガノシロキサンの記号R3の内の少 なくとも1つは、フェニル、トリル又はジクロロフェニルラジカルを表すのが好 ま しい。 その上に、発明に従う組成物において用いるポリオルガノシロキサンのR3ラ ジカルの内の少なくとも60モル%は、メチルラジカルであるのが有利である。 発明の一つの好適な変法に従えば、ポリオルガノシロキサン中のケイ素原子の 1〜50%、好ましくは5〜25%は、1つの架橋性官能基を保持する。 例として、エポキシ官能基Yは、下記から選ぶのが普通である: 官能基Yはa)に一致するのが好ましい。 加えて、ビニルオキシ官能基Yは、下記から選ぶのが普通である: − (CH23−O−CH=CH2 − −O−(CH24−O−CH=CH2 − 及び/又は(CH23−O−R4−O−CH=CH2 式中、R4は下記である: − 置換されてよい線状又は枝分れC1〜C12アルキレン、 − 好ましくは1〜3個のC1〜C6アルキル基で置換されてよいC5〜C12ア リーレン、好ましくはフェニレン。 エポキシ官能性及びビニルオキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、特に下記 の文献に記載されている:DE−A−4,009,889;EP−A−396, 130;EP−A−335,381;EP−A−105,341;FR−A−2 ,110,115;FR−A−2,526,800。 エポキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、Si−H単位を含有する油と1, 2−エポキシ−4−ビニル−4−シクロヘキサン又はアリルグリシジルエーテル のようなエポキシ官能性化合物との間のヒドロシリル化反応によって調製するこ とができる。 ビニルオキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、Si−H単位を含有する油と アリルビニルエーテル又はアリルビニルオキシエトキシベンゼンのようなビニル オキシ官能性化合物との間のヒドロシリル化反応によって調製することができる 。 エポキシ官能性又はビニルオキシ官能性ポリオルガノシロキサンは、25℃に おける粘度が10〜10,000mm2/s、好ましくは100〜600mm2/ sの流体の形態であるのが普通である(粘度は、1972年2月のAFNOR規 格NFT 76 102に従いブルークフィールド粘度計を使用して測定した) 。 オルガノ官能基を含有する有機性のモノマー、オリゴマー及びポリマーの中で 、下記に規定するポリマー及びモノマーを発明の関係で用いる。これらのモノマ ー、オリゴマー及びポリマーは、エポキシ、アクリレート、アルケニルエーテル 及び/又はアルコール反応性機能を含む。 有機性のこれらのモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーは、下記の種の内 の少なくとも1つに属す: α1.1 単独で又は互いとの混合物として採用する脂環式エポキシド: −3,4−エポキシシクロヘキシルメチル3’,4’−エポキシシクロヘキ ン−カルボキシレートタイプのエポキシド: −又はビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、 が特に好適である; α1.2 単独で又は互いとの混合物として採用する非脂環式エポキシド: ・ビスフェノールA及びエピクロロヒドリンのカップリングから生じるタイ プ及び下記のタイプのエポキシド: −1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、ネオペンチルグリコール及 びトリメチロールプロパンのアルコキシル化ビスフェノールのトリグルシジルエ ーテル、 −又はビスフェノールAジグリシジルエーテル、 ・α−オレフィンエポキシド、ノボラックエポキシド、エポキシ化大豆油、 エポキシ化亜麻油及びエポキシ化ポリブタジエン、 が特に好適である; α2 単独で又は互いとの混合物として採用するアクリレート、例えば下記: ・エポキシ化アクリレート、好ましくはオリゴマービスフェノール−A−エ ポキシジアクリレート(Ebecryl 600)、 ・グリセロールとポリエステルとから得られるアクリロ−グリセロ−ポリエ ステル、好ましくは三官能価アクリレートオリゴマー混合物(Ebecryl 810)、 ・多官能価アクリレート、好ましくはペンタエリトリチルトリアクリレート (PETA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、1, 6ヘキサンジオールジアクリレート(HDODA)、トリメチロールプロパンエ トキシレートトリアクリレート、チオジエチレングリコールジアクリレート、テ トラエチレングリコールジアクリレート(TTEGDA)、トリプロピレングリ コールジアクリレート(TRPGDA)、トリエチレングリコールジアクリレー ト(TREGDA)又はトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT MA)、 ・アクリロ−ウレタン、 ・アクリロ−ポリエーテル、 ・アクリロ−ポリエステル、 ・不飽和ポリエステル、 ・アクリロ−アクリル系誘導体、 が特に好適である; α3 単独で又は互いとの混合物として採用する線状又は環状アルケニルエー テル: ・ビニルエーテル、特にトリエチレングリコールジビニルエーテル(Rap idcure(登録商標)CHVE−3,GAF Chemicals Cor p.)、環状ビニルエーテル又はアクロレインテトラマー及び/又はダイマー、 及び下記式のビニルエーテル: ・プロペニルエーテル、 ・及びブテニルエーテルが一層特に好適である、 α4 単独で又は互いとの混合物として採用するポリオール、好ましくは下記 式の化合物: その上に、意図する用途(例えば、ワニス)に応じて、架橋性樹脂は、上に規 定した通りの有機性のモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーばかりでなく、 また上に挙げる定義にに従うシリコーン性のモノマー、オリゴマー及び/又はポ リマーも含有することができる。 発明に従う組成物は、また、顔料、接着改質剤、殺カビ剤、殺菌剤及び抗微生 物剤用の光増感剤、腐食防止剤、等のようなその他の成分も含むことができる。 これらの組成物は、もたらされた形態で又は有機溶媒に溶解して用いることがで きる。 モノマー、オリゴマー及び/又はポリマーを含む組成物から調製する発明の樹 脂は、多数の部門において使用することができる。特に、非毒性インク及び不粘 着性、非毒性コーティングが発明に従う樹脂をベースにして製造され、それらの 毒性が低いために食品部門において使用される(例えば、食品とインク及び/又 はコーティングとの間の接触)。 ポリオルガノシロキサンを含む組成物から得られる樹脂に関し、これらの樹脂 は、セルロース系材料上の不粘着性コーティング、ペイント、電気及び電子部材 の封入、織物コーティングの部門において、並びに光学繊維を外装するために使 用することができる。それらは、金属シート、ガラス、プラスチックス又は紙の ような材料を、それが通常密着することになる他の材料に関して不粘着性にさせ るために供される形態で使用する場合に、最も特に有利である。これらの用途の 部門では、ポリオルガノシロキサンをベースにした樹脂は、25℃において50 00mPa.sを超えない、好ましくは4000mPa.sを超えない粘度を有 するのが有利である。 これより、ポリオルガノシロキサンをベースにした架橋性組成物は、物品(例 えば、シート)を、それらが通常密着する表面に関して不粘着性にさせる。この 使用は、(a)被覆すべき面積1m2当たり通常0.1〜5gの量の発明の組成 物を塗布し、及び(b)組成物を、エネルギーを供給することによって架橋させ ることによって実施し、エネルギーの少なくともいくらか、好ましくはすべてを UV照射によって供給する。 使用するUV照射は、波長200〜400ナノメートル、好ましくは254〜 360ナノメートルを有する。照射時間は、短く、すなわち1秒よりも短く、厚 さの薄いコーティングについては1秒の数百分の一よりも短くすることができる 。架橋は、加熱の不存在において又は25°〜100℃への加熱の存在において 実施する。この硬化時間は、(a)使用するUVランプの数により、(b)UV への暴露時間により、及び/又は(c)組成物とUVランプとの間の間隔によっ て調節する。 無溶剤のポリオルガノシロキサン、すなわち未稀釈のポリオルガノシロキサン をベースにした組成物を、少量の液体を均一に付着するのに適した装置を使用し て塗布する。この目的のために、例えば特に2つの重ねられたシリンダーを含む 「Helio glissant」として知られる装置を使用することができる :組成物を収容するコーティングタンク中に浸漬する下部に置いたシリンダーの 役割は、上部に置いたシリンダーに非常に薄い層を含浸させることであり、後者 のシリンダーの役割は、次いで紙上に、それに含浸させる所望の量の組成物を付 着させることであり、そのような用量は、互いに反対方向に回転する2つのシリ ンダーのそれぞれの速度を調節することによって得る。 支持体上に付着させる組成物の量は、可変であり、大概0.1〜5g/処理す る面積1m2の範囲である。これらの量は、支持体の性質及び所望する不粘着性 に依存する。それらは、大概、非多孔質支持体について0.1〜1.5g/m2 である。 本発明の主題は、また、固体材料(金属、ガラス、プラスチック、紙、等)か らなり、それの少なくとも1つの表面に上に規定した通りの有機性及び/又はシ リコーン性の樹脂を被覆し、紫外線照射によって架橋させ又は電子ビームを照射 することによって架橋させた物品(例えば、シート)である。 実施例 下記の実施例及び試験は例証を目的とするものであって、本発明の範囲又は精 神を限定するものではない。I.本発明による及び従来法によるヨードニウム塩の調製 実施例1:ヨードニウム塩の合成 氷(6.35g)及び硫酸(20g、0.2mol)を、機械攪拌器、滴下漏 斗、水冷コンデンサー及び温度計をセットした500ml四つ口丸底フラスコに 入れる。混合物を20℃に冷却し、次いで氷酢酸(30g、0.5mol)を添 加する。次いで過硫酸アンモニウム(41g、0.18mol)を20±5℃に て添加する。反応混合物を15℃に冷却し、420rpmで攪拌する。最後に、 4−ヨードトルエン(21.8g、0.1mol)とトルエン(36.8g、0 .4mol)との混合物を20℃に保ちながら2時間かけて添加する。 全ての試薬を添加したのち、20℃で16〜20時間攪拌する。反応の完了は TLC(溶離剤:CCl4)によって決定する。NaCl溶液(水100ml中 35g)を添加して塩化ジトリルヨードニウムを沈殿させる。混合物をろ過し、 得られる黄色の沈殿物を飽和NaCl溶液で洗浄し、次いで水で洗浄して残余の 酢酸を除去する。次いで固体物をトルエン、更にペンタンで洗浄する。 真空下でオーブン乾燥したのち、塩化ジトリルヨードニウムを回収する。次い で加熱したアセトンによって再結晶することによって精製する。収率は46%で ある。 分析:m.p.=188℃;1H NMR(300MHz):δ=2.24(s、 6H、Me);7.92(d、4H、ArH) 実施例2:ヨードニウム塩の合成 テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸カリウム(14.4g、0.0 2mol)、塩化ジトリルヨードニウム(6.9g、0.02mol)及びメタ ノ ール(90g)を、磁石攪拌器をセットした250ml円錐フラスコに入れる。 この混合物を室温で1時間攪拌し、次いでNo.4燒結漏斗でろ過して反応中に 生成した塩化カリウムを除去する。電磁攪拌器をセットした円錐フラスコに溶液 をとり、水(42g)を20分かけて滴下する。次いで混合物を30分間攪拌し 続ける。No.4燒結漏斗を通してろ過し、得られる生成物を50℃、18mm Hgで24時間乾燥させる。16.8gの白い粉末が回収される(収率85%) 。 分析:HPLC:陰イオン69.6%、陽イオン28.7%;水分:0.03 5%;塩化物量:0.04% 実施例3:ヨードニウム塩の合成 氷(6.33g)及び硫酸(20.8g、0.2mol)を、機械攪拌器、滴 下漏斗、水冷コンデンサー及び温度計をセットした500ml四つ口丸底フラス コに入れる。混合物を20℃に冷却し、次いで氷酢酸(30g、0.5mol) を添加する。次いで過硫酸アンモニウム(41g、0.18mol)を20±5 ℃にて添加する。反応混合物を15℃に冷却し、420rpmで攪拌する。最後 に、4−ヨードトルエン(21.8g、0.1mol)とクメン(24.42g 、0.2mol)との混合物を20℃に保ちながら2時間かけて添加する。 全ての試薬を添加したのち、攪拌を20℃で16〜20時間続ける。反応の完 了はTLC(溶離剤:CCl4)によって決定する。NaCl溶液(水100m l中35g)を添加して塩化クミルトリルヨードニウムを沈殿させる。混合物を ろ過し、得られる黄色の沈殿物を飽和NaCl溶液で洗浄し、次いで水で洗浄し て残余の酢酸を除去する。次いで固体物をトルエン、更にペンタンで洗浄する。 真空下でオーブン乾燥したのち、塩化タミルトリルヨードニウムを回収する。次 いで加熱したアセトンによって再結晶することによって精製する。収率は75% である。 分析:m.p.=188.6℃;1H NMR(300MHz):δ=1.09( d、6H、Me);2.24(s、3H、Me);δ=2.82(m、1H、CH) ;7.17(d、2H、ArH);δ=7.24(d、2H、ArH);7.9 4(dd、4H、ArH) 実施例4:ヨードニウム塩の合成 テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸カリウム(18g、0.025 mol)、塩化クミルトリルヨードニウム(9.31g、0.025mol)及 びメタノール(110g)を、電磁攪拌器をセットした100ml円錐フラスコ に入れる。この混合物を室温で2時間攪拌し、次いでNo.4燒結漏斗でろ過し て反応中に生成した塩化カリウムを除去する。磁石攪拌器をセットした円錐フラ スコに溶液をとり、水(150ml)を20分かけて滴下する。次いで混合物を 30分間攪拌する。No.4燒結漏斗を通してろ過し、得られる生成物を水で3 回(3×100ml)洗浄し、次いで50℃、20mmHgで24時間乾燥させ る。15.6gの白い粉末が回収される(収率61%)。 分析:HPLC:陰イオン56.9%、陽イオン40.5% 実施例5:陰イオンKB(PhOCF34の合成 イソプロピルエーテル(200ml)及び4−ブロモトリフルオロアニソール (51.6g、214.2mmol)を、機械攪拌器、カーディス(cardi ce)及びアセトンを含むコンデンサー、並びに滴下漏斗をセットし、ジャケッ ト被覆した600ml反応器に入れる。この装置全体をアルゴンによる強度の不 活性条件下におき、ヘキサン(56.8g、203mmol)中に33%の濃度 でヘキシルリチウムを含む混合物を、不活性雰囲気下で滴下漏斗内に入れる。カ ーディス−アセトンをジャケット内に循環させて、反応混合物を−70℃に冷却 する。ヘキシルリチウムを20分かけて滴下する。反応物はオレンジ色に変化す る。滴下漏斗を、トリ塩化ホウ素を1Mで含むヘプタン(34.1g、46.1 mol)溶液を入れた別の滴下漏斗に置き換える。添加を15分間継続し、反応 器ジャケットを空にして反応物の温度を上げる。0℃にて、塩化カリウム飽和水 溶液(200ml)を反応物に注ぐ。混合物を15分間攪拌し、攪拌停止後に相 を分離する。250mlのKCl飽和水溶液を有機相に添加し、得られる有機生 成物を減圧下(100mmHg)、水の沸点未満で蒸留する。蒸留の間に、テトラ キス(トリフルオロアニシル)ホウ酸カリウムが沈殿する。反応物冷却の後、ろ 過によってこれを回収する。得られる白い固体を50℃、20mmHgの真空下 で、24時間乾燥する。26.8gの生成物が回収される(収率84%)。 分析:m.p.:>300℃(dec.);1H NMR(300MHz):純度 95%(mol);19F NMR(282MHz):δ=19.97 実施例6:ヨードニウム塩の合成 テトラキス(トリフルオロアニシル)ホウ酸カリウム(7.14g、0.02 0mol)、塩化クミルトリルヨードニウム(3.83g、0.020mol) 及びメタノール(40g)を、磁石攪拌器をセットした100ml円錐フラスコ に入れる。この混合物を室温で2時間攪拌し、次いでNo.4焼結漏斗を通して ろ過して反応中に生成した塩化カリウムを除去する。電磁攪拌器をセットした円 錐フラスコに溶液をとり、300mlの水に注ぐ。次いで塩化カリウム飽和水溶 液(100ml)を添加して白い固体を凝集させる。No.4燒結漏斗を用いて 混合物をろ過し、得られる生成物を500mlの水で洗浄した後、50℃、20 mmHgで24時間乾燥させる。8.4gの白い粉末が回収される(収率83%) 。 分析:HPLC:陰イオン64.2%、陽イオン30.4% 実施例7:ヨードニウム塩の合成 ヘキサフルオロリン酸ナトリウム(6.7g、0.040mol)、塩化クミル トリルヨードニウム(14.9g、0.040mol)及びメタノール(80g )を、磁石攪拌器をセットした100ml円錐フラスコに入れる。この混合物を 室温で1時間攪拌し、次いでNo.4燒結漏斗を通してろ過して反応中に生成し た塩化ナトリウムを除去する。電磁攪拌器をセットした円錐フラスコに溶液をと り、600mlの水に注ぐ。次いで塩化カリウム飽和水溶液(50ml)を添加 して白い固体を凝集させる。No.4燒結漏斗を通して混合物をろ過し、得られ る生成物を100mlの水で3回洗浄した後、45℃、20mmHgで24時間 乾燥 させる。14.4gの淡茶色の粉末が回収される(収率75%)。 実施例8:ヨードニウム塩の合成 氷(6.33g)及び硫酸(21.1g、0.2mol)を、機械攪拌器、滴 下漏斗、水冷コンデンサー及び温度計をセットした500ml四つ口フラスコに 入れる。混合物を20℃に冷却し、次いで氷酢酸(30g、0.5mol)を添 加する。次いで過硫酸アンモニウム(42g、0.184mol)を20±5℃ にて添加する。反応混合物を15℃に冷却し、420rpmで攪拌する。最後に 、4−ヨードトルエン(21.9g、0.1mol)とエトキシベンゼン(24 .45g,0.2mol)との混合物を20℃に保ちながら2時間かけて添加す る。 全ての試薬を添加したのち、20℃で16〜20時間攪拌する。反応の完了は TLC(溶離剤:CCl4)によって決定する。NaCl溶液(水100ml中 35g)を添加して塩化フェネチルトリルヨードニウムを沈殿させる。混合物を ろ過し、得られる黄色の沈殿物を飽和NaCl溶液で洗浄し、次いで水で洗浄し て残余の酢酸を除去する。次いで固体物をトルエン、更にペンタンで洗浄する。 真空下でオーブン乾燥したのち、塩化フェネチルトリルヨードニウムを回収する 。次いで加熱したアセトンによって再結晶することによって精製する。収率は5 6%である。 分析:m.p.=212.8℃;1H NMR(300MHz):δ=1.14( t、3H、Me);2.05(s、3H、Me);δ=3.77(q、2H、CH2 );6.85(d、2H、ArH);δ=7.03(d、2H、ArH);8.04( d、2H、ArH);8.07(d、2H、ArH) 実施例9:ヨードニウム塩の合成 氷、硫酸及び過硫酸アンモニウムを実施例2と同様に500ml四つ口フラス コに入れる。混合物を15℃に冷却し、420rpmで攪拌する。酢酸(32m l)中に4−ヨードトルエン(22g、0.1mol)及びジフェニルエーテル (17.2g、0.05mol)を含む溶液を20℃で2時間かけて添加する。 反応が完了してから、NaCl溶液(水100g中35g)を添加する。ろ過に よって生成物を回収する。生成物は赤いペースト状で、乾燥によって固化する。 この固体を塩化ナトリウム飽和溶液で完全に洗浄し、次いで加熱したアセトンに 入れる。アセトンを冷却したのち、生成物をろ過によって回収する。32.7g の淡黄色の固体が回収される(収率80%)。 分析:m.p.=189.1℃;1H NMR(300MHz):δ=2.25( s、3H、Me);6.91(d、2H、ArH);δ=7.01(d、2H、Ar H);6.85(d、2H、ArH);δ=7.16(t、1H、ArH);7.2 0(d、2H、ArH);7.37(dd、2H、ArH);7.94(d、2H、 ArH);8.02(d、2H、ArH) 実施例10:ヨードニウム塩の合成 ヨードトルエンをヨードクメンに、トルエンをクメンに置き換えたことを除い ては、塩化ジトリルヨードニウムを合成する実施例1と同じ工程によってヨード ニウム塩10を調製する。ヨードニウム塩の収率は48%である。 分析:m.p.=176.5℃;1H NMR(300MHz):δ=1.14 (d、12H、Me);2.88(m、2H、CH);7.32(d、4H、ArH) ;8.05(d、4H、ArH) 実施例11:ヨードニウム塩の合成 ヨードトルエンをヨードアニソールに、トルエンをアニソールに置き換えたこ とを除いては、塩化ジトリルヨードニウムを合成する実施例1と同じ工程によっ てヨードニウム塩11を調製する。予想される生成物の収率は30%である。 実施例12:ヨードニウム塩の合成 トルエンをドデシルベンゼンに置き換えたことを除いては、塩化ジトリルヨー ドニウムを合成する実施例1と同じ工程によってヨードニウム塩12を調製する 。予想される生成物の収率は55%である。 分析:m.p.=132℃;1H NMR(300MHz):δ=0.85(t 、3H、Me);1.22(m、CH2);1.44(m、CH2);2.08(s、3 H、Me);2.47(t、2H、CH2);7.04(d、2H、ArH);7.1 9(d、2H、ArH);8.11(d、2H、ArH);8.20(d、2H、A rH)II.開始剤の毒性学試験 下記の毒性学試験が実施された。 ・エイムス試験:この試験は、生成物の突然変異誘発性を測定することができる 。 ・LLNA感作試験:この試験は、生成物の感作性を検出することができる。試 験の過程において、生成物の細胞毒性も検出される。 下記表Iは上記で調製した様々な光開始剤について得られた結果を示している 。 これらの試験によって、エイムス試験で負、LLNA感作試験で負の結果を示 す光開始剤の構造が判明する。 これらの試験に関係して、全ての非毒性光開始剤は、下記の非対称構造によっ て特徴付けられる。 試験された他の光開始剤はLLNA試験において及び/又はエイムス試験にお いて正の反応を、及び/又はおそらく細胞毒性を示す。 III.シリコン重合体を包含する架橋性樹脂の調製 本発明による、シリコン重合体(エポキシシリコーン母材)を包含する樹脂を 調製した。 架橋性組成物は、実施例4で調製した非毒性開始剤を包含する。実施例4(又 は3、6、7も同様)の開始剤は、UV照射時における他の毒性開始剤の反応性 と比較可能な反応性を有する。A.架橋性組成物の調製 下記を混合した。 一本発明の調製において用いたのは、機能的ポリオルガノシロキサン、すなわ ち下記式に示される(1,2−エポキシ−4−エチルデシクロヘキシル)ポリジ メチルシロキサン(ここでa及びbはそれぞれ平均値7及び73である)100 重量部 −及び、実施例4で調製した開始剤0.5重量部を、20重量%で4−ヒドロ キシ−4−メチル−2−ペンタノンに溶解したもの。B.架橋性樹脂に基づく非粘着性コーティングの評価 架橋性組成物を30分間攪拌したのち、PEK40/12ポリエチレン層紙( Lonjan社製)上に約0.5〜3g/m3の量で塗布した。 コーティングした紙を、下記の特徴を有するFusion System F 450のUVランプ下に通過させた。 −波長360nm −電極なし −照射量120W/cm ランプ下での紙のスループット速度は200m/分であった。 ランプ下に通過させたのち、硬化して得られたコーティングの品質を、下記の 物体と接触させた後のシリコン層の非粘着性を測定することによって評価した。 (i)アクリル接着剤TESA4970 23℃で20時間 70℃で20時間 70℃で7日間 (ii)ゴム系接着剤TESA4154 23℃で20時間 23℃で15日間 (iii)ゴム系接着剤TESA4651 23℃で20時間 23℃で15日間 得られた結果を表IIに示す。得られたコーティングは温度上昇による加速エ ージングの後でさえも、極端に安定した粘着力を有していた。 その上更に、トルエンによる24時間かけた抽出の後に、抽出可能なオルガノ シリコン生成物の量を測定した。シリコンの僅か2.2%がトルエン相に観察さ れたが、これは樹脂架橋が良好であることを示している。 IV.白インク製造用の架橋性組成物に基づく樹脂の調製 試験した架橋性組成物は、光開始剤P1又は光開始剤P2のいずれかを包含す る。P1又はP2を含む樹脂を、Sartomer社の光開始剤P3の存在下で 架橋した樹脂と比較した。 A.架橋性組成物の調製 1.三枚羽根を中央に有する攪拌器をセットした2L反応器内で、下記を分散す ることによって、濃縮ベース顔料(CBP)を得た。 −ルチル系の酸化チタン(Dupont de Nemours社製)700重 量部 −分散剤Solsperse24,000C(Zeneca社製)3.5重量部 、及び −脂環式エポキシ樹脂M1(製品名Cyracure6110又は6105、U nion Carbide社製)296.5重量部 このCBPは、酸化チタン粉末を40℃に予熱した樹脂/分散剤混合物に添加 したのち、30分間混合することによって得られる。次いでCBPを、光開始剤 並びに添加剤[例えば均展剤(BYK361など)又は柔軟剤(T1;Unio n Carbide社製)]と配合する。 2.CBPに添加する前に、チオキサントン群に属する光増感剤の存在下に、光 開始剤を溶解させる。この例においては、1―クロロ―4―プロポキシチオキサ ントン(CPTX)を用いる。溶液は、20℃でイソプロパノールとビニルエー テルDVE―3(ISP社製、下記式)を混合することによって調製できる。 このビニルエーテルは、化合物に対する非常に良好な希釈液であり、光から保 護して貯蔵した場合に溶液に良好な安定性を賦与することができる。 混合は、光から保護した条件下で1時間、電磁攪拌器によって行われる。透明 な溶液が得られ、光から保護した条件下に貯蔵する。 表IIIは、イソプロパノールとビニルエーテルとの溶液S1〜S9の各成分 の部を示す。 3.次いでこれらの溶液S1〜S9をCPBに混合する。架橋性組成物F1〜F 9成分のパーセントを、下記表IVに記す。 B.架橋製樹脂F1〜F9に基づいて得たインクの評価 水銀ランプ及びガリウムドープ水銀ランプをセットした、UV装置(IST GmbH社製)によってインクの乾燥度を評価した。ランプは180W/cmの 照度であり、Powerpuck電池(EIT社製)を用いて較正し、照度と照 射量を機械のスループット速度の関数として決定できるようにした。 ・10m/分のスループット速度で、各配合は下記量の照射を受ける。 −UVA(320−390nm)=0.641J/cm2;UVB(280− 320nm)=0.564J/cm2 −UVC(250−260nm)=0.078J/cm2;UVV(390− 440nm)=0.1255J/cm2 ・20m/分のスループット速度で、各配合は下記量の照射を受ける。 −UVA(320−390nm)=0.314J/cm2;UVB(280− 320nm)=0.276J/cm2 −UVC(250−260nm)=0.033J/cm2;UVV(390− 440nm)=0.781J/cm2 ・50m/分のスループット速度で、各配台は下記量の照射を受ける。 −UVA(320−390nm)=0.100J/cm2;UVB(280− 320nm)=0.092J/cm2 −UVC(250−260nm)=0.012J/cm2;UVV(390− 440nm)=0.599J/cm2 (i)アルミニウム支持体上に12μm±3μmフィルムを形成して乾燥したの ちに得られるインクの溶媒に対する耐性を、溶媒に浸漬した布を往復運動させる ことによって測定した。往復は、1時間及び24時間後にインク層が分離するの に必要な回数行った。この例の場合、溶媒はメチルエチルケトン(MEK)であ る。 (ii)層の撓性を、Tベンド(T−Bend)法によって測定する。250μ m厚のプレートを、プレート自身の上に折り重ねる。セロテープの剥離によって もインク層の隆起が見られない場合には、T0の等級が付けられる。セロテープ によってコーティングにひび割れ又は亀裂及び/又は剥離が起きた場合には、プ レートは再度折り重ねられ、同じ観測を行う。この第二の折り重ねによってコー ティングに影響が見られない場合には、生成物はT0.5と等級付けられる。こ の値は湾曲半径の厚みに対する比に相当する。試験の結果が負である場合には、 工程をT3(すなわち湾曲半径が厚みの3倍である状態)まで繰り返す。この点 を過ぎると、インク層は脆弱で相対的に不撓であると考えることができる。 (iii)粘着性を、標準的な「クロスハッチ接着」法によって(等級付けは0 〜5で)測定した。0を100%の粘着性とした。 評価の結果を下記表Vに示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 163/00 C09D 163/00 183/04 183/04 G03F 7/029 G03F 7/029 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AU,BA,BB,BG,BR,CA,CN, CU,CZ,EE,GE,HU,IL,IS,JP,K G,KP,KR,LC,LK,LR,LT,LV,MD ,MG,MK,MN,MX,NO,NZ,PL,RO, RU,SG,SI,SK,TR,TT,UA,US,U Z,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 開始剤系の存在において照射下で架橋させることができる、オルガノ官 能基を含有するモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーを含む組成物から非毒 性樹脂を調製する方法であって、開始剤系が、オニウム塩であり、それのカチオ ン性構造は下記の式である: [(CH(CH32−Φ−)−I−(−R1)]+ (I) (式中、記号R1は−Φ−R2ラジカルを表し、R2は炭素原子1〜20、好まし くは炭素原子1〜15を含む線状又は枝分れアルキルラジカルである) ことを特徴とする方法。 2. オニウム塩のカチオン性構造が、下記式: [(CH(CH32−Φ−)−I−Φ−CH3+ であることを特徴とする請求項1の調製方法。 3. 開始剤が、アニオン性構造を下記:Cl-、Br-、BF4 -、PF6 -、C F3SO3 -、N(SO2CF32 -、C(SO2CF32 -、B(C654 -、B( PhOCF34 -、SbF6 -及び/又はAbF6 -からなる群より選ぶオニウム塩 であることを特徴とする請求項1又は2の調製方法。 4. 開始剤が、下記: [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+Cl-、 [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+PF6 -、 [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+B(C654 -、 [CH3−Φ−I−Φ−CH(CH32+B(PhOCF34 - からなる群より選ぶオニウム塩であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか 一の調製方法。 5. 架橋を、紫外線照射下及び/又は電子ビームによる照射下で実施するこ とを特徴とする請求項1〜4のいずれか一の調製方法。 6. オルガノ官能基を含有するモノマー、オリゴマー及びポリマーが、(I II)式の単位で終わる(II)式の単位からなるポリオルガノシロキサンであ り、又は環状でありかつ下記に表す(II)式の単位からなる:(式中、 −記号R3は同一であり又は異なり、下記を表す: ・随意に少なくとも1つのハロゲン、好ましくはフッ素で置換される、炭素原 子1〜8を含有する線状又は枝分れアルキルラジカル(アルキルラジカルは、メ チル、エチル、プロピル、オクチル及び3,3,3−トリフルオロプロピルが好 ましい)、 ・随意に置換される環として、炭素原子5〜8を含有するシクロアルキルラジ カル、 ・置換されてよい炭素原子6〜12を含有するアリールラジカル、好ましくは フェニル又はジクロロフェニル ・アルキル部分が炭素原子5〜14を含有しかつアリール部分が炭素原子6〜 12を含有するアラルキル部分、随意にアリール部分はハロゲン、炭素原子1〜 3を含有するアルキル及び/又はアルコキシで置換される、 −記号Yは同一であり又は異なり、下記を表す: ・R3基、水素ラジカル及び/又は ・カチオン性架橋を受けることができるオルガノ官能基、好ましくはポリオル ガノシロキサンのケイ素に炭素原子2〜20を含有する二価ラジカルを経て結合 されるエポキシ官能基及び/又はビニルオキシ官能基、該オルガノ官能基は少な くとも1つのヘテロ原子、好ましくは酸素を含有することができる、並びに ・ カチオン性架橋を受けることができるオルガノ官能基を表す記号Yの内の少なく とも1つ) ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一の調製方法。 7. 用いるポリオルガノシロキサンの記号R3の内の少なくとも1つが、フ ェニル、トリル又はジクロロフェニルラジカルを表す請求項6の調製方法。 8. 架橋性組成物が、エポキシ、アクリレート、アルケニルエーテル及び/ 又はアルコール反応性機能を含有するものから選ぶオルガノ官能基を含有するモ ノマー、オリゴマー及び/又はポリマーを含むことを特徴とする請求項1〜5の いずれか一の調製方法。 9. オルガノ官能基を含有するモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーが 、下記の種: α1.1 単独で又は互いとの混合物として採用する脂環式エポキシド: −3,4−エポキシシクロヘキシルメチル3’,4’−エポキシシクロヘキ ン−カルボキシレートタイプのエポキシド: −又はビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、 が特に好適である; α1.2 単独で又は互いとの混合物として採用する非脂環式エポキシド: ・ビスフェノールA及びエピクロロヒドリンのカップリングから生じるタイ プ及び下記のタイプのエポキシド: −1,6ヘキサンジオール、グリセロール、ネオペンチルグリコール及び トリメチロールプロパンのアルコキシル化ビスフェノールのジ−及びトリグルシ ジルエーテル、 −又はビスフェノールAトリグルシジルエーテル、 ・α−オレフィンエポキシド、ノボラックエポキシド、エポキシ化大豆油、 エポキシ化亜麻油及びエポキシ化ポリブタジエン、 が特に好適である; α2 単独で又は互いとの混合物として採用するアクリレート、例えば下記: ・エポキシ化アクリレート、好ましくはオリゴマービスフェノール−A−エ ポキシジアクリレート、 ・グリセロールとポリエステルとから得られるアクリロ−グリセロ−ポリエ ステル、好ましくは三官能価アクリレートオリゴマー混合物、 ・多官能価アクリレート、好ましくはペンタエリトリチルトリアクリレート (PETA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、1, 6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDODA)、トリメチロールプロパン エトキシレートトリアクリレート、チオジエチレングリコールジアクリレート、 テトラエチレングリコールジアクリレート(TTEGDA)、トリプロピレング リコールジアクリレート(TRPGDA)、トリエチレングリコールジアクリレ ート(TREGDA)又はトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP TMA)、 ・アクリロ−ウレタン、 ・アクリロ−ポリエーテル、 ・アクリロ−ポリエステル、 ・不飽和ポリエステル、 ・アクリロ−アクリル系誘導体、 が特に好適である; α3 単独で又は互いとの混合物として採用する線状又は環状アルケニルエー テル: ・ビニルエーテル、特にトリエチレングリコールジビニルエーテル(Rap idcure(登録商標)CHVE−3,GAF Chemicals Cor p.)、環状ビニルエーテル又はアクロレインテトラマー及び/又はダイマー、 及び下記式のビニルエーテル: ・プロペニルエーテル、 ・及びブテニルエーテルが一層特に好適である、 α4 単独で又は互いとの混合物として採用するポリオール、好ましくは下記 式の化合物: の内の少なくとも1つに属することを特徴とする請求項8の調製方法。 10. 架橋性組成物が、また、請求項6に規定するオルガノ官能基を含有す るモノマー、オリゴマー及び/又はポリマーも含むことを特徴とする請求項8及 び9のいずれかの調製方法。 11. 請求項1〜10のいずれか一の調製方法から得られることができる樹 脂。 12. 請求項11に記載の樹脂をベースにした非毒性の不粘着性コーティン グ。 13. 請求項11に記載の樹脂をベースにした非毒性インク。 14. 少なくとも1つの表面に請求項11に記載の有機性及び/又はシリコ ーン性の樹脂が被覆された物品。 15. 請求項11に記載の樹脂の、非毒性インク又はコーティングを製造す るための使用。 16. コーティング及び/又はインクが、食品用途用であることを特徴とす る請求項15の使用。 17. オニウム塩の、架橋性組成物を調製するための非毒性開始剤系として の使用であって、オニウム塩のカチオン性構造が、下記式である: [(CH(CH32−Φ−)−I−(−R1)]+ (I) (式中、記号R1は−Φ−R2ラジカルを表し、R2は炭素原子1〜20、好まし く は炭素原子1〜15を含む線状又は枝分れアルキルラジカルである) ことを特徴とする使用。 18. オニウム塩のカチオン性構造が、下記式: [(CH(CH32−Φ−)−I−Φ−CH3+ であることを特徴とする請求項17のオニウム塩の使用。 19. 架橋性組成物を、不粘着性、非毒性コーティングを製造する目的で調 製することを特徴とする請求項17又は18の使用。 20. 非毒性の不粘着性コーティングが、食品用途用であることを特徴とす る請求項18の使用。
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