JP7272107B2 - 活性エネルギー線硬化性組成物及び積層体 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性組成物及び積層体 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂成形品に長期に亘って密着性、耐擦傷性及び耐候性に優れた硬化物を形成可能な活性エネルギー線硬化性組成物及び前記組成物の硬化物を有する積層体に関する。
ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリルスチレン樹脂等から製造された樹脂成形品は、軽量で耐衝撃性に優れているばかりでなく、透明性も良好である。これらの樹脂は、自動車用の各種ランプレンズ、グレージング、計器類のカバー等の部材に用いられている。特にポリ(メタ)アクリル樹脂は透明性、耐候性、着色性、易成形性等に優れているため、近年では自動車のテールランプのレンズ等に使用されている。しかしながら、ポリ(メタ)アクリル樹脂は表面硬度が不足しているため表面が損傷を受けやすく、組み立て工程における製品歩留まりが低下したり、美観が損なわれたりするため耐擦傷性を改良することが強く望まれている。前記ポリ(メタ)アクリル樹脂の成形品の欠点を改良する方法として、ラジカル重合性化合物を含む硬化性組成物を基材に塗布した後、活性エネルギー線を照射して硬化物を形成する方法がある。
前記ポリ(メタ)アクリル樹脂はポリカーボネート樹脂に比べ耐薬品性は良好であるが、被覆剤組成物との密着性が乏しい。被覆剤組成物との密着性を改善する方法として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートに代表される多官能アクリレート、イソシアヌル環骨格を有する多官能アクリレート及びテトラヒドロフルフリルアクリレートに代表される単官能アクリレートを含有する硬化性組成物を光硬化させて、基材との密着性を改善する提案がされている(特許文献1)。又、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートに代表される多官能アクリレート、イソシアヌル環骨格を有する多官能アクリレート及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコール変性ジアクリレートに代表される2官能アクリレートからなる硬化性組成物を光硬化させて、基材との密着性を改善する提案がされている(特許文献2、3)。しかしながら特許文献1~3に記載の硬化性組成物は、活性エネルギー線による硬化時の収縮が大きく、硬化後の残留応力等により、硬化物と基材との密着性は十分ではなかった。
紫外線硬化型組成物の硬化時の収縮を低減するために前記紫外線硬化型組成物にジブチルフマレート共重合体とウレタン(メタ)アクリレートを配合する提案がされている(特許文献4)。しかしながら、特許文献4の方法は耐候性が不十分であった。
特開昭63-232905号公報 特開昭64-045636号公報 特開2006-198823号公報 特開平4-209663号公報
本発明の目的は、樹脂成形品に長期に亘って密着性、耐擦傷性及び耐候性に優れた硬化物を形成可能な活性エネルギー線硬化性組成物及び前記組成物の硬化物を有する積層体を提供することにある。
すなわち、本発明の上記目的は、以下の[1]~[7]の手段により解決できる。
[1]ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体A、下記式(1)で示されるカプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBを含む活性エネルギー線硬化性組成物。
Figure 0007272107000001
[式(1)中、「4+2n」個のXは、それぞれ独立に、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基(CH=CR-CO(O(CHC=O)-O-)(Rは水素又はメチル基を、yは1以上5以下の整数を示す。)、
(メタ)アクリロイルオキシ基(CH=CR-COO-)(Rは水素又はメチル基を示す。)、又はOH基であって、少なくとも1個のXはカプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基であり、少なくとも2個のXは(メタ)アクリロイルオキシ基であり、残りのXは-OH基である。また、nは0~4の整数である。]
[2]前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステルが、フマル酸ジアルキルエステルである[1]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[3]前記フマル酸ジアルキルエステルがフマル酸ジブチルである[2]に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[4]前記活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対する前記共重合体Aの含有量が10質量%以上である[1]から[3]のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[5]前記活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対する前記モノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBの含有量が15質量%以上である[1]から[4]のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[6]前記活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対する紫外線吸収剤の含有量が0.5質量%以上20質量%以下である[1]から[5]のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
[7][1]から[6]のいずれか1項に記載の組成物の硬化物をポリ(メタ)アクリル樹脂基材上に有する積層体。
本発明によれば、樹脂成形品に長期に亘って密着性、耐擦傷性及び耐候性に優れた硬化物を形成可能な活性エネルギー線硬化性組成物及び前記組成物の硬化物を有する積層体を提供することができる。
<活性エネルギー線硬化性組成物>
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体A、下記式(1)で示されるカプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBを含む。
Figure 0007272107000002
[式(1)中、「4+2n」個のXは、それぞれ独立に、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基(CH=CR-CO(O(CHC=O)-O-)(Rは水素又はメチル基を、yは1以上5以下の整数を示す。)、
(メタ)アクリロイルオキシ基(CH=CR-COO-)(Rは水素又はメチル基を示す。)、又はOH基であって、少なくとも1個のXはカプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基であり、少なくとも2個のXは(メタ)アクリロイルオキシ基であり、残りのXは-OH基である。また、nは0~4の整数である。]
ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aは、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の基材への密着性、耐候性及び耐擦傷性を良好にする成分である。
前記ジカルボン酸ジアルキルエステルとしてはフマル酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の基材への密着性、耐候性及び耐擦傷性の点でフマル酸ジアルキルエステルが好ましい。
前記フマル酸ジアルキルエステルとしては、例えばフマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジペンチル、フマル酸ジヘキシル、フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジ-iso-ブチル、フマル酸ジ-sec-ブチル、フマル酸ジ-tert-ブチル、フマル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フマル酸ビス(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロピル)、フマル酸ジシクロプロピル、フマル酸ジシクロブチル、フマル酸ジシクロヘキシル、フマル酸ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)等が挙げられる。中でも共重合における反応性が良好である点からフマル酸ジプロピル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジペンチル、フマル酸ジヘキシルが好ましく、フマル酸ジブチルがより好ましい。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記共重合体Aを構成する他の構成単位としては前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー由来の構成単位を挙げることができる。
前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステルと共重合可能な他のモノマーとしてはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(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、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、2-ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環骨格を有する(メタ)アクリレート;メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(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、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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等のベンゼン環を有する(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、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとエチレンオキシドの付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとプロピレンオキシドの付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとε-カプロラクトンの付加物等のその他(メタ)アクリレート;スチレン、α-メチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン又はスチレン誘導体;N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有化合物;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸類;(メタ)アクリロニトリルのような重合性不飽和ニトリル類が挙げられる。中でも共重合における反応性が良好である点から、スチレン、OH基含有モノマー、カルボン酸基含有モノマーが好ましく、スチレンがより好ましい。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物における前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aの含有量は、基材への密着性と耐候性の点から多い方が好ましく、耐擦傷性の点から低い方が好ましい。前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aの含有量は、硬化性組成物中の固形分100質量%に対して、10質量%以上80質量%以下が好ましく、30質量%以上60質量%以下がより好ましい。
前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aの重量平均分子量は、10000以上60000以下が好ましく、15000以上35000以下がより好ましい。
なお、前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aの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ー法(GPC法)により以下の条件で測定した標準ポリスチレン換算による質量平均分子量(Mw)である。
装置:東ソー社製 高速GPC装置 HLC-8320GPC型
UV検出器:東ソー社製 UV-8320型
流速:0.35mL/min
注入口温度:40℃
オーブン温度:40℃
RI温度:40℃
UV波長:254nm
サンプル注入量:10μL
カラム:(1)~(3)の順に3本連結。
(1)東ソー社製 TSKgel superHZM-M(4.6mmID×15cmL)
(2)東ソー社製 TSKgel superHZM-M(4.6mmID×15cmL)
(3)東ソー社製 TSKgel HZ2000(4.6mmID×15cmL)
ガードカラム:東ソー社製 TSKguardcolumn SuperHZ-L(4.6mmID×3.5cmL)
溶媒:THF(安定剤BHT)
サンプル濃度:樹脂分0.2質量%に調整
前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aは、通常の溶液重合、乳化重合、懸濁重合法によって得ることができる。前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体Aの製造方法は、製造の容易さから溶液重合が好ましく、有機溶剤及び重合開始剤の存在下に前記モノマーを共重合させることもできる。使用する溶剤は、とくには限定されないが、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、酢酸n-ブチル、トルエン、キシレン等通常用いられる有機溶剤を使用することができる。重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物や過酸化ベンゾイルクメンヒドロパーオキサイド等の過酸化物等、通常用いられる重合開始剤を使用することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体A以外の重合体を含んでいても良い。
ジカルボン酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共重合体A以外の重合体としては前記フマル酸ジアルキルエステルと共重合可能な他のモノマーの単独重合体や共重合体等を挙げることができる。
下記式(1)で示されるカプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBは、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物に含まれるラジカル重合性化合物のうちの一種である。
Figure 0007272107000003
[式(1)中、「4+2n」個のXは、それぞれ独立に、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基(CH=CR-CO(O(CHC=O)-O-)(Rは水素又はメチル基を、yは1以上5以下の整数を示す。)、
(メタ)アクリロイルオキシ基(CH=CR-COO-)(Rは水素又はメチル基を示す。)、又はOH基であって、少なくとも1個のXはカプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基であり、少なくとも2個のXは(メタ)アクリロイルオキシ基であり、残りのXは-OH基である。また、nは0~4の整数である。]
前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBを用いることにより、硬化性組成物が活性エネルギー線の照射により良好な硬化性を示し、また、高度な架橋密度を有する耐擦傷性に優れた硬化物を形成できる。
前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBの具体例としては、ペンタエリスリトールトリ(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トリ(メタ)アクリレート、ジ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ペンタ(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、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート及びトリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート等のモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基がカプロラクトンにより変性された化合物等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
中でも硬化物の耐候性の点から、ポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートが好ましく、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートがより好ましい。前記ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートとしては、硬化物の耐候性の点からジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートがより好ましい。
前記式(1)において、硬化物の耐擦傷性の点から、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基(CH=CR-CO(O(CHC=O)-O-)(Rは水素原子又はメチル基を示し、yは1以上の整数である。)のyは、5以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下が更に好ましい。また、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基の数は、前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートB1分子あたりの平均で1以上2n+2以下であるが、その下限は耐候性の点から2以上が好ましい。また、その上限は硬化物の耐擦傷性の点から2n+1が好ましく、2nがより好ましい。
前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBの配合量は、硬化性組成物中の固形分100質量%に対して15質量%以上が好ましく、35質量%以上がより好ましい。前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBの配合量は、多いほど硬化物の耐擦傷性と塗装性が向上する。また、前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBの配合量は、少ないほど、硬化物の耐候性が向上する。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、前記カプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートB以外に単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等のラジカル重合性化合物を含有していてもよい。
前記単官能(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、モルフォリル(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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(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、トリシクロデカン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ-ルモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等のモノ(メタ)アクリレート、無水フタル酸と2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの付加物等のモノ(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、ネオペンチルグリコールジ(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、ポリエチレングリコール(繰り返し単位数(以下「n」と記載する)=2~15)ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2~15)ジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール(n=2~15)ジ(メタ)アクリレート、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、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、トリメチロ-ルプロパンジアクリレ-ト、ビス(2-(メタ)アクリロキシエチル)-ヒドロキシエチル-イソシアヌレ-ト、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2-(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレ-ト、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト-ルテトラ(メタ)アクリレ-ト、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレ-ト、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレ-ト、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレ-ト、トリメチロ-ルエタンとコハク酸及び(メタ)アクリル酸とを反応させたポリエステル(メタ)アクリレート、トリメチロ-ルプロパンとコハク酸、エチレングリコ-ル、及び(メタ)アクリル酸とを反応させたポリエステル(メタ)アクリレート等のポリエステルポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
エポキシ(メタ)アクリレートとしてはグリシジル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられる。
これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
中でも、耐擦傷性と耐候性の点から、トリス(2-(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレ-トが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は耐候性の点から紫外線吸収剤を含むことが好ましい。硬化性組成物中に多量に含有させるという点から、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤がより好ましい。また、幅広い波長で紫外線を吸収できるという点から、トリアジン系又はベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤がより好ましい。
前記紫外線吸収剤の具体例としては、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシ-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-トリデシロキシ-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-(オクチル-2-メチルエタノエート)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-ドデシロキシ-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-トリデシロキシ-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-トリアジン等のトリアジン系化合物;2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ‐4-メトキシ-ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;2-(2H-ベンゾトリアゾール‐2-イル)-4,6-ビス(I-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール‐2-イル)-6-(1-メチル-1フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール等のベンゾトリアゾール系化合物;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、p-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニルサリシレート等の安息香酸フェニル系化合物、サリチル酸フェニル類ならびに3‐ヒドロキシフェニルベンゾエート、フェニレン-1,3-ジベンゾエート等のサリチル酸フェニル系化合物;2-エトキシ-2‘-エチルオキサルアニリド、2-エトキシ-2’-ドデシルオキサルアニリド等のシュウ酸アニリド系化合物が挙げられる。これらのうち、前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化性が良好であり表面硬度が高い硬化物が得られるという点からトリアジン系化合物、もしくはシュウ酸アニリド系が好ましく、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシ-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-トリデシロキシ-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-エトキシ-2’-ドデシルオキサルアニリドがより好ましい。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。硬化物の耐擦傷性の点から2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシ-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-{(2-ヒドロキシ-3-トリデシロキシ-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-トリアジンを組み合わせて用いることが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物における紫外線吸収剤の含有量は、塗膜への耐候性向上の点から多い方が好ましく、耐擦傷性の点から低い方が好ましい。
前記紫外線吸収剤の含有量は、活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対して、0.5質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がより好ましい。
前記活性エネルギー線硬化性組成物には、更に必要に応じて、光重合開始剤、有機溶剤、酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定化剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、防曇剤等の各種の添加剤を配合してもよい。
前記活性エネルギー線硬化性組成物の製造方法としては、通常の攪拌機を用いて前述の各成分を混合撹拌する方法を挙げることができる。
<積層体>
本発明の積層体は、前記活性エネルギー線硬化性組成物を、基材の表面に塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化物を形成すれことで得られる。密着性、耐擦傷性及び耐候性に優れた前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物を得ることができる。前記活性エネルギー線硬化性組成物を基材に塗布するには、例えば、ハケ塗り、スプレーコート、ディップコート、スピンコート、カーテンコート、バーコート等の方法を用いることができる。前記活性エネルギー線硬化性組成物の塗布性、塗膜の平滑性、均一性、硬化物の基材に対する密着性の点から、有機溶剤を添加して塗布することが好ましい。また、粘度を下げるために、前記活性エネルギー線硬化性組成物を加温したり、亜臨界流体で希釈したりしても良い。
基材に塗布する塗膜の膜厚は1μm以上50μm以下が好ましく、3μm以上20μm以下がより好ましい。活性エネルギー線としては良好な硬化性、生産性の点から紫外線が好ましい。紫外線源には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を用いることができる。紫外線は、100nm以上400nm以下の紫外線を100mJ/cm以上5000mJ/cm以下となるように照射することが好ましい。活性エネルギー線を照射する雰囲気は、空気でも良いし、窒素、アルゴン等の不活性ガスでもよい。
前記基材としては、各種の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等が挙げられる。具体的には、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂(ABS樹脂)、アクリロニトリル-スチレン樹脂(AS樹脂)、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリアリルジグリコールカーボネート樹脂等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、特に、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂との密着性に優れ、ヘッドランプレンズ、テールランプレンズ、フォッグランプレンズ、グレージング等の自動車部材、信号機のランプ、各種看板、窓ガラス代替品等に好適に使用することができる。
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例及び比較例中の「部」は全て「質量部」を、「%」は全て「質量%」を意味する。
各測定及び評価項目は以下の方法で行った。
(密着性)
前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物を形成した樹脂成形品について、カッターナイフで碁盤目状に1mm間隔で基材に達するカットを入れ1mmのます目を100個作り、その上にセロハンテープを貼り付け急激にはがし、硬化物と基材との界面剥離した碁盤目の状態を観察した。以下の評価基準で評価した。
・評価基準
「○」:碁盤目カット試験で剥離なし。
「×」:碁盤目カット試験で切り溝の欠けや、剥離するマス目がある。
(耐擦傷性)
前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物を形成した樹脂成形品について、コーティングテスター社製平面摩擦試験機を使用し、以下の条件で耐擦傷性試験を実施した。
荷重:150g/cm
試験方法:スチールウール#000、60mmsec、20往復
ヘイズメーター(HM-65W、(株)村上色彩技術研究所製)を用いて、耐擦傷性試験後のヘイズ値を測定した。以下の評価基準で評価した。
・評価基準
「○」:ヘイズ値が2.0%未満
「×」:ヘイズ値が2.0%以上
(耐侯性)
前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物を形成した樹脂成形品について、サンシャインカーボンウエザオメーター(スガ試験機(株)製、WELSUN-HC-B型)耐候試験機を用いて、ブラックパネル温度83±3℃、降雨12分間、照射48分間のサイクルの条件で2000時間耐侯性試験を行なった。耐候性試験後の樹脂成形品を、ヘイズメーター(HM-65W、(株)村上色彩技術研究所製)を用いて、耐候性試験前後のヘイズ値を測定し、増加ヘイズ値を測定した。以下の評価基準で評価した。
・評価基準
「○」増加ヘイズ値=2.0%未満
「×」増加ヘイズ値=2.0%以上。
[製造例1]共重合体A(A-1)の製造
2Lの4つ口フラスコ内に表1の成分1の欄に示す原料を仕込み、フラスコ内の液温が110℃になるように加温した。次いでフラスコ内の液を攪拌しながら内温を110℃に保ち、フラスコ内に表1の成分2の欄に示す材料からなるモノマー含有混合物を4時間かけて等速滴下した後に、表1の成分3の欄に示す材料を投入した。その後、フラスコ内に1時間毎に1gのアゾビスイソブチルニトリルを合計4回(合計4g)追加投入し、更に2時間攪拌して、共重合体AとしてA-1を得た。
[製造例2]共重合体A(A-2)の製造
成分2として使用するモノマーを、2-ヒドロキシエチルメタクリレート175gの替りに、2-メトキシエチルアクリレートにしたこと以外は、製造例1と同様にして、共重合体AとしてA-2を得た。
Figure 0007272107000004
(実施例1)
表2に示す配合比で活性エネルギー線硬化性組成物を調製し、厚さ3mmのアクリル樹脂板(三菱ケミカル社製、商品名アクリペットVH001)に、硬化後の被膜が6μmになるようにバーコート塗装を行った。次いで、オーブン中で60℃、3分間加熱処理することにより有機溶剤を揮発させた。その後、空気中で、高圧水銀ランプを用いて波長340nm以上380nm以下の紫外線を積算光量1500mJ/cmで照射し、硬化物を得た。得られた硬化物を形成した樹脂成形品についての評価結果を表2に記載した。
[実施例2~9、比較例1~2]
表2及び表3に示す配合比で活性エネルギー線硬化性組成物を調製し、実施例1と同様の条件で硬化物を得た。得られた硬化物を形成した樹脂成形品についての評価結果を表2及び表3に記載した。
Figure 0007272107000005
Figure 0007272107000006
表2及び表3中の化合物の記号は以下の通りである。
「A-1」:製造例1で合成した共重合体A。
「A-2」:製造例2で合成した共重合体A。
「DPCA-20」:1分子あたり2個のカプロラクトンにより変性されたジペンタエリスリトールヘキサアクリレート{商品名「カヤラッドDPCA20」(日本化薬(株))}
「DPCA-120」:1分子あたり12個のカプロラクトンにより変性されたジペンタエリスリトールヘキサアクリレート{商品名「カヤラッドDPCA120」(日本化薬(株))}
「TAIC」:トリス(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート
「DPHA」:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート{商品名「カヤラッドDPHA」(日本化薬(株))}
「PETIA」:ペンタエリスリトールトリアクリレート
「PETA」:ペンタエリスリトールテトラアクリレート
「BP」:ベンゾフェノン
「BIP」:ベンゾインイソプロピルエーテル{商品名「セイクオールBIP」(精工化学(株))}
「Tinuvin 400」:2-[4-(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシ-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-トリアジンと2-[4-(2-ヒドロキシ-3-トリデシロキシ-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-トリアジンの混合物{商品名「チヌビン400」(BASF)}
「Hostavin 3206」:2‐エトキシ‐2’‐ドデシルオキサルアニリド{商品名「Hostavin3206 LIQ」(クラリアントケミカルズ(株)}
「Tinuvin PS」: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{商品名「チヌビンPS」(BASF)}
「LA-63P」:2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)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{商品名「チヌビン479」(BASF)}(分子量677)
「LA63」:{商品名「アデカスタブLA-63P」((株)ADEKA)}
「BR-83」:ポリメチルメタクリレート{商品名「DIANAL BR-83」(三菱ケミカル(株))}
表3に示すとおり、比較例1の硬化性組成物はB成分を含有せず、硬化物の耐候性が不良であった。比較例2の硬化性組成物は共重合体Aの代わりにポリメチルメタクリレートを配合しており、基材との密着性と硬化物の耐擦傷性が不良であった。

Claims (7)

  1. ラジカル重合性二重結合を有するフマル酸ジアルキルエステル由来の構成単位を含む共
    重合体A、下記式(1)で示されるカプロラクトンにより変性されたモノ又はポリペンタ
    エリスリトールポリ(メタ)アクリレートBを含む活性エネルギー線硬化性組成物であっ
    て、
    前記共重合体Aの含有量が硬化性組成物中の固形分100質量%に対して10質量%以
    上80質量%以下であり、前記モノ又はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレ
    ートBの含有量が硬化性組成物中の固形分100質量%に対して15質量%以上である活
    性エネルギー線硬化性組成物
    Figure 0007272107000007
    [式(1)中、「4+2n」個のXは、それぞれ独立に、カプロラクトンにより変性され
    た(メタ)アクリロイル基(CH2=CR-CO(O(CH2)5C=O)y-O-)(
    Rは水素又はメチル基を、yは1以上5以下の整数を示す。)、
    (メタ)アクリロイルオキシ基(CH2=CR-COO-)(Rは水素又はメチル基を示
    す。)、又はOH基であって、少なくとも1個のXはカプロラクトンにより変性された(
    メタ)アクリロイル基であり、少なくとも2個のXは(メタ)アクリロイルオキシ基であ
    り、残りのXは-OH基である。また、nは0~4の整数である。]
  2. 前記ラジカル重合性二重結合を有するジカルボン酸ジアルキルエステルが、フマル酸ジ
    アルキルエステルである請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  3. 前記フマル酸ジアルキルエステルがフマル酸ジブチルである請求項2に記載の活性エネ
    ルギー線硬化性組成物。
  4. 前記活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対する前記共重合体Aの
    含有量が10質量%以上である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の活性エネル
    ギー線硬化性組成物。
  5. 前記活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対する前記モノ又はポリ
    ペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートBの含有量が15質量%以上である請求
    項1から請求項4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  6. 前記活性エネルギー線硬化性組成物中の固形分100質量%に対する紫外線吸収剤の含
    有量が0.5質量%以上20質量%以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記
    載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の組成物の硬化物をポリ(メタ)アクリル
    樹脂基材上に有する積層体。
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