JP4261421B2 - Energy ray curable resin composition - Google Patents

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本発明は、ウレタンアクリレートからなるエネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。特には、ハードコート層を形成するためのコーティング剤として用いられるものに関する。ここで、使用可能なエネルギー線には、紫外線や青色光等の光線、及び、電子線その他の放射線が含まれる。なお、ここでの樹脂組成物は、主としてオリゴマーまたはプレポリマーの状態のものである。   The present invention relates to an energy ray curable resin composition comprising urethane acrylate. In particular, the present invention relates to a material used as a coating agent for forming a hard coat layer. Here, usable energy rays include rays such as ultraviolet rays and blue light, and electron rays and other radiation. The resin composition here is mainly in the state of oligomer or prepolymer.

従前は、塗膜の形成に、熱硬化型や溶剤揮散型の樹脂組成物を用いるのが一般的であった。ところが、熱硬化型では耐熱性のない基材に対しては不適当であり、溶剤揮散型では環境に対する負荷が大きいという問題があった。そこで、近年、エネルギー線の照射によって硬化可能な樹脂組成物を用いる塗装方法が、さまざまな分野で開発されている(特開平5−179156)。しかし、エネルギー線の照射による硬化には収縮が伴い、硬化物にそり(反り)やわれ(割れ)が生じてしまう問題点がある。
特開平5−179156
In the past, it was common to use a thermosetting or solvent volatilization type resin composition for forming a coating film. However, the thermosetting type is not suitable for a substrate having no heat resistance, and the solvent volatilization type has a problem that the load on the environment is large. Therefore, in recent years, a coating method using a resin composition that can be cured by irradiation with energy rays has been developed in various fields (Japanese Patent Laid-Open No. 5-179156). However, there is a problem that the curing due to the irradiation of energy rays is accompanied by shrinkage, and the cured product is warped (warped) or cracked (cracked).
JP-A-5-179156

エネルギー線の照射によって硬化可能な樹脂組成物を用いて塗膜を形成するにあたり、特には硬化物に高い硬度が求められる場合、架橋密度を大きくすることが考えられる。しかし、硬化時の収縮が大きくなりそりやわれが生じやすくなってしまう。また、樹脂の組成ないし構造に芳香環を導入する方法なども考えられるが、粘度が高くなり大量の希釈剤が必要となる。この際の希釈剤として、溶剤を用いると環境への負荷が大きくなる。また、アクリレートモノマーを希釈剤とすると、主成分の物性が十分に出ない等の問題が生じる。特には、光学用途を想定した場合、化合物中に芳香環を高濃度で導入すれば黄変性が問題となる。   In forming a coating film using a resin composition that can be cured by irradiation with energy rays, it is conceivable to increase the crosslinking density, particularly when the cured product requires high hardness. However, shrinkage at the time of curing becomes large and warping and cracking are likely to occur. Although a method of introducing an aromatic ring into the composition or structure of the resin can be considered, the viscosity becomes high and a large amount of diluent is required. If a solvent is used as the diluent at this time, the burden on the environment increases. Moreover, when an acrylate monomer is used as a diluent, problems such as insufficient physical properties of the main component occur. In particular, assuming optical use, yellowing becomes a problem if an aromatic ring is introduced into a compound at a high concentration.

エネルギー線の照射によって硬化可能な樹脂組成物としてよく使用されるウレタンアクリレートは種々の物性をコントロールし易いという利点を有するが、一般的に粘度が高い。そこで、硬化後の塗膜の表面硬度が高く、硬化時の収縮が小さく、かつ、粘度も低いウレタンアクリレートが望まれているのが実状である。さらに、耐光黄変性が良好であればなおよい。   Urethane acrylate, which is often used as a resin composition that can be cured by irradiation with energy rays, has the advantage of easily controlling various physical properties, but generally has a high viscosity. Therefore, it is the actual situation that urethane acrylate having a high surface hardness of the cured coating film, a small shrinkage at the time of curing, and a low viscosity is desired. Furthermore, it is even better if the light yellowing resistance is good.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ウレタンアクリレートからなるエネルギー線硬化性樹脂組成物において、硬化物の表面硬度が鉛筆硬度で5H以上の高硬度を発現し、硬化時の収縮が小さく、かつ粘度が40℃で20Pa・s以下であるものを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in an energy ray curable resin composition made of urethane acrylate, the surface hardness of the cured product exhibits a high hardness of 5H or more in pencil hardness, and shrinkage upon curing is caused. The object is to provide a material having a small viscosity and a viscosity of 20 Pa · s or less at 40 ° C.

本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物は、脂肪族ジイソシアネート(第1反応成分)と、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート型の3量体(第2反応成分)と、モノヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(第3反応成分)と、モノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート(第4反応成分)とを反応させたウレタンアクリレートからなる。ここで、イソシアネート基に対する水酸基のモル比(−OH/−NCO)が1.0〜1.5である。また、反応仕込み比において、イソシアヌレート型の3量体(第2反応成分)に対する脂肪族ジイソシアネート(第1反応成分)のモル比が2.0〜4.0であり、モノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート(第4反応成分)に対するモノヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(第3反応成分)のモル比が0.25〜1.0である。   The energy ray-curable resin composition of the present invention comprises an aliphatic diisocyanate (first reaction component), an isocyanurate-type trimer of aliphatic diisocyanate (second reaction component), monohydroxy mono (meth) acrylate ( It comprises a urethane acrylate obtained by reacting a third reaction component) with monohydroxytri (meth) acrylate (fourth reaction component). Here, the molar ratio of hydroxyl groups to isocyanate groups (—OH / —NCO) is 1.0 to 1.5. The molar ratio of the aliphatic diisocyanate (first reaction component) to the isocyanurate-type trimer (second reaction component) in the reaction charge ratio is 2.0 to 4.0, and monohydroxytri (meth) The molar ratio of monohydroxymono (meth) acrylate (third reaction component) to acrylate (fourth reaction component) is 0.25 to 1.0.

本願において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート(アクリル酸エステル)またはメタクリレート(メタクリル酸エステル)、またはこれらの混合物をいうものとする。   In the present application, “(meth) acrylate” refers to acrylate (acrylic acid ester) or methacrylate (methacrylic acid ester), or a mixture thereof.

なお、「モノヒドロキシモノ(メタ)アクリレート」は、分子中に1個の水酸基及び1個の(メタ)アクリレート基を有する化合物をいうこととする。一般には、1個のアクリル酸と1個のジオールとのエステル、1個のメタクリル酸と1個のジオールとのエステル、またはこれらの混合物である。同様に「モノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート」は、分子中に1個の水酸基及び3個の(メタ)アクリレート基を有するものであり、一般には、1個のテトラオールと、3個のアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルである。   “Monohydroxymono (meth) acrylate” refers to a compound having one hydroxyl group and one (meth) acrylate group in the molecule. Generally, it is an ester of one acrylic acid and one diol, one ester of methacrylic acid and one diol, or a mixture thereof. Similarly, “monohydroxytri (meth) acrylate” has one hydroxyl group and three (meth) acrylate groups in the molecule, and generally one tetraol and three acrylic acids. Or an ester with methacrylic acid.

本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物によれば、高い表面硬度を発現しながらも、硬化収縮が小さく、粘度が低いことから、PET、ポリカーボネート等のプラスチック成形体およびフィルムをハードコートするのに有用である。また、耐光黄変性や透明性が良好であることから、光学分野への応用も可能である。   According to the energy ray curable resin composition of the present invention, while exhibiting a high surface hardness, it has a small cure shrinkage and a low viscosity, so that it can be used to hard coat plastic molded articles and films such as PET and polycarbonate. Useful. Moreover, since it has good light yellowing resistance and transparency, it can be applied to the optical field.

ウレタンアクリレートを生成するのに用いる第1反応成分としての脂肪族ジイソシアネートは、脂肪族の直鎖もしくは分岐鎖または脂肪族環からなる分子量1000未満の化合物である。好ましいものとしては、炭素数4〜10の脂肪族直鎖の両末端にイソシアネート基を有するものが挙げられる。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添MDI(H12MDI;ジフェニルメタンジイソシアネートを水素添加したもの)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)等も使用可能である。 The aliphatic diisocyanate as the first reaction component used to produce the urethane acrylate is a compound having a molecular weight of less than 1000, consisting of an aliphatic linear or branched chain or an aliphatic ring. Preferable examples include those having an isocyanate group at both ends of an aliphatic straight chain having 4 to 10 carbon atoms. For example, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hydrogenated MDI (H 12 MDI; hydrogenated diphenylmethane diisocyanate), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), or the like can be used.

第2反応成分としてのイソシアヌレート型3量体は、上記と同様の脂肪族ジイソシアネートを3量化したものである。すなわち、イソシアヌレート環を中心としたトリイソシアネート化合物である。上記と同様、炭素数4〜10の脂肪族直鎖の両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネートを3量化したものが挙げられる。特に好ましくは、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)の3量体である。しかし、場合によっては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)または水添MDI(H12MDI)等の3量体であっても良い。 The isocyanurate type trimer as the second reaction component is a trimer of the same aliphatic diisocyanate as described above. That is, it is a triisocyanate compound centered on an isocyanurate ring. Similar to the above, there may be mentioned a trimerized diisocyanate having an isocyanate group at both ends of an aliphatic straight chain having 4 to 10 carbon atoms. Particularly preferred is, for example, a trimer of hexamethylene diisocyanate (HDI). However, depending on the case, a trimer such as isophorone diisocyanate (IPDI) or hydrogenated MDI (H 12 MDI) may be used.

第3反応成分としてのモノヒドロキシモノ(メタ)アクリレートは、好ましくは、炭素数2〜8の脂肪族または脂環式炭素鎖からなるジオール、またはエーテル結合を含む炭素数4〜12の分子鎖からなるジオールと、アクリル酸またはメタクリル酸とのエステルである。より好ましくは炭素数2〜4の脂肪族または脂環式炭素鎖からなるジオールとのエステルである。また、好ましくは一方の水酸基が2級水酸基となっているジオールから構成されたものである。すなわち、1個の2級水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物である。特に好ましいものとしては、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。   The monohydroxy mono (meth) acrylate as the third reaction component is preferably a diol composed of an aliphatic or alicyclic carbon chain having 2 to 8 carbon atoms, or a molecular chain having 4 to 12 carbon atoms including an ether bond. And an ester of acrylic acid or methacrylic acid. More preferably, it is an ester with a diol comprising an aliphatic or alicyclic carbon chain having 2 to 4 carbon atoms. Moreover, it is preferably composed of a diol in which one hydroxyl group is a secondary hydroxyl group. That is, it is a (meth) acrylate compound having one secondary hydroxyl group. Particularly preferred are 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate, 3-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate and the like.

第4反応成分としてのモノヒドロキシトリ(メタ)アクリレートは、好ましくは、炭素数5〜8の脂肪族または脂環式炭素鎖からなるテトラオール、またはエーテル結合を含む炭素数8〜12の分子鎖からなるジオール1個と、3個のアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルである。また、好ましくは、全ての水酸基が1級水酸基であるテトラオールから構成される。この場合、残留する水酸基も1級水酸基であって、イソシアネート基との反応性が、2級水酸基よりも高い。特に好ましいものとしては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。   The monohydroxytri (meth) acrylate as the fourth reaction component is preferably a tetraol composed of an aliphatic or alicyclic carbon chain having 5 to 8 carbon atoms, or a molecular chain having 8 to 12 carbon atoms including an ether bond. It is an ester of 1 diol consisting of 3 and 3 acrylic acid or methacrylic acid. Preferably, all hydroxyl groups are composed of tetraols that are primary hydroxyl groups. In this case, the remaining hydroxyl group is also a primary hydroxyl group, and the reactivity with the isocyanate group is higher than that of the secondary hydroxyl group. Particularly preferred are pentaerythritol tri (meth) acrylate and the like.

ウレタンアクリレートの構成におけるイソシアネート基に対する水酸基のモル比(−OH/−NCO)は、1.0未満であれば、未反応イソシアネートが製品に残留するため、保存安定性等の観点から好ましくない。一方、1.5を越えると、未反応の水酸基が多く残留することから、モノヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(第3反応成分)やモノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート(第4反応成分)が、未反応のまま少なからず残留することとなる。そのため、硬化反応の際の収縮が大きくなる等の問題が生じる。   If the molar ratio (-OH / -NCO) of the hydroxyl group to the isocyanate group in the structure of the urethane acrylate is less than 1.0, unreacted isocyanate remains in the product, which is not preferable from the viewpoint of storage stability and the like. On the other hand, when the ratio exceeds 1.5, many unreacted hydroxyl groups remain, so that monohydroxy mono (meth) acrylate (third reaction component) and monohydroxy tri (meth) acrylate (fourth reaction component) remain unreacted. The reaction remains not a little. Therefore, problems such as a large shrinkage during the curing reaction occur.

上記のイソシアヌレート型の3量体(第2反応成分)に対する脂肪族ジイソシアネート(第1反応成分)のモル比が、2.0未満である場合、及び、4.0を越える場合には、硬化時の収縮を充分に抑えることができず、硬化物にそり(反り)やわれ(割れ)が生じてしまう。   When the molar ratio of the aliphatic diisocyanate (first reaction component) to the isocyanurate-type trimer (second reaction component) is less than 2.0 and more than 4.0, curing occurs. The shrinkage at the time cannot be sufficiently suppressed, and the cured product is warped (warped) and cracked (cracked).

モノヒドロキシトリ(メタ)アクリル酸エステル(第4反応成分)に対するモノヒドロキシ(メタ)アクリル酸エステル(第3反応成分)のモル比が1.0を越えれば、架橋密度が低くなり充分な硬度が得られず、また、モル比が0.25未満になるとかえって靱性が低下し好ましくない。   If the molar ratio of monohydroxy (meth) acrylic acid ester (third reaction component) to monohydroxytri (meth) acrylic acid ester (fourth reaction component) exceeds 1.0, the crosslinking density becomes low and sufficient hardness is obtained. Further, when the molar ratio is less than 0.25, the toughness is lowered, which is not preferable.

本発明のウレタンアクリレートは、公知の方法で合成することが可能である。例えば、まず、上記第1〜4反応成分を上記の所定モル比にて一括して仕込み、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤を仕込む。そして、70〜80℃で遊離イソシアネートがなくなるまで加温・攪拌することによりウレタンアクリレートが得られる。反応成分の具体例を挙げるならば、ヘキサメチレンジイソシアネート(I)と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型の3量体(II)と、2−ヒドロキシプロピルアクリレート(III)と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(IV)とを一括して仕込む。下記に、この具体例における各反応成分の構造式を示す。

Figure 0004261421
The urethane acrylate of the present invention can be synthesized by a known method. For example, first, the first to fourth reaction components are charged all at a predetermined molar ratio, and a polymerization inhibitor such as hydroquinone monomethyl ether is charged. And a urethane acrylate is obtained by heating and stirring at 70-80 degreeC until there is no free isocyanate. Specific examples of the reaction component include hexamethylene diisocyanate (I), hexamethylene diisocyanate isocyanurate type trimer (II), 2-hydroxypropyl acrylate (III), pentaerythritol triacrylate (IV ) And all at once. The structural formula of each reaction component in this specific example is shown below.
Figure 0004261421

また、本発明の硬化型樹脂組成物を塗料として用いる場合には、酢酸エチル、メチルエチルケトン等の有機溶剤およびモノマー類で希釈することができ、モノマーで希釈する場合は、ウレタン(メタ)アクリレートとモノマーの総和中のウレタン(メタ)アクリレートの含有率を50重量%以上にすることが望ましい。   When the curable resin composition of the present invention is used as a paint, it can be diluted with an organic solvent such as ethyl acetate or methyl ethyl ketone and monomers. When diluted with a monomer, urethane (meth) acrylate and monomer It is desirable that the content of urethane (meth) acrylate in the sum of is 50% by weight or more.

希釈に用いるモノマー類としては、公知慣用のものが使用可能であるが、中でも代表的なものとして、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、プロピレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(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、EO変性ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO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トリ(メタ)アクリレート、トリス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。   As the monomers used for dilution, known and commonly used monomers can be used. Among them, typical examples include 2-ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, methyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, Phenoxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butane Diol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, EO modified bisphenol di (meth) acrylate, PO modified bisphenol di (meth) acrylate, EO modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate , PO-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tris ((meth) acryloxyethyl) isocyanurate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate Etc. These may be used independently and may use multiple types together.

本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物には、必要に応じて光重合開始剤を添加する。   If necessary, a photopolymerization initiator is added to the energy beam curable resin composition of the present invention.

光重合開始剤の種類は特に限定されず、公知のものが使用可能であるが、代表的な例としては、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、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン等が挙げられる。これらを単独で用いても、複数種併用してもよい。   The type of the photopolymerization initiator is not particularly limited, and known ones can be used. Typical examples include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1. -One, benzyl dimethyl ketal, benzoin isopropyl ether, benzophenone and the like. These may be used alone or in combination.

また、光重合開始剤を使用する場合のその添加量は、ウレタンアクリレートと上記必要に応じて用いられるモノマーの総和に対し、1〜10重量%程度であり、約3〜5重量%が好ましい。   Moreover, the addition amount in the case of using a photoinitiator is about 1 to 10 weight% with respect to the sum total of the urethane acrylate and the said monomer used as needed, and about 3 to 5 weight% is preferable.

さらに、本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、触媒、着色剤、帯電防止剤、滑剤、レベリング剤、消泡剤、重合促進剤、酸化防止剤、難燃剤、赤外線吸収剤、界面活性剤、表面改質剤等を添加することができる。   Furthermore, the energy ray curable resin composition of the present invention includes a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a catalyst, a colorant, an antistatic agent, a lubricant, a leveling agent, an antifoaming agent, a polymerization accelerator, if necessary. Antioxidants, flame retardants, infrared absorbers, surfactants, surface modifiers, and the like can be added.

なお、本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させるエネルギー線源は特に限定されないが、例としては、高圧水銀灯、電子線、γ線、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライド灯等が挙げられる。   The energy ray source for curing the energy ray curable resin composition of the present invention is not particularly limited, and examples include high pressure mercury lamp, electron beam, γ ray, carbon arc lamp, xenon lamp, metal halide lamp and the like. .

本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物は、自動車バンパー、家電製品、情報記録媒体等のハードコート層を形成するためのコーティング剤として用いることができる。
本発明のエネルギー線硬化性樹脂組成物は、溶剤を添加しない状態での粘度が低く、E型回転粘度計による40℃での粘度が、好ましくは20Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下である。そのため、容易に良好なコーティングを行うことができる。
The energy ray curable resin composition of the present invention can be used as a coating agent for forming a hard coat layer of an automobile bumper, a home appliance, an information recording medium or the like.
The energy ray curable resin composition of the present invention has a low viscosity in the state where no solvent is added, and the viscosity at 40 ° C. by an E-type rotational viscometer is preferably 20 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less. It is. Therefore, a good coating can be easily performed.

以下、本発明を実施例および比較例により説明する。なお、以下において、配合比率及び「%」は、特に断らないかぎり、全て重量基準であるものとする。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples. In the following, the blending ratio and “%” are all based on weight unless otherwise specified.

[実施例のウレタンアクリレート(A)の合成]
フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート117.6g(0.7モル)と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートタイプの3量体151.2g(0.3モル)と、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.55gと、2−ヒドロキシプロピルアクリレート128.7g(0.99モル)と、ペンタエリスリトールトリアクリレート693g(1.54モル)とを仕込み、70〜80℃の条件にて残存イソシアネート濃度が0.1%以下になるまで反応させ、ウレタンアクリレートAを得た。
[Synthesis of Urethane Acrylate (A) in Examples]
In a flask, 117.6 g (0.7 mol) of hexamethylene diisocyanate, 151.2 g (0.3 mol) of an isocyanurate type trimer of hexamethylene diisocyanate, 0.55 g of hydroquinone monomethyl ether, 2-hydroxy 128.7 g (0.99 mol) of propyl acrylate and 693 g (1.54 mol) of pentaerythritol triacrylate are charged and reacted under the conditions of 70 to 80 ° C. until the residual isocyanate concentration becomes 0.1% or less. The urethane acrylate A was obtained.

[比較例1のウレタンアクリレート(B)の合成]
フラスコにヘキサメチレンジイソシアネート168g(1モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.58g、ペンタエリスリトールトリアクリレート990g(2.2モル)を仕込み、合成例1と同様にして反応させ、ウレタンアクリレートBを得た。
[Synthesis of Urethane Acrylate (B) of Comparative Example 1]
A flask was charged with 168 g (1 mol) of hexamethylene diisocyanate, 0.58 g of hydroquinone monomethyl ether, and 990 g (2.2 mol) of pentaerythritol triacrylate, and reacted in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain urethane acrylate B.

[比較例2のウレタンアクリレート(C)の合成]
ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートタイプ3量体504g(1モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.47g、2−ヒドロキシプロピルアクリレート429g(3.3モル)を仕込み、合成例1と同様にして反応させ、ウレタンアクリレートCを得た。
[Synthesis of Urethane Acrylate (C) of Comparative Example 2]
504 g (1 mol) of isocyanurate type trimer of hexamethylene diisocyanate, 0.47 g of hydroquinone monomethyl ether, and 429 g (3.3 mol) of 2-hydroxypropyl acrylate were reacted in the same manner as in Synthesis Example 1, and urethane acrylate C was obtained.

以上の実施例及び比較例のウレタンアクリレートについての反応モル比を表1に示す。

Figure 0004261421
The reaction molar ratios for the urethane acrylates of the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1.
Figure 0004261421

[実施例、比較例1,2のウレタンアクリレートの評価]
上記合成例および比較合成例で得られたウレタンアクリレートについて、以下の要領で物性を測定した。結果を表2に示す。
[Evaluation of urethane acrylates of Examples and Comparative Examples 1 and 2]
About the urethane acrylate obtained by the said synthesis example and the comparative synthesis example, the physical property was measured in the following ways. The results are shown in Table 2.

・粘度:E型回転粘度計を用い、40℃での粘度測定(Pa・s)を行った。 Viscosity: Viscosity was measured (Pa · s) at 40 ° C. using an E-type viscometer.

・屈折率:アッベ屈折計で測定温度25℃にて測定した。 -Refractive index: Measured with an Abbe refractometer at a measurement temperature of 25 ° C.

・硬化収縮:下記条件で硬化させた樹脂の硬化前後の20℃での比重をピクノメーターで測定し、次式により体積収縮率として求めた。 Curing shrinkage: The specific gravity at 20 ° C. before and after curing of the resin cured under the following conditions was measured with a pycnometer, and the volume shrinkage was obtained by the following formula.

体積収縮率(%)=〔(硬化後の比重−硬化前の比重)/硬化後の比重〕×100
・鉛筆硬度:JIS K 5400に準拠して測定を行った。傷のつかない硬度を求めた。
Volume shrinkage (%) = [(specific gravity after curing−specific gravity before curing) / specific gravity after curing] × 100
Pencil hardness: Measured according to JIS K 5400. The hardness without scratches was determined.

・耐光黄変性:日本電色(株)の色差計SE2000型により、硬化物の初期のYI値、及び、促進光劣化試験後のYI値を測定した。促進光劣化試験は、硬化物に対して、高圧水銀灯80W/cmを用いて3200mJ/cm2の紫外線を照射することにより行った。このようにして得られた初期および促進光劣化試験後のYI値に基づいて硬化後の樹脂の耐光黄変性を評価し、初期YI値が2以下であって、かつ試験後のYI値が10以下であるものを合格とした。 -Light yellowing resistance: The initial YI value of the cured product and the YI value after the accelerated light deterioration test were measured with a color difference meter SE2000 type manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. The accelerated light deterioration test was performed by irradiating the cured product with ultraviolet rays of 3200 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp 80 W / cm. The light yellowing resistance of the cured resin is evaluated based on the YI values after the initial and accelerated light deterioration tests thus obtained. The initial YI value is 2 or less and the YI value after the test is 10 The following were considered acceptable.

・透明性:硬化物の透明性を下記のように目視判定した。 -Transparency: The transparency of the cured product was visually determined as follows.

○:透明である。 ×:濁りがある。             ○: Transparent. X: There is turbidity.

・硬化条件:ウレタンアクリレート/イルガキュア184(重合開始剤;IrgacureはGeigy社の商標)=100/3(重量比)の比率で配合して均一に溶解させた。そして、ガラス板上に100μmのアプリケーターバーで塗布し、80w/cmの高圧水銀灯を用いて積算照度170mJ/cm2の紫外線を照射した。

Figure 0004261421
Curing conditions: Urethane acrylate / Irgacure 184 (polymerization initiator; Irgacure is a trademark of Geigy) = 100/3 (weight ratio) were mixed and dissolved uniformly. And it apply | coated with the 100-micrometer applicator bar on the glass plate, and irradiated the ultraviolet-ray of the integrated illumination intensity 170mJ / cm < 2 > using the 80w / cm high pressure mercury lamp.
Figure 0004261421

表2からわかるように、実施例のウレタンアクリレートは、硬化前の粘度、及び硬化時の体積収縮率が充分に低く、かつ、硬化後には充分な鉛筆硬度を示した。また、硬化物の耐光黄変性及び透明性においても良好であった。これに対して、従来からの一般的なウレタンアクリレートの処方で合成した比較例1では、粘度が低く鉛筆硬度及び透明性が良好であったものの、硬化時の体積収縮率が大きかった。また、耐光黄変性が、かなり大きかった。   As can be seen from Table 2, the urethane acrylates of the examples had a sufficiently low viscosity before curing and a volume shrinkage ratio upon curing, and exhibited a sufficient pencil hardness after curing. Moreover, the light yellowing resistance and transparency of the cured product were also good. On the other hand, in Comparative Example 1 synthesized by a conventional general urethane acrylate formulation, the viscosity was low and the pencil hardness and transparency were good, but the volumetric shrinkage during curing was large. Moreover, light yellowing resistance was quite large.

一方、3量体とモノアクリレートのみから合成した比較例2では、硬化前の粘度及び硬化時の体積収縮率が低く、耐光黄変性及び透明性が良好であったものの、硬化物の鉛筆硬度が、実施例に比べてかなり低かった。   On the other hand, in Comparative Example 2 synthesized only from the trimer and monoacrylate, the viscosity before curing and the volume shrinkage during curing were low, and the light yellowing resistance and transparency were good, but the pencil hardness of the cured product was It was considerably lower than that of the example.

Claims (4)

ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロ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、及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートから選ばれた少なくとも1種である脂肪族ジイソシアネートと、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、及び水添ジフェニルメタンジイソシアネートから選ばれた少なくとも1種の脂肪族ジイソシアネートを3量化して得られるイソシアヌレート型のトリイソシアネートと、
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレートから選ばれた少なくとも1種である第1の(メタ)アクリレートと、
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである第2の(メタ)アクリレートと
から生成されるウレタンアクリレートからなり、この際の各反応成分のモル比が下記(1)〜(3)式で示す範囲内であることを特徴とするエネルギー線硬化性樹脂組成物。
水酸基/イソシアネート基(−OH/−NCO)=1.0〜1.5 (1)
脂肪族ジイソシアネート/イソシアヌレート型トリイソシアネート=2.0〜4.0
(2)
第1の(メタ)アクリレート/第2の(メタ)アクリレート=0.25〜1.0 (3)
An aliphatic diisocyanate that is at least one selected from hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and trimethylhexamethylene diisocyanate;
Isocyanurate type triisocyanate obtained by trimerizing at least one aliphatic diisocyanate selected from hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate ;
A first (meth) acrylate that is at least one selected from 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate, and 3-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate; ,
It consists of urethane acrylate produced from the second (meth) acrylate which is pentaerythritol tri (meth) acrylate, and the molar ratio of each reaction component at this time is within the range shown by the following formulas (1) to (3). An energy ray-curable resin composition characterized by being.
Hydroxyl group / isocyanate group (—OH / —NCO) = 1.0 to 1.5 (1)
Aliphatic diisocyanate / isocyanurate type triisocyanate = 2.0 to 4.0
(2)
First (meth) acrylate / second (meth) acrylate = 0.25 to 1.0 (3)
請求項1に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物からなり、溶剤を添加しない状態での粘度(E型回転粘度計、40℃)が20Pa・s以下であるハードコート用のコーティング剤。   A coating agent for hard coat, comprising the energy ray-curable resin composition according to claim 1 and having a viscosity (E-type rotational viscometer, 40 ° C) of 20 Pa · s or less in a state where no solvent is added. 請求項1または2に記載のエネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化により得られる鉛筆硬度5H以上の硬化物。   A cured product having a pencil hardness of 5H or more obtained by curing the energy beam curable resin composition according to claim 1 or 2. ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロ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、及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートから選ばれた少なくとも1種である脂肪族ジイソシアネートと、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、及び水添ジフェニルメタンジイソシアネートから選ばれた少なくとも1種の脂肪族ジイソシアネートを3量化して得られるイソシアヌレート型のトリイソシアネートと、
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、及び3−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレートから選ばれた少なくとも1種である第1の(メタ)アクリレートと、
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである第2の(メタ)アクリレートとを、モル比が下記(1)〜(3)式の範囲内となるようにして一括して仕込み、撹拌混合し加熱することでウレタンアクリレートを生成することを特徴とするエネルギー線硬化性樹脂組成物の製造方法。
水酸基/イソシアネート基(−OH/−NCO)=1.0〜1.5 (1)
脂肪族ジイソシアネート/イソシアヌレート型トリイソシアネート=2.0〜4.0
(2)
第1の(メタ)アクリレート/第2の(メタ)アクリレート=0.25〜1.0 (3)
An aliphatic diisocyanate that is at least one selected from hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and trimethylhexamethylene diisocyanate;
Isocyanurate type triisocyanate obtained by trimerizing at least one aliphatic diisocyanate selected from hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate ;
A first (meth) acrylate that is at least one selected from 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate, and 3-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate; ,
The second (meth) acrylate, which is pentaerythritol tri (meth) acrylate, is charged all at once so that the molar ratio is within the range of the following formulas (1) to (3), stirred, mixed and heated. A method for producing an energy ray-curable resin composition, characterized in that urethane acrylate is produced by the method.
Hydroxyl group / isocyanate group (—OH / —NCO) = 1.0 to 1.5 (1)
Aliphatic diisocyanate / isocyanurate type triisocyanate = 2.0 to 4.0
(2)
First (meth) acrylate / second (meth) acrylate = 0.25 to 1.0 (3)
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