JPH01161068A - 活性エネルギー線硬化性被覆組成物 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性被覆組成物

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JPH01161068A
JPH01161068A JP31735087A JP31735087A JPH01161068A JP H01161068 A JPH01161068 A JP H01161068A JP 31735087 A JP31735087 A JP 31735087A JP 31735087 A JP31735087 A JP 31735087A JP H01161068 A JPH01161068 A JP H01161068A
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JP
Japan
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acid
acrylate
meth
resin
parts
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JP31735087A
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Inventor
Koji Sato
孝二 佐藤
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Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 (産業上の利用分野) 本発明は活性エネルギー線硬化性被覆組成物に関するも
のであり、詳しくは紫外線もしくは電子線等の照射によ
り硬化し、しかも、印刷通性、基材への密着性および折
曲げ性等に優れた活性エネルギー線硬化性被覆組成物に
関するものである。
(従来の技術) 近年、活性エネルギー線による硬化性被覆組成物の研究
はさかんにおこなわれており、その中でも印刷インキ、
クリヤーフェス、塗料、接着剤、フォトレジスト等の分
野では実用化が進められている。これらはラジカル重合
性を有するラジカル重合性モノマーおよびプレポリマー
と、必要に応じてラジカル重合開始剤、顔料からなって
おり、プレポリマーとしてはアルキッドアクリレートポ
リエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレ
タン変性アクリレート等が、またモノマーとしては、ビ
スフェノールAアルキレンオキサイド付加体ジアクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジアクリレート トリメ
チロールプロパントリアクリレート、テトラメチロール
メタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールへ
キサアクリレート、アルキルフェノールアルキレンオキ
サイド付加体モノアクリレート等が用いられていた。
特に金属印刷、カルトン印刷の場合であって、後加工適
性が要求される場合は塗膜にフレキシビリティが要求さ
れ、それを満足するものとして樹脂についてはエポキシ
エステル(エポキシと一個カルボン酸のエステル)が使
用されている場合が多い。しかし、さらに−段と後加工
通性の厳しいものが要求される場合は必ずしも満足する
ものではなく、活性エネルギー線硬化性被覆組成物の適
用範囲を狭めているのが実情であった。
「発明の構成」 (問題点を解決するための手段) 本発明は、これらの欠点を改良すべく鋭意研究の結果、
印刷適性や基材への密着性、折曲げ性に優れた活性エネ
ルギー線硬化性被覆組成物を発明するに至った。
すなわち本発明は。
(A)エポキシ化合物とラジカル重合性二重結合を有し
ない一個カルボン酸とを反応させた2級水酸基含有の生
成物にラクトン化合物を反応させた樹脂および(または
)該樹脂に生じた1級水酸基に一個カルボン酸を反応さ
せてなる樹脂。
(B)ラジカル重合性二重結合を有するモノマー。
(C)必要に応じてラジカル重合開始剤。
を含む活性エネルギー線硬化性被覆組成物に関するもの
である。
本発明の(A)において、エポキシ化合物とは1分子中
に1個以上のエポキシ基を有するグリシジルエーテル型
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グ
リシジルアミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹
脂、脂環族エポキシ樹脂等である。
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、ビスフェ
ノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジ−
βメチルグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリ
シジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテ
ルおよびそれらを水添加したグリシジルエーテル、ビス
フェノールA、SまたはFのアルキレンオキサイド付加
物のグリシジルエーテル、 (アルキル)フェノールノ
ボラックグリシジルエーテル、ポリアルキレンのグリコ
ールポリグリシジルエーテル、エポキシウレタン樹脂等
がある。また、グリシジルエステル型エポキシ樹脂とし
て、フタル酸、アジピン酸、ダイマー酸のような二塩基
酸ジグリシジルエステル、トリメリット酸のような三塩
基酸トリグリシジルエステルがある。また。
グリシジルアミン型エポキシ樹脂としてはトリグリシジ
ルイソシアネート等がある。また線状脂肪族エポキシ樹
脂としてはエポキシ化ポリブタジェン、エポキシ化大豆
油、エポキシ化アマニ油等があり、脂環族エポキシとし
ては3.4−エポキシシクロヘキシルメチル3,4エボ
キシシクロヘキサン力ルポキシレート、ビス(3,4エ
ポキシ、シクロヘキシル)等を挙げることができる。
ラジカル重合性二重結合を有しない一個カルボン酸とし
ては、ギ酸5酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリアン酸
、トリメチル酢酸、カプロン酸、n−へブタン酸、カプ
リル酸、ペラルゴン酸、メトキシ酢酸、ノニール酸、ヤ
シ油脂肪酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸
、リノール酸、リルン酸等の脂肪族カルボン酸、安息香
酸、アルキル安息香酸、アルキルアミノ安息香酸、フェ
ニル酢酸、ハロゲン化安息香酸、アニス酸、ベンゾイル
安息香酸。
ナフトエ酸等の芳香族カルボン酸、ロジン、水添加ロジ
ン等がある。さらには多価カルボン酸と、−価アルコー
ルまたは一個のアルコール外水酸基ヲ残シたエステル化
物と、のエステル化物等がある。
なお、多価カルボン酸、すなわち2個以上のカルボキシ
ル基を有する有機化合物とはシュウ酸、マロン酸、コハ
ク酸、アルキルコハク酸、グルタル酸。
マレイン酸またはそれらの酸無水物、フマル酸5アジピ
ン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸。
セバシン酸、0SK−DASL−12,03K−DAS
L−20,○5K−DASB−12,03K−DASB
−20,03K−DAtJL−20,03K−DAUB
−20<O3Kシリーズは間材製油■長鎖二塩基酸)、
アマニ油脂肪酸や桐油脂肪酸等のダイマー酸などの脂肪
族ジカルボン酸、0−フタル酸。
水添加0−フタル酸、ハイミック酸、メチルハイミック
酸、ジフェン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナ
フタリン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびそ
れらの酸無水物、イソフタル酸。
テレフタル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、ブレニド
酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸。
ベンゼンヘキサカルボン酸、ホモフタル酸、o、m。
pフェニレン酢酸、0−フェニレン酢酸−β−プロピオ
ン酸等の芳香族多価カルボン酸、ロジンのダイマー酸等
が挙げられる。
−価のアルコールとしては、メチルアルコール。
エチルアルコール、プロピルアルコール、アリルアルコ
ール、ブチルアルコール、アミルアルコール。
ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、カプリルア
ルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミ
リスチルアルコール、セチルアルコール。
ステアリルアルコール等の脂肪族系アルコール、ベンジ
ルアルコール、フェノール、アルキルフェノールのアル
キレンオキサイド付加物2等の芳香族アルコール、シク
ロヘキサノール、ロジンアルコール。
水添加ロジンアルコール等が挙げられる。また、1個の
アルコール性水酸基を残したエステル化物とは先に記載
されたm個カルボン酸とのエステル化物である。
エポキシ化合物とラジカル重合性を有しないm個カルポ
ン酸との反応は1例えば、攪拌機付4つロフラスコで1
00〜200℃、好ましくは130〜170℃の間で行
われる。さらに窒素ガスまたは炭酸ガス等の不活性ガス
気流下で、必要に応じて反応溶媒を使用することもある
。また、触媒としてはアミン計のものが使用される。ま
た、エポキシ開環後の水酸基とラジカル重合性を有しな
いm個カルボン酸との反応が行われることもあり、その
反応は200〜300℃、好ましくは220〜260℃
の間で不活性ガス気流下で反応触媒を使用して行う。
反応の有無は上記−価カルボン酸の残存率で判定する。
エポキシ化合物と上記−価カルボン酸との反応モル比は
エポキシ化合物のエポキシ基1個に対し。
−価カルボン酸1モル以上反応させる。しかし、エポキ
シ化合物とm個カルボン酸との反応物(生成物)には1
分子当り平均0.1個以上、好ましくは1個以上の水酸
基を含有させる。
さらに2級の水酸基含有の生成物とラクトン化合物との
反応は100℃〜300℃、好ましくは130℃〜20
0℃で触媒の存在下で行われる。ラクトン化合物とはT
−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラ
クトン等のニス舟の官能基−CO−0−を環内に含む化
合物であるが、折曲げ等の可撓性に対してはε−カプロ
ラクトンの使用が望ましい。また、触媒としてはテトラ
ブチルチタネートテトラプロピルチタネート、テトラエ
チルチタネート等のチタン化合物、オクチル酸スズ、ジ
ブチルスズオキシド、ジブチルスズラウレート等の有機
スズ化合物、塩化第1スズ、臭化第1スズ、ヨウ化第1
スズ等のハロゲン化スズが用いられ、その使用量は全仕
込み量に対し1〜11000ppが好ましい。2級の水
酸基含有の生成物とラクトン化合物との反応比は1重量
比で5〜95対95〜5.好ましくは30〜95対5〜
70がよい。
ラクトン反応物とラジカル重合性二重結合を有するm個
カルボン酸との反応は、80〜120’Cで不活性溶媒
の環流下で2反応触媒としては塩酸、硫酸。
P−)ルエン、スルホン酸等の酸触媒、ハイドロキノン
、メトンキノン等の重合禁止剤を用いて行われる。
ラジカル重合性二重結合を有するm個カルボン酸は(メ
タ)アクリル酸、ソルビン酸、クロトン酸。
ビニル酢酸、桂皮酸等がある。またラクトン反応物とラ
ジカル重合性二重結合を有しないm個カルボン酸の反応
はすでに記載されたエポキシ化合物とラジカル二重結合
を有しないm個カルボン酸との反応に準じる。
(B)のラジカル重合性二重結合を有するモノマーとし
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、アリル(メ
タ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミ
ル(メタ)アクリレート。
ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アク
リレート カプリル(メタ)アクリレートデシル(メタ
)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリ
スチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレ
ート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メ
タ)アクリレート、アルキルフェノールのアルキレンオ
イサイド付加物の(メタ)アクリレート、シクロヘキシ
ル(メタ)アクリレート等の1官能モノマーが挙げられ
る。さらに2官能以上のモノマーとしてエチルアルコー
ルジ(メタ)アクリレート ジエチレングリコールジ(
メタ)アクリレート トリエチレングリコールジ(メタ
)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、プロピルアルコールジ(メタ)アクリレー
ト、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート 
トリプロピルアルコールジ(メタ)アクリレート、トリ
プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート ペンチルグリコ
ール(メタ)アクリレート、ネオベンチルグリコールジ
(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリルヒドロキシ
ピパレートジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール
ジ(メタ)アクリレート、 (ジ)グリセリンポリ (
メタ)アクリレート、 (ジ)グリセリンアルキレンオ
キサイドポリ (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、トリメチロール
プロパンアルキレンオキサイドトリ(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 ジトリメチロールプロパンアルキレンオキサイドテ
トラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ
 (メタ)アクリレート、ジトリメチロールエタンテト
ラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンアルキ
レンオキサイドトリ (メタ)アクリレート、ジトリメ
チロールエタンアルキレンオキサイドテトロ(メタ)ア
クリレート、テトラメチロールメタンテトラ(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、ビスフェノールAアルキレンオキサイドグ
(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオ
キサイビジ(メタ)アクリレート。
ジヒドロキシベンゼンアルキレンオキサイドジ(メタ)
アクリレート、トリヒドロキシベンゼンアルキレンオキ
サイドジ(メタ)アクリレート、水添加ビスフェノール
Aジ(メタ)アクリレート水添加ビスフェノールFジ(
メタ)アクリレート、水添加ビスフェノールAアルキレ
ンオキサイド付加体ジ(メタ)アクリレート、水添加ビ
スフェノールFアルキレンオキサイド付加体ジ(メタ)
アクリレート等が挙げられる。さらにその他にラクトン
付加体のモノマーが挙げられる。すなわち、ポリエチレ
ングリコールボリラクトネートジ(メタ)アクリレート
ポリプロピレングリコールボリラクトネートジ(メタ)
アクリレート、アルキレングリコールポリラクトネート
ジ(メタ)アクリレート グリセリンポリラクトネート
トリ (メタアクリレート、ジグリセリンボリラクトネ
ートテトラ(メタ)アクリレート。
トリメチロールプロパンポリラクトネートトリ (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)アクリレートペンタエリスリトールポリラクトネ
ートテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリト
ールポリラクトネートへキサアクリレート等の各ポリオ
ールラクトネートポリアクリレートである。なお、上記
モノマーのラクトンはT−ブチロラクトン、δ−バレロ
ラクトン、ε−カプロラクトン等のエステルの官能基−
CO−O−を環内に含む化合物である。
本発明の被覆組成物の使用において、活性エネルギー線
が紫外線である場合には、光増感剤、すなわちラジカル
重合開始剤(ラジカル重合促進剤も)(C)を添加する
必要があり2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、α−アクリルベンゾ
イン等のベンゾイン系増悪剤、ベンゾフェノン。
p−メチルベンゾフェノン、p−クロロベンゾフェノン
、テトラクロロベンゾフェノン、0−ベンゾイル安息香
酸メチル、アセトフェノン等の了り−ルケトン系増惑剤
、4,4−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、p−ジ
メチルアミノ安息香酸イソアミルp−ジメチルアミノア
セトフェノン等のジアルキルアミノアリールケトン光増
感剤、チオキサントン。
キサントンおよびそのハロゲン置換体等の多環カルボニ
ル光増感剤が挙げられ、これらの単独もしくは適宜組み
合せにより用いることもできる。これらの光増感剤は組
成物中に1〜30重量%の範囲で用いることができるが
、好ましくは0〜15重量%の範囲であることが望まし
い。
活性エネルギー線硬化性インキ組成物とするには上記希
釈フェスに通常は顔料を分散させるが、この方法は特G
乙限定されることなく、三本ロール、ボールミル等の常
法の分散方法において行うことができる。また、有機2
無機1体質顔料の他に、必要に応じて可塑剤、界面活性
剤、熱重合禁止剤等を添J>t+することができる。勿
論、顔料を使用していないインキ組成物であってもよい
。さらに本発明の効果を阻害しない範囲で他の樹脂を併
用することも可能である。
以下、具体例により本発明を説明する。例中の部は全て
重量部を示す。
製造例−1 エピコート828 (油化シェル0果製エポキシ樹脂)
380部 水添加ロジン             660部トリ
エチレンジアミン            1部トルエ
ン                50部を撹拌機付
4つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃、
1時間反応させ9さらに200℃。
4時間反応させ酸価2.0になったので、冷却、脱溶媒
し、くみ出した。これを樹脂aとする。
製造例−二 エピコート828 (油化シェル11製エポキシ樹脂)
380部 水添加ロジン             660部トリ
エチレンジアミン            1部トルエ
ン                50部を撹拌機付
4つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150°c
、  1時間反応させ、さらに200℃。
4時間反応させ酸価2.0になったので。
ε−カプロラクトン          204部テト
ライソプロピルチタネート      0.1部を仕込
み180℃、10時間反応させ、その後冷却。
脱溶媒し、くみ出した。これを樹脂すとする。
製造例−3 エピコート828 (油化シェル■製エポキシ樹脂)3
80部 水添加ロジン             660部トリ
エチレンジアミン            1部トルエ
ン                50部を攪拌機付
4つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150°C
,1時間反応させ、さらに200°C24時間反応させ
酸価2. Oになったので。
ε−カプロラクトン          204部テト
ライソプロピルチタネート0.1部を仕込み180”c
、10時間反応させる。さらに。
ハイドロキノン              1.4部
アクリル酸               130部p
−トルエンスルホン酸         14部を仕込
み100℃、8時間反応させ酸価18.0になったので
、冷却、脱溶媒し、くみ出した。これを樹脂Cとする。
製造例4 エボトートYDCN702 (東部化成a菊りレゾール
ノボラックエポキシ樹脂)        11500
1Et−ブチル安息香酸          890部
トリエチレンジアミン            2部キ
ジロール             100部を攪拌機
付4つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃
、1時間反応させ、さらに240℃。
6時間反応させ酸価4.8になったので、冷却、脱溶媒
し、くみ出した。これを樹脂dとする。
製造例5 エボトートYDCN702 (東部化成側タレゾールノ
ボラックエポキシ樹脂)        1150部t
−ブチル安息香酸          890部トリエ
チレンジアミン            2部キジロー
ル             100部を攪拌機付4つ
ロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃、1時
間反応させ、さらに240℃。
6時間反応させ酸価4.8になったので、冷却し。
ε−カプロラクトン          510部ジブ
チル錫オキシド           0.5部を仕込
み200°c、  8時間反応させる。その後冷却。
脱溶媒し、くみ出した。これを樹脂eとする。
製造例6 エボトー1−YDCN702 (東部化成■クレゾール
ノボラックエポキシ樹脂>        11509
Bt−ブチル安息香酸          890部ト
リエチレンジアミン           2部キジロ
ール             100部を攪拌機付4
つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃、1
時間反応させ、さらに240°C36時間反応させ酸価
4.8になったので、冷却し。
ε−カプロラクトン          510部ジブ
チル錫オキシド           0.5部を仕込
み200℃、8時間反応させる。さらに水添加ロジン 
            990部を仕込み240℃、
10時間反応させ酸価9.8になったので、冷却、脱溶
媒し、くみ出した。これを樹脂fとする。
製造例7 ビス(3,4エポキシシクロヘキシル)アジペート42
0部 O−ベンゾイル安息香酸        452部トリ
エチレンジアミン            1部キジロ
ール              50部を攪拌機付4
つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃、1
時間反応させ、さらに220”c。
6時間反応させ酸価1.8になったので、冷却、溶媒し
、くみ出した。これを樹脂gとする。
製造例8 ビス(3,4エポキシシクロヘキシル)アジペート42
0部 0−ベンゾイル安息香酸        452部トリ
エチレンジアミン            1部キジロ
ール              50部を攪拌機付4
つロフラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃、1
時間反応させ、さらに220’C。
6時間反応させ酸価1.8になったので。
ε−カプロラクトン          204部塩化
第1錫               0.5部ヲ仕込
ミ、  180℃、9時間反応させる。その後。
冷却、溶媒し、くみ出した。これを樹脂りとする。
製造例9 ビス(3,4エポキシシクロヘキシル)アジペート42
0部 0−ベンゾイル安息香酸        452部トリ
エチレンジアミン            1部キジロ
ール              50部を攪拌機付4
つ目フラスコに仕込み、窒素ガス気流下で150℃、1
時間反応させ、さらに220℃。
6時間反応させ酸価1.8になったので。
ε−カプロラクトン          204部塩化
第1錫               0.5部を仕込
み、180℃29時間反応させる。さらにノニール酸 
             284部を仕込み200℃
、8時間反応させ、酸価9.8になったので、冷却、溶
媒し、くみ出した。これを樹脂iとする。
次に製造例で得られた樹脂(またはプレポリマー)と、
モノマー等とを用い、活性エネルギー線硬化性被覆組成
物を作製した。以下3表−1に記す。
(以下余白) (注−1)モノマー ABPE−4:ビスフェノールA4モルエチレンオキサ
イド付加体ジアクリレート TMPTA ; )リメチロールプロパントリアクリレ
ート TMPEOA: トリメチロールプロパン3モルエチレ
ンオキサイド付加体トリアクリレ ート 光増感剤:4.4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェ
ノン/ベンゾフェノン−215 顔 料:ファイネスレッドF 2 BW :東洋インキ
製造(掬製紅顔料 実施例1 表−1に示す被覆組成物(印刷インキ)、すなわち、比
較例サンプル1〜4.実施例サンプル5〜11をKOR
Dハイデルベルグで印刷し、印刷時の非画線部への汚れ
、水中(注−1)を測定したく表=2)。
(以下余白) 実施例2 次に表−1に示す活性エネルギー線硬化性被覆剤を、T
FS板に、それぞれアルキッド樹脂、エポキシフェノー
ル樹脂、アクリル樹脂の塗料を塗装した各種塗装板にサ
ンプル1〜11についてRIテスターで30mg/ 1
00cniの塗布量で印刷した。表−3のサンプル1〜
3,5〜10については80W/c+++の強度を有す
る高圧水銀灯2灯の下10cmのところをコンベアーに
のせ、照射し、硬化させた。
またサンプル4,11についてはカーテンビーム型電子
線照射装置を用い、10Mradの照射を行い。
硬化させた。以下、得られた各塗膜の密着性、折曲げ性
についての結果を表−3に示す。
(以下余白) 1:25(Qルーぺでクランク少し認められる。
2:lO倍ルーペでクラック少し認められる。
3:10倍ルーペでクラックあり (肉眼で少しクラン
ク認められる。) 4:肉眼でクランク認められる。
5:皮膜がはがれてくる。
「発明の効果」 本発明の活性エネルギー線硬化性被覆組成物は従来知ら
れている被覆剤に比べ、実施例1.実施例2に示されて
いるように印刷効果がよく、さらに密着性、折曲げ性等
に優れ、活性エネルギー線硬化性被覆組成物の適用範囲
を広めることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(A)エポキシ化合物とラジカル重合性二重結合を
    有しない一価カルボン酸とを反応させた2級水酸基含有
    の生成物にラクトン化合物を反応させた樹脂および(ま
    たは)該樹脂に生じた1級水酸基に一価カルボン酸を反
    応させてなる樹脂、 (B)ラジカル重合性二重結合を有するモノマー、(C
    )必要に応じてラジカル重合開始剤、 を含むことを特徴とする活性エネルギー線硬化性被覆組
    成物。
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