JP6895423B2 - 活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6895423B2
JP6895423B2 JP2018504054A JP2018504054A JP6895423B2 JP 6895423 B2 JP6895423 B2 JP 6895423B2 JP 2018504054 A JP2018504054 A JP 2018504054A JP 2018504054 A JP2018504054 A JP 2018504054A JP 6895423 B2 JP6895423 B2 JP 6895423B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active energy
energy ray
compound
curable composition
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018504054A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017154428A1 (ja
Inventor
大西 美奈
美奈 大西
智和 菅原
智和 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko KK
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Publication of JPWO2017154428A1 publication Critical patent/JPWO2017154428A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6895423B2 publication Critical patent/JP6895423B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/103Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of trialcohols, e.g. trimethylolpropane tri(meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • C08F2/40Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation using retarding agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/106Esters of polycondensation macromers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/04Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
    • C08G75/045Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof from mercapto compounds and unsaturated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/104Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of tetraalcohols, e.g. pentaerythritol tetra(meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2800/00Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed
    • C08F2800/20Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as weight or mass percentages

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法に関する。
エチレン性炭素−炭素二重結合を有する化合物(以下「エン化合物」と記す)とチオール化合物との共重合反応(以下「エンチオール反応」と記す)及び共重合体は、感光性組成物の分野では良く知られた有用な技術であり、空気中の酸素による重合阻害をあまり受けないため硬化速度が速く生産性を向上できる、硬化収縮が小さいといった特長を有している。そのため、コート材、シール材、封止材、接着剤といった速硬化樹脂としての用途や成形品用途などに用いられている。
しかしながら、エンチオール反応は、重合開始剤が存在しない場合でも光や熱によって進行してしまうため、エン化合物とチオール化合物を含有する組成物の1液化は難しく、以前からエンチオール反応の安定化の検討が行われてきた。非特許文献1では、一般的なラジカル重合禁止剤、リン酸、ヒンダードフェノール類、ピロガロールやカテコールに代表される熱安定化剤の添加が紹介されているが、エン化合物の種類によっては全く効かない場合があると述べており、実用的な技術の域には達していなかった。
特許文献1には、メルカプト基に対してα位及び/又はβ位の炭素原子に置換基を有するチオール化合物と、エチレン性不飽和結合を有する化合物と、を含有する感光性組成物が開示されているが、高温での保存安定性が不十分であるという問題点があった。
また、特許文献2及び非特許文献2には、エン化合物とチオール化合物を含有する組成物に安定化剤としてホスホン酸を添加する技術が開示されているが、ホスホン酸はチオール化合物及びエン化合物に対する溶解性が低いので、組成物全体に均一に溶解することは困難であった。そのため、エン化合物とチオール化合物を含有する組成物の保存安定性が不十分であるという問題点があった。
特許文献3には、エンチオール反応が進行する組成物に無機又は有機リン化合物とN−ニトロソ化合物を加えることで保存安定性を向上した粘着剤組成物が紹介されているが、環境によっては不安定となる場合があった。
日本国特許公報 第4902608号 米国特許第3855093号明細書 日本国特許公開公報 2004年第35734号
Journal Polymer Science Part A:Polymer Chemistry,Vol.42,5301−5338 C.E.Hoyle,R.D.Hensel and M.B.Grubb,"Laser−initiated Polymerization of a Thiol−Ene System",Polymer Photochemistry,4(1984),p.69−80
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、優れた保存安定性を有する活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明の一態様は以下の[1]〜[10]の通りである。
[1] エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性化合物(A)と、1分子中に2個以上のメルカプト基を有するチオール化合物(B)と、前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合と前記チオール化合物(B)のメルカプト基との反応を抑制する反応抑制剤(C)と、ラジカル重合禁止剤(D)と、水(E)と、を含有し、
前記水(E)の含有量が0.05質量ppm以上1質量%未満であり、
前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)と前記チオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合の前記反応抑制剤(C)の含有量が0.005質量部以上10質量部以下であり、
前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)と前記チオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合の前記ラジカル重合禁止剤(D)の含有量が0.005質量部以上5質量部以下である活性エネルギー線硬化性組成物。
[2] 前記反応抑制剤(C)は、pKa値が5未満である化合物を含む[1]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[3] 前記チオール化合物(B)は、1分子中に2個以上のメルカプト基を有し且つ全てのメルカプト基が第二級炭素原子又は第三級炭素原子に結合している化合物を含む[1]又は[2]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[4] 前記チオール化合物(B)は、下記式(1)で表される基を有し且つ該基が炭素原子に結合している化合物を含む[1]〜[3]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
ただし、下記式(1)中のRは炭素数1以上10以下のアルキル基を示し、Rは水素原子又は炭素数1以上10以下のアルキル基を示し、mは0以上2以下の整数を示す。
Figure 0006895423
[5] 前記チオール化合物(B)が、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、及びトリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)から選ばれる少なくとも1つを含む[1]〜[3]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[6] 前記反応抑制剤(C)が、カルボキシ基含有化合物、リン酸エステル基含有化合物、リン酸、亜リン酸、及びアルコキシド化合物から選ばれる少なくとも1つを含む[1]〜[5]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[7] 前記反応抑制剤(C)が、ヘプタン酸、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、(2−メタクリロイルオキシ)エチルジハイドロジェンフォスフェート、ビス[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]ハイドロジェンフォスフェート、トリエトキシボラン、及びテトラエトキシシランから選ばれる少なくとも1つを含む[1]〜[5]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[8] 前記ラジカル重合禁止剤(D)が、1個以上のヒドロキシ基が結合したベンゼン環及び/又はナフタレン環を有する化合物を含む[1]〜[7]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[9] 前記ラジカル重合禁止剤(D)が、1,2,3−トリヒドロキシベンゼン及びプロピル−3,4,5−トリヒドロキシベンゼンから選ばれる少なくとも1つを含む[1]〜[7]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[10] [1]〜[9]のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物。
本発明によれば、優れた保存安定性を有する活性エネルギー線硬化性組成物及びその硬化物を提供することができる。
本発明者らは、特にエステル骨格を有するチオール化合物の場合において、系内に水が含有している場合は、経時で加水分解を引き起こし、生成するメルカプト基含有カルボン酸が連鎖移動剤となり不飽和結合の重合や付加反応を進行する恐れがあり、水の存在がエンチオール反応に大きく寄与することに着目した。そして、本発明者らは、前述の従来技術が有する問題点を解決するために鋭意検討した結果、特定の含水条件で反応抑制剤とラジカル重合禁止剤を用いることにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性化合物(A)(以下、単に「活性エネルギー線硬化性化合物(A)」と記すこともある。)と、1分子中に2個以上のメルカプト基を有するチオール化合物(B)と、活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合とチオール化合物(B)のメルカプト基との反応を抑制する反応抑制剤(C)と、ラジカル重合禁止剤(D)と、水(E)と、を含有する。
活性エネルギー線としては、紫外線、赤外線、可視光線、電子線、α線、γ線、X線等を挙げることができる。
なお、本発明においては、硬化性とは重合性及び架橋性のうち少なくとも一方を意味する。
活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は、組成物全体に対して0.05質量ppm以上1質量%未満である。また、活性エネルギー線硬化性化合物(A)とチオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合の反応抑制剤(C)の含有量は、0.005質量部以上10質量部以下である。さらに、活性エネルギー線硬化性化合物(A)とチオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合のラジカル重合禁止剤(D)の含有量は、0.005質量部以上5質量部以下である。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線硬化性の感度が高いが、特定の含水条件で反応抑制剤(C)とラジカル重合禁止剤(D)を含有するため、優れた保存安定性と適正な可使時間を有する。そのため、活性エネルギー線硬化性組成物の一液化が可能であると共に、活性エネルギー線硬化性組成物を用いた作業の作業性が良好であるので、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は様々な産業分野に利用することが可能である。例えば、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物及びその硬化物は、塗料、接着剤、レジスト、コート材、シール材、封止材等の速硬化樹脂としての用途や、光学部品等の成形品としての用途など、様々な産業分野の用途に適用可能である。より具体的には、印刷版、カラープルーフ、カラーフィルタ、ソルダーレジスト、光硬化インク、光造形物、3Dプリンター用組成物等に適用可能である。
以下に、本発明の一実施形態に係る活性エネルギー線硬化性組成物、及び、該活性エネルギー線硬化性組成物に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより得られる硬化物について詳細に説明する。
〔1〕エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性化合物(A)について
エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性化合物(A)の種類は、活性エネルギー線の照射により反応し硬化する性質を有するならば特に限定されるものではないが、ラジカル重合(又は架橋)反応によって硬化可能な化合物であり、一般にモノマー、オリゴマーと呼ばれるものがあげられる。
具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル(例えば、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、2−ヒドロキシプロピル(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、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、(メタ)メクリル系共重合体、エポキシ基を複数個有する化合物と(メタ)アクリル酸の付加反応物、ウレタン(メタ)アクリレートプレポリマー、フタル酸ジアリル、イソシアヌル酸トリアリル、(メタ)アクリル酸アリル(共)重合体、(メタ)アクリル酸あるいはマレイン酸などの(共)重合体に(メタ)アクリル酸グリシジルあるいはアリルグリシジルエーテルを付加反応せしめたもの、マレイン酸とジオール類の重縮合反応により得られた不飽和ポリエステル等が挙げられる。これらの化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
露光感度及び硬化後の諸耐性から、活性エネルギー線硬化性化合物(A)は、エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物であることが好ましい。
なお、本明細書においては、「(メタ)アクリレート」はメタクリレート及びアクリレートから選ばれる少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリル」はメタクリル及びはアクリルから選ばれる少なくとも一方を意味する。
〔2〕1分子中に2個以上のメルカプト基を有するチオール化合物(B)について
1分子中に2個以上のメルカプト基を有するチオール化合物(B)としては、分子内にメルカプト基を2個以上6個以下有する化合物が好ましい。例えば、炭素数が2個以上20個以下程度のアルカンジチオール等の脂肪族ポリチオール、キシリレンジチオール等の芳香族ポリチオール、アルコールのハロヒドリン付加物のハロゲン原子をチオール基で置換してなるポリチオール、ポリエポキシド化合物の硫化水素反応生成物からなるポリチオールが挙げられるが、分子内にヒドロキシ基を2個以上6個以下有する多価アルコールと、チオグリコール酸、β−メルカプトプロピオン酸、β−メルカプトブタン酸に代表されるチオカルボン酸とのエステル化合物からなるポリチオール(以下「エステル化合物からなるポリチオール」と記す)は、活性エネルギー線硬化性組成物とした場合に低照度でも硬化でき、且つ組成物としての増粘を抑制できるため、保存安定性と硬化性の観点から好ましい。
チオール化合物(B)として特に好ましいのは、メルカプト基を1分子中に2個以上有し且つ全てのメルカプト基が第二級炭素原子又は第三級炭素原子に結合している化合物である。すなわち、チオール化合物(B)は、メルカプト基に対してα位の炭素原子に置換基が結合したメルカプト基含有基を有し、且つ、メルカプト基を2個以上有しているということである。前記置換基の少なくとも一つはアルキル基であることが好ましい。
メルカプト基に対してα位の炭素原子に置換基が結合しているということは、メルカプト基のα位の炭素が2個又は3個の炭素原子と結合していることを意味する。前記置換基の少なくとも一つがアルキル基であるとは、メルカプト基に対してα位の炭素原子に結合した基のうち主鎖以外の基の少なくとも一つがアルキル基であることを意味する。ここで、主鎖とは、α位の炭素原子に結合した、メルカプト基及び水素原子以外の構造部位のうち最も長鎖の構造部位をいう。
メルカプト基含有基としては、下記式(1)で表される基が好ましい。チオール化合物(B)においては、このメルカプト基含有基は炭素原子に結合している。ただし、下記式(1)中のRは炭素数1以上10以下のアルキル基を示し、Rは水素原子又は炭素数1以上10以下のアルキル基を示す。また、下記式(1)中のmは0以上2以下の整数を示し、好ましくは0又は1である。
Figure 0006895423
及びRが示す炭素数1以上10以下のアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基又はエチル基である。
チオール化合物(B)は、全てのメルカプト基が第二級炭素原子又は第三級炭素原子に結合しており、且つ、メルカプト基を2個以上有する化合物であれば、特に限定されないが、式(1)で表されるメルカプト基含有基を、2個以上有している多官能チオール化合物であることが好ましい。
このように、チオール化合物(B)が多官能であることにより、単官能化合物と比較して、活性エネルギー線硬化性の感度を高めることが可能である。
また、メルカプト基含有基としては、下記式(2)で表されるカルボン酸誘導体構造を有する基がより好ましい。
Figure 0006895423
さらに、チオール化合物(B)は、下記式(3)で表されるメルカプト基含有カルボン酸とアルコールとのエステルであることが好ましい。
Figure 0006895423
上記の式(2)及び式(3)におけるR、R及びmの定義は、上記式(1)におけるこれらの定義と同様である。
上記式(3)で表されるメルカプト基含有カルボン酸とエステル化させるアルコールとしては、多価アルコールが好ましい。多価アルコールを用いることにより、エステル化反応により得られる化合物を多官能チオール化合物とすることができる。
多価アルコールとしては、アルキレングリコール(ただし、アルキレン基の炭素数は2個以上10個以下が好ましく、その炭素鎖は直鎖状でもよいし分岐状でもよい。)、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートが例示できる。アルキレングリコールとしては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、テトラメチレングリコールが挙げられる。
これらの中でも、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートは、入手が容易であり、官能基数や蒸気圧の観点からも好ましい。
上記式(3)のメルカプト基含有カルボン酸としては、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトブタン酸、3−メルカプトブタン酸、4−メルカプトブタン酸、2−メルカプトイソブタン酸、2−メルカプトイソペンタン酸、3−メルカプトイソペンタン酸、3−メルカプトイソヘキサン酸等が例示される。
上記式(1)のメルカプト基含有基を2個以上有し、且つ、全てのメルカプト基が第二級炭素原子又は第三級炭素原子に結合している化合物の具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。
炭化水素ジチオールとしては、2,5−ヘキサンジチオール、2,9−デカンジチオール、1,4−ビス(1−メルカプトエチル)ベンゼン等を例示することができる。
エステル結合構造を含む化合物としては、フタル酸ジ(1−メルカプトエチルエステル)、フタル酸ジ(2−メルカプトプロピルエステル)、フタル酸ジ(3−メルカプトブチルエステル)、エチレングリコールビス(3−メルカプトブチレート)、プロピレングリコールビス(3−メルカプトブチレート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトブチレート)、ブタンジオールビス(3−メルカプトブチレート)、オクタンジオールビス(3−メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトブチレート)、エチレングリコールビス(2−メルカプトプロピオネート)、プロピレングリコールビス(2−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトプロピオネート)、ブタンジオールビス(2−メルカプトプロピオネート)、オクタンジオールビス(2−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2−メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(4−メルカプトバレレート)、プロピレングリコールビス(4−メルカプトイソバレレート)、ジエチレングリコールビス(4−メルカプトバレレート)、ブタンジオールビス(4−メルカプトバレレート)、オクタンジオールビス(4−メルカプトバレレート)、トリメチロールプロパントリス(4−メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(4−メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(4−メルカプトバレレート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトバレレート)、プロピレングリコールビス(3−メルカプトバレレート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトバレレート)、ブタンジオールビス(3−メルカプトバレレート)、オクタンジオールビス(3−メルカプトバレレート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトバレレート)、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン等が例示される。
分子中に2個以上のメルカプト基を含有する2級チオールのうち市販品として入手容易なものとしては、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工株式会社製の商品名カレンズMT(商標)BD1)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)とペンタエリスリトールトリス(3−メルカプトブチレート)の混合品(昭和電工株式会社製の商品名カレンズMT(商標)PE1)、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(昭和電工株式会社製の商品名カレンズMT(商標)NR1)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)(昭和電工株式会社製の商品名TPMB)等が挙げられる。
チオール化合物(B)は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、チオール化合物(B)の重量平均分子量は特に限定されるものではないが、本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物の調製のしやすさの観点から、好ましくは200以上1000以下である。なお、重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
メルカプト基に対してα位及び/又はβ位が水素以外の置換基を有するチオール化合物のラジカル重合又はイオン重合に関して考察するため、α位が水素である1級チオール構造とα位にメチル基を有する2級チオール構造の活性化エネルギー(298K、1気圧)をそれぞれ計算した。すると、ラジカル重合、イオン重合ともに2級チオール構造の活性化エネルギーが3kcal/mol高かった。よって、活性エネルギー線硬化性組成物とした場合の保存安定性は2級チオール構造の方が優位である。また、活性エネルギー線硬化性組成物は、配合されたチオール化合物(B)が単官能チオール化合物である場合よりも多官能チオール化合物である場合の方が硬化性が高いため、多官能チオール化合物の方が硬化時間の短縮、高分子量化などに有利である。
活性エネルギー線硬化性組成物におけるチオール化合物(B)の好ましい含有量は、活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合の数とチオール化合物(B)のメルカプト基の数の比で表すことができる。すなわち、活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合の数に対するチオール化合物(B)のメルカプト基の数の比は、0.01以上3.0以下であることが好ましく、0.2以上2.0以下であることがより好ましい。
チオール化合物は連鎖移動剤としての効果が高いためにエチレン性不飽和二重結合のラジカル重合を進行するので、チオール化合物(B)のメルカプト基の数は必ずしも活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合の数と同じである必要はないが、活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合の数に対するチオール化合物(B)のメルカプト基の比が0.01以上であれば酸素阻害の影響が小さくなり、エンチオール反応に期待する硬化性が発現できる。また、活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合の数に対するチオール化合物(B)のメルカプト基の比が3.0以下であれば、未反応のメルカプト基が少ないためにタック性が低下し、活性エネルギー線硬化性組成物を使用した際の周囲の汚染の懸念が抑えられる。
〔3〕活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合とチオール化合物(B)のメルカプト基との反応を抑制する反応抑制剤(C)について
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物はエンチオール反応系組成物であるため、活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合のラジカル重合のみならず、チオール化合物(B)のメルカプト基が活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合に付加反応することを抑制する必要がある。
活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合とチオール化合物(B)のメルカプト基との付加反応を抑制する観点から、反応抑制剤(C)はpKa値が低い化合物であるか、チオール化合物(B)のメルカプト基が活性化して活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合にプロトンを供与する前にプロトンを捕捉する化合物が好ましい。このような化合物の例としては、酸、リン酸エステル基含有化合物、アルコキシド化合物が挙げられる。
上記pKa値が低い化合物の中で、pKa値が5未満である酸の例としては、リン酸、亜リン酸のほか、主としてカルボキシ基含有化合物が挙げられ、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、安息香酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、リンゴ酸、酒石酸、酪酸、イソ酪酸、安息香酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、クエン酸、ダイマー酸、ヘプタン酸が例示できる。ただし、臭気を含めた取扱い性の観点から、リン酸、亜リン酸、マロン酸、ダイマー酸、ヘプタン酸が好ましく、さらに、溶解性と色味の観点から、リン酸、亜リン酸、マロン酸、ヘプタン酸が好ましい。
pKa値は、以下のようにして測定される。すなわち、pKaは、pKa=−logKaであり、希薄水溶液条件下で、酸解離定数Ka=[H][B]/[BH]から得られる。ここでBHが酸を表し、Bは酸の共役塩基を表す。酸性基が2つ以上ある場合は第一解離定数pKa1を酸解離定数とする。また、pKaの測定方法は、例えばpHメーターを用いて水素イオン濃度を測定し、該当物質の濃度と水素イオン濃度から算出することができる。
また、酸で且つエチレン性不飽和二重結合を有する化合物であれば、活性エネルギー線硬化の際に硬化系に組み込めるため好ましい。このような化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、(2−メタクリロイルオキシ)エチルジハイドロジェンフォスフェート、ビス[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]ハイドロジェンフォスフェートが挙げられる。
アルコキシド化合物の例としては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシランなどのアルキルアルコキシシランや、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランなどのアルコキシシランが挙げられる。また、テトラエトキシチタン、テトラエトキシジルコニウム、トリメトキシボラン、トリエトキシボランが挙げられる。これらの中でも、テトラエトキシシランとトリエトキシボランは取扱い性が良好であるため好適である。
これらの反応抑制剤(C)は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
活性エネルギー線硬化性組成物における反応抑制剤(C)の含有量は、活性エネルギー線硬化性化合物(A)とチオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合に0.005質量部以上10質量部以下であるが、より好ましくは0.01質量部以上5質量部以下である。0.005質量部以上であれば反応抑制剤(C)の添加効果が十分に発現され、また10質量部以下であれば活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の物性に影響を与える可能性が低い。
〔4〕ラジカル重合禁止剤(D)について
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物には、保存時に活性エネルギー線硬化性化合物(A)がラジカル重合することを防止する目的で、ラジカル重合禁止剤(D)を添加する。ラジカル重合禁止剤(D)を添加しない場合には、反応性の高いエンチオール反応系の保存安定性が十分に得られない。
ラジカル重合禁止剤(D)の種類は特に限定されるものではないが、例としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、メトキノン、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、p−ベンゾキノン、カテコール、p−t−ブチルカテコールなどのハイドロキノン類や、アンスラキノン、フェノチアジン、1,4−ジメトキシナフタレン、1,4−メトキシ−2−メチルナフタレンがあげられる。
また、p−ニトロソフェノール、ニトロソベンゼン、N−ニトロソジフェニルアミン、N−ニトロソアリールヒドロキシアミン又はその錯塩、亜硝酸イソノニル、N−ニトロソシクロヘキシルヒドロキシルアミン、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、N,N’−ジニトロソフェニレンジアミン又はこれらの塩などのニトロソ化合物や、α−フェニル−N−t−ブチルニトロン、α−ナフチル−N−t−ブチルニトロンなどのニトロン化合物や、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジノキシド(TEMPO)、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジノキシドなどのニトロキシド化合物が挙げられる。
これらのラジカル重合禁止剤(D)の中では、1個以上のヒドロキシ基が結合したベンゼン環及び/又はナフタレン環を有する化合物が好ましく、2個以上のヒドロキシ基が結合したベンゼン環及び/又はナフタレン環を有する化合物がより好ましい。1個以上のヒドロキシ基が結合したベンゼン環及び/又はナフタレン環を有する化合物としては、1,2,3−トリヒドロキシベンゼン、プロピル−3,4,5−トリヒドロキシベンゼン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、4−メトキシ−1−ナフトール、1,4−ジヒドロキシナフタレン、4−メトキシ−2−メチル−1−ナフトール、4−メトキシ−3−メチル−1−ナフトール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,2−ジヒドロキシ−4−メトキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシ−4−メトキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシ−2−メトキシナフタレン、1,4−ジメトキシ−2−マフトール、1,4−ジヒドロキシ−2−メチルナフタレン等が挙げられる。これらの中でも、入手の容易性と取扱い性の観点から、1,2,3−トリヒドロキシベンゼン、プロピル−3,4,5−トリヒドロキシベンゼンが特に好ましい。
これらのラジカル重合禁止剤(D)は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
活性エネルギー線硬化性組成物におけるラジカル重合禁止剤(D)の含有量は、活性エネルギー線硬化性化合物(A)とチオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合に0.005質量部以上5質量部以下であるが、より好ましくは0.01質量部以上0.2質量部以下である。0.005質量部以上であればラジカル重合禁止剤(D)の添加効果が十分に発現され、また5質量部以下であれば活性エネルギー線硬化性組成物の硬化性に影響を与える可能性が低い。
〔5〕水(E)について
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物に含有される水(E)の含有量は、水がエステル結合の加水分解反応を促進するため、活性エネルギー線硬化性組成物の保存安定性に大きく影響する。特に、活性エネルギー線硬化性組成物の保存安定性を高めるためにチオール化合物(B)としてエステル化合物からなるポリチオールを用いた場合には、エステル化合物からなるポリチオールの加水分解によりメルカプト基含有カルボン酸が生成する。そして、このメルカプト基含有カルボン酸が連鎖移動剤となって、熱や衝撃によるわずかなラジカルの発生を増幅して、エンチオール反応を促進する。そのため、活性エネルギー線硬化性組成物の保存安定性を悪化させる原因となる。
通常、化合物中の水の含有量を測定する場合には、カールフィッシャー水分計が用いられる。しかしながら、カールフィッシャー水分計は沃素と水素の反応を利用した定量法であるため、チオール化合物(B)のメルカプト基の水素が水の水素と同じ挙動を示し、正確な水の含有量を測定するこができない。
そこで、活性エネルギー線硬化性組成物を170℃に加熱し、気化した水分をカールフィッシャー水分計にて測定することで、活性エネルギー線硬化性組成物に含まれる水分を算出する。
活性エネルギー線硬化性組成物の親水性部位が吸湿するため、活性エネルギー線硬化性組成物全体における水(E)の含有量は0.05質量ppm以上となる。また、活性エネルギー線硬化性組成物全体における水(E)の含有量が1質量%未満であれば、活性エネルギー線硬化性組成物の保存安定性を十分優れたものとすることができる。例えば、室温での活性エネルギー線硬化性組成物の保存安定性を1か月以上とすることができる。活性エネルギー線硬化性組成物全体における水(E)の含有量が1質量%以上であると、保存安定性が悪化するおそれがあるばかりでなく、硬化物が濁るなどの外観上の不具合も生じる。
活性エネルギー線硬化性組成物の水分量を調整又は低減する方法として、活性エネルギー線硬化性組成物を単に加熱して乾燥させる方法を採用すると、加熱の時点でエチレン性不飽和二重結合の重合及び/又は付加反応が進行してしまうおそれがあるので、該乾燥方法は好ましくない。凍結乾燥は、エチレン性不飽和二重結合の重合及び/又は付加反応が進行しにくい点で非常に優れている乾燥方法である。さらに高い生産性を有する乾燥方法としては、活性エネルギー線硬化性組成物の各原料成分のなかで水の含有量が多い原料成分に、水と共沸する溶剤であるトルエン、キシレン、シクロヘキサン、エチルベンゼン等を10質量%以上90質量%以下添加して加熱し、水と溶剤を共沸させることにより、原料成分中の水を予め除去する方法が例示できる。
〔6〕活性エネルギー線硬化性組成物について
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物には、光重合開始剤を添加してもよい。光重合開始剤を添加することにより、活性エネルギー線の照射による活性エネルギー線硬化性組成物の硬化速度が促進される。
光重合開始剤の種類は特に限定されるものではないが、例えば、α−ヒドロキシアセトフェノン類、α−アミノアセトフェノン類、ビイミダゾール類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタール、α−ハロゲノアセトフェノン類、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、アンスラキノン、フェナンスレンキノン、カンファキノンイソフタロフェノン、アシルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
通常、ラジカル重合による光硬化は、空気との界面では、空気中の酸素による重合阻害のために、完全な硬化は困難となる。そこで、一般的には、表面に酸素が触れないようにカバーフィルム等の酸素遮断膜を設けたり、アルゴンガスや窒素等の不活性ガス雰囲気下で光硬化を行う。しかしながら、本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物は、酸素の有無にかかわらず十分な硬化性を有するため、酸素遮断膜を設けることができない用途や酸素遮断膜を設けないことが望ましい用途であっても、好ましく用いることができる。
光重合に使用する活性エネルギー線の好ましいものとしては、紫外線、電子線、X線等が挙げられるが、光源となる装置が安価であることから紫外線がより好ましい。
紫外線により活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させる際の光源は、特に限定されるものではないが、具体例としては、ブラックライト、UV−LEDランプ、高圧水銀ランプ、加圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプが挙げられる。これら光源のうちブラックライト、LEDランプ(UV−LEDランプ)が、安全且つ経済的であることから好ましい。
ここでブラックライトとは、可視光線と波長300nm以下の紫外線との放射をカットした特殊外管ガラスに近紫外発光蛍光体を被着して、波長300nm以上430nm以下(波長のピークは350nm付近)の近紫外線のみを放射するようにしたランプのことである。また、UV−LEDランプとは、紫外線を発する発光ダイオードを使用したランプのことである。
活性エネルギー線の照射量は、活性エネルギー線硬化性組成物の硬化に十分な量であればよく、活性エネルギー線硬化性組成物の組成、量、厚さ、形成する硬化物の形状等に応じて選択すればよい。例えば、活性エネルギー線硬化性組成物の薄膜(例えば、塗布法により形成した塗布膜)に対して紫外線を照射して硬化させる場合は、200mJ/cm以上5000mJ/cm以下の露光量とすることができ、より好ましくは1000mJ/cm以上3000mJ/cm以下の露光量である。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物には、所望により様々な添加剤を添加してもよい。例えば、蛍光増白剤、界面活性剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、防かび剤、帯電防止剤、磁性体、導電材料、抗菌・殺菌材料、多孔質吸着体、香料、顔料、染料等を添加してもよい。これらの添加剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物の調製方法は特に限定されるものではなく、活性エネルギー線硬化性化合物(A)、チオール化合物(B)、反応抑制剤(C)、ラジカル重合禁止剤(D)をはじめとする活性エネルギー線硬化性組成物の各原料を混合、分散できる方法であればよい。混合、分散する方法の例としては、以下の各方法が挙げられる。
(イ)各原料をガラスビーカー、缶、プラスチックカップ、アルミカップ等の容器に装入し、撹拌棒、へら等により混練する。
(ロ)各原料をダブルヘリカルリボン翼、ゲート翼等により混練する。
(ハ)各原料をプラネタリーミキサーにより混練する。
(ニ)各原料をビーズミルにより混練する。
(ホ)各原料を3本ロールにより混練する。
(ヘ)各原料をエクストルーダー型混練押し出し機により混練する。
(ト)各原料を自転・公転ミキサーにより混練する。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物を例えば基材上に塗布して塗布膜を形成する場合の塗布(塗工)方法は、特に限定されない。例えば、スプレー法やディップ法の他、ナチュラルコーター、カーテンフローコーター、コンマコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、キスロール、スクイーズロール、リバースロール、エアブレード、ナイフベルトコーター、フローティングナイフ、ナイフオーバーロール、ナイフオンブランケット等を用いた方法が挙げられる。
また、本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物をシート状に加工して硬化させることで、活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物からなるシート材が得られる。このシート材は、必要に応じて、本実施形態の活性エネルギー線硬化性組成物以外の他の成分を含有していてもよい。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をより詳細に説明する。
[実施例1]
活性エネルギー線硬化性化合物(A)、チオール化合物(B)、反応抑制剤(C)、ラジカル重合禁止剤(D)、及び光重合開始剤を混合して、実施例1の活性エネルギー線硬化性組成物を調製した。表1を参照しながら以下に詳細に説明する。
活性エネルギー線硬化性化合物(A)であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(SARTOMER社製のDPHA、炭素−炭素二重結合当量91g/eq)75gと、チオール化合物(B)であるペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)とペンタエリスリトールトリス(3−メルカプトブチレート)の混合物(昭和電工株式会社製のカレンズMT PE1、メルカプト基当量139g/eq)23.2gと、反応抑制剤(C)であるメタクリル酸(pKa4.6)1.2gと、ラジカル重合禁止剤(D)であるプロピル−3,4,5−トリヒドロキシベンゼン0.1gと、光重合開始剤であるイルガキュア(登録商標)184(BASF社製)0.5gとを、容量150mLの密閉ポリ容器に装入し、株式会社シンキー製の自転公転ミキサーあわとり練太郎ARE−250を用いて、撹拌モード、回転速度2000rpmで3分間撹拌して、実施例1の活性エネルギー線硬化性組成物(A−1)を得た。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は650質量ppmであった。
[実施例2]
反応抑制剤(C)としてリン酸(pKa1.8)0.03gを使用した点以外は実施例1と同様にして、実施例2の活性エネルギー線硬化性組成物(A−2)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は1390質量ppmであった。
[実施例3]
チオール化合物(B)としてエーテル型1級構造チオール(東レ株式会社製のCapcure(登録商標)3−800、メルカプト基当量250g/eq)23.2gを使用した点以外は実施例2と同様にして、実施例3の活性エネルギー線硬化性組成物(A−3)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は1900質量ppmであった。
[実施例4]
チオール化合物(B)としてペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(SC有機化学株式会社製のPEMP、メルカプト基当量139g/eq)23.2gを使用した点以外は実施例2と同様にして、実施例4の活性エネルギー線硬化性組成物(A−4)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は1770質量ppmであった。
[実施例5]
ラジカル重合禁止剤(D)として1,2,3−トリヒドロキシベンゼン0.1gを使用した点以外は実施例1と同様にして、実施例5の活性エネルギー線硬化性組成物(A−5)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は650質量ppmであった。
[実施例6]
反応抑制剤(C)としてトリエトキシボラン1.5gを使用した点以外は実施例1と同様にして、実施例6の活性エネルギー線硬化性組成物(A−6)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は640質量ppmであった。
[実施例7]
活性エネルギー線硬化性化合物(A)として、ペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレート(東亜合成株式会社製のアロニックスM−305、炭素−炭素二重結合当量94g/eq)25gとトリメチロールプロパントリアクリレート(東亜合成株式会社製のアロニックスM−309、炭素−炭素二重結合当量99g/eq)50gとを使用した点以外は実施例2と同様にして、実施例7の活性エネルギー線硬化性組成物(A−7)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は1690質量ppmであった。
[実施例8]
反応抑制剤(C)として亜リン酸(pKa1.5)0.03g、ラジカル重合禁止剤(D)として1,2,3−トリヒドロキシベンゼン0.1gを使用した点以外は実施例4と同様にして、実施例8の活性エネルギー線硬化性組成物(A−8)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は1800質量ppmであった。
[比較例1]
反応抑制剤(C)を使用しない点以外は実施例4と同様にして、比較例1の活性エネルギー線硬化性組成物(B−1)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は640質量ppmであった。
[比較例2]
ラジカル重合禁止剤(D)を使用しない点以外は実施例4と同様にして、比較例2の活性エネルギー線硬化性組成物(B−2)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は650質量ppmであった。
[比較例3]
チオール化合物(B)を使用しない点以外は実施例1と同様にして、比較例3の活性エネルギー線硬化性組成物(B−3)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は460質量ppmであった。
[比較例4]
水1.5gをさらに添加した点以外は実施例2と同様にして、比較例4の活性エネルギー線硬化性組成物(B−4)を調製した(表1を参照)。この活性エネルギー線硬化性組成物中の水(E)の含有量は1.1質量%であった。
Figure 0006895423
なお、上記各成分の水の含有量は、以下のようにして測定した。
<活性エネルギー線硬化性組成物中の水の含有量の測定方法>
カールフィシャー水分計を用いて、下記の条件にて測定した。
カールフィシャー水分計:京都電子工業株式会社製MKC−610
カールフィッシャー気化装置:京都電子工業株式会社製ADP
カールフィッシャー試薬(発生液):三菱化学株式会社製アクアミクロンAX
カールフィッシャー試薬(対極液):三菱化学株式会社製アクアミクロンCXU
試験投入量 :0.1±0.04g
加熱温度 :170℃
窒素ガス流量:200mL/min
測定時間 :10分
次に、実施例1〜8及び比較例1〜4の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化性と保存安定性を下記のようにして評価した。結果を表1に示す。
<硬化性>
活性エネルギー線硬化性組成物をガラス基板に膜厚が100μmになるように膜状に塗布し、空気下で、照度100mW/cmの高圧水銀ランプを用いて積算露光量が500mJ/cmになるように紫外線を照射して活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させた。そして、指触によるタック性で硬化性を評価した。評価基準は下記の通りである。なお、ここでタック性とは、硬化物を指で触った際の指への粘着のしやすさを意味する。
(評価基準)
A:タック性がない
B:指に未硬化物は付着しないが、ややタック性がある
C:指に未硬化物が付着する
<保存安定性>
活性エネルギー線硬化性組成物を装入して密閉した保存瓶を60℃の恒温機内に静置し、活性エネルギー線硬化性組成物がゲル化するまでの日数を測定した。測定は最長7日間とし、7日間でゲル化しなかった場合は、測定を打ち切った。ゲル化の判定方法は、保存瓶を傾けても流動性がない場合、又は、堆積物が目視される場合は活性エネルギー線硬化性組成物がゲル化したと判断するというものである。
表1に示す結果から分かるように、活性エネルギー線硬化性化合物(A)、チオール化合物(B)、反応抑制剤(C)、ラジカル重合禁止剤(D)、及び水(E)を含有し、且つ、水(E)の含有量が0.05質量ppm以上1質量%未満である実施例1〜8の活性エネルギー線硬化性組成物は、高い硬化性を示すとともに、保管条件が60℃であっても7日以上の優れた保存安定性を示した。
反応抑制剤(C)を含有しない比較例1及びラジカル重合禁止剤(D)を含有しない比較例2は、高い硬化性を示すものの、保管条件が60℃の場合は2日以内にゲル化が見られ保存安定性が劣っていた。また、チオール化合物(B)を含有しない比較例3は、保存安定性は優れているもののチオールエン反応を伴わないため硬化性が劣っていた。さらに、硬化性と保存安定性が優れている実施例2に水を加えて水の含有量を1質量%以上とした比較例4は、反応に関与しない水が多量に存在するために硬化物にタック性があることに加えて、保管条件が60℃の場合はエステル化合物からなるポリチオールの加水分解が進行したため保存安定性が劣っていた。

Claims (8)

  1. エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性化合物(A)と、1分子中に2個以上のメルカプト基を有するチオール化合物(B)と、前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)のエチレン性不飽和二重結合と前記チオール化合物(B)のメルカプト基との反応を抑制する反応抑制剤(C)と、ラジカル重合禁止剤(D)と、水(E)と、を含有する活性エネルギー線硬化性組成物を製造する方法であって、
    前記反応抑制剤(C)は、カルボキシ基含有化合物、リン酸エステル基含有化合物、リン酸、亜リン酸、及びアルコキシド化合物から選ばれる少なくとも1つであり、
    前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)は前記反応抑制剤(C)とは異なる化合物であり、
    前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)と前記チオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合の前記反応抑制剤(C)の含有量が0.005質量部以上10質量部以下であり、
    前記活性エネルギー線硬化性化合物(A)と前記チオール化合物(B)との合計の含有量を100質量部とした場合の前記ラジカル重合禁止剤(D)の含有量が0.005質量部以上5質量部以下であり、
    前記活性エネルギー線硬化性組成物における前記水(E)の含有量を0.05質量ppm以上1質量%未満に調整又は低減することを含む活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
  2. 前記反応抑制剤(C)は、pKa値が5未満である化合物を含む請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
  3. 前記チオール化合物(B)は、1分子中に2個以上のメルカプト基を有し且つ全てのメルカプト基が第二級炭素原子又は第三級炭素原子に結合している化合物を含む請求項1又は請求項2に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
  4. 前記チオール化合物(B)は、下記式(1)で表される基を有し且つ該基が炭素原子に結合している化合物を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
    ただし、下記式(1)中のRは炭素数1以上10以下のアルキル基を示し、Rは水素原子又は炭素数1以上10以下のアルキル基を示し、mは0以上2以下の整数を示す。
    Figure 0006895423
  5. 前記チオール化合物(B)が、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、及びトリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)から選ばれる少なくとも1つを含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
  6. 前記反応抑制剤(C)が、ヘプタン酸、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、(2−メタクリロイルオキシ)エチルジハイドロジェンフォスフェート、ビス[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]ハイドロジェンフォスフェート、トリエトキシボラン、及びテトラエトキシシランから選ばれる少なくとも1つを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
  7. 前記ラジカル重合禁止剤(D)が、1個以上のヒドロキシ基が結合したベンゼン環及び/又はナフタレン環を有する化合物を含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
  8. 前記ラジカル重合禁止剤(D)が、1,2,3−トリヒドロキシベンゼン及びプロピル−3,4,5−トリヒドロキシベンゼンから選ばれる少なくとも1つを含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法。
JP2018504054A 2016-03-07 2017-02-02 活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法 Active JP6895423B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016043524 2016-03-07
JP2016043524 2016-03-07
PCT/JP2017/003761 WO2017154428A1 (ja) 2016-03-07 2017-02-02 活性エネルギー線硬化性組成物及びその硬化物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017154428A1 JPWO2017154428A1 (ja) 2018-12-27
JP6895423B2 true JP6895423B2 (ja) 2021-06-30

Family

ID=59790327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018504054A Active JP6895423B2 (ja) 2016-03-07 2017-02-02 活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11015007B2 (ja)
EP (1) EP3428198B1 (ja)
JP (1) JP6895423B2 (ja)
KR (1) KR102024613B1 (ja)
CN (1) CN108779191B (ja)
TW (1) TWI637970B (ja)
WO (1) WO2017154428A1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7076689B2 (ja) * 2017-07-04 2022-05-30 エア・ウォーター・パフォーマンスケミカル株式会社 ラジカル重合制御剤及びラジカル重合制御方法
CN112358580B (zh) * 2017-09-20 2023-05-16 杭州乐一新材料科技有限公司 一种用于3d打印的硫醇-烯光固化树脂及其制备方法
JP7047652B2 (ja) * 2017-09-28 2022-04-05 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物およびその用途
KR102658153B1 (ko) * 2017-09-28 2024-04-16 제이에스알 가부시끼가이샤 감방사선성 수지 조성물 및 그의 용도
AU2019243569A1 (en) * 2018-03-28 2020-10-22 Sushanta Das Thiol-acrylate polymers, methods of synthesis thereof and use in additive manufacturing technologies
GB2575793A (en) * 2018-07-20 2020-01-29 Montanuniv Leoben Resin composition suitable for printing and printing methods
WO2020045094A1 (ja) * 2018-08-28 2020-03-05 日本ゼオン株式会社 液晶組成物、液晶硬化フィルム、偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、及び、液晶硬化フィルムの製造方法
CN111217960B (zh) 2018-11-27 2021-12-24 新亚T&C公司 光固化性树脂组合物、其制备方法和包含其的光学膜
KR101969561B1 (ko) 2018-11-27 2019-04-16 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
KR101969564B1 (ko) 2018-11-27 2019-04-16 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
JP2020105443A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 リケンテクノス株式会社 樹脂組成物、繊維含有樹脂成形体、及び、物品
KR102010904B1 (ko) 2019-01-25 2019-08-14 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
KR102010905B1 (ko) 2019-01-25 2019-08-14 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
KR101967408B1 (ko) 2019-01-25 2019-08-19 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
KR102010907B1 (ko) 2019-01-25 2019-08-14 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
KR102010906B1 (ko) 2019-01-25 2019-08-14 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
KR101967409B1 (ko) 2019-01-25 2019-08-19 주식회사 신아티앤씨 광경화성 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 필름
WO2021118525A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 Ares Materials Inc. Optically clear resin composition, flexible optical film and image display device
WO2021221081A1 (ja) * 2020-04-28 2021-11-04 富士フイルム株式会社 量子ドット含有重合性組成物、硬化物、波長変換部材、バックライトユニットおよび液晶表示装置
KR20240097823A (ko) * 2021-11-12 2024-06-27 가부시끼가이샤 쓰리본드 광경화성 조성물
CN114230746B (zh) * 2022-01-14 2023-12-19 万华化学集团股份有限公司 一种可自由基聚合的聚氨酯组合物、制备方法及其应用

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS492608B1 (ja) 1968-04-15 1974-01-22
US3855093A (en) 1971-12-17 1974-12-17 Grace W R & Co Radiation curable polyene-polythiol coating compositions
JPS492608A (ja) 1972-04-27 1974-01-10
US4048218A (en) * 1975-02-24 1977-09-13 W. R. Grace & Co. Flame retardant mercaptocarboxylic acid esters of halogenated aromatic polyols
EP0883653A1 (en) * 1996-04-05 1998-12-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Visible light polymerizable composition
US5985952A (en) * 1998-03-23 1999-11-16 Alvin C. Levy & Associates, Inc. Radiation curable primary coating composition for an optical fiber
KR100644847B1 (ko) 1999-02-26 2006-11-13 쇼와 덴코 가부시키가이샤 칼라필터용 광중합 개시제, 감광성 착색 조성물 및 칼라필터
AU2003224454A1 (en) 2002-02-28 2003-09-09 Showa Denko K.K. Thiol compound, photopolymerization initiator composition and photosensitive composition
JP2004035734A (ja) 2002-07-03 2004-02-05 Toagosei Co Ltd 活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物
JP2005163033A (ja) 2003-11-12 2005-06-23 Showa Denko Kk 硬化性高分子化合物
EP1682589A1 (en) 2003-11-12 2006-07-26 Showa Denko K.K. Curable polymer compound
ATE554126T1 (de) 2006-01-26 2012-05-15 Showa Denko Kk Härtbare zusammensetzung, die eine thiolverbindung enthält
JP5234632B2 (ja) 2006-06-13 2013-07-10 昭和電工株式会社 重合促進剤、硬化性組成物および硬化物ならびにチオール化合物の製造方法
JP2008063454A (ja) 2006-09-07 2008-03-21 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物、該組成物からなる硬化フィルム、及び該フィルムが使用された光ディスク
US8053167B2 (en) 2006-11-21 2011-11-08 Showa Denko K.K. Curable compositions containing hydroxythiol compound, and cured products thereof
CN101679635A (zh) 2007-07-13 2010-03-24 昭和电工株式会社 固化性组合物及其固化物
JP2011032202A (ja) 2009-07-31 2011-02-17 Showa Denko Kk チオール化合物の製造方法
JP2011032351A (ja) 2009-07-31 2011-02-17 Showa Denko Kk 重合性組成物
JP5647533B2 (ja) * 2010-06-07 2014-12-24 昭和電工株式会社 安定化されたポリエン−ポリチオール系硬化性樹脂組成物
WO2012126695A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Huntsman Advanced Materials (Switzerland) Gmbh Stable curable thiol-ene composition
TWI593755B (zh) * 2012-10-18 2017-08-01 Mitsubishi Gas Chemical Co Polymerizable composition and hardened | cured material
WO2014069027A1 (ja) * 2012-11-01 2014-05-08 新田ゼラチン株式会社 光硬化性シーリング用材料、シーリング方法、シーリング材およびそれを用いる筐体
JP6095978B2 (ja) * 2012-12-27 2017-03-15 デンカ株式会社 有機el装置用樹脂組成物及び有機el装置
ES2597162T3 (es) * 2013-12-02 2017-01-16 Allnex Belgium, S.A. Estabilizante para composiciones de tiol-eno
WO2017176977A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 3D Systems, Incorporated Thiol-ene inks for 3d printing

Also Published As

Publication number Publication date
EP3428198A1 (en) 2019-01-16
US11015007B2 (en) 2021-05-25
TW201741346A (zh) 2017-12-01
WO2017154428A1 (ja) 2017-09-14
US20190040175A1 (en) 2019-02-07
KR102024613B1 (ko) 2019-09-24
JPWO2017154428A1 (ja) 2018-12-27
CN108779191A (zh) 2018-11-09
EP3428198A4 (en) 2019-04-24
CN108779191B (zh) 2021-06-22
EP3428198B1 (en) 2020-11-25
TWI637970B (zh) 2018-10-11
KR20180075653A (ko) 2018-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6895423B2 (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法
KR102564077B1 (ko) 광 및 열 경화성 수지 조성물
JP7070552B2 (ja) 硬化性組成物および構造物
JP5647533B2 (ja) 安定化されたポリエン−ポリチオール系硬化性樹脂組成物
JP4973868B2 (ja) 硬化性樹脂組成物および硬化方法
US11822168B2 (en) Photocurable composition and liquid crystal display device
JP2020152776A (ja) 光重合性組成物、およびその硬化物
JP7345107B2 (ja) 光硬化性組成物
TWI557143B (zh) 活性能量線硬化性組成物、使用其的活性能量線硬化性塗料及活性能量線硬化性印刷墨水
JP7061865B2 (ja) 光硬化性樹脂組成物、表示素子用封止剤、有機el素子用面封止剤、および面封止層
JP2011052148A (ja) 光硬化性樹脂組成物、その製造方法及び硬化樹脂
JP2021007948A (ja) 硬化物膜の製造方法
JP2017114932A (ja) ポリチオール化合物、硬化性組成物、及び硬化物
WO2017126704A1 (ja) 光硬化性組成物、及び製品
US20240101754A1 (en) Dual curing composition based on acrylate functional compounds
JP2022000487A (ja) 光硬化型コーティング剤組成物
JPH07126313A (ja) 硬化性組成物
TW202216818A (zh) 聚胺基(甲基)丙烯酸酯
JPS6035195B2 (ja) 光硬化型樹脂組成物の硬化法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210607

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6895423

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350