JP2893193B2 - 光硬化性樹脂組成物 - Google Patents

光硬化性樹脂組成物

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JP2893193B2
JP2893193B2 JP1324660A JP32466089A JP2893193B2 JP 2893193 B2 JP2893193 B2 JP 2893193B2 JP 1324660 A JP1324660 A JP 1324660A JP 32466089 A JP32466089 A JP 32466089A JP 2893193 B2 JP2893193 B2 JP 2893193B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光硬化性を損なわずに、沸点が高く、か
つ、粘度が低くて取扱い易く、しかも皮膚刺激性、かぶ
れを生じる危険性が低減された光硬化性樹脂組成物に関
する。
[従来技術] 一般的にラクトンで変性されたヒドロキシアルキルア
クリレートまたはメタクリレートは、他のラジカル重合
性モノマーと共重合させることにより、架橋剤との反応
性がすぐれ、かつ、可撓性に富んだアクリルポリオール
樹脂を提供することができる。
また、ポリイソシアネート類と反応させてウレタン結
合を含む、可撓性を有する多官能(メタ)アクリレート
(アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレ
ートと表す)を合成するための中間体として有用であ
る。
また、塗料の他に、光硬化樹脂、光硬化性樹脂の反応
性稀釈剤、AS樹脂やABS樹脂の可撓性性付与剤、アクリ
ル樹脂、粘着剤、接着剤、可とう性のあるメガネレン
ズ、アクリルエマルション、不飽和ポリエステル樹脂の
スチレンに替わる可とう性のある反応性稀釈剤、重合性
ポリウレタンエラストマーなどの材料としても使用され
る。従来、印刷インキ・塗料などに用いられている光硬
化性樹脂としては、分子中にエチレン性不飽和基を1個
以上有する不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂、エポキシアクリレート樹脂、不飽和アクリレート系
樹脂が一般に知られており、広く応用されている。
[発明が解決しようとする課題] しかし、これらのエチレン性不飽和基を含む樹脂には
適当な反応性稀釈剤が乏しいという大きな問題点があ
る。
現在多く使用されている反応性稀釈剤としては、ブチ
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルアクリレート、イソノニルアクリレ
ートなどの高沸点モノアクリレート類およびネオペンチ
ルグリコールジアクリレートなどの多価アルコールのポ
リアクリレート類などであるが、これは特異な臭気、皮
膚刺激性などの好ましからざる特性がある。
一般にエチレン性不飽和基を含む樹脂に用いられる反
応性稀釈剤に要求される性質としては皮膚刺激性のない
こと、樹脂との相溶性が良いこと、高沸点であり、揮発
しにくいこと、硬化性を損なわないこと、塗膜物性が向
上すること、低粘度であること、さらにはコストの安い
ことなどがあげられるが、上記の要求性能を全て兼ね備
えた反応性稀釈剤はいまだ知られていない。
さらに、ε−カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチ
ルアクリレートまたはメタクリレートがこれらの問題を
解決するには極めて有効であることが、特開昭58−1547
65に記載されているが、さらに使用しやすくするために
低結晶性でかつ耐加水分解性を向上することが望まれて
いる。
[課題を解決するための手段] そこで本発明者らは、前記欠点の改良された光硬化性
樹脂組成物を得るべく鋭意検討を重ねた結果、ε−カプ
ロラクトンとβ−メチル−δ−バレロラクトンまたはε
−カプロラクトンとトリメチルカプロラクトン変成した
2−ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレー
トが、高沸点で作業中の揮発の恐れがないこと、エチレ
ン性不飽和基を有する樹脂との相溶性が良好であり、強
烈な皮膚刺激が認められず、混合ラクトン変性した2−
ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレートは
低結晶性で取り扱いやすく、エステル近傍の疎水性が高
まることにより耐加水分解性が向上する。さらに光硬化
性樹脂組成物に可とう性が付与できるなどの特徴を有す
ることを見いだし本発明を完成させるに至った。
即ち本発明は、分子量が少なくとも300で、且つ1分
子中に少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有する樹
脂20〜95重量%と、ε−カプロラクトン及び、3,3,5−
トリメチル−ε−カプロラクトン、3,3,5−トリメチル
−ε−カプロラクトンまたはβ−メチル−δ−バレロラ
クトンからなる混合ラクトンで変性された混合ラクトン
変性2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート含有
組成物5〜80重量%との混合物100重量部に対し、必要
に応じて光開始剤0.1〜10重量部および溶剤を添加して
なる低粘度化された光硬化性樹脂組成物に関するもので
ある。
本発明において使用される分子量が少なくとも300
で、且つ、1分子中に少なくとも1個のエチレン性不飽
和基を有する樹脂としては、例えば下記の種類のものが
あげられる。
すなわち、 (a)不飽和ポリエステル樹脂 不飽和酸およびジカルボン酸またはその酸無水物とグ
リコールとからなる系を直接エステル化して得られるも
の (b)ポリエステル−アクリレート樹脂 多価アルコール、多塩基酸またはその酸無水物、アク
リル酸からなる系を触媒存在下直接エステル化して得ら
れるもの (c)ウレタン−アクリレート樹脂 2−ヒドロキシエチルアクリレートなどの不飽和アル
コール、ポリエステルポリオールおよびジイソシアネー
トとを反応させて得られるもの (d)エポキシ−アクリレート樹脂 1分子中にエポキシ基を少なくとも2個有するビスフ
ェノール−ジグリシジルエーテル型、グリシジルエステ
ル型、脂環式エポキシ樹脂などとアクリル酸との反応生
成物 (e)不飽和アクリレート系樹脂 不飽和スピロアセタールと2−ヒドロキシエチルアク
リレートなどの不飽和アルコールとを飽和多価アルコー
ルまたはポリエステルポリオーで変性するか、あるいは
変性せずに反応して得られるものなどである。
これら不飽和樹脂は1分子中に少なくとも1個、好ま
しくは2個以上のエチレン性不飽和基を有するオリゴマ
ーまたはポリマーを主成分とするものである。
エチレン性不飽和基を有する樹脂の分子量は、少なく
とも300、好ましくは300〜5000である。分子量が300以
下では皮膜形成性が不充分である。
一方、分子量が極端に大きい場合は粘度が高くなりす
ぎて塗装性が悪くなるばかりでなく基材との接着性が低
下するので好ましくない。
上記不飽和樹脂は2種類以上混合して使用してもよ
い。また必要に応じて皮膚刺激の少ない多価アルコール
のポリアクリレート(例えば、トリメチロールプロパン
トリアクリレートやペンタエリスリトールのトリアクリ
レートなど)を併用することも出来る。
本発明において使用される混合ラクトン変性2−ヒド
ロキシアルキルアクリレートまたはメタクリレート含有
組成物は平均ラクトン付加数0.3〜12モルの混合物を含
有した組成物である。
前記混合ラクトン変性2−ヒドロキシアルキルアクリ
レートまたはメタクリレート含有組成物は、下記一般式
(I)で表わされる種々の物質の混合物を含有した組成
物である。
即ち、混合ラクトン変性2−ヒドロキシアルキルアク
リレートまたはメタクリレート含有組成物は、 必要に応じて (a)0〜15重量%の少なくとも2種類のラクトン (b)0〜20重量%のヒドロキシアルキルアクリレート
またはメタクリレート (c)5重量%以下のジアクリレートまたはジメタクリ
レート (d)10重量%以下のミカエル付加、アクリル重合、エ
ステル交換反応またはその他の副反応から得られる生成
物 (f)約200ppm以下の触媒 および (g)不活性な溶剤 を包含し、 _(R、R1、R2、R3はHまたはCH3、R4は下記Aおよび
Bのランダムまたは交互共重合体またはAおよびBおよ
びCのランダムまたは交互共重合体でありその中の1個
のみが一方の末端にOH基を有する。A+B、あるいはA
+C+Dは平均1〜12の付加数である。)_ で表わされる反応性単量体を必須成分とする組成物であ
って、100重量%に対する残余分(100重量%からエチレ
ン性不飽和基を有する樹脂を差し引いた分)を含有する
組成物である。(以下、この頁は余白) (原料) 上記の反応性単量体組成物を製造するための一方の出
発原料成分であるヒドロキシアルキルアクリレートまた
はメタクリレートはアクリル酸あるいはメタクリル酸と
エチレンオキサイドを触媒の存在下反応させ、蒸留する
ことにより工業的に生産されている。
また、もう一方の出発原料成分であるラクトン類とし
ては、ε−カプロラクトンと3,3,5−トリメチル−ε−
カプロラクトン、3,3,5−トリメチル−ε−カプロラク
トンまたはβ−メチル−δ−バレロラクトンとの2種類
を任意の比率で混合して用いることが必須である。
本発明で用いるε−カプロラクトン3,3,5−トリメチ
ル−ε−カプロラクトン、3,3,5−トリメチルカプロラ
クトンはシクロヘキサノン、3,3,5−トリメチルシクロ
ヘキサノンを過酸を用いバイヤービリガー反応により酸
化することによって製造することができる。
特に3,5,5−トリメチルカプロラクトンおよび3,3,5−
トリメチルカプロラクトンは3,5,5−トリメチルシクロ
ヘキサンを過酸で反応させると混合物として得ることが
できるが混合物は種々の方法で分離し、単独で重合する
こともできるし、混合物のまま用いることもできる。
β−メチル−δ−バレロラクトンは2−ヒドロキシ−
4−メチルテトラヒドロピランを原料として製造するこ
とができる。
ラクトン類はヒドロキシアルキルアクリル酸エステル
または、ヒドロキシアルキルメタクリル酸1モルに対し
1〜20モル、好ましくは1〜10モル反応させる。
ヒドロキシアルキルメタクリル酸エステル1モルに対
し、2種類のラクトン1モルずつを反応させた場合、ヒ
ドロキシアルキルメタクリル酸の水酸基へのラクトンの
開環反応速度と生成物のラクトン末端の水酸基へのラク
トンの開環反応速度は大きく変らないため反応物は下記
式(II)で表わされる化合物で R、R1、R2、R3=H、CH3 Ra、RbはH、CH3のいずれかであり、相隣る炭素間のR
aおよびRbはは同じでも異なっていてもよい。x=4ま
たは5、n=0〜12、n=0の未反応物から、n=1、
2、3、4、5……の付加物が混合された状態で統計的
に分布する。nは平均値0.3〜12が望ましい。
エチレン性不飽和基を有する樹脂とラクトン変性2−
ヒドロキシエチルアクリレート(またはメタクリレー
ト)組成物との混合割合は一概には限定されないが、通
常は不飽和樹脂95〜40重量%とラクトン変性2−ヒドロ
キシエチルアクリレート(またはメタクリレート)5〜
60重量%とからなり、塗膜の性能および硬化速度の面か
ら好ましくはアクリレート系樹脂90〜50重量%とラクト
ン変性2−ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタク
リレート組成物10〜50重量%である。
本発明において使用される光開始剤としては、ベンゾ
イン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロ
ピルエーテル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アン
トラキノン、ベンゾフェノンまたはベンゾフェノン誘導
体とアミン類との併用系、ベンジルなど、従来から一般
に使用されているものがあげられる。
これらの光開始剤は2種類以上混合して使用してもよ
い。
光開始剤の添加量は不飽和樹脂とε−カプロラクトン
変性2−ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリ
レートとの混合物100重量部に対し0.1〜10重量部であ
る。
光開始剤の添加量が0.1重量部未満では硬化に長時間
を要するため好ましくなく、また光開始剤の添加量が10
重量部超では特に顕著な効果が認められないばかりか、
塗膜の着色、塗膜性能の低下などの現象が見られるため
好ましくない。
本発明の光硬化性樹脂組成物は光硬化性を損なわない
範囲で染料、顔料、ガラス繊維、充填剤などを配合する
ことが出来る。
本発明の光硬化性樹脂組成物は、前記したごとく種々
の特徴を有しているので、紫外線・電子線などの照射に
よって硬化する印刷インキ・塗料・接着剤・透明成型物
などに有用である。
以下実施例によって本発明を詳細に説明するがこれに
よって本発明を限定するものではない。
例中、部は重量部を意味する。
合成例−1 3・の四ツ口フラスコに環状脂肪族エポキシ樹脂であ
る3,4エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレート(ダイセル化学工業社製
セロキサイド2021)を1900g、アクリル酸720g、アミン
系触媒7.2g、ハイドロキノン10gを仕込み110〜130℃で
約2時間加熱撹拌すると、酸価3.0のエポキシ−アクリ
レート樹脂が得られた。
エポキシ−アクリレート樹脂の分子量は417、粘度は5
0℃で約500ポイズで黄褐色のシロップ状であり、そのま
までは塗装は不可能であった。
合成例−2 窒素導入管、温度計、冷却器、撹拌装置を備えた2・
4ツ口フラスコに2−ヒドロキシエチルアクリレート27
1.2g、ε−カプロラクトン1189.5g、β−メチル−δ−
バレロラクトン715.3g、抑制剤としてハイドロキノンモ
ノメチルエーテル1.0924g及び触媒として塩化第一スズ
(1%ε−カプロラクトン溶液)0.108gを仕込み、空気
を吹き込みながら7.5時間、115℃で反応させた。
これを室温まで冷却し、性状を調べた結果以下の通り
であった。
外観(APHA) 250 外観(20℃) 液状 酸価(mgKOH/g) 1.62 OH価(mgKOH/g) 54.0 粘度(cP 45℃) 140 H2O% 0.074 最終生成物は、ε−カプロラクトン1.80%、β−メチ
ル−δ−バレロラクトン9.80%が含まれていることが確
認された。
合成例−3 2−ヒドロキシエチルアクリレートの替わりに2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレートを使用した以外は合成例
−2と同じように行ない、ラクトン変性2−ヒドロキシ
アルキルメタクリレート含有組成物を得た。
これを室温まで冷却し、性状を調べた結果以下の通り
であった。
外観(APHA) 380 外観(20℃) 液状 酸価(mgKOH/g) 3.62 OH価(mgKOH/g) 54.0 粘度(cP 45℃) 140 H2O% 0.074 最終生成物は、ε−カプロラクトン1.80%、β−メチ
ル−δ−バレロラクトン9.80%が含まれていることが確
認された。
実施例−1 合成例−1のエポキシアクリレート80部と合成例−2
のラクトン変成ヒドロキシエチルアクリレート20部とを
均一に溶解させた後、ベンゾインメチルエーテル2部を
加えて光硬化性樹脂組成物を調製した。
表−1から明らかなごとく、本発明の光硬化性樹脂組
成物は物性の低下をほとんど伴なわず粘度、皮膚刺激性
の低下、さらには可撓性の付与が可能である。
実施例−2 合成例−1のエポキシアクリレート80部と合成例−3
のラクトン変性ヒドロキシエチルメタクリレート20部と
を均一に溶解させた後ベンゾインメチルエーテル20部を
加えて光硬化性樹脂組成物を調製した。
表−1から明らかなごとく、本発明の光硬化性樹脂組
成物は物性の低下をほとんど伴なわず粘度、皮膚刺激性
の低下、さらには可撓性の付与が可能である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分子量が少なくとも300で、且つ1分子中
    に少なくとも1個のエチレン性不飽和基を有する樹脂20
    〜95重量%と、ε−カプロラクトン及び、3,3,5−トリ
    メチル−ε−カプロラクトン、3,5,5−トリメチル−ε
    −カプロラクトンまたはβ−メチル−δ−バレロラクト
    ンからなる混合ラクトンで変性された混合ラクトン変性
    2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート含有組成
    物5〜80重量%との混合物100重量部に対し、必要に応
    じて光開始剤0.1〜10重量部および溶剤を添加してなる
    低粘度化された光硬化性樹脂組成物。
JP1324660A 1989-12-14 1989-12-14 光硬化性樹脂組成物 Expired - Lifetime JP2893193B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57195714A (en) * 1981-05-29 1982-12-01 Daicel Chem Ind Ltd Production of copolymer for paint
JPS58154765A (ja) * 1982-02-05 1983-09-14 Daicel Chem Ind Ltd 光硬化性樹脂組成物

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