JP2024036910A - 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、硬化膜及び物品 - Google Patents
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Abstract
【課題】防曇性及び耐摩耗性に優れた硬化膜を与え得る、新規な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供すること。【解決手段】下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(A)、並びに(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物(B)を含む、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。【化21】JPEG2024036910000023.jpg26152(式(1)中、R1は、それぞれ独立して水素原子または(メタ)アクリロイル基を表す。ただし、R1は、全てが水素原子であることはない。R2は、炭素数が2~4のアルキレン基を表す。k、l及びmは、0~50の整数である。ただし、k+l+m=4~50である。nは、水酸基価から算出されるポリグリセリンの平均重合度を示し、2~20の整数である。)【選択図】なし
Description
本発明は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、硬化膜及び物品に関する。
プラスチック材料やガラスは透明性が高いため、レンズ、保護眼鏡、ゴーグル、浴室の内壁、並びに、自動車及びオートバイ等のヘッドランプカバー及びリアランプカバー等に使用されるが、高温多湿の場所又は温度差若しくは湿度差が大きい場所で使用された場合においては、その表面に結露が生じるため曇り、透明性が失われることがある。
上記問題を解決するため、近年、紫外線及び電子線等の活性エネルギー線の照射によって硬化する防曇性組成物を、プラスチック材料やガラス等の基材の表面に塗工する方法が提案されている。具体的には、親水性単量体及び界面活性剤を含む防曇被覆組成物(特許文献1)、(メタ)アクリレート及び反応性界面活性剤を含む活性エネルギー線硬化型防曇性組成物(特許文献2)が提案されている。
しかしながら、従来の防曇性組成物は、得られる硬化膜における防曇性は未だ十分ではなく、また防曇性に優れていたとしても、硬化膜の耐摩耗性に劣る場合が多くあった。
本発明は、防曇性及び耐摩耗性に優れた硬化膜を与え得る、新規な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の構造を有する(メタ)アクリレート、並びに(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びオキシアルキレン基を有する化合物を含む組成物によって、前記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、硬化膜及び物品に関する。
1.下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(A)、並びに
(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物(B)を含む、
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
(式(1)中、R1は、それぞれ独立して水素原子または(メタ)アクリロイル基を表す。ただし、R1は、全てが水素原子であることはない。R2は、炭素数が2~4のアルキレン基を表す。k、l及びmは、0~50の整数である。ただし、k+l+m=4~50である。nは、水酸基価から算出されるポリグリセリンの平均重合度を示し、2~20の整数である。)
(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物(B)を含む、
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
2.(B)成分が、下記一般式(2)で表される化合物である、上記項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
(式(2)中、Xは、芳香環、アルキル基、エチレン性二重結合又はこれらの組み合わせを有する1価の基を表す。R3は、炭素数2~4のアルキレン基を表す。nは、5~150の整数である。複数のR3は、同一でも異なっていてもよい。R4は、-PO(O-M+)2、-SO3
-M+を表す。M+は、RA
3N+-RB-O-RCを表す。RAは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。RBは、炭素数1~20の2価の有機基を表す。RCは、(メタ)アクリロイル基を表す。)
3.上記一般式(2)におけるXが、下記一般式(3)で表される基である、上記項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
(式(3)中、R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を表す。mは、1~3の整数である。mが2又は3の場合、複数のR6は、同一でも異なっていてもよい。*は、上記一般式(2)における酸素原子に結合する部位を示す。)
4.(A)成分が、分子内に少なくとも4個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートである、上記項1~3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
5.更に、光重合開始剤を含む、上記項1~4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
6.上記項1~5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる硬化膜。
7.基材と、上記項6に記載の硬化膜を含む、物品。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、それから得られる硬化膜において防曇性に優れており、かつ、耐摩耗性にも優れている。また、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、得られる硬化膜がプラスチック基材との密着性に優れるため、プラスチック材料に好適に用いられる。さらに、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、得られる硬化膜が透明性に優れるため、光学材料や光学部品に好適に用いられる。
[活性エネルギー線硬化性樹脂組成物]
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(A)(以下、(A)成分と記す)及び(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物(B)(以下、(B)成分と記す)を含むものである。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(A)(以下、(A)成分と記す)及び(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物(B)(以下、(B)成分と記す)を含むものである。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は「アクリル及びメタクリルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。同様に、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート及びメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味し、「(メタ)アクリロイル基」は「アクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。
<(メタ)アクリレート(A)>
(A)成分は、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートであれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。(A)成分は1種を単独で、又は2種以上を併用できる。
(A)成分は、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレートであれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。(A)成分は1種を単独で、又は2種以上を併用できる。
上記一般式(1)中、R1は、それぞれ独立して水素原子または(メタ)アクリロイル基を表す。ただし、R1は、全てが水素原子であることはない。R2は、炭素数が2~4のアルキレン基を表す。k、l及びmは、0~50の整数である。ただし、k+l+m=4~50である。nは、水酸基価から算出されるポリグリセリンの平均重合度を示し、2~20の整数である。なお、k、l及びmが0の場合は、直接結合を表す。例えば、kが0の場合は、以下の構造となる。
上記一般式(1)におけるR2は、炭素数が2~4のアルキレン基を表す。当該アルキレン基は、例えば、エチレン基、n-プロピレン基、i-プロピレン基、n-ブチレン基、i-ブチレン基等が挙げられる。当該アルキレン基は、硬化膜の防曇性に優れる点から、エチレン基、i-プロピレン基が好ましい。また、R2においては、炭素数が2~4のアルキレン基を2種以上使用してもよい。
上記一般式(1)において、ポリグリセリンの水酸基1モルに対する炭素数が2~4のオキシアルキレン基(式(1)中の(R2O))のモル数(式(1)中のk、l及びm)が0~50モルである場合、架橋密度が高くなるため、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化膜における防曇性及び耐摩耗性は優れたものとなる。上記炭素数が2~4のオキシアルキレン基のモル数が50モル超である場合は、架橋密度が低くなるため、上記硬化膜は耐摩耗性が低下する傾向にある。
ポリグリセリンの水酸基1モルに対する上記炭素数が2~4のオキシアルキレン基のモル数は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、1~50モルが好ましく、同様の点から、1~30モルがより好ましく、同様の点から、1~20モルがさらに好ましく、同様の点から、1~10モルが特に好ましい。
上記一般式(1)において、ポリグリセリン1モルに対する炭素数が2~4のオキシアルキレン基(式(1)中の(R2O))のモル数(式(1)中のk+l+m)が4~50モルである場合、架橋密度が高くなるため、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化膜における防曇性及び耐摩耗性は優れたものとなる。上記炭素数が2~4のオキシアルキレン基のモル数が50モル超である場合は、架橋密度が低くなるため、上記硬化膜は耐摩耗性が低下する傾向にある。上記炭素数が2~4のオキシアルキレン基のモル数が4モル未満である場合は、硬化膜の親水性が低くなり、上記硬化膜は防曇性が低下する傾向にある。
ポリグリセリン1モルに対する上記炭素数が2~4のオキシアルキレン基のモル数は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、4~30モルが好ましく、同様の点から、4~20モルがより好ましく、同様の点から、4~15モルがさらに好ましく、同様の点から、4~10モルが特に好ましい。
上記一般式(1)におけるポリグリセリンの平均重合度(式(1)中のn)は2~20である場合、架橋密度が高くなるため、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化膜における防曇性及び耐摩耗性は優れたものとなる。上記ポリグリセリンの平均重合度が2モル未満である場合は、架橋密度が低くなるため、上記硬化膜は耐摩耗性が低下する傾向にある。上記ポリグリセリンの平均重合度が20モル超である場合は、分子量が大きく、アクリロイル基の導入が困難となり、上記硬化膜は耐摩耗性が低下する傾向にある。
上記ポリグリセリンの平均重合度は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、2~10であるのが好ましく、同様の点から、2~5であるのがより好ましい。
本明細書において、上記一般式(1)におけるポリグリセリンの平均重合度は、水酸基価から算出される平均重合度(n)であり、末端分析法によって算出される値であって、式(4)及び式(5)から算出される。
分子量=74n+18 ・・・ (4)
水酸基価=56110(n+2)/分子量 ・・・ (5)
分子量=74n+18 ・・・ (4)
水酸基価=56110(n+2)/分子量 ・・・ (5)
上記水酸基価は、1gの化合物に含まれる遊離のヒドロキシ基をアセチル化するために必要な酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいい、水酸化カリウムのミリグラム数は、社団法人日本油化学会編纂、「日本油化学会制定、基準油脂分析試験法、2013年度版」に準じて算出される。
((メタ)アクリレート(A)の物性)
(A)成分の物性は、特に限定されない。(A)成分における分子内の(メタ)アクリロイル基の数は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、少なくとも2個であるのが好ましく、同様の点から、少なくとも3個であるのがより好ましく、同様の点から、少なくとも4個であるのが特に好ましい。
(A)成分の物性は、特に限定されない。(A)成分における分子内の(メタ)アクリロイル基の数は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、少なくとも2個であるのが好ましく、同様の点から、少なくとも3個であるのがより好ましく、同様の点から、少なくとも4個であるのが特に好ましい。
((メタ)アクリレート(A)の製造方法)
(A)成分の製造方法は、特に限定されず、各種公知の方法を使用できる。具体的には、例えば、特定のポリグリセリンに任意の量のアルキレンオキサイドを公知の方法で付加反応させたポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルの水酸基に、(メタ)アクリル酸を反応させて生成水を系外に抜き出しながらエステル化させる脱水エステル化法;当該水酸基に低級アルコールの(メタ)アクリル酸エステルを反応させて生成した低級アルコールを系外に抜き出しながらエステル化させるエステル交換法等が挙げられる。
(A)成分の製造方法は、特に限定されず、各種公知の方法を使用できる。具体的には、例えば、特定のポリグリセリンに任意の量のアルキレンオキサイドを公知の方法で付加反応させたポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルの水酸基に、(メタ)アクリル酸を反応させて生成水を系外に抜き出しながらエステル化させる脱水エステル化法;当該水酸基に低級アルコールの(メタ)アクリル酸エステルを反応させて生成した低級アルコールを系外に抜き出しながらエステル化させるエステル交換法等が挙げられる。
上記製造方法におけるアルキレンオキサイドは、炭素数が2~4のアルキレンサイドであれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。当該アルキレンオキサイドは、1種を単独で、又は2種以上を併用できる。当該アルキレンオキサイドは、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。
上記製造方法における(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸低級アルコールエステルの使用量は、特に限定されないが、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、ポリグリセリン又はポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルの水酸基のうち、少なくとも2つと反応させることが好ましく、同様の点から、少なくとも3つと反応させることがより好ましく、同様の点から、少なくとも4つと反応させることが特に好ましい。
<化合物(B)>
(B)成分は、(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物であれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。(B)成分は1種を単独で、又は2種以上を併用できる。
(B)成分は、(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物であれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。(B)成分は1種を単独で、又は2種以上を併用できる。
(B)成分は、(メタ)アクリロイル基を有することにより、(A)成分との反応性に優れるため、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化膜における耐摩耗性は優れたものとなる。また、(B)成分は、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有することにより、上記硬化膜における親水性が高くなるため、上記硬化膜の防曇性は優れたものとなる。一方で、(B)成分においてイオン性基及びポリオキシアルキレン基のいずれか又はその両方を有さない場合は、上記硬化膜における親水性が不十分になるため、上記硬化膜の防曇性は低下する傾向にある。また、(B)成分において(メタ)アクリロイル基を有さない場合は、(A)成分との反応性が低下するため、上記硬化膜の耐摩耗性は低下する傾向にある。
(B)成分におけるイオン性基は、アニオン種及びカチオン種を含む官能基であれば、特に限定されない。イオン性基は、例えば、硫酸エステル塩基(-OSO3
-X+)、スルホン酸塩基(-SO3
-X+)、リン酸エステル塩基(-OPO(O-X+)2)、ホスホン酸塩基(-PO(O-X+)2)、カルボン酸塩基(-COO-X+)、ボロン酸塩基(-B(O-X+)2)等のアニオン性基(X+は、カチオン基である。);4級アンモニウム基(-N+R3Y-)(Rは、それぞれ独立して、炭素数1~10の1価の炭化水素基である。Y-は、1価のアニオン基である。)等のカチオン性基等が挙げられる。(B)成分におけるイオン性基は、1種を単独で、又は2種以上を併用できる。
上記X+で表されるカチオン基は、特に限定されないが、例えば、アンモニウム基(NH4
+)、金属イオン、Ra
3N+Rb(Raは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基である。Rbは、炭素数1~20の1価の有機基である。)等が挙げられる。
上記金属イオンは、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン等が挙げられる。
上記Ra
3N+RbにおけるRaで表される炭素数1~10の1価の炭化水素基は、特に限定されないが、例えば、炭素数1~10のアルキル基等が挙げられる。炭素数1~10のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、i-ペンチル基、n-ヘキシル基、i-ヘキシル基、n-ヘプチル基、i-ヘプチル基、n-オクチル基、エチルヘキシル基、n-ノニル基、i-ノニル基、n-デシル基、i-デシル基等が挙げられる。
上記Ra
3N+RbにおけるRbで表される炭素数1~20の1価の有機基は、特に限定されないが、例えば、炭素数1~20の炭化水素基、(メタ)アクリロイル基を含む1価の基等が挙げられる。
上記Y-で表される1価のアニオン基は、特に限定されないが、例えば、ハロゲン化物イオン、スルホン酸基(SO3
-)、カルボン酸基(COO-)、PF6
-、SbF6
-、AsF6
-、BF4
-、ClO4
-、NO3
-等が挙げられる。
(B)成分におけるイオン性基は、硬化膜の防曇性に優れる点から、硫酸エステル塩基(-OSO3
-X+)、スルホン酸塩基(-SO3
-X+)、ホスホン酸塩基(-PO(O-X+)2)であるのが好ましく、硫酸エステル塩基(-OSO3
-X+)、スルホン酸塩基(-SO3
-X+)であるのがより好ましい。また、この場合のカチオン基(X)は、硬化膜の防曇性に優れる点から、上記のRa
3N+Rbであるのが好ましく、同様の点から、Ra
3N+RbにおけるRbが(メタ)アクリロイル基を含む1価の基であるのがより好ましい。
(B)成分におけるポリオキシアルキレン基は、特に限定されないが、例えば、上記一般式(1)中の炭素数が2~4のオキシアルキレン基(式(1)中の(R2O))が縮合した構成単位が挙げられる。具体的には、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基;オキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブチレン基からなる群より選択される少なくとも2種以上の基がランダムに縮合した構成単位;オキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブチレン基からなる群より選択される少なくとも2種以上の基が各々で縮合してブロック構造を形成した構成単位等が挙げられる。(B)成分におけるポリオキシアルキレン基は、1種を単独で、又は2種以上を併用できる。
(B)成分におけるポリオキシアルキレン基は、硬化膜の防曇性に優れる点から、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基であるのが好ましい。
(B)成分は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、さらに芳香環を有することが好ましく、同様の点から、複数の芳香環を有することがより好ましい。
上記芳香環は、特に限定されないが、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等が挙げられる。上記芳香環は非置換でもよく、アルキル基、アリール基、これらの組み合わせ等で置換されていてもよい。
(B)成分は、硬化膜の防曇性に優れる点から、下記一般式(2)で表される化合物であるのが好ましい。
上記一般式(2)中、Xは、芳香環、アルキル基、エチレン性二重結合又はこれらの組み合わせを有する1価の基を表す。R3は、炭素数2~4のアルキレン基を表す。nは、5~150の整数である。複数のR3は、同一でも異なっていてもよい。R4は、-PO(O-M+)2、-SO3
-M+を表す。M+は、RA
3N+-RB-O-RCを表す。RAは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。RBは、炭素数1~20の2価の有機基を表す。RCは、(メタ)アクリロイル基を表す。
上記一般式(2)のXが有する芳香環は、特に限定されないが、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等が挙げられる。上記Xが芳香環を有する場合、この芳香環は非置換でもよく、アルキル基、アリール基、これらの組み合わせ等で置換されていてもよい。
上記一般式(2)のXが有するアルキル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数1~10のアルキル基等が挙げられる。炭素数1~10のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、i-ペンチル基、n-ヘキシル基、i-ヘキシル基、n-ヘプチル基、i-ヘプチル基、n-オクチル基、エチルヘキシル基、n-ノニル基、i-ノニル基、n-デシル基、i-デシル基等が挙げられる。
上記一般式(2)のXで表される1価の基は、例えば、下記一般式(3)で表される基、ビニル基、アリル基、3-ペンテニル基等のアルケニル基、(メタ)アクリロイル基、アリルエーテル基等が挙げられる。
上記一般式(2)のXで表される1価の基は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、下記一般式(3)で表される基が好ましい。
上記一般式(3)中、R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を表す。mは、1~3の整数である。mが2又は3の場合、複数のR6は、同一でも異なっていてもよい。*は、上記一般式(2)における酸素原子に結合する部位を示す。
上記一般式(3)のR5及びR6で表されるアルキル基は、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~3のアルキル基等が挙げられる。R5及びR6で表されるアルキル基は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、メチル基、エチル基であるのが好ましい。
上記一般式(3)のmは、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、1及び2が好ましい。
上記一般式(2)の R3で表される炭素数2~4のアルキレン基は、特に限定されないが、例えば、エチレン基、n-プロピレン基、i-プロピレン基、n-ブチレン基、i-ブチレン基等が挙げられる。R3で表される炭素数2~4のアルキレン基は、硬化膜の防曇性に優れる点から、エチレン基及びi-プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
上記一般式(2)のM+におけるN+RA
3-RB-O-RCのRAで表される炭素数1~10の1価の炭化水素基は、特に限定されないが、例えば、上記Ra
3N+RbにおけるRaの炭素数1~10の1価の炭化水素基として上述したものと同様の基等が挙げられる。RBで表される炭素数1~20の2価の有機基は、特に限定されないが、例えば、置換若しくは非置換の2価の炭化水素基等が挙げられる。
上記RAは、硬化膜の防曇性に優れる点から、水素原子及び炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基及びエチル基がより好ましい。RBは、硬化膜の防曇性の点から、炭素数2~10の2価の炭化水素基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基がさらに好ましい。RCは、(B)成分の反応性がより高くなり、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、アクリロイル基が好ましい。
上記一般式(2)のnの下限は、硬化膜の防曇性に優れる点から、10が好ましく、20がより好ましい。nの上限は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、130が好ましく、100がより好ましい。
(ポリ(メタ)アクリレート(C))
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に、(A)成分及び(B)成分以外のポリ(メタ)アクリレート(C)(以下、(C)成分と記す)を含み得る。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に、(A)成分及び(B)成分以外のポリ(メタ)アクリレート(C)(以下、(C)成分と記す)を含み得る。
(C)成分は、(A)成分及び(B)成分以外の、分子内に(メタ)アクリロイル基を少なくとも3個有する化合物であれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。(C)成分は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
(C)成分は、例えば、水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、(A)成分以外のエチレンオキサイド変性ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレート、(A)成分以外のプロピレンオキサイド変性ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(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、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性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ヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート、ポリエーテルポリ(メタ)アクリレート、ポリアクリルポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基含有グリセリンポリ(メタ)アクリレート、水酸基含有ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレート、水酸基含有ペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、水酸基含有ポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、水酸基含有トリメチロールプロパンポリ(メタ)アクリレート、水酸基含有ポリトリメチロールプロパンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有グリセリンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、グリセリンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性グリセリンジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリンジ(メタ)アクリレート、並びに、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート及びグリセリントリ(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも2種からなる混合物等が挙げられる。
上記水酸基含有ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、ジグリセリンジ(メタ)アクリレート、ジグリセリントリ(メタ)アクリレート、トリグリセリンジ(メタ)アクリレート、トリグリセリントリ(メタ)アクリレート、トリグリセリンテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有ペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートは、例えば、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、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、並びに、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択される少なくとも2種からなる混合物等が挙げられる。
上記水酸基含有ポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートは、例えば、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、トリペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、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、並びに、これら(メタ)アクリレートより選択される少なくとも2種からなる混合物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートの混合物等が挙げられる。
上記水酸基含有トリメチロールプロパンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、トリメチロールプロパンジ(メタ) アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有ポリトリメチロールプロパンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(ウレタンポリ(メタ)アクリレート)
上記ウレタンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレートとポリイソシアネートとの反応物、水酸基含有(メタ)アクリレートとポリオ-ルとポリイソシアネートとの反応物等が挙げられる。
上記ウレタンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレートとポリイソシアネートとの反応物、水酸基含有(メタ)アクリレートとポリオ-ルとポリイソシアネートとの反応物等が挙げられる。
上記ウレタンポリ(メタ)アクリレートにおける水酸基含有(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基含有モノ(メタ)アクリレート、上記水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有モノ(メタ)アクリレートは、例えば、水酸基含有直鎖アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有分岐アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有シクロアルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有アリール(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性グリセリンモノ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ) アクリレート、及びこれらモノ(メタ)アクリレートのカプロラクトン付加物等が挙げられる。
上記水酸基含有直鎖アルキル(メタ)アクリレートは、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有分岐アルキル(メタ)アクリレートは、例えば、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、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有シクロアルキル(メタ)アクリレートは、例えば、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。上記水酸基含有アリール(メタ)アクリレートは、例えば、1,4-ベンゼンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートは、例えば、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシブチレン-ポリオキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート等のブロック構造のオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート;ポリ(エチレングリコール-テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール-テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート等のランダム構造のオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基含有(メタ)アクリレートは、硬化性及び硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、分子内に少なくとも3個の(メタ)アクリロイル基を有する水酸基含有(メタ)アクリレートが好ましく、分子内に1個の水酸基及び少なくとも3個の(メタ)アクリロイル基を有する水酸基含有(メタ)アクリレートがより好ましい。上記水酸基含有(メタ)アクリレートは、硬化性及び硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、上記水酸基含有ペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、上記水酸基含有ポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートが好ましい。
上記ポリイソシアネートは、分子内に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であれば、各種公知のものを特に制限なく使用できる。上記ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記ポリイソシアネートは、例えば、直鎖脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、これらジイソシアネートのビウレット体、イソシアヌレート体、アロファネート体、アダクト体、並びに、ビウレット体、イソシアヌレート体、アロファネート体及びアダクト体からなる群より選択される2種以上が反応して得られる複合体等が挙げられる。
上記直鎖脂肪族ジイソシアネートは、例えば、メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピ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、ペンタ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、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記分岐脂肪族ジイソシアネートは、例えば、ジエチルペンチレンジイソシアネート、トリメチルブチレンジイソシアネート、トリメチルペンチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂環式ジイソシアネートは、例えば、水添キシレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、シクロヘプチレンジイソシアネート、シクロデシレンジイソシアネート、トリシクロデシレンジイソシアネート、アダマンタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ビシクロデシレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記芳香族ジイソシアネートは、例えば、4,4’-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート等のジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルテトラメチルメタンジイソシアネート等のテトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、m-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記ジイソシアネートの上記ビウレット体は、
下記構造式:
[式中、nbは、1以上の整数であり、RbA~RbEはそれぞれ独立に、直鎖脂肪族ジイソシアネート残基、分岐脂肪族ジイソシアネート残基、脂環式ジイソシアネート残基及び芳香族ジイソシアネート残基のいずれかであり、Rbα~Rbβはそれぞれ独立に、イソシアネート基又は
(nb1は、0以上の整数であり、Rb1~Rb5はRbA~RbEと同様であり、Rb’~R b'' はそれぞれ独立に、イソシアネート基又はRbα~Rbβ自身の基である。Rb4~Rb5、R b''は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)である。RbD~RbE、Rbβは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]で表される化合物等が挙げられる。
下記構造式:
上記ジイソシアネートの上記ビウレット体は、具体的には、デュラネート24A-100、デュラネート22A-75P、デュラネート21S-75E(以上、旭化成(株)製)、デスモジュ-ルN3200A(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体)(以上、住化コベストロウレタン(株)製)等が挙げられる。
上記ジイソシアネートの上記イソシアヌレート体は、
下記構造式:
[式中、niは、0以上の整数であり、RiA~RiEはそれぞれ独立に、直鎖脂肪族ジイソシアネート残基、分岐脂肪族ジイソシアネート残基、脂環式ジイソシアネート残基及び芳香族ジイソシアネート残基のいずれかであり、Riα~Riβはそれぞれ独立に、イソシアネート基又は
(ni1は、0以上の整数であり、Ri1~Ri5はRiA~RiEと同様であり、Ri’~R i'' はそれぞれ独立に、イソシアネート基又はRiα~Riβ自身の基である。Ri4~Ri5、Ri''は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)である。RiD~RiE、Riβは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]で表される化合物等が挙げられる。
下記構造式:
上記ジイソシアネートの上記イソシアヌレート体は、具体的には、デュラネートTPA-100、デュラネートTKA-100、デュラネートMFA-75B、デュラネートMHG-80B(以上、旭化成(株)製)、コロネートHXR、コロネートHX(以上、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)(以上、東ソー(株)製)、タケネートD-127N(水添キシリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)(以上、三井化学(株)製)、VESTANAT T1890/100(イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体)(以上、エボニック・ジャパン(株)製)等が挙げられる。
上記ジイソシアネートの上記アロファネート体は、
下記構造式:
[式中、naは、0以上の整数であり、RaAは、アルキル基、アリ-ル基、ポリエ-テル基、ポリエステル基又はポリカ-ボネ-ト基であり、RaB~RaGは、それぞれ独立に、直鎖脂肪族ジイソシアネート残基、分岐脂肪族ジイソシアネート残基、脂環式ジイソシアネート残基及び芳香族ジイソシアネート残基のいずれかであり、Raα~Raγはそれぞれ独立に、イソシアネート基又は
(na1は、0以上の整数であり、Ra1~Ra6はRaB~RaGと同様であり、Ra’~R a''' はそれぞれ独立に、イソシアネート基又はRaα~Raγ自身の基である。Ra1~Ra4、Ra’~R a''は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)である。RaB~RaE、Raα~Raβは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]で表される化合物等が挙げられる。
下記構造式:
上記ジイソシアネートの上記アロファネート体は、具体的には、コロネート2793(東ソー(株)製)、タケネートD-178N(三井化学(株)製)等が挙げられる。
上記ジイソシアネートの上記アダクト体は、
下記構造式:
[式中、nadは0以上の整数であり、RadA~RadEは、それぞれ独立に、直鎖脂肪族ジイソシアネート残基、分岐脂肪族ジイソシアネート残基、脂環式ジイソシアネート残基及び芳香族ジイソシアネート残基のいずれかであり、Rad1~Rad2は、それぞれ独立に
(式中、nad’は0以上の整数であり、Rad’~Rad’’はRadA~RadEと同様であり、Rad’’’は、Rad1~Rad2自身の基であり、Rad’~Rad’’’は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)
であり、RadD~RadE、Rad2は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]
で示されるトリメチロールプロパンとジイソシアネートのアダクト体、
下記構造式
[式中、nad1は0以上の整数であり、Radα~Radεは、それぞれ独立に、直鎖脂肪族ジイソシアネート残基、分岐脂肪族ジイソシアネート残基、脂環式ジイソシアネート残基及び芳香族ジイソシアネート残基のいずれかであり、RadA~RadBは、それぞれ独立に
(式中、nad1’は0以上の整数であり、Radδ’~Radε’はRadα~Radεと同様であり、RadB’は、RadA~RadB自身の基であり、Radδ’~Radε’、RadB’は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)
Radδ~Radε、RadBは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]
で示されるグリセリンとジイソシアネートのアダクト体等が挙げられる。
下記構造式:
であり、RadD~RadE、Rad2は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]
で示されるトリメチロールプロパンとジイソシアネートのアダクト体、
下記構造式
Radδ~Radε、RadBは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]
で示されるグリセリンとジイソシアネートのアダクト体等が挙げられる。
上記ジイソシアネートの上記アダクト体は、具体的には、デュラネートP301-75E(以上、旭化成(株)製)、タケネートD-110N、タケネートD-160N(以上、三井化学(株)製)、コロネートL、コロネートHL(以上、東ソー(株)製)等が挙げられる。
なお、上記の各式中、「直鎖脂肪族ジイソシアネート残基、分岐脂肪族ジイソシアネート残基、脂環式ジイソシアネート残基及び芳香族ジイソシアネート残基」とは、上記直鎖脂肪族ジイソシアネート、上記分岐脂肪族ジイソシアネート、上記脂環式ジイソシアネート及び上記芳香族ジイソシアネートのうち、イソシアネート基を除いた残りの基を意味する。
上記ウレタンポリ(メタ)アクリレートにおけるポリイソシアネートは、硬化膜の耐擦傷性に優れる点から、分子内に少なくとも3個のイソシアネート基を有するポリイソシアネートが好ましい。分子内に少なくとも3個のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとしては、上記ビウレット体、上記イソシアヌレート体、上記アロファネート体、上記アダクト体が好ましい。
上記ポリオールは、分子内に少なくとも2個の水酸基を有する化合物であれば、各種公知のものを特に制限なく使用できる。上記ポリオールは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記ポリオールは、例えば、脂肪族ポリオール、脂環族ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、(メタ)アクリル系ポリオール等が挙げられる。
上記脂肪族ポリオールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、ペンタエリスリトールジアクリレート、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の2個の水酸基を含有する脂肪族アルコール類、キシリトールやソルビトール等の糖アルコール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の3個以上の水酸基を含有する脂肪族アルコール類等が挙げられる。
上記脂環族ポリオールは、例えば、1,4-シクロヘキサンジオール、シクロヘキシルジメタノール等のシクロヘキサンジオール類、水添ビスフェノールA等の水添ビスフェノール類、トリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。
上記ポリエーテル系ポリオールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリペンタメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のポリアルキレングリコールや、これらポリアルキレングリコールのランダム或いはブロック共重合体等が挙げられる。
上記ポリエステル系ポリオールは、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸又はその無水物との縮合重合物;環状エステル(ラクトン)の開環重合物;多価アルコール、多価カルボン酸又はその無水物、及び環状エステルの3種類の成分による反応物などが挙げられる。
上記多価アルコールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類(1,4-シクロヘキサンジオールなど)、ビスフェノール類(ビスフェノールAなど)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトールなど)などが挙げられる。
上記多価カルボン酸又はその無水物は、例えば、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸、又はその無水物等が挙げられる。
上記環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトンなどが挙げられる。
上記ポリカーボネート系ポリオールは、例えば、多価アルコールとホスゲンとの反応物;環状炭酸エステル(アルキレンカーボネートなど)の開環重合物などが挙げられる。
上記多価アルコールは、例えば、上記ポリエステル系ポリオールに例示された多価アルコール等が挙げられ、上記アルキレンカーボネートは、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネートなどが挙げられる。
なお、上記ポリカーボネートポリオールは、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。
上記ポリオレフィン系ポリオールは、例えば、飽和炭化水素骨格としてエチレン、プロピレン、ブテン等のホモポリマーまたはコポリマーを有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。
上記ポリブタジエン系ポリオールは、例えば、炭化水素骨格としてブタジエンの共重合体を有し、その分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。ポリブタジエン系ポリオールは、その構造中に含まれるエチレン性不飽和基の全部または一部が水素化された水添化ポリブタジエンポリオールであってもよい。
上記(メタ)アクリル系ポリオールは、例えば、(メタ)アクリル酸エステルの重合体又は共重合体の分子内にヒドロキシル基を少なくとも2つ有しているものが挙げられる。上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
上記ウレタンポリ(メタ)アクリレートにおいて、上記ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基と、上記水酸基含有(メタ)アクリレートに含まれる水酸基及び上記ポリオールに含まれる水酸基とのモル比(NCO:OH)は、特に限定されないが、硬化膜の柔軟性及び耐擦傷性のバランスに優れる点から、1:1~10が好ましく、1:1~8程度がより好ましい。
上記ウレタンポリ(メタ)アクリレートの製造方法は、上記水酸基含有(メタ)アクリレート、上記ポリイソシアネート及び必要に応じて上記ポリオールを反応させる方法であれば特に限定はされず、各種公知の製造方法が例示される。具体的には、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレート、ポリイソシアネート及び必要に応じてポリオールを、触媒存在下で、適切な反応温度(例えば60~90℃等)で反応させる方法等が挙げられる。また、水酸基含有(メタ)アクリレート、ポリイソシアネート及びポリオールを反応させる順序は特に限定されず、それぞれを任意で混合させて反応させる方法、全成分を一括で混合させて反応させる方法等が挙げられる。
上記触媒は、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート等の有機錫触媒、オクチル酸錫などの有機酸錫触媒、チタンエチルアセトアセテート等の有機チタン触媒、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機ジルコニウム触媒、鉄アセチルアセトネート等の有機鉄触媒等が挙げられる。上記触媒は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
(ポリエステルポリ(メタ)アクリレート)
上記ポリエステルポリ(メタ)アクリレートは、例えば、上記ポリエステル系ポリオールと(メタ)アクリル酸との脱水縮合物等が挙げられる。
上記ポリエステルポリ(メタ)アクリレートは、例えば、上記ポリエステル系ポリオールと(メタ)アクリル酸との脱水縮合物等が挙げられる。
(エポキシポリ(メタ)アクリレート)
上記エポキシポリ(メタ)アクリレートは、例えば、エポキシ樹脂の末端エポキシ基と(メタ)アクリル酸との付加反応により得られた化合物等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。
上記エポキシポリ(メタ)アクリレートは、例えば、エポキシ樹脂の末端エポキシ基と(メタ)アクリル酸との付加反応により得られた化合物等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。
上記芳香族エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂やそれらの水素化物等が挙げられる。
上記脂肪族エポキシ樹脂は、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオール等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル;ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル;ネオペンチルグリコール、ジブロモネオペンチルグリコール及びそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン及びそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル、並びにペンタエリスリトール及びそのアルキレンオキサイド付加体のジ、トリ又はテトラグリジジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル;水素添加ビスフェノールA及びそのアルキレンオキシド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル;テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル;ハイドロキノンジグリシジルエーテル等が挙げられる。
(ポリエーテルポリ(メタ)アクリレート)
上記ポリエーテルポリ(メタ)アクリレートは、例えば、上記ポリエーテル系ポリオールと(メタ)アクリル酸との脱水縮合物等が挙げられる。
上記ポリエーテルポリ(メタ)アクリレートは、例えば、上記ポリエーテル系ポリオールと(メタ)アクリル酸との脱水縮合物等が挙げられる。
(ポリアクリルポリ(メタ)アクリレート)
上記ポリアクリルポリ(メタ)アクリレートは、例えば、エポキシ基含有モノ(メタ)アクリレート及び必要に応じてモノ(メタ)アクリレートを重合させて得られるアクリル共重合体と、(メタ)アクリル酸との反応物が挙げられる。
上記ポリアクリルポリ(メタ)アクリレートは、例えば、エポキシ基含有モノ(メタ)アクリレート及び必要に応じてモノ(メタ)アクリレートを重合させて得られるアクリル共重合体と、(メタ)アクリル酸との反応物が挙げられる。
上記エポキシ基含有モノ(メタ)アクリレートは、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド(すなわち、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン)等が挙げられる。
(ポリ(メタ)アクリレート(C)の物性)
(C)成分の物性は、特に限定されない。(C)成分における分子内の(メタ)アクリロイル基の数は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、少なくとも3個であるのが好ましい。
(C)成分の物性は、特に限定されない。(C)成分における分子内の(メタ)アクリロイル基の数は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、少なくとも3個であるのが好ましい。
(C)成分の重量平均分子量(Mw)は、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、500~100,000程度が好ましい。なお、(C)成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法におけるポリスチレン換算値をいうが、その測定方法は特に限定されず、各種公知の手段を採用でき、市販の測定機も利用できる。
(反応性希釈剤)
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に、反応性希釈剤を含み得る。反応性希釈剤は、(A)~(C)成分以外の炭素-炭素不飽和結合等の活性エネルギー線反応性官能基を有する化合物である。反応性希釈剤は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に、反応性希釈剤を含み得る。反応性希釈剤は、(A)~(C)成分以外の炭素-炭素不飽和結合等の活性エネルギー線反応性官能基を有する化合物である。反応性希釈剤は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
上記反応性希釈剤は、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。上記反応性希釈剤は、例えば、モノ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリレート、芳香環構造含有ビニルモノマー、酢酸ビニル等が挙げられる。
上記モノ(メタ)アクリレートは、例えば、上記炭素数1~18のアルキルエステル基を含むモノ(メタ)アクリレート、シクロアルキルモノ(メタ)アクリレート、芳香族モノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロリルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
上記炭素数1~18のアルキルエステル基を含むモノ(メタ)アクリレートは、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、メチルブチル(メタ)アクリレート、イソドデシル(メタ)アクリレート、イソトリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソペンタデシル(メタ)アクリレート、イソヘキサデシル(メタ)アクリレート、イソヘプタデシル(メタ)アクリレート及びイソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。等が挙げられる。
上記シクロアルキルモノ(メタ)アクリレートは、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(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、ジシクロペンタニルオキシエチル(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)アクリレート等が挙げられる。
上記芳香族モノ(メタ)アクリレートは、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノキシ(メタ)アクリレート、p-クミルフェノールエチレン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ジ(メタ)アクリレートは、例えば、エチレングリコールジ(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、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、プロピレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(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、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(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、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記芳香環構造含有ビニルモノマーは、例えば、スチレン、α-メチルスチレン及び4-メチルスチレン等が挙げられる。
(光重合開始剤)
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤を含み得る。光重合開始剤は2種以上を併用してもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤を含み得る。光重合開始剤は2種以上を併用してもよい。
上記光重合開始剤は、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。上記光重合開始剤は、例えば、ラジカル系光重合開始剤、カチオン系光重合開始剤、アニオン系光重合開始剤等が例示される。
上記ラジカル系光重合開始剤は、例えば、アルキルフェノン型光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド型光重合開始剤、水素引き抜き型光重合開始剤、オキシムエステル型光重合開始剤等が挙げられる。
上記アルキルフェノン型光重合開始剤は、例えば、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン等のベンジルジメチルケタール、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα-ヒドロキシアルキルフェノン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン等のα-アミノアルキルフェノン等が挙げられる。
上記アシルフォスフィンオキサイド型光重合開始剤は、例えば、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。
上記水素引き抜き型光重合開始剤は、例えば、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル等が挙げられる。
上記オキシムエステル型光重合開始剤は、例えば、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。
上記カチオン系光重合開始剤は、例えば、ヨードニウム,(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]-ヘキサフルオロフォスフェート(1-)及びプロピレンカーボネートの混合物、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート、トリアリールスルフォニウム テトラキス-(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
上記アニオン系光重合開始剤は、例えば、コバルトアミン系錯体、o-ニトロベンジルアルコールカルバミン酸エステル、オキシムエステル等が挙げられる。
なお、上記光重合開始剤は、紫外線硬化を行なう場合に使用されるが、電子線硬化をする場合には、必ずしも必要ではない。
(溶媒)
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、塗布作業性等を考慮して、溶媒を含んでもよい。溶媒は、例えば、水、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、アセチルアセトン、トルエン、キシレン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ヘプタン、イソプロピルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、1,4-ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。溶媒は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、塗布作業性等を考慮して、溶媒を含んでもよい。溶媒は、例えば、水、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、アセチルアセトン、トルエン、キシレン、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ヘプタン、イソプロピルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、1,4-ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。溶媒は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
(添加剤)
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて上記溶剤、上記反応性希釈剤、光重合開始剤のいずれでもない剤を添加剤として含み得る。添加剤は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。添加剤は、例えば、(B)成分以外の界面活性剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、表面調整剤、防曇剤、親水化剤、防汚染剤、顔料、金属酸化物微粒子分散体、有機微粒子分散体等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて上記溶剤、上記反応性希釈剤、光重合開始剤のいずれでもない剤を添加剤として含み得る。添加剤は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。添加剤は、例えば、(B)成分以外の界面活性剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、表面調整剤、防曇剤、親水化剤、防汚染剤、顔料、金属酸化物微粒子分散体、有機微粒子分散体等が挙げられる。
(B)成分以外の界面活性剤は、特に限定されず、各種公知の界面活性剤を使用できる。具体的には、例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、反応性乳化剤等が挙げられる。界面活性剤は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
上記カチオン性界面活性剤は、例えば、テトラアルキルアンモニウムクロライド、トリアルキルベンジルアンモニウムクロライド、アルキルアミン酢酸塩、アルキルアミン塩酸塩、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミン酢酸エステル等が挙げられる。
上記アニオン性界面活性剤は、例えば、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルカンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンジアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレントリアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩等が挙げられる。
上記ノニオン性界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ソルビタン高級脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン高級脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル類、グリセリン高級脂肪酸エステル類、ポリアルキレンオキサイドのブロックコポリマー等が挙げられ、具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ソルビタンモノラウレート、ソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、オレイン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・ブロックコポリマー等が挙げられる。
上記反応性乳化剤は、例えば、上記イオン性基等の親水基と、アルキル基、フェニル基などの疎水基を有するものであって、分子中に炭素-炭素二重結合を有するものが挙げられる。炭素-炭素二重結合としては、たとえば、(メタ)アリル基、1-プロペニル基、2-メチル-1-プロペニル基、ビニル基、イソプロペニル基、(メタ)アクリロイル基等の官能基があげられる。
(各成分の含有量)
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における(A)成分の含有量は、特に限定されないが、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、不揮発分換算で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物100質量部に対して、49.9~98.9質量部程度が好ましく、同様の点から、60.0~98.0質量部程度がより好ましく、同様の点から、70.0~97.0質量部程度が特に好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における(A)成分の含有量は、特に限定されないが、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、不揮発分換算で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物100質量部に対して、49.9~98.9質量部程度が好ましく、同様の点から、60.0~98.0質量部程度がより好ましく、同様の点から、70.0~97.0質量部程度が特に好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における(B)成分の含有量は、特に限定されないが、硬化膜の防曇性に優れる点から、不揮発分換算で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物100質量部に対して、1.0~50.0質量部程度が好ましく、同様の点から、2.0~40.0質量部程度がより好ましく、同様の点から、3.0~20.0質量部程度が特に好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における(C)成分の含有量は、特に限定されないが、硬化膜の耐摩耗性に優れる点から、不揮発分換算で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物100質量部に対して、0~50.0質量部程度が好ましく、同様の点から、0~40.0質量部程度がより好ましく、同様の点から、0~30.0質量部程度が特に好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物において、反応性希釈剤を使用する場合、該組成物における(A)成分、(C)成分及び反応性希釈剤の総含有量は、不揮発分換算で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物100質量%に対して80~97質量%程度であるのが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物において、(A)成分及び(C)成分と上記反応性希釈剤との含有比率は特に制限されないが、通常は、不揮発分換算で、(A)成分、(C)成分及び上記反応性希釈剤の合計を100質量%とした場合において、(A)成分及び(C)成分の総量が20~100質量%程度、上記反応性希釈剤が0~80質量%程度である。但し、硬化膜の透明性及び耐摩耗性等を考慮すると、(A)成分及び(C)成分の総量が50~95質量%程度、上記反応性希釈剤が5~50質量%程度であるのが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における上記光重合開始剤の含有量は、特に制限されない。上記光重合開始剤の含有量は、(メタ)アクリロイル基の反応進行の観点から、不揮発分換算で、組成物100質量部に対して、0.1~15.0質量部程度が好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における上記溶媒の含有量は、特に限定されない。該組成物中に溶媒を含む場合、上記溶媒の含有量は、塗工性の観点から、該組成物の不揮発分濃度が1~60質量%程度となる範囲で含有することが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における上記添加剤の含有量は、特に限定されない。上記添加剤の含有量は、不揮発分換算で、該組成物100質量部に対し、0~49.0質量部程度含むことが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における上記界面活性剤の含有量は、特に限定されない。上記界面活性剤の含有量は、不揮発分換算で、該組成物100質量部に対し、0~49.0質量部程度含むことが好ましい。
[硬化膜]
本発明の硬化膜は、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から得られる。具体的には、例えば、当該組成物を各種基材上に、乾燥後の質量が0.05~30g/m2程度、好ましくは0.1~20g/m2程度になるように塗布し、乾燥させた後、紫外線、電子線、放射線等の活性エネルギー線を照射して硬化させることにより得られる。
本発明の硬化膜は、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から得られる。具体的には、例えば、当該組成物を各種基材上に、乾燥後の質量が0.05~30g/m2程度、好ましくは0.1~20g/m2程度になるように塗布し、乾燥させた後、紫外線、電子線、放射線等の活性エネルギー線を照射して硬化させることにより得られる。
硬化反応に用いる活性エネルギー線は、例えば、紫外線や電子線が挙げられる。紫外線の光源としては、キセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプを有する紫外線照射装置を使用できる。なお、光量や光源配置、搬送速度等は必要に応じて調整でき、例えば高圧水銀灯を使用する場合には、80~160W/cm程度のランプ出力を有するランプ1灯に対して搬送速度5~50m/分程度で硬化させるのが好ましい。一方、電子線の場合には、10~300kV程度の加速電圧を有する電子線加速装置にて、搬送速度5~50m/分程度で硬化させることが好ましい。
[物品]
本発明の物品は、基材と上記硬化膜を含むものである。
本発明の物品は、基材と上記硬化膜を含むものである。
上記基材は、特に限定されず、種々の材料が適用できる。上記基材は、例えば、無機材料、プラスチック、木材、紙等が挙げられる。
上記無機材料は、例えば、ガラス、シリコン、金属系材料、モルタル、コンクリート、石材等が挙げられる。
上記金属系材料は、例えば、金属、金属酸化物等が挙げられる。金属は、例えば、鋼板、アルミ、クロム等が挙げられる。金属酸化物は、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウムスズ(ITO)等が挙げられる。
上記プラスチックは、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、スチレン系樹脂、トリアセチルセルロース、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
上記基材の形状は、特に限定されない。当該形状は、例えば、板状、シート状、フィルム状等が挙げられる。
上記物品は各種公知の方法で製造できる。上記物品の製造方法は、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を上記基材の表面に塗工し、必要に応じて乾燥させてから、上記の活性エネルギー線を照射する方法等が例示される。
塗工方法は、例えば、バーコーター塗工、ワイヤーバー塗工、メイヤーバー塗工、エアナイフ塗工、グラビア塗工、スピンコート、リバースグラビア塗工、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等が挙げられる。
塗工量は特に限定されないが、乾燥後の質量が0.1~30g/m2程度が好ましく、1~20g/m2がより好ましい。また、上記基材上に形成される硬化膜は、平均膜厚が通常0.05~30μm程度、好ましくは0.1~20μm程度である。
また、上記物品の製造方法においては、フォトリソグラフィやインプリント法によって、基材上に、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化膜による微細パターンや凹凸構造等を形成してもよい。
上記物品は、例えば、鏡、眼鏡、光学レンズ、ゴーグル、フェイスシールド、ヘルメット用フェイスプレート、建物の窓として使用される板ガラス、自動車、バス、列車、飛行機、及びその他の輸送車両のフロントガラス又は窓として使用される板ガラス、自動車の車両灯具、多機能LED、LCDディスプレイ、浴室の内壁、バスルームミラー、シャワーミラー等が挙げられる。上記車両灯具としては、例えば、前照灯、補助前照灯、車幅灯、番号灯、尾灯、駐車灯、後退灯、方向指示灯、補助方向指示灯、非常点滅表示等が挙げられる。
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また実施例中、「%」及び「部」は特に断りのない限り「質量%」及び「質量部」を意味する。
<活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の調製>
実施例1
エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=6、nが4)(阪本薬品工業(株)製、商品名「Syntech-SE-TE6」、不揮発分100%)を85部、アクリル基を有するポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(一般式(2)及び(3)で表される化合物)を10部、及び1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン(IGM Resins B.V社製、商品名「Omnirad184」)(以下、Omni184という。)を5部、不揮発分割合で配合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、不揮発分40%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1
エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=6、nが4)(阪本薬品工業(株)製、商品名「Syntech-SE-TE6」、不揮発分100%)を85部、アクリル基を有するポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(一般式(2)及び(3)で表される化合物)を10部、及び1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン(IGM Resins B.V社製、商品名「Omnirad184」)(以下、Omni184という。)を5部、不揮発分割合で配合し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、不揮発分40%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例2~6及び比較例1~14
組成を表1、2のものに変更した以外は、実施例1と同様の手順で不揮発分40%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を製造した。
組成を表1、2のものに変更した以外は、実施例1と同様の手順で不揮発分40%の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を製造した。
表1、2の配合量は、不揮発分換算した質量部の値である。表1、2中の各成分の詳細を下記に示す。
((メタ)アクリレート(A))
SE-TE6:エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=6、nが4)(商品名「Syntech-SE-TE6」、不揮発分100%)、阪本薬品工業(株)製
SE-TE12:エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=12、nが4)(商品名「Syntech-SE-TE12」、不揮発分100%)、阪本薬品工業(株)製
M-460:エチレンオキサイド変性ジグリセリンテトラアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=4、nが2)(商品名「アロニックスM-460」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
SE-TE6:エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=6、nが4)(商品名「Syntech-SE-TE6」、不揮発分100%)、阪本薬品工業(株)製
SE-TE12:エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=12、nが4)(商品名「Syntech-SE-TE12」、不揮発分100%)、阪本薬品工業(株)製
M-460:エチレンオキサイド変性ジグリセリンテトラアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=4、nが2)(商品名「アロニックスM-460」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
(ポリ(メタ)アクリレート(C))
SE-TE60:エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=60、nが4)(商品名「Syntech-SE-TE60」、不揮発分100%)、阪本薬品工業(株)製
M-920:グリセリンジアクリレート(一般式(1)において、k+l+m=0、nが1)(商品名「アロニックスM-920」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
M-930:グリセリントリアクリレート(一般式(1)において、k+l+m=0、nが1)(商品名「アロニックスM-930」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
M-933:ペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名「アロニックスM-933」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
M-350:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(商品名「アロニックスM-350」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
ATM-4E:エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(商品名「NKエステルATM-4E」、不揮発分100%)、新中村化学工業(株)製
A-Gly-9E:エチレンオキサイド変性グリセリントリアクリレート一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=9、nが1)(商品名「NKエステルA-Gly-9E」、不揮発分100%)、新中村化学工業(株)製
SE-TE60:エチレンオキサイド変性テトラグリセリンヘキサアクリレート(一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=60、nが4)(商品名「Syntech-SE-TE60」、不揮発分100%)、阪本薬品工業(株)製
M-920:グリセリンジアクリレート(一般式(1)において、k+l+m=0、nが1)(商品名「アロニックスM-920」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
M-930:グリセリントリアクリレート(一般式(1)において、k+l+m=0、nが1)(商品名「アロニックスM-930」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
M-933:ペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名「アロニックスM-933」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
M-350:エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(商品名「アロニックスM-350」、不揮発分100%)、東亞合成(株)製
ATM-4E:エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート(商品名「NKエステルATM-4E」、不揮発分100%)、新中村化学工業(株)製
A-Gly-9E:エチレンオキサイド変性グリセリントリアクリレート一般式(1)において、R2がエチレン基、k+l+m=9、nが1)(商品名「NKエステルA-Gly-9E」、不揮発分100%)、新中村化学工業(株)製
(化合物(B))
(B)-1:アクリル基を有するポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(特許文献WO2013/129492の記載に従い、日本乳化剤社の「ニューコール707SF」とN,N-ジメチルアミノエチルアクリレートとから合成。一般式(2)及び(3)で表される化合物、不揮発分50%)
(B)-1:アクリル基を有するポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(特許文献WO2013/129492の記載に従い、日本乳化剤社の「ニューコール707SF」とN,N-ジメチルアミノエチルアクリレートとから合成。一般式(2)及び(3)で表される化合物、不揮発分50%)
KH-10:ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(商品名「アクアロンKH-10」、不揮発分100%)、第一工業製薬(株)製
SR-10:ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(商品名「アデカリアソープSR-10」、不揮発分100%)、(株)ADEKA製
DMC:アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド(商品名「DMAMC」、固不揮発分80%)、大阪有機化学工業(株)製
SR-10:ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(商品名「アデカリアソープSR-10」、不揮発分100%)、(株)ADEKA製
DMC:アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド(商品名「DMAMC」、固不揮発分80%)、大阪有機化学工業(株)製
(光重合開始剤)
OMNI184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン(商品名「OMNIRAD184」 不揮発分100%) IGM Resins B.V.社製
OMNI184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン(商品名「OMNIRAD184」 不揮発分100%) IGM Resins B.V.社製
<硬化膜付フィルムの作製>
実施例1の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、2mm膜厚のポリカーボネート板(日本テストパネル(株)製 商品名「PC」)上に、硬化後の被膜の膜厚が5μmとなるように#12バーコーターにて塗布し、80℃で2分間乾燥させてフィルムを作製した。その後、高圧水銀灯120W/cm(1灯)、照射距離15cm、ベルトスピ-ド5.5m/分の条件で1パス、積算照射量300mJ/cm2で硬化膜付フィルムを得た。実施例2~6及び比較例1~14の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関しても同様の操作で硬化膜付フィルムを得た。
実施例1の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、2mm膜厚のポリカーボネート板(日本テストパネル(株)製 商品名「PC」)上に、硬化後の被膜の膜厚が5μmとなるように#12バーコーターにて塗布し、80℃で2分間乾燥させてフィルムを作製した。その後、高圧水銀灯120W/cm(1灯)、照射距離15cm、ベルトスピ-ド5.5m/分の条件で1パス、積算照射量300mJ/cm2で硬化膜付フィルムを得た。実施例2~6及び比較例1~14の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関しても同様の操作で硬化膜付フィルムを得た。
(外観試験)
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜の外観を目視で観察し、以下の判断基準にて評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
○:透明で平滑な硬化膜が得られる。
×:硬化膜が白濁、又は、硬化膜にハジキが見られる。
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜の外観を目視で観察し、以下の判断基準にて評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
○:透明で平滑な硬化膜が得られる。
×:硬化膜が白濁、又は、硬化膜にハジキが見られる。
(防曇性試験)
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜に対して、下記の呼気防曇性及び蒸気防曇性を評価し、以下の基準にて防曇性を評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
〇:呼気防曇性及び蒸気防曇性において、曇りが認められない。
△:蒸気防曇性では曇りが認められるが、呼気防曇性では曇りが認められない。
×:呼気防曇性及び蒸気防曇性において、曇り又は硬化膜の白化や溶解が認められる。
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜に対して、下記の呼気防曇性及び蒸気防曇性を評価し、以下の基準にて防曇性を評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
〇:呼気防曇性及び蒸気防曇性において、曇りが認められない。
△:蒸気防曇性では曇りが認められるが、呼気防曇性では曇りが認められない。
×:呼気防曇性及び蒸気防曇性において、曇り又は硬化膜の白化や溶解が認められる。
(呼気防曇性)
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムに、常温で呼気を吹きかけ、曇りの有無を目視で評価した。
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムに、常温で呼気を吹きかけ、曇りの有無を目視で評価した。
(蒸気防曇性)
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムに、50℃の蒸気を1分照射して曇りの有無を目視で評価した。
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムに、50℃の蒸気を1分照射して曇りの有無を目視で評価した。
(耐擦傷性)
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜を100g/cm2荷重をかけたスチールウールで5cm幅を10往復させ傷の有無を観測し、以下の基準にて耐擦傷性を評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
◎:傷が全くない
〇:傷が1本以上5本未満
△:傷が5本以上10本未満
×:傷が10本以上
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜を100g/cm2荷重をかけたスチールウールで5cm幅を10往復させ傷の有無を観測し、以下の基準にて耐擦傷性を評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
◎:傷が全くない
〇:傷が1本以上5本未満
△:傷が5本以上10本未満
×:傷が10本以上
(密着性)
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜に、カッターガイドとカッターを用いてフィルム基材に達する1mm間隔で11本の傷を作成、同様に直交させて傷を作成し100個の碁盤目を作る。碁盤目部分にセロハンテープを強く圧着させ、一気に引きはがし、碁盤目の状態を目視し、評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
〇:硬化膜の剥離が全くない。
×:硬化膜の剥離がある。
実施例1に係る上記硬化膜付フィルムの硬化膜に、カッターガイドとカッターを用いてフィルム基材に達する1mm間隔で11本の傷を作成、同様に直交させて傷を作成し100個の碁盤目を作る。碁盤目部分にセロハンテープを強く圧着させ、一気に引きはがし、碁盤目の状態を目視し、評価した。結果を表1、2に示す。実施例2~6及び比較例1~14に係る上記硬化膜付フィルムについても同様にして評価した。
〇:硬化膜の剥離が全くない。
×:硬化膜の剥離がある。
Claims (7)
- 下記一般式(1)で表される(メタ)アクリレート(A)、並びに
(メタ)アクリロイル基、イオン性基及びポリオキシアルキレン基を有する化合物(B)を含む、
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- (B)成分が、下記一般式(2)で表される化合物である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 上記一般式(2)におけるXが、下記一般式(3)で表される基である、請求項2に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- (A)成分が、分子内に少なくとも4個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートである、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 更に、光重合開始剤を含む、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる硬化膜。
- 基材と、請求項6に記載の硬化膜を含む、物品。
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---|---|---|---|
JP2022141458A JP2024036910A (ja) | 2022-09-06 | 2022-09-06 | 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、硬化膜及び物品 |
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Publications (1)
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