JP5538713B2 - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents

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本発明は、硬化性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、例えば、太陽電池バックシートなどに好適に使用することができる硬化性樹脂組成物に関する。
樹脂基材は、一般に、太陽光線などに含まれている紫外線の照射を受けたとき、その樹脂の主鎖が断裂するため、樹脂基材の機械的強度が低下するようになる。そこで、樹脂基材を紫外線から保護するために、樹脂基材の表面に易接着処理が施された処理面に紫外線吸収性共重合体層を形成させた紫外線吸収性複合フイルムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、この紫外線吸収性複合フイルムは、紫外線吸収性、樹脂基材との密着性および耐候性に優れている半面、易接着処理を必要とする。
基材に易接着処理を施さなくても樹脂基材表面との密着性に優れた紫外線吸収層を形成する樹脂組成物として、表面ぬれ指数が34mN/mであるプラスチック基材を用い、その基材との硬化後の碁盤目密着性が95%以上である紫外線吸収層を形成する紫外線吸収性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、この紫外線吸収性樹脂組成物がプラスチック基材に適しているかどうかを確認するにあたり、特定の表面ぬれ指数を確認することが必要となる。
近年、カールが小さく、耐候性に優れた塗膜を形成し、易接着処理を施したり、特定の表面ぬれ指数を有するプラスチック基材を使用しなくても基材との湿熱密着性に優れるとともに、保存安定性にも優れた硬化性樹脂組成物の開発が望まれている。
特開平11−348199号公報 特開2008−56859号公報
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、カールが小さく、耐候性に優れた塗膜を形成し、基材との湿熱密着性および保存安定性に優れた硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明は、紫外線吸収性単量体および紫外線安定性単量体を含有する単量体混合物を重合させてなる紫外線吸収性共重合体、硬化剤、ならびに着色剤を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物に関する。
本発明の硬化性樹脂組成物は、カールが小さく、耐候性に優れた塗膜を形成し、基材との湿熱密着性および保存安定性に優れるという効果を奏する。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記したように、紫外線吸収性単量体および紫外線安定性単量体を含有する単量体混合物を重合させてなる紫外線吸収性共重合体、硬化剤、ならびに着色剤を含有することを特徴とする。
本発明の硬化性樹脂組成物は、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とが併用されているので、カールが小さく、耐候性に優れた塗膜を形成し、樹脂基材との湿熱密着性および保存安定性に優れている。
紫外線吸収性単量体は、主として、本発明の硬化性樹脂組成物に紫外線吸収性を付与するとともに、紫外線安定性単量体との併用により、カールが小さく、耐候性に優れた塗膜を形成し、樹脂基材との湿熱密着性および保存安定性を向上させる成分である。
好適な紫外線吸収性単量体としては、例えば、式(I):
(式中、R1は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、R2は炭素数1〜6のアルキレン基、R3は水素原子またはメチル基、X1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、シアノ基またはニトロ基を示す)
で表される単量体、式(II):
(式中、R4は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、R5は水素原子またはメチル基、R6は水素原子または水酸基、R7は水素原子または炭素数1〜6のアルコキシ基、R8は炭素数1〜10のアルキレン基または炭素数1〜10のオキシアルキレン基、X2はエステル結合、アミド結合、エーテル結合またはウレタン結合、mは0または1を示す)
で表される単量体、式(III):
〔式中、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基、Yは水素原子またはメチル基、Aは−(CH2CH2O)p−基(pは1〜20の整数)、−CH2CH(OH)−CH2O−基、−(CH2p−O−基(pは前記と同じ)、−CH2CH(CH2OR17)−O−基(R17は炭素数1〜10のアルキル基)、−CH2CH(R17)−O−基(R17は前記と同じ)または−CH2(CH2qCOO−B−O−基(Bはメチレン基、エチレン基もしくは−CH2CH(OH)CH2−基、qは0もしくは1)を示す〕
で表される単量体、および式(IV):
(式中、R18は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基、R19は水素結合を形成し得る元素を有する基、R20は水素原子またはメチル基、R21は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を示す)
で表される単量体などが挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの単量体は、本発明の硬化性樹脂組成物に紫外線吸収性を付与するとともに、紫外線安定性単量体との併用により、易接着処理を施す必要がなく、特定の表面ぬれ指数を有するプラスチック基材をしなくても基材との湿熱密着性および耐候性に優れた塗膜を形成することができる。
式(I)で表される単量体において、R1は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基を示す。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などの直鎖または分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの脂環式アルキル基などが挙げられる。炭素数6〜12、好ましくは6〜8のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。炭素数7〜12、好ましくは7〜8のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
式(I)で表される単量体において、R2は、炭素数1〜6のアルキレン基を示す。炭素数1〜6のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基などの直鎖アルキレン基;イソプロピレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基などの分枝アルキレン基などが挙げられる。
式(I)で表される単量体において、R3は、水素原子またはメチル基を示す。X1は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、シアノ基またはニトロ基を示す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などの直鎖または分岐のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの脂環式アルキル基などが挙げられる。炭素数6〜12、好ましくは6〜8のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。炭素数7〜12、好ましくは7〜8のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
式(I)で表される単量体の具体例としては、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシメチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチル−3’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−5−メトキシ−2H−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
式(II)で表される単量体において、R4は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基を示す。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などの直鎖または分岐のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの脂環式アルキル基などが挙げられる。炭素数6〜12、好ましくは6〜8のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。炭素数7〜12、好ましくは7〜8のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
式(II)で表される単量体において、R5は、水素原子またはメチル基を示す。R6は、水素原子または水酸基を示す。R7は、水素原子または炭素数1〜6のアルコキシ基を示す。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
式(II)で表される単量体において、R8は、炭素数1〜10のアルキレン基または炭素数1〜10のオキシアルキレン基を示す。炭素数1〜10のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基などの直鎖アルキレン基;イソプロピレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、2−エチルへキシレン基などの分枝アルキレン基などが挙げられる。炭素数1〜10のオキシアルキレン基としては、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシペンチレン基、オキシヘキシレン基、オキシヘプチレン基、オキシオクチレン基、オキシノニレン基、オキシデシレン基などの直鎖アルキレン基;オキシイソプロピレン基、オキシイソブチレン基、オキシsec−ブチレン基、オキシtert−ブチレン基、オキシイソペンチレン基、オキシネオペンチレン基、オキシ2−エチルへキシレン基などの分枝アルキレン基などが挙げられる。
式(II)で表される単量体において、X2は、エステル結合、アミド結合、エーテル結合またはウレタン結合を示す。エステル結合は、具体的にはオキシカルボニル〔−O−C(O)−〕基およびカルボニルオキシ〔−C(O)−O−〕基を意味する。アミド結合は、具体的には−NH−基を意味する。また、エーテル結合は、具体的には−O−基を意味する。mは、0または1を示す。
式(II)で表される単量体の具体例としては、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシ−4'−(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−3−tert−ブチル−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
式(III)で表される単量体において、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、2−エチルヘキシル基などの炭素数1〜10の直鎖または分枝アルキル基;シクロヘキシル基などの炭素数3〜10の脂環式アルキル基などが挙げられる。炭素数2〜10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘプテニル基、4−メチル−3−ペンテニル基、2,4−ジメチル−3−ペンテニル基、6−メチル−5−ヘプテニル基、2,6−ジメチル−5−ヘプテニル基などが挙げられる。炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基などが挙げられる。
式(III)で表される単量体において、Yは、水素原子またはメチル基を示す。Aは、−(CH2CH2O)p−基(pは1〜20の整数)、−CH2CH(OH)−CH2O−基、−(CH2p−O−基(pは前記と同じ)、−CH2CH(CH2OR17)−O−基(R17は炭素数1〜10のアルキル基)、−CH2CH(R17)−O−基(R17は前記と同じ)または−CH2(CH2qCOO−B−O−基(Bはメチレン基、エチレン基もしくは−CH2CH(OH)CH2−基、qは0もしくは1)を示す。R17で表される炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、2−エチルヘキシル基などの炭素数1〜10の直鎖または分枝アルキル基;シクロヘキシル基などの炭素数3〜10の脂環式アルキル基などが挙げられる。
式(III)で表される単量体としては、例えば、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−メトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−エトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジエトキシフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジエチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−アクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−メタクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(11−アクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)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−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(11−メタクロイルオキシウンデシルオキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクロイルオキシエトキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
式(III)で表される単量体のなかでは、工業的に容易に入手することができることから、式(IIIa):
で表される単量体、式(IIIb):
で表される単量体および式(IIIc):
で表される単量体が好ましい。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
式(IV)で表される単量体において、R18は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を示す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などの炭素数1〜8の直鎖または分岐のアルキル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの炭素数3〜8の脂環式アルキル基などが挙げられる。炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基およびブトキシ基が挙げられる。
式(IV)で表される単量体において、R19は、水素結合を形成し得る元素を有する基を示す。水素結合を形成し得る元素を有する基としては、例えば、−NH−基、−CH2NH−基、−OCH2CH(OH)CH2O−基、−CH2CH2COOCH2CH(OH)CH2O−基などが挙げられる。これらの基のなかでは、活性水素を有することから、−NH−基および−CH2NH−基が好ましく、−CH2NH−基がより好ましい。
式(IV)で表される単量体において、R20は、水素原子またはメチル基を示す。R21は、水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を示す。炭素数1〜12のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などの炭素数1〜12の直鎖または分岐のアルキル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの炭素数3〜12の脂環式アルキル基などが挙げられる。これらのなかでは、炭素数4〜12の直鎖または分岐のアルキル基が好ましく、1,1,3,3−テトラメチルブチル基がより好ましい。なお、R21は、2位のヒドロキシル基に対してパラ位に存在していることが、2位の水酸基を反応しがたくする観点から好ましい。
式(IV)で表される単量体としては、例えば、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノメチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの単量体のなかでは、R21が5位に結合している、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールおよび2−[2’−ヒドロキシ−3’−(メタ)アクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールが好ましい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリ」とは、「アクリ」および/または「メタクリ」を意味する。
式(I)で表される単量体および式(IV)で表される単量体は、例えば、ベンゾトリアゾールと、(メタ)アクリル酸クロライド、N−メチロールアクリルアミドまたはそれらのアルキルエーテルなどとを反応させることによって容易に調製することができる。例えば、2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールは、2−[2’−ヒドロキシ−3’−アミノ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−ベンゾトリアゾールとメタクリル酸クロライドとを反応させることによって調製することができる。また、2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールは、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−ベンゾトリアゾールと、N−メチロールアクリルアミドとを反応させることによって容易に調製することができる。
式(I)〜(IV)で表される単量体のなかでは、式(I)〜(III)で表される単量体は、基材との湿熱密着性および保存安定性を向上させ、塗膜の耐カール性(塗膜がカールしがたい性質)および耐候性を高める観点から好ましい。この場合、式(I)〜(III)で表される単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
紫外線安定性単量体は、本発明の硬化性樹脂組成物に安定した紫外線吸収性を付与するとともに、紫外線吸収性単量体との併用により、耐カール性および耐候性に優れた塗膜を形成し、樹脂基材との湿熱密着性および保存安定性を向上させる成分である。
紫外線安定性単量体としては、分子中に重合性二重結合と紫外線安定性基とを有する化合物が挙げられる。好適な紫外線安定性単量体としては、例えば、式(V):
(式中、R22は水素原子またはシアノ基、R23およびR24はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基、R25は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基、Zは酸素原子またはイミノ基を示す)
で表される単量体などが挙げられる。
式(V)で表される単量体において、R25で表される炭素数1〜18のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基などが挙げられる。
式(V)で表される単量体の具体例としては、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体との割合(紫外線吸収性単量体/紫外線安定性単量体:質量比)は、塗膜の耐カール性および耐候性を高める観点から、好ましくは1/1以上、より好ましくは3/1以上、さらに好ましくは5/1以上であり、着色剤の分散性を向上させるとともに本発明の硬化性樹脂組成物の保存安定性を高める観点から、好ましくは100/1以下、より好ましくは50/1以下、さらに好ましくは40/1以下である。
単量体混合物は、紫外線吸収性単量体および紫外線安定性単量体を含有するが、紫外線吸収性共重合体における硬化剤との架橋点を増加させ、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化性を向上させる観点から、水酸基含有単量体を含有することが好ましい。
水酸基含有単量体としては、例えば、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−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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのアルキル基の炭素数が1〜4のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン1モル付加物、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン2モル付加物、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン3モル付加物などの炭素数が1〜4のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水酸基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体混合物における水酸基含有単量体の含有量は、基材との湿熱密着性を向上させるとともに、塗膜の耐候性を高める観点から、好ましくは3質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、塗膜の耐カール性および耐候性を高める観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。
なお、単量体混合物には、本発明の目的を阻害しない範囲内で、他の単量体が適量で含まれていてもよい。
前記他の単量体としては、例えば、前記以外の(メタ)アクリレート系単量体、ビニルエステル系単量体、ケイ素原子含有単量体、ハロゲン原子含有単量体、窒素原子含有単量体、多官能単量体、ビニルエーテル系単量体、エポキシ基含有単量体、酸性基含有単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記(メタ)アクリレート系単量体としては、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、n−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、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−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、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記(メタ)アクリレート系単量体のなかでは、塗膜の耐カール性および耐候性を高め、基材との湿熱密着性を向上させる観点から、メチル(メタ)アクリレートが好ましく、メチルメタクリレートがより好ましい。単量体混合物におけるメチル(メタ)アクリレートの含有量は、塗膜の耐カール性および耐候性を高め、基材との湿熱密着性を向上させる観点から、好ましくは20〜70質量%である。
前記ビニルエステル系単量体としては、例えば、酢酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、オクチル酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、アジピン酸ジビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ケイ素原子含有単量体としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ハロゲン原子含有単量体としては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、へプタドデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、β−(パーフルオロオクチル)エチル(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、トリブロモフェノールのエチレンオキサイド付加(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記窒素原子含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート硫酸塩、モルホリンのエチレンオキサイド付加(メタ)アクリレート、N−ビニルピリジン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルピロリドン、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルサクシンイミド、N−ビニルメチルカルバメート、N,N−メチルビニルアセトアミド、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記多官能単量体としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ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、プロピレングリコールジ(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、ポリエチレングリコール−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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル]プロパンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記ビニルエーテル系単量体としては、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソプロピルエーテル、ビニル−n−プロピルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニル−n−ブチルエーテル、ビニル−n−アミルエーテル、ビニルイソアミルエーテル、ビニル−2−エチルヘキシルエーテル、ビニル−n−オクタデシルエーテル、シアノメチルビニルエーテル、2,2−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、β−ジフルオロメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ジビニルエーテル、ジビニルアセタールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記エポキシ基含有単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、α−メチルグリシジルアクリレート、α−メチルグリシジルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記酸性基含有単量体としては、例えば、スルホエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
紫外線吸収性共重合体は、前記単量体混合物を重合させることにより、調製することができる。
単量体混合物を重合させる方法としては、例えば、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法などが挙げられるが、本発明は、かかる重合方法によって限定されるものではない。これらの重合方法のなかでは、得られる反応混合物をそのまま使用することができることから、溶液重合法が好ましい。
以下に、単量体混合物を溶液重合法で重合させることによって紫外線吸収性共重合体を調製する場合の一実施態様について説明するが、本発明は、その実施態様のみに限定されるものではない。
単量体混合物を溶液重合法で重合させる際に用いられる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒;n−ブチルアルコール、プロピレングリコールメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、エチルセロソルブなどのアルコール系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートなどのエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒;ジメチルホルムアミドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。溶媒の量は、単量体混合物の濃度、目的とする紫外線吸収性共重合体の分子量などに応じて適宜決定することが好ましい。
重合開始剤としては、例えば、2,2'−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。重合開始剤の量は、単量体混合物100質量部あたり、通常、好ましくは0.01〜30質量部、より好ましくは0.05〜10質量部である。
なお、重合の際には、得られる紫外線吸収性共重合体の分子量を調整するために、例えば、n−ドデシルメルカプタンなどの連鎖移動剤を用いてもよい。
単量体混合物を重合させる際の重合温度は、通常、好ましくは40〜200℃、より好ましくは40〜140℃である。
単量体混合物の重合時間は、重合温度、単量体混合物の組成、重合開始剤の種類およびその量などによって異なるので一概には決定することができないため、それらに応じて適宜決定することが好ましい。
紫外線吸収性共重合体の重量平均分子量は、基材との湿熱密着性を向上させる観点から、好ましくは50000以上、より好ましくは60000以上であり、塗膜の外観および本発明の硬化性樹脂組成物の保存安定性を向上させる観点から、好ましくは500000以下、より好ましくは300000以下、さらに好ましくは200000以下である。
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられる硬化剤としては、例えば、多官能イソシアネート化合物、メラミン樹脂などが挙げられる。これらのなかでは、塗膜の耐候性を高める観点から、多官能イソシアネート化合物が好ましい。多官能イソシアネート化合物としては、イソシアネート基を2個以上有する芳香族ポリイソシアネート、イソシアネート基を2個以上有する脂肪族ポリイソシアネート、イソシアネート基を2個以上有する脂環族ポリイソシアネート、それらの混合物、それらを変性させることによって得られる変性ポリイソシアネートなどが挙げられる。これらのなかでは、塗膜の耐候性を高める観点から、脂肪族ポリイソシアネートおよび脂環族ポリイソシアネートが好ましい。
多官能イソシアネート化合物の具体例としては、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、水添メチレンジフェニルジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート、それらの混合物、それらの変性体などが挙げられる。前記変性体としては、ポリオールとの反応生成物であるプレポリマー型変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体などが挙げられる。
硬化剤の量は、紫外線吸収性共重合体100質量部あたり、基材との湿熱密着性および塗膜の耐候性を高める観点から、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、本発明の硬化性樹脂組成物の保存安定性を高める観点から、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。
また、硬化剤として多官能イソシアネート化合物を用いる場合、紫外線吸収性共重合体と多官能イソシアネート化合物との割合は、多官能イソシアネート化合物のNCO基/紫外線吸収性共重合体のOH基(水酸基)(NCO基/OH基:当量比)は、本発明の硬化性樹脂組成物の保存安定性を高めるとともに、塗膜の機械的強度を向上させる観点から、好ましくは0.8/1〜1.2/1、より好ましくは0.9/1〜1.15/1、さらに好ましくは0.95/1〜1.10/1である。
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられる着色剤としては、顔料および染料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。これらのなかでは、塗膜の耐候性を高める観点から、顔料が好ましい。顔料としては、無機顔料および有機顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。顔料のなかでは、塗膜の耐候性を高める観点から、無機顔料が好ましい。顔料の粒子径は、分散性を向上させる観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.1μm以上であり、平滑な塗膜を形成する観点から、好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、炭酸カルシウム、マイカ、酸化アルミニウム、酸化クロムなどが挙げられる。これらのなかでは、本発明の硬化性樹脂組成物が太陽電池バックシートの最表層の塗膜に使用される場合、光反射性を向上させる観点から、酸化チタンが好ましく、塗膜の耐候性を高める観点から、カーボンブラックが好ましい。
有機顔料としては、例えば、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アニリンブラック系顔料、アンスラキノン系顔料などが挙げられる。
染料としては、天然染料および化学染料が挙げられる。天然染料としては、例えば、ベニバナ、サフラン、貝紫などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。化学染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応性染料などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。酸性染料としては、例えば、C.I.アシッド・ブラック2、C.I.アシッド・ブラック52、C.I.アシッド・イエロー23、C.I.アシッド・レッド51、C.I.アッド・レッド87などが挙げられる。塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシック・イエロー2、C.I.ベーシック・イエロー11、C.I.ベーシック・レッド1、C.I.ベーシック・レッド13、C.I.ベーシック・バイオレット1、C.I.ベーシック・バイオレット3、C.I.ベーシック・バイオレット7、C.I.ベーシック・ブルー5、C.I.ベーシック・ブルー7などが挙げられる。直接染料としては、例えば、C.I.ダイレクト・ブラック19などが挙げられる。反応性染料としては、例えば、C.I.リアクティブ・レッド180などが挙げられる。
着色剤のなかでは、無機顔料が好ましい。無機顔料と、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とが併用された単量体混合物を重合させることによって得られた紫外線吸収性共重合体とを使用した場合には、塗膜の耐候性が顕著に向上し、さらに湿熱密着性および耐カール性が改善されるという優れた効果が奏される。無機顔料のなかでは、塗膜の耐候性および耐カール性を向上させ、本発明の硬化性樹脂組成物の湿熱密着性を向上させる観点から、カーボンブラックおよび酸化チタンが好ましい。
着色剤の量は、着色剤の種類や目的とする色彩の濃度などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、紫外線吸収性共重合体(樹脂固形分)100質量部あたり、好ましくは0.1〜300質量部、より好ましくは0.3〜200質量部、さらに好ましくは1〜100質量部である。
なお、本発明の硬化性樹脂組成物には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、前記紫外線吸収性共重合体以外の樹脂として、例えば、飽和ポリエステル樹脂などが含まれていてもよい。また、本発明の硬化性樹脂組成物には、必要により、添加剤や有機溶媒が含まれていてもよい。
添加剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、インドール系紫外線吸収剤などの有機系紫外線吸収剤や酸化亜鉛などの無機系紫外線吸収剤などの紫外線吸収剤;立体障害ピペリジン化合物などの添加型紫外線安定剤;リン化合物、窒素化合物、ホウ素化合物、ハロゲン系化合物などの難燃剤;レベリング剤;酸化防止剤;タルクなどの充填剤;防錆剤;防黴剤;分散安定化剤;可塑剤;蛍光性増白剤;界面活性剤;リチウム系や有機ホウ素系の帯電防止剤;増粘剤;消泡剤;コロイダルシリカ、アルミナゾルなどの無機微粒子;アクリル系樹脂微粒子などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。添加剤の量は、その添加剤の種類によって異なるので一概には決定することができないため、本発明の目的が阻害されない範囲内で適宜調整することが好ましい。
有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒;n−ブチルアルコール、プロピレングリコールメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、エチルセロソルブなどのアルコール系溶媒;酢酸ブチル、酢酸エチル、セロソルブアセテートなどのエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒;ジメチルホルムアミドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。有機溶媒の量は、本発明の硬化性樹脂組成物の用途などによって異なるので一概には決定することができないため、本発明の硬化性樹脂組成物の用途などに応じて、本発明の目的が阻害されない範囲内で適宜調整することが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、各種基材に適用することができる。基材を構成する材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、セロファン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ABS樹脂、ノリル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、ガラス、スレート、モルタルなどの無機系材料、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛などの金属およびそれらの合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
本発明の硬化性樹脂組成物は、これらの基材のなかでも、樹脂製の基材に好適に使用することができる。なかでも、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルなどの樹脂からなる基材に対し、優れた湿熱密着性を発現する。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。これらの樹脂からなる基材は、それぞれ単層で構成されていてもよく、複数層が積層された積層構造を有するものであってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルなどの樹脂からなる基材に対する湿熱密着性に優れていることから、基材として、例えば、これらの樹脂からなる樹脂フイルムを用いることができる。樹脂フイルムのなかでは、樹脂フイルムとの湿熱密着性を向上させる観点から、数平均分子量が18000〜40000であるポリエステルからなるフイルムが好ましい。樹脂フイルムの厚さは、その用途などによって異なるが、例えば、太陽電池バックシートなどに使用する場合には、好ましくは3〜300μm、より好ましくは5〜200μmである。なお、樹脂フイルムの表面には、水蒸気遮断性を付与するために、例えば、酸化アルミニウムなどの金属酸化物を蒸着させて金属酸化物の蒸着層が形成されていてもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物を基材に塗工する方法としては、例えば、スプレーコーティング法、刷毛塗り法、カーテンフローコート法、グラビアコート法、ロールコート法、スピンコート法、バーコート法、静電塗装法などをはじめ、基材を本発明の硬化性樹脂組成物中に浸漬する方法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
本発明の硬化性樹脂組成物を基材に塗工した後、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化させるために加熱を行なう。加熱温度および加熱時間は、本発明の硬化性樹脂組成物の組成や基材の耐熱温度などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、好ましくは80〜150℃、より好ましくは90〜120℃である。また、加熱時間は、通常、好ましくは20秒間〜3分間、より好ましくは30秒間〜2分間である。本発明の硬化性樹脂組成物を硬化させた後は、例えば、30〜60℃程度の温度で0.5〜4日間程度、形成された塗膜を養生させることが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物を基材の表面に塗工し、乾燥させた後の塗膜の厚さは、基材との湿熱密着性を高める観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上であり、基材との湿熱密着性および塗膜の耐カール性を高める観点から、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。
以上のようにして、本発明の硬化性樹脂組成物をポリフェニレンサルファイド、ポリエステルなどの樹脂からなる樹脂フイルムに塗工することによって形成される塗膜は、基材との湿熱密着性に優れるとともに、塗膜の耐カール性および耐候性に優れているので、例えば、太陽電池バックシートなどに好適に使用することができる。
なお、前記塗膜には、必要により、着色フイルム、ガスバリア性を有する樹脂フイルム、水蒸気遮断性樹脂フイルムなどが積層されていてもよい。これらの樹脂フイルムは、必要により、接着剤を介して積層し、一体化させることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、紫外線吸収性単量体および紫外線安定性単量体を含有する単量体混合物を重合させることによって得られる紫外線吸収性共重合体、硬化剤、および着色剤を含有するので、基材との湿熱密着性および保存安定性に優れており、塗膜の耐カール性および耐候性に優れた塗膜を形成することができる。
なかでも、本発明の硬化性樹脂組成物に原料として用いられる単量体混合物における紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とを前記した割合で使用した場合には、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルなどの樹脂からなる基材との湿熱密着性および保存安定性に優れ、塗膜の耐カール性が向上し、湿度によって影響されがたくなり、さらに塗膜の引張強度の経時的な低下が小さくなり、塗膜の耐候性に優れるという利点がある。
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
製造例1
撹拌機、滴下ロート、温度計、還流冷却管および窒素ガス導入管を備えたフラスコ内に、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール〔大塚化学(株)製、商品名:RUVA93〕20部(質量部、以下同じ)、4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部、メチルメタクリレート54部およびブチルアクリレート9部からなる単量体混合物、および溶媒として酢酸エチル70部を仕込み、窒素ガスを流入して撹拌しながら還流温度まで昇温した。
一方、滴下槽に、溶媒として酢酸エチル30部と重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)0.2部との混合物を仕込み、2時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下終了後も還流反応を続け、滴下開始から6時間後に冷却し、不揮発分含量が50質量%の溶液となるよう酢酸エチルで希釈し、重量平均分子量が95000である紫外線吸収性共重合体(表1に記載の共重合体符号A)を得た。
なお、各製造例において、紫外線吸収性共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー測定装置〔東ソー(株)製、品番:HLC8120〕およびカラム〔東ソー(株)製、品番:TSK−GEL GMHXL−L〕を用い、ポリスチレン換算の分子量として求めた。
製造例2〜8
製造例1において、単量体混合物の組成を表1に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様にして、紫外線吸収性共重合体を調製した。なお、製造例8では、紫外線吸収性単量体が使用されていないが、便宜上、紫外線吸収性共重合体と称されている。
表1に示す各略号は、以下のことを意味する。
〔紫外線吸収性単量体〕
・UVA1:2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール〔式(I)で表される単量体〕
・UVA2:2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)ベンゾフェノン〔式(II)で表される単量体〕
・UVA3:2−[2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン〔式(III)で表される単量体〕
・UVA4:2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール〔式(IV)で表される単量体〕
〔紫外線安定性単量体〕
・HALS:4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン
〔水酸基含有単量体〕
・HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
・FM1D:2−ヒドロキシエチルメタクリレートのε−カプロラクトン1モル付加物〔ダイセル化学工業(株)製、商品名:プラクセルFM1D〕
〔その他の単量体〕
・MMA:メチルメタクリレート
・BA:ブチルアクリレート
実施例1
製造例1で得られた紫外線吸収性共重合体A(不揮発分含量は表1に記載のとおり)100部に、着色剤として酸化チタン〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕33.3部(不揮発分中の顔料濃度:40質量%)を添加し、ペイントシェーカーで1時間分散させて分散液を得た。
得られた分散液に、架橋剤として脂肪族ポリイソシアネート(ビューレット変性ポリイソシアネート)〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュール(登録商標)N3200〕10.6部〔分散液中の紫外線吸収性共重合体の水酸基/脂肪族系ポリイソシアネートのイソシアネート基(当量比):1/1〕を添加した。その後、メチルエチルケトンで不揮発分が20質量%となるまで希釈し、硬化性樹脂組成物を得た。
次に、得られた硬化性樹脂組成物をバーコーターで乾燥後の塗膜の厚さが5μmとなるように基材フイルムとして厚さが12μmのポリフェニレンサルファイドフイルムに塗布し、100℃で1分間、次いで50℃で1日間乾燥させて塗膜を形成し、塗工フイルムを得た。
実施例2〜12および比較例1〜3
実施例1において、硬化性樹脂組成物の組成、乾燥後の塗膜の厚さおよび基材フイルムを表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして塗工フイルムを得た。
なお、表2に記載の着色剤、硬化剤および基材の詳細は以下のとおりである。
〔着色剤〕
・着色剤A:酸化チタン〔石原産業(株)製、商品名:CR−95〕
・着色剤B:カーボンブラック〔三菱化学(株)製、商品名:MA100〕
〔硬化剤〕
・脂肪族ポリイソシアネート(ビューレット変性ポリイソシアネート)〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュール(登録商標)N3200〕
〔基材〕
・PPS:ポリフェニレンサルファイドフイルム(厚さ:12μm)
・PET:ポリエステルフイルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラー(登録商標)X10S、厚さ:50μm〕
次に、各実施例および各比較例で得られた塗工フイルムの物性を以下の方法によって調べた。その結果を表3に示す。
〔湿熱密着性〕
塗工フイルムを85℃で相対湿度85%の大気中で500時間または1000時間放置した。その後、塗工フイルムの塗膜について、碁盤目密着性を調べた。
碁盤目密着性の評価は、JIS K 5600の5.6(2004年度版)の記載に準じ、25℃の大気中で、本発明の硬化性樹脂組成物から形成された塗膜を貫通し、基材フイルムに達する1mm角の100個の碁盤目状の切り傷を1mm間隔のカッターガイドを用いてカッターナイフで付け、セロハン粘着テープ〔ニチバン(株)製、品番:CT405AP−18、幅:18mm〕を切り傷面に貼り付け、消しゴムで上からこすって完全にテープを付着させた後、垂直方向に引き剥がし、基材フイルム表面に残存している塗膜の碁盤目の数を数えた。なお、基材フイルム表面に残存している塗膜の碁盤目の数が多いほど、湿熱密着性に優れている。
湿熱密着性は、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
○:残存している塗膜の碁盤目の数が95個以上
△:残存している塗膜の碁盤目の数が80〜94個
×:残存している塗膜の碁盤目の数が79個以下
〔耐カール性〕
硬化性樹脂組成物をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように基材フイルムに塗布し、100℃で1分間、次いで50℃で1日間乾燥させて塗膜を形成し、塗工フイルムを得た後、30分間以内に、塗工フイルムを23℃で相対湿度65%の大気中で切断して縦10cm、横3cmの試験片を作製し、水平台の上に塗膜を上にして3時間放置し、試験片の4つの隅角部と水平台との距離(浮き上がり距離)を測定し、以下の評価基準に基づいて耐カール性Aを評価した。
湿熱による影響を調べるために、前記と同様にして、塗工フイルムを23℃で相対湿度65%の大気中で切断して縦10cm、横3cmの試験片を作製し、水平台の上に塗膜を上にして置き、30℃で相対湿度80%の大気中で3時間放置し、試験片の4つの隅角部と水平台との距離(浮き上がり距離)を測定し、以下の評価基準に基づいて耐カール性Bを評価した。また、前記と同様にして、塗工フイルムを23℃で相対湿度65%の大気中で切断して縦10cm、横3cmの試験片を作製し、水平台の上に塗膜を上にして置き、30℃で相対湿度80%の大気中で6時間放置し、試験片の4つの隅角部と水平台との距離(浮き上がり距離)を測定し、以下の評価基準に基づいて耐カール性Cを評価した。
(評価基準)
○:浮き上がり距離が3mm未満(耐カール性に優れている)
△:浮き上がり距離が3mm以上5mm未満(耐カール性が良好)
×:浮き上がり距離が5mm以上(耐カール性に劣る)
〔耐候性〕
紫外線劣化促進試験機〔岩崎電気(株)製、商品名:アイスーパーUVテスター UV−W131〕を用い、60℃で相対湿度50%の大気中で、塗膜に紫外線を100mW/cm2で照射し、照射前後の塗工フイルムの引張強度を測定した。
なお、引張強度は、温度可変式引張試験機〔(株)島津製作所製、商品名:島津オートグラフAGS−100D〕を用い、幅が10mmとなるように塗工フイルムを切断することによって得られた試験片を23℃の大気中で、チャック間距離40mm、引張速度200mm/分の条件で引っ張り、破断するまでの引張強度を測定した。引張強度の保持率は、式:
〔引張強度の保持率(%)〕=[〔照射後の引張強度〕−〔照射前の引張強度〕]×100
に基づいて求め、以下の評価基準に基づいて耐候性を評価した。
(評価基準)
○:引張強度の保持率が90%以上(耐候性に優れている)
△:引張強度の保持率が70%以上90%未満(耐候性が良好)
×:引張強度の保持率が70%未満(耐候性が不良)
〔保存安定性〕
製造例1〜8で得られた各紫外線吸収性共重合体100部に、それぞれ、着色剤として酸化チタン〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕33.3部を添加し、ペイントシェーカーで1時間分散させ、分散液を得た(分散液の不揮発分中の酸化チタン濃度:40質量%)。得られた分散液に、硬化剤として脂肪族ポリイソシアネート(ビューレット変性ポリイソシアネート)〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュール(登録商標)N3200〕10.6部を添加し(紫外線吸収性共重合体中の水酸基と脂肪族ポリイソシアネートのイソシアネート基との当量比=1:1)、メチルエチルケトンで希釈し、不揮発分濃度が20質量%の塗料を調製した。
得られた塗料を40℃で7日間放置した後、その塗料を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて、保存安定性Aを評価した。また、得られた塗料を40℃で14日間放置した後、その塗料を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて、保存安定性Bを評価した。なお、比較例1では、着色剤が使用されていないため、試験を行なわなかった。
(評価基準)
○:塗料の外観に異状なし(保存安定性に優れている)
△:塗料中の着色剤がやや沈降(保存安定性が良好)
×:塗料中で着色剤が完全に沈降(保存安定性が不良)
表2および表3に示された結果から、以下のことがわかる。
比較例1に記載の硬化性樹脂組成物は、特開2008−56859号公報の「実施例4」で得られた紫外線吸収性樹脂組成物に該当するが、この樹脂組成物と対比して、各実施例で得られた硬化性樹脂組成物は、いずれも、基材との湿熱密着性および保存安定性に優れ、硬化性樹脂組成物から形成された塗膜は、いずれも、耐カール性および耐候性に優れていることがわかる。
また、比較例1と対比して、実施例9では、無機顔料と、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とが併用された単量体混合物を重合させることによって得られた紫外線吸収性共重合体とが使用されているので、塗膜の耐候性が顕著に向上し、さらに湿熱密着性および耐カール性が改善されることがわかる。
また、実施例2と比較例2および3との対比より、紫外線吸収性単量体が使用されているが紫外線安定性単量体が使用されていない場合(比較例2)および紫外線吸収性単量体が使用されていないが紫外線安定性単量体が使用されている場合(比較例3)には、硬化性樹脂組成物の基材との湿熱密着性および保存安定性が劣り、塗膜の耐カール性および耐候性が劣るのに対し、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とが併用されている場合には(実施例2)、硬化性樹脂組成物は湿熱密着性および保存安定性に優れ、塗膜は、耐カール性および耐候性に優れていることがわかる。
このことから、紫外線吸収性単量体または紫外線安定性単量体を単独で使用しても、湿熱密着性、耐カール性、耐候性および保存安定性が改善されないが、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とを併用することにより、両者の併用による相乗効果として、湿熱密着性、耐カール性、耐候性および保存安定性が改善されることがわかる。
また、紫外線吸収性共重合体A〜Eのいずれかが用いられている場合において、乾燥後の塗膜の厚さが同一である場合(実施例1〜6)、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体との質量比(紫外線吸収性単量体/紫外線安定性単量体)が10/1〜40/1であるとき(実施例1、3および5)、湿熱密着性、耐カール性、耐候性および保存安定性のいずれにもより一層優れることがわかる。また、実施例7および8の結果から、乾燥後の塗膜の厚さが薄い場合には、湿熱密着性および耐カール性に優れることがわかる。さらに、実施例5では、着色剤として黒色顔料であるカーボンブラックが使用され、基材としてポリエステルからなるフイルムが使用されているが、ポリフェニレンスフルフィドからなるフイルムが使用されている実施例1と同様に、湿熱密着性、耐カール性、耐候性および保存安定性のいずれにも優れていることがわかる。
以上のことから、本発明の硬化性樹脂組成物は、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とが併用されているので、両者併用による相乗効果として、湿熱密着性、耐カール性、耐候性および保存安定性のいずれにも優れていることがわかる。したがって、本発明の硬化性樹脂組成物を基材フイルムに塗工することによって得られる塗工フイルムは、例えば、太陽電池バックシートとして好適に使用することができることがわかる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、例えば、太陽電池バックシートなどをはじめ、内容物や基材を紫外線から保護するためのコーティング剤、薬品や食品などの包装材料、ガラス瓶などに紫外線吸収層を形成するためのコーティング剤などとして利用することができる。本発明の硬化性樹脂組成物は、染料などの着色剤の退色防止用コーティング剤、フッ素樹脂フイルムなどの樹脂製基材同士を貼り合わせるための粘着剤や接着剤、シリコーン系樹脂やアクリル系樹脂のハードコート層用のプライマーとして使用することができる。さらに、本発明の硬化性樹脂組成物は、耐候性記録液、繊維処理剤、絶縁素子や表示素子などの絶縁用コーティング剤として使用することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、例えば、可逆性感熱用記録材料、昇華転写用記録材料、溶融転写用記録材料、インクジェット用記録材料、感熱用記録材料、ICカード、ICタグなどをはじめ、薬品や食品などの包装材、太陽電池用バックシート、マーキングフィルム、感光性樹脂板、粘着シート、色素増感型太陽電池、高分子固体電解質、紫外線吸収絶縁膜、偏光板保護用樹脂フイルム、反射防止用樹脂フイルム、光拡散フイルムなどの光学樹脂フイルム、ガラス飛散防止樹脂フイルム、化粧シート、窓用樹脂フイルムなどの建築材料用樹脂フイルム、表示材料、電飾看板などの屋内外のオーバーレイ用樹脂フイルム、シュリンクフィルムなどとして利用することができる。

Claims (2)

  1. 紫外線吸収性共重合体、硬化剤および着色剤を含有する硬化性樹脂組成物であって、前記紫外線吸収性重合体が紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とを含有する単量体混合物を重合させてなり、重量平均分子量50000〜500000を有する紫外線吸収性共重合体であり、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とが、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体との割合(紫外線吸収性単量体/紫外線安定性単量体:質量比)が1/1〜100/1となるように併用され、前記紫外線吸収性単量体が、式(I):
    (式中、R1は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、R2は炭素数1〜6のアルキレン基、R3は水素原子またはメチル基、X1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、シアノ基またはニトロ基を示す)
    で表される単量体、式(II):
    (式中、R4は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または炭素数7〜12のアラルキル基、R5は水素原子またはメチル基、R6は水素原子または水酸基、R7は水素原子または炭素数1〜6のアルコキシ基、R8は炭素数1〜10のアルキレン基または炭素数1〜10のオキシアルキレン基、X2はエステル結合、アミド結合、エーテル結合またはウレタン結合、mは0または1を示す)
    で表される単量体、式(III):
    〔式中、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基、Yは水素原子またはメチル基、Aは−(CH2CH2O)p−基(pは1〜20の整数)、−CH2CH(OH)−CH2O−基、−(CH2p−O−基(pは前記と同じ)、−CH2CH(CH2OR17)−O−基(R17は炭素数1〜10のアルキル基)、−CH2CH(R17)−O−基(R17は前記と同じ)または−CH2(CH2qCOO−B−O−基(Bはメチレン基、エチレン基もしくは−CH2CH(OH)CH2−基、qは0もしくは1)を示す〕
    で表される単量体、および式(IV):
    (式中、R18は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基、R19は−NH−基、−CH2NH−基、−OCH2CH(OH)CH2O−基または−CH2CH2COOCH2CH(OH)CH2O−基、R20は水素原子またはメチル基、R21は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を示す)
    で表される単量体からなる群より選ばれた少なくとも1種の単量体であり、前記紫外線安定性単量体が、式(V):
    (式中、R22は水素原子またはシアノ基、R23およびR24はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基、R25は水素原子または炭素数1〜18のアルキル基、Zは酸素原子またはイミノ基を示す)
    で表される単量体であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。
  2. 硬化剤が、多官能イソシアネート化合物である請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
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