JP3332263B2 - 光硬化型樹脂組成物 - Google Patents

光硬化型樹脂組成物

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JP3332263B2
JP3332263B2 JP13932693A JP13932693A JP3332263B2 JP 3332263 B2 JP3332263 B2 JP 3332263B2 JP 13932693 A JP13932693 A JP 13932693A JP 13932693 A JP13932693 A JP 13932693A JP 3332263 B2 JP3332263 B2 JP 3332263B2
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浩史 竹内
幸茂 高松
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Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Chemical Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無臭性、皮膚刺激性が
低く、光硬化性に優れたサイクリックトリメチロールプ
ロパンホルマール(メタ)アクリレートを含む光線の照
射により速硬化し、耐汚染性、耐溶剤性に優れた硬化物
を与える新規な光硬化型樹脂組成物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光硬化型樹脂としては、ラジカル重合性
のアクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエ
ン−チオール系樹脂と、カチオン重合系のエポキシ樹脂
などが知られており、とくに光硬化型のアクリル系樹脂
組成物はコーティング剤、接着剤、インキなどに用いら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光硬化型樹脂は、一般
的に硬化時間が短く、低温での硬化が可能であり、一液
型で無溶剤化が可能であるため、省資源型であること、
環境汚染の低減化を図れるという利点を有している。し
かしながら、これらの光硬化型樹脂に用いられる架橋重
合性オリゴマー類は、一般的に粘性が極めて高く、単独
で塗料用バインダーとして扱うことは困難であり、通
常、ラジカル重合性の不飽和二重結合を有する低粘度の
反応性希釈剤を混合することにより、バインダーとして
の操作性を高めている。これらの反応性希釈剤として
は、アクリル系モノマー、他のビニル系モノマー等数多
くの化合物が知られている。中でもアクリレート類は、
一般的に光による硬化性に優れているが、その一方で臭
気、皮膚刺激性が強く、アクリレートを含むコーティン
グ剤のコーティング作業環境を損なうという欠点を有し
ていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決し得た光硬化型組成物を得るべく鋭意研究の結
果、サイクリックトリメチロールプロパンホルマール
(メタ)アクリレートを反応性希釈剤として用いること
により、耐汚染性、耐溶剤性に優れた硬化物が得られ
る、硬化性、無臭性に優れ、皮膚刺激性が低い光硬化性
組成物を発明するに至ったものである。本発明の要旨と
するところは、 (1)ポリオールとポリイソシアネートと水酸基含有
(メタ)アクリレートとを反応せしめて得られる反応性
オリゴマーよりなるA成分、(2)構造式[2]で表さ
れる光反応性モノマーであるサイクリックトリメチロー
ルプロパンホルマール(メタ)アクリレートよりなるB
成分、
【化2】 (式中、Rは水素またはメチル基を示す。) および(3)光重合開始剤であるC成分を主要構成成分
とし、A成分とB成分の合計量100重量部中A成分5
〜95重量部、B成分95〜5重量部よりなり、C成分
をA成分とB成分の合計量100重量部に対し0.1〜
10重量部なる割合で組み合わせたことを特徴とする光
硬化型樹脂組成物にある。
【0005】本発明で用いられるA成分は、ポリオール
とポリイソシアネートと水酸基含有(メタ)アクリレー
トとを反応せしめて得られる反応性オリゴマーであり、
具体的には本発明ではポリオールとポリイソシアネート
と水酸基含有(メタ)アクリレートとを反応せしめて得
られるウレタンポリ(メタ)アクリレートが好ましく用
いられる。
【0006】
【0007】
【0008】ウレタンアクリレートオリゴマーを構成す
るポリイソシアネートの具体例としては、トリエチレン
ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、1,2-ジ
イソシアネートプロパン、1,3-ジイソシアネートプロパ
ン、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジン
イソシアネート、4,4'−メチレンビス(シクロヘキシ
ル)イソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,4−ジイ
ソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6−ジイソシア
ネート、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキ
サン、イソホロ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、テトラメチレンジイソシア
ネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,6-ジイソシア
ネートヘキサノエート等のポリイソシアネート単量体、
およびこれらイソシアネートのダイマーやトリマーある
いはこれらイソシアネートとポリオールとの付加体を挙
げることができる。
【0009】上記付加体を構成するポリオールの具体例
としては、とくに限定されないが、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、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
ブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、
トリメチロールプロパン、ポリトリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、マンニトール、グリセリン、ポリグ
リセリン等のアルコールやポリエーテルポリオール、多
価アルコールと多塩基酸から合成されるポリエステルポ
リオール、多価アルコールとカプロラクトンから合成さ
れるポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポ
リオール等が挙げられる。
【0010】ウレタンアクリレートオリゴマーを構成す
る水酸基含有(メタ)アクリレートの具体例としては、
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、3-クロロ-2−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、3-ブロモ-2−ヒド
ロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-クロロ-1−
(ヒドロキシメチル)エチル(メタ)アクリレート、2-
ブロモ-1−(ヒドロキシメチル)エチル(メタ)アクリ
レート等を挙げることができる。
【0011】B成分を構成する反応性モノマーであるサ
イクリックトリメチロールプロパンホルマール(メタ)
アクリレートは、式[3]で示されるサイクリックトリ
メチロールプロパンホルマールに(メタ)アクリル酸を
反応させることにより得られる。
【化3】
【0012】A成分を構成する反応性オリゴマーとB成
分を構成するサイクリックトリメチロールプロパン(メ
タ)アクリレートとは、A成分5〜95重量部、B成分95
〜5重量部なる割合で用いるのがよい。
【0013】光重合開始剤は公知のものから任意に選択
し使用できるが、その具体例としては、2,2-ジメトキシ
-2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノン、ベンゾ
フェノン、キサントフルオレノン、ベンズアルデヒド、
アントラキノン、3-メチルアセトフェノン、4-クロロベ
ンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾ
インプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベ
ンジルジメチルケタール、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、2-ヒ
ドロキシ-2−メチル-1−フェニルプロパン-1−オン、4-
オキサントン、カンファーキノン、2-メチル-1−[4-
(メチルチオ)フェニル]-2−モルホリノプロパン-1−
オン等が挙げられる。また、分子内に少なくとも1個の
(メタ)アクリロイル基を有する光重合開始剤も用いる
ことができる。これらの光重合開始剤は単独または2種
類以上の混合物として使用することができる。
【0014】本発明の樹脂組成物には、必要に応じて光
増感剤、光促進剤、重合禁止剤、艶消剤、着色顔料、染
料、消泡剤、レベリング剤、分散剤、可塑剤、非反応性
ポリマー等を添加できる。
【0015】本発明の樹脂組成物は光の照射により硬化
するが、光源としては、太陽光線、低圧水銀灯、高圧水
銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライ
ドランプ、キセノンランプ等が用いられる。
【0016】以下、本発明を実施例、比較例により説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0017】[合成例1]ポリエチレングリコール(平
均分子量: 400) 400部とイソホロンジイソシアネート
666部およびヒドロキシエチルアクリレート 464部を、
60℃で10時間反応させ、ウレタンアクリレートAを得
た。
【0018】
【実施例1】ウレタンアクリレートA80部、サイクリッ
クトリメチロールプロパンホルマールアクリレート20
部、光重合開始剤(ダロキュア1173:E、メルク社製)3
部を室温で混合し、樹脂組成物を調製した。
【0019】
【実施例2】ウレタンアクリレートA60部、サイクリッ
クトリメチロールプロパンホルマールアクリレート40
部、光重合開始剤(ダロキュア1173:E、メルク社製)3
部を室温で混合し、樹脂組成物を調製した。
【0020】
【比較例1】ウレタンアクリレートA80部、フェノキシ
エチルアクリレート(POA:共栄社油脂化学工業製)
20部、光重合開始剤(ダロキュア1173:E、メルク社製)
3部を室温で混合し、樹脂組成物を調製した。
【0021】
【比較例2】ウレタンアクリレートA60部、フェノキシ
エチルアクリレート(POA:共栄社油脂化学工業製)
40部、光重合開始剤(ダロキュア1173:E、メルク社製)
3部を室温で混合し、樹脂組成物を調製した。
【0022】
【比較例3】ウレタンアクリレートA80部、エチルカル
ビトールアクリレート(ビスコート#190:大阪有機化学
工業製)20部、光重合開始剤(ダロキュア1173:E、メル
ク社製)3部を室温で混合し、樹脂組成物を調製した。
【0023】
【比較例4】ウレタンアクリレートA60部、エチルカル
ビトールアクリレート(ビスコート#190:大阪有機化学
工業製)40部、光重合開始剤(ダロキュア1173:E、メル
ク社製)3部を室温で混合し、樹脂組成物を調製した。
【0024】
【試験例1】実施例1〜2および比較例1〜4で調製し
た樹脂組成物を、バーコーター(#10)を用いて硬質塩
化ビニル板に塗布した後、80W/cmの高圧水銀灯で、コ
ンベア速度を15m/分に設定し、ランプ下20cmの所を通
過させ紫外線を照射することにより硬化させた。このよ
うにして得られた硬化物について、次の試験を行い、塗
膜性能を評価し、表1に示した。表1に示した結果よ
り、本発明の組成物は光硬化性に優れており、硬化によ
り得た塗膜の特性は硬度、耐汚染性および耐溶剤性に優
れていることが分かる。また、本発明の組成物は低臭気
性、低皮膚刺激性であることを確かめた。
【0025】
【表1】
【0026】[試験項目] 1) 鉛筆硬度:JIS K-5400の「鉛筆引っかき試験」に準
じた。 2) 耐汚染性:黒および赤マジックで塗膜の1cm四方を
塗りつぶし、24時間後にエタノールを浸み込ませたガー
ゼでふき取った時の汚染残存度を5段階で評価。数値の
大きいものほど汚染が少ない。 3) エタノールもしくはメチルエチルケトンを浸み込ま
せたガーゼで塗膜を擦り、塗膜が溶解して基板が露出す
るまでの回数。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 220/26 C08F 290/06 C09D 4/00 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)ポリオールとポリイソシアネート
    と水酸基含有(メタ)アクリレートとを反応せしめて得
    られる反応性オリゴマーよりなるA成分、(2)構造式
    [1]で表される光反応性モノマーであるサイクリック
    トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレー
    トよりなるB成分、 【化1】 (式中、Rは水素またはメチル基を示す。) および(3)光重合開始剤であるC成分を主要構成成分
    とし、A成分とB成分の合計量100重量部中A成分5
    〜95重量部、B成分95〜5重量部よりなり、C成分
    をA成分とB成分の合計量100重量部に対し0.1〜
    10重量部なる割合で組み合わせたことを特徴とする光
    硬化型樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 耐汚染性を有する硬化物が得られること
    を特徴とする請求項1記載の光硬化型樹脂組成物。
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