JP5303705B2 - 硬化性組成物 - Google Patents

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Description

本発明は硬化性組成物に関する。
従来、インモールド成形(転写成形)やインサート成形に使用する熱成形フィルムの保護層として使用する放射線組成物として、アクリロイル基と水酸基とを含有するポリマーと、多官能イソシアネートとからなる硬化性組成物が知られている(特許文献1)。
特開平10−58895号公報
従来の硬化性組成物を用いた熱成形体(熱成形フィルム、熱成形積層体等)では、加熱仮硬化した熱成形体の保管形状保持性(保管時に塗膜が変形しにくい特性)と、熱成形体を放射線で完全硬化した成形体の耐擦傷性との両立ができないという問題がある。
すなわち、本発明の目的は、熱成形体の保管形状保持性及び熱成型体を完全硬化した成形体の耐擦傷性の両方とも優れた硬化性組成物を提供することである。
本発明の硬化性組成物の特徴は、80〜130℃の軟化点をもつポリエポキシド(A)、フェノール性水酸基を1個有する化合物と多価カルボン酸とのエステル(B)、熱重合触媒(C)、(メタ)アクリレート(D)、光ラジカル重合開始剤(E)、重量平均分子量が500,000〜1,000,000であるビニルポリマー(F)及び体積平均粒径が10〜100nmであるシリカ微粒子(G)を含有し、
(メタ)アクリレート(D)が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ペンタ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートから選ばれる(メタ)アクリロイル基を分子中に〜6個含有する(メタ)アクリレート及び/又はイソシアナト基を2〜5個有するウレタンプレポリマーと(メタ)アクリロイル基を〜5個有するヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとを反応させて製造されるウレタンアクリレートオリゴマーであって、
エステル(B)の含有量が、ポリエポキシド(A)のエポキシ基1モルに対し、エステル結合のモル数が0.05〜1.0モルとなる量であり、
ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、ポリエポキシド(A)とエステル(B)の合計含有量が1〜30重量%、(メタ)アクリレート(D)の含有量が20〜65重量%、ビニルポリマー(F)の含有量が3〜50重量%、シリカ微粒子(G)の含有量が5〜50重量%であり、
光ラジカル重合開始剤(E)の含有量が(メタ)アクリレート(D)の重量に基づいて1〜15重量%である点を要旨とする。
本発明の積層体の製造方法の特徴は、上記の硬化性組成物をプラスチックシート又はプラスチックフィルムにコーティングした後、120〜150℃で加熱して積層体を得る工程を有する点を要旨とする。
本発明のプラスチック成形体の製造方法の特徴は、上記の製造方法で得られた積層体を成形した後、紫外線を照射することによりプラスチック成形体を得る工程を有する点を要旨とする。
本発明の硬化性組成物は、熱成形体の保管形状保持性及びこの熱成型体を完全硬化した成形体の耐擦傷性の両方ともに著しく優れている。
したがって、本発明の硬化性組成物を用いると、熱成形体の保管中に熱成形体が変形したり、熱成型体を完全硬化した成形体の耐擦傷性が劣るという問題がない。
本発明の積層体の製造方法によると、上記の硬化性組成物を用いるため、積層体(熱成形体)の保管中に積層体(熱成形体)が変形することがなく、この積層体を完全硬化した成形体の耐擦傷性が劣るという問題がない。
本発明のプラスチック成形体の製造方法を用いると、上記の積層体を用いるため、積層体(熱成形体)の保管中に積層体が変形したり、この積層体を完全硬化した成形体の耐擦傷性が劣るという問題がない。
<ポリエポキシド(A)>
ポリエポキシド(A)としては、芳香族ポリエポキシド、脂肪族ポリエポキシド、脂環式ポリエポキシド及び複素環式ポリエポキシドが含まれる。
芳香族ポリエポキシドとしては、多価フェノールのグリシジルエーテル及びグリシジル芳香族ポリアミンが含まれる。
多価フェノールのグリシジルエーテルとしては、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Aジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールAD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、テトラクロロビスフェノールAジグリシジルエーテル、カテコールジグリシジルエーテル、レゾルシノール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、ピロガロールトリグリシジルエーテル、1,5−ジヒドロキシナフタリンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂又はクレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル、ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルの反応から得られるジグリシジルエーテル、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒド及び/又はホルムアルデヒドとの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル、レゾルシンとアセトンとの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールとポリオールとの反応によって得られるグリシジル基含有ポリウレタン、並びに多価フェノール(ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラクロロビスフェノールA、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、1,5−ジヒドロキシナフタリン、ジヒドロキシビフェニル及びオクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル等)のアルキレンオキシド(エチレンオキシド又はプロピレンオキシド)付加体のジグリシジルエーテル等が挙げられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン及びN,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。
脂肪族ポリエポキシドとしては、多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル、多価脂肪酸のポリグリシジルエステル及びグリシジル脂肪族アミンが含まれる。
多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテルとしては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジ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、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル及びグリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体等が挙げられる。
多価脂肪酸のポリグリシジルエステルとしては、ジグリシジルアジペート等が挙げられる。
グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
脂環式ポリエポキシドとしては、ビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエール、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−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、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、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロセキサン付加物及び芳香族ポリエポキシドの核水添化体等が挙げられる。
複素環式ポリエポキシドとしては、トリグリシジルイソシアヌレート及びトリスグリシジルメラミン等が挙げられる。
これらのポリエポキシドのうち、硬化性等の観点から、脂環式ポリエポキシド、脂肪族ポリエポキシド及び芳香族ポリエポキシドが好ましく、さらに好ましくは脂環式ポリエポキシド及び芳香族ポリエポキシド、特に好ましくは芳香族ポリエポキシドである。
ポリエポキシドの軟化点は、保存安定性の観点から、室温(25℃)以上であることが好ましく、さらに好ましくは50〜150℃、特に好ましくは80〜130℃である。なお、軟化点はJIS K7234−1986「エポキシ樹脂の軟化点試験方法」に準拠して測定される。
<エステル(B)>
フェノール性水酸基を1個有する化合物としては、炭素数6〜22のモノフェノール化合物が含まれ、フェノール、クレゾール、ナフトール、ノニルフェノール、ジオクチルフェノール、フェニルフェノール及びアントラセノール等が挙げられる。
多価カルボン酸としては、炭素数2〜12のアルカンポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、セバシン酸及びヘキサントリカルボン酸等)及び炭素数8〜12のアレンポリカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸及びナフタレンジカルボン酸等)等が含まれる。
エステル(B)のうち、アレンポリカルボン酸とモノフェノール化合物とのエステルが好ましく、さらに好ましくはフタル酸ジフェニルエステル、トリメリット酸トリフェニルエステル及びピロメリット酸テトラフェニルである。
エステル(B)は、それぞれ、単独で用いてもかまわないし、またそれぞれ2種類以上を併用してもかまわない。
フェノール性水酸基を1個有する化合物と多価カルボン酸とのエステル(B)は、公知の方法{特開2003−345004号公報等}で容易に得ることができる。
エステル(B)の含有量は、ポリエポキシド(A)のエポキシ基1モルに対し、エステル結合のモル数が0.05〜1.0モルとなる量が好ましく、さらに好ましくは0.15〜0.90モルとなる量、特に好ましくは0.30〜0.80モルとなる量である。この範囲であると、硬化性組成物の成形性及び熱成形体の保管形状保持性がさらに向上する。
ポリエポキシド(A)とエステル(B)の合計含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びにシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、1.0〜30が好ましく、さらに好ましくは1.5〜25、特に好ましくは1.7〜17である。この範囲であると、保管形状保持性及び耐擦傷性がさらに良好となる。
<熱重合触媒(C)>
熱重合触媒(C)としては、エポキシドと酸無水物やフェノール化合物との硬化反応の促進に用いられる熱重合触媒等が使用でき、第3級アミン、イミダゾール、これらの塩及び有機フォスフィンが含まれる。
第3級アミンとしては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、ピコリン、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジアミノメチル)フェノール、N,N'−ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−ウンデセン−7(DBU、「DBU」はサンアプロ株式会社の登録商標である。)及びDBUの塩(DBUのフェノール塩、DBUのオクチル酸塩、DBUのギ酸塩、DBUのパラトルエンスルフォン酸塩、DBUのフタル酸塩、DBUのフェノールノボラック塩、DBUのテトラフェニルフォスフォニウム塩及びDBUのテトラフェニルボーレート塩等)等が挙げられる。
イミダゾールとしては、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニル−4,5−ジ(シアノエトキシメチル)イミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウム・トリメリテート、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウム・トリメリテート、2−メチルイミダゾリウム・イソシアヌレート、2−フェニルイミダゾリウム・イソシアヌレート、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウム・クロライド、1,3−ジベンジル−2−メチルイミダゾリウム・クロライド、2,4−ジアミノ−6−[2−メチルイミダゾリル−(1H)]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2−エチル−4−メチルイミダゾリル−(1H)]−エチル−S−トリアジン及び2,4−ジアミノ−6−[2−ウンデシルイミダゾリル−(1H)]−エチル−S−トリアジン等が挙げられる。
有機フォスフィンとしては、トリフェニルフォスフィン、トリオルトトリルフォスフィン、トリパラトリルフォスフィン、トリス(パラメトキシフェニル)フォスフィン、トリス(2,6−ジメトキシフェニル)フォスフィン、トリブチルフォスフィン、トリフェニルフォスフィンオキサイド、テトラフェニルフォスフォニウムブロマイド及びテトラフェニルフォスフォニウムテトラフェニルボーレート等が挙げられる。
これらの熱重合触媒のうち、第3級アミン及び有機フォスフィンが好ましく、さらに好ましくは1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−ウンデセン−7(DBU)、DBUの塩及び有機フォスフィンである。
熱重合触媒(C)の含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)及びエステル(B)の合計重量に基づいて、0.1〜10が好ましく、さらに好ましくは0.5〜8、特に好ましくは1〜7である。この範囲であると、硬化性組成物の熱硬化性がさらに向上する。
<(メタ)アクリレート(D)及び光ラジカル重合開始剤(E)>
(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味し、(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。
(メタ)アクリレート(D)としては、光ラジカル重合開始剤(E)とともに放射線の照射を受けた際に、硬化反応を開始する単量体やオリゴマー等であれば制限がなく、公知の単量体及びオリゴマー{たとえば、特開2005−154609号公報に記載された(メタ)アクリレートやアクリロイル基含有オリゴマー等}等が使用できる。
公知の単量体{(メタ)アクリレート}のうち、(メタ)アクリロイル基を分子中に1〜8個含有する(メタ)アクリレートが好ましく、さらに好ましくは(メタ)アクリロイル基を分子中に2〜6個含有する(メタ)アクリレート、特に好ましくは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ペンタ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(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)アクリレート及びビスフェノールAエチレンオキシド2〜4モル付加物のジ(メタ)アクリレートである。
公知のオリゴマー{(メタ)アクリロイル基含有オリゴマー}のうち、イソシアナト基含有ウレタンプレポリマーとヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとを反応させて製造され得るウレタンアクリレートオリゴマーが好ましく、さらに好ましくはイソシアナト基を2〜5個有するウレタンプレポリマーと(メタ)アクリロイル基を2〜5個有するヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとの反応生成物、特に好ましくはイソシアナト基を2〜3個有する脂環式ウレタンプレポリマーと(メタ)アクリロイル基を2〜5個有するヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとの反応生成物である。
(メタ)アクリロイル基含有オリゴマーは公知の方法{たとえば特開2003−342525号公報及び特開2006−028499号公報等}等により調製できるが、市場から入手できるものをそのまま用いてもよい。市場から入手できるオリゴマーとしては、アートレジンUN−904、アートレジンUN−903、アートレジンHMP−2、アートレジンUN−3320HA及びアートレジンUN−3320HC{以上、根上工業(株)製};NKオリゴ U−15HA及びNKオリゴ U−9HA{以上、新中村化学工業(株)製};並びにUA−306I及びUA−306H{以上、共栄社化学(株)製}等が挙げられる。
なお、これらの(メタ)アクリレートは単独で用いてもよいし、また2種類以上を併用してもよい。
(メタ)アクリレート(D)の含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、20〜65が好ましく、さらに好ましくは25〜60、特に好ましくは30〜55である。この範囲であると、耐擦傷性がさらに良好となる。
光ラジカル重合開始剤(E)としては、紫外線(波長200〜400nm程度)を受けることによりラジカルを発生する化合物であれば制限なく使用でき、ベンゾイル基含有ラジカル開始剤、モルフォニル基含有ラジカル開始剤、リン原子含有ラジカル開始剤及びイオウ原子含有ラジカル開始剤等が使用できる。
ベンゾイル基含有ラジカル開始剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、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、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−オン及びベンゾフェノン等が挙げられる。
モルフォニル基含有ラジカル開始剤としては、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−オン及び2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン等が挙げられる。
リン原子含有ラジカル開始剤としては、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シド、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スフィンオキシド及び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シド等が挙げられる。
イオウ原子含有ラジカル開始剤としては、2,4−ジエチルチオキサントン及びイソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
これらの光ラジカル重合開始剤(E)は単独で用いてもよいし、また2種類以上を併用してもよい。これらの光ラジカル重合開始剤(E)のうち、ベンゾイル基含有ラジカル開始剤、モルフォニル基含有ラジカル開始剤及びリン原子含有ラジカル開始剤が好ましく、さらに好ましくはベンゾイル基含有ラジカル開始剤及びモルフォニル基含有ラジカル開始剤である。
光ラジカル重合開始剤(E)の含有量(重量%)は、(メタ)アクリレート(D)の重量に基づいて、1〜15が好ましく、さらに好ましくは2〜10、特に好ましくは3〜8である。この範囲であると、硬化性組成物の放射線硬化性がさらに良好となる。
<ビニルポリマー(F)>
ビニルポリマー(F)としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(ビニルモノマー)を必須構成単量体としたポリマーを意味する。
エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー(ビニルモノマー)としては、スチレン骨格を有するモノマー、(メタ)アクリレート、アクリルアミド及びその他のモノマーが含まれる。
スチレン骨格を有するモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エトキシスチレン、p−クロロスチレン及びp−ブロモスチレン等が挙げられる。
(メタ)アクリレートとしては、(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2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル及び(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
アクリルアミドとしては、(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジルメチル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジルブチル(メタ)アクリルアミド、N−(メトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ブトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド及びジアセトン(メタ)アクリルアミド{CH=CH(CONHC(CHCHCOCH}等が挙げられる。
その他のモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、アクリロニトリル、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル、フマール酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸及びクロトン酸等が挙げられる。
これらのビニルポリマーのうち、(メタ)アクリレートを必須構成単量体とする{50〜100重量%}ポリマー又はスチレン骨格を有するモノマーを必須構成単量体とする{50〜100重量%}ポリマーが好ましく、さらに好ましくは(メタ)アクリレートを必須構成単量体とするポリマー、特に好ましくはメチルメタクリレート又はブチルアクリレートを必須構成単量体とするポリマーである。
ビニルポリマー(F)の重量平均分子量は、500,000〜1,000,000が好ましく、さらに好ましくは550,000〜950,000、特に好ましくは600,000〜900,000である。この範囲であると、硬化性組成物の保管形状保持性がさらに良好となる。
なお、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により、分子量既知のポリスチレンを標準物質として測定される。
ビニルポリマー(F)は市場から容易に入手でき、たとえば、アロンタックS−1511K、アロンタックS−3403、アロンS−1017、アロンS−2060、レゼダGP−310S、ARUFON UH−2000、ARUFON UH−2170、ARUFON UC−3000及びARUFON UF−200(東亞合成株式会社製、「アロンタック」、「アロン」及び「レゼタ」は同社の登録商標である);M−1002B、M−2000、UME−2005、UMB−2005B、UMM−4005及びASM−4001(綜研化学株式会社製);ポリメントNK−350及びポリメントNK−380(日本触媒株式会社製、「ポリメント」は同社の登録商標である);パラクロンSN−50、パラクロンSS−2500、パラクロンAM−200T、パラクロンAS−3000E、パラクロンME−2000、W−197C及びパラクロン プレコート200(根上工業株式会社製、「パラクロン」は同社の登録商標である);及びアクリットシリーズ(大成ファインケミカル株式会社製)等が挙げられる。
ビニルポリマー(F)の含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、3〜50が好ましく、さらに好ましくは5〜40、特に好ましくは8〜35である。この範囲であると、形状保持性及び成形性がさらに良好となる。
<シリカ微粒子(G)>
シリカ微粒子(G)は、二酸化ケイ素の微粒子であれば制限なく使用でき、水等に分散されたシリカ微粒子ゾル分散液の形態で用いてもよい。このような無機フィラーゾル分散液は、市場から容易に入手でき、たとえば、オルガノシリカゾルシリーズ(日産化学工業(株)製)等が挙げられる。
シリカ微粒子(G)の体積平均粒子径(nm)は、10〜100が好ましく、さらに好ましくは12〜95、特に好ましくは15〜90である。この範囲であると、耐擦傷性がさらに良好となる。
なお、体積平均粒子径は、測定試料を適当な分散媒(例えば、水、メタノール及びこれらの混合物)に分散させ、JIS Z8825−1−2001「粒子径解析−レーザー回折法−第1部」:測定原理に記載された測定原理を有するレーザー回折式粒度分布測定装置(例えば(株)島津製作所製SALD−1100、(株)堀場製作所製LA−950、日機装(株)製マイクロトラック粒度分布測定装置UPA−ST150等、「マイクロトラック」はリーズ、アンド、ノースラップ、カンパニーの登録商標である。)等により測定される。
シリカ微粒子(G)の含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、5〜50が好ましく、さらに好ましくは8〜45、特に好ましくは10〜40である。この範囲であると、保管形状保持性及び耐擦傷性がさらに良好となる。
<溶剤(H)>
本発明の硬化性組成物には、取扱性(コーティング性等)をさらに向上させること等を目的として、さらに必要に応じて溶剤(H)を含有させることができる。
溶剤(H)としては、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、熱重合触媒(C)、(メタ)アクリレート(D)、光ラジカル重合開始剤(E)並びにポリマー(F)等を均一に溶解でき、かつシリカ微粒子(G)を均一に分散できる溶剤であればよく、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)、グリコールエーテル(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコールモノエチルエーテル等)、グリコールエステル(メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及びプロピレングリコールエチルエーテルアセテート等)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノール等)及び芳香族炭化水素(トルエン及びキシレン等)が含まれる。これらの溶剤は単独または混合して用いられる。
溶剤(H)を含有する場合、溶剤(H)の含有量(重量%)は、硬化性組成物の粘度、塗工方法、乾燥後の膜厚等によって適宜決定される。
<エポキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する単量体(J)>
本発明の硬化性組成物には、1分子中にエポキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する単量体(J)を含有することができる。
このような単量体(J)としては、ポリエポキシド(A)のエポキシ基1当量に対して、(メタ)アクリル酸を0.1〜0.9当量反応させた化合物、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、N−グリシジルアミノエチル(メタ)アクリレート及び3,4ーエポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単量体(J)を含有する場合、単量体(J)の含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)及びエステル(B)の合計重量に基づいて、10〜1000が好ましく、さらに好ましくは20〜500、特に好ましくは30〜200である。この範囲であると、硬化性組成物の硬化性がさらに良好となる。
単量体(J)は単独で用いてもよいし、また2種類以上を併用してもよい。また、単量体(J)を含む場合、光ラジカル重合開始剤(E)の含有量(重量%)は、(メタ)アクリレート(D)及び単量体(J)の合計重量に基づいて、1〜15が好ましく、さらに好ましくは2〜10、特に好ましくは3〜8である。この範囲であると、硬化性組成物の硬化性がさらに良好となる。
<光増感剤(K)>
本発明の硬化性組成物には、硬化性をさらに向上させる目的で、さらに光増感剤(K)を含有できる。
光増感剤(K)としては、公知の光増感剤等が使用でき、アルキルアミノ光増感剤(K1)及びジアルキルアミノフェニル光増感剤(K2)等が含まれる。
アルキルアミノ光増感剤(K1)としては、モノアルキルアミン(n−ブチルアミン及び2−エチルヘキシルアミン等)、ジアルキルアミン(ジn−ブチルアミン、ジエタノールアミン及びメチルデシルアミン等)、トリアルキルアミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン及び2−ジメチルアミノエチル安息香酸等)等が挙げられる。
ジアルキルアミノフェニル光増感剤(K2)としては、4,4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸エチル、ジメチルアミノ安息香酸2−(n−ブトキシ)エチル及びジメチルアミノ安息香酸イソアシル等が挙げられる。
これらの他に、トリn−ブチルホスフィン等のりん化合物も使用できる。
これらの光増感剤のうち、トリアルキリアミン及びジアルキルアミノフェニル光増感剤(K2)が好ましく、さらに好ましくはジアルキルアミノフェニル増感剤、特に好ましくは4,4'−ジアルキルアミノベンゾフェノンである。
光増感剤(K)を含有する場合、この含有量(重量%)は、光ラジカル重合開始剤(E)の重量に基づいて、0.1〜100が好ましく、さらに好ましくは、1〜50、特に好ましくは5〜50である。
<紫外線吸収剤(M)>
本発明の硬化性組成物には、耐候性を向上させる目的で、紫外線吸収剤(光安定剤を含む)(M)を含有することができる。紫外線吸収剤(M)としては、ベンゾトリアゾール紫外線吸収剤(M1)、ヒンダードアミン紫外線吸収剤(M2)、ベンゾフェノン紫外線吸収剤(M3)、サリチル酸紫外線吸収剤(M4)及びトリアジン紫外線吸収剤(M5)等が含まれる。
ベンゾトリアゾール紫外線吸収剤(M1)としては、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール及び2−(2'−ヒドロキシ−5'−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
ヒンダードアミン紫外線吸収剤(M2)としては、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドリキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケート及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート等が挙げられる。
ベンゾフェノン紫外線吸収剤(M3)としては、2,4−ジヒドロベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン及び2,2'−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
サリチル酸紫外線吸収剤(M4)としては、フェニルサリシレート、p−tert−ブチルフェニルサリシレート及びp−オクチルフェニルサリシレート等が挙げられる。
トリアジン紫外線吸収剤(M5)としては、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン及び2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−イソオクチルオキシフェニル−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
これらの紫外線吸収剤は単独で用いてもよいし、また2種類以上を併用してもよく、2種以上併用する場合、ヒンダードアミン紫外線吸収剤(M2)とトリアジン紫外線吸収剤(M5)との併用が好ましい。これらの紫外線吸収剤(M)のうち、ベンゾトリアゾール紫外線吸収剤(M1)、ヒンダードアミン紫外線吸収剤(M2)及びトリアジン紫外線吸収剤(M5)が好ましく、さらに好ましくはヒンダードアミン紫外線吸収剤(M2)及びトリアジン紫外線吸収剤(M5)である。
紫外線吸収剤(M)を含有する場合、この含有量(重量%)は、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、熱重合触媒(C)、(メタ)アクリレート(D)、光ラジカル重合開始剤(E)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の重量に基づいて、0.1〜10が好ましく、さらに好ましくは0.3〜8、特に好ましくは0.5〜5である。
<他の添加剤>
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて、他の添加剤(たとえば、染料、顔料、熱安定剤、密着促進剤、消泡剤、レベリング剤、垂れ防止剤及び/又は難燃剤等)を添加することができる。
他の添加剤を含有する場合、他の添加剤の含有量(重量%)は、各添加剤の特性を発揮でき、本発明の効果を阻害しない範囲で添加することができ、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、0.01〜50が好ましく、さらに好ましくは0.1〜30、特に好ましくは1〜10である。
本発明の硬化性組成物は、構成成分を安定に均一混合できれば製造方法に制限なく得ることができ、たとえば、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、光ラジカル重合開始剤(E)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)、並びに必要により、溶剤(H)、単量体(J)、光増感剤(K)、紫外線吸収剤(M)及び/又は他の添加剤を均一混合した後、熱重合触媒(C)を加えて均一混合することにより得ることができる。
ビニルポリマー(F)は、ビニルポリマー(F)を溶剤(H)に均一溶解させてポリマー溶液を得てから、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)及び光ラジカル重合開始剤(E)とポリマー溶液とを均一混合することが好ましい。
シリカ微粒子(G)は、シリカ微粒子(G)を溶剤(H)に均一分散させてから、ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、光ラジカル重合開始剤(E)及びビニルポリマー(F)と分散混合することが好ましい。
シリカ微粒子(G)を分散混合するための分散機としては均一に分散できれば特に制限はないが、たとえば、ディゾルバー、2軸ミキサー、3軸ミキサー、プラネタリーミキサー、3軸プラネタリーミキサー、3本ロール、ボールミル及びビーズミル等が挙げられる。これらのうち、ディゾルバー、2軸ミキサー、3軸ミキサー及び3軸プラネタリーミキサーが好ましく、さらに好ましくはディゾルバー、3軸ミキサー及び3軸プラネタリーミキサー、特に好ましくはディゾルバー及び3軸プラネタリーミキサーである。
分散混合の温度(℃)としては均一分散できれば特に制限はないが、10〜60が好ましく、さらに好ましくは15〜50、特に好ましくは20〜40である。
分散混合の時間(分)としては均一分散できれば特に制限はないが、10〜600が好ましく、さらに好ましくは20〜300、特に好ましくは30〜180である。
均一混合の温度(℃)としては均一混合できれば特に制限はないが、25〜60が好ましく、さらに好ましくは30〜50、特に好ましくは35〜45である。
均一混合の時間(時間)としては均一混合できれば特に制限はないが、0.5〜4が好ましく、さらに好ましくは0.8〜3、特に好ましくは1〜2である。
本発明の硬化性組成物は、放射線硬化性のコーティング剤として好適であるが、プラスチック成形体用の積層体(熱成形体)を調製し、これを成形した後、完全硬化させて成形体(放射線硬化成形体)を得るためのコーティング剤として特に適している。
積層体は、本発明の硬化性組成物を支持体(プラスチックシート又はプラスチックフィルム等)にコーティングした後、加熱して積層体(熱成形体)を得る工程を有する製造方法により得ることができる。
コーティング方法としては、ロールコート法、ディップ法、スプレー法、フローコート法及びスクリーン印刷法等が挙げられる。
加熱温度(℃)としては、80〜170程度が好ましく、さらに好ましくは100〜160、特に好ましくは120〜150である。加熱温度はこの範囲で段階的に変化(たとえば昇温)させてもかまわない。この範囲であると、硬化性組成物の熱硬化性がさらに良好となる。
加熱時間(分)としては、1〜60程度が好ましく、さらに好ましくは2〜30である。
本発明の硬化性組成物のコーティング層の厚み(μm)としては、0.1〜100程度が好ましく、さらに好ましくは1〜30である。
支持体(プラスチックシート又はプラスチックフィルム等)の材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリメチルメタクリレート等が挙げられる。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートが好ましい。
積層体をインモールド成形に用いる場合、離型剤(メラミン樹脂等)で離型処理した支持体(シート又はフィルム等)を用いることが好ましい。
支持体(シート又はフィルム等)の厚さ(μm)は、10〜500程度が好ましく、さらに好ましくは50〜300である。
積層体はそのままか、又は保護フィルム(ポリエチレン及びポリプロピレン等)を硬化性樹脂層に積層してから、ロール状に巻き取り保存できる。
プラスチック成形体(放射線硬化成形体)は、積層体を成形した後、放射線を照射することによりプラスチック成形体を得る工程を有する製造方法により得ることができる。
成形方法としては、成形同時加飾方法であるインモールド成形(転写成形)及びインサート成形が含まれる。インモールド成形(転写成形)やインサート成形の具体的方法は、特開平10−58895号公報及び特開2007−291380等に記載されている。
積層体をインモールド成形やインサート成形によって成形する場合、硬化性樹脂層上又はプラスチックシート若しくはプラスチックフィルムを介した反対面上に印刷等で加飾処理や密着向上処理することができる。
紫外線の照射量(mJ/cm)としては、100〜10,000程度が好ましく、さらに好ましくは200〜2,000である。
本発明の積層体は、硬化性組成物をコーティングした後に加熱することにより、ポリエポキシド(A)とエステル(B)との硬化反応が進行することと、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)を含有することにより固体化するので、積層体として保管してもロール端部からのしみだしや、保護フィルム痕が残ったりすることはなく、保管形状保持性に優れている。
また、本発明の積層体は、常温(10〜35℃程度)ではさらに反応は進行しないので、保管中にさらに反応が進行して塗膜の収縮などによる外観異状がない。
本発明の積層体は、熱成形後に放射線を照射することにより、さらに硬化反応が進行して、硬度、耐擦傷性及び耐薬品性に優れたプラスチック成形体を得ることができる。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、特記しない限り、部は重量部、%は重量%を意味する。
<製造例1>
冷却管及び攪拌装置を備えた反応容器に、無水フタル酸296部及びメチルイソブチルケトン2000部を投入し、攪拌して溶解させた後、フェノール282部及び炭酸カリウム5部を加えて攪拌しながら還流下で4時間反応させた。反応物を冷却した後、3%炭酸水素ナトリウム水溶液1000部を加え、さらに水層が中性になるまで3%炭酸水素ナトリウム水溶液を追加し、水層を分離し、有機層を得た。有機層を2回水洗した後、減圧脱溶剤して、エステル(b1){フェノール性水酸基を1個有する化合物と多価カルボン酸とのエステル、ジフェニルフタレート(エステル結合当量:159)}を得た。ここでエステル結合当量はエステル結合1個あたりの分子量(計算値)を表す(以下、同じである。)。
<実施例1>
攪拌羽及びモーター付ステンレス製配合槽に、製造例1で作成したエステル(b1){ジフェニルフタレート}1.0部、ポリエポキシド(a1){ビスフェノールA型エポキシ樹脂、商品名:jER1004F、エポキシ当量(エポキシ基1個あたりの分子量)925、軟化点103℃、ジャパンエポキシレジン(株)製}10.0部及び溶剤(h1){メチルエチルケトン}30部を仕込み、80℃で1時間攪拌混合した後、40℃まで冷却し、熱重合触媒(c1){1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−ウンデセン−7のオクチル酸塩、サンアプロ(株)製UーCAT SA102}0.6部、(メタ)アクリレート(d1){ジペンタエリストールヘキサアクリレート、商品名:ライトアクリレートDPE−6A、共栄社(株)製}30.0部、光ラジカル重合開始剤(e1){1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、商品名:イルガキュア184 チバ・ジャパン(株)製}1.5部、ビニルポリマー(f1){(メタ)アクリレートを必須構成単量体とするポリマー(加熱残分20%、トルエン溶液)、商品名:パラクロン プレコート200 根上工業(株)製}95.0部(加熱残分として19.0部)、シリカ微粒子(g1){シリカゾル・メチルエチルケトン分散液(加熱残分30%) 日産化学工業(株)製MEK−ST 体積平均粒子径18nm}133.3部(加熱残分として40.0部)、レベリング剤{分岐型ポリエーテル変性シリコーン、商品名:FZ−2110、東レ・ダウ・コーニング・シリコーン(株)製}0.1部及び溶剤(h1){メチルエチルケトン}39部(加熱残分が30%となる理論値)を加えて1時間混合し、その後加熱残分を測定し加熱残分が30%となるよう溶剤(h1){メチルエチルケトン}で調整し本発明の硬化性組成物(1)を得た。
なお、加熱残分はJIS K5601−1−2(2008)に準拠し、105℃、60分間で測定した(以下同じである。)。
<実施例2〜7>
「エステル(b1)1.0部」、「ポリエポキシド(a1)10.0部」、「熱重合触媒(c1)0.6部」、「(メタ)アクリレート(d1)30.0部」、「光ラジカル重合開始剤(e1)1.5部」、「ビニルポリマー(f1)95部(加熱残分として19.0部)」、「シリカ微粒子(g1)133.3部(加熱残分として40.0部)」を、表1に示したもの及び使用量(部)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の硬化性組成物(2)〜(7)を得た。
なお、表1の記載は加熱残分としての値を示した。
Figure 0005303705

表1中、a1、a2、a3、b1、c1、d1、d2、e1、f1、f2、g1、g2、及びレベリング剤は以下の通りである。
a1:ポリエポキシド{ビスフェノールAグリシジルエーテル、ジャパンエポキシレジン(株)製jER1004F、エポキシ当量925、軟化点103℃}
a2:ポリエポキシド{ビスフェノールAグリシジルエーテル、ジャパンエポキシレジン(株)製jER1003、エポキシ当量685、軟化点89℃}
a3:ポリエポキシド{ビスフェノールAグリシジルエーテル、ジャパンエポキシレジン(株)製jER1007、エポキシ当量1975、軟化点128℃}
b1:エステル{製造例1で調製したフタル酸ジフェニル}
c1:熱重合触媒{1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−ウンデセン−7のオクチル酸塩、サンアプロ(株)製UーCAT SA102}
d1:(メタ)アクリレート{ジペンタエリストールヘキサアクリレート、共栄社(株)製ライトアクリレートDPE−6A}
d2:(メタ)アクリレート{ウレタンアクリレートオリゴマー、新中村化学工業(株)製NKオリゴ U−15HA}
e1:光ラジカル重合開始剤{1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・ジャパン(株)製イルガキュア184}
f1:ビニルポリマー{(メタ)アクリレートを必須構成単量体とするポリマー・トルエン溶液(加熱残分20%、重量平均分子量600,000) 根上工業(株)製パラクロン プレコート200}
f2:ビニルポリマー{(メタ)アクリレートを必須構成単量体とするポリマー・トルエン溶液(加熱残分35%、重量平均分子量900,000) 根上工業(株)製パラクロン S−2012}
g1:シリカ微粒子{シリカゾル・メチルエチルケトン分散液(加熱残分30%) 日産化学工業(株)製MEK−ST 体積平均粒子径18nm}
g2:シリカ微粒子{シリカゾル・イソプロピルアルコール分散液(加熱残分30%) 日産化学工業(株)製IPA−ST−ZL 体積平均粒子径90nm}
レベリング剤:分岐型ポリエーテル変性シリコーン{東レ・ダウ・コーニング・シリコーン(株)製FZ−2110}
<比較例1〜4>
「エステル(b1)1.0部」、「ポリエポキシド(a1)10.0部」、「熱重合触媒(c1)0.6部」、「(メタ)アクリレート(d1)30.0部」、「光ラジカル重合開始剤(e1)1.5部」、「ビニルポリマー(f1)95部(加熱残分として19.0部)」、「シリカ微粒子(g1)133.3部(加熱残分として40.0部)」を、表2に示したもの及び使用量(部)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、比較用の硬化性組成物(1)〜(4)を得た。
なお、表2の記載は加熱残分としての値を示した。
Figure 0005303705

a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1、及びレベリング剤は表1の場合と同じ意味である。
b3はポリイソシアネート{ヘキサメチレンジイソシアネート、日本ポリウレタン(株)製HDI}を意味する。
実施例及び比較例で得た硬化性組成物について、以下のようにして加工性、加工安定性、耐擦傷性、耐擦傷安定性、保管形状保持性及び実用性について評価し、これらの評価結果を表3に示した。
<評価用積層体の調製>
易接着処理ポリエステルフィルム{東洋紡(株)製、品番A4100、厚み100μm}を30cm(縦)×15cm(横)角に切り出し、塗工面をイソプロピルアルコールで拭き取り、イソプロピルアルコールを乾燥して、被塗工フィルムを用意した。次いで、JIS K5101−4(2004)「顔料試験方法−第4部:隠蔽力−隠蔽率試験紙法−4(d)バーコーター」と同等のバーコーター(No.6:ステンレス綱径0.15mm)を用いて、評価試料(硬化性組成物)を被塗工フィルムに、縦方向にバーコーターを移動させて塗工して塗装フィルムを得た。引き続き、塗工面が水平になるようにして塗工フィルムを、22℃で1分間で放置した後、循風式乾燥機内で120℃で3分間加熱し、塗工面にポリエステルフィルム{東レ(株)製、品名ルミラーS10、厚み12μm}(保護フィルム)でラミネートし評価用積層体を調製した。
<保管形状保持性>
評価用積層体について、試料作成24時間後(初期)と、合計重量1kgに調整した15cm×15cmのガラス板をのせ、23±2℃で1ヶ月保管後(保管後)に、保護フィルムを剥離し、外観観察及びJIS K7105(1981)5.5に準処した装置(日本電色工業(株)製NDH2000)を用い、23±2℃、相対湿度50±10%環境下、ヘイズを測定し、以下の基準で保管形状保持性を判定した。
○:外観異常なし、且つ初期と保管後のヘイズ値の差が0.2%未満
△:外観異常なし、且つ初期と保管後のヘイズ値の差が0.2%以上0.5%未満
×:外観異常あり、又は初期と保管後のヘイズ値の差が0.5%以上
なお、外観異常とは塗膜の表面に凹凸が生じることや、塗膜の一部がラミネートフィルへ転写することを意味する。
<耐擦傷性>
評価用積層体について、試料作成24時間後に、保護フィルムを剥離し、評価用積層体の塗工面に対して垂直に紫外線(高圧水銀灯,1J/cm)を照射することによって積層体上の放射線硬化組成物を硬化した後、JIS L0849:2004の摩耗試験器I型(学振型)に準拠した装置{(株)井元製作所製ラビングテスターB1052}にスチールウール{日本スチールウール(株)製ボンスターNo.0000「ボンスター」は同社の登録商標である}を取り付け、荷重250g/cmで10往復、硬化膜表面を摩耗した。摩耗後の硬化膜表面を観察して、以下の基準で耐擦傷性を判定した。
◎:傷が発生しない
○:傷が1〜2本程度発生した
△:傷が3〜10本程度発生した
×:全面に傷発生した
<加工性>
評価用積層体について、試料作成24時間後に、試験片を、巾1cm長さ20cmに切り出し、保護フィルムを剥離し、引っ張り試験機{島津製作所(株)製 島津小型卓上試験機EZ−L、引っ張り速度100mm/分}につかみ間隔10cmで取り付け、20cmまで引き延ばした時の延伸部分の外観を観察し、以下の基準で初期加工性と保管加工性を判定した。
○:外観異常なし
△:表面に一部白化が見られる
×:表面全面が白化又はクラック発生する
<実用性>
保管形状保持性、耐擦傷性、加工性の結果より、以下の基準で評価した。
◎:実用性に優れている:評価結果の全てが◎又は○。
○:実用性に問題がない:評価結果で×がなく△の数が1個。
△:実用性に多少問題がある:評価結果で×がなく△の数が2個。
×:実用性に劣る:評価結果で△の数が2個を超える、又は×がある。
Figure 0005303705

本発明の硬化性組成物(実施例1〜7)は、比較用の硬化性組成物に比較して、実用性に極めて優れていた。すなわち、本発明の硬化性組成物を用いた熱成形体(積層体)の保管形状保持性及びこの熱成型体(積層体)を完全硬化した成形体の耐擦傷性の両方共に、比較用の硬化性組成物を用いた場合に比べて著しく優れていた。また、熱成型体(積層体)の加工性にも著しく優れていた。
本発明の硬化性コーティング組成物は、木材、石、ガラス、コンクリート、金属、プラスチック及び金属蒸着プラスチック等のコーティング剤として使用することができる。さらに、3次元造形用硬化性コーティング組成物として成形体にすることもできる。これらのうち、プラスチック及び金属蒸着プラスチック等のコーティング剤として好適であり、特にプラスチックのコーティング剤として好適である。プラスチックのコーティング剤のうち、インモールド成形(転写整形)、インサート成形等に使用する熱成形フィルム用コーティング剤として最適である。
プラスチック成形体としては、家電製品用成形体、車両用成形体及び建築材料用成形体等が含まれる。家電製品用成形体としては、テレビ、オーディオ又は携帯電話の外装材及び液晶等の保護板等が挙げられる。車両用成形体としては、ヘッドランプレンズ、ウインカーレンズ、サンルーフ、メーターカバー、バイクの風防及びヘルメットシールド等が挙げられる。建築材料用成形体としては、高速道路防音壁、間仕切り板及び採光窓等が挙げられる。これらの他に、額縁用プラスチック板、展示用パネル、光学レンズ、プラスチック容器及び装飾品等にも適用できる。

Claims (3)

  1. 80〜130℃の軟化点をもつポリエポキシド(A)、フェノール性水酸基を1個有する化合物と多価カルボン酸とのエステル(B)、熱重合触媒(C)、(メタ)アクリレート(D)、光ラジカル重合開始剤(E)、重量平均分子量が500,000〜1,000,000であるビニルポリマー(F)及び体積平均粒径が10〜100nmであるシリカ微粒子(G)を含有し、
    (メタ)アクリレート(D)が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ペンタ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートから選ばれる(メタ)アクリロイル基を分子中に〜6個含有する(メタ)アクリレート及び/又はイソシアナト基を2〜5個有するウレタンプレポリマーと(メタ)アクリロイル基を〜5個有するヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートとを反応させて製造されるウレタンアクリレートオリゴマーであって、
    エステル(B)の含有量が、ポリエポキシド(A)のエポキシ基1モルに対し、エステル結合のモル数が0.05〜1.0モルとなる量であり、
    ポリエポキシド(A)、エステル(B)、(メタ)アクリレート(D)、ビニルポリマー(F)及びシリカ微粒子(G)の合計重量に基づいて、ポリエポキシド(A)とエステル(B)の合計含有量が1〜30重量%、(メタ)アクリレート(D)の含有量が20〜65重量%、ビニルポリマー(F)の含有量が3〜50重量%、シリカ微粒子(G)の含有量が5〜50重量%であり、
    光ラジカル重合開始剤(E)の含有量が(メタ)アクリレート(D)の重量に基づいて1〜15重量%であることを特徴とする硬化性組成物。
  2. 請求項1に記載の硬化性組成物をプラスチックシート又はプラスチックフィルムにコーティングした後、120〜150℃で加熱して積層体を得る工程を有することを特徴とする積層体の製造方法。
  3. 請求項2に記載の製造方法で得られた積層体を成形した後、紫外線を照射することによりプラスチック成形体を得る工程を有することを特徴とするプラスチック成形体の製造方法。
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