JPWO2016121814A1 - 易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、アクリル樹脂を水中に分散させたアクリルエマルジョン等もストリッパブルペイントとして使用されているが、この塗料も、やはり塗布後の乾燥に長時間が必要である(例えば特許文献1,2)。
このようなラジカル硬化系の樹脂組成物は、塗工後に短時間(1〜5分間程度)の光照射及び/又は加熱することで硬化して、強靭な被膜を形成することから、ラジカル硬化系の樹脂組成物によれば、作業性の向上が期待できる上、有機溶剤を用いずに組成物の調製が可能であるため、被塗布体表面の侵食の抑制も期待される。
そこで、発明者らは、ラジカル硬化系の樹脂組成物に着目し、新規ストリッパブルペイントを開発するべく検討を重ねたところ、以下の条件を満たす場合に、ストリッパブルペイントとして好適な組成物や樹脂薄膜となり得るという知見に至った。
(1)塗膜が短時間の光照射及び/又は加熱により硬化する。
(2)硬化膜がガラス等の物品表面に良好に密着する。
(3)硬化膜の表面タックが低い。
(4)80℃の温水浸漬等の工程を経ても、硬化膜が物品から剥離しない。
(5)硬化膜に靭性があり、たとえ上記工程後であっても、剥離時にちぎれることなく容易に剥離できる。
中でも、(5)に挙げた硬化膜の靱性が特に重要である。硬化膜が剥離時にちぎれた場合、硬化膜全体を剥離するために剥離工程を複数回繰り返すことが必要になる。すなわち、作業時間が増大することとなり、ストリッパブルペイントとして工業的に実用的ではない。
本発明の目的は、上記条件を満たすストリッパブルペイントとして好適な容易に剥離できる樹脂薄膜を与える組成物、そのような樹脂薄膜及びこの樹脂薄膜を用いた被塗布体表面の保護方法を提供することである。
1.ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物と、単官能(メタ)アクリレートを少なくとも含む(メタ)アクリレートと、ラジカル重合開始剤とを含み、前記単官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記(メタ)アクリレートの全量に対して50質量%以上であることを特徴とする易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物、
2.前記(メタ)アクリレートは、前記単官能(メタ)アクリレートと、2官能以上の(メタ)アクリレートとを含むことを特徴とする1の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物、
3.前記単官能(メタ)アクリレートが、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする1又は2の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物、
4.前記易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物中の前記ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物の含有量が、70質量%未満であることを特徴とする、1〜3の何れかの易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物、
5.前記易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物中の前記ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物の含有量が、50質量%未満であることを特徴とする、1〜4の何れかの易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物、
6.1〜5の何れかの易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物の硬化物からなることを特徴とする易剥離性保護用樹脂薄膜、
7.6の易剥離性保護用樹脂薄膜を用いた被塗布体表面の保護方法
を提供する。
本発明で用いられるポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物は、特に限定されるものではなく、市販品を用いてもよいし、公知の方法によって製造したものを用いてもよい。
このようなポリテトラメチレングリコール骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、二官能性ポリテトラメチレングリコールと、ポリイソシアネート化合物と、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物との反応物を用いることができる。
また市販品としては、紫光(登録商標)UV−2750B,同UV−7000B(以上、日本合成化学工業(株)製)が挙げられるが、これらに限定されない。
アルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状の何れでもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等の炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ビシクロブチル基、ビシクロペンチル基、ビシクロヘキシル基、ビシクロヘプチル基、ビシクロオクチル基、ビシクロノニル基、ビシクロデシル基等の炭素数3〜20の環状アルキル基等が挙げられる。
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ(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、テトラ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、プロピレングリコールジ(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、ポ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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性ビスフェノールA型ジ(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤としては、放射線ラジカル重合開始剤、熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。
溶媒は、本発明の樹脂組成物の各成分を均一に溶解させることができ、これらと反応しないものが用いられる。
熱重合禁止剤の具体例としては、ピロガロール、ベンゾキノン、ヒドロキノン、メチレンブルー、tert−ブチルカテコール、モノベンジルエーテル、メチルヒドロキノン、アミルキノン、アミルオキシヒドロキノン、n−ブチルフェノール、フェノール、ヒドロキノンモノプロピルエーテル、4,4’−(1−メチルエチリデン)ビス(2−メチルフェノール)、4,4’−(1−メチルエチリデン)ビス(2,6−ジメチルフェノール)、4,4’−[1−〔4−(1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)フェニル〕エチリデン]ビスフェノール、4,4’,4’’−エチリデントリス(2−メチルフェノール)、4,4’,4’’−エチリデントリスフェノール、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン等を挙げることができる。
剥離剤としては、ワックス系化合物、シリコーン系化合物、フッ素系化合物の何れも使用できるが、中でも、耐熱性、耐湿性、経時安定性の観点から、シリコーン系化合物(シロキサン結合を主骨格とするシリコーンオイル、エマルジョン等)が好ましい。
剥離剤は、市販品として入手可能である。そのような市販品としては、信越シリコーン(登録商標)KF−96−10CS、同KF−6012、同X−22−2426、同X−22−164E(以上、信越化学工業(株)製)、TEGO RAD 2200N、TEGO RAD 2700(以上、エボニック社製)、BYK−333(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)等が挙げられる。
例えば、撹拌羽根を有するSUS製調製タンクに各成分を所定量投入し、室温(およそ25℃)又は加温下で、均一になるまで撹拌する。
また、必要に応じて、各成分を混合することで得られる組成物を、メッシュ、メンブレンフィルター等でろ過してもよい。
なお、組成物を構成するある成分が、他の成分の機能を兼ね備える場合には、その点を考慮して、各成分の量を決める必要がある。
樹脂薄膜の厚さは、耐水性、剥離性等の各特性を再現性よく実現する観点から、好ましくは5〜250μm、又は5〜150μm、又は10〜50μmである。
膜厚を変化させる方法としては、例えば、組成物中の固形分濃度を変化させたり、基板上への塗布量を変化させたりする方法がある。
UV−2750B:ウレタンアクリレート[日本合成化学工業(株)製 紫光(登録商標)UV−2750B]
A−600:ポリエチレングリコールジアクリレート[新中村化学工業(株)製 NKエステルA−600]
NPGDA:ネオペンチルグリコールジアクリレート[日本化薬(株)製 KAYARAD NPGDA]
ACMO:4−アクリロイルモルホリン[東京化成工業(株)製]
IBXA:イソボルニルアクリレート[東京化成工業(株)製]
LA:ラウリルアクリレート[東京化成工業(株)製]
Irg.1173:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)1173]
Irg.184:1−ヒドロキシシクロヘキシル=フェニル=ケトン[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)184]
TPO:ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)TPO]
Irg.907:2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン[BASFジャパン(株)製 IRGACURE(登録商標)907]
DETX−S:2,4−ジエチルチオキサントン[日本化薬(株)製 KAYACURE DETX−S]
[実施例1〜5,比較例1〜3]
ポリテトラメチレングリコールを主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物として日本合成化学工業(株)製のUV−7000BもしくはUV−2750Bを用いて、表1に記載の質量比で、各原料をガラス製サンプル瓶に量りとり、50℃程度に加温しながらマグネチックスターラーを用いて均一になるまで撹拌して混合し、組成物を調製した。
なお、発明者らが、UV−7000B及びUV−2750Bの構造解析をした結果、これらは、ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格として有するとともに、その両端にウレタン部位を有し、分子内にシクロヘキシル環又はベンゼン環を有し、且つ、分子内に2つのアクリレート基を有するものであると認められた。
(2−1)硬化膜の作製並びに硬化性および密着性の評価
実施例1〜5及び比較例1〜3の組成物を、それぞれガラス基板上にアプリケーターを用いて塗布し、続いてUV露光(照度50mW/cm2, 照射量500mJ/cm2)することで、膜厚140μm程度の硬化膜を得た。何れも容易に硬化可能であり、各硬化膜は、ガラス基板から自然に脱落することなく密着していた。得られた硬化膜は、以下の評価で使用した。但し、実施例5及び比較例1〜3においては、一部の評価を実施しなかった。
硬化膜の表面を触り、表面にタック(べとつき)がある場合をC、ない場合をAとした。
硬化膜を、ガラス基板から剥離し、長さ10cm、幅2cmの短冊状に切り出し、短辺の一方の中央から他方に向かい、長辺と平行になるように長さ3cmの切込みを入れた。そして、切込みが入った側の各辺をチャックで保持し、片方のチャックを1mm/secの速度で移動させることで硬化膜を引き裂いたときの抵抗力を測定した。測定には、(株)島津製作所製の卓上型精密万能試験機オートグラフAGS−Xを用いた。
このように得られた抵抗力を硬化膜の厚みで割ることで、単位膜厚当たり抵抗力(mN/μm)を算出し、引裂き強度を評価した。
この引き裂き強度が高いほど、膜は切れづらく、靭性があるといえる。
硬化膜を、手でガラス基板から剥離できるか否かを確かめた。剥離できた場合をA、できない場合をCとした。
また、硬化膜を、ガラス基板から剥離せずに、長さ10cm、幅3cmの短冊状に加工した。ガラス基板を固定し、短冊状の硬化膜の一端を少し剥がし、これをチャックで保持し、このチャックを1cm/secの速度で移動させることで、ガラス基板から硬化膜を剥離したときの抵抗力(N/cm)を測定した。なお、測定には(株)島津製作所製の卓上型精密万能試験機オートグラフAGS−Xを用いた。
硬化膜が形成されたガラス基板を80℃温水に10分間浸漬した。そして、膜の大半以上が剥離した場合をC、膜の一部が剥離した場合をB、膜が剥離しなかった場合をAとした。
硬化膜の上に、スパッタによりITOを製膜した。ITOの製膜には、サンユー電子(株)製のSRS−700T/LLを用いた(条件:thickness:90nm,Temp:RT,offset:50mm,Ts distance:100mm,Rotate:2rpm,DC:80W,Ar 46sccm,O2 1sccm,1.0Pa,Time:5min)。そして、ITOを形成していない膜と同様に、ITOを成膜した硬化膜が剥離可能であった場合をA、硬化膜がうまく剥離できなかった場合はCとした。
硬化膜を、ガラス基板から剥離し、剥離した膜を4cm角の正方形に切りだした。切りだした膜を室温(25℃)にて脱イオン水に30分間浸漬した後、膜表面の水滴を乾燥した紙で拭き取ってから質量を測定した。そして、浸漬後と浸漬前の質量差を、浸漬前の質量で割ることで、吸水率(%)を算出した。
上記各評価の結果を、表2に示す。
一方、比較例では、引裂き強度が、実用上の目易である0.8を下回り、易剥離性保護膜として実用上耐えられると考えられる強度の膜を得ることができなかった。これは、多官能(メタ)アクリレートの含有量が、単官能(メタ)アクリレートの含有量よりも多いためである。また、比較例の硬化膜は、耐水性にも乏しかったが、多官能(メタ)アクリレートの含有量が過剰であることがその理由として挙げられる。
Claims (7)
- ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物と、
単官能(メタ)アクリレートを少なくとも含む(メタ)アクリレートと、
ラジカル重合開始剤とを含み、
前記単官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記(メタ)アクリレートの全量に対して50質量%以上であることを特徴とする、易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物。 - 前記(メタ)アクリレートは、前記単官能(メタ)アクリレートと、
2官能以上の(メタ)アクリレートとを含むことを特徴とする、請求項1記載の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物。 - 前記単官能(メタ)アクリレートが、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする、請求項1又は2記載の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物。
- 前記易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物中の前記ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物の含有量が、70質量%未満であることを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項記載の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物。
- 前記易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物中の前記ポリテトラメチレングリコール骨格を主骨格とするウレタン(メタ)アクリレート化合物の含有量が、50質量%未満であることを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項記載の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物。
- 請求項1〜5の何れか一項記載の易剥離性保護用樹脂薄膜形成組成物の硬化物からなることを特徴とする、易剥離性保護用樹脂薄膜。
- 請求項6記載の易剥離性保護用樹脂薄膜を用いた、被塗布体表面の保護方法。
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