JPS6015646B2 - 不飽和樹脂の光硬化 - Google Patents
不飽和樹脂の光硬化Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
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- C08F2/50—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F299/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
- C08F299/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates
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- C08F299/0407—Processes of polymerisation
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Description
本発明は、不飽和樹脂組成物に可視光線を照射すること
による、該組成物の重合および硬化に関する。 ラジカル重合の可能な不飽和樹脂は、光重合開始剤の添
加および紫外線(UV)または可視電磁線への暴露によ
って硬化しうろことが知られている。 表面塗膜およびインキとして使用される樹脂の薄層フィ
ルムの硬化には、特にUV電磁線の使用が極めて適切に
確立される。しかしながら、UV硬化は厚層塗膜、ある
いはガラス繊維強化樹脂に対して適当でなく、それは使
用される樹脂やガラス繊維強化材によって強固に吸収さ
れるUV電磁線の不良透過による。このことは、硬化が
不完全であるかあるいは完全硬化までに非許容的な長時
間を要することを意味する。更に、UV電磁線は目や皮
膚に極めて危険であり、従って作業者の健康を保護する
ために、精巧なシールドや安全装置を使用することが必
要である。かかる装置は、UV電磁線使用のコストと不
便さをかなりに高める。これに対し、可視光線はこれら
の欠点を有さなし、。 更に、それは自然太陽光として、更にタングステンフィ
ラメント電球、蟹光灯などからの光線が容易に利用する
ことができ、またこれは通常の条件下で目あるいは皮膚
に害を与えない。可視光線による樹脂の硬化システムは
、報告されているが、これは多くの欠点を有する。 例えば、幾らかのシステムの構成部分は有毒もしくは高
価であるか、または通常の可視光線に対して不十分な感
度を示し、従って満足に達成するため特殊で高価な光源
を必要とする。ェオシンに適当な還元剤、例えばアスコ
ルビン酸を加えたものは、水が反応連鎖の一部である水
溶液中のモノマーの重合用光重合開始剤として作用しう
ろことが、既に知られている。 例えば、このシステムはアクリルアミドを水溶液中で重
合するのに使用することができる(G 比IZe肌e、
S.Toppet、G.Smeb著「J.Polのme
rSci.」(船巻、347頁、1960年)および同
署「Pa比 AVol.2」(1球9頁、196仏軍)
参照)。ケトン系光増感剤、特にQ−ジケトン類に励起
状態にある場合に光増感剤に対して作用しうる還元剤を
加えたものは、不飽和ポリエステル樹脂の硬化に使用で
きることが、以前から提案されている(英国特許第14
08265号参照)。一般に、還元剤は3級アミンであ
る。この特許は、比較例において、不利な結果を伴なう
光増感剤として、ロ−ズベンガルの使用を開示している
。顔料が存在すれば、それは光増感剤を励起するものと
異なる光波長の吸収剤となることが、述べられている。
樹脂を硬化するのに低い照射線量を要する強力なU.V
.光重合開始剤として、ベンゾィル置換オキシムカーポ
ネートェステル(BOCE)が特許請求されている(英
国特許第157921号)。しかしながら、それらは不
飽和ポリエステル樹脂に混和し、可視光線で照射した場
合には、不良開始剤である。本発明者らは、今回、この
種の化合物が、ある特定の光還元性染料および光励起状
態にある場合に上記染料を還元しうる還元剤と併用した
場合に、不飽和ポリエステル樹脂を可視光線照視により
硬化するのに使用できることを見出した。 本発明の可視光線硬化システムは以下の成分を包含する
。A 不飽和ポリエステル。 B 光重合開始剤としての一般式〔1〕、〔式中、R′
、R″はアルキル、アリールまたはアラルキルである。 〕のBOCE。 かかるBOCEの入手可能な市販品の一つとして、R′
が−CH3でR″が−C2&のものは、WardB1e
nki雌op & Co.L幻.、Empire
Way、Wembley、Middlesex社製の「
Q雌ntacmePDO」である。 C 可視領域、即ち約40皿仇〜80瓜仇波長の電磁線
を吸収することができ、かかる電磁線によって適当な還
元剤と反応しうる励起状態にまで上昇される光還元性染
料。 特に適当な染料は、一般式〔ロ〕、〔式中、×は少なく
とも2つの位置にあるBrまたは1である。 Yは日、Br、1またはCIである。 Zは日、COOM、COOR(RはC,〜C5のアルキ
ルである)である。 Mは日、K、Na、Li、N凡である。 のェオシンまたはかかる染料の混合物である。 D 一般式〔m〕、〔式中、R,は日、アルキル、ヒド
ロキシ置換アルキル、アリールまたはアラルキルである
。 R2は独立してァルキル、ヒドロキシ置換アルキル、ア
リールまたはアラルキルである。アルキル基はC,〜C
5、アリール基はフェニルおよびアラルキルはペンジル
が好ましい。〕のアミンである還元剤。 光重合開始剤脚の濃度は、好ましくは0.01〜1.増
重量%、より好ましくは0.02〜0.5重量%および
最も好ましくは0.05〜0.2重量%の範囲である。 これは、U.V.硬化が行われる場合に必要な、0.5
〜15重量%の濃度とは対照的である。式
による、該組成物の重合および硬化に関する。 ラジカル重合の可能な不飽和樹脂は、光重合開始剤の添
加および紫外線(UV)または可視電磁線への暴露によ
って硬化しうろことが知られている。 表面塗膜およびインキとして使用される樹脂の薄層フィ
ルムの硬化には、特にUV電磁線の使用が極めて適切に
確立される。しかしながら、UV硬化は厚層塗膜、ある
いはガラス繊維強化樹脂に対して適当でなく、それは使
用される樹脂やガラス繊維強化材によって強固に吸収さ
れるUV電磁線の不良透過による。このことは、硬化が
不完全であるかあるいは完全硬化までに非許容的な長時
間を要することを意味する。更に、UV電磁線は目や皮
膚に極めて危険であり、従って作業者の健康を保護する
ために、精巧なシールドや安全装置を使用することが必
要である。かかる装置は、UV電磁線使用のコストと不
便さをかなりに高める。これに対し、可視光線はこれら
の欠点を有さなし、。 更に、それは自然太陽光として、更にタングステンフィ
ラメント電球、蟹光灯などからの光線が容易に利用する
ことができ、またこれは通常の条件下で目あるいは皮膚
に害を与えない。可視光線による樹脂の硬化システムは
、報告されているが、これは多くの欠点を有する。 例えば、幾らかのシステムの構成部分は有毒もしくは高
価であるか、または通常の可視光線に対して不十分な感
度を示し、従って満足に達成するため特殊で高価な光源
を必要とする。ェオシンに適当な還元剤、例えばアスコ
ルビン酸を加えたものは、水が反応連鎖の一部である水
溶液中のモノマーの重合用光重合開始剤として作用しう
ろことが、既に知られている。 例えば、このシステムはアクリルアミドを水溶液中で重
合するのに使用することができる(G 比IZe肌e、
S.Toppet、G.Smeb著「J.Polのme
rSci.」(船巻、347頁、1960年)および同
署「Pa比 AVol.2」(1球9頁、196仏軍)
参照)。ケトン系光増感剤、特にQ−ジケトン類に励起
状態にある場合に光増感剤に対して作用しうる還元剤を
加えたものは、不飽和ポリエステル樹脂の硬化に使用で
きることが、以前から提案されている(英国特許第14
08265号参照)。一般に、還元剤は3級アミンであ
る。この特許は、比較例において、不利な結果を伴なう
光増感剤として、ロ−ズベンガルの使用を開示している
。顔料が存在すれば、それは光増感剤を励起するものと
異なる光波長の吸収剤となることが、述べられている。
樹脂を硬化するのに低い照射線量を要する強力なU.V
.光重合開始剤として、ベンゾィル置換オキシムカーポ
ネートェステル(BOCE)が特許請求されている(英
国特許第157921号)。しかしながら、それらは不
飽和ポリエステル樹脂に混和し、可視光線で照射した場
合には、不良開始剤である。本発明者らは、今回、この
種の化合物が、ある特定の光還元性染料および光励起状
態にある場合に上記染料を還元しうる還元剤と併用した
場合に、不飽和ポリエステル樹脂を可視光線照視により
硬化するのに使用できることを見出した。 本発明の可視光線硬化システムは以下の成分を包含する
。A 不飽和ポリエステル。 B 光重合開始剤としての一般式〔1〕、〔式中、R′
、R″はアルキル、アリールまたはアラルキルである。 〕のBOCE。 かかるBOCEの入手可能な市販品の一つとして、R′
が−CH3でR″が−C2&のものは、WardB1e
nki雌op & Co.L幻.、Empire
Way、Wembley、Middlesex社製の「
Q雌ntacmePDO」である。 C 可視領域、即ち約40皿仇〜80瓜仇波長の電磁線
を吸収することができ、かかる電磁線によって適当な還
元剤と反応しうる励起状態にまで上昇される光還元性染
料。 特に適当な染料は、一般式〔ロ〕、〔式中、×は少なく
とも2つの位置にあるBrまたは1である。 Yは日、Br、1またはCIである。 Zは日、COOM、COOR(RはC,〜C5のアルキ
ルである)である。 Mは日、K、Na、Li、N凡である。 のェオシンまたはかかる染料の混合物である。 D 一般式〔m〕、〔式中、R,は日、アルキル、ヒド
ロキシ置換アルキル、アリールまたはアラルキルである
。 R2は独立してァルキル、ヒドロキシ置換アルキル、ア
リールまたはアラルキルである。アルキル基はC,〜C
5、アリール基はフェニルおよびアラルキルはペンジル
が好ましい。〕のアミンである還元剤。 光重合開始剤脚の濃度は、好ましくは0.01〜1.増
重量%、より好ましくは0.02〜0.5重量%および
最も好ましくは0.05〜0.2重量%の範囲である。 これは、U.V.硬化が行われる場合に必要な、0.5
〜15重量%の濃度とは対照的である。式
〔0〕の好ま
しい化合物は、XのそれぞれがBrまたは1で、ZがC
OOMまたはCOORである化合物である。式
しい化合物は、XのそれぞれがBrまたは1で、ZがC
OOMまたはCOORである化合物である。式
〔0〕の
化合物の重複する好ましい基は、×のそれぞれがBrま
たは1で、Yのそれぞれが1である基である。 染料‘C}は、通常の100〜500瓜風またはより有
利には150〜200功伽または好ましくは200〜1
00功四の濃度で使用する。 この種の染料の入手可能な市販品は、密接に関連する化
合物の混合物であることがいよいよあり、これらは本発
明の範囲内で使用される。アミン皿は、0.1〜1の重
量%範囲で存在することができるが、全組成物の5重量
%以下で使用することが好ましい。本発明における不飽
和ポリエステルは、Q・8−不飽和二塩基酸もしくはそ
の無水物と、1種またはそれ以上のグリコール類との反
応(飽和二塩基酸もしくはその無水物の存在下または非
存在下で)により生成されるものである。 得られる濃縮物をビニル型モノマーに溶解する。かかる
ポリエステルの基本出発原料の代表例は、以下の通りで
ある。… 不飽和二塩基酸/無水物:無水マレィン酸、
フマル酸。 (ii) 飽和二塩基酸/無水物:無水フタル酸、ィソ
フタル酸、テレフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ
フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、アジピ
ン酸、セバシン酸、テトラクロロフタル酸無水物、テト
ラブロモフタル酸無水物、クロレンド酸もしくはその無
水物。 (iiD グリコール類:エチレングリコール、1.2
ープロパンジオール、1.3ープロパンジオール、ジヱ
チレングリコール、ジプロピレングリコ−ル、ネオベン
チルグリコール、ジブロモネオべンチルグリコール、ア
ルキレンオキシド類とビスフェノールAの反応により得
られるグリコール類。 『の モノマー:スチレン、ビニルトルヱン、メチルメ
タクリレート、ブロモスチレン、エチレングリコールジ
メタクリレ−ト、8−ヒドロキシエチルアクリレート。 樹脂組成物を形成するため、成分B、CおよびDを所望
の順序で添加し、これを完全システムとして供する。こ
れらの樹脂を、工場内または敷地のいずれかで、ゲルコ
ートを形成するための充填剤、チキントロープ剤、雛燃
剤および顔料などの慣用物質とおよび/またはガラス繊
維あるいはカーボンもしくは「Kevlarlなどの他
の繊維と混合して、通常の積層技術によって高強度の積
層材料を作ることができる。 本発明の樹脂システムを硬化するのに使用する光源は、
可視光線の光源であればいずれであってもよく、その中
で最も経済的なものは、自然太陽光、タングステンフィ
ラメント電球および蟹光灯である。 このような光源に暴露すれば、樹脂中で重合および硬化
が起こり、該樹脂は同時に消色を始め、その結果樹脂の
最終色は当たりさわりなく淡色となる。 このことはまた、反応進行の指標として役立ちうる。次
に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。 実施例 1 「Cびstic l96」(Scot上 Bader
Compa岬Lim船dによって販売され、酸価22.
0雌KOH/夕で35%のスチレンモノマーを含有する
不飽和ポリエステル樹脂)100多‘こ、ェオシンY(
EastmanKodak)30m9、トリベンジルア
ミン2.5夕および「Q肌nぬcure PD。 」(Ward Blenki船opandCompan
yLimited)0.10夕を添加した。トリベンジ
ルアミンを溶解するため、少し温ため、最終的に透明な
ピンクーオレンジ色の樹脂を得た。樹脂の一部を、6帆
厚のU型ステンレススチ−ル仕切板で隔離された、92
肋×154肋の2枚の厚板ガラスから絹立てたモールド
‘こ注入した。次に、満杯したモールドを一列に並んだ
16本の150ワットのタングステンフイラメントスポ
ット/フラツドランプから6フィートの位置に置き、該
ランプによればモールド表面の均一光度4200ルック
スが得られた。35分照射後に樹脂のゲル化が認められ
、50分後には強力な発熱量が見られた。 1時間後に光を消し、糠イ○樹脂が冷えた時これをモー
ルドから敬外した。 樹脂の色は麦わら色に色あせていた。その成型シートか
ら試料を切取り、その加熱榛み温度を英国標準規格27
82:10匁に従って測定した。平均加熱榛み温度は8
1℃であった。メチルエチルケトンパーオキシドおよび
オクタン酸コバルトで硬化した「Cびstic196」
の標準加熱榛み温度は、80℃で3時間の後硬化で72
0である。実施例 22440ルックスの光度を発生す
る、わずか4本の150ワットのタングステンフイラメ
ントスポツト/フラツドランプを使用する以外は、実施
例1の条件を繰返した。 樹脂のゲル化は80分で始まり、10の片後に発熱量が
注目された。2時間後に光を消し、試料を暗やみで1母
寿闇放置した。 次いで、試料に同条件で更に2時間照射した。得られる
キャストシートは、7鱗○の加熱榛み温度を示した。実
施例 3実施例1で得られた配合物に、「Cr$tic
272」(ScoはBaderCompanyLimi
ted製のイソフタル酸をベースとするポリエステル)
の試料を補充し、これを、450夕/あの粉末結合チョ
ップトストランドガラスマットの4層を含有するガラス
織雛維強化積層板を二次加工するのに、樹脂:ガラス比
2.3:1で使用した。 積層板表面の光度4200ルックスを付与する、16本
の150ワットのスポット/フラッドランプによって供
される可視光線照射により、積層板を硬化せしめた。照
射を2時間継続し、その後積層板を40℃のオーブンに
1斑時間入れた。積層板から試料を切取り、ISO32
68に従し、引張試験を行った。試験結果を、MEKパ
ーオキシドおよびコバルトで硬化した「Crystic
272」を使用して作成され且つこれも40℃で後硬化
させた積層板と比較して、以下に示す。引張磯断荷重イ
物中 444十,7.6 415十13.7くMNノ
物)引張強さ ・25十7.6 104十
5.7<MPa)引張剛性 28150士9o6
29370十1853(MNイ肋)引張モジュラス
7.9十o.4 7.4十0.6くGPa)
破断伸び率(努) 1.99 180十0.11
注)NDは未測定。 実施例 4 トリベンジルアミン2.5重量部(p.b.w.)を、
「Cびstic272」(ScottBaderCom
panyLimited製のィソフタル酸をベースとす
るポリエステル)97.36p.b.w.に溶解した。 更に、「Q雌ntacmePDO 」(Ward−Bl
enkinsop aM Compa岬Limiにd)
0.1倣.b.w.、 エオシンY(テトラプロモフル
オレスサィンのジソディウム塩、即ち各×はBr、Zは
COO日およびMはNaである)0.0本.b.w.お
よびアルコール熔性ェオシン(テトラブロモフルオレサ
インのエチルエステルのナトリウムまたはカリウム塩)
0.0沙.b.w.(両ェオシンはEastmanKo
船kCompanyの製品である)を添加して、透明な
オレンジ−赤色の樹脂を得た。樹脂の10夕を浅いアル
ミニウム箔モールドに注入し、上面を空気開放保持した
。光東1000ルックスの家庭用タングステンフィラメ
ント電球より、可視光線をモールドに照射した。樹脂は
5分でゲル化した。1時間後、硬化樹脂は上部(空気)
表面のバーコル硬度30および下部(モールド)表面の
バーコル硬度40を有していた。 樹脂の色は、淡い麦わら色に漂白した。実施例 5 【a’比較 ェオシン(アルコール溶解性、前のBDHO.06重量
部)およびトリベンジルアミン(2.5重量部)を「C
ひstic l96 」(ScoU BaderCom
panyLimitedの一般的なオルソフタル酸をベ
ースとするポリエステル樹脂)97.5重量部に混合し
、そして樹脂をモールド‘こ注入し、光度を6000ル
ックスとする以外は実施例4と同様に照射した。 樹脂は10分以内でゲル化し、そして染料の色はあせた
が、バーコル硬度ゼロおよび製品の低機械的性質で示さ
れるように、硬化は不完全であった。‘b’「QMnt
acmePDO」0.5重量部を添加して上記実験を繰
返した所、樹脂は3分以内にゲル化し、2時間の照射で
バーコル硬度40に達した。 実施例 6 実施例1で得られた配合物に「Cr$ticl96」の
試料に補充し、これを、450夕/あの粉末結合チョッ
プストランドマツトの12層を含有するガラス繊維強化
積層板を二次加工するのに、樹脂対ガラス比2.3:1
で使用した。 積層板表面の光度5000ルックスを付与する、16本
の150ワットのスポットノフラツドランプによって供
される可視光線照射により、積層板を硬化せしめた。照
射を2時間継続し、その後積層板を40ooのオーブン
に1母時間入れた。積層板から切取った試料は、以下の
機械的性質を有していた。 試料厚さ 11.37±0.6
仇助引張強さ(M円a) 103±6
引張モジュラス(GPa) 9.1土0.
5引張伸び率(%) 1.63土0.20
単一重ね駒断強さ(M円a) 9.7土0.8
曲げ強さ(M円a) 177±14曲
げモジユラス(GPa) 8‐0土0.3実
施例 7以下に示す配合の樹脂を調製し、加熱榛み温度
および機械的性質の測定用キャストシートを調製した。 「Cびstic l96」または「Cひstic 27
2」97.か.b.w.トリベンジルアミン
2.5p.b.w.「Quantacure
PDO」 0.25p.b.w.工オ
シンY O.04p.b
.W.実施例1で述べたように、加熱操み温度の測定用
試料を調製するためモールドを使用したが、そのモール
ドのガラス板間には3肋厚のゴム仕切板を使用して、機
械的性質の測定用試料を調製した。 モールドから2フィートの、一列に並んだ16本の15
0ワットのスポット/フラッドタングステンフィラメン
トランプより、可視光線を照射して成型品を硬化せしめ
た。樹脂は4分以内でゲル化したが、次の硬化中に、発
熱重合反応によって生じる高温度が多くのモールドや成
型品にクラックを生じさせた。このため、上記ランプに
適用する電圧を240ボルトから210ボルトに下げて
、光度を減少させた。そして、クラックのない試料が得
られた。キャストシートから切取った試験片より、以下
に示す結果が得られた。( )内の数字は、メチルエチ
ルケトンパーオキシドおよびオクタン酸コバクトで硬化
し且つ80ooで後硬化したく加熱榛み温度試料につい
ては更に12000で後硬化した)樹脂に対して得られ
る代表値を示す。 実施例 8 rQ船nねcure PD。 」0,1%、工オシンYO.04%およびトリベンジル
アミン2.5%を含有する、「Cひsticl96」に
基づく光硬化配合物を調製し、これをポリァラミド繊維
ロービング織物の「Kevlar49」(Kevlar
はDuPontLim船dの登録商標である)を含浸す
るのに使用して、呼称樹脂分8の重量%の積層板を得た
。 光度10000ルックスのタングステンーフイラメント
ランプより可視光線を暴露すれば、樹脂は12分でゲル
化し、20分で漂白し、30分後には目立って発熱し、
1時間で十分に硬化した。 実施例 9 「Cr俺ticl96」に相当するが、スチレンを同重
量の6−ヒドロキシェチルアクリレートで置換した不飽
和ポリエステル樹脂を、「Q雌ntacmePDO」0
.1%、ェオシンYO.01%、アルコール溶性エオシ
ン0.03%およびトリベンジルアミン2.5%と配合
した。 かかる配合樹脂の10夕を、筒状の浅いアルミニウム箔
モールド‘こ注入し、光度10000ルックスの可視光
線を照射した。試料は3.5分以内でゲル化し、13分
で漂白して、完全に乾燥した空気表面を持つ硬くて無色
のキャスティングを製した。実施例 10 光硬化性樹脂を以下の通りに配合した。 この樹脂を用い、実験室用フィラメント巻機によりフィ
ラメント巻ガラス繊維強化パイプを調製した。 上記巻機において、20本のガラス繊維ロビングは、ガ
ラス繊維に樹脂を被覆できるように、樹脂を含有する浅
いトレーを導通され、次いで樹脂被覆ガラス繊維ロービ
ングが回転ステンレススチールマンドレルに巻付られる
前に、過剰の樹脂を除去する2つのロ−ル間へ導かれる
。マンドレルから約1肌の2本の1500ワットのタン
グステンーハロゲンフラッドランプから光線をマンドレ
ルに照射した。25分後、追加のガラス織総ロ−ビング
の巻取りを止めたが、マンドレルの照射および回転は維
持した。 55分後に、樹脂の急速な漂白が認められ、そして合計
時間の70分後にマンドレルを止め、得られるフィラメ
ント巻ガラス繊維強化ポリエステルパイプを取外した。 このパイプは大体、長さ1肌、内径3仇肋および厚さ6
.5柵であった。それはバーコル硬度50を有し、色は
淡い麦わら色まで減色してし、た。実施例 11以下の
配合成分を使用し、一組の光硬化する樹脂を二重反復し
て調製した。 「Cr侭tic600」(プロポキシ化ビスフエ/−ル
Aおよび無水マレィン酸をベースとする不飽和ポリエス
テル) 97.35p.b.w
.トリベンジルアミン 2.
50「QuantacurePDO」
0.10染 料
0.05使用染料および二重反復試料から得られ
る平均結果を第1表に示す。 各試料10夕を浅いアルミニウム簿モールド‘こ注入し
、タングステンフィラメントランプより光度10000
ルックスの光線に暴露した。それぞれの場合の最終色は
、淡い麦わら色であった。第1表注)式〔D〕K準ず: 1)各X=Br、各Y=日、M=NaおよびZ=00・
OHto2)各X=1、各Y=日、M=NaおよびZ=
00・ONao3)各×=1、各Y=○と、M二Naお
よびZ=00・ONao4)2つのX′=Br、2つの
X′=日、各Y=日、M=Na、Z=00・ONao5
)ローダミンBは以下の式を有する。 このことは、式
化合物の重複する好ましい基は、×のそれぞれがBrま
たは1で、Yのそれぞれが1である基である。 染料‘C}は、通常の100〜500瓜風またはより有
利には150〜200功伽または好ましくは200〜1
00功四の濃度で使用する。 この種の染料の入手可能な市販品は、密接に関連する化
合物の混合物であることがいよいよあり、これらは本発
明の範囲内で使用される。アミン皿は、0.1〜1の重
量%範囲で存在することができるが、全組成物の5重量
%以下で使用することが好ましい。本発明における不飽
和ポリエステルは、Q・8−不飽和二塩基酸もしくはそ
の無水物と、1種またはそれ以上のグリコール類との反
応(飽和二塩基酸もしくはその無水物の存在下または非
存在下で)により生成されるものである。 得られる濃縮物をビニル型モノマーに溶解する。かかる
ポリエステルの基本出発原料の代表例は、以下の通りで
ある。… 不飽和二塩基酸/無水物:無水マレィン酸、
フマル酸。 (ii) 飽和二塩基酸/無水物:無水フタル酸、ィソ
フタル酸、テレフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ
フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、アジピ
ン酸、セバシン酸、テトラクロロフタル酸無水物、テト
ラブロモフタル酸無水物、クロレンド酸もしくはその無
水物。 (iiD グリコール類:エチレングリコール、1.2
ープロパンジオール、1.3ープロパンジオール、ジヱ
チレングリコール、ジプロピレングリコ−ル、ネオベン
チルグリコール、ジブロモネオべンチルグリコール、ア
ルキレンオキシド類とビスフェノールAの反応により得
られるグリコール類。 『の モノマー:スチレン、ビニルトルヱン、メチルメ
タクリレート、ブロモスチレン、エチレングリコールジ
メタクリレ−ト、8−ヒドロキシエチルアクリレート。 樹脂組成物を形成するため、成分B、CおよびDを所望
の順序で添加し、これを完全システムとして供する。こ
れらの樹脂を、工場内または敷地のいずれかで、ゲルコ
ートを形成するための充填剤、チキントロープ剤、雛燃
剤および顔料などの慣用物質とおよび/またはガラス繊
維あるいはカーボンもしくは「Kevlarlなどの他
の繊維と混合して、通常の積層技術によって高強度の積
層材料を作ることができる。 本発明の樹脂システムを硬化するのに使用する光源は、
可視光線の光源であればいずれであってもよく、その中
で最も経済的なものは、自然太陽光、タングステンフィ
ラメント電球および蟹光灯である。 このような光源に暴露すれば、樹脂中で重合および硬化
が起こり、該樹脂は同時に消色を始め、その結果樹脂の
最終色は当たりさわりなく淡色となる。 このことはまた、反応進行の指標として役立ちうる。次
に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。 実施例 1 「Cびstic l96」(Scot上 Bader
Compa岬Lim船dによって販売され、酸価22.
0雌KOH/夕で35%のスチレンモノマーを含有する
不飽和ポリエステル樹脂)100多‘こ、ェオシンY(
EastmanKodak)30m9、トリベンジルア
ミン2.5夕および「Q肌nぬcure PD。 」(Ward Blenki船opandCompan
yLimited)0.10夕を添加した。トリベンジ
ルアミンを溶解するため、少し温ため、最終的に透明な
ピンクーオレンジ色の樹脂を得た。樹脂の一部を、6帆
厚のU型ステンレススチ−ル仕切板で隔離された、92
肋×154肋の2枚の厚板ガラスから絹立てたモールド
‘こ注入した。次に、満杯したモールドを一列に並んだ
16本の150ワットのタングステンフイラメントスポ
ット/フラツドランプから6フィートの位置に置き、該
ランプによればモールド表面の均一光度4200ルック
スが得られた。35分照射後に樹脂のゲル化が認められ
、50分後には強力な発熱量が見られた。 1時間後に光を消し、糠イ○樹脂が冷えた時これをモー
ルドから敬外した。 樹脂の色は麦わら色に色あせていた。その成型シートか
ら試料を切取り、その加熱榛み温度を英国標準規格27
82:10匁に従って測定した。平均加熱榛み温度は8
1℃であった。メチルエチルケトンパーオキシドおよび
オクタン酸コバルトで硬化した「Cびstic196」
の標準加熱榛み温度は、80℃で3時間の後硬化で72
0である。実施例 22440ルックスの光度を発生す
る、わずか4本の150ワットのタングステンフイラメ
ントスポツト/フラツドランプを使用する以外は、実施
例1の条件を繰返した。 樹脂のゲル化は80分で始まり、10の片後に発熱量が
注目された。2時間後に光を消し、試料を暗やみで1母
寿闇放置した。 次いで、試料に同条件で更に2時間照射した。得られる
キャストシートは、7鱗○の加熱榛み温度を示した。実
施例 3実施例1で得られた配合物に、「Cr$tic
272」(ScoはBaderCompanyLimi
ted製のイソフタル酸をベースとするポリエステル)
の試料を補充し、これを、450夕/あの粉末結合チョ
ップトストランドガラスマットの4層を含有するガラス
織雛維強化積層板を二次加工するのに、樹脂:ガラス比
2.3:1で使用した。 積層板表面の光度4200ルックスを付与する、16本
の150ワットのスポット/フラッドランプによって供
される可視光線照射により、積層板を硬化せしめた。照
射を2時間継続し、その後積層板を40℃のオーブンに
1斑時間入れた。積層板から試料を切取り、ISO32
68に従し、引張試験を行った。試験結果を、MEKパ
ーオキシドおよびコバルトで硬化した「Crystic
272」を使用して作成され且つこれも40℃で後硬化
させた積層板と比較して、以下に示す。引張磯断荷重イ
物中 444十,7.6 415十13.7くMNノ
物)引張強さ ・25十7.6 104十
5.7<MPa)引張剛性 28150士9o6
29370十1853(MNイ肋)引張モジュラス
7.9十o.4 7.4十0.6くGPa)
破断伸び率(努) 1.99 180十0.11
注)NDは未測定。 実施例 4 トリベンジルアミン2.5重量部(p.b.w.)を、
「Cびstic272」(ScottBaderCom
panyLimited製のィソフタル酸をベースとす
るポリエステル)97.36p.b.w.に溶解した。 更に、「Q雌ntacmePDO 」(Ward−Bl
enkinsop aM Compa岬Limiにd)
0.1倣.b.w.、 エオシンY(テトラプロモフル
オレスサィンのジソディウム塩、即ち各×はBr、Zは
COO日およびMはNaである)0.0本.b.w.お
よびアルコール熔性ェオシン(テトラブロモフルオレサ
インのエチルエステルのナトリウムまたはカリウム塩)
0.0沙.b.w.(両ェオシンはEastmanKo
船kCompanyの製品である)を添加して、透明な
オレンジ−赤色の樹脂を得た。樹脂の10夕を浅いアル
ミニウム箔モールドに注入し、上面を空気開放保持した
。光東1000ルックスの家庭用タングステンフィラメ
ント電球より、可視光線をモールドに照射した。樹脂は
5分でゲル化した。1時間後、硬化樹脂は上部(空気)
表面のバーコル硬度30および下部(モールド)表面の
バーコル硬度40を有していた。 樹脂の色は、淡い麦わら色に漂白した。実施例 5 【a’比較 ェオシン(アルコール溶解性、前のBDHO.06重量
部)およびトリベンジルアミン(2.5重量部)を「C
ひstic l96 」(ScoU BaderCom
panyLimitedの一般的なオルソフタル酸をベ
ースとするポリエステル樹脂)97.5重量部に混合し
、そして樹脂をモールド‘こ注入し、光度を6000ル
ックスとする以外は実施例4と同様に照射した。 樹脂は10分以内でゲル化し、そして染料の色はあせた
が、バーコル硬度ゼロおよび製品の低機械的性質で示さ
れるように、硬化は不完全であった。‘b’「QMnt
acmePDO」0.5重量部を添加して上記実験を繰
返した所、樹脂は3分以内にゲル化し、2時間の照射で
バーコル硬度40に達した。 実施例 6 実施例1で得られた配合物に「Cr$ticl96」の
試料に補充し、これを、450夕/あの粉末結合チョッ
プストランドマツトの12層を含有するガラス繊維強化
積層板を二次加工するのに、樹脂対ガラス比2.3:1
で使用した。 積層板表面の光度5000ルックスを付与する、16本
の150ワットのスポットノフラツドランプによって供
される可視光線照射により、積層板を硬化せしめた。照
射を2時間継続し、その後積層板を40ooのオーブン
に1母時間入れた。積層板から切取った試料は、以下の
機械的性質を有していた。 試料厚さ 11.37±0.6
仇助引張強さ(M円a) 103±6
引張モジュラス(GPa) 9.1土0.
5引張伸び率(%) 1.63土0.20
単一重ね駒断強さ(M円a) 9.7土0.8
曲げ強さ(M円a) 177±14曲
げモジユラス(GPa) 8‐0土0.3実
施例 7以下に示す配合の樹脂を調製し、加熱榛み温度
および機械的性質の測定用キャストシートを調製した。 「Cびstic l96」または「Cひstic 27
2」97.か.b.w.トリベンジルアミン
2.5p.b.w.「Quantacure
PDO」 0.25p.b.w.工オ
シンY O.04p.b
.W.実施例1で述べたように、加熱操み温度の測定用
試料を調製するためモールドを使用したが、そのモール
ドのガラス板間には3肋厚のゴム仕切板を使用して、機
械的性質の測定用試料を調製した。 モールドから2フィートの、一列に並んだ16本の15
0ワットのスポット/フラッドタングステンフィラメン
トランプより、可視光線を照射して成型品を硬化せしめ
た。樹脂は4分以内でゲル化したが、次の硬化中に、発
熱重合反応によって生じる高温度が多くのモールドや成
型品にクラックを生じさせた。このため、上記ランプに
適用する電圧を240ボルトから210ボルトに下げて
、光度を減少させた。そして、クラックのない試料が得
られた。キャストシートから切取った試験片より、以下
に示す結果が得られた。( )内の数字は、メチルエチ
ルケトンパーオキシドおよびオクタン酸コバクトで硬化
し且つ80ooで後硬化したく加熱榛み温度試料につい
ては更に12000で後硬化した)樹脂に対して得られ
る代表値を示す。 実施例 8 rQ船nねcure PD。 」0,1%、工オシンYO.04%およびトリベンジル
アミン2.5%を含有する、「Cひsticl96」に
基づく光硬化配合物を調製し、これをポリァラミド繊維
ロービング織物の「Kevlar49」(Kevlar
はDuPontLim船dの登録商標である)を含浸す
るのに使用して、呼称樹脂分8の重量%の積層板を得た
。 光度10000ルックスのタングステンーフイラメント
ランプより可視光線を暴露すれば、樹脂は12分でゲル
化し、20分で漂白し、30分後には目立って発熱し、
1時間で十分に硬化した。 実施例 9 「Cr俺ticl96」に相当するが、スチレンを同重
量の6−ヒドロキシェチルアクリレートで置換した不飽
和ポリエステル樹脂を、「Q雌ntacmePDO」0
.1%、ェオシンYO.01%、アルコール溶性エオシ
ン0.03%およびトリベンジルアミン2.5%と配合
した。 かかる配合樹脂の10夕を、筒状の浅いアルミニウム箔
モールド‘こ注入し、光度10000ルックスの可視光
線を照射した。試料は3.5分以内でゲル化し、13分
で漂白して、完全に乾燥した空気表面を持つ硬くて無色
のキャスティングを製した。実施例 10 光硬化性樹脂を以下の通りに配合した。 この樹脂を用い、実験室用フィラメント巻機によりフィ
ラメント巻ガラス繊維強化パイプを調製した。 上記巻機において、20本のガラス繊維ロビングは、ガ
ラス繊維に樹脂を被覆できるように、樹脂を含有する浅
いトレーを導通され、次いで樹脂被覆ガラス繊維ロービ
ングが回転ステンレススチールマンドレルに巻付られる
前に、過剰の樹脂を除去する2つのロ−ル間へ導かれる
。マンドレルから約1肌の2本の1500ワットのタン
グステンーハロゲンフラッドランプから光線をマンドレ
ルに照射した。25分後、追加のガラス織総ロ−ビング
の巻取りを止めたが、マンドレルの照射および回転は維
持した。 55分後に、樹脂の急速な漂白が認められ、そして合計
時間の70分後にマンドレルを止め、得られるフィラメ
ント巻ガラス繊維強化ポリエステルパイプを取外した。 このパイプは大体、長さ1肌、内径3仇肋および厚さ6
.5柵であった。それはバーコル硬度50を有し、色は
淡い麦わら色まで減色してし、た。実施例 11以下の
配合成分を使用し、一組の光硬化する樹脂を二重反復し
て調製した。 「Cr侭tic600」(プロポキシ化ビスフエ/−ル
Aおよび無水マレィン酸をベースとする不飽和ポリエス
テル) 97.35p.b.w
.トリベンジルアミン 2.
50「QuantacurePDO」
0.10染 料
0.05使用染料および二重反復試料から得られ
る平均結果を第1表に示す。 各試料10夕を浅いアルミニウム簿モールド‘こ注入し
、タングステンフィラメントランプより光度10000
ルックスの光線に暴露した。それぞれの場合の最終色は
、淡い麦わら色であった。第1表注)式〔D〕K準ず: 1)各X=Br、各Y=日、M=NaおよびZ=00・
OHto2)各X=1、各Y=日、M=NaおよびZ=
00・ONao3)各×=1、各Y=○と、M二Naお
よびZ=00・ONao4)2つのX′=Br、2つの
X′=日、各Y=日、M=Na、Z=00・ONao5
)ローダミンBは以下の式を有する。 このことは、式
〔0〕の染料と化学構造を類似するが、
ハロゲン原子を含有しないローグミングBが本発明シス
テムにおいて有効でないことを示している。 実施例 12 以下の配合成分に従って、一組の光硬化する樹脂を二重
反復して調製した。 「Crのtic l98」(ScottBaderCo
.Ltdの不飽和ポリエステル樹脂)
97.26p.bW.各試料10夕を浅いアルミニウム
箔モールドーこ注入し、タングステンフィラメントラン
プによって供される光度10000ルックスの可視光線
に6の片暴露した。 この実験の結果を第2表に示す。アミン(第2表参照)
2.50「Quantacure
PDO」 0.20アルコール
溶性ェオシン 0.03工オシンY
O.01第2表こ
れらの結果によれば、光硬化システムの還元剤としてた
びたび使用されるNーヱチルモルホリンは、本発明シス
テムよりも効果がずっと少ないことが示される。 実施例 13 白色顔料ペースト7.5重量%を、「Q雌ntacme
PDO」0.1%、トリベンジルアミン2.5%および
アルコール溶性ェオシン0.05%を含有する「ゲルコ
ート65」(ScottBaderCo.Ltd)の試
料に添加して、光硬化する白色ゲルコートを調製した。 白色ゲルコートを、約4フィート×1フィート×9イン
チの模型ボート船体の雌型モールドーこ刷毛塗りして、
約1000分の20インチ厚の塗膜を形成する前に、上
記モールドを適当な雛型剤で処理した。かかるモール日
こ、2本の1500ワットのタングステンーハロゲンフ
ラッドランプより光線を1メートルの距離にて照射した
。ゲルコートのピンク色は3分以内で白色に漂白し、そ
してゲルコートにガラス繊維ラミネートを10分以内で
レィアツプすることができ、且つガラス繊維はゲルコー
トを侵入しなかった。ラミネートを硬化後、モールドか
ら成型品を困難なく取出すことができた。ゲルコートは
十分に硬化し、染料に基づく残留色を示さなかつた。実
施例 14 ジブロモネオベンチルグリコールをベースとし、且つト
リス(クロロエチル)ホスフエート(雛燃剤)、「Qu
antacurePDO」(0.2%)、アルコール溶
性ェオシン(0.03%)、ェオシンY(0.01%)
およびトリベンジルアミン(2.5%)を含有する難燃
性不飽和ポリエステル樹脂10夕を、浅いアルミニウム
箔モ−ルドに注入し、タングステンフィラメント電球よ
り可視光線を照射した。 樹脂は3分でゲル化し、11分で十分に漂白し、60分
後にバーコル硬度30を有した。無水マレイン酸および
無水クロレンド酸をベースとし、且つ適当な難燃剤を含
有する透明な難燃性樹脂(即ち、英国標準規格476
パート血、クラ ス 1 合格)の「Cr$tic 3
86」を、「QuantacurePDO」(0.1%
)、アルコール溶性ェオシン(0.04%)およびトリ
ベンジルアミン(2.5%)と配合した。
ハロゲン原子を含有しないローグミングBが本発明シス
テムにおいて有効でないことを示している。 実施例 12 以下の配合成分に従って、一組の光硬化する樹脂を二重
反復して調製した。 「Crのtic l98」(ScottBaderCo
.Ltdの不飽和ポリエステル樹脂)
97.26p.bW.各試料10夕を浅いアルミニウム
箔モールドーこ注入し、タングステンフィラメントラン
プによって供される光度10000ルックスの可視光線
に6の片暴露した。 この実験の結果を第2表に示す。アミン(第2表参照)
2.50「Quantacure
PDO」 0.20アルコール
溶性ェオシン 0.03工オシンY
O.01第2表こ
れらの結果によれば、光硬化システムの還元剤としてた
びたび使用されるNーヱチルモルホリンは、本発明シス
テムよりも効果がずっと少ないことが示される。 実施例 13 白色顔料ペースト7.5重量%を、「Q雌ntacme
PDO」0.1%、トリベンジルアミン2.5%および
アルコール溶性ェオシン0.05%を含有する「ゲルコ
ート65」(ScottBaderCo.Ltd)の試
料に添加して、光硬化する白色ゲルコートを調製した。 白色ゲルコートを、約4フィート×1フィート×9イン
チの模型ボート船体の雌型モールドーこ刷毛塗りして、
約1000分の20インチ厚の塗膜を形成する前に、上
記モールドを適当な雛型剤で処理した。かかるモール日
こ、2本の1500ワットのタングステンーハロゲンフ
ラッドランプより光線を1メートルの距離にて照射した
。ゲルコートのピンク色は3分以内で白色に漂白し、そ
してゲルコートにガラス繊維ラミネートを10分以内で
レィアツプすることができ、且つガラス繊維はゲルコー
トを侵入しなかった。ラミネートを硬化後、モールドか
ら成型品を困難なく取出すことができた。ゲルコートは
十分に硬化し、染料に基づく残留色を示さなかつた。実
施例 14 ジブロモネオベンチルグリコールをベースとし、且つト
リス(クロロエチル)ホスフエート(雛燃剤)、「Qu
antacurePDO」(0.2%)、アルコール溶
性ェオシン(0.03%)、ェオシンY(0.01%)
およびトリベンジルアミン(2.5%)を含有する難燃
性不飽和ポリエステル樹脂10夕を、浅いアルミニウム
箔モ−ルドに注入し、タングステンフィラメント電球よ
り可視光線を照射した。 樹脂は3分でゲル化し、11分で十分に漂白し、60分
後にバーコル硬度30を有した。無水マレイン酸および
無水クロレンド酸をベースとし、且つ適当な難燃剤を含
有する透明な難燃性樹脂(即ち、英国標準規格476
パート血、クラ ス 1 合格)の「Cr$tic 3
86」を、「QuantacurePDO」(0.1%
)、アルコール溶性ェオシン(0.04%)およびトリ
ベンジルアミン(2.5%)と配合した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a)式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R′およびR″は独立してアルキル、アリール
またはアラルキルである。 〕のベンゾイルオキシムカーボネートエステルの少なく
とも1種、(b) 式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Xは独立してBrまたはIで、少なくとも2つ
の上記位置に存在する。 Yは独立してH、Br、IまたはClである。ZはH、
COOMまたはCOOR(RはC_1_〜_5のアルキ
ル基である)である。MはH、K、Na、LiまたはN
H_4である。〕の光還元性染料の少なくとも1種、お
よび(c) 式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中R_1はH、アルキル、ヒドロキシ置換アルキル
、アリールまたはアラルキル、およびR_2はアルキル
、ヒドロキシ置換アルキル、アリールまたはアラルキル
である。 〕の還元剤の少なくとも1種 を含有する可視光線硬化性不飽和ポリエステル樹脂組成
物。 2 成分(a)において、基R′がCH_3で基R″が
−C_2H_5である特許請求の範囲第1項記載の組成
物。 3 成分(b)において、存在するXのそれぞれがBr
でZが−COOMまたは−COORである特許請求の範
囲第1項または第2項記載の組成物。 4 4つの上記X置換基が存在する特許請求の範囲第1
項、第2項または第3項記載の組成物。 5 成分(c)がトリベンジルアミンまたはN・N−ジ
ベンジルエタノールアミンである特許請求の範囲第1項
乃至第4項のいずれかに記載の組成物。 6 成分(b)において、YがBrまたはIで、4つの
上記置換基が存在する特許請求の範囲第1項乃至第5項
のいずれかに記載の組成物。 7 成分(a)が樹脂組成物の約0.01重量%〜約1
.0重量%の量で存在する特許請求の範囲第1項乃至第
6項のいずれかに記載の組成物。 8 成分(b)が樹脂の約150〜約2000ppmの
量で存在する特許請求の範囲第1項乃至第7項のいずれ
かに記載の組成物。 9 充填剤、顔料、難燃剤、強化用繊維およびチキソト
ロープ剤の少なくとも1種をも含有する特許請求の範囲
第1項乃至第8項のいずれかに記載の組成物。
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