JP2022045341A - ウレタン(メタ)アクリレート、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、硬化物、積層体及び成型物 - Google Patents
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Abstract
Description
重量平均分子量が6,000~25,000、かつ、(メタ)アクリロイル基濃度が0.2×10-3~2.0×10-3eq/gであるウレタン(メタ)アクリレート。
前記芳香環を有するジイソシアネートの水素化物、ノルボルネンメタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイルビス(メチレン)ジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート等の脂環構造を有するジイソシアネート等が挙げられる。
なお、これらのイソシアヌレート体、アダクト体、ビウレット体を用いても、二量体、三量体を用いても良い。これらは単独でも2種以上を組み合わせても良い。
中でも、硬化物が優れた耐薬品性を示す点から、脂環構造を有するジイソシアネートが好ましく、m-キシリレンジイソシアネートの水素化物、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネートの水素化物、2,4-ジフェニルメタンジイソシアネートの水素化物、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの水素化物、ノルボルネンメタンジイソシアネート及びイソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。
※[(a1)~(a3)成分の合計固形分重量(g)]
={(a1)成分のモル数}×{(a1)成分の分子量}+{(a2)成分のモル数}×{(a2)成分の分子量}+{(a3)成分のモル数}×{(a3)成分の分子量}
=2×196.3+2×222.3+1×116.1=953.3
※[(メタ)アクリロイル基濃度(eq/g)]
=[(メタ)アクリロイル基当量(eq)]/[(a1)~(a3)成分の合計固形分重量(g)]
=1/953.3≒1.05×10-3
※(a1)成分のヒドロキシル基数(eq)={(a1)成分のモル数}×{(a1)成分のヒドロキシ基の数}=2×2=4
※(a3)成分のヒドロキシル基数(eq)={(a3)成分のモル数}×{(a3)成分のヒドロキシ基の数}=1×1=1
※{(a1)成分及び(a3)成分の合計ヒドロキシル基数}
={(a1)成分のヒドロキシル基数}+{(a3)成分のヒドロキシル基数}=4+1=5
※[ウレタン結合濃度(eq/g)]
={(a2)成分のイソシアネート基数又は、(a1)成分及び(a3)成分の合計ヒドロキシル基数の内の小さい方の値(eq)}/[(a1)~(a3)成分の合計固形分重量(g)]
=4/953.3≒4.2×10-3
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する(メタ)アクリレート;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-フェニルエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香環を有する(メタ)アクリレート;
メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリレート;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のモノアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリン等の(メタ)アクリルアミド類;
グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート;
N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート又はこれらの混合物のペンタエリスリトール(メタ)アクリレート類;
ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はこれらの混合物のジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート類;
トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート又はこれらの混合物のトリペンタエリスリトール(メタ)アクリレート類;
アルキレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ポリグリセリン(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトール(メタ)テトラアクリレートからなる群より選ばれる2種以上の混合物のアルキレンオキシド変性物、アルキレンオキシド変性ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート(ここで、“ポリ”とはジ体、トリ体、テトラ体、ペンタ体、ヘキサ体のいずれかを意味するが、これらの2種以上の混合物であるものを意味しても良い。)、アルキレンオキシド変性2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレート類(アルキレンオキシドとしては、例えば、メチレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられる。);
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等のポリオール(メタ)アクリレート;
ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、(A)成分以外のウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ゲルパーメーションクロマトグラフィー法(GPC法)により、以下の条件でウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量を測定した。
・分子量測定機(製品名:『HLC-8220』、東ソー(株)製)
・カラム(製品名:『TSKgel superHZ2000』、『TSKgel superHZM-M』、東ソー(株)製)
・展開溶剤:テトラヒドロフラン
・流速:0.35mL/min、
・試料濃度:0.5g/L、
・標準物質:ポリスチレン(標準ポリスチレンキット、PStQuickA、B、C、東ソー(株)製)
撹拌機、温度計、還流冷却機を取り付けた三つ口フラスコに、トリシクロデカンジメタノール(以下、“TCD”という)24.4部(5モル)、水添キシレンジイソシアネート(H-XDI)24.2部(5モル)、メチルエチルケトン40.0部、オクチル酸スズ0.01部を加えた。60℃で2時間攪拌後、得られた反応物にV#300(商品名:「ビスコート#300」、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、水酸基価:122.2mgKOH/g、大阪有機化学工業(株)製)11.3部(1モル)(以下、PETAという。)、オクチル酸スズ0.15部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.03部を加え、残存イソシアネート基が0.1%以下になるまで反応を行い、固形分濃度60%のウレタン(メタ)アクリレート(A-1)の溶液を得た。(A-1)成分の物性を表1に示す(以下同様)。
表1に示す組成で、実施例1と同様の方法にて合成し、固形分濃度60%のウレタン(メタ)アクリレート(A-2)~(A-8)、(D-1)~(D-6)の溶液をそれぞれ得た。
<ジオール>
・TCD:トリシクロデカンジメタノール
・1,1-CHDM:1,1-シクロヘキサンジメタノール
・1,4-BD:1,4-ブタンジオール
<ジイソシアネート>
・H-XDI:m-キシリレンジイソシアネートの水素化物
・IPDI:イソホロンジイソシアネート
・H-MDI:4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの水素化物
・HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
<ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート>
・PETA-1:商品名:「ビスコート#300」、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、水酸基価:122.2mgKOH/g、大阪有機化学工業(株)製
・PETA-2:商品名:「アロニックスM-933」、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、水酸基価:280.0mgKOH/g、東亞合成(株)製
・PETA-3:商品名:「アロニックスM-306」、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、水酸基価:160.0mgKOH/g、東亞合成(株)製
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
各ウレタン(メタ)アクリレートの溶液100部(固形分重量:60部)、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(光重合開始剤、商品名:『Omnirad184』、IGM Resins B.V.社製)3.2部、シリコーン系表面調整剤(添加剤、商品名:『BYK-378』、BYK社製)0.2部、及びメチルエチルケトン108部を配合し、溶解するまで撹拌して活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をそれぞれ調製した。
市販のポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:『コスモシャインA4100』、東洋紡(株)製)の表面に、各活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をバーコーターで硬化物の層の厚さが5μmとなるように塗工し、温度60℃で2分乾燥させた。その後、400Wの高圧水銀灯(1灯)を用いて、積算光量300mJ/cm2になるよう紫外線を照射して試験フィルムを作製した。
試験フィルムを6cm×6cmに切り出した。日焼け止めクリーム(商品名:『Neutrogena』、helioplex社製)を半径3cmの円になるように塗り広げた後、温度55℃の乾燥機で4時間放置させた。室温まで冷却して、洗剤と水で日焼け止めクリームを洗い流した。水分を拭き取って、試験フィルムの表面を目視で観察し、以下の基準で評価した。表2に結果を示す(以下同様)。
(評価基準)
◎:表面に全く筋も白化も見られない
○:表面の一部に若干筋が見られる
×:表面の大部分が白化している
試験フィルムを幅1.5cm、長さ13cmに切り出した試験片を準備した。試験片を引張試験機(装置名:『RTM-500』、オリエンテック(株)製)にチャック間距離5cmでセットし、温度140℃で1分放置した後、引張速度5cm/分で試験片を引っ張った。硬化物の層にクラックが入ったときの試験片の長さを読み取り、5cmを100%として、伸び率を求めた。伸び率が180%以上のものを良好とした。
実施例1~8及び比較例1、2のウレタン(メタ)アクリレートの溶液151.6部(固形分重量:85部)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(商品名:『NKエステルA-9550W』、新中村化学工業(株)製)10.7部、メタクリロイル基を有するアルミナ(商品名:『ALMIBK30WT%-H06』、CIKナノテック(株)製、平均一次粒子径:15nm、固形分濃度:30%)17.8部(固形分重量:5部)、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(光重合開始剤、商品名:『Omnirad184』、IGM Resins B.V.社製)5.4部、シリコーン系表面調整剤(添加剤、商品名:『BYK-378』、BYK社製)0.2部、及びメチルエチルケトン95.8部を配合し、溶解するまで撹拌して活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をそれぞれ調製した。
表3に示す組成に変更した以外は、直前の段落に記載の方法に従って行い、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をそれぞれ得た。
・A-1~A-8、D-1、D-2:表1を参照。
・B-1:ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、商品名-『NKエステルA-9550W』、新中村化学工業(株)製)
・B-2:ウレタンアクリレート(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びヘキサメチレンジイソシアネートの反応物)、商品名-『DPHA-40H』、日本化薬(株)製
・C-1:メタクリロイル基を有するアルミナ:商品名-『ALMIBK30WT%-H06』、CIKナノテック(株)製、平均一次粒子径:15nm、固形分濃度:30%
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する(メタ)アクリレート;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-フェニルエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香環を有する(メタ)アクリレート;
メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリレート;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のモノアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリン等の(メタ)アクリルアミド類;
グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート;
N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート又はこれらの混合物のペンタエリスリトール(メタ)アクリレート類;
ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はこれらの混合物のジペンタエリスリトール(メタ)アクリレート類;
トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート又はこれらの混合物のトリペンタエリスリトール(メタ)アクリレート類;
アルキレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ポリグリセリン(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート及びペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる2種以上の混合物のアルキレンオキシド変性物、アルキレンオキシド変性ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート(ここで、“ポリ”とはジ体、トリ体、テトラ体、ペンタ体、ヘキサ体のいずれかを意味するが、これらの2種以上の混合物であるものを意味しても良い。)、アルキレンオキシド変性2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、アルキレンオキシド変性ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレート類(アルキレンオキシドとしては、例えば、メチレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられる。);
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等のポリオール(メタ)アクリレート;
ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、(A)成分以外のウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Claims (10)
- 反応成分として、脂環構造を有するジオール(a1)、環状構造を有するジイソシアネート(a2)及びヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート(a3)を含み、
重量平均分子量が6,000~25,000、かつ、(メタ)アクリロイル基濃度が0.2×10-3~2.0×10-3eq/gであるウレタン(メタ)アクリレート。 - (a1)成分が、トリシクロデカンジメタノール及び/又は1,1-シクロヘキサンジメタノールを含む、請求項1に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
- (a2)成分が、脂環構造を有するジイソシアネートである、請求項1又は2に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
- (a3)成分が、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート及び/又はペンタエリスリトール(メタ)アクリレートを含む請求項1~3のいずれかに記載のウレタン(メタ)アクリレート。
- ウレタン結合濃度が2.0×10-3~6.5×10-3eq/gである請求項1~4のいずれかに記載のウレタン(メタ)アクリレート。
- 請求項1~5のいずれかに記載のウレタン(メタ)アクリレートを含む活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 更に、活性エネルギー線重合性モノマー(B)及び/又は金属酸化物(C)を含む請求項6に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 請求項6又は7に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物。
- 請求項8に記載の硬化物の層を有する積層体。
- 請求項8に記載の硬化物で表面が被覆された成型物。
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WO2023248783A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 株式会社イノアックコーポレーション | トナーシール部材及びトナーカートリッジ |
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WO2023248783A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 株式会社イノアックコーポレーション | トナーシール部材及びトナーカートリッジ |
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