JP3825506B2 - 液状硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は液状硬化性樹脂組成物の製造方法に関する。
さらに詳しくは、硬化物の耐熱性、機械的強度、接着性に優れそして光硬化性接着剤、光硬化性シール材、光学的立体造形用樹脂としてあるいは光ファイバー、光ファイバーテープ芯線などの被覆材料として好適な液状光硬化性樹脂組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光硬化性樹脂組成物のうちアクリレート系樹脂組成物は、アクリレートモノマーを主成分として、ウレタンアクリレートなどを配合することで種々の用途に適した特性を持った材料として開発されている。一方、エポキシ系光硬化性樹脂組成物はエポキシ樹脂の高い接着性、耐熱性を生かした用途に使用されている。
光硬化性樹脂の具体的用途に光ファイバーの被覆材料がある。光ファイバーケーブルの敷設が進むにつれて被覆材料により高い耐久性が要求されてきている。すなわち、光ファイバー被覆材の耐久性が低く、例えば着色が著しい場合は、それぞれの光ファイバーを識別するために施されている着色材の視認性が低下してしまい、ケーブルの保守に支障をきたす原因となる問題があった。視認性の低下は、バンドリング材の着色のみならず、ハード材、ソフト材の着色によっても起こることが確認されている。
光硬化性接着剤の用途においては、高い接着性と変色のない耐久性が要求されており、またガラスレンズの接着剤、光ファイバーの石英ガラスへの接着剤などでは光学特性が変化しないことが要求されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
種々の用途に使用される光硬化性樹脂組成物に使用されるウレタンアクリレート系材料は、柔軟でかつ高い靭性を持つ優れた機械特性に特徴があり、エポキシ系材料は接着性や耐熱性に特徴があるのでそれらの性質を利用した用途に用いられている。
しかしながら、エポキシ系材料では靭性が不足し、ウレタンアクリレート系材料では耐熱性が不足するため、両者の特性を合わせ持った材料は存在しなかった。
それ故、本発明の目的は、熱や光などに曝された条件下において、物性の変化が少なく、かつ着色し難く、優れた機械特性と接着性を持ち、光硬化性接着剤や光ファイバー用被覆材として好適な液状硬化性樹脂組成物の製造方法を提供することにある。本発明の他の目的および利点は以下の説明から明らかとなろう。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、前記課題を解決するものとして、(1)ポリスチレン換算重量平均分子量が少なくとも5,000である(メタ)アクリレート重合体を、(2)エポキシ基を含有する開環重合性モノマーを溶媒として生成し、次いで得られた該(メタ)アクリレート重合体と該エポキシ基を含有する開環重合性モノマーを含有する混合液に、(3)カチオン性光重合開始剤を配合することを特徴とする液状硬化性樹脂組成物の製造方法。
【0005】
上記(メタ)アクリレート重合体(1)としては、(メタ)アクリレートの単独重合体または共重合体、あるいは(メタ)アクリレートとラジカル重合可能なビニル化合物との共重合体を好ましいものとして挙げることができる。
かかる(メタ)アクリレート重合体(1)は、少なくとも1種の(メタ)アクリレートあるいはそれとラジカル重合可能なビニル化合物をラジカル重合開始剤の存在下に重合せしめることにより製造される。
重合には、得られるポリ(メタ)アクリレートの分子量が高くなり粘度が上がりすぎて取り扱い難くなるのを防ぐため後述のエポキシ基含有の開環重合性モノマーを溶媒として用いる。
【0006】
(メタ)アクリレートとしては、例えばイソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの脂環式構造含有(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;グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレート;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)アクリレートの如き水酸基含有(メタ)アクリレート;ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレートの如きアミノアルキル(メタ)アクリレート;下記式(1)
CH2=C(R1)−COO(R2O)m−R3 (1)
ここで、R1は水素原子またはメチル基であり、R2は炭素数2〜6、好ましくは2〜4のアルキレン基であり、R3は水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、そしてmは0〜12、好ましくは0〜8の数である、
で表わされる化合物、および下記式(2)
【0007】
【化1】
【0008】
ここで、R1の定義は上記に同じであり、R4は炭素数2〜8、好ましくは2〜5のアルキレン基であり、そしてpは1〜8、好ましくは1〜4の数である、
で表わされる化合物を挙げることができる。
【0009】
上記式(1)で表わされる化合物としては、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、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(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、イソオクチル(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、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(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、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、ポリ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、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートを挙げることができる。また、上記式(2)で表わされる化合物としては、例えばテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートを挙げることができる。
【0010】
以上、例示した(メタ)アクリレート化合物のうちエポキシ基含有(メタ)アクリレート化合物は、第2の成分であるエポキシ基を含有する開環重合性モノマーと第1の成分である(メタ)アクリレート重合体とのグラフト反応を促進する目的で、第1の成分である(メタ)アクリレート重合体を構成する重合成分として使用することができる。
エポキシ基含有(メタ)アクリレートを(メタ)アクリレート重合体の重合成分として使用する場合、(メタ)アクリレート重合体100重量%中に、0.1〜50重量%、好ましくは1〜30重量%含有させる。含有量が0.1重量%より少ないと、グラフト反応の促進効果が低下する傾向があり、また50重量%より多いと、組成物の硬化物が脆くなる傾向がある。
これらの(メタ)アクリレートは市販品として入手することもできる。
市販品としては、アローニクスM111、M113、M114、M117(以上、東亜合成化学製);KAYARADTC110S、R629、R644(以上、日本化薬製);ビスコート3700(大阪有機化学製)などが挙げられる。
【0011】
(メタ)アクリレート重合体には、前記した(メタ)アクリレート化合物以外のラジカル重合可能なビニル化合物を重合体を構成する重合成分として使用することができる。
ラジカル重合可能なビニル化合物としては、例えば(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、t−オクチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド化合物、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、セチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物;N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタムなどのN−ビニル基含有ラクタム;スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、無水マレイン酸、フマル酸エステル、マレイン酸エステル、N置換マレイミド化合物、ビニルイミダゾール、ビニルピリジンなどなどが挙げられる。
(メタ)アクリレートとラジカル重合可能なビニル化合物とは、(メタ)アクリレート1モル当りラジカル重合可能なビニル化合物が、好ましくは0〜0.7モル、より好ましくは0〜0.6モルの割合で用いられる。
【0012】
(メタ)アクリレート重合体を合成するために使用するラジカル重合開始剤としては、加熱により重合を開始させる場合には過酸化物、アゾ化合物などの熱重合開始剤が用いられる。具体的には、例えばメチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、キュメンヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチル−オキシベンゾエート、アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)などが挙げられる。
【0013】
(メタ)アクリレート重合体の合成に光重合開始剤を使用してもよく、必要に応じて、さらに光増感剤を添加するのが好ましい。ここで、光重合開始剤としては、例えば1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、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、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、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、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−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォフフィンオキシド;IRUGACURE184、369、651、500、907、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG24−61(以上、チバガイギー製);LucirinLR8728(BASF製);Darocure1116、1173(以上、メルク製);ユベクリルP36(UCB製)などが挙げられる。また、光増感剤としては、例えばトリエチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、エタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル;ユベクリルP102、103、104、105(以上、UCB製)などが挙げられる。
【0014】
(メタ)アクリレート重合体の合成に熱と紫外線を併用して硬化させる場合には、前記熱重合開始剤と光重合開始剤を併用することもできる。重合開始剤は、全組成物中に0.1〜10重量体%、特に0.5〜7重量%配合するのが好ましい。
【0015】
(メタ)アクリレート重合体を製造するには、ラジカル重合で(メタ)アクリレート重合体を合成する場合に分子量調節剤を使用することができる。好ましい分子量調節剤としてはチオール系の化合物、アリル系化合物が挙げられる。チオール系化合物としてはメタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ブタンチオール、チオフェノール、t−ドデシルメルカプタンなどが挙げられる。アリル系化合物としてはα−メチルスチレンの2量体が好ましい。
このようにして得られる(メタ)アクリレート重合体の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で5,000以上400,000以下であることが好ましい。重量平均分子量が5,000以下であると硬化物に靱性が付与し難く、400,000以上の場合には組成物の粘度が高く、塗布が困難になる。
また、(メタ)アクリレート重合体は、全組成物中に10〜90重量%配合されるのが好ましく、特に光ファイバー素線などに被覆する際の塗工性、硬化させた後の被覆材料の柔軟性および長期信頼性を維持するためには、20〜70%配合するのが好ましい。
【0016】
本発明の樹脂組成物の製造には、さらに、エポキシ基を含有する開環重合性モノマーが溶媒として用いられる。
エポキシ基を含有する開環重合性モノマーとしては、例えばビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンオキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種または2種以上のアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル、脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステルおよび脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテルやフェノール、クレゾール、ブチルフェノールまたはこれらにアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルのアルコールのモノグリシジルエーテル、高級脂肪酸のグリシジルエステル、エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリンオクチル、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ポリブタジエンなどが挙げられる。
【0017】
これらのうち、特にビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、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、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルなどが好ましい。
【0018】
これらのエポキシ基を含有する化合物は1種または2種以上組み合わせて用いることができる。(メタ)アクリレート重合体100重量%に対して、好ましくは5〜300重量%、より好ましくは10〜200重量%、さらに好ましくは10〜100重量%含有される。300重量%を越えると、硬化物の特性が通常のエポキシ硬化物と差がなくなり、靱性が失われる傾向があり、10重量%未満では、硬化物の弾性率が低くなる傾向がある。
【0019】
これらエポキシ化合物の市販品としては、UVR−6100、UVR−6105、UVR−6110、UVR−6128、UVR−6200、UVR−6216(以上ユニオンカーバイド社製)、セロキサイド2021、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、セロキサイド2000、セロキサイド3000、グリシドール、AOEX24、サイクロマーA200、サイクロママーM100、エポリードGT−300、エポリードGT−301、エポリードGT−302、エポリードGT−400、エポリード401、エポリード403(以上ダイセル化学工業株式会社)、エピコート828、エピコート812、エピコート1031、エピコート872、エピコートCT508などを挙げることができる。
【0020】
エポキシ基を含有する開環重合性モノマーは、上記した如く、(メタ)アクリレート重合体を製造する際の溶媒として使用される。溶媒として使用し、そのまま本発明の樹脂組成物の一成分として使用する。
この場合、エポキシ基を含有する開環重合性モノマーは全組成物中に10〜90重量%配合されるのが好ましく、さらに好ましくは20〜80重量%配合される。
【0021】
本発明の樹脂組成物の製造には、上記の如くに製造したエポキシ基を含有する開環重合性モノマーと(メタ)アクリレート重合体との混合液に、さらにカチオン性光重合開始剤を配合する。カチオン性光重合開始剤は、光などのエネルギー線照射によるカチオン重合を開始させる物質を放出することが可能な化合物であり、特に好ましいものは、照射によるルイス酸を放出するオニウム塩である。かかる化合物の代表的なものは下記式(3)
[R5 aR6 bR7 cR8 dZ]+m[MXn+m]−m (3)
(式中、カチオンはオニウムであり、ZはS、Se、Te、P、As、Sb、Bi、I、Br、Cl、
【0022】
【化2】
【0023】
であり、R5、R6、R7、R8は同一であっても異なっていてもよい有機基である。a、b、c、dはそれぞれ0〜3の整数であって、a+b+c+dはZの価数に等しく、Mはハロゲン化物錯体の中心原子である金属またはメタロイドであり、例えばB、V、Cr、Mn、Coなどであり、Xはハロゲンであり、mはハロゲン化物錯体イオンの正味の電荷であり、nはハロゲン化物錯体イオン中の原子の数である)
で表わされる。
【0024】
上記式(3)の陰イオンMXn+mの具体例としては、例えばテトラフルオロボレート(BF4 -)、ヘキサフルオロフォスフェート(PF6 -)、ヘキサフルオロアンチモネート(SbF6 -)、ヘキサフルオロアルセネート(AsF6 -)、ヘキサクロロアンチモネート(SbCl6 -)などが挙げられる。一般式MXn(OH)-で表わされる陰イオン、過塩素酸イオン(ClO4 -)、トリフルオロメタンスルフォン酸陰イオン、トリニトロベンゼンスルフォン酸陰イオン、トリニトロトルエンスルフォン酸陰イオンなどが挙げられる。
【0025】
このようなオニウム塩の中でも特に芳香族オニウム塩をカチオン重合開始剤として使用するのが、特に有効であり、中でもアリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルフォニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、ジアルキルフェナシルスルフォニウム塩、トリアリールスルフォノキソニウム塩、アリールオキシジアリールスルフォノキソニウム塩、ジアルキルフェナシルスルフォノキソニウム塩などが挙げられる。これらの塩のアニオン種としては非求核性の化学種で、例えばテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロフォスフェート、ヘキサフルオロ砒素、ヘキサフルオロアンチモネートなどが挙げられる。また、鉄/アレーン錯体も使用でき、具体的にはフェロセニルムヘキサフルオロフォスフェートが挙げられる。
【0026】
これらカチオン性光重合開始剤の市販品としては、UVI−6950、UVI−6970、UVI−6974、UVI−6990(以上、ユニオンカーバイド社製)、アデカオプトマーSP−150、SP−151、SP−170、SP−171(以上、旭電化工業株式会社製)、Irgacure261(以上チバガイギー社製)、CI−2481、CI−2624、CI−2639、CI−2064(以上、日本曹達株式会社製)、CD−1010、CD−1011、CD−1012(以上、サートマー社製)、DTS−102、DTS−103、NAT−103、NDS−103、TPS−103、MDS−103、MPI−103、BBI−103(以上、みどり化学株式会社製)などを挙げることができる。これら市販品のうち、UVI−6970、UVI−6974、アデカオプトマーSP−170、SP−171、CD−1022、MPI−103などが特に好ましい。
【0027】
これらカチオン性光重合開始剤は、1種または2種以上組み合わせて用いることができ、全組成物中に0.1〜10重量%、特に0.2〜5重量%、さらに0.3〜3重量%配合するのが好ましい。0.1重量%未満では、硬化性が低下し十分な機械強度を得られない傾向があり、10重量%を越えると膜厚が厚い場合に硬化不良を引き起こし好ましくない。
これらカチオン性光重合開始剤にはチオキサントンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、ベンゾフェノン、ベンゾインイソプロピルエーテルなどの光増感剤を併用することもできる。
【0028】
本発明の樹脂組成物には、上記成分以外にラジカル重合性ビニルモノマーを加えることができる。単官能性ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリレート重合体成分を合成する際に使用できるものとして例示したモノマーを1種または2種以上使用することができる。多官能性モノマーも必要に応じて加えることができる。多官能性モノマーの例としては、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トリ(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、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、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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの付加体のジオールのジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの付加体のジオールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルに(メタ)アクリレートを付加させたエポキシ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテルなどが挙げられる。また、市販品としては、例えばユピマーUV SA1002、SA2007(以上、三菱化学製);ビスコート700(大阪有機化学製);KAYARAD R−604、DPCA−20、−30、−60、−120、HX−620、D−310、D−330(以上、日本化薬製);アロニックスM−210、M−215、M−315、M−325(以上、東亜合成化学製)などが挙げられる。これらの単官能性モノマーおよび多官能性モノマーは組成物中に0〜50重量%使用することが好ましい。
【0029】
上記のビニル重合性モノマーを樹脂組成物中に加えた場合は、光ラジカル重合開始剤も添加するのが好ましい。このような重合開始剤としては、(メタ)アクリレート重合体の合成で例示した化合物と同じものが使用できる。これらの重合開始剤は組成物中に0.1〜10重量%、特に0.2〜5重量%、さらに0.3〜3重量%配合するのが好ましい。0.1重量%未満では、硬化性が低下し十分な機械強度を得られない傾向があり、10重量%を越えると膜厚が厚い場合に硬化不良を引き起こし好ましくない場合がある。
【0030】
また、本発明の樹脂組成物には、その他各種添加剤、例えば酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、溶媒、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、塗面改良剤などを必要に応じて配合することができる。ここで、酸化防止剤としては、例えばIrganox1010、1035、1076、1222(以上、チバガイギー製)、Antigen P、3C、FR、GA−80(住友化学製)などが挙げられ;紫外線吸収剤としては、例えばTinuvin P、234、320、326、327、328、329、213(以上、チバガイギー製)、Seesorb102、103、501、202、712、704(以上、シプロ化成製)などが挙げられ;光安定剤としては、例えばTinuvin 292、144、622LD(以上、チバガイギー製)、サノールLS770(三共製)、SumisorbTM−061(住友化学製)などが挙げられ;シランカップリング剤としては、例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、市販品として、SH6062、6030(以上、トーレシリコーン製)、KBE903、603、403(以上、信越化学製)などが挙げられる。
【0031】
また、本発明の液状硬化性樹脂組成物の粘度は、25℃において、好ましくは200〜20,000cP、特に2,000〜15,000cPであるのが好ましい。本発明の液状硬化性樹脂組成物を光ファイバー素線の第二次被覆材または心線のバンドリング材として使用する場合には、硬化後のヤング率が好ましくは10〜250kg/mm2、特に40〜150kg/mm2となることが好ましい。また、光ファイバー素線の第一次被覆材として用いた場合には、硬化後のヤング率が0.05〜0.3kg/mm2となることが好ましい。
なお、本発明の液状硬化性樹脂組成物は、熱および/または放射線によって硬化される。ここで放射線とは、赤外線、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、γ線などをいう。
【0032】
【実施例】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
ポリ(メタ)アクリレート合成例1
攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート50重量部およびメチルメタアクリレート50重量部を加え、さらに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(UVR−6110、ユニオンカーバイト社製)を100重量部加えた。重合開始剤として2,2−アゾビス(2,4−ヂメチルバレロニトリル)を1.0重量部加えて、攪拌しながら60℃に加熱して4時間反応を行った。得られたポリマー溶液をGPCで分析したところポリスチレン換算の重量平均分子量は120,000であった。このポリマー溶液を(1)−1とする。
【0033】
ポリ(メタ)アクリレート合成例2
重合開始剤量を2.0重量部に変更した以外はすべて上記の合成例1と同様に操作して合成を行った。得られたポリマー溶液をGPCで分析したところポリスチレン換算の重量平均分子量は48,000であった。このポリマー溶液を(1)−2とする。
【0034】
ポリ(メタ)アクリレート合成例3
攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルアクリレート50重量部、メチルメタアクリレート45重量部、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(サイクロマー A200、ダイセル化学工業株式会社製)5重量部、分子量調節剤としてt−ドデシルメルカプタン2.0重量部を加えた。さらに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(UVR−6110、ユニオンカーバイト社製)を100重量部加えた。さらに、重合開始剤として2,2−アゾビス(2,4−ヂメチルバレロニトリル)を2.0重量部加えて、攪拌しながら60℃に加熱して4時間反応を行った。得られたポリマー溶液をGPCで分析したところポリスチレン換算の重量平均分子量は36,000であった。得られたポリマーは、その構成成分として、エポキシシクロヘキシルメチルアクリレートが5重量%共重合されている(メタ)アクリレート重合体であった。このポリマー溶液を(1)−3とする。
【0035】
ポリ(メタ)アクリレート合成例4
分子量調節剤のt−ドデシルメルカプタンの量を3.0重量部に変更した以外はすべて上記の合成例3と同様に操作して合成を行った。得られたポリマー溶液をGPCで分析したところポリスチレン換算の重量平均分子量は15,000であった。得られたポリマーは、その構成成分として、エポキシシクロヘキシルメチルアクリレートが5重量%共重合されている(メタ)アクリレート重合体であった。このポリマー溶液を(1)−4とする。
【0036】
ウレタンアクリレート合成例5
攪拌機を備えた反応容器に、トリレンジイソシアネート5.5重量部、数平均分子量2,000のテトラヒドロフランと3−メチルテトラヒドロフランの開環共重合体42.0重量部、および添加剤として重合禁止剤である2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.01重量部を仕込んだ。そしてこれらを攪拌しながら液温度が10℃以下になるまで氷冷した。液温度が10℃以下になったらジブチル錫ジラウレート0.04重量部を添加し、液温度を20〜30℃で制御しながら2時間攪拌した。ヒドロキシエチルアクリレート2.2重量部を加え、液温度50〜60℃にて4時間攪拌を継続させ、残留イソシアネートが0.1重量%以下になった時を反応終了とした。この手法により得られたウレタンアクリレートの樹脂液をUA−1とする。
【0037】
実施例1〜5
(ポリマー溶液(1)−1、(1)−2、(1)−3、(1)−4を用いた液状硬化性樹脂組成物の調製)
表1に示す組成(表中の数字は重量部)の各成分を攪拌機を備えた反応容器に仕込み、液温度を50〜60℃に制御しながら3時間攪拌し、液状硬化性樹脂組成物を得た。
【0038】
比較例1
比較の液状硬化性樹脂の調製
表1に示す組成(表中の数字は重量部)の各成分を攪拌機を備えた反応容器に仕込み、液温度を50〜60℃に制御しながら3時間攪拌し、液状硬化性樹脂組成物を得た。
【0039】
なお、表1中、M220は東亜合成(株)製のアローニクスM220はトリプロピレングリコールジアクリレート、UVI−6970はユニオンカーバイド社製の下記式
【0040】
【化3】
【0041】
で示される構造を有するカチオン性光重合開始剤、Irgacure184はチバガイギー社製のラジカル性光重合開始剤を示す。
【0042】
【表1】
【0043】
試験例
上記例に示した液状硬化性樹脂組成物を以下のような方法で硬化させ、試験片を作製し、下記の如く評価を行なった。この結果を表2に示した。
【0044】
【表2】
【0045】
1.試験片の作成:
250ミクロン厚のアプリケーターバーを用いてガラス板上に液状硬化性樹脂組成物を塗布した。これを空気下で1J/cm2のエネルギーの紫外線で照射した。硬化したフィルムはガラス板に乗ったまま、加熱試験またはQUVによる耐熱、耐光性試験に用いた。
2.加熱試験、QUVによる耐熱、耐光性試験
試験片を、120℃の恒温層またはQUV試験機により7〜14日間加熱または光照射した。
3.色相変化の測定
試験片を、東京電色株式会社性の色差計(COLOR ANALYZER TC-1800N)を用いて、△EおよびYIの値を求め、色変化を比較した。
4.粘度の測定
液状硬化性樹脂組成物の粘度は25℃でB型粘度計を用いて測定した。
表2から明らかなように、本発明による組成物の硬化物は高温下においても光照射によっても色の変化は少なく、良好な耐久性を示した。
【0046】
【発明の効果】
本発明の液状硬化性樹脂組成物は、硬化物の耐久性が優れ、特に熱、光による着色が少ない材料を提供する。このため、木材、プラスチックシート、光ファイバーなどの被覆材として使用すると、良好な塗布性のため生産性が向上し、被覆された材料の耐久性の優れた材料である。
Claims (2)
- (1)ポリスチレン換算重量平均分子量が少なくとも5,000である(メタ)アクリレート重合体を、(2)エポキシ基を含有する開環重合性モノマーを溶媒として生成し、次いで得られた該(メタ)アクリレート重合体と該エポキシ基を含有する開環重合性モノマーを含有する混合液に、(3)カチオン性光重合開始剤を配合することを特徴とする液状硬化性樹脂組成物の製造方法。
- 前記ポリスチレン換算重量平均分子量が少なくとも5,000である(メタ)アクリレート重合体が、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート化合物とエポキシ基を有しない(メタ)アクリレート化合物との共重合体である、請求項1に記載の液状硬化性樹脂組成物の製造方法。
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