JP2023553852A - 放射線硬化性樹脂 - Google Patents

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Abstract

1500cps以下の粘度を有する液状の放射線硬化性組成物であって、少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分a)を5~50重量パーセント、縮環したまたは縮合した少なくとも3つの環を有する脂環式部位を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分b)を0~20重量パーセント、少なくとも1つのウレタン結合を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分c)を10~45重量パーセント、少なくとも1つのヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分d)を10~30重量パーセント、ラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤を0.5~6重量パーセント、ならびに着色顔料を0~5重量パーセント含有し、成分a)、b)、c)、およびd)が互いに異なる、液状の放射線硬化性組成物。

Description

本発明は、付加製造プロセスに適した液状の放射線硬化性組成物に関する。
ステレオリソグラフィー(SLA)および/またはデジタルライトプロセッシング(DLP)を使用して複雑なポリマーの三次元構造を製造する確立されたプロセスは、Vat-光重合3D印刷または付加製造(AM)と呼ばれている。
SLA/DLPプロセスは、三次元(3D)物体のCADデータを利用し、これは薄い2Dスライスに変換される。この2Dスライスデータは、レーザーや投光器などの放射線源を制御するコンピューターに送られる。2Dデータに基づいて、放射線源は、バットに入っている液状の放射線硬化性樹脂にパターンをトレースし、対応する3D物体の固化した薄い断面を残す。硬化性樹脂の薄い層が、固化した断面上にコーティングされ、放射線源が、コンピューターから取得した別の断面を樹脂層上でトレースし、前の固体層の上で固化させる。このプロセスが層ごとに繰り返され、3D物体の製造が完了する。3D物体は、通常、完全には硬化されておらず、グリーン体と呼ばれる。これは、最終的な機械的および熱的特性を得るために、ポストキュアプロセスを経る場合がある。
VAT光重合3D印刷または付加製造(AM)技術のためのフォトポリマーは、プロトタイピングから機能的な最終用途パーツの製造に向けて進歩している。機能的なパーツの製造にSLA/DLPに基づくAMを使用する際の主な課題の1つは、高強度、耐熱性、耐久性を有する液状の硬化性樹脂がないことである。市販されている樹脂製品では、高強度、耐熱性、および耐久性の相乗効果を得ることができない。現在入手可能な高強度樹脂材料の中には、許容できる耐久性または耐候性を示さないものもある。
例えば、米国特許第8501033号明細書には、三次元印刷用の高強度の液状の硬化性組成物が記載されている。同明細書に開示されている組成物によれば、2~3GPaのヤング率の高い弾性率が達成される。しかしながら、この組成物は、フリーラジカルとカチオン硬化性部位との混合物を含んでいる。カチオン硬化性部位を含むそのような系は、樹脂の保存安定性を限定することが知られている。
メタクリレートビスフェノール型エポキシドおよび他のメタクリレートモノマーをより多く添加して高強度の液状の硬化性樹脂を得る試みが行われてきた。そのような樹脂組成物は、米国特許第7232646号明細書または米国特許出願公開第20180194885号明細書に記載されている。米国特許出願公開第20180194885号明細書には、35~40MPaの増加した引張強さと80℃の高いTgを達成する、そのような組成物が示されている。そのような機械的特性は、高強度の産業用途のニーズを満たすには十分ではない。放射線硬化性ポリマーの化学では、メタクリレートの硬化がアクリレートに比べて遅いことがよく知られている。結果として、メタクリレートを使用すると、付加製造プロセス中のグリーン体の強度が低下する。さらに、これらの組成物は、風化によって分解されやすい多数の芳香族部位を有している。
米国特許第10357435号明細書には、高強度の樹脂を得るために、メタクリレートビスフェノール型エポキシドの配合量が比較的少ない組成物が開示されている。しかしながら、これらの組成物の粘度は、メタクリレートの配合量が多い樹脂よりも大幅に高い。そのような高い粘度の組成物は、加工上の制約が生じやすく、高解像度の物体の付加製造に適さない場合がある。
したがって、本発明の目的は、先行技術の欠点が少なくとも減じられ、硬化後に高強度の物体が得られ、付加製造用途に適しており、良好な耐候性を達成する放射線硬化性組成物を提供することである。
この目的は、1500cps以下の粘度を有する液状の放射線硬化性組成物であって、
a)少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)縮環したまたは縮合した少なくとも3つの環を有する脂環式部位を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも1つのウレタン結合を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分を10~45重量パーセント、
d)少なくとも1つのヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分を10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なる、
液状の放射線硬化性組成物によって達成される。
成分a)~f)の合計が100重量パーセントであることが好ましい。
本発明による組成物は、成分g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.01~30重量パーセントの量でさらに含むことができる。成分g)が存在する場合、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
驚くべきことに、本発明による樹脂組成物は、単一の硬化フリーラジカル系を使用して、高強度、耐熱性、およびそれらと同時に優れた耐久性または耐候性を有する物体を実現することを見出した。
硬化後、ヤング率などの樹脂組成物の機械的特性は、少なくとも2.5GPaから最大5GPaの範囲にある。引張強さおよび破断点伸びは、それぞれ70~120MPaおよび3.5%~7%の範囲にある。引張強さ、破断点伸び、およびヤング率は、ASTM D638に従って決定される。
この樹脂組成物は、硬化後の優れた熱特性ももたらす。熱変形温度は115℃~125℃の範囲にあり、ガラス転移温度Tは少なくとも90℃であり、最高で300℃に到達し得る。熱変形温度は、ASTM D648に従って決定した。ガラス転移温度Tは、ASTM E1640に従って動的機械分析における貯蔵弾性率の開始時に決定した。
「(メタ)アクリレート基」という用語は、メタクリレート基、アクリレート基、または両方の混合のいずれかを意味する。
本発明による樹脂組成物中の成分a)~d)の独自の比率により、3D印刷用途に適した粘度を有する液状の放射線硬化性樹脂が得られ、その結果、優れた加工性が可能になる。本発明による液状の放射線硬化性組成物の粘度は、好ましくは100~1500cps、200~1500cps、より好ましくは300~1500cps、最も好ましくは400~1500cpsの範囲にある。粘度は、25℃、10Hzで回転レオメーター法を適用することによって決定される。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の成分a)中の少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基は、好ましくは芳香族ジ(メタ)アクリレートである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の成分a)は、ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されることがさらに好ましい。
成分a)の上記好ましい実施形態は、芳香族グリシジル基含有化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応、例えば芳香族グリシジルエーテルにより得ることができる。代替的には、これらの物質は、芳香族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化反応によって得ることができる。
本発明による液状の放射線硬化性組成物は、好ましくは、成分b)中の少なくとも2つの(メタ)アクリレート基がアクリロキシ不飽和官能基であり、脂環式部位がトリシクロデカンまたはトリシクロデカンの誘導体であることを特徴とする。
脂環式部位が、4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ブトキシカルボニルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ブトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ブトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ペントキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ペントキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ペントキシカルボニルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンからなる群から選択されることがさらに好ましい。最も好ましくは、4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンからのものである。
成分b)は、好ましくは、4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ブトキシカルボニルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ブトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ブトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ペントキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ペントキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ペントキシカルボニルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる。
最も好ましくは、成分b)は、4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる。
二官能性成分は、硬化後に脆くなると認識されており、従来技術は、高強度の樹脂のために単官能性成分を使用することを提案している(例えば米国特許出願公開第20180194885号明細書を参照)。驚くべきことに、本発明による樹脂組成物に二官能性成分を配合することによって、高強度の機械的特性が得られることが判った。
本発明による成分c)は、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基と少なくとも1つのウレタン結合とを含む。例えば、脂肪族ポリオール、例えばジオールを脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートと反応させ、次いで、脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートと反応させてから脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップすることによって形成される化合物である。脂肪族ポリオールは、脂肪族ポリエーテルポリオールまたは脂肪族炭化水素ポリオールであってよい。脂肪族ポリエーテルポリオールまたは脂肪族炭化水素ポリオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-または1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールであってよい。脂肪族炭化水素ジオール/ポリオールは、ヒドロキシル末端の完全にまたは部分的に水素化された1,2-プロピレン、ブタジエン、ペンテン、ヘキセンであってよい。脂肪族多官能イソシアネートは、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-または2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートであってよい。ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、およびペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートであってよい。より好ましくは、成分c)の脂肪族のモノマー、オリゴマー、またはポリマーは、2,4,4-または2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートと2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応から得られる。
成分d)は、末端ヒドロキシル部位を有する少なくとも1つ、例えば1つ、2つ、または3つの(メタ)アクリレート基を有するモノマーまたはオリゴマーであってよい。2つまたは3つの(メタ)アクリレート基を有する成分d)の例は、グリセロールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、およびペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである。本発明によれば、成分d)は、末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有するモノマーであることが好ましい。成分d)中の1つの(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基であることがさらに好ましい。好ましくは、成分d)は脂肪族モノマーである。
より好ましくは、成分d)は、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される。
通常、成分d)は、グリシジル基含有化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応によって得ることができ、例えばアルキルグリシジルエーテルおよびグリシジル(メタ)アクリレート、ならびに脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化反応によって得られる化合物である。
成分e)は、好ましくは、ホスフィンオキシド型の光開始剤および芳香族ケトン型の光開始剤またはそれらの混合物からなる群から選択されるフリーラジカル光開始剤である。
ホスフィンオキシド型の光開始剤は、(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ジフェニルホスフィンオキシドなどのベンゾイルジアリールホスフィンオキシド光開始剤、またはビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンもしくはビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシドなどの他のホスフィンオキシド型の光開始剤、およびホスフィンオキシド型フリーラジカル光開始剤の混合物であってよい。本発明で使用され得る芳香族ケトン型フリーラジカル光開始剤の例としては、2-ベンジル-2-N,N-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、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、ジメトキシフェニルアセトフェノン、2-メチル-1-4-メチルモルホリノプロパノン-1、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-ドデシル-フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-2(2-ヒドロキシ-2-プロピル)-ケトンが挙げられる。また、光開始剤は、ホスフィンオキシド型のフリーラジカル光開始剤と芳香族ケトン型のフリーラジカル光開始剤との混合物であってもよい。より好ましくは、成分e)は、(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ジフェニルホスフィンオキシドなどのベンゾイルジアリールホスフィンオキシド光開始剤、またはビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンもしくはビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシドなどの他のホスフィンオキシド型光開始剤からなる群から選択される。
成分f)は、当業者に公知の任意の顔料であってよい。好ましくは、成分f)は有機または無機の黒色顔料であり、有機黒色の例はカーボンブラックまたはアニリンブラックであり、無機黒色の例はチタンブラックおよび酸化鉄である。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の好ましい実施形態:
本発明による液状の放射線硬化性組成物の好ましい一実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)脂環式部位としてトリシクロデカンまたはトリシクロデカン誘導体を含む、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも1つのウレタン結合を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有し、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基がアクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なる。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)脂環式部位としてトリシクロデカンまたはトリシクロデカン誘導体を含む、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも1つのウレタン結合を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有し、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基がアクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.1~30重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)脂環式部位としてトリシクロデカンまたはトリシクロデカン誘導体を含む、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なる。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)脂環式部位としてトリシクロデカンまたはトリシクロデカン誘導体を含む、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.1~30重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)脂環式部位としてトリシクロデカンまたはトリシクロデカン誘導体を含む、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なる。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)脂環式部位としてトリシクロデカンまたはトリシクロデカン誘導体を含む、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.1~30重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なる。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.1~30重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~f)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分であって、脂肪族ポリオール、好ましくは脂肪族ジオールを脂肪族多官能イソシアネート、好ましくは脂肪族ジイソシアネートと反応させ、反応生成物を脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネート、例えばジイソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることにより得られる成分を10~45重量パーセント、
d)末端ヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族モノマーであって、前記(メタ)アクリレート基が単官能性アクリロキシ不飽和官能基である、脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤(単一硬化系)であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.1~30重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)2,4,4-または2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートと2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分を10~45重量パーセント、
d)2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~f)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物の別の好ましい実施形態では、組成物は、100cps~1500cpsの範囲の粘度を有し、以下の成分:
a)ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
b)4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
c)2,4,4-または2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートと2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応から得られる、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分を10~45重量パーセント、
d)2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される脂肪族モノマーを10~30重量パーセント、
e)フリーラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤であって、ホスフィンオキシド型光開始剤および芳香族ケトン型光開始剤からなる群から選択される光開始剤を0.5~6重量パーセント、
f)着色顔料を0~5重量パーセント、
g)加工性を高めるための添加剤および/または充填剤を0.1~30重量パーセント、
含有し、
成分a)、b)、c)、およびd)は互いに異なり、成分a)~g)の合計は100重量パーセントである。
本発明による液状の放射線硬化性組成物は、印刷プロセスの直前に成分を混合する必要がない一液系である。これは、好ましくは、単一の硬化メカニズムでフリーラジカル硬化によって硬化可能である。より好ましくは、本発明による液状の放射線硬化性組成物は、化学線硬化、電子ビーム硬化、熱硬化、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される技術によって硬化可能である。
本発明の液状の放射線硬化性樹脂組成物は、高い性能および耐久性または耐候性を実現するために、脂肪族成分対芳香族成分の特定の比率を有する。好ましくは、組成物中の芳香族モノマーまたはオリゴマー対脂肪族モノマーまたはオリゴマーの重量比は、5:95~50:50の範囲にある。より好ましくは、芳香族モノマーまたはオリゴマー対脂肪族モノマーまたはオリゴマーの重量比は、5:95~30:70(芳香族:脂肪族の重量%)の範囲にある。
驚くべきことに、機械的特性および硬化速度は、本発明による液状の放射線硬化性組成物中のメタクリレート対アクリレートの独自の比によってバランスをとることができることも見出された。好ましくは、メタクリレートモノマーまたはメタクリレートオリゴマー対アクリレートモノマーまたはアクリレートオリゴマーの重量比は、80:20~20:80の範囲にある。より好ましくは、メタクリレートモノマーまたはメタクリレートオリゴマー対アクリレートモノマーまたはアクリレートオリゴマーの重量比は、80:20~50:50(メタクリレート:アクリレートの重量%)の範囲にある。
本発明による樹脂組成物は、付加製造プロセスまたは噴射プロセスまたは両方の組み合わせにおける使用に特に適している。
三次元物体を作製するためのそのような付加製造プロセスまたは噴射プロセスは当該技術分野で公知であり、通常、
(1)液状の放射線硬化性樹脂を準備するステップ;
(2)3Dプリンタを準備するステップ;
(3)液状の放射線硬化性樹脂の層を表面上にコーティングするステップ;
(4)前記層を画像ごとに化学線に曝し、曝されて画像化された第1の断面を形成するステップであって、化学線が、曝された領域において層を実質的に硬化させるのに十分な強度および時間である、ステップ;
(5)予め曝されて画像化された断面上に液状の放射線硬化性樹脂の追加の層をコーティングするステップ;
(6)前記追加の層を画像ごとに化学線に曝し、画像化された追加の断面を形成するステップであって、化学線が、曝された領域において第2の層を実質的に硬化させるのに十分なかつ予め曝された画像化された断面に付着させるのに十分な強度および時間である、ステップ;ならびに
(7)ステップ(5)と(6)を望みの回数繰り返して、三次元物体を造形するステップ
を含む。
本発明による液状の放射線硬化性樹脂は、そのような方法で使用することができる。
好ましくは、液状の放射線硬化性組成物は、三次元物体を形成するために組成物を堆積または積層し、この組成物に照射を行うステップを繰り返すことを含む付加製造または噴射プロセスで使用され、より好ましくは、組成物は、三次元物体を形成するために組成物を堆積または積層し、加熱し、脱気し、この組成物に照射を行うステップを繰り返すことを含む付加製造または噴射プロセスで使用される。
本発明は、本発明による液状の放射線硬化性組成物を使用する付加製造プロセスによって生成される三次元物体も包含する。そのような三次元物体は、高強度樹脂の基準を満たし、少なくとも2.5GPaから最大5GPaのヤング率、少なくとも70MPaから最大120MPaの引張強さを示す。ガラス転移温度Tは少なくとも90℃であり、最大300℃に到達し得る。引張強さおよびヤング率は、ASTM D638に従って測定される。ガラス転移温度Tは、ASTM E1640に従う動的機械分析における貯蔵弾性率の開始時に決定される。
本発明による液状の放射線硬化性組成物を使用する付加製造プロセスによって生成された三次元物体は、高強度の材料をもたらすのみならず、優れたエージング特性および耐候性も示す。
引張強さや破断点伸びなどの機械的特性は、紫外線、温度、および湿気に200時間曝した後であっても維持され、引張強さの変化は、紫外線、温度、および湿気に800時間曝した後であっても50%未満である。
したがって、本発明は、本発明による液状の放射線硬化性組成物を使用する付加製造プロセスによって生成される三次元物体であって、ASTM G154に従って800時間エージングされた後にその引張強さの少なくとも50%を保持する三次元物体を包含する。
高強度と優れた耐候性との両方の組み合わせは、当該技術分野では報告されていない。単一硬化の低粘度であり、三次元印刷可能であり、かつ放射線硬化性である本発明の液状の樹脂配合物から生成される完全に硬化した三次元物体の機械的特性、熱的特性、および耐久性または耐候性は、先行技術の製品よりも大幅に優れている。本発明による樹脂組成物は、高強度かつ温度に対して安定な自動車用および工業用の熱硬化性部品のSLA/DLPに基づく3D印刷/付加製造のために使用することができる。
実施例
本発明の主題は、以下の実施例においてより詳細に説明されるが、本発明の主題がこれらの実施例に限定されることは意図されていない。
樹脂および試験サンプル調製のための手順:
樹脂は、表に記載されている化学成分を混合装置で混合することによって調製する。このようにして調製した樹脂混合物を使用して、DLP3D印刷プロセスにより引張試験片を生成する。
引張強さ、破断点伸び、およびヤング率は、ASTM D638に従って決定した。
ガラス転移温度Tは、ASTM E1640に従って動的機械分析における貯蔵弾性率の開始時に決定した。
1.実施例1
Figure 2023553852000001
25℃で回転レオメーター法(10Hz)により測定された組成物1の粘度は800cpsであった。
Figure 2023553852000002
印刷された引張試験片は、70MPaを超える引張強さと、3.5~7%の必要な範囲の破断点伸びを示す。弾性率は2.5GPaより大きく、3.29GPaに達する。ガラス転移温度Tは、完全硬化後に90~145℃の必要とされる範囲にある。
Figure 2023553852000003
変化率(t400)400時間エージング後=((400時間エージング後の値(t400)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
変化率(t800)800時間エージング後=((800時間エージング後の値(t800)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
2.実施例2
Figure 2023553852000004
25℃で回転レオメーター法(10Hz)により測定された組成物2の粘度は600cpsであった。
Figure 2023553852000005
引張試験片の引張強さは70より大きい。破断点伸びは3.5~7%の必要とされる範囲にある。弾性率は2.5GPaより大きく、2.96GPaに達する。
Figure 2023553852000006
変化率(t400)400時間エージング後=((400時間エージング後の値(t400)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
変化率(t800)800時間エージング後=((800時間エージング後の値(t800)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
3.実施例3
Figure 2023553852000007
25℃で回転レオメーター法(10Hz)により測定された組成物3の粘度は671cpsであった。
Figure 2023553852000008
引張試験片の引張強さは70より大きく、84.1MPaに達する。破断点伸びは3.5~7%の目標範囲にある。弾性率は2.5GPaより大きく、2.99GPaに達する。
Figure 2023553852000009
変化率(t400)400時間エージング後=((400時間エージング後の値(t400)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
変化率(t800)800時間エージング後=((800時間エージング後の値(t800)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
4.実施例4
Figure 2023553852000010
25℃で回転レオメーター法(10Hz)により測定された組成物4の粘度は792cpsであった。
Figure 2023553852000011
引張試験片の引張強さは70より大きく、78MPaに達する。破断点伸びは3.5~7%の必要とされる範囲にある。弾性率は2.5GPaより大きく、3.09GPaに達する。
Figure 2023553852000012
変化率(t400)400時間エージング後=((400時間エージング後の値(t400)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
変化率(t800)800時間エージング後=((800時間エージング後の値(t800)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
5.実施例5
Figure 2023553852000013
Figure 2023553852000014
引張試験片の引張強さは70MPaより大きい。破断点伸びは3.5~7%の目標範囲にある。弾性率は2.5GPaより大きく、2.79GPaに達する。
Figure 2023553852000015
変化率(t400)400時間エージング後=((400時間エージング後の値(t400)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
変化率(t800)800時間エージング後=((800時間エージング後の値(t800)-エージング前の値(t))/エージング前の値(t))×100
6.実施例6
Figure 2023553852000016
Figure 2023553852000017
引張試験片の引張強さは70MPaより大きく、75MPaに達する。破断点伸びは3.5~7%の目標範囲にある。弾性率は2.5GPaより大きく、3.47GPaに達する。
7.実施例7(比較例)
Figure 2023553852000018
組成物7は、成分a)が組成物の50重量%を超える比較例である。これは、25℃で回転レオメーター法(10Hz)により決定される3570cpsの粘度をもたらす。
DLP 3D印刷プロセスで組成物7を印刷した後の引張試験片の特性は測定できなかった。この材料は試験を実施するには脆すぎ、組成物の粘度は印刷に望ましい範囲を超えている。本発明による成分a)の50重量パーセントの重量範囲を超えると、組成物の粘度が大きく影響を受ける。

Claims (15)

  1. 1500cps以下の粘度を有する液状の放射線硬化性組成物であって、
    a)少なくとも2つの芳香族(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を5~50重量パーセント、
    b)縮環したまたは縮合した少なくとも3つの環を有する脂環式部位を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分またはオリゴマー成分を0~20重量パーセント、
    c)少なくとも1つのウレタン結合を含む少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する脂肪族オリゴマー成分またはポリマー成分を10~45重量パーセント、
    d)少なくとも1つのヒドロキシル部位を有する1つの(メタ)アクリレート基を有するモノマー成分を10~30重量パーセント、
    e)ラジカルを形成することができる1種以上の光開始剤を0.5~6重量パーセント、
    f)着色顔料を0~5重量パーセント
    含有し、
    成分a)、b)、c)、およびd)が互いに異なる、
    液状の放射線硬化性組成物。
  2. 成分a)が、ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(ナフトール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)ジ(メタ)アクリレート、ビス(アントロール)エトキシレート(1EO/ナフトール)ジ(メタ)アクリレート、およびビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(1EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(2EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエトキシレート(4EO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(1PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(2PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFプロポキシレート(4PO/フェノール)ジ(メタ)アクリレート、またはそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1記載の液状の放射線硬化性組成物。
  3. 成分b)中の前記少なくとも2つの(メタ)アクリレート基がアクリロキシ不飽和官能基であり、前記脂環式部位がトリシクロデカンまたはトリシクロデカンの誘導体であることを特徴とする、請求項1または2記載の液状の放射線硬化性組成物。
  4. 成分b)が、4,8-ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-カルボキシ-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-メトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ブトキシカルボニルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ブトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ブトキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ペントキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ペントキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ペントキシカルボニルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、4-ヒドロキシメチル-8-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-8-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、3-ヒドロキシメチル-9-ビニルオキシカルボニル-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンと、(メタ)アクリル酸との付加および/またはエステル化反応から得られることを特徴とする、請求項3記載の液状の放射線硬化性組成物。
  5. 成分c)中の前記少なくとも2つの(メタ)アクリレート基がアクリロキシ不飽和官能基であり、成分c)が、脂肪族ポリオールを脂肪族多官能性イソシアネートと反応させてから脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートでエンドキャップするか、または脂肪族多官能性イソシアネートを脂肪族ヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートと反応させることによって得られることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の液状の放射線硬化性組成物。
  6. 成分d)が、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、またはそれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の液状の放射線硬化性組成物。
  7. 前記組成物がフリーラジカル硬化により硬化可能であることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の液状の放射線硬化性組成物。
  8. 前記組成物が、化学線硬化、電子ビーム硬化、熱硬化、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される技術によって硬化可能であることを特徴とする、請求項7記載の液状の放射線硬化性組成物。
  9. 前記組成物中の芳香族モノマーまたはオリゴマー対脂肪族モノマーまたはオリゴマーの重量比が、5:95~50:50の範囲にあることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の液状の放射線硬化性組成物。
  10. メタクリレートモノマーまたはメタクリレートオリゴマー対アクリレートモノマーまたはアクリレートオリゴマーの重量比が80:20~20:80の範囲にあることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の液状の放射線硬化性組成物。
  11. 前記組成物の粘度が25℃で100~1500cpsの範囲にあることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の液状の放射線硬化性組成物。
  12. 付加製造プロセスまたは噴射プロセスまたは両方の組み合わせへの、請求項1から11までのいずれか1項記載の組成物の使用。
  13. 前記付加製造または噴射プロセスが、三次元物体を形成するために前記組成物を堆積または積層し、該組成物に照射を行うステップを繰り返すことを含むことを特徴とする、請求項12記載の使用。
  14. 請求項1から11までのいずれか1項記載の組成物を使用して付加製造プロセスにより生成される三次元物体において、少なくとも2.5GPaのヤング率、少なくとも70MPaの引張強さ、および貯蔵弾性率の開始時における少なくとも90℃のガラス転移温度Tを有することを特徴とする、三次元物体。
  15. ASTM G154に従って800時間エージングされた後に引張強さの少なくとも50%を保持することを特徴とする、請求項14記載の三次元物体。
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