JP2001011371A - 活性エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーティング材 - Google Patents
活性エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーティング材Info
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Abstract
エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーティング材を
提供すること。 【解決手段】 (A)水酸基価が8〜40mgKOH/g
であるウレタンアクリレート組成物、(B)チタン系化
合物あるいはジルコニウム系化合物、(C)光重合開始
剤からなる。
Description
対する密着性に優れた活性エネルギー線硬化型ポリオレ
フィン用コーティング材に関する。
木材、金属板、ガラス等の基材のコーティング材として
用いられている。例えば、特公昭53−15756号公
報には、活性水素と炭素−炭素二重結合を有する化合物
と多価イソシアナート化合物を反応させて得られるイソ
シアナート基を1分子中に平均して1〜1.5個と炭素
−炭素二重結合を1個以上とを有する変性イソシアナー
トと、ヒドロキシル基を有するポリウレタンプレポリマ
ーとを特定の割合で反応させる光硬化可能なポリウレタ
ン樹脂の製造法が示され、該樹脂は木材、金属、コンク
リート、アスベスト、紙、ガラス、繊維等に被覆するこ
とが記載されている。また、特開平9−104836号
公報には、特定の重合可能な組成物、顔料又は染料、及
び不飽和アルコールのチタン又はジルコニウムアルコキ
シドの混合物からなる放射線硬化性印刷インキが挙げら
れ、該重合可能な組成物としてはウレタンアクリレート
が記載されて、ポリオレフィンへの接着性が良好なこと
が記載されている。
チック特にポリオレフィンに活性エネルギー線硬化型コ
ーティング材を塗布することは非常に難しく、通常、ポ
リオレフィンにはコロナ放電処理がなされている。そこ
で本発明者らが、上記特公昭53−15756号公報開
示技術に記載のポリウレタン樹脂をかかるコロナ放電処
理したポリオレフィンに塗布を試みたところ、密着性、
外観等が悪く、また、特開平9−104836号公報に
記載の放射線硬化性印刷インキをコーティング材として
用い、更に重合可能な組成物としてウレタンアクリレー
トを用いても、コロナ放電処理直後のポリオレフィンに
対してさえ密着性、外観等が悪いことが判明した。さら
に市販のコロナ放電処理したポリオレフィンは、空気中
で放置するとそのコロナ放電の初期効果が持続するのは
1週間程度しかなく、例えば、コロナ放電処理されたぬ
れ指数が45μN/cm程度のポリオレフィンは1週間
程度でぬれ指数は低下し始め、1ヶ月後には39μN/
cm程度にまで落ちることが判明した。かかるコロナ放
電処理効果の落ちたポリオレフィンに対しても密着性の
良好なコーティング材が求められている。
かる問題を解決するために、活性エネルギー線硬化型コ
ーティング材について鋭意研究を重ねた結果、(A)水
酸基価が8〜40mgKOH/gであるウレタンアクリ
レート組成物、(B)チタン系化合物あるいはジルコニ
ウム系化合物、(C)光重合開始剤からなる活性エネル
ギー線硬化型ポリオレフィン用コーティング材が上記課
題を解決することを見いだし本発明を完成した。
明する。本発明で使用する(A)水酸基価が8〜40m
gKOH/gであるウレタンアクリレート組成物(以下
ウレタンアクリレート組成物と略記する)とは、イソシ
アネートとアクリル化合物との反応物であるウレタンア
クリレートオリゴマーを主成分として含有し、水酸基価
が8〜40mgKOH/gであれば特に制限はないが、
ウレタンアクリレートオリゴマーが分子骨格中に水酸基
を有するものあるいは更にこれに水酸基含有(メタ)ア
クリレートを混合したものである。また、分子骨格に水
酸基を含有しないウレタンアクリレートオリゴマーの時
は、水酸基含有(メタ)アクリレートの混合物であるこ
とが必要である。
ート組成物の水酸基価としては、8〜40mgKOH/
gであることが必要で、好ましくは、10〜35mgK
OH/gである。水酸基価が8mgKOH/g未満で
は、(B)成分との架橋反応が進まず、ポリオレフィン
との密着性が劣り、40mgKOH/gを越えても、過
剰に存在する水酸基がポリオレフィンと反発するのでポ
リオレフィンとの密着性が劣り不適当である。尚、本発
明において水酸基価は、無水酢酸・ピリジン法により測
定する。
物の製造方法としては、多価イソシアネートと多価ア
ルコールを反応させ、更に水酸基含有(メタ)アクリレ
ートを反応させる方法、水酸基含有(メタ)アクリレ
ートと、多価イソシアネートを反応させる方法、前記
に更に水酸基含有(メタ)アクリレートを混合する方
法等が挙げられるが、好ましくはであり、その方法に
ついて以下詳細に説明する。
しては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピル
アクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト、ヒドロキシジエチレングリコールメタクリレート、
ブトキシヒドロキシプロピルアクリレート、フェノキシ
ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピル
ジメタクリレート、ジエチレングリコールビス(ヒドロ
キシプロピルアクリレート)、プロポキシ化ビスフェノ
ールAビス(ヒドロキシプロピルアクリレート)、モノ
ヒドロキシペンタエリスリトールトリアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレー
ト、ヒドロキシプロピル化トリメチロールプロパントリ
アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレ
ートなどが挙げられ、好ましくはジペンタエリスリトー
ルモノヒドロキシペンタアクリレート、ヒドロキシプロ
ピル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペ
ンタエリスリトールテトラアクリレート等の分子中にア
クリロイル基を3個以上有する水酸基含有(メタ)アク
リレートである。
−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソ
シアネート、水素化トリレンジイソシアネート、1,3
−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシ
アネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス
(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、テトラメチル
キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイ
ソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトリ
レンジイソシアネートアダクト、トリメチロールプロパ
ンのキシリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニ
ルメタントリイソシアネート、メチレンビス(4−フェ
ニルメタン)トリイソシアネート等が挙げられるが、好
ましくは2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−
トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソ
シアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、ジ
フェニルメタン−4,4−ジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチ
ル)シクロヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシ
アネート等のジイソシアネート化合物が挙げられる。
多価イソシアネートを反応させて、水酸基価を調整する
方法としては、(イ)仕込の水酸基含有(メタ)アクリ
レート中の水酸基と多価イソシアネート中のイソシアネ
ート基のモル比を調整する方法、(ロ)仕込の水酸基含
有(メタ)アクリレート中の水酸基と多価イソシアネー
ト中のイソシアネート基のモル比をほぼ1として反応を
できるだけ完了させた後、水酸基含有(メタ)アクリレ
ートを添加する方法、(ハ)過剰の水酸基含有(メタ)
アクリレート中と多価イソシアネートを反応した後、希
釈モノマーあるいは希釈樹脂を添加する方法等が挙げら
れる。水酸基価が安定な値となる(イ)が好ましい。な
お、上記(ロ)、(ハ)の方法において、水酸基含有
(メタ)アクリレートや希釈モノマーあるいは希釈樹脂
を添加する時期は特に制限されず、重合後に(B)、
(C)等の成分を添加する前や添加した後いずれでもよ
い。
得る各反応は、不活性ガス雰囲気で30〜80℃、2〜
10時間反応させる。ウレタン化反応を追込むためにジ
ブチルチンラウレート等のウレタン化触媒を用いるのが
好ましい。
分子量として、好ましくは500〜4,000で、更に
は500〜3,500、特には500〜2,000であ
る。分子量が500未満では、硬化時の収縮が大きくな
りすぎ、4,000を越えると粘度が高くなりすぎて、
取扱性が悪く好ましくない。
いはジルコニウム系化合物としては、接着力の促進剤と
して働くものであれば、特に制限はないが、具体的に、
チタン系化合物としてはテトラ−i−プロポキシチタ
ン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラキス(2−エ
チルヘキソキシ)チタン、ジ−i−プロポキシ・ビス
(アセチルアセトナト)チタン、ジヒドロキシ・ビス
(ラクタト)チタン等が挙げられ、好ましくは、テトラ
−n−ブトキシチタンである。
i−プロポキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジ
ルコニウム、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)ジル
コニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセト
ナト)ジルコニウム、ジヒドロキシ・ビス(ラクタト)
ジルコニウム等が挙げられ、好ましくは、テトラ−n−
ブトキシジルコニウムである。
は、ベンゾイン、イソプロピルベンゾインエーテル、イ
ソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラ
ー氏ケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサ
ントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサン
トン、アセトフェノンジエチルケタール、ベンジルジメ
チルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプ
ロパン−1−オン等が挙げられるが、ベンジルジメチル
ケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン
−1−オン等が好ましい。
(B)、(C)の配合量としては特に限定はされない
が、(B)の配合量は(A)100重量部に対して0.
5〜10重量部が好ましく、更には0.5〜5重量部で
ある。該配合量が0.5重量部未満では接着性がやや劣
り、5重量部を越えると、塗膜の耐磨耗性がやや劣り好
ましくない。
量部に対して1〜10重量部が好ましく、更には2〜5
重量部である。該配合量が1重量部未満では塗膜の硬化
速度がやや劣り、10重量部を越えると、塗膜の耐磨耗
性、表面タックがやや劣り好ましくない。
(B)、(C)の成分からなるが、コーティングに用い
る場合は、溶剤に溶解して溶液として用いるのが好まし
く、該溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プ
ロパノール、イソプロパノール等の低級アルコール、酢
酸メチル、酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸
エチル等のエステル類、トルエン、キシレンなどの単独
か又は2種以上が用いられ、好ましくは、酢酸エチルが
使用される。
て、上記の(A)、(B)、(C)の配合方法は特に限
定されないが、通常は(A)を溶剤に溶解させた後に、
(B)、(C)を常温で配合する方法が採られる。
るわけであるが、本発明で規定する成分以外に、例え
ば、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、導
電性付与剤、耐擦傷性付与剤、相溶化剤、着色剤、流動
性改善剤、タレ防止剤、沈殿防止剤、消泡剤、脱水剤等
を添加してもよく、また、希釈モノマー、希釈用樹脂を
本発明の効果を阻害しない範囲において添加してもよ
い。
としては、直鎖状低密度、中密度、高密度ポリエチレ
ン、共押出し配向したポリプロピレン、ポリエチレンテ
レフタレート直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エ
チレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−
プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共
重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン
(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブ
テン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合
体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不
飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したも
の等の広義のポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
は、カーテンコーター、ロールコーター、フローコータ
ー、スプレー、ディッピング等の公知の方法を採用する
ことができる。
℃で3〜10分程度乾燥を実施する。乾燥後の塗膜の厚
みは1〜5μm程度が好ましい。次に被塗布物に塗布さ
れた塗膜に活性エネルギー線を照射して硬化させる。該
エネルギー線としては、遠紫外部、紫外部、近紫外部、
赤外部の光線、X線、γ線等の電磁波のほか、電子線、
プロトン線、中性子線等が利用できる。しかしながら、
皮膜形成や硬化速度、放射線照射装置の入手のし易さ、
価格等から、紫外線照射による硬化方法が有利である。
本発明でいう紫外線とは150〜450nm波長域の光
を主体としたもので、ケミカルランプ、高圧水銀ラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用い
る。本発明のコーティング材は(A)中の水酸基とポリ
オレフィン表面の活性水素とが(B)による架橋反応で
結合するためポリオレフィンに対する密着性が優れるも
のと推定される。
尚、以下の記述で「%」、「部」とあるのは重量基準で
ある。 実施例1 <ウレタンアクリレート組成物の製造>4ツ口丸底フラ
スコに還流冷却器、撹拌器、窒素ガスの吹き込み口及び
温度計をとりつけ、イソホロンジイソシアネート(分子
量222)6.6部、ジペンタエリスリトールモノヒド
ロキシペンタアクリレート(分子量524)44部(水
酸基/イソシアネート基のモル比=1.4)、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート55部を仕込み、5
0℃にて7時間反応させ、水酸基価13mgKOH/g
の(A)ウレタンアクリレート組成物(組成物中のウレ
タンアクリレートオリゴマーの分子量は1,300)を
得た。
用コーティング材の製造>紫外線の遮断された部室に
て、4ツ口丸底フラスコに還流冷却器、撹拌器、滴下ロ
ート及び温度計をとりつけ、酢酸エチル140部と上記
(A)ウレタンアクリレート組成物100部、(B)テ
トラ−n−ブトキシチタン1部(C)、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン(日本チバガイギー社
製、「イルガノキュア184」)4.0部を加えて撹拌
し均一な溶液(コーティング材溶液)を得た。
電処理した一軸延伸ポリプロピレンシート(出光興産社
製、「出光スーパーピュアレイ」、ぬれ指数45μN/
cm)と該シートを空気中で、25℃、60RH%の条
件下で1ヶ月放置したもの(ぬれ指数は39μN/c
m)を用いた。上記で得られた該溶液を、上記の2種の
シートに塗布後、60℃の乾燥機で10分乾燥して、乾
燥後の厚みが2μmとし、次に高圧水銀ランプ(日本電
池製)にて積算エネルギーが40mJ/cm2になるよ
うに紫外線を照射して塗膜を硬化させて試験片を2種作
製した。尚、ぬれ指数の測定はJIS K 6768の
方法によった。
験片を以下のように評価した。 (外観)塗膜の外観を以下のように評価した。 ○・・・塗膜の収縮がほとんどない。 △・・・塗膜にやや収縮が見られる。 ×・・・基材表面からはじかれ塗膜にならない。
テープ法試験を実施して、以下のように評価した。 ◎・・・100個の升目中90個以上が密着していた。 ○・・・100個の升目中1〜89個が密着していた。 ×・・・100個の升目中1個も密着しなかった。
吹き込み口及び温度計をとりつけ、イソホロンジイソシ
アネート6.6部、ジペンタエリスリトールモノヒドロ
キシペンタアクリレート94部(水酸基/イソシアネー
ト基のモル比=3.0)、ジペンタエリスリトールヘキ
サアクリレート108部を仕込み、50℃にて7時間反
応させ、水酸基価32mgKOH/gの(A)ウレタン
アクリレート組成物(組成物中のウレタンアクリレート
オリゴマーの分子量は1,300)を得た。実施例1と
同様に活性エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーテ
ィング材溶液を製造して同様に評価した。
に替えて、(B)テトラ−n−ブトキシジルコニウムを
用いて、同様に、コーティング材溶液を製造して同様に
評価した。
吹き込み口及び温度計をとりつけ、イソホロンジイソシ
アネート6.6部、ジペンタエリスリトールモノヒドロ
キシペンタアクリレート34部(水酸基/イソシアネー
ト基のモル比=1.1)、ジペンタエリスリトールヘキ
サアクリレート60部を仕込み50℃にて7時間反応さ
せ、水酸基価4.6mgKOH/gの(A)ウレタンア
クリレート組成物(組成物中のウレタンアクリレートオ
リゴマーの分子量は1,300)を得た。実施例1と同
様に活性エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーティ
ング材溶液を調製して同様に評価した。
吹き込み口及び温度計をとりつけ、イソホロンジイソシ
アネート6.6部、ジペンタエリスリトールモノヒドロ
キシペンタアクリレート707部(水酸基/イソシアネ
ート基のモル比=22)、ジペンタエリスリトールヘキ
サアクリレート813部を仕込み、50℃にて7時間反
応させ、水酸基価47mgKOH/gの(A)ウレタン
アクリレート組成物(組成物中のウレタンアクリレート
オリゴマーの分子量は1,300)を得た。実施例1と
同様に活性エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーテ
ィング材溶液を製造して同様に評価した。
て実施例1と同様に活性エネルギー線硬化型ポリオレフ
ィン用コーティング材溶液を調製して同様に評価した。
レフィン用コーティング材は、(A)水酸基価が8〜4
0mgKOH/gであるウレタンアクリレート組成物、
(B)チタン系化合物あるいはジルコニウム系化合物、
(C)光重合開始剤からなり、(A)中の水酸基とポリ
オレフィン表面の活性水素が(B)による架橋反応で結
合するためポリオレフィンに対する密着性が優れる。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)水酸基価が8〜40mgKOH/
gであるウレタンアクリレート組成物、(B)チタン系
化合物あるいはジルコニウム系化合物、(C)光重合開
始剤からなることを特徴とする活性エネルギー線硬化型
ポリオレフィン用コーティング材。 - 【請求項2】 (A)水酸基価が8〜40mgKOH/
gであるウレタンアクリレート組成物が、水酸基含有
(メタ)アクリレートと多価イソシアネートとの反応混
合物であることを特徴とする請求項1記載の活性エネル
ギー線硬化型ポリオレフィン用コーティング材。 - 【請求項3】 水酸基含有(メタ)アクリレートが、分
子中に3個以上アクリロイル基を有することを特徴とす
る請求項2記載の活性エネルギー線硬化型ポリオレフィ
ン用コーティング材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18859299A JP4605617B2 (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | 活性エネルギー線硬化型ポリオレフィン用コーティング材 |
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- 1999-07-02 JP JP18859299A patent/JP4605617B2/ja not_active Expired - Fee Related
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