KR20070053297A - 방사선-감수성 조성물 - Google Patents

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데구사 게엠베하
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Abstract

본 발명은 결합제 성분과 알데히드와 케톤의 반응 생성물로 이루어진 냄새가 적은 중합 반응 생성물로 이루어진 방사능감수성 물질에 관한 것이다.
방사선-감수성 조성물,

Description

방사선-감수성 조성물{RADIATION-SENSITIVE COMPOSITION}
본 발명은 결합제 및 방사선-감수성 중합체로 이루어진 냄새가 적은 방사선-감수성 조성물, 그의 제조 방법, 및 저휘발성 광개시제로서의 그의 용도에 관한 것이다.
방사선 경화성 코팅 물질은 이들 시스템의 낮은 VOC (휘발성 유기 화합물) 함량으로 인해, 최근 수년 동안 중요성이 점점 증가하고 있다. 코팅 물질 중의 필름-형성 성분은 상대적으로 분자량이 적고, 따라서 점도도 낮아, 높은 분율의 유기 용매가 필요하지 않다. 견고한 코팅은 코팅 물질의 도포 후, 예를 들어, UV광 또는 전자 빔에 의해서 개시된 가교 반응을 통한 고 분자량의 중합체 그물망의 형성에 의해서 얻어진다. 그물망의 형성은 부피 수축을 발생시키며, 이는 때로는 다른 기재에 대한 방사선 경화성 코팅 물질의 접착성이 불량한 이유로서 문헌[Surface Coating International Part A, 2003/06, pp. 221-228]에 언급되어 있다.
필름-형성 성분들은 일반적으로 불포화 잔기를 함유하는 중합체로 이루어진 결합제이다. 현재 보통 사용되는 각종 중합체의 리뷰 논문이 문헌[Ink World, July 2003, p. 14 f]에 나타나 있다.
결합제는 예를 들어 라디칼 또는 양이온성 메카니즘에 의하여 가교된다. 이 반응은 적절한 경우 자유 라디칼로 분해되는 감광제 (photosensitizer)와 함께 광개시제로 알려진 감광성 화합물의 존재에 의하여 UV 광에 의하여 개시된다.
현재 보통 사용되는 광개시제는 예를 들어 벤조페논, α-히드록시 케톤, α-아미노 케톤, 모노아실포스핀 옥시드 또는 비스아실 케톤의 군에서 선택될 수 있다. 관련 문헌은 예를 들어 문헌[Journal of Coatings Technology, Vol. 65, No. 819. April 1993, p. 49 ff], [Surface Coatings International, 1999 (7), p. 344 ff.], 및 [Farbe und Lack, 7/97, p. 28 ff]을 포함한다.
적절한 경우 아세토페논 하위잔기 (submoiety)를 함유할 수 있는 방사선-감수성 화합물, 및 아세토페논 잔기를 함유하는 중합체 유도체가 EP 0 346 788호, EP 0 377 199호 및 DE 10206987호에 기재되어 있다.
EP 0 346 788호는 하나 이상의 (메트)아크릴 에스테르기를 갖는 에틸렌계 불포화, 공중합성 방사선-감수성 유기 화합물에 대하여 기재한다. EP 0 377 199호는 (메트)아크릴 에스테르 공중합체에 기재 UV-가교성 조성물에 대하여 기재한다.
에스테르 잔기는 가수분해에 안정하지 않으며, 특히 산성 또는 염기성 화합물의 존재시에 뜨겁고, 습윤한 주위 조건에 의하여 촉진되는 중합체 분해 공정을 거치게 된다.
DE 10206987호에 기재되어 있는 비닐 에테르 유도체는 대기 산소와 히드로퍼옥시드를 형성할 수 있고, 그후 이들 히드로퍼옥시드는 원치 않은 미성숙 중합을 개시하여, 가교 중합체의 노화를 야기할 수 있다. 또한, 산 환경은 안정성을 보장하지 못한다.
케톤-알데히드 수지는 코팅 물질 중에, 광택, 경도 또는 내스크래치성과 같은 임의의 특성을 개선하기 위하여 예를 들어 비가수분해성 첨가제 수지로서 사용된다. 그의 비교적 저분자량으로 인하여, 통상적인 케톤-알데히드 수지는 낮은 용융 점도 및 용액 점도를 가지며, 따라서 코팅 물질에서의 그의 용도 중 하나는 필름-형성 기능성 충전제이다.
케톤-알데히드 수지는 보통 히드록실기를 가지며, 따라서 예를 들어 단지 폴리이소시아네이트 또는 아민 수지와 가교될 수 있다. 이러한 가교 반응은 보통 열에 의하여 개시되고(되거나) 가속화된다.
통상적인 케톤-알데히드 수지는 양이온성 및(또는) 라디칼 반응 메카니즘에 따라서 방사선-개시된 가교 반응에 적절하지 않다.
이러한 이유로, 케톤-알데히드 수지는 보통 방사선-경화성 코팅 시스템 중에서, 첨가제 가교 성분이 아니라 예를 들어 첨가제 필름-형성 성분으로서 사용된다. 가교되지 않은 분획 때문에, 이러한 종류의 코팅은 예를 들어 가솔린 및 다른 화학물질 또는 용매에 대하여 열악한 저항성을 갖는 경우가 있다.
DE 2345624호, EP 736 074호, DE 28 47796호, DD 24 0318호, DE 24 38 724호 및 JP 09143396호는 방사선-경화성 시스템에서 케톤-알데히드 수지 및 케톤 수지, 예를 들어 시클로헥산온-포름알데히드 수지의 용도에 대하여 기재한다. 이들 수지의 방사선-유도 가교 반응은 기재되지 않았다. 광개시제로서 케톤-포름알데히드 수지 또한 기재된 바 없다.
시클로헥산온-포름알데히드 수지와 아조 화합물의 중합체-유사 반응은 문헌 [Die Angewandte Makromolekulare Chemie, 168 (1989), p. 129 ff]에 기재되어 있다. 이 방법은 산업 규모에 있어서는 어렵다. 아조 화합물이 제조에 있어서 안전성 문제를 더욱 부과하기 때문이다. 또한, 아조 화합물은 열적으로 불안정하여, 보관이 어렵다.
문헌[Journal of Applied Polymer Science, Vol. 72 (1999), p. 927 ff]는 벤조인 또는 벤조인 부틸 에테르 10 몰%의 부착에 의하여 광활성화되는 시클로헥산온-포름알데히드 및 아세토페논-포름알데히드 수지에 대하여 기재하고 있다. 본 합성은 16시간 이상 지속되는 2 단계에 걸쳐서 일어나기 때문에, 복잡하다. 완전한 전환이 일어났다는 보장도 없고, 따라서 휘발성인 성분이 존재할 수 있다. 또한, 저분자 질량 분획은 그의 기계적 특성에 대하여 고등급 코팅 성능 프로파일을 저해한다.
본 발명의 목적은 결합제 성분과 중합체 광개시제로서 적절하고, 휘발성이 적으며 냄새가 적은 방사선-감수성 중합체를 포함하는 방사선-감수성 조성물을 제조하는 것 (이들은 다른 원료들과 폭넓게 상용성이고, 도입하기가 쉽다), 그의 제조 방법, 및 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제 (stain), 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 (sealant) 및(또는) 절연체의 UV-광-유도 자유-라디칼 가교반응을 개시하는 데 있어서의 그의 용도이다. 추가의 목적은 이들 방사선-감수성 중합체를 사용하여 이들 시스템의 광택, 용매 및 화학 저항성, 및 경도를 개선하는 것이다.
놀랍게도, 예를 들어 코팅 물질 또는 점착제에 하기 화학식 I의 알데히드 및 하기 화학식 II의 케톤으로부터 중합 반응 생성물을 제조하고 사용하여 (필요한 경우, 추가의 케톤을 사용함), 본 발명의 방사선-감수성 조성물을 제공함으로써 특허청구범위에 따른 본 목적을 달성하는 것이 가능하다는 것이 증명되었다.
Figure 112007023081476-PCT00001
[여기서, R = H, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 분지 또는 비분지 알킬 라디칼, 또는 아릴 라디칼]
Figure 112007023081476-PCT00002
[여기서, R1 = 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비분지 알킬 라디칼이고, R2 = 하기 화학식]
Figure 112007023081476-PCT00003
[여기서, R3 내지 R7 = H, 알킬, OCH3, OC2H5, Cl, F, COO(C1-C3 알킬). 추가로, R4 내지 R6은 OH 및(또는) SH일 수 있다].
따라서, 본 발명은 방사선-경화성 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체에서 휘발성이 적은 중합체 광개시제로서 사용하기 위한 A) 하기 화학식 I의 알데히드와 B) 하나 이상의 하기 화학식 II의 케톤, 및 C) 필요에 따라, 추가의 CH-산성 케톤의 반응 생성물을 필수적으로 포함하는 냄새가 적고 방사선-감수성인 중합 반응 생성물을 제공한다.
<화학식 I>
Figure 112007023081476-PCT00004
[여기서, R = H, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 분지 또는 비분지 알킬 라디칼, 또는 아릴 라디칼]
<화학식 II>
Figure 112007023081476-PCT00005
[여기서, R1 = 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비분지 알킬 라디칼이고, R2 = 하기 화학식]
Figure 112007023081476-PCT00006
[여기서, R3 내지 R7 = H, 알킬, OCH3, OC2H5, Cl, F, COO(C1-C3 알킬). 추가로, R4 내지 R6은 OH 및(또는) SH일 수 있다]
화학식 I에 따른 알데히드 성분 A)로 적절한 알데히드는 이론적으로 분지 또는 비분지 알데히드, 예를 들어 포름알데히드, 벤즈알데히드, 아세트알데히드, n-부티르알데히드 및(또는) iso-부티르알데히드, 발레르알데히드 및, 또한 도데칸알을 포함한다. 일반적으로, 케톤-알데히드 수지 합성에 적절하다고 문헌에 기재되어 있는 임의의 알데히드를 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 포름알데히드 및 벤즈알데히드를 단독으로, 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
필요한 포름알데히드는 보통 대략 20% 내지 40% 강도의 수용액 또는 알코올 (예를 들어, 메탄올 또는 부탄올) 용액의 형태로 사용된다. 다른 형태의 포름알데히드, 예를 들어 파라-포름알데히드 또는 트리옥산이 또한 사용가능하다.
화학식 II에 따른 케톤 B)의 예는 아세토페논 및 그의 고리-치환 유도체, 예를 들어 히드록실-, 메틸-, 에틸-, tert-부틸- 및 시클로헥실-아세토페논을 포함한다.
성분 B) 이외에, 혼합물로 존재하는 추가의 케톤 C), 예를 들어 아세톤, 4-tert-부틸 메틸 케톤, 메틸 나프틸 케톤, 히드록시나프틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 헵탄-2-온, 펜탄-3-온, 메틸 이소부틸 케톤, 프로피오페논, 시클로펜탄온, 시클로도데칸온, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸시클로펜탄온의 혼합물, 시클로헵탄온 및 시클로옥탄온, 시클로헥산온 및 전체 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 알킬 라디칼을 갖는 모든 알킬-치환된 시클로헥산온 각각 또는 혼합물이 또한 가능하다. 알킬-치환된 시클로헥산온은 4-tert-아밀시클로헥산온, 2-sec-부틸시클로헥산온, 2-tert-부틸시클로헥산온, 4-tert-부틸시클로헥산온, 2-메틸시클로헥산온 및 3,3,5-트리메틸시클로헥산온을 포함한다.
벤조인 및(또는) 그의 알킬 에테르, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필 및 이소부틸 에테르는 케톤 성분 B) 및 C) 기준으로 최대 9.9 몰%의 적은 부분으로 성분 C)로서 사용될 수 있다.
그러나, 일반적으로 추가의 케톤 C)로 케톤 수지 및 케톤-알데히드 수지를 합성하는데 적절하다고 문헌에 기재되어 있는 임의의 케톤, 및 일반적으로는 모든 CH-산성 케톤을 사용하는 것이 가능하다.
포름알데히드 및(또는) 벤즈알데히드와 아세토페논, 히드록실-, 메틸-, tert-부틸- 및(또는) 시클로헥실-아세토페논, 필요한 경우 4-tert-부틸 메틸 케톤, 시클로헥산온, 4-tert-부틸시클로헥산온, 3,3,5-트리메틸-시클로헥산온 및(또는) 헵탄온과의 반응 생성물이 바람직하다.
성분 A), B), 및 사용되는 경우 C)의 합성은 염기성 매질 중에서 문헌에서 알려진 방식으로 축합 반응이 일어난다 (Dieter Stoye, Werner Freitag, Lackharze, Chemie, Eigenschaften und Anwendungen [Resins for Coatings; Chemistry, Properties, and Applications], Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1996, p. 164 ff.; US-PS 2 540 885; US-PS 2 540 886; DE-PS 11 55909; DL-PS 12433; DE-PS 13 00256; DE-PS 1256898; DE 3324287; DE 10338580.0, EP 0 007106; DE 12 65415).
반응 조건:
용매:
반응은 보조 용매를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 메탄올 또는 에탄올과 같은 알코올이 적절한 것으로 증명되었다. 또한, 보조 용매로서 반응에 수용성 케톤, 예를 들어 메틸 에틸 케톤 또는 아세톤을 사용하는 것도 가능하며, 이는 이후에 반응에 의하여 수지로 도입된다.
염기:
(사용되는 케톤을 기준으로) 0.05 내지 10 몰%의 1종 이상의 염기를 사용하여, A), B) 및 사용되는 경우 C)로부터 본 발명의 생성물을 제조하였다. (메탈) 히드록시드, 예를 들어 양이온 NH4, Li, Na 및(또는) K의 히드록시드가 바람직하다. 포타슘 히드록시드 및(또는) 소듐 히드록시드를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
케톤 대 알데히드 성분의 비:
케톤 성분 (전체 B)+C)) 및 알데히드 성분 A) 사이의 비는 1:0.9 내지 1:4의 범위일 수 있다. 그러나, 바람직한 케톤/알데히드 비는 1:1 내지 1:2.5이다. 케톤 성분 및 알데히드 성분은 그자체로, 상기 용매 중에, 또는 수성 형태로 첨가될 수 있다. 수성 또는 알코올 포름알데히드 용액, 트리옥산 및(또는) 파라포름알데히드를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
케톤 B) 대 성분 C)의 비:
사용되는 케톤 B) 및 C) 전체를 기준으로, 케톤 성분 B)는 10 내지 100 몰%, 바람직하게는 20 내지 90 몰%, 더욱 바람직하게는 25 내지 80 몰%의 범위로 존재할 수 있다. 케톤 성분 C)는 0 내지 90 몰%, 바람직하게는 10 내지 80 몰%. 더욱 바람직하게는 20 내지 75 몰%의 범위로 사용될 수 있다.
서로에 대한 성분의 특성과 비율을 통하여, 다른 극성의 용매 중에서 용해도 특성, 다른 원료와의 상용성, 연화점, 유리 전이 온도 또는 OH 기와 같은 추가의 관능기, 예를 들어 광중합성 결합제, OH기를 함유하는 결합제, 예를 들어 폴리이소시아네이트 가교제로 이루어진 이중-경화 시스템 (dual-cure system)의 가교에 필요한 것과 같은 특성들을 용이하게 변화시킬 수 있다.
A), B) 및 사용되는 경우 C)의 냄새가 적은 방사선-감수성 중합 반응 생성물은 케톤 B) 및 C)와 알데히드 A) 사이의 비 및 성질에 따라서 이하의 특성들을 가진다:
ㆍ 30 내지 160℃, 바람직하게는 40 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 40 내지 125℃ 사이의 용해 (melting) 범위,
ㆍ 300 내지 2000, 더욱 바람직하게는 400 내지 1500 g/mol의 평균 분자량,
ㆍ 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만의 색수 (color number) (에틸 아세테이트 50% 중의 가드너 (Gardner)에 따름)
ㆍ 0 내지 250 mg KOH/g, 바람직하게는 0 내지 200 mg KOH/g의 OH 수.
본 발명은 또한 방사선-경화성 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체 의 UV-광-유도, 자유-라디칼 가교 반응을 개시하는데 있어서의 발명에 따른 생성물의 용도를 제공한다.
전체 제제 기준으로 5 내지 80 질량%, 바람직하게는 10 내지 70 질량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 60 질량%의 비율이 이롭다는 것을 발견하였다.
본 발명에 따른 생성물은 상이한 원료와의 넓은 상용성을 가지며, 도입하기가 용이하다는 것 또한 판명되었다.
방사선-경화성 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체의 적절한 결합제 성분은 이론적으로 자유-라디칼 가교 반응을 할 수 있고, 문헌에 적절하다고 기재된 모든 불포화 결합제를 포함한다. 그 예는 방향족 및 지방족 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 아크릴화 폴리아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르, 알키드 (alkyd) 수지, 및 아크릴레이트화 케톤-포름알데히드 수지를 포함한다.
방사선-경화성 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체는 추가로 반응성 희석제를 포함할 수 있다.
반응성 희석제로서 바람직하게 사용될 수 있는 화합물은 아크릴산 및(또는) 메타크릴산, 메타크릴산 및(또는) 아크릴산의 C1-C40 알킬 에스테르 및(또는) 시클로알킬 에스테르, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 1,2-에폭시부 틸 아크릴레이트, 1,2-에폭시부틸 메타크릴레이트, 2,3-에폭시시클로펜틸 아크릴레이트 및 2,3-에폭시시클로펜틸 메타크릴레이트, 및 유사 아미드를 포함하고; 스티렌 및(또는) 그의 유도체가 또한 존재할 수 있다.
페녹시에틸 아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트 및 이소보르닐 아크릴레이트가 특히 바람직하다.
방사선-반응성 용매의 추가의 바람직한 군은 디-, 트리- 및(또는) 테트라아크릴레이트 및 아크릴산 또는 메타크릴산의 반응 생성물로부터 항상 형성되는 그의 메타크릴 유사체, 및 물을 제거한 알코올 성분이다. 이러한 목적을 위한 알코올 성분으로서, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 1,2- 및(또는) 1,3-프로판디올, 디에틸렌 글리콜, 디- 및 트리프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,2- 및(또는) 1,4-부탄디올, 1,3-부틸에틸프로판디올, 1,3-메틸프로판디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산 (시클로헥산-디메탄올), 글리세롤, 헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 비스페놀 A, B, C, F, 노르보르닐렌 글리콜, 1,4-벤질디메탄올, 1,4-벤질디에탄올, 2,4-디메틸-2-에틸헥산-1,3-디올, 1,4- 및 2,3-부틸렌 글리콜, 디-β-히드록시에틸부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 데칸디올, 도데칸디올, 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산디올, 트리메틸올프로판, 3(4),8(9)-비스(히드록시메틸)트리시클로[5.2.1.02,6]데칸 (Dicidol), 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 2,2-비스[4-(β-히드록시에톡시)페닐]프로판, 2-메틸프로판-1,3-디올, 2-메틸펜탄- 1,5-디올, 2,2,4(2,4,4)-트리메틸헥산-1,6-디올, 헥산-1,2,6-트리올, 부탄-1,2,4-트리올, 트리스(β-히드록시에틸) 이소시아누레이트, 만니톨, 소르비톨, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 자일릴렌 글리콜 또는 네오펜틸 글리콜 히드록시피발레이트의 단독 또는 혼합물을 들 수 있다.
그러나, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (DPGDA) 및(또는) 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (TPGDA), 헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA), 및 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트의 단독 또는 혼합물이 특히 바람직하다.
일반적으로, 방사선-경화성 코팅 물질에 대하여 적절하다고 문헌에 기재된 임의의 반응성 희석제를 사용할 수 있다.
방사선-경화성 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체는 본 발명의 중합체 광반응성 화합물, 추가로 상업적으로 이용가능한 광개시제 및(또는) 감광제를 함께 포함할 수 있다.
이들은 예를 들어, 페닐글리옥실레이트, 벤조페논, α-히드록시 케톤, α-아미노 케톤, 벤질 디메틸 케탈, 모노아실포스핀, 3급 아민, 비스아실포스핀, 메탈로센 및(또는) 비스아실 케톤의 군으로부터 유도된다.
그 예는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀, α,α-디메톡시-α-히드록시아세토-페논, 2-메틸-1-(4-메틸티오)페닐-2-모르폴리노프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 4-(4-메틸페닐티오페닐)페닐메탄온, 페닐 트리브로모메틸 술폰, 2-이소프로필티오잔톤, 4-이소프로필티오잔톤, 벤조페논, 에틸 4-(디메틸아미노)벤 조에이트, 메틸 페닐글리옥실레이트, 메틸 벤조일벤조에이트, 디페닐(3,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥시드, 및 4-메틸벤조-페논과 같은 치환된 벤조페논의 단독 또는 혼합물을 들 수 있다.
방사선-경화성 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체는 보조제 및 첨가제, 예를 들어 억제제, 물 및(또는) 유기 용매, 중화제, 표면-활성제, 산소 스캐빈저 및(또는) 자유-라디칼 스캐빈저, 촉매, 광 안정화제, 색상 브라이트너 (color brightener), 요변성제 (thixotropic agent), 피막형성 방지제 (antiskinning agent), 소포제, 정전기 방지제, 증점제, 열가소성 첨가제, 염료, 안료, 난연제, 내부 이형제, 충전제 및(또는) 추진제를 포함할 수 있다.
방사선-유도 가교 반응의 개시 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 냄새가 적은 생성물은 또한 특히 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체의 광택, 용매 및 화학 저항성, 및 경도를 개선한다.
대기 산소는 자유 라디칼의 켄칭제이고, UV-광-유도 가교 반응을 느리게 하며; 중합체의 가교의 종결을 야기할 수 있다. 이러한 점에도 불구하고 효과적인 경화를 보장하기 위하여, 현재의 시스템은 예를 들어 공기와 코팅 사이의 장벽층을 형성하는 다량의 광개시제 또는 왁스로 작용한다. 통상적인 방법은 대기 산소의 부재시에 일반적으로 질소, 이산화탄소 또는 희가스 (noble gas) 대기와 같은 비활성 기체 대기 하에서 경화되는 것이다. 경화를 완성하는 모든 방법은 고가이거나, 또는 추가의 단점을 야기한다. 왁스를 사용하는 경우에, 표면은 매트 (matt)하고, 따라서 적절한 경우 광택을 내야한다. 왁스는 또한 표면의 후속되는 코팅의 효과적인 부착을 방해한다.
산소의 부재시에 경화되지 않은 코팅 물질의 표면 경도가 극도로 높다는 것을 특히 인식할 수 있다. 따라서, UV-광-유도 경화의 경우에 비활성 기체 대기 또는 기재된 왁스로 분배하는 것이 가능하다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하려는 의도이며, 본 출원의 범위를 한정하려는 것이 아니다.
실시예 1: 방사선-감수성, 중합 반응 생성물의 제조
600 g의 아세토페논, 108 ml의 메탄올, 200 g의 카바솔 (Cavasol) W 7 M (메틸화 β-시클로덱스트린 유도체, Wacker, Burghausen, DE) 및 180 g의 포르말린 (물 중의 30% 강도)를 3구 플라스크에 도입하고, 그안에서 50℃로 질소 대기하에서 교반하면서 가열하였다. 25% 강도 소듐 히드록시드 용액 16 g을 첨가하고, 반응 혼합물을 70℃로 가열하였다. 90분에 걸쳐, 330 g의 포르말린 (물 중의 30% 강도)를 첨가한 후, 반응 혼합물을 95℃로 가열하고, 5시간 동안 환류하였다.
수상을 수지상으로부터 분리하고, 수지를 물로 100℃로 중성으로 세척하고, 진공에서 150℃ 이하에서 휘발성 성분을 제거하였다.
이로써 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 에틸 아세테이트 및 자일렌 중에서 50% 강도로 용해성인 노란색의 투명하고 부서지기 쉬운 (brittle) 수지를 얻었고, 48℃의 연화점을 가진다. 에틸 아세테이트 중의 50% 강도 용액의 가드너 색수는 2.2이다.
적용예
저장 용액 A B C
액틸란 (Actilane) 1701) (방향족 우레탄 아크릴레이트) 250 --- ---
액틸란 3201) (아크릴레이트 에스테르) --- 250 ---
액틸란 3701) (에폭시 아크릴레이트) --- --- 250
TPGDA 250 250 250
23℃에서의 점도 [mPaㆍs] 4825 795 1250
1) Akzo Nobel
TPGDA = 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트
바니쉬 용액 A1 A2 B1 B2 C1 C2
저장 용액 A 50 50 --- --- --- ---
저장 용액 B --- --- 50 50 --- ---
저장 용액 C --- --- --- --- 50 50
실시예 1로부터의 반응 생성물 (TPGDA 중의 40%) 50 --- 50 --- 50 ---
에버크릴 ITX2) --- 10 --- 10 --- 10
특징 ITX에 잘 녹지 않음 (poorly soluble) ITX에 잘 녹지 않음 (poorly soluble) ITX에 잘 녹지 않음 (poorly soluble)
2) UCB
용액을 드로우다운 프레임 (drawdown frame)을 사용하여 유리 플레이트에 적용하고, 6초 동안 6회 노출하였다 (TECHNIGRAF UV4/120/2 80W). 순수한 용액 A, B 및 C는 가교 필름을 형성하지 않는다.
바니쉬 용액 필름의 시각적 측정 필름 두께 [㎛] 코니그 진자 경도1) MEK 시험 (이중 마찰 (rub))2)
A1 무색, 투명, 광택, 매우 우수한 유동 34-48 43 130
A2 노란색, 투명, 약간 매트 (matt), 핀홀이 산재되어 있음 36-49 22 55
B1 무색, 투명, 광택, 매우 우수한 유동 27-35 172 >150
B2 노란색, 투명, 광택, 우수한 유동 28-34 90 >150
C1 무색, 투명, 광택, 매우 우수한 유동 28-39 113 >150
C2 노란색, 투명, 광택, 우수한 유동 32-41 37 70
1) DIN EN ISO 1522에 따름
2) MEK 시험에서는, 메틸 에틸 케톤 (MEK)로 적신 천을 상기 표면과 1 kg 시험 쿠션 사이에서 표면 상에서 앞뒤로 (이중 마찰) 움직인다. 코팅이 변화한 후의 마찰의 수를 기록하였다.

Claims (19)

  1. 하기 화학식 I의 알데히드와 B) 하나 이상의 하기 화학식 II의 케톤, 및 C) 필요에 따라, 추가의 CH-산성 케톤의 반응 생성물을 포함하는 냄새가 적은 중합 반응 생성물과 결합제 성분으로 이루어진 방사선-감수성 조성물.
    <화학식 I>
    Figure 112007023081476-PCT00007
    [여기서, R = H, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 분지 또는 비분지 알킬 라디칼, 또는 아릴 라디칼]
    <화학식 II>
    Figure 112007023081476-PCT00008
    [여기서, R1 = 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비분지 알킬 라디칼이고, R2 = 하기 화학식]
    Figure 112007023081476-PCT00009
    [여기서, R3 내지 R7 = H, 알킬, OCH3, OC2H5, Cl, F, COO(C1-C3 알킬). 추가 로, R4 내지 R6은 OH 및(또는) SH일 수 있다].
  2. 제1항에 있어서, 포름알데히드, 벤즈알데히드, 아세트알데히드, n-부티르알데히드 및(또는) 이소부티르알데히드, 발레르알데히드 및 도데칸알이 단독으로 또는 조합으로 알데히드 성분 A)로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 아세토페논 및 그의 고리-치환 유도체가 단독으로 또는 조합으로 케톤 성분 B)로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 히드록실-, 메틸-, 에틸-, tert-부틸- 또는 시클로헥실-아세토페논이 단독으로 또는 조합으로 고리-치환된 아세토페논 유도체로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 아세톤, 4-tert-부틸 메틸 케톤, 메틸 나프틸 케톤, 히드록시나프틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 헵탄-2-온, 펜탄-3-온, 메틸 이소부틸 케톤, 프로피오페논, 시클로펜탄온, 시클로도데칸온, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸시클로펜탄온의 혼합물, 시클로헵탄온, 시클로옥탄온, 시클로헥산온 및 전체 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 알킬 라디칼을 갖는 모든 알킬-치환 시클로헥산온이 단독으로 또는 조합으로 추가의 CH-산성 케톤 성분 C)로 사용되는 것인 방사선-감 수성 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 4-tert-아밀시클로헥산온, 2-sec-부틸시클로헥산온, 2-tert-부틸시클로헥산온, 4-tert-부틸시클로헥산온, 2-메틸시클로헥산온 및 3,3,5-트리메틸시클로헥산온이 단독으로 또는 조합으로 알킬-치환 시클로헥산온으로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  7. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, B) 및 C)의 합을 기준으로 최대 9.9 몰%의 케톤 성분 C)가 벤조인 또는 알킬 에테르로 치환될 수 있는 것인 방사선-감수성 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 A), B) 및 사용되는 경우 C)가 30 내지 160℃의 용해 범위, 300 내지 2000의 평균 분자량, 5 미만의 색수 (에틸 아세테이트 50% 중의 가드너 (Gardner)에 따름), 및 0 내지 250 mg KOH/g의 OH 수를 갖는 것인 방사선-감수성 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 A), B) 및 사용되는 경우 C)가 방사선-감수성 조성물 중의 전체 제제 기준으로 5 내지 80 질량%의 비율로 존재하는 것인 방사선-감수성 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 자유-라디칼 가교 반응할 수 있는 불포화 결합제가 결합제 성분으로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 방향족 및 지방족 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 아크릴화 폴리아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르, 알키드 (alkyd) 수지 및 아크릴레이트화 케톤-포름알데히드 수지가 단독으로 또는 조합으로 결합제 성분으로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 희석제를 포함하는 방사선-감수성 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 아크릴산, 메타크릴산, 메타크릴산, 아크릴산의 C1-C40 알킬 에스테르, 시클로알킬 에스테르, 아크릴산, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 1,2-에폭시부틸 아크릴레이트, 1,2-에폭시부틸 메타크릴레이트, 2.3-에폭시시클로펜틸 아크릴레이트, 2,3-에폭시시클로펜틸 메타크릴레이트 및 유사 아미드, 스티렌 및 그의 유도체, 디-, 트리- 및(또는) 테트라아크릴레이트 및 각각 아크릴산 또는 메타크릴산의 반응 생성물로부터 항상 형성되는 그의 메타크릴 유사체, 및 물을 제거한 알코올 성분이 단독으로 또는 조 합으로 반응성 희석제로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 에틸렌 글리콜, 1,2- 및(또는) 1,3-프로판디올, 디에틸렌 글리콜, 디- 및 트리프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,2- 및(또는) 1,4-부탄디올, 1,3-부틸에틸-프로판디올, 1,3-메틸프로판디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산 (시클로헥산디메탄올), 글리세롤, 헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 비스페놀 A, B, C, F, 노르보르닐렌 글리콜, 1,4-벤질디메탄올, 1,4-벤질디에탄올, 2,4-디메틸-2-에틸헥산-1,3-디올, 1,4- 및 2,3-부틸렌 글리콜, 디-β-히드록시에틸부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 데칸디올, 도데칸디올, 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산디올, 트리메틸올프로판, 3(4),8(9)-비스(히드록시메틸)트리시클로[5.2.1.02,6]데칸 (Dicidol), 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 2,2-비스[4-(β-히드록시에톡시)페닐]프로판, 2-메틸프로판-1,3-디올, 2-메틸펜탄-1,5-디올, 2,2,4(2,4,4)-트리메틸헥산-1,6-디올, 헥산-1,2,6-트리올, 부탄-1,2,4-트리올, 트리스(β-히드록시에틸) 이소시아누레이트, 만니톨, 소르비톨, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 자일릴렌 글리콜 또는 네오펜틸 글리콜 히드록시피발레이트가 단독으로 또는 혼합물로 반응성 희석제를 위한 알코올 성분으로 사용 되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 광개시제 및(또는) 감광제를 추가로 포함하는 방사선-감수성 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 페닐글리옥실레이트, 벤조페논, α-히드록시 케톤, α-아미노 케톤, 벤질 디메틸 케탈, 모노아실포스핀, 3급 아민, 비스아실포스핀, 메탈로센 및 비스아실 케톤이 단독으로 또는 조합으로 광개시제 및(또는) 감광제로 사용되는 것인 방사선-감수성 조성물.
  17. 하기 화학식 I의 알데히드와 B) 하나 이상의 하기 화학식 II의 케톤, 및 C) 필요에 따라, 추가의 CH-산성 케톤의 반응 생성물을 포함하는 냄새가 적은 중합 반응 생성물 및 결합제 성분을 이용하는 것을 포함하는, 방사선-감수성 조성물의 제조 방법:
    <화학식 I>
    Figure 112007023081476-PCT00010
    [여기서, R = H, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 분지 또는 비분지 알킬 라디칼, 또는 아릴 라디칼]
    <화학식 II>
    Figure 112007023081476-PCT00011
    [여기서, R1 = 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 비분지 알킬 라디칼이고, R2 = 하기 화학식]
    Figure 112007023081476-PCT00012
    [여기서, R3 내지 R7 = H, 알킬, OCH3, OC2H5, Cl, F, COO(C1-C3 알킬). 추가로, R4 내지 R6은 OH 및(또는) SH일 수 있다].
  18. 코팅 물질, 점착제, 잉크, 겔 코트, 광택제, 글레이즈, 착색제, 안료 페이스트, 충전 화합물, 화장품, 밀봉제 및(또는) 절연체에 있어서 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방사선-감수성 조성물의 용도.
  19. 제18항에 있어서, 보조제 및 첨가제, 억제제, 물 및(또는) 유기 용매, 중화제, 표면-활성제, 산소 스캐빈저 및(또는) 자유-라디칼 스캐빈저, 촉매, 광 안정화제, 색상 브라이트너 (color brightener), 요변성제 (thixotropic agent), 피막형성 방지제 (antiskinning agent), 소포제, 정전기 방지제, 증점제, 열가소성 첨가 제, 염료, 안료, 난연제, 내부 이형제, 충전제 및(또는) 추진제를 단독으로 또는 조합으로 추가로 포함하는 방사선-감수성 조성물의 용도.
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