JP7380961B2 - 活性エネルギー線硬化型被覆組成物及び成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、活性エネルギー線硬化型被覆組成物及び成形品に関する。
樹脂材料、なかでもポリカーボネート等に代表される透明樹脂材料は、比重が小さく軽量であり、加工が容易で、無機ガラスに比べて衝撃に強いという特徴を有する。近年ではこの特徴を生かし、多方面の用途で幅広く利用されている。
一方で、樹脂材料は、耐摩耗性が低いため表面が傷付きやすく光沢や透明性が失われやすい、有機溶剤に侵されやすい、耐候性(例えば、紫外線などに対する光安定性)に劣る、耐熱性に劣る、等々の欠点を有する。そのため、樹脂材料は、その表面特性を改善することを目的として、各種保護膜により被覆されて用いられることが多い。
このような保護膜として、例えば、活性エネルギー線硬化型被覆組成物を硬化させてなるハードコート被膜が挙げられる。
耐摩耗性と耐候性とを兼ね備えた活性エネルギー線硬化型被覆組成物として、イソシアヌレート環を含有するウレタン(メタ)アクリレートと、ポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕イソシアヌレート化合物とを特定の比率で併用した組成物が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、特許文献2には、基材との密着性に優れ、且つ優れた耐摩耗性及び耐侯性を兼ね備えた活性エネルギー線硬化型被覆組成物として、分岐アルキル構造を有し数平均分子量が500~1000の範囲内であるポリカーボネートポリオール化合物、脂環構造を有するジイソシアネート化合物、及びヒドロキシル基を含有するモノ(メタ)アクリレート化合物から合成されるウレタン(メタ)アクリレートと、ポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕イソシアヌレートと、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)アクリレートとを特定の比率で配合した組成物が開示されている。
さらに特許文献3には、優れた耐候性を有し、耐摩耗性、基材密着性に優れた硬化被膜を形成しうる塗料組成物として、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のポリ(メタ)アクリレート、2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を含有するポリエーテル系ウレタンジ(メタ)アクリレート化合物、及びポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕イソシアヌレートを特定の比率で配合した組成物が開示されている。
特開2010-254840号公報 特開2012-229331号公報 特開2007-314769号公報
近年、屋外等の過酷な環境下で使用されうる樹脂材料や活性エネルギー線硬化型被覆組成物には、耐候性や耐摩耗性だけでなく、よりハイレベルな耐環境性が求められるようになってきた。特に、過酷な高湿度環境下で長期間使用するため、超高温高湿耐性の要求が高まっている。
しかしながら、上記特許文献1~3に記載の発明では、組成物の硬化物における超高温耐性や耐湿熱性に関する検討は行われておらず、特許文献1~3に記載の発明は超高温高湿耐性の課題を解決できるものではなかった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、耐摩耗性を備えつつ、高い耐熱性及び耐湿熱性を有し、高温高湿環境下においても密着性に優れる硬化被膜を形成できる活性エネルギー線硬化型被覆組成物、及び前記硬化被膜を有する成形品を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討の結果、
(A)ペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化合物、及び/又はポリペンタエリスリトールのウレタンポリ(メタ)アクリレート化合物と、
(B)イソシアヌル環を含有するポリ(メタ)アクリレートと、
(C)脂環族イソシアネートから合成されるウレタンジ(メタ)アクリレート化合物及び/又は特定の脂環構造含有ジ(メタ)アクリレート化合物と、
(D)イソシアヌレート結合又はアロファネート結合を有するウレタントリ(メタ)アクリレート化合物と、
を特定の比率で含有する活性エネルギー線硬化型被覆組成物が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
即ち本発明は、以下の発明を提供するものである。
(1)(A)~(D)成分を含有する活性エネルギー線硬化型被覆組成物であって、
(A)成分として、下記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有し、(B)成分として、下記一般式(3)で表される化合物を含有し、(C)成分として、下記一般式(4)、(5)又は(6)で表される化合物を含有し、(D)成分として、下記一般式(7)又は(8)で表される化合物を含有し、
前記(A)~(D)成分の合計の固形分中、(A)成分の含有量が1質量%以上40質量%以下であり、(B)成分の含有量が30質量%以上85質量%以下であり(C)成分の含有量が1質量%以上30質量%以下であり、(D)成分の含有量が1質量%以上40質量%以下であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型被覆組成物。
Figure 0007380961000001
Figure 0007380961000002
Figure 0007380961000003
Figure 0007380961000004
Figure 0007380961000005
Figure 0007380961000006
式中、複数のαのうち少なくとも3個はCH=CR-COO-を表し、Rは水素原子又はメチル基を表し、残りのαは水酸基を表し、n1は0~4の整数を表す。Zは脂肪族イソシアネート又は脂環族イソシアネートに由来する構造を表し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、n2は2~3の整数を表す。化合物中に複数のR~Rが存在する場合、複数のR~Rはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
、X及びXは、それぞれ独立に、CH=CR10-CO-、CH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-、水素原子又はアルキル基を表し、R10は水素原子又はメチル基を表し、複数のR10は同じであっても異なっていてもよく、a1は1以上の整数である。但し、X~Xの少なくとも2つはCH=CR10-CO-又はCH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-であり、R、R及びRは、それぞれ独立に、オキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基を表す。
は直鎖若しくは分岐鎖のアルキレン基を有するジオール化合物、ポリカプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基であり、R11、R12、R15、R16は、それぞれ独立に、炭素数1~10の1級若しくは2級のアルキレン基、又は、カプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水酸基を除いた基であり、R13、R14、R17、R18は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であり、A、A、Aは、それぞれ独立に、下記式(*1)~(*4)で表される基のいずれかである
*は結合手であって、式(4)又は(5)中の窒素原子と結合する。
19及びR20はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Y及びYはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキレン基を表す。
21~R23、R27~R29はそれぞれ独立に炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキレン基を表し、R24~R26、R30~R32はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、X~X、X~Xはそれぞれ独立に炭素数2~17のアルキレン基を表す。
(2)前記(C)成分が、下記一般式(9)又は(10)で表される化合物である、(1)の活性エネルギー線硬化型被覆組成物。
Figure 0007380961000007
(式中、Zはポリテトラメチレングリコール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基であり、R33、R34は炭素数1~10の1級又は2級のアルキレン基であり、n4は1~10の整数であり、R35、R36、R19、R20は水素原子又はメチル基であり、A、A28は前記同様である。)
(3)(A)成分が、前記一般式(2)で表される化合物である、(1)又は(2)の活性エネルギー線硬化型被覆組成物。
(4)(1)~(3)いずれかの活性エネルギー線硬化型被覆組成物の硬化被膜と、基材とを有する成形品。
(5)前記基材が、ポリカーボネート樹脂である、(4)の成形品。
本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物は、耐摩耗性と、高い耐熱性及び耐湿熱性を有する硬化被膜を形成することができる。この硬化被膜は、ポリカーボネート等の樹脂材料への密着性に優れ、高温高湿環境下においても優れた密着性を有することから、本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物は、自動車用途や建材用途における樹脂材料のハードコートとして好適に使用することができる。
<活性エネルギー線硬化型被覆組成物>
本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物(以下、単に「被覆組成物」又は「組成物」ということがある。)は、(A)~(D)成分を含有する。
本明細書では、式(1)で表される化合物を「化合物(1)」といい、他の式で表される化合物も同様にいう。また、「アクリレート」と「メタクリレート」とを総称して「(メタ)アクリレート」という。「アクリル酸」と「メタクリル酸」、「アクリロイル基」と「メタクリロイル基」、「アクリロイルオキシ基」と「メタクリロイルオキシ基」についても同様に「(メタ)」を使用して双方を包含する概念として説明するものとする。
[(A)成分]
(A)成分は、式(1)又は(2)で表される化合物である。
(化合物(1))
化合物(1)は、下記式(1)で表されるペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレートである。
Figure 0007380961000008
式(1)中、複数のαのうち少なくとも3個はCH=CR-COO-を表し、残りのαは水酸基を表す。
は水素原子又はメチル基を表し、Rが水素原子の場合は重合性不飽和基がアクリロイル基となり、Rがメチル基の場合はメタクリロイル基となる。
すなわち、化合物(1)はペンタエリスリトール骨格を有し、構造中に重合性不飽和基である(メタ)アクリロイルオキシ基を3つ以上有する重合性化合物である。重合性不飽和基を3つ以上有することにより、硬化した際の架橋密度が高くなる結果、耐摩耗性を向上させることができる。
n1は0~4の整数を表し、0~2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、n1=1で化合物(1)がジペンタエリスリトール骨格となることが特に好ましい。また、化合物(1)がn1=1の場合、構造中の6つのαのうち5つ又は6つが重合性不飽和基であることが好ましく、6つ全てが重合性不飽和基であることも好ましい。
化合物(1)の具体的な構造としては、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)アクリレートが挙げられる。
なかでも、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ペンタ(メタ)アクリレート又は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ペンタ(メタ)アクリレート又は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く、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
化合物(1)は、1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(化合物(2))
化合物(2)は、下記式(2)で表されるジペンタエリスリトール骨格を2つ又は3つ有するウレタン(メタ)アクリレート化合物である。化合物(2)は、ポリペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレートと、脂肪族又は脂環族のジイソシアネート又はトリイソシアネートとから合成される。
Figure 0007380961000009
式(2)中、n2は2~3の整数を表し、2が好ましい。
は脂肪族イソシアネート又は脂環族イソシアネートに由来する構造を表す。すなわち、化合物(2)を合成する際に使用された、脂肪族又は脂環族のジイソシアネート又はトリイソシアネートに由来する部位がZである。
脂肪族イソシアネート又は脂環族イソシアネートとしては、例えば、1,4-ブタンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、1、6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチル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、リジントリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートまたは、その2量体、3量体;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、水添キシリレンジイソシアネート、2-メチル-1,3-ジイソシアナトシクロヘキサン、2-メチル-1,5-ジイソシアナトシクロヘキサン等の脂環式ポリイソシアネートまたは、その2量体、3量体等が挙げられる。
「脂肪族イソシアネート又は脂環族イソシアネートに由来する構造」とは、上記脂肪族イソシアネート又は脂環族イソシアネートからイソシアネート基を除いた部位を実質的に示す。例えばZとしては、炭素数1~10のアルキル基、4,4’-メチレンビスシクロヘキシル、メチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシル、シクロヘキシル等が挙げられる。
なかでも、直鎖脂肪族炭化水素のジイソシアネートである1、6-ヘキサメチレンジイソシアネートや、脂環式ジイソシアネートであるノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)が好ましい。さらに好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはメチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)が好ましい。これらのイソシアネートを用いて化合物(2)を合成し、その構造の一部をZに有させることにより、硬化被膜の耐摩耗性をより向上させることができる。
~Rはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表すが、水素原子が好ましい。
化合物中に複数のR~Rが存在する場合、複数のR~Rはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
化合物(2)の具体的な構造としては、1,4-ブタンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチル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、リジントリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートまたはその2量体と3量体;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、水添キシリレンジイソシアネート、2-メチル-1,3-ジイソシアナトシクロヘキサン、2-メチル-1,5-ジイソシアナトシクロヘキサン等の脂環式ポリイソシアネートまたは、その2量体、3量体とジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートの反応物が挙げられる。
化合物(2)は、1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分は、化合物(1)のみからなるものであってもよく、化合物(2)のみからなるものであってもよく、化合物(1)と(2)との両方からなるものであってもよいが、化合物(1)と(2)との両方からなることが好ましい。なお、耐候性及び耐摩耗性がより優れることから、少なくとも化合物(2)を用いることが好ましい。
(A)成分の含有量は、(A)~(D)成分の合計の固形分100質量%中、1~40質量%であって、3~35質量%が好ましく、4~30質量%がより好ましく、5~25質量%が特に好ましい。上記下限値以上とすることにより耐摩耗性が向上する。また、上記上限値以下とすることにより超高温高湿環境下での密着性低下及び耐候性の低下を防ぐことができる。
また、本発明の組成物の固形分全量100質量%中、すなわち、組成物から有機溶剤等の溶媒を除いた全量100質量%中の(A)成分の含有量は特に限定されるものではないが、0.25~40質量%が好ましく、1.25~35質量%がより好ましく、1.75~30質量%がさらに好ましい。
[(B)成分]
(B)成分は、下記式(3)で表される化合物である。
(化合物(3))
Figure 0007380961000010
式(3)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、オキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基を表す。
オキシアルキレン基の炭素数は1~8が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が特に好ましい。
ポリオキシアルキレン基の炭素数も、1つの繰り返し単位あたりの炭素数は1~8が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が特に好ましい。また、ポリオキシアルキレン基におけるオキシアルキレン基の繰り返し数は、1~10の範囲が好ましい。
なお、オキシアルキレン基の酸素原子及びポリオキシアルキレン基の中の末端の酸素原子は、式中のX、X又はXと結合する。
、X及びXは、それぞれ独立に、CH=CR10-CO-、CH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-、水素原子又はアルキル基を表すが、X~Xの少なくとも2つはCH=CR10-CO-又はCH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-である。
10は水素原子又はメチル基を表し、複数のR10は同じであっても異なっていてもよいが、水素原子が好ましい。
a1は1以上の整数であって、1~3の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1が特に好ましい。
なかでも、X、X及びXはCH=CR10-CO-、CH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-又は水素原子が好ましく、X~Xのうち少なくとも2つがCH=CR10-CO-であることがより好ましく、3つ全てがCH=CR10-CO-であることが特に好ましい。
特に好ましい化合物(3)としては、下記式(3-1)で表される化合物が挙げられる。
下記式中、R10は前記同様であり、R7’~R9’は炭素数1~5(好ましくは1~3)のアルキレン基である。
Figure 0007380961000011
(B)成分の具体的な構造としては、ビス(2-アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシルエチルイソシアヌレート、トリス(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ビス(2-アクリロイルオキシプロピル)ヒドロキシルエチルイソシアヌレート、トリス(2-アクリロイルオキシプロピル)イソシアヌレート、1分子あたり1個のカプロラクトンにより変性されたトリス(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート(東亞合成(株)製、商品名アロニックスM-325)、1分子あたり3個のカプロラクトンにより変性されたトリス(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート(東亞合成(株)製、商品名アロニックスM-327)等が挙げられる。
(B)成分は、1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(B)成分の含有量は、(A)~(D)成分の合計の固形分100質量%中、30~85質量%であって、35~80質量%が好ましく、40~75質量%が特に好ましい。上記下限値以上とすることにより耐候性、耐摩耗性及び耐高温高湿性が向上する。
また、本発明の組成物の固形分全量100質量%中、すなわち、組成物から有機溶剤等の溶媒を除いた全量100質量%中の(B)成分の含有量は特に限定されるものではないが、7.5~85質量%が好ましく、12.5~80質量%がより好ましく、15~75質量%がさらに好ましい。
[(C)成分]
(C)成分は、式(4)~(6)のいずれかで表される、特定の脂環構造を有するジ(メタ)アクリレート化合物である。
(化合物(4)、(5))
化合物(4)、(5)は、下記式(4)、(5)でそれぞれ表される、脂環族イソシアネート化合物から合成されるウレタン(メタ)アクリレートである。
Figure 0007380961000012
式(4)中、Yは直鎖若しくは分岐鎖のアルキレン基を有するジオール化合物、ポリカプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基である。
なかでもYとしては、ポリテトラメチレングリコール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基が好ましい。
における直鎖アルキレン基を有するジオール化合物としては、エチレングリコール、1、3-プロピレングリコール、1、4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1、9-ノナンジオール、1、10―デカンジオール等が挙げられる。
における分岐アルキレン基を有するジオール化合物としては、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる
におけるポリエーテルジオールの具体例としては、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリブチレングリコール(PBG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、またはそのブロック共重合体、そのランダム共重合体等が挙げられ、質量平均分子量2000以下のものが好ましく、1000以下のものが好ましく、なかでもポリテトラメチレングリコールが望ましい。
におけるポリカプロラクトンジオールとしては、質量平均分子量が530のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル205」、側鎖にカルボキシル基を有する質量平均分子量が530のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル205BA」、常温液体の質量平均分子量が500のポリカプロラクトンジオールである「プラクセルL205AL」、プラクセル205に比べて耐水性が向上された質量平均分子量が530のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル205H」、プラクセル205に比べて粘度および酸価が低い質量平均分子量が530のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル205U」、質量平均分子量が830のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル208」、常温液体の質量平均分子量が830のポリカプロラクトンジオールである「プラクセルL208AL」、質量平均分子量が1000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル210」、側鎖にカルボキシル基を有する質量平均分子量が1000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル210BA」、プラクセル210に比べて酸価が低く耐水性が向上された質量平均分子量が1000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル210CP」、プラクセル210に比べて分子量分布の狭い質量平均分子量が1000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル210N」、質量平均分子量が1250のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル212」、常温液体の質量平均分子量が1250のポリカプロラクトンジオールである「プラクセルL212AL」、質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220」、側鎖にカルボキシル基を有する質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220BA」、プラクセル220に比べて酸価が低く耐水性が向上された質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220CPB」、プラクセル220に比べて分子量分布の狭い質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220N」、プラクセル220に比べて結晶性が低い質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220NP1」、常温液体の質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセルL220AL」、質量平均分子量が3000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル230」、常温液体の質量平均分子量が3000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセルL230AL」、プラクセル230に比べて酸価が低く耐水性が向上された質量平均分子量が3000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル230CP」、質量平均分子量が4000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル240」、プラクセル240に比べて酸価が低く耐水性が向上された質量平均分子量が4000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル240CP」、プラクセル220に比べ耐加水分解性が向上された質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220EB」、プラクセル220EBに比べ弾性回復性に優れる、質量平均分子量が2000のポリカプロラクトンジオールである「プラクセル220EC」(何れも商品名、ダイセル化学工業社製)等が挙げられる。
なかでも、得られる硬化被膜の耐候性及び耐摩耗性の観点から、質量平均分子量が500~1500の範囲内のポリカプロラクトンジオールが好ましく、500~1000の範囲内のものがより好ましい。
におけるポリカーボネートジオールは、直鎖アルキル構造、分岐アルキル構造、ポリエーテルジオール構造、カプロラクトンジオール構造を有する多価アルコールと炭酸エステルとのエステル交換反応により合成できる。
直鎖アルキル構造を有する多価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、1、3-プロピレングリコール、1、4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1、9-ノナンジオール、1、10-デカンジオール等が挙げられる。
分岐アルキル構造を有する多価アルコールの具体例としては、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等が挙げられる。
炭酸エステルの具体例としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキシルカーボネート、ジフェニルカーボネート等が挙げられる。
におけるポリカーボネートジオール化合物として市販品も使用できる。具体的には、例えばUH-50(宇部興産社製)、UH-100(宇部興産社製)、UH-200(宇部興産社製)、UH-300(宇部興産社製)、PH-50(宇部興産社製)、PH-100(宇部興産社製)、PH-200(宇部興産社製)、PH-300(宇部興産社製)、UC-100(宇部興産社製)、UM-90(宇部興産社製)、UHC50-100(宇部興産社製)、UP-50(宇部興産社製)、UP-100(宇部興産社製)、UP-200(宇部興産社製)、BENEBiOL NL1010DB(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL NL2010DB(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL NL3010DB(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL NL1005B(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL NL2005B(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL NL1030B(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL HS0830B(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL HS0840B(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL HS0840B(三菱ケミカル社製)、BENEBiOL HS0850H(三菱ケミカル社製)、クラレポリオールC-590(クラレ社製)、クラレポリオールC-1090(クラレ社製)、クラレポリオールC-2090(クラレ社製)等が挙げられる。
このポリカーボネートポリオール化合物の数平均分子量は、500~2000の範囲のものが好ましい。数平均分子量が500以上であることにより、被覆組成物の硬化被膜の耐候性が向上する。このポリカーボネートポリオール化合物としては、被覆組成物の硬化被膜の耐候性の観点から、直鎖アルキル構造を有する多価アルコールで合成されたものが好ましい。
式(4)~(5)中、R11、R12、R15、R16は、それぞれ独立に、炭素数1~10の1級若しくは2級のアルキレン基、又は、ポリカプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水酸基を除いた基である。ポリカプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオールとしてはYにおいて上述したものと同様のものが挙げられる。
なかでもR11、R12、R15、R16としては、炭素数1~10の1級又は2級のアルキレン基が好ましい。
13、R14、R17、R18はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、水素原子が好ましい。
、A、Aは、それぞれ独立に、下記式(*1)~(*4)で表される基のいずれかであって、式(1)、(2)で表される基が好ましい。
式中、*は結合手であって、式(4)又は(5)中の窒素原子と結合する。
Figure 0007380961000013
化合物(4)、(5)は、いずれか一方のみを用いてもよく、(4)及び(5)を組み合わせて用いてもよい。いずれか一方のみを用いる場合、高温高湿密着性に優れることから化合物(4)を用いることが好ましい。特に好ましい化合物(4)としては、下記式(9)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0007380961000014
式(9)中、Zはポリテトラメチレングリコール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基であり、特に数平均分子量500~2000の直鎖アルキル構造からなるポリカーボネートジオールが耐摩耗性と耐候性の観点から好ましい。
33、R34は炭素数1~10の1級又は2級のアルキレン基であり、炭素数2~4のアルキレン基が好ましい。
35、R36は水素原子又はメチル基であり、水素原子が好ましい。
、Aは式(4)中のA、Aと同様である。
化合物(4)の具体例としては、1、4-ブタンジイソシアネート、1、5-ペンタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチル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、リジントリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、水添キシリレンジイソシアネート、2-メチル-1,3-ジイソシアナトシクロヘキサン、2-メチル-1,5-ジイソシアナトシクロヘキサン等の脂環式ポリイソシアネートと、
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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性されたヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(ダイセル社製:FA-2D等)、ポリカーボネート変性されたヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(ダイセル社製:HEMAC等)、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール変性されたヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(日油社製:AE-200、AP-400等)と、
上述の直鎖アルキレン基を有するジオール化合物、分岐鎖アルキレン基を有するジオール化合物、ポリエーテルジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオールと、を反応させて得られる化合物が挙げられる。
化合物(5)の具体例としては、1,4-ブタンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチル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、リジントリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、水添キシリレンジイソシアネート、2-メチル-1,3-ジイソシアナトシクロヘキサン、2-メチル-1,5-ジイソシアナトシクロヘキサン等の脂環式ポリイソシアネートと、
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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性されたヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(ダイセル社製:FA-2D等)、ポリカーボネート変性されたヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(ダイセル社製:HEMAC等)、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール変性されたヒドロキシモノ(メタ)アクリレート(日油社製:AE-200、AP-400等)等のヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとを反応させて得られる化合物が挙げられる。
(化合物(6))
化合物(6)は、下記式(6)で表される、トリシクロデカンを有するジ(メタ)アクリレートである。
Figure 0007380961000015
式(6)中、R19及びR20はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、水素原子が好ましい。
及びYはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキレン基を表し、炭素数1~3のアルキレン基が好ましく、メチレン基又はエチレン基がより好ましく、メチレン基が特に好ましい。
化合物(6)は、1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Figure 0007380961000016
式(10)中、R19、R20は前記同様である。
化合物(10)は、1種の化合物を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
化合物(6)、(10)の具体例としては、市販品として、EBECRYL130(ダイセル・オルネクス社製)、IRR214-K(ダイセル・オルネクス社製)、A-DCP(新中村化学工業社製)、DCP(新中村化学工業社製)、KYARAD R684(日本化薬社製)、ミラマーM262(MIWON社製)、SR833NS(アルケマ社製)が挙げられる。
(C)成分は、化合物(4)~(6)、(9)、(10)のいずれか1種のみからなるものであってもよく、いずれか2種からなるものであってもよく、化合物(4)、(5)及び(6)3種すべてを含むものであってもよい。
化合物(4)~(6)のいずれか1種のみを用いる場合は、化合物(4)、(6)、(9)又は(10)を用いることが好ましく、化合物(9)、(10)を用いることが特に好ましい。
(C)成分の含有量は、本発明の組成物100質量%中、1~30質量%であって、2~25質量%が好ましく、2.5~20質量%が特に好ましい。上記下限値以上とすることにより超高温高湿環境下での密着性及び耐候性が向上する。また、上記上限値以下とすることにより耐摩耗性の低下を防ぐことができる。
また、本発明の組成物の固形分全量100質量%、すなわち、組成物から有機溶剤等の溶媒を除いた全量100質量%中の(C)成分の含有量は特に限定されるものではないが、0.25~30質量%が好ましく、0.625~25質量%がより好ましく、1~20質量%がさらに好ましい。
[(D)成分]
(化合物(7)、(8))
(D)成分は、式(7)又は(8)で表される、イソシアヌレート結合又はアロファネート結合を有するウレタントリ(メタ)アクリレート化合物である。
Figure 0007380961000017
式(7)~(8)中、R21~R23、R27~R29は、それぞれ独立に、炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキレン基を表す。
24~R26、R30~R32はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、水素原子が好ましい。
~X、X~Xはそれぞれ独立に炭素数2~17のアルキレン基を表し、炭素数2~10のアルキレン基が好ましく、炭素数4~8のアルキレン基がより好ましく、直鎖アルキル基が特に好ましい。
化合物(7)の具体例としては、1、4-ブタンジイソシアネート、1、5-ペンタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートを3量化して得られたイソシアヌレート変性体と、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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等を反応させたものが挙げられる。
化合物(8)の具体例としては、1、4-ブタンジイソシアネート、1、5-ペンタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートをアロファネート化したアロファネート変性体と、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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等を反応させたものが挙げられる。
(D)成分は、化合物(7)のみからなるものであってもよく、化合物(8)のみからなるものであってもよく、化合物(7)と(8)との両方からなるものであってもよい。
化合物(7)又は(8)のいずれか1種のみを用いる場合は、耐候性と耐摩耗性がより優れることから化合物(7)を用いることが好ましい。
(D)成分の含有量は、(A)~(D)成分の合計の固形分100質量%中、1~40質量%であって、3~34質量%が好ましく、6~30質量%が特に好ましい。上記下限値以上とすることにより耐候性が向上する。また、上記上限値以下とすることにより超高温高湿環境下での密着性低下を防ぐことができる。
また、本発明の組成物の固形分全量100質量%、すなわち、組成物から有機溶剤等の溶媒を除いた全量100質量%中の(D)成分の含有量は特に限定されるものではないが、0.25~40質量%が好ましく、1.25~34質量%がより好ましく、1.75~30質量%がさらに好ましい。
[その他成分]
本発明の組成物は、本発明の効果が得られる範囲内において、上記(A)~(D)成分以外のその他成分を任意に含有していてもよい。
その他成分の代表的なものとしては例えば、反応性化合物、有機溶剤、各種樹脂、フィラー、重合開始剤、紫外線吸収剤、レベリング剤が挙げられる。また、さらに無機顔料、有機顔料、体質顔料、粘土鉱物、ワックス、触媒、界面活性剤、安定剤、流動調整剤、カップリング剤、染料、レオロジーコントロール剤、酸化防止剤、可塑剤等を含有していてもよい。
反応性化合物として、(A)~(D)成分以外の(メタ)アクリレート化合物やビニル基等の2重結合を有する化合物を配合しても構わない。(メタ)アクリロイル系化合物としては、単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、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、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、tert-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、ラウリル(メタ)アクリレート等の炭素原子数が1~22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、4-メトキシブチル(メタ)アクリレート等のω-アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート(例えばダイセル化学工業(株)製商品名「プラクセル」)、ポリカーボネート変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート、フタル酸とプロピレングリコールとから得られるポリエステルジオールのモノ(メタ)アクリレート、コハク酸とプロピレングリコールとから得られるポリエステルジオールのモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、各種エポキシエステルの(メタ)アクリル酸付加物等を挙げることができる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、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、1,9-ノナンジオールジ(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、エチレンオキシドにより変性されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドにより変性されたポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキシドにより変性されたポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドにより変性されたグリセロールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドにより変性されたグリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドにより変性されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドにより変性されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドにより変性されたリン酸トリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドにより変性されたペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドにより変性されたペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラエチレンオキシドにより変性されたペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドにより変性されたジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドにより変性されたジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、テトラエチレンオキシドにより変性されたジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性されたペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性されたジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、イソシアネート化合物とアルコール系化合物を反応させたウレタン(メタ)アクリレート化合物、多価アルコールと(メタ)アクリル酸及び多官能性カルボン酸との縮合反応により合成されるポリエステル(メタ)アクリレート化合物、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂とグリシジル基含有アクリルポリマーと(メタ)アクリル酸との付加反応により合成されるエポキシ(メタ)アクリレート化合物およびアクリルアクリレート化合物などが挙げられる。
反応性化合物は単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。当該反応性化合物の使用量は、(A)~(D)成分の固形分の合計量100質量%に対して、超高温高湿耐性、耐候性と耐摩耗性の観点から0~300質量%が好ましい。
有機溶剤としては、例えばエステル系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒、芳香族系溶媒、アルコール系溶媒が挙げられる。
具体的には、エステル系溶媒としては、酢酸エチル-、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ケトン系溶媒としては、アセトン、2-ブタノン、メチルエチル-ケトン、メチルイソブチルケトン等、エーテル系溶媒としてはテトラヒドロフラン、ジオキソラン等、脂肪族系溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン等、芳香族系溶媒としてはトルエン、キシレン等、アルコール系溶媒としてはエタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等を例示することができる。
また、粘度調整のために液状有機ポリマーを使用してもよい。液状有機ポリマーとは、硬化反応に直接寄与しない液状有機ポリマーであり、例えば、カルボキシル基含有ポリマー変性物(フローレンG-900、NC-500:共栄社)、アクリルポリマー(フローレンWK-20:共栄社)、特殊変性燐酸エステルのアミン塩(HIPLAAD ED-251:楠本化成)、変性アクリル系ブロック共重合物(DISPERBYK2000;ビックケミー)などが挙げられる。
各種樹脂としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。
熱硬化性樹脂とは、加熱または放射線や触媒などの手段によって硬化される際に実質的に不溶かつ不融性に変化し得る特性を持った樹脂である。その具体例としては、熱硬化性樹脂とは、加熱または放射線や触媒などの手段によって硬化される際に実質的に不溶かつ不融性に変化し得る特性を持った樹脂である。その具体例としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、活性エステル樹脂、アニリン樹脂、シアネートエステル樹脂、スチレン・無水マレイン酸(SMA)樹脂、などが挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は1種または2種以上を併用して用いることができる。
熱可塑性樹脂とは、加熱により溶融成形可能な樹脂を言う。その具体例としてはポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ゴム変性ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、アクリロニトリル-スチレン(AS)樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、酢酸セルロース樹脂、アイオノマー樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリケトン樹脂、液晶ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は1種または2種以上を併用して用いることができる。
フィラーとしてはたとえば、ハードコート性の向上を目的として、シリカを配合することができる。
シリカとしては、限定は無く、粉末状のシリカやコロイダルシリカなど公知のシリカ微粒子を使用することができる。市販の粉末状のシリカ微粒子としては、例えば、日本アエロジル(株)製アエロジル50、200、旭硝子(株)製シルデックスH31、H32、H51、H52、H121、H122、日本シリカ工業(株)製E220A、E220、富士シリシア(株)製SYLYSIA470、日本板硝子(株)製SGフレ-ク等を挙げることができる。
また、市販のコロイダルシリカとしては、例えば、日産化学工業(株)製メタノ-ルシリカゾル、IPA-ST、MEK-ST、PGM-ST、NBA-ST、XBA-ST、DMAC-ST、ST-UP、ST-OUP、ST-20、ST-40、ST-C、ST-N、ST-O、ST-50、ST-OL等を挙げることができる。
シリカは、反応性シリカを用いてもよい。反応性シリカとしては、例えば反応性化合物修飾シリカが挙げられる。反応性化合物としては、例えば疎水性基を有する反応性シランカップリング剤、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、マレイミド基を有する化合物、グリシジル基を有する化合物が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を有する化合物で修飾した市販の粉末状のシリカとしては、日本アエロジル(株)製アエロジルRM50、R711等、(メタ)アクリロイル基を有する化合物で修飾した市販のコロイダルシリカとしては、日産化学工業(株)製MIBK-SD、MIBK-SD―L、MIBK-AC-2140Z、MEK-AC-2140Z等が挙げられる。また、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のグリシジル基で修飾した後に、アクリル酸を付加反応させたシリカや、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランと水酸基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物をウレタン化反応させたもので修飾したシリカも反応性シリカとして挙げられる。透明性、耐摩耗性の観点から、(メタ)アクリロイル基を有する化合物で修飾した市販のコロイダルシリカとしては、日産化学工業(株)製MIBK-SD、MIBK-SD―L、MIBK-AC-2140Z、MEK-AC-2140Z等が好ましい。
前記シリカ微粒子の形状は特に限定はなく、球状、中空状、多孔質状、棒状、板状、繊維状、または不定形状のものを用いることができる。例えば、市販の中空状シリカ微粒子としては、日鉄鉱業(株)製シリナックス等を用いることができる。
また一次粒子径は、5~200nmの範囲が好ましい。5nm以上であると、組成物中の無機微粒子の分散が十分となり、200nm以下では、硬化物の十分な強度が保持できる。また、透明性の観点から、より好ましい一次粒子径としては5~100nmである。
シリカの配合量は、組成物100質量%中、0.5~60質量%の配合量であることが好ましく、透明性、耐候性、磨耗性の観点から1~30質量%がより好ましい。
シリカ以外のフィラーとしては、無機フィラーと有機フィラーが挙げられる。フィラー形状に限定はなく、粒子状や板状、繊維状のフィラーが挙げられる。
耐熱性に優れるフィラーとしては、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、等;熱伝導に優れるものとしては、窒化ホウ素、窒化アルミ、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素等;導電性に優れるものとしては、金属単体又は合金(例えば、鉄、銅、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、白金、亜鉛、マンガン、ステンレスなど)を用いた金属フィラー及び/又は金属被覆フィラー、;バリア性に優れるものとしては、マイカ、クレイ、カオリン、タルク、ゼオライト、ウォラストナイト、スメクタイト等の鉱物等やチタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、セピオライト、ゾノライト、ホウ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム;屈折率が高いものとしては、チタン酸バリウム、酸化ジルコニア、酸化チタン等;光触媒性を示すものとしては、チタン、セリウム、亜鉛、銅、アルミニウム、錫、インジウム、リン、炭素、イオウ、テリウム、ニッケル、鉄、コバルト、銀、モリブデン、ストロンチウム、クロム、バリウム、鉛等の光触媒金属、前記金属の複合物、それらの酸化物等;耐摩耗性に優れるものとしては、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシウム等の金属、及びそれらの複合物及び酸化物等;導電性に優れるものとしては、銀、銅などの金属、酸化錫、酸化インジウム等;紫外線遮蔽に優れるものとしては、酸化チタン、酸化亜鉛等である。
これらの無機微粒子は、用途によって適時選択すればよく、単独で使用しても、複数種組み合わせて使用してもかまわない。また、上記無機微粒子は、例に挙げた特性以外にも様々な特性を有することから、適時用途に合わせて選択すればよい。
無機繊維としては、カーボン繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維等の無機繊維のほか、炭素繊維、活性炭繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、タングステンカーバイド繊維、シリコンカーバイド繊維(炭化ケイ素繊維)、セラミックス繊維、アルミナ繊維、天然繊維、玄武岩などの鉱物繊維、ボロン繊維、窒化ホウ素繊維、炭化ホウ素繊維、及び金属繊維等を挙げることができる。上記金属繊維としては、例えば、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維を挙げることができる。
有機繊維としては、ポリベンザゾール、アラミド、PBO(ポリパラフェニレンベンズオキサゾール)、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート等の樹脂材料からなる合成繊維や、セルロース、パルプ、綿、羊毛、絹といった天然繊維、タンパク質、ポリペプチド、アルギン酸等の再生繊維等を挙げる事ができる。
フィラーの配合量は、組成物100質量%中、0.5~60質量%が好ましく、1~30質量%がより好ましい。
本発明の組成物は活性エネルギー線で硬化させるため、重合開始剤、特に光重合開始剤を使用することが好ましい。光重合開始剤としては公知のものを使用すればよく、例えば、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、ベンゾフェノン類からなる群から選ばれる一種以上を好ましく用いることができる。
光開始重合開始剤の具体例としては、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル〕-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン、ジエトキシアセトフェノン、オリゴ{2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(1-メチルビニル)フェニル〕プロパノン}および2-ヒドロキシ-1-{4-〔4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル〕フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノンおよび4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルスルファイド等のベンゾフェノン系化合物;メチルベンゾイルフォルメート、オキシフェニル酢酸の2-(2-オキソ-2-フェニルアセトキシエトキシ)エチルエステルおよびオキシフェニル酢酸の2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルエステル等のα-ケトエステル系化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド系化合物;ベンゾイン、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およびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン系化合物;チタノセン系化合物;1-〔4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル〕-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルフィニル)プロパン-1-オン等のアセトフェノン/ベンゾフェノンハイブリッド系光開始剤;2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-〔4-(フェニルチオ)〕-1,2-オクタンジオン等のオキシムエステル系光重合開始剤;並びにカンファーキノン等が挙げられる。
光重合開始剤は単独で使用しても良いし、2種以上を併用してもよい。前記光重合開始剤の使用量は、組成物100質量%に対して、1~15質量%が好ましく、2~10質量%がより好ましい。
本発明の組成物は耐候性を向上する目的で、紫外線吸収剤を配合性しても良い。紫外線吸収剤は、種々の化合物または物質を使用することができる。
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-[(2-ヒドロキシ-3-(2-エチル-ヘキシロキシ)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-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブチロキシフェニル)-6-(2,4-ビス-ブチロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-[1-オクチロキシカルボニルエトキシ]フェニル)-4,6-ビス(4-フェニルフェニル)-1,3,5-トリアジン等のベンゾトリアジン系紫外線吸収剤;
2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-(2-(メタ)ア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等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;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紫外線吸収剤、エチル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリレート、オクチル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛微粒子、酸化錫微粒子等の紫外線を吸収する無機微粒子等が挙げられる。以上列挙した紫外線吸収剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
紫外線吸収剤は市販品を用いることもできる。市販品としては、TINUVIN PS(BASF社製)、TINUVIN 99-2(BASF社製)、TINUVIN234(BASF社製)、TINUVIN326(BASF社製)、TINUVIN329(BASF社製)、TINUVIN900(BASF社製)、TINUVIN928(BASF社製)、TINUVIN360(BASF社製)、TINUVIN384-2(BASF社製)、RUVA93(大塚化学社製)、TINUVIN400(BASF社製)、TINUVIN405(BASF社製)、TINUVIN460(BASF社製)、TINUVIN477(BASF社製)、TINUVIN479(BASF社製)、アデカスタブLA-46(ADEKA社製)、アデカスタブLA-F70(ADEKA社製)、アデカスタブLA-29(ADEKA社製)、アデカスタブLA-31G(ADEKA社製)、アデカスタブLA-32(ADEKA社製)、アデカスタブLA-36(ADEKA社製)が利用可能である。
前記紫外線吸収剤の使用量は、組成物100質量%に対して、0.5~20質量%が好ましく、1~10質量%がより好ましい。
本発明の組成物は、耐候性を向上させる目的で、ヒンダードアミン系光安定剤を配合してもよい。
ヒンダードアミン系光安定剤としては公知のヒンダードアミン系光安定剤が使用でき、具体的には、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-エトキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-プロポキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-ブトキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-ペンチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-ヘキシロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-ヘプチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-オクトキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-ノニロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-デカニロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-ドデシロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-2-(4-メトキシーベンジリデン)マロネート、テトラキス(2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシラート、テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシラート、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノールとβ,β,β,β-テトラメチル-3,9-(2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5])ウンデカン)ジエタノールとの縮合物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノールとβ,β,β,β-テトラメチル-3,9-(2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5])ウンデカン)ジエタノールとの縮合物等が挙げられる。
ヒンダードアミン系光安定剤は市販品を用いることもできる。市販品としては、TINUVIN123(BASF社製)、TINUVIN292(BASF社製)、TINUVIN152(BASF社製)、TINUVIN144(BASF社製)、TINUVIN622SF(BASF社製)、TINUVIN111FDL(BASF社製)、TINUVIN249(BASF社製)、アデカスタブLA-52(BASF社製)、アデカスタブLA-57(ADEKA社製)、アデカスタブLA-63P(ADEKA社製)、アデカスタブLA-68(ADEKA社製)、アデカスタブLA-72(ADEKA社製)、アデカスタブLA-81(ADEKA社製)、アデカスタブLA-82(ADEKA社製)、アデカスタブLA-87(ADEKA社製)が利用可能である。
前記ヒンダードアミン系光安定剤の使用量は、組成物100質量%に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましい。
本発明の組成物には、塗布時のレベリング性を高める目的や、硬化膜の滑り性を高めて耐擦傷性を高める目的等のため、各種表面改質剤を添加してもよい。表面改質剤としては、表面調整剤、レベリング剤、スベリ性付与剤、防汚性付与剤等の名称で市販されている、表面物性を改質する各種添加剤を使用することができる。それらのうち、シリコーン系表面改質剤およびフッ素系表面改質剤が好適である。
具体的には、シリコーン鎖とポリアルキレンオキサイド鎖を有するシリコーン系ポリマーおよびオリゴマー、シリコーン鎖とポリエステル鎖を有するシリコーン系ポリマーおよびオリゴマー、パーフルオロアルキル基とポリアルキレンオキサイド鎖を有するフッ素系ポリマーおよびオリゴマー、パーフルオロアルキルエーテル鎖とポリアルキレンオキサイド鎖を有するフッ素系ポリマーおよびオリゴマー、等が挙げられる。これらのうちの一種以上を使用すればよい。滑り性の持続力を高めるなどの目的で、分子中に(メタ)アクリロイル基を含有するものを使用してもよい。具体的な表面改質剤としては、EBECRYL350(ダイセル・オルネクス株式会社)、BYK-333(ビックケミー・ジャパン株式会社)、BYK-377(ビックケミー・ジャパン株式会社)、BYK-378(ビックケミー・ジャパン株式会社)、BYK―UV3500(ビックケミー・ジャパン株式会社)、BYK―UV3505(ビックケミー・ジャパン株式会社)、BYK―UV3576(ビックケミー・ジャパン株式会社)、メガファックRS-75(DIC株式会社)、メガファックRS-76-E(DIC株式会社)、メガファックRS-72-K(DIC株式会社)、メガファックRS-76-NS(DIC株式会社)、メガファックRS-90(DIC株式会社)、メガファックRS-91(DIC株式会社)、メガファックRS-55(DIC株式会社)、オプツールDAC-HP(ダイキン工業株式会社)、ZX-058-A(株式会社T&K TOKA)、ZX-201(株式会社T&K TOKA)、ZX-202(株式会社T&K TOKA)、ZX-212(株式会社T&K TOKA)、ZX-214-A(株式会社T&K TOKA)、X-22-164AS(信越化学工業株式会社)、X-22-164A(信越化学工業株式会社)、X-22-164B(信越化学工業株式会社)、X-22-164C(信越化学工業株式会社)、X-22-164E(信越化学工業株式会社)、X-22-174DX(信越化学工業株式会社)、等を挙げることができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物は、各種材料の少なくとも1面に塗工した後に活性エネルギー線を照射することにより、基材を保護する硬化被膜として好適に使用することができる。本発明の組成物からなる硬化被膜は、耐摩耗性を備えつつ、高い耐熱性及び耐湿熱性を有し、高温高湿環境下においても各種材料に対する密着性に優れることから、過酷な高湿度環境下や屋外で長期間使用される材料の保護被膜として使用した際に優れた効果を発揮する。
<成形品>
(構成・材料)
本発明の成形品は、本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物の硬化被膜と、基材とを有する。
基材に特に限定はなく、用途に応じて適宜選択すればよく、例えばプラスチック、木材、金属、金属酸化物、紙、シリコン又は変性シリコン等が挙げられ、異なる素材を接合して得られた基材であってもよい。
基材の形状も特に制限はなく、平板、シート状、又は3次元形状全面に、若しくは一部に、曲率を有するもの等、目的に応じた任意の形状であってよい。また、基材の硬度、厚み等にも制限はない。
本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物は、特にプラスチック基材(樹脂基材)に対して優れた密着性を有する。上述したように、樹脂材料は耐摩耗性が低いために光沢や透明性が失われやすい、耐候性に劣る等の欠点を有することから、本発明の組成物で被覆することによりこれらの欠点を改善することができる。
プラスチック基材としては、樹脂からなるものであれば特に限定なく、例えば前述した熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いればよい。機材としては、樹脂が単独でも複数種を配合した基材であってもよく、単層又は2層以上の積層構造を有するものであってもよい。また、これらのプラスチック基材は繊維強化(FRP)されていてもよい。
透明の成形品を得る場合、ポリカーボネート樹脂(例えば脂肪族ポリカーボネート、芳香族ポリカーボネート、脂環族ポリカーボネート等)、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂等をプラスチック基材とすることが好ましい。
また、基材は、本発明の効果を阻害しない範囲で、公知の帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、有機フィラー、無機フィラー、光安定剤、結晶核剤、滑剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。
本発明の成形品は、基材及び硬化被膜の上に、さらに第二基材を有していても良い。第二基材としては材質に特に限定は無く、木材、金属、金属酸化物、プラスチック、紙、シリコン又は変性シリコン等が挙げられ、異なる素材を接合して得られた基材であってもよい。基材の形状は特に制限はなく、平板、シート状、又は3次元形状全面に、若しくは一部に、曲率を有するもの等目的に応じた任意の形状であってよい。また、基材の硬度、厚み等にも制限はない。
本発明の成形品は、プラスチックに対しても無機物に対しても密着性が高いため、異種材料の層間材としても好ましく利用可能である。特に好ましくは、基材がプラスチックであり、第二基材が無機層の場合である。無機層としては、例えば、石英、サファイア、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、無機酸化物、蒸着膜(CVD、PVD、スパッタ)、磁性膜、反射膜、Ni,Cu,Cr,Fe,ステンレス等の金属、紙、SOG(Spin On Glass)、SOC(Spin On Carbon)、ポリエステル・ポリカーボネート・ポリイミド等のプラスチック層、TFTアレイ基板、PDPの電極板、ITOや金属等の導電性基材、絶縁性基材、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系基板等が挙げられる。
(製造方法)
本発明の成形品は、基材表面を本発明の組成物で被覆することで得られる。
基材の被覆は、基材に対し組成物を直接塗工又は直接成形して硬化させる方法により行ってもよく、組成物の硬化物を積層する方法としてもよい。
直接塗工する場合、塗工方法としては特に限定はなく、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、カーテンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法等が挙げられる。
直接成形する場合は、インモールド成形、インサート成形、真空成形、押出ラミネート成形、プレス成形等が挙げられる。
組成物の硬化物を積層する場合、半硬化の硬化物を基材上に積層してから完全硬化させてもよく、完全硬化済の硬化物を基材上に積層してもよい。
本発明の樹脂組成物は、重合性不飽和基を有する化合物が含まれていることから、活性エネルギー線を照射することにより硬化させることができる。
活性エネルギー線とは、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線が挙げられる。これらのなかでも特に、硬化性および利便性の点から紫外線(UV)が好ましい。
ここで、活性エネルギー線として紫外線を用いる場合、その紫外線を照射する装置としては、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ランプ(フュージョンランプ)、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、水銀-キセノンランプ、ショートアーク灯、ヘリウム・カドミニウムレーザー、アルゴンレーザー、太陽光、LEDランプ等が挙げられる。これらを用いて、約180~400nmの波長の紫外線を、塗工又は成形された組成物に照射することによって、硬化被膜や硬化物を得ることが可能である。紫外線の照射量としては、使用される光重合開始剤の種類及び量によって適宜選択される。
(用途)
本願の積層体は、ハードコート性、耐候性に優れるため、各種保護材として特に好適に使用可能である。例えば、建築材料用、住宅設備用、自動車・船舶・航空機・鉄道等の輸送機用、電子材料用、記録材料用、光学材料用、照明用、包装材料用、屋外設置物の保護用、光ファイバー被覆用、樹脂ガラス保護用等に可能である。
以下、実施例、比較例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本実施例において「部」及び「%」は特に断わりのない限り質量基準である。
(合成例1)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた3Lセパラブルフラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート〔コベストロ社製「デスモジュールH」、NCO含有量49.8%〕84.51g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、アロニックス M-403〔商品名(以下、「M-403」)東亜合成社製、水酸基価78mgKOH/g〕719.23gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(2)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-0を得た。
(合成例2)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた3Lセパラブルフラスコに、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールW」、NCO含有量31.8%〕132.35g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、アロニックスM-403〔東亜合成社製、水酸基価76mgKOH/g〕719.23gを滴下した。滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(2)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-1を得た。
(合成例3)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた3Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアネート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112.23g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、アロニックスM-403〔東亜合成社製、水酸基価78mgKOH/g〕719.23gを滴下した。滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(2)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-2を得た。
(合成例4)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた3Lセパラブルフラスコに1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体を主成分とするイソシアネート化合物〔旭化成ケミカルズ社製「デュラネートTPA-100」、NCO含有量23.5%〕178.72g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、アロニックスM-403〔東亜合成社製、水酸基価78mgKOH/g〕719.23gを滴下した。滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(2)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-3を得た。
(合成例5)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールW」、NCO含有量31.8%〕132.08g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、プラクセルFA-2D〔ダイセル社製、カプロラクトン変性モノアクリレート〕344gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(5)に相当するウレタン(メタ)アクリレート化合物UA-4を得た。
(合成例6)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールW」、NCO含有量31.8%〕132.08g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、FA-2D〔ダイセル社製〕177g、エチレングリコール15.51gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-5を得た。
(合成例7)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、PEG1000〔三洋化成工業社製、水酸基価:113.mg/KOH/g〕248.88gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-6を得た。
(合成例8)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、プラクセル210(PCL210)〔ダイセル社製、水酸基価:111.5mg/KOH/g〕251.55gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-7を得た。
(合成例9)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールW」、NCO含有量31.8%〕132.08g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、PCL210〔ダイセル社製、水酸基価:111.5mg/KOH/g〕251.55gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-8を得た。
(合成例10)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールW」、NCO含有量31.8%〕132.08g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、PTMG650〔三菱ケミカル社製ポリオキシテトラメチレングリコール 水酸基価:173mg/KOH/g〕162.24gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-9を得た。
(合成例11)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールW」、NCO含有量31.8%〕132.08g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、PTMG1000〔三菱ケミカル社製ポリオキシテトラメチレングリコール 水酸基価:113.9mg/KOH/g〕246.27gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-10を得た。
(合成例12)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、PH-50〔1,6ヘキサンジオールと1,5ペンタンジオールから合成されたポリカーボネートジオール:宇部興産社製ポリカーボネートジオール、水酸基価:226.3mg/KOH/g〕123.95gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-11を得た。
(合成例13)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、PH-100〔1、6ヘキサンジオールと1、5ペンタンジオールから合成されたポリカーボネートジオール:宇部興産社製ポリカーボネートジオール、水酸基価:114.5mg/KOH/g〕244.78gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-12を得た。
(合成例14)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、UH-50〔1、6ヘキサンジオールから合成されたポリカーボネートジオール:宇部興産社製ポリカーボネートジオール、水酸基価:224.7mg/KOH/g〕224.84gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-13を得た。
(合成例15)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、UH-200〔1、6ヘキサンジオールから合成されたポリカーボネートジオール:宇部興産社製ポリカーボネートジオール、水酸基価:56.8mg/KOH/g〕493.84gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-14を得た。
(合成例16)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1.5Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、UH-300〔1、6ヘキサンジオールから合成されたポリカーボネートジオール:宇部興産社製ポリカーボネートジオール、水酸基価:37.4mg/KOH/g〕752gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-15を得た。
(合成例17)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、イソホロンジイソシアナート〔コベストロ社製「デスモジュールI」、NCO含有量37.5%〕112g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシエチルアクリレート58.2g、クラレポリオール1090S〔分岐アルキルジオールから合成されたポリカーボネートジオール:クラレ社製ポリカーボネートジオール、水酸基価:113.2mg/KOH/g〕247.79gを滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(4)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-16を得た。
(合成例18)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体を主成分とするイソシアネート化合物〔旭化成ケミカルズ社製「デュラネートTPA-100」、NCO含有量23.5%〕178.72g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシ-エチルアクリレート116.4g(1.0モル)を滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(7)に相当するイソシアヌル環含有ウレタンアクリレート化合物UA-17を得た
(合成例19)
攪拌装置および空気の吹き込み管を備えた1Lセパラブルフラスコに、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体を主成分とするイソシアネート化合物〔BASF社製「BASONAT HA3000」、NCO含有量19.5%〕215.38g(NCO1.0モル)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール1.8g、ジブチルスズジラウレート0.2gを仕込み、液温を60~70℃で攪拌しながら、2-ヒドロキシ-エチルアクリレート116.4g(1.0モル)を滴下した。
滴下終了後、80℃で4時間攪拌し、IR分析にて、反応液からイソシアネート基が消失していることを確認して反応を終了し、化合物(8)に相当するウレタンアクリレート化合物UA-18を得た。
(実施例1)
(A)成分の化合物(1)として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 1質量%、(B)成分の化合物(3)として、イソシアヌル酸2-ヒドロキシエチルトリアクリレート(アルケマ社製「SR368NS」) 30質量部、(C)成分の化合物(5)として、脂肪族ウレタンジアクリレートUA-4 29質量部、(D)成分の化合物(7)として、イソシアヌレート結合を有するウレタントリアクリレートUA-17 40質量部、光開始剤としてOmunirad754(IGM社製)1.5質量部とOmunirad819(IGM社製)1.5質量部、HALSとしてTinuvin123 0.5質量部、紫外線吸収剤としてTinuvin479 6質量部 有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルとメチルエチルケトンの混合溶剤(プロピレングリコールとメチルエチルケトンの重量比90:10)を用いて、固形分50質量%になるように均一に混合して、実施例1の活性エネルギー線硬化型被覆組成物を調製した。
(実施例2~41、比較例1~9)
表1~7に示した組成に変更した以外は実施例1と同様にして、各例の活性エネルギー線硬化型被覆組成物を得た。なお、表1~7では、(A)~(D)成分以外の成分(Omunirad754、Omunirad819、Tinuvin123、Tinuvin479、プロピレングリコールモノメチルエーテル)の記載を省略しているが、実施例2~41及び比較例1~9においても、実施例1と同様にこれら化合物を使用した。
[評価サンプルの作製]
各例の活性エネルギー線硬化型被覆組成物を、厚さ3mmのポリカーボネート基材(帝人社製「パンライトL-1225ZL」)に、バーコーターで塗工し、80℃で4分間乾燥した後、大気下で紫外線照射装置(GS-YUASA社製、高圧水銀ランプ)を用いて照度150mW・cm、照射光量2000mJ/mで照射し、膜厚10μmの硬化塗膜を有するポリカーボネート積層体を得た。
[耐摩耗性評価]
各例の評価サンプル表面の硬化被膜表面を、ANSI 2007(磨耗輪CS-10F、500g、500回)に準拠した方法で擦ることにより、Taber磨耗試験を実施した。初期状態とTaber磨耗試験後のくもり価の差、すなわち、ヘイズ値変化ΔHaze(%)を測定することにより、耐摩耗性評価を行った。
試験前後のヘイズ値変化は、光透過値をヘイズメーターを用いて測定し、次式で得られたヘイズ値から算出した
Th=Td/Tt×100
(Th:ヘイズ値(%)、Td:散乱光線透過率、Tt:全光線透過率)
ΔHazeは10.0以下を合格とした。ΔHazeを耐摩耗性として表1~7に記載する。
[耐高温高湿性評価]
プレッシャークッカー試験機器にて、温度120℃、湿度98%RHの条件下で0~40時間静置した各例の評価サンプルを用いて、基材との密着性を、目視による外観確認と100マス碁盤目密着性試験により評価した。評価は、0時間(試験前)、並びに、1時間、5時間、10時間、20時間、30時間及び40時間経過後に行った。
外観目視、及び碁盤目密着性試験で共に剥がれが認められなかった最大の時間を評価結果とし、10時間以上を合格とした。結果を耐高温高湿性として表1~7に記載する。
[耐候性評価]
以下の条件を用い、各例の評価サンプルに対して促進耐候性試験(SUV試験)を行い、目視で塗膜の評価行った。
条件:照射(63℃・70%RH・4時間)→暗黒(70℃・90%RH・4時間)→結露(30℃、98%RH・4時間)を繰り返す、照射前後にシャワー有り
塗膜にクラックの発生が認められなかった最大の時間を評価結果とし、720時間以上を合格とし、960時間を超えてクラックの発生が認められなかった場合には「>960h」とした。結果を耐候性として表1~7に記載する。
Figure 0007380961000018
Figure 0007380961000019
Figure 0007380961000020
Figure 0007380961000021

Figure 0007380961000022
Figure 0007380961000023
Figure 0007380961000024
表1~7中に示す略語はそれぞれ、下記の化合物又は上述の合成例で得られた化合物を示す。
A-1:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬製 KAYARAD DPHA)(化合物(1))
A-R1:ジペンタエリスリトールの6-ヘキサノリド付加物とアクリル酸とのエステル化物(日本化薬社製、「KAYARAD DPCA-20」)
B-1:イソシアヌル酸2-ヒドロキシエチルトリアクリレート「東亜合成社製「M-315」;化合物(3))
A-DCP:ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート(新中村化学工業社製「A-DCP」)(化合物(6))
S-1:シリカ微粒子(日産化学工業社製「MEK-AC2140Z」)
実施例1~41の結果から、本発明の活性エネルギー線硬化型被覆組成物の硬化被膜は、高い耐摩耗性及び耐候性を有し、高温高湿環境下においても基材との密着性に優れることが確認できた。
一方、(C)成分を含有しない比較例1~2は耐高温高湿性に劣り;(B)成分の含有量が30~85質量%でない比較例3~4は耐候性に劣り;(A)成分を含有しない比較例5は耐摩耗性及び耐高温高湿性に劣り、また(A)成分の含有量が1~40質量部でない比較例6は耐高温高湿性及び耐候性に劣り;(D)成分を含有しない比較例7は耐候性に劣り、また(D)成分の含有量が1~40質量部でない比較例8は耐摩耗性及び耐高温高湿性に劣り;(C)成分の含有量が1~30質量部でない比較例9は耐摩耗性及び耐高温高湿性に劣ることが確認できた。

Claims (5)

  1. (A)~(D)成分を含有する活性エネルギー線硬化型被覆組成物であって、
    (A)成分として、下記一般式(1)又は(2)で表される化合物を含有し、
    (B)成分として、下記一般式(3)で表される化合物を含有し、
    (C)成分として、下記一般式(4)、(5)又は(6)で表される化合物を含有し、
    (D)成分として、下記一般式(7)又は(8)で表される化合物を含有し、
    前記(A)~(D)成分の合計の固形分中、(A)成分の含有量が1質量%以上40質量%以下であり、(B)成分の含有量が30質量%以上85質量%以下であり(C)成分の含有量が1質量%以上30質量%以下であり、(D)成分の含有量が1質量%以上40質量%以下であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型被覆組成物。
    Figure 0007380961000025
    (式中、複数のαのうち少なくとも3個はCH=CR-COO-を表し、Rは水素原子又はメチル基を表し、残りのαは水酸基を表し、n1は0~4の整数を表す。)
    Figure 0007380961000026
    (Zは脂肪族イソシアネート又は脂環族イソシアネートに由来する構造を表し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、n2は2~3の整数を表す。化合物中に複数のR~Rが存在する場合、複数のR~Rはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。)
    Figure 0007380961000027
    (式中、X、X及びXは、それぞれ独立に、CH=CR10-CO-、CH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-、水素原子又はアルキル基を表し、R10は水素原子又はメチル基を表し、複数のR10は同じであっても異なっていてもよく、a1は1以上の整数である。但し、X~Xの少なくとも2つはCH=CR10-CO-又はCH=CR10-CO(O(CH-CO)a1-であり、R、R及びRは、それぞれ独立に、オキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基を表す。)
    Figure 0007380961000028
    (Yは直鎖若しくは分岐鎖のアルキレン基を有するジオール化合物、ポリカプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基であり、R11、R12、R15、R16は、それぞれ独立に、炭素数1~10の1級若しくは2級のアルキレン基、又は、ポリカプロラクトンジオール、ポリエーテルジオール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水酸基を除いた基であり、n3は1~10の整数を表し、R13、R14、R17、R18は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であり、A、A、Aは、それぞれ独立に、下記式(*1)~(*4)で表される基のいずれかである。)
    Figure 0007380961000029
    (式中、*は結合手であって、式(4)又は(5)中の窒素原子と結合する。)
    Figure 0007380961000030
    (R19及びR20はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Y及びYはそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキレン基を表す。)
    Figure 0007380961000031
    (式中、R21~R23、R27~R29はそれぞれ独立に炭素数1~10の直鎖又は分岐アルキレン基を表し、R24~R26、R30~R32はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、X~X、X~Xはそれぞれ独立に炭素数2~17のアルキレン基を表す。)
  2. 前記(C)成分が、下記一般式(9)又は(10)で表される化合物である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型被覆組成物。
    Figure 0007380961000032
    (式中、Zはポリテトラメチレングリコール及びポリカーボネートジオールからなる群から選ばれる化合物から2個の水素原子を除いた基であり、R33、R34は炭素数1~10の1級又は2級のアルキレン基であり、n4は1~10の整数を表し、R35、R36は水素原子又はメチル基であり、A、Aは前記同様である。)
    Figure 0007380961000033
    (R19及びR20は前記同様である。)
  3. (A)成分が、前記一般式(2)で表される化合物である、請求項1記載の活性エネルギー線硬化型被覆組成物。
  4. 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型被覆組成物の硬化被膜と、基材とを有する成形品。
  5. 前記基材が、ポリカーボネート樹脂である、請求項4に記載の成形品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010215843A (ja) 2009-03-18 2010-09-30 Mitsubishi Chemicals Corp 活性エネルギー線硬化性組成物および積層体
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5057826B2 (ja) 2006-04-25 2012-10-24 三菱レイヨン株式会社 活性エネルギー線硬化型塗料組成物および該組成物の硬化被膜を有する成形品
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JP6540250B2 (ja) * 2015-06-08 2019-07-10 東洋インキScホールディングス株式会社 活性エネルギー線重合性樹脂組成物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010215843A (ja) 2009-03-18 2010-09-30 Mitsubishi Chemicals Corp 活性エネルギー線硬化性組成物および積層体
WO2013157624A1 (ja) 2012-04-20 2013-10-24 東亞合成株式会社 活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物

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