JP5770054B2 - 感光性組成物 - Google Patents
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Description
一般に光硬化性インクは、光重合開始剤、重合性化合物(モノマー、オリゴマー又はポリマー)、用途に応じ着色剤及び添加剤からなる。着色剤は大別して顔料及び染料からなり、塗膜を着色するために配合される。速硬化性は、重合性化合物により左右され、その性能を向上させるための組成が多数提案されている(例えば特許文献1参照)。
(1)本発明の組成物は、良好な塗工適性を発現する。
(2)本発明の組成物は、速硬化性である。
(3)本発明の組成物が硬化されてなる硬化物は、基材への高密着性を発現する。
尚、上記及び以下において、「アクリレート」、「メタクリレート」の双方又はいずれかを指す場合「(メタ)アクリレート」と、「アクリル」、「メタクリル」の双方又はいずれかを指す場合「(メタ)アクリル」と、それぞれ記載することがある。
(A)の具体例としては、イソボルナン環を有する(メタ)アクリレート(A1)としては、イソボルニル(メタ)アクリレート;ノルボルナン環を有する(メタ)アクリレート(A2)としては、ノルボルニル(メタ)アクリレート及びノルボルナン−2−メタノール(メタ)アクリレート;テトラヒドロジシクロペンタジエン環を有する(メタ)アクリレート(A3)としては、トリシクロデカン(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)アクリレート及びトリシクロデカンジメタノールモノ(メタ)アクリレート;ジヒドロジシクロペンタジエン環を有する(メタ)アクリレート(A4)としては、トリシクロデセン(メタ)アクリレート、及びトリシクロデセンオキシエチル(メタ)アクリレート;デカヒドロナフタレン環を有する(メタ)アクリレート(A5)としては、デカヒドロナフチル(メタ)アクリレートが挙げられる。(A)はそれぞれ1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中で好ましいものは、イソボルナン環を有する(メタ)アクリレート(A1)及びテトラヒドロジシクロペンタジエン環を有する(メタ)アクリレート(A3)である。
これらの中で好ましいものは、炭素数12〜24のアルキル(メタ)アクリレートである。
これらの中では、塗工適性及び速硬化性の観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明における数平均分子量とは、下記条件にて測定されるものである。
装置 : ゲルパーミエイションクロマトグラフィー
溶媒 : テトラヒドロフラン
基準物質 : ポリスチレン
サンプル濃度 : 3mg/ml
カラム固定相 : PLgel MIXED−B
カラム温度 : 40℃
活性エネルギー線により酸を発生する酸発生剤(E)としては、例えばスルホニウム塩誘導体(E1)及びヨードニウム塩誘導体(E2)が挙げられる。(E)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
酸及び塩基からなる群から選ばれる少なくとも1種によりチオールを発生する化合物(F)としては、光硬化性の観点から、好ましくは2−メルカプトピリミジン骨格を有する化合物であり、更に好ましくは2−tert−ブトキシカルボニルチオ−4,6−ジメチルピリミジン及び2−アセチルチオジメチルピリミジン、特に好ましくは2−tert−ブトキシカルボニルチオ−4,6−ジメチルピリミジンである。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−n−ブチルシクロへキシル(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、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、アルコキシメチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシルカルビトール(メタ)アクリレート、アルコキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2,2,2−テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、4−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,4,5−テトラメチルフェニル(メタ)アクリレート、4−クロロフェニル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノビニルエーテルモノ(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(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、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイドモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、オリゴエチレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、オリゴプロピレンオキサイドモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド(EO)変性フェノール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、EO変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド(PO)変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート及びEO変性−2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
単官能ビニルエーテルとしては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、n−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4−メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、トリシクロデセンビニルエーテル、2−トリシクロデセンオキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル及びフェノキシポリエチレングリコールビニルエーテルが挙げられる。
着色剤としては、顔料(無機顔料、有機顔料)及び染料等が挙げられる。
顔料分散剤としては、例えば、ビックケミー社製顔料分散剤(Anti−Terra−U、Disperbyk−101,103、106、110、161、162、164、166、167、168,170、174、182、184又は2020等)、味の素ファインテクノ社製顔料分散剤(アジスパーPB711、PB821、PB814、PN411及びPA111等)、ルーブリゾール社製顔料分散剤(ソルスパーズ5000、12000、32000、33000及び39000等)が挙げられる。これらの顔料分散剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。顔料分散剤の添加量は特に限定されるものではないが感光性組成物中に0〜20重量%の範囲で用いることが好ましい。
溶剤の含有量は、感光性組成物の重量を基準として0〜96重量%であることが好ましく、更に好ましくは3〜95重量%、特に好ましくは5〜90重量%である。
塗工膜厚は、硬化乾燥後の膜厚として、好ましくは0.5〜300μmである。乾燥性、硬化性の観点から更に好ましい上限は250μmであり、耐摩耗性、耐溶剤性、耐汚染性の観点から更に好ましい下限は1μmである。
電子線の照射量(Mrad)は、好ましくは0.5〜20、感光性組成物の硬化性及び硬化物の可撓性、硬化膜及び基材の損傷を避けるとの観点から更に好ましくは1〜15である。
[酸発生剤(E2−1){下記化学式(1)で表される化合物}の合成]
イソボルニルアクリレート[大阪有機工業製「IBXA」](A−1)85部、i−ステアリルアクリレート[大阪有機工業(株)「ISTA」](B−1)10部、ポリブタジエンジアクリレート[大阪有機工業製「BAC−15」;数平均分子量1200](C−1)5部、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド[BASF製「ルシリン TPO」](D1−1)8部、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン[BASF製(DAROCUR 1173)](D4−1)4部、増感剤としてジエチルチオキサントン[日本化薬製「DETX」]0.5部及びレベリング剤としてポリエーテルシリコーン[信越化学工業製「KF−615A」]1部を一括で配合し、ディスパーサーで均一に混合攪拌し、本発明の感光性組成物(Q−1)を得た。
酸発生剤(E2−1)0.8部を新たに追加する以外は、実施例1と同様にして本発明の感光性組成物(Q−2)を得た。
チオールを発生する化合物(F)として2−tert−ブトキシカルボニルチオ−4,6−ジメチルピリミジン[東京化成製「B1089」](F−1)1部を新たに追加する以外は、実施例2と同様にして本発明の感光性組成物(Q−3)を得た。
「イソボルニルアクリレート(A−1)85部」を「トリシクロデカンアクリレート[日立化成製「FA−513AS」](A−2)10部」に、「i−ステアリルアクリレート(B−1)10部」を「n−ステアリルメタクリレート[共栄社化学製「ライトエステルS」(B−2)80部]に、「ポリブタジエンジアクリレート(C−1)5部」を「ポリイソプレンの無水マレイン酸付加物と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとのエステル化物[クラレ製「UC102」;数平均分子量12000](C−2)10部」に変更する以外は、実施例2と同様にして本発明の感光性組成物(Q−4)を得た。
「イソボルニルアクリレート(A−1)85部」を「トリシクロデセンオキシエチルメタクリレート[日立化成製「FA−512M」](A−3)40部」に、「i−ステアリルアクリレート(B−1)10部」を「ラウリルアクリレート[共栄社化学製「ライトアクリレートL−A」(B−3)40部」に、「ポリブタジエンジアクリレート(C−1)5部」を「水素化ポリブタジエンジアクリレート[大阪有機工業製「SPBDA−30」;数平均分子量2500](C−3)20部」に変更する以外は、実施例2と同様にして本発明の感光性組成物(Q−5)を得た。
「イソボルニルアクリレート(A−1)85部」を「トリシクロデカンジメタノールジアクリレート[新中村化学製「A−DCP」](A−4)50部」に、「i−ステアリルアクリレート(B−1)10部」を「メチルメタクリレート[共栄社化学製「ライトエステルM」(B−4)48部」に、「ポリブタジエンジアクリレート(C−1)5部」を「ポリブタジエンジアクリレート[大阪有機工業製「BAC−45」;数平均分子量3000](C−4)2部」に変更する以外は、実施例2と同様にして本発明の感光性組成物(Q−6)を得た。
「イソボルニルアクリレート(A−1)85部」を「トリシクロデセンアクリレート[日立化成製「FA−511AS」](A−5)50部」に、「i−ステアリルアクリレート(B−1)10部」を「イソアミルアクリレート[共栄社化学製「ライトアクリレートIAA」(B−5)45部」に変更する以外は、実施例2と同様にして本発明の感光性組成物(Q−7)を得た。
イソボルニルメタクリレート(A−1)を使用せず、i−ステアリルアクリレート(B−1)を「10部」から「70部」に、ポリブタジエンジアクリレート(C−1)を「5部」から「30部」に変更する以外は、実施例1と同様にして比較用の感光性組成物(Q’−1)を得た。
i−ステアリルアクリレート(B−1)を使用しない以外は、実施例1と同様にして比較用の感光性組成物(Q’−2)を得た。
ポリブタジエンジアクリレート(C−1)を使用しない以外は、実施例1と同様にして比較用の感光性組成物(Q’−3)を得た。
実施例1〜7及び比較例1〜3で得た各感光性組成物を、表面処理を施した厚さ100μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム[東洋紡(株)製コスモシャインA4300]及び表面未処理のOPP(二軸延伸ポリプロピレン)[東洋紡(株)製パイレンフィルム−OT]フィルムに、アプリケーターを用いて膜厚20μmとなるように塗布した。
露光については下記2種の照射装置を用いて実施した。
(1)ベルトコンベア式UV照射装置(アイグラフィックス(株)製「ECS−151U」)を使用して露光を行った。露光量は365nmとして150mJ/cm2であった。
(2)スポット式LED照射装置(フォセオン・テクノロジー社製「RX FireFlex」)を使用して露光を行なった。露光量は395nmとして150mJ/cm2であった。
(1)硬化性試験
基材をPETフィルムとした際の、硬化後塗膜の光照射直後及び光照射5分後の硬化性を、指触及び爪で強く引っ掻くことにより、以下の評価基準で評価した。
◎:表面にタックがなく爪で傷つかない。
○:表面にタックはないが、爪で傷つく。
△:表面にタックがあり、爪で傷つく。
×:未硬化。
(2)塗工適性試験
実施例1〜7及び比較例1〜3で得た各感光性組成物を、吐出性評価装置(マイクロジェット(株)製「インクジェット吐出実験キット;IJHC−10」)を用いて、吐出性を以下の基準により評価した。
◎;ノズル詰まり無し
○;ノズルは完全には詰まらないが、やや詰まる。
×;ノズルは完全に詰まる。
(3)密着性
基材をOPPフィルムとし、ベルトコンベア式UV照射装置で露光後5分経過後の塗膜を用いて、JIS K−5400に準拠し、碁盤目セロハンテープ剥離試験により密着性を評価した。
Claims (11)
- 脂環式ビシクロ骨格を有する(メタ)アクリレート(A)、アルキル基の炭素数が1〜24であるアルキル(メタ)アクリレート(B)、ポリイソプレン骨格、ポリブタジエン骨格及び水素化ポリブタジエン骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する(メタ)アクリレート(C)、重合開始剤(D)及び活性エネルギー線により酸を発生する酸発生剤(E)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型感光性組成物。
- 前記脂環式ビシクロ骨格を有する(メタ)アクリレート(A)の炭素数が10〜30である請求項1記載の組成物。
- 前記脂環式ビシクロ骨格を有する(メタ)アクリレート(A)の脂環式ビシクロ骨格が、イソボルナン環、ノルボルナン環、テトラヒドロジシクロペンタジエン環、ジヒドロジシクロペンタジエン環及びデカヒドロナフタレン環からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2記載の組成物。
- 前記脂環式ビシクロ骨格を有する(メタ)アクリレート(A)が、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルナン−2−メタノール(メタ)アクリレート、トリシクロデカン(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、トリシクロデカンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、トリシクロデセン(メタ)アクリレート、トリシクロデセンオキシエチル(メタ)アクリレート及びデカヒドロナフチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項3記載の組成物。
- 前記ポリイソプレン骨格、ポリブタジエン骨格及び水素化ポリブタジエン骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する(メタ)アクリレート(C)が、ポリイソプレンの無水マレイン酸付加物と水酸基を有する(メタ)アクリレートとのエステル化物、両末端に水酸基を有するポリブタジエンの(メタ)アクリルエステル化物及び両末端に水酸基を有する水素化ポリブタジエンの(メタ)アクリルエステル化物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜4のいずれか記載の組成物。
- 前記重合開始剤(D)が、アシルホスフィンオキサイド誘導体系重合開始剤(D1)、α−アミノアセトフェノン誘導体系重合開始剤(D2)、ベンジルケタール誘導体系重合開始剤(D3)、α−ヒドロキシアセトフェノン誘導体系重合開始剤(D4)、ベンゾイン誘導体系重合開始剤(D5)、オキシムエステル誘導体系重合開始剤(D6)及びチタノセン誘導体系重合開始剤(D7)からなる群から選ばれる少なくとも1種のラジカル重合開始剤である請求項1〜5のいずれか記載の組成物。
- 前記脂環式ビシクロ骨格を有する(メタ)アクリレート(A)の含有量が1〜90重量%、前記アルキル基の炭素数が1〜24であるアルキル(メタ)アクリレート(B)の含有量が1〜90重量%、前記ポリイソプレン骨格、ポリブタジエン骨格及び水素化ポリブタジエン骨格からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する(メタ)アクリレート(C)の含有量が0.5〜80重量%及び前記重合開始剤(D)の含有量が0.05〜30重量%である請求項1〜6のいずれか記載の組成物。
- 前記活性エネルギー線により酸を発生する酸発生剤(E)が、スルホニウム塩誘導体(E1)及び/又はヨードニウム塩誘導体(E2)である請求項1〜7のいずれか記載の組成物。
- 更に、酸及び塩基からなる群から選ばれる少なくとも1種によりチオールを発生する化合物(F)を含有する請求項1〜8のいずれか記載の組成物。
- 前記、酸及び塩基からなる群から選ばれる少なくとも1種によりチオールを発生する化合物(F)が、2−メルカプトピリミジン骨格を有する化合物である請求項9記載の組成物。
- UV印刷用途である請求項1〜10のいずれか記載の組成物。
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