WO2021187381A1 - 硬化型組成物 - Google Patents

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WO2021187381A1
WO2021187381A1 PCT/JP2021/010138 JP2021010138W WO2021187381A1 WO 2021187381 A1 WO2021187381 A1 WO 2021187381A1 JP 2021010138 W JP2021010138 W JP 2021010138W WO 2021187381 A1 WO2021187381 A1 WO 2021187381A1
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WO
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meth
component
group
acrylate
compound
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PCT/JP2021/010138
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English (en)
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Inventor
佐内 康之
Original Assignee
東亞合成株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16

Definitions

  • the present invention relates to a curable composition, preferably an active energy ray-curable composition.
  • the cured film of the composition of the present invention has excellent adhesion to a plastic base material, and is preferably used as a coating agent for the purpose of preventing anti-fog (anti-fog coating agent) on the plastic surface and preventing dust and the like from adhering to the plastic.
  • acrylate and / or methacrylate is referred to as (meth) acrylate
  • acryloyl group and / or methacrylic acid group is referred to as (meth) acryloyl group
  • acrylic acid and / or methacrylic acid is referred to as (meth) acrylic acid.
  • the allyl group and / or the methacrylic group is referred to as a (meth) allyl group.
  • the active energy ray-curable composition can be cured by irradiating it with active energy rays such as ultraviolet rays, visible rays, and electron beams for a very short time, and is widely used as an ink and coating for various substrates because of its high productivity. Has been done.
  • active energy rays such as ultraviolet rays, visible rays, and electron beams
  • the surface of a plastic base material such as a plastic plate and a plastic film is protected by a hard coating agent for the purpose of preventing scratches on the surface, and an active energy ray-curable composition is also used for this purpose.
  • the plastic base material is highly transparent, it is used for protective eyeglasses, goggles, inner walls of bathrooms, and headlamp covers and rear lamp covers for automobiles and motorcycles. When used in place, it may become cloudy and lose its transparency due to condensation on its surface.
  • a method of applying an anti-fog composition composed of a non-reactive surfactant to the surface of a base material has been conventionally performed, but this method is used after coating. In the initial stage, the anti-fog effect was exhibited, but once the treated surface was wiped, the anti-fog property was lowered, that is, the anti-fog sustainability was lacking.
  • an anti-fog composition composed of a hydrophilic group-containing ultraviolet curable resin and a hydrophilic group-free ultraviolet curable resin, a hydrophilic polymer and various hydrophilic (meth) acrylates.
  • An anti-fog composition comprising the above has been proposed (Patent Document 2).
  • Patent Document 1 An anti-fog composition comprising the above has been proposed (Patent Document 2).
  • Patent Document 2 An anti-fog composition comprising the above has been proposed (Patent Document 2).
  • these compositions have a problem that anti-fog property is not exhibited in an environment under high humidity.
  • Patent Document 3 an anti-fog composition composed of a hydrophilic monomer and a non-reactive surfactant has also been proposed (Patent Document 3), but the anti-fog property of the composition is lowered by wiping the surface of the cured film. Therefore, it lacked anti-fog sustainability.
  • Patent Document 4 a composition in which a specific (meth) acrylate is combined with a surfactant having reactivity with the (meth) acrylate is excellent in surface hardness and excellent anti-fog durability.
  • the (meth) acrylate used in the composition is an oligomer having a relatively large molecular weight
  • the surface hardness is insufficient because the molar fraction of the (meth) acryloyl group in the entire molecule is relatively low.
  • the hydrophilicity of the (meth) acrylate was insufficient, and it was necessary to improve the antifogging property.
  • the blending amount of the surfactant has to be increased, and it is difficult to achieve both the hard coat property and the hard coat property.
  • JP-A-55-69678 Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-31369 Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-215589 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-140109 International Publication No. 2018/164260 Pamphlet
  • the present inventors have excellent curability, and the obtained cured film has excellent adhesion to a base material, particularly to a plastic base material, has good surface hardness, and can be preferably used as a hard coating agent, and is even better.
  • a curable composition having antifogging property a curable composition containing a compound having a hydrophilic ethylenically unsaturated group and a compound having an ethylenically unsaturated group and an ionic group was obtained. It has been found (Patent Document 5).
  • the cured film formed has a high surface hardness and exhibits anti-fog durability, but the anti-fog property may be insufficient in applications used under harsh conditions. rice field. Specifically, the anti-fog property may be insufficient with the coating on the back surface of headlamps and rear lamp covers of automobiles and motorcycles, which cannot directly wipe off water droplets, and the coating on the plastic surface used in water. there were. Focusing on the evaluation method, the anti-fog property is evaluated by using water vapor in normal applications, but the anti-fog property is evaluated by using water in applications used under harsh conditions. In this case, the anti-fog performance deteriorates. There was a case that it ended up. Further, in the composition improved so as to improve the anti-fog property under the harsh conditions, the adhesion of the cured film to the substrate may be insufficient.
  • the present inventors have described a curable composition in which a cured film obtained even in applications used under harsh conditions has excellent anti-fog performance, and also has excellent adhesion to a base material, particularly to a plastic base material. Diligently studied with the issue of providing.
  • a curable composition containing a compound having a hydrophilic ethylenically unsaturated group and a compound having an ethylenically unsaturated group and an ionic group is hydrophilic. Even in applications where two specific (meth) acrylates are used as a compound having a sex ethylenically unsaturated group, and a composition containing a monofunctional unsaturated compound having a heterocycle is used under harsh conditions.
  • the present invention has been completed by finding that the obtained cured film has excellent antifogging properties and also excellent adhesion to a substrate.
  • the present invention will be described in detail.
  • the obtained cured film is excellent in anti-fog property and also excellent in adhesion to a substrate even in applications used under harsh conditions. Therefore, the composition of the present invention is used for coating agents used on the back surfaces of headlamps and rear lamp covers of automobiles and motorcycles, which require these performances for cured films, and protective eyeglasses and goggles used in water. It can be preferably applied to coatings and the like in applications that require high visibility.
  • composition containing the following components (A) to (D) (hereinafter, may be simply referred to as "composition").
  • Component (A) A mixture of at least one compound selected from the group consisting of glycerin (meth) acrylate and polyglycerin (meth) acrylate having a hydroxyl value of 80 mgKOH / g or more.
  • Compounds possessed The following describes the essential components (A) to (D), other components, and how to use them.
  • Component (A) is a mixture of at least one compound selected from the group consisting of glycerin (meth) acrylate and polyglycerin (meth) acrylate, and has a hydroxyl value of 80 mgKOH / g or more. Is.
  • the component (A) is a component for imparting good hardness and adhesion to a plastic to the cured film of the composition, and has good hydrophilicity. Therefore, the component (D) (ethylenically unsaturated group and ion) It has good compatibility with (compound having a sex group) and excellent reactivity with component (D).
  • the component (A) in the case of a mixture of glycerin (meth) acrylate, a compound having at least one hydroxyl group and two (meth) acryloyl groups as a main component is preferable, and polyglycerin (meth) is preferable.
  • a mixture of acrylates those containing a compound having at least one hydroxyl group and two or more (meth) acryloyl groups as a main component are preferable.
  • the component (A) is a mixture of polyglycerin (meth) acrylate, the number of repetitions of the structural unit derived from glycerin in the raw material polyglycerin is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 5.
  • the number of repetitions of the structural unit derived from glycerin By setting the number of repetitions of the structural unit derived from glycerin to 10 or less, shrinkage during curing can be suppressed and adhesion to the substrate can be improved, and good anti-fog property even if the component (B) is added. Can be expressed. Further, the surface hardness of the cured film is improved, and the hydrophilicity of the cured film becomes too high, so that the cured film can be prevented from swelling due to water absorption and peeling off from the base material.
  • the component (A) is a compound having glycerin and / or polyglycerin (hereinafter, collectively referred to as “(poly) glycerin”) and one (meth) acryloyl group (hereinafter, “monofunctional (meth) acrylate”). It can be obtained by transesterification reaction with).
  • the component (A) can also be obtained by a dehydration esterification reaction of (poly) glycerin and (meth) acrylic acid.
  • the component (A) is a mixture of mono (meth) acrylate, di (meth) acrylate, and tri (meth) acrylate of glycerin.
  • the component (A) is a mono (meth) acrylate of polyglycerin, and a poly such as di (meth) acrylate, tri (meth) acrylate, and tetra (meth) acrylate of polyglycerin.
  • the component (A) is a mixture of at least one compound selected from the group consisting of glycerin (meth) acrylate and polyglycerin (meth) acrylate, and has a hydroxyl value of 80 mgKOH / g or more.
  • the hydroxyl value of the component (A) is preferably 80 to 380 mgKOH / g, more preferably 150 to 300 mgKOH / g. If the hydroxyl value of the component (A) is less than 80 mgKOH / g, the anti-fog property of the cured film of the composition is lowered. Further, by setting the hydroxyl value to 380 mgKOH / g or less, the hardness of the cured film of the composition can be further improved.
  • the hydroxyl value of the component (A) means the number of mg of potassium hydroxide equivalent to the hydroxyl group in 1 g of the sample.
  • a mixed solution of anhydrous acetic acid and pyridine is added to the sample and heat-treated in a warm bath at 92 ° C. for 1 hour, and then a small amount of water is added and heat-treated in a warm bath at 92 ° C. for 10 minutes. It means the value obtained by titrating the acid with an ethanol solution of potassium hydroxide using a phenolphthalein solution as an indicator after allowing to cool.
  • the component (A) may be one type or a combination of two or more types.
  • Preferred component (A) As the component (A), among the mixture of at least one compound selected from the group consisting of glycerin (meth) acrylate and polyglycerin (meth) acrylate, the mixture of glycerin (meth) acrylate is used. It is preferable because the cured film of the composition has excellent hardness, excellent adhesion to plastic, and excellent antifogging property.
  • GLY-DA a mixture containing glycerin di (meth) acrylate
  • GLY-DA is a compound represented by the following formula (1) or formula (2).
  • the ratio of the catalyst X and the catalyst Y used in the method for producing the component (A) is not particularly limited, but it is preferable to use 0.005 to 10.0 mol of the catalyst X with respect to 1 mol of the catalyst Y, and 0. It is more preferable to use 0.05 to 5.0 mol.
  • 0.005 mol or more of the catalyst X with respect to 1 mol of the catalyst Y the amount of the desired polyfunctional (meth) acrylate produced can be increased, and by setting the amount to 10.0 mol or less, the secondary amount can be increased.
  • the formation of the product and the coloring of the reaction solution can be suppressed, and the purification step after the reaction is completed can be simplified.
  • the reaction temperature in the method for producing the component (A) is preferably 40 to 180 ° C, more preferably 60 to 160 ° C.
  • the reaction rate can be increased, and by setting the reaction temperature to 180 ° C. or lower, thermal polymerization of the (meth) acryloyl group in the raw material or product is suppressed, and the reaction solution is colored. Can be suppressed, and the purification step after the reaction is completed can be simplified.
  • a monohydric alcohol derived from a monofunctional (meth) acrylate may be produced as a by-product as the transesterification reaction progresses.
  • a part of the hydroxyl group (for example, about 50 mol%) of (poly) glycerin is (meth) acrylated, the monohydric alcohol is allowed to coexist in the reaction solution to bring it into an equilibrium state, and the catalyst is adsorbed and removed or deactivated. After that, by distilling off the monohydric alcohol and the monofunctional (meth) acrylate of the raw material, a product having a controlled acrylate conversion rate can be stably produced.
  • the reaction can be carried out without using a solvent, but a solvent may be used if necessary.
  • a solvent include hydrocarbons, ethers, crown ethers, esters, ketones, carbonate compounds, sulfones, sulfoxides, ureas or derivatives thereof, phosphine oxides, ionic liquids, silicon oils and water. And so on.
  • hydrocarbons, ethers, carbonate compounds and ionic liquids are preferred.
  • These solvents may be used alone, or two or more kinds may be arbitrarily combined and used as a mixed solvent.
  • an inert gas such as argon, helium, nitrogen, or carbon dioxide may be introduced into the reaction system for the purpose of maintaining a good color tone of the reaction solution, but (meth).
  • An oxygen-containing gas may be introduced into the reaction system for the purpose of preventing the polymerization of the Acryloyl group.
  • Specific examples of the oxygen-containing gas include air, a mixed gas of oxygen and nitrogen, a mixed gas of oxygen and helium, and the like.
  • a method for introducing the oxygen-containing gas there is a method of dissolving it in the reaction solution or blowing it into the reaction solution (so-called bubbling).
  • organic polymerization inhibitor examples include hydroquinone, tert-butyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,4,6-tri-tert-butylphenol and 4 Examples thereof include phenolic compounds such as -tert-butylcatechol, quinone compounds such as benzoquinone, phenothiazine, N-nitroso-N-phenylhydroxylamineammonium, and N-oxyl compounds.
  • the N-oxyl compound examples include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-oxo-2,2.
  • N-oxyl compound As the above-mentioned compounds, it is preferable to use an N-oxyl compound as the polymerization inhibitor.
  • the N-oxyl compound As the N-oxyl compound, the above-mentioned compound is preferable.
  • the polymerization inhibitor it is preferable to use an N-oxyl compound and another polymerization inhibitor in combination. In that case, as the polymerization inhibitor other than the N-oxyl compound, a phenol-based compound and phenothiazine are preferable, and a phenol-based compound is more preferable.
  • the polymerization inhibitor may be added alone or in combination of two or more, may be added from the beginning of the method for producing the component (A), or may be added in the middle. May be good. Further, the desired amount to be used may be added all at once, or may be added in divided portions. Moreover, you may add continuously via a rectification tower.
  • the addition ratio of the polymerization inhibitor is preferably 5 to 30,000 wtppm, more preferably 25 to 10,000 wtppm with respect to the total weight of the reaction solution.
  • the polymerization prohibition effect can be exhibited, and by setting it to 30,000 wtppm or less, the coloring of the reaction solution can be suppressed, and the purification step after the reaction is completed can be simplified. It is also possible to suppress a decrease in the curing rate of the obtained component (A).
  • the components (A) to (D) and (E) are collectively referred to as a curable component.
  • the content ratio of the curable component in the curable composition is preferably 30 to 99% by weight, more preferably 40 to 80% by weight, when the total amount of the curable composition is 100% by weight.
  • the hard coat property means a performance of preventing scratches on the surface by forming a cured film on the surface of the base material.
  • the content ratio of the component (A) is preferably 20 to 85% by weight, more preferably 30 to 80% by weight, based on 100% by weight of the total amount of the curable component.
  • the anti-fog performance of the cured film By setting the anti-fog performance of the cured film to 85% by weight or less, sufficient water resistance can be imparted to the cured film even when the obtained cured product is used in a high humidity environment, and blisters and peeling can be prevented. Can be prevented.
  • Component (B) is a (meth) acrylate of an alkylene oxide adduct of alditol (excluding glycerol).
  • an alkylene oxide adduct of alditol hereinafter referred to as “AZ-RO”
  • AZ-RO alkylene oxide adduct of alditol
  • glycerol is excluded as alditol.
  • argitol which is a raw material compound of AZ-RO
  • various compounds can be used.
  • algitol include erythritol, threitol, ribitol, arabitol, xylitol, alitol, sorbitol (glycitol), mannitol, iditol, galactitol, and taritol, and it is preferable to use an easily available D-form. ..
  • erythritol, xylitol, sorbitol (glycitol), and mannitol are preferable and easily available D-forms because they are industrially easily available and the desired (meth) acrylate can be easily produced. Is more preferred, and D-sorbitol (D-glycitol) and D-mannitol are even more preferred.
  • D-sorbitol (D-glycitol) and D-mannitol are even more preferred.
  • These compounds are derived from plants and have a low environmental load.
  • algitol these compounds may be used alone, or two or more kinds thereof may be used in combination.
  • sorbitol is preferable as algitol.
  • Examples of the alkylene oxide unit in AZ-RO include ethylene oxide, propylene oxide, tetramethylene oxide, and a mixed unit of these alkylene oxides, and among these, the obtained (meth) acrylate has excellent curability. In that respect, ethylene oxide is preferred.
  • ethylene oxide is preferred.
  • the number of moles of alkylene oxide added in AZ-RO a compound having a large number of moles of addition is generally preferable because it is easy to handle and can reduce the inhibition of radical polymerization in the presence of oxygen.
  • the number of moles of alkylene oxide added in AZ-RO is preferably 1 to 20, more preferably 2 to 15.
  • AZ-RO dissolves only in hydrophilic solvents such as water and alcohol, and becomes a compound having one (meth) acryloyl group and an organic solvent in the transesterification reaction. Since it is difficult to dissolve, it is prevented that the transesterification reaction is difficult to proceed, and when the obtained (meth) acrylate is used as a curable composition, the compatibility with other components is prevented from being significantly lowered. can.
  • the number of moles of alkylene oxide added is 20 or less, the hardness of the cured product can be increased when the obtained (meth) acrylate is used as a curable composition.
  • the component (B) is produced by (meth) acrylate-forming AZ-RO.
  • a method for producing the component (B) a method of transesterifying AZ-RO and a monofunctional (meth) acrylate in the presence of an ester exchange catalyst, and a method of transesterifying AZ-RO and (meth) acrylate in the presence of an acid catalyst.
  • a method of dehydrating and esterifying acrylic acid can be mentioned, but a transesterification reaction is preferable.
  • alkylene oxide unit in the component (B) examples include ethylene oxide, propylene oxide, tetramethylene oxide, and a mixed unit of these alkylene oxides, and ethylene oxide is preferable in terms of excellent curability.
  • ethylene oxide is preferable in terms of excellent curability.
  • the number of moles of alkylene oxide added in the component (B) a compound having a large number of moles of addition is generally preferable because it is easy to handle and can reduce the inhibition of radical polymerization in the presence of oxygen.
  • the number of moles of alkylene oxide added in the component (B) is preferably 1 to 20, and more preferably 2 to 15.
  • AZ-RO dissolves only in hydrophilic solvents such as water and alcohol, and becomes difficult to dissolve in monofunctional (meth) acrylates and organic solvents in the transesterification reaction. , It is possible to prevent the transesterification reaction from becoming difficult to proceed, and to prevent the compatibility with other components from being significantly reduced when the obtained (meth) acrylate is used as a curable composition.
  • the number of moles of alkylene oxide added is 20 or less, the hardness of the cured product can be increased when the obtained (meth) acrylate is used as a curable composition.
  • component (B) (meth) acrylate obtained from an alkylene oxide adduct of sorbitol as AZ-RO is preferable.
  • the component (B) is preferably hydrophilic, more preferably water-soluble.
  • the curable composition becomes hydrophilic or water-soluble, and the obtained cured product also becomes hydrophilic or water-soluble.
  • the curable composition containing the component (B) can be used for various purposes, for example, an anti-fog coating agent, a self-cleaning coating agent, and a hydrophobic coating agent are hydrophilic. It can be used as a primer for coating on the base material of.
  • “hydrophilic” or "water-soluble” means a case where the solubility of distilled water with respect to the component (B) is 10% or more at a temperature of 22 ° C.
  • a mixture having a saponification value of 150 to 450 mgKOH / g is preferable, a mixture having a saponification value of 150 to 300 mgKOH / g is more preferable, and a saponification value of 200 to 280 mgKOH / g is particularly preferable.
  • the saponification value By setting the saponification value to 150 mgKOH / g or more, the cured product of the composition containing the component (B) can be made to have high hardness, and by setting the saponification value to 450 mgKOH / g or less, the component (A) can be obtained.
  • the saponification value in the present invention means that an ethanol solution of potassium hydroxide is added to a sample, heat-treated in a warm bath at 75 ° C. for 30 minutes, allowed to cool, and then based with an aqueous hydrochloric acid solution using a phenolphthalein solution as an indicator. Means the value obtained by titrating.
  • a mixture having a hydroxyl value of 10 mgKOH / g or more is preferable, a mixture having a hydroxyl value of 100 mgKOH / g or more is more preferable, particularly preferably 150 mgKOH / g, and a preferable upper limit is 600 mgKOH / g. be.
  • the component (B) can be made excellent in hydrophilicity or water solubility.
  • the hydroxyl value of the component (B) in the present invention is as defined by the hydroxyl value of the component (A).
  • component (B) a compound represented by the following general formula (3) is preferable.
  • R 14 to R 16 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms, and when there are a plurality of each of R 14 to R 16 They may be the same or different from each other.
  • X 1 to X 3 independently represent a hydrogen atom or a (meth) acryloyl group.
  • a plurality of X 2 may be the being the same or different
  • a plurality of R 15 may be the being the same or different
  • Each of a, b and c represents a positive number, and all of them do not become 0 at the same time, satisfying 0 ⁇ (a + nb + c) ⁇ 80.
  • n represents an integer of 2 to 4.
  • X 2 when n is 2, 3 and 4, respectively, X 2 are two in one molecule, the three and four with the compound.
  • X 2 is present 2 to 4 in one molecule, a plurality of X 2 may be the be the same or different.
  • the four X 2 also is a hydrogen atom, may be a (meth) acryloyl groups.
  • R 14 to R 16 are divalent aliphatic hydrocarbon groups having 2 to 4 carbon atoms, respectively.
  • the aliphatic hydrocarbon group include a linear aliphatic hydrocarbon group and a branched aliphatic hydrocarbon group.
  • Specific examples of the linear aliphatic hydrocarbon group include an ethylene group, a 1,3-propylene group (trimethylene group), a 1,4-butylene group (tetramethylene group) and the like.
  • Specific examples of the branched aliphatic hydrocarbon group include a 1,2-propylene group (isopropylene group) and a 1,1-dimethylethylene group (isobutylene group).
  • an ethylene group is preferable as R 14 to R 16.
  • R 15 when n is 2, 3 and 4, respectively, R 15 is 2, 3, and 4 with the compound in one molecule. Although 2 to 4 R 15s are present in one molecule, a plurality of R 15s may be the same or different from each other. The plurality of R 15s preferably have the same functional group.
  • the (meth) acrylate is preferably an acrylate from the viewpoint of reactivity during the transesterification reaction and quick curing of the component (B).
  • AZ-RO is as described in detail above.
  • Examples of the monofunctional (meth) acrylate used as a raw material for the component (B) include the same compounds as described above. Further, an alkoxyalkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, which promotes the dissolution of AZ-RO and exhibits extremely good reactivity, is more preferable, and 2-methoxyethyl (meth) acrylate is particularly preferable. Furthermore, as the monofunctional (meth) acrylate, acrylate is particularly preferable because it has excellent reactivity.
  • Monofunctional (meth) acrylate having a cyclic ether group such as spiro-2- (1,3-dioxolan-4-yl) methyl (meth) acrylate, 3-ethyl-3-oxetanylmethyl (meth) acrylate;
  • Monofunctional (meth) acrylates with imide groups such as (meth) acryloyl morpholine; and N- (2- (meth) acryloxyethyl) hexahydrophthalimide, and N- (2- (meth) acryloyloxyethyl) tetrahydrophthalimide. And so on.
  • component (D) a compound having an ethylenically unsaturated group other than the components (A), (B) and (C) and the components (A) to (D) described later
  • component (E) A (meth) acryloyl group is preferable, and an acryloyl group is more preferable, because the reactivity with [hereinafter, referred to as “component (E)”] is good and the curability is excellent.
  • Examples thereof include ions in which amines and ethylethanolamines are protonated, respectively.
  • Examples of the tertiary ammonium ion include trimethylamine, triethylamine, tri-1-propylamine, tri-2-propylamine, tri-n-butylamine, tri-2-butylamine, tri-1-pentylamine, and tri-2-pentyl.
  • Examples thereof include ions in which amines, diethylethanolamines, lauryldiethanolamines and bis (2-methoxyethyl) methylamines are protonated, respectively.
  • component (D) examples include the following components (D-1) and (D-2), both of which can be used.
  • Component (D-1) Compound consisting of a cation having an ethylenically unsaturated group in one molecule and an anion (D-2)
  • Component A compound having an ethylenically unsaturated group in one molecule and a cation Compound
  • cations having an ethylenically unsaturated group in one molecule include ethylammonium dimethylmono (meth) acrylate [quaternary ammonium ion of dimethylaminoethyl (meth) acrylate] and diethylmono (meth) acrylic.
  • Dialkyl mono (meth) alkylammonium acrylate ions such as ethylammonium acid acid [quaternary ammonium ion of diethylaminoethyl (meth) acrylate], and 1,2,2,6,6-pentamethyl-4- (meth) acrylate pipette.
  • Lidinium ions and the like can be mentioned as suitable ones. In the above-mentioned ammonium ion, the description of "N-", “N, N-” and the like indicating that it is a substituent on the nitrogen atom is omitted.
  • anions constituting the component (D-1) examples include halogen-based anions such as sulfonic acid derivatives, chloride ions, bromide ions and triflate, boron-based anions such as tetraphenylborate, and phosphorus-based anions such as hexafluorophosphate. Can be mentioned.
  • halogen-based anions such as sulfonic acid derivatives, chloride ions, bromide ions and triflate
  • boron-based anions such as tetraphenylborate
  • phosphorus-based anions such as hexafluorophosphate.
  • anion a sulfonic acid derivative is preferable.
  • the sulfonic acid derivative include an anion of a sulfonic acid having a polyoxyalkylene unit such as an anion of alkoxypolyethylene glycol sulfonic acid, an anion of an alkyl group-containing aromatic sulfonic acid such as an anion of isopropylbenzene sulfonic acid, and the like. Be done.
  • R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be branched
  • R 7 and R 8 are independent of each other.
  • it represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be branched
  • R 9 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be branched
  • X - is an alkyl.
  • R 6 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may be branched. Specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group and the like.
  • R 7 and R 8 are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms which may be branched independently of each other. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like.
  • R 9 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom which may be branched. Specific examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be branched in R 9 include the same groups as described above.
  • X - is an alkyl sulfate ion, a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate ion, a polyoxyalkylene alkyl phenyl ether sulfate ion, an alkyl sulfonic acid ion, an alkyl benzene sulfonic acid ion, or a halide ion.
  • the component (D) needs to be present near the surface of the cured film, but in general, the component having strong hydrophobicity is oriented on the surface of the coating film after the composition is applied. It's easy to do.
  • alkyl group in these groups an alkyl group having 6 or more carbon atoms is preferable so as to have high hydrophobicity, and an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable.
  • polyoxyalkylene units in these groups include polyoxyethylene units, polyoxypropylene units, polyoxytetramethylene units and the like.
  • halide ion include chloride ion and bromide ion.
  • the component (D-1) is preferably a compound composed of an alkylammonium ion of dialkylmono (meth) acrylate and an anion of sulfonic acid. Further, as the sulfonic acid anion, a sulfonic acid anion having a polyoxyalkylene unit is preferable.
  • R 5 Hydrogen atom or methyl group
  • R 6 Alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may be branched ⁇
  • R 7 and R 8 1 to 1 carbon atoms that may be branched independently 10 alkyl group
  • R 9 a hydrogen atom ⁇ X -: an alkylsulfate ion, polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, polyoxyalkylene alkyl phenyl ether sulfate, alkyl sulfonate ion, or alkyl benzene sulfonate ion
  • component (D-1) is a compound in which the cation having an ethylenically unsaturated group in one molecule is an alkylammonium dialkyl mono (meth) acrylate ion and the anion is a halogen-based anion.
  • the compound include a methyl chloride adduct of dimethylaminoethyl (meth) acrylate [(meth) acryloyloxyethyl trimethylammonium chloride] and an ethyl chloride adduct of diethylaminoethyl (meth) acrylate [(meth) acryloyl.
  • Oxyethyltriethylammonium chloride] and other dialkylaminoalkyl (meth) acrylate halogenated alkyl adducts [(meth) acryloyloxyalkyltrialkylammonium halide] and the like can be mentioned.
  • R 5 Hydrogen atom or methyl group
  • R 6 Alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may be branched
  • R 7 and R 8 1 to 1 carbon atoms that may be branched independently 10 alkyl group
  • R 9 alkyl groups ⁇ X branched 1 carbon atoms which may have ⁇ 10 -: a halide ion
  • component (D-1) a commercially available product can be used.
  • a compound having a cation containing a (meth) acryloyl group and an ammonium ion in the molecule and an anion the trade names "IL-MA1", “IL-MA2” and "IL-” manufactured by Koei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Examples of the compound having an anion and a cation containing an acryloyl group and an ammonium ion include trade names "JI-62C01” and "JI-63F01” manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd .; and a cation containing a methacryloyl group and an ammonium ion and an anion.
  • Examples of the compound having an alkyl sulfate as an example include the trade name "JNA-04006" manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.
  • Component (D-2) is a compound composed of an anion having an ethylenically unsaturated group in one molecule and a cation.
  • Specific examples of the component (D-2) include the following examples as examples in which the anionic group is a sulfonic acid ion. That is, the cation is an example of ammonium ion, polyoxyethylene-1- (allyloxymethyl) alkyl ether sulfate ammonium salt, polyoxyethylene nonylpropenylphenyl ether ammonium salt, ⁇ -sulfo- ⁇ - (1- (alkoxy).
  • Methyl-2- (2-propenyloxy) ethoxy) -poly (oxy-1,2-ethanediyl) ammonium salt bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylate sulfate ammonium salt, 2-Sodium sulfoethyl methacrylate, alkylallyl sulfosuccinate sodium salt, (meth) chryloyl polyoxyalkylene sulfate sodium salt, bis (polyoxyethylene polycyclic phenyl ether) methacrylate sulfate sodium salt, etc. Can be mentioned.
  • component (D-2) a commercially available product can be used. Specific examples thereof include polyoxyethylene-1- (allyloxymethyl) alkyl ether sulfate ammonium salts, which are trade names "Aquaron KH-10” and “Aqualon KH-1025” manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. , "Aqualon KH-05”; As the polyoxyethylene nonylpropenylphenyl ether ammonium sulfate salt, the trade names "Aquaron HS-10", “Aqualon HS-1025", “Aqualon BC-0515", and “Aqualon BC-10” manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
  • the components (D-1) and (D-2) and the component (D) may be selected according to the purpose.
  • the component (D) the component (D-1) is preferable because it is more excellent in anti-fog durability than the component (D-2).
  • the details of the reason why the component (D-1) is superior in anti-fog durability are unknown, but it is probably hydrophilic when the cations that are counterions constituting the component (D-2) are metal cations such as sodium and potassium. It is considered that these are easily eluted from the cured film when they come into contact with water because of their extremely high properties, and the anti-fog property is difficult to maintain.
  • Examples thereof include ketone solvents such as methyl isobutyl ketone, and ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate.
  • Examples of the reactive diluent include components (A) to (C) and components (E) described later.
  • the content ratio of the component (D) may be appropriately set according to the purpose, and is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 3 to 20% by weight, in 100% by weight of the total curable component.
  • the proportion of the component (D) is 1% by weight or more, the anti-fog property of the cured film becomes excellent, and when it is 30% by weight or less, the hydrophilicity is sufficient to impart anti-fog property and the length is long. It is a cured film that has both water resistance without swelling and peeling due to water absorption even when exposed to high temperature and high humidity for a long time.
  • the components (A) to (D) and other components described later When the components (A) to (D) and other components described later are mixed as necessary, they may be heated and stirred as necessary.
  • the temperature when heated, stirred and mixed is preferably in the range of 40 to 90 ° C.
  • the thermal polymerization initiator described later when blended, it is preferably carried out at 30 ° C. or lower in order to prevent polymerization during the production of the composition.
  • the viscosity of the composition may be appropriately set according to the intended use and purpose.
  • the viscosity of the composition of the present invention may be arbitrarily adjusted according to the coating method and purpose, and if it contains a viscous liquid or organic solvent that does not cause the coating film to repel after coating, this may be used. It is important that the film in which the solvent is volatilized in the coating and drying process exhibits a viscous liquid property that does not cause repelling. More specifically, when a coating device such as a bar coater is used, the composition of the present invention is a viscous composition because it contains the component (C), and the viscous liquid can be used as it is. Yes, the viscosity in this case is difficult to measure.
  • the composition of the present invention can be used as an active energy ray-curable composition or a thermosetting composition, but can be preferably used as an active energy ray-curable composition.
  • the composition of the present invention contains the above-mentioned components (A) to (D) as essential components, but various components can be blended depending on the purpose.
  • Specific examples of the other components include the component (E) [a compound having an ethylenically unsaturated group other than the above-mentioned components (A) to (D)] and the component (F) [not having an ethylenically unsaturated group].
  • a hydroxyl group-containing compound a photopolymerization initiator [hereinafter referred to as “(G) component”], a thermal polymerization initiator [hereinafter referred to as “(H) component”], and the like.
  • (G) component a photopolymerization initiator
  • (H) component a thermal polymerization initiator
  • these components will be described. As the other components described later, only one of the illustrated compounds may be used, or two or more of them may be used in combination.
  • Component (E) is a compound having an ethylenically unsaturated group other than the components (A) to (D).
  • the component (E) is a preferable component in order to improve the curability and surface hardness of the composition.
  • a (meth) acryloyl group is preferable, and an acryloyl group is more preferable, because the composition is excellent in curability.
  • (E1) component As the (E1) component, a compound having two (meth) acryloyl groups (hereinafter referred to as “bifunctional (meth) acrylate”) and a compound having three or more (meth) acryloyl groups (hereinafter referred to as “bifunctional (meth) acrylate”).
  • bifunctional (meth) acrylate a compound having two (meth) acryloyl groups
  • bifunctional (meth) acrylate a compound having three or more (meth) acryloyl groups
  • trifunctional or higher functional (meth) acrylate examples include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri or tetra (meth) acrylate, trimethylolpropane tri or tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol tri.
  • a commercially available product is usually sold as a mixture of a compound having a hydroxyl group and a compound having no hydroxyl group.
  • pentaerythritol tetra (meth) acrylates are sold as mixtures containing di, tri and tetra (meth) acrylates
  • dipentaerythritol hexa (meth) acrylates are di, tri, tetra, penta and hexa (meth) acrylates.
  • a mixture of a compound having a hydroxyl group and a compound having no hydroxyl group can be used as the component (E1).
  • Component (E2) is a compound having one ethylenically unsaturated group other than the components (A) to (D).
  • the component (E2) is an arbitrary component used for adjusting the viscosity and other physical characteristics of the composition, and various components can be used.
  • Examples of the component (E2) include a (meth) acrylate having one (meth) acryloyl group [hereinafter referred to as “monofunctional (meth) acrylate”] and a (meth) acryloyl group having one (meth) acryloyl group. ) Acrylamide compounds [hereinafter referred to as "monofunctional (meth) acrylamide”] and the like can be mentioned.
  • Monofunctional (meth) acrylate having an alicyclic group of Aromatic monofunctional (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, o-phenylphenoxy (meth) acrylate and p-cumylphenol ethylene (meth) acrylate;
  • Mono (meth) acrylates of polyols such as trimethylolpropane mono (meth) acrylate, mono (meth) acrylate of pentaerythritol, ditrimethylolpropane mono (meth) acrylate
  • the content ratio of the component (E2) may be appropriately set according to the compounding component, particularly according to the type and ratio of the component (E1), and according to the base material to be applied.
  • the content ratio of the component (E2) is preferably 1 to 45 parts by weight, more preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the curable components. It is more preferably 10 to 20 parts by weight.
  • the physical properties can be adjusted without impairing the excellent substrate adhesion, which is a feature of the composition of the present invention.
  • the content ratio is 25 to 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable components because the cured film has excellent adhesion to the substrate.
  • Component (E) A preferred example of the component (X) is a compound having a hydroxyl group and one (meth) acryloyl group [hereinafter referred to as “hydroxyl-containing monofunctional (meth) acrylate”], and a hydroxyl group.
  • hydroxyl-containing polyfunctional (meth) acrylate examples include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate; Mono (meth) acrylates of polyols such as trimethylolpropane mono (meth) acrylates, mono (meth) acrylates of pentaerythritol, ditrimethylolpropane mono (meth) acrylates and dipentaerythritol mono (meth) acrylates; and these polyol alkylene oxides.
  • Examples thereof include mono (meth) acrylates as additives.
  • Examples of hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylates include trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol di or tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate and dipentaerythritol di.
  • a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth) acrylate is preferable because the cured film repeatedly has excellent anti-fog properties and excellent surface hardness.
  • the specific example is as described above.
  • di (meth) acrylate of isocyanuric acid alkylene oxide adduct, di or tri (meth) acrylate of pentaerythritol, and di, tri, tetra or penta (di, tri, tetra or penta) of dipentaerythritol ( Meta) acrylate is preferred.
  • composition of the present invention preferably does not contain a hydroxyl group-containing compound having no ethylenically unsaturated group, which is a component of (F), or even if it contains a small amount. Specifically, it is preferably 3 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the total curable component. By setting the proportion of the component (F) to 3 parts by weight or less, the anti-fog property can be repeatedly improved.
  • the component (D) is often a solid compound, and usually, a hydroxyl group-containing compound having no ethylenically unsaturated group such as an alcohol solvent is used to facilitate compounding and handling of mixing.
  • Component (F) is often contained as an organic solvent.
  • the component (F) such as an alcohol solvent
  • the component (D) becomes a compound having almost no ethylenically unsaturated bond (hereinafter, "by-product D”).
  • -F ") the by-products DF are not chemically bonded to the cured film, and although the anti-fog property immediately after the formation of the cured film is good, the influence of the moisture adhering to the surface of the cured film is good.
  • the by-product DF was washed away, and the ionic group derived from the component (D) disappeared in the cured film, so that it became clear that there was a problem in anti-fog sustainability.
  • this problem can be solved by setting the component (F) to 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the curable component in total.
  • component (F) examples include alcohol compounds such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol; alkylene glycol monoether compounds such as ethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether; and acetone alcohols such as diacetone alcohol. ..
  • Water is not included in the component (F). Since water does not cause the Michael addition reaction that causes the repeated deterioration of anti-fog property, water may be contained in the composition as long as it is about several%, preferably 5% by weight or less in the composition.
  • component (F) is a component that causes a problem when the composition is stored for a long period of time, and the above problem does not occur when the composition is blended before coating.
  • Component (G) When the composition of the present invention is used as an active energy ray-curable composition and further used as an electron beam-curable composition, the component (G) (photopolymerization initiator) is not contained and electrons are used. It can also be cured by wire.
  • the component (G) is further added from the viewpoint of easiness of curing and cost. It is preferable to contain it.
  • the component (G) in the present invention various known photopolymerization initiators can be used.
  • the component (G) is preferably a photoradical polymerization initiator.
  • Specific examples of the component (G) include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1-one.
  • Benzophenone compounds such as benzophenone, 4-phenylbenzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone and 4-benzoyl-4'-methyldiphenylsulfide; ⁇ -ketoester compounds such as methylbenzoylformate, 2- (2-oxo-2-phenylacetoxyethoxy) ethyl ester of oxyphenylacetic acid and 2- (2-hydroxyethoxy) ethyl ester of oxyphenylacetic acid; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide Phenyloxide compounds such as; Benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and be
  • the content ratio of the component (G) is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the curable components. It is particularly preferable that the amount is up to 5 parts by weight. Within the above range, the curability of the composition is excellent, and the scratch resistance of the obtained cured film is excellent.
  • Component (H) is a thermosetting initiator, and when the composition is used as a thermosetting composition, the component (H) can be blended.
  • the composition of the present invention can also be heat-cured by blending a thermal polymerization initiator.
  • the thermal polymerization initiator various compounds can be used, and organic peroxides and azo-based initiators are preferable.
  • organic peroxide examples include 1,1-bis (t-butylperoxy) 2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, and 1 , 1-bis (t-hexyl peroxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 2, , 2-bis (4,4-di-butylperoxycyclohexyl) propane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, 2,5-dimethyl-2,5-dimethyl
  • azo compounds include 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, and 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile. , Azodi-t-octane, azodi-t-butane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the organic peroxide can be combined with a reducing agent to cause a redox reaction.
  • the content ratio of the component (H) is preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable component.
  • the thermal polymerization initiator may be carried out according to the usual means of radical thermal polymerization, and in some cases, it may be used in combination with the component (G) (photopolymerization initiator), and after photocuring, the reaction rate is further increased. It is also possible to carry out thermosetting for the purpose of improving.
  • additives can be used, and for example, an organic solvent, an antifogging modifier, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an acidic substance, and an antioxidant can be used.
  • examples thereof include agents, surface modifiers, hydrophilic polymers, fillers, silane coupling agents, acid generators, pigments, dyes, tackifiers and polymerization inhibitors.
  • organic solvents, anti-fog modifiers, UV absorbers, light stabilizers, acidic substances, antioxidants, surface modifiers, hydrophilic polymers, hydrophobic polymers and fillers explain.
  • the composition of the present invention can be used without a solvent, but various organic solvents can be used for the purpose of adjusting the coating viscosity and the film thickness.
  • organic solvent it is preferable to use a compound that does not correspond to the component (F).
  • aromatic compounds such as benzene, toluene and xylene; propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate, butyl acetate and the like.
  • Ester compounds; ketone compounds such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ether compounds such as dibutyl ether; and N-methylpyrrolidone and the like.
  • the component (F) may be blended immediately before the composition is applied.
  • Specific examples in this case include the above-mentioned compounds.
  • the content ratio of the organic solvent is preferably 0.01 to 200 parts by weight, more preferably 10 to 150 parts by weight, and 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable component. It is more preferably by weight.
  • the cured film is repeatedly excellent in anti-fog property, but for the purpose of further improving the initial anti-fog property, anti-fog modification is performed within a range that does not adversely affect the repeat anti-fog property of the present invention.
  • Pawnbrokers can be added.
  • the antifogging modifier include an ionic surfactant having no ethylenically unsaturated group and a nonionic surfactant having an ethylenically unsaturated group.
  • ionic surfactant having no ethylenically unsaturated group known ones can be used, and examples thereof include anionic surfactants, cationic surfactants, and zwitterionic surfactants. ..
  • Anionic surfactants include dialkyl sulfosuccinates such as di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate sodium salt and di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate ammonium salt; fatty acid salts such as sodium oleate and potassium oleate; lauryl.
  • Higher alcohol sulfate esters such as sodium sulfate and ammonium lauryl sulfate; alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate; alkylnaphthalene sulfonates of sodium alkylnaphthalene sulfonate; sodium naphthalenesulfonate formalin condensates; dialkyl phosphate salts; and polyoxy Polyoxyethylene sulfate salts such as ethylene alkylphenyl ether sodium sulfate are used.
  • dialkyl sulfosuccinate is preferable because it is more excellent in initial anti-fog property.
  • Dialkyl sulfosuccinates are commercially available and commercially available products can be used.
  • As the sodium sulfosuccinate (2-ethylhexyl) salt Rikasurf P-10 (solution of the same compound), M-30 (solution of the same compound) and G-30 (propylene glycol of the same compound) manufactured by Shin Nihon Rika Co., Ltd. / Water mixed solution), and Lapizol A30, A70, A80, and A90 manufactured by Nichiyu Co., Ltd. can be mentioned.
  • di (2-ethylhexyl) ammonium salt sulfosuccinate examples include Rikasurf G-600 [propylene glycol / water mixed solution of the same compound] manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.
  • Cationic surfactants include amine salts such as ethanolamines, laurylamine acetate, triethanolamine monoaterate, stearamide ethyldiethylamine acetate, lauryltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, and dilauryldimethylammonium chloride. , Terrical ammonium salts such as distearyldimethylammonium chloride, lauryldimethylbenzylammonium chloride and stearyldimethylbenzylammonium chloride.
  • zwitterionic surfactant examples include fatty acid type zwitterionic surfactants such as dimethylalkyllaurylbetaine and dimethylalkylstearylbetaine, sulfonic acid type zwitterionic surfactants such as dimethylalkylsulfobetaine, and alkylglycine. Can be mentioned.
  • anionic surfactants having no ethylenically unsaturated group
  • anionic surfactants are preferable in that they are more excellent in initial antifogging property, and dialkylsulfosuccinate is more preferable as described above.
  • nonionic surfactant having an ethylenically unsaturated group examples include an ethylenically unsaturated group such as a vinyl group, an allyl group and a propenyl group, and a compound having a nonionic group such as a polyoxyalkylene structure.
  • the content ratio of the anti-fog modifier is preferably 0.1 to 10% by weight in 100% by weight of the total amount of the composition of the present invention.
  • the initial anti-fog property can be excellent without impairing the repeated anti-fog property of the cured film.
  • UV absorber Specific examples include 2- [4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl)-.
  • Ultraviolet absorbers are used for the purpose of suppressing discoloration of plastic substrates that are prone to yellowing due to irradiation with active energy rays, and when articles with a cured film are used outdoors, deterioration of the articles due to sunlight. It is used for the purpose of preventing.
  • the content ratio of the ultraviolet absorber is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.05 to 5 parts by weight, and 0. It is more preferably 1 to 2 parts by weight.
  • a known light stabilizer can be used, and among them, a hindered amine-based light stabilizer (HALS) is preferably mentioned.
  • HALS hindered amine-based light stabilizer
  • Specific examples of the hindered amine-based light stabilizer include bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) sebacate and methyl (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) sebacate.
  • hindered amine-based light stabilizers include TINUVIN 111FDL, TINUVIN123, TINUVIN 144, TINUVIN 152, TINUVIN 292, and TINUVIN 5100 manufactured by BASF.
  • the content ratio of the light stabilizer is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.05 to 2 parts by weight, and 0. It is more preferably 1 to 1 part by weight.
  • the composition of the present invention is excellent as an adhesive material to a base material such as plastic, but the adhesiveness can be further improved by adding an acidic substance.
  • the acidic substance include a photoacid generator that generates an acid by irradiation with active energy rays, an inorganic acid, and an organic acid.
  • the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and the like.
  • the organic acid include p-toluenesulfonic acid and organic sulfonic acid compounds such as methanesulfonic acid.
  • an inorganic acid or an organic acid is preferable, an organic sulfonic acid compound which is an organic acid is more preferable, an aromatic sulfonic acid compound is further preferable, and p-toluene sulfonic acid is particularly preferable.
  • the content ratio of the acidic substance is preferably 0.0001 to 5 parts by weight, more preferably 0.0001 to 1 part by weight, and 0.0005 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable components. It is more preferably about 0.5 parts by weight. When the content ratio of the acidic substance is in the above range, the cured film is more excellent in adhesion to the base material, and problems such as corrosion of the base material and decomposition of other components can be prevented.
  • the composition of the present invention may further contain an antioxidant for the purpose of improving the heat resistance and weather resistance of the cured film.
  • an antioxidant for the purpose of improving the heat resistance and weather resistance of the cured film.
  • examples of the antioxidant used in the present invention include a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, a sulfur-based antioxidant, and the like.
  • the phenolic antioxidant for example, hindered phenols such as dit-butylhydroxytoluene can be preferably mentioned.
  • examples of commercially available products include AO-20, AO-30, AO-40, AO-50, AO-60, AO-70, and AO-80 manufactured by ADEKA CORPORATION.
  • Preferred examples of the phosphorus-based antioxidant include phosphines such as trialkylphosphine and triarylphosphine, and trialkyl phosphite and triaryl phosphite.
  • phosphines such as trialkylphosphine and triarylphosphine
  • trialkyl phosphite and triaryl phosphite Commercially available products of these derivatives include, for example, ADEKA CORPORATION PEP-4C, PEP-8, PEP-24G, PEP-36, HP-10, 260, 522A, 329K, 1178, 1500, 135A, 3010.
  • sulfur-based antioxidant include thioether-based compounds, and examples of commercially available products include AO-23, AO-412S, and AO-503A manufactured by ADEKA CORPORATION.
  • the content ratio of the antioxidant is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight, in 100% by weight of the total amount of the composition of the present invention.
  • the content of the antioxidant is within the above range, the stability of the composition is excellent, and the curability and adhesive strength are good.
  • a surface modifier may be added for the purpose of enhancing the leveling property at the time of coating, increasing the slipperiness of the cured film and enhancing the scratch resistance, and the like.
  • the surface modifier include a surface conditioner, a surfactant other than the above, a leveling agent, a defoaming agent, a slipperiness imparting agent, an antifouling property imparting agent, and the like, and a known surface modifier should be used. Can be done. Among them, a silicone-based surface modifier and a fluorine-based surface modifier are preferably mentioned.
  • Specific examples include a silicone polymer and oligomer having a silicone chain and a polyalkylene oxide chain, a silicone polymer and an oligomer having a silicone chain and a polyester chain, and a fluoropolymer having a perfluoroalkyl group and a polyalkylene oxide chain. And oligomers, as well as fluoropolymers and oligomers having a perfluoroalkyl ether chain and a polyalkylene oxide chain. Further, a surface modifier having an ethylenically unsaturated group, preferably a (meth) acryloyl group in the molecule may be used for the purpose of enhancing the sustainability of slipperiness.
  • the content ratio of the surface modifier is preferably 0.01 to 1.0% by weight in the total amount of 100% by weight of the composition of the present invention.
  • the content ratio of the surface modifier is in the above range, the surface smoothness of the cured film is excellent.
  • ⁇ Hydrophilic polymer> When the curable composition of the present invention is applied to a base material, cissing or the like may occur in the coating film after the composition is applied to the base material and dried depending on the type of the base material to be applied and the coating method. , The finally obtained cured film may have a poor appearance. In this case, it is preferable to add a hydrophilic polymer to the curable composition for the purpose of preventing repelling of the coating film.
  • hydrophilic polymer examples include polymers having a hydrophilic group.
  • hydrophilic group examples include an acidic group, a hydroxyl group, a quaternary base and the like, and an acidic group is preferable.
  • acidic group examples include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group and the like, and a carboxyl group or a sulfonic acid group is preferable, and a carboxyl group is more preferable.
  • Examples of the quaternary base include a trialkylammonium halide group such as a trimethylammonium chloride group (a methyl chloride adduct to a dimethylamino group) and a triethylammonium chloride group (an ethyl chloride adduct to a diethylamino group), and a dimethylammonium sulfoxide.
  • a trialkylammonium halide group such as a trimethylammonium chloride group (a methyl chloride adduct to a dimethylamino group) and a triethylammonium chloride group (an ethyl chloride adduct to a diethylamino group)
  • a dimethylammonium sulfoxide examples include a sulfoxide group of dialkylammonium such as a group (adduct of sulfuric acid to a dimethylamino group) and a diethylammonium
  • a neutralized salt in which a part or all of the acidic groups are neutralized is preferable.
  • a method for producing a neutralized salt of the acidic group-containing polymer a method for producing a neutralized salt using a neutralized salt as a raw material vinyl-based monomer, and a method for producing an acidic group-containing polymer and then neutralizing the polymer. Examples include a manufacturing method.
  • hydrophilic polymer a polymer containing a vinyl-based monomer having a hydrophilic group as an essential constituent monomer unit is preferable.
  • vinyl-based monomer having a hydrophilic group examples include a vinyl-based monomer having an acidic group and a vinyl-based monomer having a hydroxyl group.
  • Examples of the vinyl-based monomer having an acidic group include an ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group, an ethylenically unsaturated compound having a sulfonic acid group, and an ethylenically unsaturated compound having a phosphoric acid group.
  • Examples of the ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, and salts of these compounds.
  • Examples of the ethylenically unsaturated compound having a sulfonic acid group include acrylamide2-methylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, and (meth) allylsulfonic acid.
  • Examples of the ethylenically unsaturated compound having a phosphoric acid group include a phosphoric acid group-containing (meth) acrylate such as an esterified product of phosphoric acid and (meth) acrylic acid.
  • the acidic group-containing polymer is a neutralized salt in which a part or all of the acidic groups are neutralized, it is preferable to use the neutralized salt as the vinyl-based monomer having an acidic group.
  • alkaline compound for forming the neutralizing salt of the vinyl-based monomer having an acidic group examples include hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; ammonia; and triethylamine and triethanol. Examples thereof include amine compounds such as amine.
  • Examples of the vinyl-based monomer having a hydroxyl group include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate.
  • vinyl-based monomers having a quaternary base examples include (meth) acryloyloxyalkyltrialkylammonium halides such as (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and (meth) acryloyloxyethyltriethylammonium chloride, and (meth).
  • examples thereof include (meth) acryloyloxyalkyldialkylammonium sulfoxide such as acryloyloxyethyl dimethylammonium sulfoxide and (meth) acryloyloxyethyl diethylammonium sulfoxide.
  • the hydrophilic polymer may be a copolymer of a vinyl-based monomer (hereinafter referred to as “other monomer”) other than the vinyl-based monomer having a hydrophilic group.
  • Other monomers include alkyl (meth) acrylate, alkylaminoalkyl (meth) acrylate, styrene, alkyl vinyl ether, vinylidene chloride, (meth) acrylamide, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, vinyl acetate, vinylpyrrolidone, etc. Examples thereof include (meth) acrylonitrile and (meth) acryloylmorpholine.
  • Alkyl (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, and nonyl (meth) acrylate. ) Acrylate, decyl (meth) acrylate and the like can be mentioned. Examples of the dialkylaminoalkyl (meth) acrylate include dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate.
  • a polymer having an unsaturated group such as a vinyl group or a (meth) acryloyl group can be further used in the polymer.
  • the polymer include a polymer in which a vinyl-based monomer having at least a quaternary base and a glycidyl (meth) acrylate are used as constituent monomer units, to which (meth) acrylic acid is added, at least 4.
  • examples thereof include a vinyl-based monomer having a class base and a polymer in which glycidyl (meth) acrylate is added to a polymer having (meth) acrylic acid as a constituent monomer unit.
  • the Mw is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 7,000 to 30,000.
  • Mw of the hydrophilic polymer means a value obtained by GPC using standard polystyrene as a calibration curve, and is a value measured before neutralizing an acidic group such as carboxylic acid as an acid component. be.
  • GPC measurement cannot be performed when an amine-based monomer is contained as another monomer, ordinary alkyl (meth) acrylate is used instead of these components, and the same polymerization temperature, initiator concentration, and monomer are used. It means a value obtained by using the GPC measurement result of the polymer polymerized under the conditions such as concentration and solvent concentration as an estimated value.
  • hydrophilic polymer one produced by using the above-mentioned monomer according to the usual polymerization can be used.
  • a radical polymerization method a living anion polymerization method, a living radical polymerization method and the like can be mentioned.
  • a form of polymerization for example, a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method and the like can be mentioned.
  • a low molecular weight polymer is to be produced by a usual polymerization method, it is usually necessary to increase the amount of chain transfer agent and polymerization initiator.
  • the cured film is easily colored by irradiation with active energy rays, and when a polymer using a large amount of a polymerization initiator is used, the storage stability of the composition is stable. Is likely to decrease. Therefore, a polymer produced by high-temperature polymerization that does not require a large amount of chain transfer agent or polymerization initiator is preferable.
  • the temperature of the high temperature polymerization is preferably 160 to 350 ° C, more preferably 180 to 300 ° C.
  • the form of the hydrophilic polymer may be selected according to the intended purpose, and examples thereof include a solution of the hydrophilic polymer, a dispersion liquid of the hydrophilic polymer, and a powder.
  • Specific examples thereof include an organic solvent solution of a hydrophilic polymer, an aqueous solution or an aqueous dispersion of a hydrophilic polymer, a mixed solution or water powder of an organic solvent and water of a hydrophilic polymer, and a powder.
  • an aqueous solution or an aqueous dispersion of a hydrophilic polymer, an organic solvent solution, a mixed solution of an organic solvent and water of a hydrophilic polymer, or a water spray is preferable because of its excellent solubility in a composition.
  • the solid content of the hydrophilic polymer solution and the dispersion is preferably 3 to 70% by weight.
  • the viscosity of the hydrophilic polymer solution and the dispersion is preferably 5 to 20,000 mPa ⁇ s
  • Polymers having a quaternary base in hydrophilic polymers are commercially available, and examples thereof include Acryt 8WX-30, 8WX-022A, and 8WX-046-NS manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd.
  • the content ratio of the hydrophilic polymer is preferably 0.5 to 50 parts by weight based on the solid content in either the aqueous solution or the aqueous dispersion with respect to 100 parts by weight of the total amount of the composition. , More preferably 2 to 30 parts by weight.
  • the content ratio of the hydrophilic polymer is preferably 0.5 to 50 parts by weight based on the solid content in either the aqueous solution or the aqueous dispersion with respect to 100 parts by weight of the total amount of the composition. , More preferably 2 to 30 parts by weight.
  • the hydrophobic polymer By blending the hydrophobic polymer with the composition, the composition can be thickened and adjusted to an appropriate viscosity with a small amount of blending, and the cured film does not have antifogging property and is not lowered, and the ABS resin is used. It can be made to have excellent adhesion to plastics which do not have sufficient solvent resistance to ketone solvents and ester solvents such as.
  • the hydrophobic polymer means a polymer having no hydrophilic group in the polymer. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group and an acidic group such as a carboxyl group, a sulfone group and a phosphoric acid group.
  • hydrophobic polymer examples include polyurethane, poly (meth) acrylate, polyamide, polyurea, nylon, polystyrene, polyethylene and polypropylene, and poly (meth) acrylate is preferable.
  • the weight average molecular weight of the component (C) (hereinafter referred to as “Mw”) is preferably 100,000 to 5,000,000, more preferably 200,000 to 2,000,000.
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw weight average molecular weight of the component (C)
  • Mw means a value obtained by gel permeation chromatography (hereinafter referred to
  • the hydrophobic polymer is preferably in the form of particles, and the average particle size thereof is preferably 1 to 15 ⁇ m, more preferably 4 to 12 ⁇ m.
  • the average particle size in the present invention means a value measured at a wavelength of 680 nm by a laser diffraction method.
  • the content ratio of the hydrophobic polymer it is preferable that the viscosity can be increased with a smaller amount of addition in consideration of the influence on the anti-fog property, and the total amount of the composition excluding the organic solvent, that is, the solid content of the composition. With respect to 100 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight is preferable, and 0.5 to 5 parts by weight is more preferable.
  • the composition of the present invention contains an organic solvent and the components (A), (B), (C) and / or (E) have low viscosities
  • the composition is spray-coated or spin-coated.
  • the subsequent drying step when the organic solvent volatilizes, the composition may repel on the substrate, resulting in a poor appearance of the coating film.
  • a filler to the composition to thicken the composition because it can prevent cissing after drying.
  • the filler either an inorganic filler or an organic filler can be used, and an organic filler is preferable.
  • the inorganic filler examples include inorganic compounds such as silica and alumina.
  • the filler is preferably in the form of particles, and the average particle size thereof is preferably 1 to 15 ⁇ m, more preferably 4 to 12 ⁇ m.
  • the content ratio of the filler it is preferable that the thickening can be performed with a smaller amount of addition in consideration of the influence on the anti-fog property, and 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the composition excluding the organic solvent. Is preferable, and 0.5 to 5 parts by weight is more preferable.
  • a conventional method may be followed.
  • a method of applying the composition to the applied substrate by a usual coating method and then irradiating it with active energy rays or heating it to cure it can be mentioned.
  • a general method known as a conventional curing method may be adopted.
  • the composition is adhered to the substrate by using the component (G) (photopolymerization initiator) and the component (H) (thermal polymerization initiator) in combination, irradiating the composition with active energy rays, and then heat-curing the composition.
  • a method of improving the sex can also be adopted.
  • the curable composition is an active energy ray-curable composition
  • the antifogging property may decrease when heated for a long time.
  • a method in which an inert gas such as nitrogen gas is supplied, the method of irradiating the active energy rays in the atmosphere of the inert gas, and then the heating is performed is preferable because the deterioration of the antifogging property can be prevented.
  • Examples of the base material to which the composition of the present invention can be applied include inorganic materials, plastics, paper and the like, which can be applied to various materials.
  • Examples of the inorganic material include glass, metal, mortar, concrete and stone, and examples of the metal include steel plates, metals such as aluminum and chromium, and metal oxides such as zinc oxide (ZnO) and indium tin oxide (ITO). Can be mentioned.
  • plastic examples include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ABS resin, polyvinyl alcohol, cellulose acetate resins such as triacetyl cellulose and diacetyl cellulose, acrylic resin, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyarylate, polyether sulfone, norbornene and the like.
  • polyolefins such as polyethylene and polypropylene
  • ABS resin polyvinyl alcohol
  • cellulose acetate resins such as triacetyl cellulose and diacetyl cellulose
  • acrylic resin polyethylene terephthalate
  • polycarbonate polycarbonate
  • polyarylate polyether sulfone
  • norbornene norbornene and the like.
  • examples thereof include cyclic polyolefin resins, polyvinyl chlorides, epoxy resins and polyurethane resins using the cyclic olefins of the above as monomers.
  • the composition of the present invention has excellent adhesion to plastics, and therefore can be preferably applied to plastics.
  • the plastic it can be preferably applied to a resin that does not have sufficient solvent resistance to a ketone solvent such as ABS resin and an ester solvent.
  • the resin that does not have sufficient solvent resistance to the ketone solvent and the ester solvent is a thermoplastic resin, and the weight obtained by polymerizing a compound having an ethylenically unsaturated group. Means coalesced and polycarbonate.
  • the method for applying the composition of the present invention to the substrate may be appropriately set according to the intended purpose, and is a bar coater, an applicator, a doctor blade, a dip coater, a roll coater, a spin coater, a flow coater, a knife coater, and a comma.
  • a bar coater an applicator, a doctor blade, a dip coater, a roll coater, a spin coater, a flow coater, a knife coater, and a comma.
  • Examples thereof include a method of coating with a coater, a reverse roll coater, a die coater, a lip coater, a spray coater, a gravure coater, a micro gravure coater and the like.
  • the film thickness of the composition cured film with respect to the base material may be appropriately set according to the purpose.
  • the thickness of the cured film may be selected depending on the use of the substrate to be used and the application of the produced substrate having the cured film, but is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 2 to 40 ⁇ m. ..
  • the base material is coated and then heated and dried to evaporate the organic solvent.
  • the drying temperature is not particularly limited as long as the applied base material is at or below a temperature at which problems such as deformation do not occur.
  • the preferred heating temperature is 40 to 100 ° C.
  • the drying time may be appropriately set depending on the substrate to be applied and the heating temperature, and is preferably 0.5 to 20 minutes.
  • examples of the active energy ray for curing include electron beam, ultraviolet ray and visible light, but ultraviolet ray or visible light ray is preferable, and ultraviolet ray is preferable. Especially preferable.
  • examples of the ultraviolet irradiation device include a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an ultraviolet (UV) electrodeless lamp, and a light emitting diode (LED).
  • the irradiation energy should be appropriately set according to the type and composition of the active energy rays. For example, when a high-pressure mercury lamp is used, the irradiation energy in the UV-A region is 100 to 8,000 mJ /.
  • cm 2 is preferable, and 200 to 3,000 mJ / cm 2 is more preferable.
  • the irradiation energy is 1,000 mJ / cm 2 or more, it is preferable to add the above-mentioned anti-fog modifier from the viewpoint of the anti-fog performance of the cured film.
  • the cured film can be obtained by allowing the cured film to stand in a heatable dryer or the like.
  • the heating temperature may be appropriately set according to the substrate to be used and the purpose, and is preferably 40 to 180 ° C.
  • the temperature is preferably 120 ° C. or lower because the base material may be deformed if the temperature is too high.
  • the heating time may be appropriately set depending on the substrate to be applied and the heating temperature, and is preferably 0.5 to 60 minutes.
  • composition of the present invention can be used for various purposes, and specific examples thereof include anti-fog coating agents.
  • the coating agent include protective glasses, goggles, bathroom inner walls, kitchen parts, and anti-fog coating agents for glass and plastic used in headlamp covers and rear lamp covers of automobiles and motorcycles. Be done. Furthermore, for coating the back surface of headlamps and rear lamp covers of automobiles and motorcycles used under harsh conditions, and for coatings such as protective eyeglasses and goggles used underwater that require high visibility. It can be preferably applied.
  • the pressure in the reaction system was adjusted in the range of 110 to 760 mmHg while heating and stirring in the reaction solution temperature range of 100 to 130 ° C., and 2-methoxyethanol produced as a by-product with the progress of the transesterification reaction with MCA (hereinafter, ""
  • the mixed solution with "MEL”) was withdrawn from the reaction system via a rectification column and a cooling tube.
  • MCA having the same weight as that of the withdrawal solution was added to the reaction system at any time. Eighteen hours after the start of heating and stirring, the pressure in the reaction system was returned to normal pressure to complete the extraction. As a result of determining the acrylateization rate of the hydroxyl group of GLY from the amount of MEL produced, it was 58 mol%.
  • A-1 As a result of calculating the purity of each component contained in A-1 by the following formula (1) using HPLC equipped with a UV detector, GLY-DA was 62%, and glycerin triacrylate (hereinafter, "GLY-”). “TA”) was 33%, and glycerin monoacrylate (hereinafter referred to as "GLY-MA”) was 5%.
  • the obtained A-1 had a viscosity of 43 mPa ⁇ s (25 ° C.) and a hydroxyl value of 238 mgKOH / g. It was Mw: 314 as measured by GPC.
  • HPLC measurement conditions / equipment ACQUITY UPLC manufactured by Waters Corp.
  • Detector UV detector
  • Detection wavelength 210nm
  • -Column ACQUITY UPLC BEH C18 (Part No. 186002350, column inner diameter 2.1 mm, column length 50 mm) manufactured by Waters Corp.
  • -Column temperature 40 ° C -Eluent composition: 0.03 wt% trifluoroacetic acid aqueous solution and methanol mixed solution-Eluent flow rate: 0.3 mL / min
  • Viscosity measurement conditions The viscosity at 25 ° C was measured using an E-type viscometer (cone plate type viscometer).
  • ⁇ Hydroxylity value measurement conditions Add an acetylation reagent to the sample and heat-treat it in a warm bath at 92 ° C for 1 hour. After allowing to cool, a small amount of water is added and heat treatment is performed in a warm bath at 92 ° C. for 10 minutes. After allowing to cool, the acid was titrated with a potassium hydroxide ethanol solution using a phenolphthalein solution as an indicator to determine the hydroxyl value.
  • the detection peaks derived from A-1 the detection peaks derived from monofunctional (meth) acrylate, solvent, and peaks having a slower retention time than those derived from water are not considered in the calculation of Mw.
  • Mw was calculated by regarding a plurality of other detected peaks as one peak.
  • the acrylate conversion rate of the hydroxyl group by the transesterification reaction was determined from the amount of MEL produced by liquid chromatography and found to be 37 mol%.
  • the quantification of MEL is performed by a high performance liquid chromatograph equipped with a differential refractometer (column: Atlantis (Part No. 186003748, column inner diameter 4.6 mm, column length 250 mm) manufactured by Japan Waters Co., Ltd.), solvent: pure. Water or 10% by volume isopropanol aqueous solution) was used, and the procedure was carried out by the internal standard method.
  • Acrylation rate (mol%) number of moles of MEL produced as a by-product with the progress of transesterification reaction / (number of moles of alcohol used as raw material x number of alcoholic hydroxyl groups of alcohol molecule used as raw material) x 100
  • ⁇ Peroxide Concentration Measurement Conditions Isopropyl alcohol, glacial acetic acid, and potassium iodide aqueous solution were added to the sorbitol alkylene oxide adduct and heated in a hot water bath at 85 ° C. for 3 minutes to generate iodine. Then, the treatment liquid was taken out from the hot water bath, and iodine was titrated with sodium thiosulfate before the temperature of the treatment liquid became 40 ° C. or lower. The concentration of active oxygen was calculated from the titration amount and used as the peroxide concentration.
  • Component (D) and Mixture of Component (F) -JI-62C01 Propylene glycol monomethyl ether (hereinafter referred to as "D-1-1") of a compound having an anion and a cation having an acryloyl group and an ammonium ion (hereinafter referred to as "D-1-1").
  • D-1-1 Propylene glycol monomethyl ether
  • PGME 50% solution
  • component mixture -JI-64C02 50% solution of D-1-1 and A-1 [manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., trade name: JI-64C01].
  • the curable composition of the present invention can be preferably used as an active energy ray-curable composition, and the obtained cured film is excellent in anti-fog property and adhesion to various substrates even under harsh conditions. It is a thing. Therefore, the curable composition of the present invention includes protective eyeglasses, goggles, bathroom inner walls, head lamp covers and rear lamp covers for automobiles and motorcycles, security camera lenses, etc., which are used under harsh conditions and require the performance. Can be preferably used as an anti-fog paint.

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Abstract

【課題】過酷な条件で使用される用途においても得られる硬化膜が防曇性能に優れ、かつ基材に対する密着性にも、特にプラスチック基材に対する密着性にも優れる硬化型組成物の提供。 【解決手段】下記(A)~(D)成分を含む硬化型組成物。 (A)成分:グリセリン(メタ)アクリレート及びポリグリセリン(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の化合物の混合物であって、水酸基価が80mgKOH/g以上である混合物 (B)成分:アルジトール(但し、グリセロールを除く)のアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート (C)成分:複素環と1エチレン性不飽和基を有する化合物 (D)成分:エチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物

Description

硬化型組成物
 本発明は、硬化型組成物に関し、好ましくは活性エネルギー線硬化型組成物に関する。本発明の組成物の硬化膜は、プラスチック基材への密着性に優れ、プラスチック表面の曇り止め(防曇コーティング剤)やプラスチックへの埃等の付着防止を目的としたコーティング剤として好ましく使用することができ、これら技術分野に属する。
 尚、本明細書においては、アクリレート及び/又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと表し、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と表し、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表し、アリル基及び/又はメタリル基を(メタ)アリル基と表す。
 活性エネルギー線硬化型組成物は、紫外線、可視光線及び電子線等の活性エネルギー線をごく短時間照射することで硬化可能であり、生産性が高いことから各種基材向けインキ及びコーティングとして幅広く用いられている。
 プラスチック板及びプラスチックフィルム等のプラスチック基材は、表面の傷付き等を防止する目的でハードコート剤で表面を保護されるが、当該用途にも活性エネルギー線硬化型組成物が使用されている。
 プラスチック基材は透明性が高いため、保護眼鏡、ゴーグル、浴室の内壁、並びに自動車及びオートバイ等のヘッドランプカバー及びリアランプカバー等に使用されるが、高温多湿の場所又は温度差や湿度差が大きい場所で使用された場合においては、その表面に結露が生じるため曇り、透明性が失われることがある。
 これらの問題を解決するために、従来より、非反応性の界面活性剤からなる防曇性組成物を基材表面に塗工する方法が行われているが、この方法は、塗工後の初期においては防曇効果が発揮されるものの、一旦処理面を払拭すると防曇性が低下してしまう、すなわち防曇持続性に欠けるものであった。
 又、有機溶剤で希釈された親水性のポリマーからなる防曇性組成物を、基材表面に塗工する方法もあるが、その硬化膜硬度が不十分であり、耐溶剤性が不十分である上、防曇性も満足がいくものではなかった。
 上記問題を解決するため、近年、紫外線及び電子線等の活性エネルギー線により硬化する防曇性組成物が提案されている。具体的には、親水性基含有紫外線硬化型樹脂と親水性基非含有紫外線硬化型硬化性樹脂からなる防曇組成物(特許文献1)や、親水性のポリマーと各種親水性(メタ)アクリレートからなる防曇性組成物が提案されている(特許文献2)。
 しかしながら、これらの組成物では、高湿度下の環境においては、防曇性が発現しないという問題があった。
 又、親水性モノマーと非反応性界面活性剤からなる防曇性組成物も提案されているが(特許文献3)、当該組成物は、硬化膜表面を払拭すれば防曇性が低下してしまい、防曇持続性に欠けるものであった。
 さらに、特定の(メタ)アクリレートと当該(メタ)アクリレートと反応性を有する界面活性剤とを組み合わせた組成物が、表面硬度に優れ、防曇持続性に優れると提案されている(特許文献4)。
 しかしながら、当該組成物で使用される(メタ)アクリレートは比較的分子量が大きいオリゴマーであるため、相対的に分子全体に占める(メタ)アクリロイル基のモル分率が低いために、表面硬度は不十分であり、又(メタ)アクリレートの親水性も不十分であり、防曇性の改善が必要であった。又、当該組成物で良好な防曇性を得るためには、界面活性剤の配合量を多くせざるを得ず、ハードコート性との両立が困難であった。
特開昭55-69678号公報 特開平3-31369号公報 特開平3-215589号公報 特開平11-140109号公報 国際公開第2018/164260号パンフレット
 本発明者らは、硬化性に優れ、得られる硬化膜が基材に対する密着性、特にプラスチック基材に対する密着性に優れ、表面硬度が良好でハードコート剤として好ましく使用可能であり、さらに良好な防曇性を有する硬化性組成物を見出すため鋭意検討を行った結果、親水性のエチレン性不飽和基を有する化合物及びエチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物を含む硬化型組成物を見出している(特許文献5)。
 しかしながら、当該組成物は、形成される硬化膜が表面硬度が高く防曇持続性を発現するものであったが、過酷な条件で使用される用途では防曇性が不十分となることがあった。具体的には、直接水滴をふき取ることができない、自動車及びオートバイ等のヘッドランプ及びリアランプカバーの裏面のコーティング、並びに水中で使用されるプラスチック表面におけるコーティングでは、防曇性が不十分となることがあった。
 評価方法に着目すると、通常の用途では水蒸気を使用して防曇性が評価されるが、過酷な条件で使用される用途では水を使用して評価され、この場合は防曇性能が低下してしまうことがあった。
 さらに、当該過酷な条件における防曇性を改善するよう改良した組成物では、基材に対する硬化膜の密着性が不十分となってしまうことがあった。
 本発明者らは、過酷な条件で使用される用途においても得られる硬化膜が防曇性能に優れ、かつ基材に対する密着性にも、特にプラスチック基材に対する密着性にも優れる硬化型組成物を提供することを課題として鋭意検討を行った。
 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、親水性のエチレン性不飽和基を有する化合物及びエチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物を含む硬化型組成物において、親水性のエチレン性不飽和基を有する化合物として特定2種の(メタ)アクリレートを使用し、さらに、複素環を有する単官能不飽和化合物を含む組成物が、過酷な条件で使用される用途においても、得られる硬化膜が防曇性にも優れ、かつ基材に対する密着性にも優れることを見出し、本発明を完成した。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明の組成物によれば、過酷な条件で使用される用途においても、得られる硬化膜が防曇性に優れ、かつ基材に対する密着性にも優れる。
 このため、本発明の組成物は、硬化膜にこれらの性能が要求される自動車及びオートバイ等のヘッドランプ及びリアランプカバーの裏面で使用するコーティング剤、並びに水中で使用される保護眼鏡及びゴーグル等の高い視認性が要求される用途でのコーティング等に好ましく適用することができる。
 本発明は、下記(A)~(D)成分を含む硬化型組成物硬化型組成物(以下、単に「組成物」ということもある)に関する。
(A)成分:グリセリン(メタ)アクリレート及びポリグリセリン(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の化合物の混合物であって、水酸基価が80mgKOH/g以上である混合物
(B)成分:アルジトール(但し、グリセロールを除く)のアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート
(C)成分:複素環と1エチレン性不飽和基を有する化合物
(D)成分:エチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物
 以下、必須成分である(A)成分~(D)成分、その他の成分、及び使用方法等について説明する。
1.(A)成分
 (A)成分は、グリセリン(メタ)アクリレート及びポリグリセリン(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の化合物の混合物であって、水酸基価が80mgKOH/g以上である混合物である。
 (A)成分は、組成物の硬化膜に良好な硬度及びプラスチックへの密着性を付与するための成分であり、良好な親水性を有するため、(D)成分(エチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物)との相溶性が良好であり、かつ(D)成分との反応性に優れるものである。
 (A)成分としては、グリセリン(メタ)アクリレートの混合物である場合は、少なくとも1個の水酸基と2個の(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を主成分とするものが好ましく、ポリグリセリン(メタ)アクリレートの混合物である場合は、少なくとも1個の水酸基と2個以上の(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を主成分とするものが好ましい。
 (A)成分がポリグリセリン(メタ)アクリレートの混合物である場合において、原料ポリグリセリンにおけるグリセリンに由来する構成単位の繰り返し数としては、2~10が好ましく、2~5がより好ましい。グリセリンに由来する構成単位の繰り返し数を10以下とすることで、硬化時の収縮を抑制し基材への密着性を向上させることができ、(B)成分を加えても良好な防曇性が発現させることができる。さらに、硬化膜の表面硬度を向上させ、硬化膜の親水性が高くなりすぎることによる、吸水により硬化膜が膨潤し基材から剥がれることを防止することができる。
 (A)成分は、グリセリン及び/又はポリグリセリン(以下、これらをまとめて「(ポリ)グリセリン」ともいう)と1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「単官能(メタ)アクリレート」という)とのエステル交換反応で得ることができる。又、(A)成分は、(ポリ)グリセリンと(メタ)アクリル酸との脱水エステル化反応で得ることもできる。
 原料としてグリセリンを使用する場合は、(A)成分は、グリセリンのモノ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリレート、及びトリ(メタ)アクリレートの混合物である。原料としてポリグリセリンを使用する場合は、(A)成分は、ポリグリセリンのモノ(メタ)アクリレート、並びにポリグリセリンのジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート、及びテトラ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレートの混合物である。
 (A)成分は、グリセリン(メタ)アクリレート及びポリグリセリン(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の化合物の混合物であり、水酸基価が80mgKOH/g以上である。(A)成分の水酸基価としては、80~380mgKOH/gが好ましく、150~300mgKOH/gがより好ましい。
 (A)成分の水酸基価が80mgKOH/gに満たない場合は、組成物の硬化膜の防曇性が低下してしまう。又、水酸基価を380mgKOH/g以下とすることで、組成物の硬化膜の硬度を更に向上させることができる。
 尚、本発明において(A)成分の水酸基価とは、試料1g中の水酸基と当量の水酸化カリウムのmg数を意味する。
 より具体的には、試料に無水酢酸とピリジンの混合液を加えて92℃の温浴槽中で1時間加熱処理した後、少量の水を添加して92℃の温浴槽中で10分間加熱処理し、放冷後にフェノールフタレイン溶液を指示薬として水酸化カリウムのエタノール溶液で酸を滴定して得られた値を意味する。
 (A)成分は一種類であっても二種類以上を組み合わせても良い。
1-1.好ましい(A)成分
 (A)成分としては、グリセリン(メタ)アクリレート及びポリグリセリン(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の化合物の混合物の中でも、グリセリン(メタ)アクリレートの混合物が、組成物の硬化膜の硬度が優れ、プラスチックへの密着性に優れ、防曇性にも優れるため好ましい。
 さらに、グリセリン(メタ)アクリレートの混合物としては、グリセリンジ(メタ)アクリレート(以下、「GLY-DA」ともいう)を含む混合物がより好ましい。
 GLY-DAは、下記式(1)又は式(2)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
〔上記式(1)において、R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
〔上記式(2)において、R3及びR4は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。〕
 GLY-DAは特別に精製しない限りは製造時に式(1)で表される化合物と式(2)で表される化合物との混合物として得られるため、これらをそのまま使用すればよく、特に式(1)で表される化合物と式(2)で表される化合物の混合比率には制約はなく、任意の割合で使用しても問題はない。
 (A)成分に含まれるGLY-DAの純度は、下記式(3)を用いて求めた場合に、30%以上であることが好ましく、より好ましくは40%以上であり、さらに好ましくは50%以上である。GLY-DAの純度を30%以上とすることで、(A)成分を含む組成物の硬化速度に優れ、硬化膜の硬度又は防曇性等に優れるものとすることができる。
 GLY-DAの純度(%)
 =〔(D×1.27)/(M×1.74+D×1.27+T)〕×100 …式(3)
 計算式(3)におけるD、M、Tは、紫外線(UV)検出器を備えた高速液体クロマトグラフ(以下、「HPLC」ともいう)を用いて、(A)成分を分析して得られる下記の値を意味する。
・D:GLY-DAの210nmにおけるピーク面積
・M:グリセリンモノ(メタ)アクリレートの210nmにおけるピーク面積
・T:グリセリントリ(メタ)アクリレートの210nmにおけるピーク面積
 HPLCによるピーク面積は、以下の条件で測定した値を意味する。
・検出器:UV検出器、検出波長210nm
・カラムの種類:炭素数18のアルキル基で修飾されたシリカゲルを充填したカラム
 具体的には、Waters(株)製 ACQUITY UPLC BEH C18(Part No.186002350、カラム内径2.1mm、カラム長さ50mm)
・カラムの温度:40℃
・溶離液の組成:0.03重量%トリフルオロ酢酸水溶液とメタノールの混合溶液
・溶離液の流量:0.3mL/分
1-2.製造方法
 (A)成分としては、種々の製造方法により得られたものを使用することができる。
 例えば、エステル交換触媒の存在下における、(ポリ)グリセリンと単官能(メタ)アクリレートとのエステル交換反応により得られるもの、又は、酸性触媒の存在下における、(ポリ)グリセリンと(メタ)アクリル酸との脱水エステル化により得られるもの等が挙げられる。
 (A)成分がポリグリセリン(メタ)アクリレートの混合物である場合において、(A)成分の原料として使用するポリグリセリンは、例えば、グリセリン又はグリシドールが重合した構造のポリエーテルポリオールである。
 ポリグリセリンにおけるグリセリンに由来する構成単位の繰り返し数としては、2~10が好ましい。
 ポリグリセリンの平均重合度を意味する水酸基価は700~1,200mgKOH/gであり、好ましくは800~1,150mgKOH/gであり、より好ましくは850~1,100mgKOH/gであり、さらに好ましくは900~1,050mgKOH/gである。
 ポリグリセリンの水酸基価が1,200mgKOH/g以下であると、組成物の硬化物のカールを抑制でき、水酸基価が700mgKOH/g以上であると製造が容易であり、又、低粘度で取扱いが容易である。
 尚、ポリグリセリンの水酸基価は、平均重合度と関係があり、例えば、平均重合度6では概ね970mgKOH/gとなる。
 (A)成分としては、前記した製造方法の中でも、(ポリ)グリセリンと単官能(メタ)アクリレートとのエステル交換反応により得られるものが、不純物が少なく、目的とする(メタ)アクリレートを得ることができるため好ましい。
 さらに、エステル交換反応としては、下記触媒X及びYの存在下における、(ポリ)グリセリンと単官能(メタ)アクリレートとのエステル交換反応が好ましい。
 触媒X:アザビシクロ構造を有する環状3級アミン又はその塩若しくは錯体(以下、「アザビシクロ系化合物」ともいう)、アミジン又はその塩若しくは錯体(以下、「アミジン系化合物」ともいう)、ピリジン環を有する化合物又はその塩若しくは錯体(以下、「ピリジン系化合物」ともいう)、及びホスフィン又はその塩若しくは錯体(以下、「ホスフィン系化合物」ともいう)からなる群より選ばれる一種以上の化合物。
 触媒Y:亜鉛を含む化合物。
 単官能(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート及び2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の炭素数1~8のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート;2-メトキシエチルアクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。これら化合物の中でも、入手が容易な炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリレート、及び炭素数1~2のアルキル基を有するアルコキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。
 単官能(メタ)アクリレートとしては、(ポリ)グリセリンの溶解を促進し、極めて良好な反応性を示す炭素数1~2のアルキル基を有するアルコキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、2-メトキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
 又、単官能(メタ)アクリレートとしては、アクリレートが反応性に優れるため特に好ましい。
 (A)成分の製造方法における(ポリ)グリセリンと単官能(メタ)アクリレートの使用割合は特に制限はないが、(ポリ)グリセリンの水酸基1モルに対する単官能(メタ)アクリレートの使用割が0.4~10.0モルであることが好ましく、より好ましくは0.6~5.0モルである。単官能(メタ)アクリレートの使用割を0.4モル以上にすることにより副反応を抑制することができる。又、単官能(メタ)アクリレートの使用割合を10.0モル以下とすることで、(A)成分の生成量を多くすることができ、生産性を向上させることができる。
 触媒Xとしては、前記した化合物群の中でも、アザビシクロ系化合物、アミジン系化合物及びピリジン系化合物からなる群より選ばれる一種以上の化合物が好ましい。これらの化合物は、触媒活性に優れ(A)成分を好ましく製造できる他、反応終了後に後記する触媒Yと錯体を形成し、当該錯体は吸着等による簡便な方法により反応終了後の反応液から容易に除去できる。特に、アザビシクロ系化合物は、触媒Yとの錯体が反応液に難溶解性であるため、ろ過及び吸着等によりさらに容易に除去することができる。
 触媒Xとしては、アザビシクロ系化合物の例である、キヌクリジン、3-キヌクリジノン、3-ヒドロキシキヌクリジン、トリエチレンジアミン(別名:1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン。以下、「DABCO」ともいう)、N-メチルイミダゾール、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(以下、「DBU」ともいう)、及び1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(以下、「DBN」ともいう)、並びにアミジン化合物の例であるN,N-ジメチル-4-アミノピリジン(以下、「DMAP」ともいう)が好ましい。
 中でも、殆どの多価アルコールに対して良好な反応性を示し、入手が容易な3-ヒドロキシキヌクリジン、DABCO、N-メチルイミダゾール、DBU及びDMAPがより好ましい。
 触媒Yとしては、亜鉛を含む化合物であれば種々の化合物を使用することができるが、反応性に優れることから有機酸亜鉛及び亜鉛ジケトンエノラートが好ましい。
 触媒Yとしては、有機酸亜鉛の例である酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、アクリル酸亜鉛及びメタクリル酸亜鉛が好ましく、亜鉛ジケトンエノラートの例である亜鉛アセチルアセトナートが好ましい。
 中でも、触媒Yとしては、特に殆どの多価アルコールに対して良好な反応性を示し、入手が容易な酢酸亜鉛、アクリル酸亜鉛、及び亜鉛アセチルアセトナートが好ましい。
 (A)成分の製造方法における触媒X及び触媒Yの使用割合は特に制限はないが、触媒Yの1モルに対して、触媒Xを0.005~10.0モル使用することが好ましく、0.05~5.0モル使用することがより好ましい。触媒Yの1モルに対して触媒Xを0.005モル以上使用することで、目的の多官能(メタ)アクリレートの生成量を多くすることができ、10.0モル以下とすることで、副生成物の生成及び反応液の着色を抑制し、反応終了後の精製工程を簡便にすることができる。
 触媒X及び触媒Yの組合せとしては、触媒Xがアザビシクロ系化合物であり、触媒Yが有機酸亜鉛である組み合わせが好ましく、アザビシクロ系化合物がDABCOであり、有機酸亜鉛が酢酸亜鉛及び/又はアクリル酸亜鉛である組み合わせが特に好ましい。
 この組合せが、(ポリ)グリセリンポリ(メタ)アクリレートを収率よく得られることに加え、反応終了後の色調に優れる(例えば、黄色味が小さい)ことから、クリアニス及びハードコート等の無色透明性が重要視される用途に好適に使用できる。さらに、上述の触媒は比較的安価に入手可能であることから、経済的に有利な製造方法となる。
 (A)成分の製造方法における反応温度は40~180℃であることが好ましく、より好ましくは60~160℃である。反応温度を40℃以上にすることで、反応速度を速くすることができ、180℃以下とすることで、原料又は生成物中の(メタ)アクリロイル基の熱重合を抑制し、反応液の着色を抑制でき、反応終了後の精製工程を簡便にすることができる。
 (A)成分の製造方法における反応圧力は、所定の反応温度を維持できれば特に制限はなく、減圧状態で実施してもよく、又加圧状態で実施してもよい。反応圧力は、0.000001~10MPa(絶対圧力)であることが好ましい。
 (A)成分の製造方法においては、エステル交換反応の進行に伴い単官能(メタ)アクリレートに由来する1価アルコールが副生することがある。
 (ポリ)グリセリンの水酸基の一部(例えば50モル%程度)を(メタ)アクリレート化する場合、該1価アルコールを反応溶液内に共存させて平衡状態とし、触媒を吸着除去又は失活操作した後、該1価アルコール及び原料の単官能(メタ)アクリレートを留去することで、アクリレート化率が制御された生成物を安定的に製造することが出来る。
 (A)成分の製造方法では溶媒を使用せずに反応させることもできるが、必要に応じて溶媒を使用してもよい。
 溶媒の具体例としては、炭化水素類、エーテル類、クラウンエーテル類、エステル類、ケトン類、カーボネート化合物、スルホン類、スルホキサイド類、尿素類又はその誘導体、ホスフィンオキサイド類、イオン液体、シリコンオイル及び水等が挙げられる。
 これらの溶媒の中では、炭化水素類、エーテル類、カーボネート化合物及びイオン液体が好ましい。
 これらの溶媒は単独で使用してもよく、二種以上を任意に組み合わせて混合溶媒として使用してもよい。
 (A)成分の製造方法においては、反応液の色調を良好に維持する目的で反応系内にアルゴン、ヘリウム、窒素、又は炭酸ガス等の不活性ガスを導入してもよいが、(メタ)アクリロイル基の重合を防止する目的で反応系内に含酸素ガスを導入してもよい。含酸素ガスの具体例としては、空気、酸素と窒素との混合ガス、及び酸素とヘリウムとの混合ガス等が挙げられる。含酸素ガスの導入方法としては、反応液中に溶存させたり、又は反応液中に吹込む(いわゆるバブリング)方法がある。
 (A)成分の製造方法においては、(メタ)アクリロイル基の重合を防止する目的で反応液中に重合禁止剤を添加することが好ましい。
 重合禁止剤としては、有機系重合禁止剤、無機系重合禁止剤及び有機塩系重合禁止剤が挙げられる。
 有機系重合禁止剤の具体例としては、ハイドロキノン、tert-ブチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,4,6-トリ-tert-ブチルフェノール及び4-tert-ブチルカテコール等のフェノール系化合物、ベンゾキノン等のキノン化合物、フェノチアジン、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム、並びにN-オキシル化合物等が挙げられる。
 N-オキシル化合物としては、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-オキソ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル及び4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル等が挙げられる。
 重合禁止剤としては、前記した化合物の中でも、N-オキシル化合物を使用することが好ましい。N-オキシル化合物としては、前記した化合物が好ましい。
 さらに、重合禁止剤としては、N-オキシル化合物とこれ以外の重合禁止剤とを併用することが好ましい。その場合のN-オキシル化合物以外の重合禁止剤としては、フェノール系化合物及びフェノチアジンが好ましく、フェノール系化合物がより好ましい。
 重合禁止剤は、一種を単独で添加しても又は二種以上を任意に組み合わせて添加してもよく、(A)成分の製造方法の最初から添加してもよいし、途中から添加してもよい。又、所望の使用量を一括で添加してもよいし、分割して添加してもよい。又、精留塔を経由して連続的に添加してもよい。
 重合禁止剤の添加割合としては、反応液の総重量に対して5~30,000wtppmが好ましく、より好ましくは25~10,000wtppmである。重合禁止剤の添加割合を5wtppm以上とすることで、重合禁止効果を発揮することができ、30,000wtppm以下にすることで、反応液の着色を抑制でき、反応終了後の精製工程を簡便にすることができ、又、得られる(A)成分の硬化速度の低下を抑制することができる。
1-3.含有割合
 以下、(A)成分~(D)成分をまとめて、さらに後記する(A)成分~(D)成分以外のエチレン性不飽和基を有する化合物(E)〔以下、「(E)成分」という〕を配合する場合は、(A)成分~(D)成分及び(E)成分をまとめて、硬化性成分という。硬化型組成物中の硬化性成分の含有割合としては、硬化型組成物の合計量を100重量%としたときに、30~99重量%が好ましく、40~80重量%がより好ましい。
 硬化型組成物中の硬化性成分の割合を30重量%以上とすることで、組成物の硬化膜がハードコート性を十分に維持でき、防曇性に優れるものとなる。99重量%以下とすることで、基材密着性と良好な塗装外観を付与することができ、さらに活性エネルギー線を照射した場合の硬化性に優れるものとすることができる。
 尚、ハードコート性とは、基材の表面に硬化膜を形成することにより、表面の傷付き等を防止する性能を意味する。
 (A)成分の含有割合としては、硬化性成分合計量を100重量%中に、20~85重量%が好ましく、30~80重量%がより好ましい。
 (A)成分の含有割合を30重量%以上とすることにより、組成物の硬化膜のハードコート性を十分することができ、かつ防曇性付与に必要な成分との相乗効果が得られることで硬化膜の防曇性能を発現でき、85重量%以下とすることで、得られる硬化物が高湿度環境下で使用されても、硬化膜に十分な耐水性を付与でき、ふくれや剥がれを防ぐことができる。
2.(B)成分
 (B)成分は、アルジトール(但し、グリセロールを除く)のアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートである。
 本発明では、(B)成分の原料化合物として、アルジトールのアルキレンオキサイド付加物(以下、「AZ-RO」という)を使用する。但し、本発明においては、アルジトールとしてグリセロールを除くものである。
2-1.AZ-RO
 AZ-ROの原料化合物であるアルジトールとしては、種々の化合物を用いることができる。
 アルジトールの具体例としては、エリトリトール、トレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、ソルビトール(グリシトール)、マンニトール、イジトール、ガラクチトール、及びタリトール等が挙げられ、入手容易なD体を使用することが好ましい。
 これら化合物の中では、工業的に入手が容易であり、かつ所望の(メタ)アクリレートの製造も容易であることから、エリトリトール、キシリトール、ソルビトール(グリシトール)、及びマンニトールが好ましく、入手容易なD体を使用することがより好ましく、D-ソルビトール(D-グリシトール)及びD-マンニトールが更により好ましい。
 これらの化合物は植物を由来としており、環境負荷の低い化合物である。
 アルジトールとしては、これら化合物を単独で使用することも、二種類以上を併用して使用することもできる。
 アルジトールとしては、これら化合物の中でも、ソルビトールが好ましい。
 AZ-ROにおけるアルキレンオキサイド単位としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラメチレンオキサイド、及びこれらアルキレンオキサイドの混合単位等が挙げられ、これらの中では得られる(メタ)アクリレートが硬化性に優れるものとなる点で、エチレンオキサイドが好ましい。
 AZ-ROにおけるアルキレンオキサイド付加モル数としては、付加モル数が多い化合物が、一般的には取り扱いやすく、酸素存在下でのラジカル重合阻害を低減できるとの理由で好ましい。
 AZ-ROにおけるアルキレンオキサイド付加モル数としては、1~20が好ましく、より好ましくは2~15である。
 アルキレンオキサイド付加モル数を1以上とすることで、AZ-ROが水及びアルコール等の親水性溶媒にしか溶解せず、エステル交換反応における1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び有機溶媒に溶解し難くなるため、エステル交換反応が進行し難くなることを防止し、得られる(メタ)アクリレートを硬化型組成物として使用する場合において、他の成分との相溶性が著しく低下することを防止できる。一方、アルキレンオキサイド付加モル数を20以下とすることで、得られる(メタ)アクリレートを硬化型組成物として使用する場合において、硬化物の硬度を高いものとすることができる。
 (B)成分は、AZ-ROを(メタ)アクリレート化して製造される。
 (B)成分の製造方法としては、エステル交換触媒の存在下に、AZ-ROと単官能(メタ)アクリレートをエステル交換反応させる方法、及び酸触媒の存在下に、AZ-ROと(メタ)アクリル酸を脱水エステル化反応させる方法が挙げられるが、エステル交換反応が好ましい。
2-2.(B)成分の好ましい形態
 (B)成分は、AZ-ROと単官能(メタ)アクリレートのエステル交換反応で得られる(メタ)アクリレートを含む反応生成物の混合物が好ましい。当該(B)成分は、(メタ)アクリロイル基の個数が異なる(メタ)アクリレートと副反応物の混合物である。
 (B)成分におけるアルキレンオキサイド単位としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラメチレンオキサイド、及びこれらアルキレンオキサイドの混合単位等が挙げられ、硬化性に優れる点で、エチレンオキサイドが好ましい。
 (B)成分におけるアルキレンオキサイド付加モル数としては、付加モル数が多い化合物が、一般的には取り扱いやすく、酸素存在下でのラジカル重合阻害を低減できるとの理由で好ましい。
 (B)成分におけるアルキレンオキサイド付加モル数としては、1~20が好ましく、より好ましくは2~15である。
 アルキレンオキサイド付加モル数を1以上とすることで、AZ-ROが水及びアルコール等の親水性溶媒にしか溶解せず、エステル交換反応における単官能(メタ)アクリレートや有機溶媒に溶解し難くなるため、エステル交換反応が進行し難くなることを防止し、得られる(メタ)アクリレートを硬化型組成物として使用する場合において、他の成分との相溶性が著しく低下することを防止できる。一方、アルキレンオキサイド付加モル数を20以下とすることで、得られる(メタ)アクリレートを硬化型組成物として使用する場合において、硬化物の硬度を高いものとすることができる。
 さらに、(B)成分としては、AZ-ROとしてソルビトールのアルキレンオキサイド付加物から得られた(メタ)アクリレートが好ましい。
 (B)成分としては、、親水性であることが好ましく、水溶性であることがより好ましい。
 (B)成分が親水性又は水溶性であると、硬化型組成物が親水性又は水溶性となり、さらに得られる硬化物も親水性又は水溶性となる。この性質を利用して、(B)成分を含む硬化型組成物は種々の用途に使用することが可能となり、例えば、防曇コーティング剤、セルフクリーニングコーティング剤、及び疎水性のコーティング剤を親水性の基材に塗工するためのプライマー等の用途に使用することができる。
 本発明において、「親水性である」又は「水溶性である」とは、温度22℃において、(B)成分に対する蒸留水の溶解度が10%以上である場合を意味する。
 尚、溶解度は下記式で定義し、蒸留水と(B)成分を混合し、静置した後の混合液に濁りや層分離が確認されず、均一な液体状態を意味する。
 (B)成分に対する蒸留水の溶解度(%)
  =〔蒸留水の重量部/(蒸留水の重量部+(B)成分の重量部)〕×100
 本発明は、(B)成分の原料化合物であるAZ-ROの水酸基をエステル交換反応させて(メタ)アクリロイル基を有する(B)成分を得るが、水酸基の(メタ)アクリレート化率を50%未満に抑え、水酸基を残すことにより、(B)成分は水に対して極めて高い溶解度を示すものとすることができる。
 又、(B)成分としては、ケン化価150~450mgKOH/gである混合物が好ましく、150~300mgKOH/gである混合物がより好ましく、特に好ましくはケン化価200~280mgKOH/gである。ケン化価を150mgKOH/g以上することにより、(B)成分を含む組成物の硬化物を硬度が高いものとすることができ、ケン化価を450mgKOH/g以下することにより、(A)成分を親水性又は水溶性に優れるものとすることができる。
 尚、本発明におけるケン化価とは、試料に水酸化カリウムのエタノール溶液を加えて75℃の温浴槽中で30分間加熱処理し、放冷後、フェノールフタレイン溶液を指示薬として塩酸水溶液で塩基を滴定して得られた値を意味する。
 又、(B)成分としては、水酸基価10mgKOH/g以上である混合物が好ましく、100mgKOH/g以上である混合物がより好ましく、特に好ましくは150mgKOH/gであり、好ましい上限としては、600mgKOH/gである。
 水酸基価を10mgKOH/g以上することにより、(B)成分を親水性又は水溶性に優れるものとすることができる。
 尚、本発明における(B)成分の水酸基価とは、前記(A)成分の水酸基価で定義した通りである。
 (B)成分としては、下記一般式(3)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
〔式(3)において、R14~R16は、それぞれ独立して、炭素数2~4を有する2価の脂肪族炭化水素基を表し、R14~R16のそれぞれが複数個ある場合は互いに同一でも異なっていても良い。X1~X3は、それぞれ独立して水素原子又は(メタ)アクリロイル基を表す。尚、複数個のX2は、互いに同一であっても異なっていても良く、複数個のR15は、互いに同一であっても異なっていても良く、複数個のbは、互いに同一であっても異なっていても良い。a、b及びcは、それぞれ正数を表し、かつ全てが同時に0になることはなく、0<(a+nb+c)≦80を満たす。nは2~4の整数を表す。〕
 式(3)において、アルジトール骨格の構造を意味するnは、2~4であり、n=4であるソルビトール骨格を有する化合物が好ましい。
 尚、X2は、nが2、3及び4の場合、それぞれ、一分子中にX2が2個、3個及び4個有する化合物となる。X2は一分子中に2~4個存在するが、複数個のX2は同一であっても異なっていても良い。具体的には、nが4の場合、一分子中にX2が4個有する化合物となるが、4個のX2は水素原子であっても、(メタ)アクリロイル基であっても良い。
 R14~R16は、それぞれ独立して、炭素数2~4を有する2価の脂肪族炭化水素基である。当該脂肪族炭化水素基としては、直鎖状脂肪族炭化水素基及び分岐状脂肪族炭化水素基が例示される。
 直鎖状脂肪族炭化水素基の具体例としては、エチレン基、1,3-プロピレン基(トリメチレン基)、及び1,4-ブチレン基(テトラメチレン基)等が挙げられる。
 分岐状脂肪族炭化水素基の具体例としては、1,2-プロピレン基(イソプロピレン基)、及び1,1-ジメチルエチレン基(イソブチレン基)等が挙げられる。
 R14~R16としては、これら官能基の中でもエチレン基が好ましい。
 尚、R15は、nが2、3及び4の場合、それぞれ、一分子中にR15が2個、3個及び4個有する化合物となる。R15は一分子中に2~4個存在するが、複数個のR15は互いに同一であっても異なっていても良い。複数個のR15としては、同じ官能基であることが好ましい。
 a、b及びcは、アルジトールの水酸基に存在するオキシアルキレン単位の平均付加モル数を意味する。a、b及びcは、それぞれ正数を表し、かつ全てが同時に0になることはない。
 a+nb+cは、アルジトールの分子中に存在するオキシアルキレン単位の総付加モル数(アルジトール全体に対するアルキレンオキサイドの平均付加モル数)を意味する。a+nb+cは、下記式を満たすものである。
 0<(a+nb+c)≦80
 a+nb+cの下限としては、1以上であることが好ましい。a+nb+cとしては、2≦(a+nb+c)≦10がより好ましい。この範囲とすることで、合成が容易となり経済性に有利であるほか、他の成分との相溶性が良好となることで配合設計の自由度が高くなり、さらに硬化性に優れる組成物を得ることができる。
 尚、bは、nが2、3及び4の場合、それぞれ、一分子中にbが2個、3個及び4個有する化合物となる。bは一分子中に2~4個存在するが、複数個のbは互いに同一であっても異なっていても良い。
 (メタ)アクリレートとしては、エステル交換反応時の反応性及び(B)成分の速硬化性の観点から、アクリレートであることが好ましい。
2-3.製造方法
 (B)成分の製造方法としては、前記した通り、エステル交換触媒の存在下に、AZ-ROと単官能(メタ)アクリレートをエステル交換反応させる方法が好ましい。
 さらに、(B)成分の製造方法としては、前記触媒X及びYの存在下に、AZ-ROと単官能(メタ)アクリレートをエステル交換反応させる製造方法が好ましい。
 当該エステル交換反応の具体的な方法としては、前記(A)成分と同様の製造方法が好ましい。
 以下、当該(B)成分の好ましい製造方法について説明する。
 AZ-ROについては、前記で詳述した通りである。
 (B)成分の原料として使用する単官能(メタ)アクリレートは、前記と同様の化合物が挙げられる。
 さらに、AZ-ROの溶解を促進し、極めて良好な反応性を示す炭素数1~2のアルキル基を有するアルコキシアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、2-メトキシエチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
 さらに又、単官能(メタ)アクリレートとしては、アクリレートが反応性に優れるため特に好ましい。
 (B)成分の製造方法におけるAZ-ROと単官能(メタ)アクリレートの使用割合は特に制限はないが、AZ-ROの水酸基1モルに対する単官能(メタ)アクリレートの使用割合が0.4~10.0モルであることが好ましく、より好ましくは0.6~5.0モルである。単官能(メタ)アクリレートの使用割合を0.4モル以上にすることにより副反応を抑制することができる。又、単官能(メタ)アクリレートの使用割合を10.0モル以下とすることで、(B)成分の生成量を多くすることができ、生産性を向上させることができる。
 触媒X及びYの具体例としては、前記と同様の化合物が挙げられ、前記と同様の化合物が好ましい。
 (B)成分の製造方法における触媒X及びYの使用割合は、前記と同様の割合が挙げられ、前記と同様の割合が好ましい。
る。
 (B)成分の製造方法における反応温度は、前記と同様の温度が挙げられ、前記と同様の温度が好ましい。
 (B)成分の製造方法における反応圧力は、前記と同様の圧力が挙げられ、前記と同様の圧力が好ましい。
2-4.含有割合
 (B)成分の含有割合としては、硬化性成分合計量を100重量%中に、3~40重量%が好ましく、5~20重量%がより好ましい。
 (B)成分の含有割合を3重量%以上とすることにより、硬化膜に良好な防曇持続性を付与することができ、40重量%以下とすることで、良好な基材密着性を得ることができる。
3.(C)成分
 (C)成分は、複素環と1エチレン性不飽和基を有する化合物である。
 (C)成分を配合することにより、組成物の硬化膜が基材への密着性を向上させ、防曇持続性に優れるものとすることができる。
 (C)成分の具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンスピロ-2-(1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-オキセタニルメチル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基を有する単官能(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリロイルモルホリン;並びに
N-(2-(メタ)アクリロキシエチル)ヘキサヒドロフタルイミド、及びN-(2-(メタ)アクリロキシエチル)テトラヒドロフタルイミド等のイミド基を有する単官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 (C)成分としては、これら化合物の中でもテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリロイルモルホリンが、組成物の硬化膜が基材への密着性及び防曇持続性に優れるものとなる点で好ましい。
 (C)成分の含有割合としては、硬化性成分合計量を100重量%中に、12~40重量%が好ましく、15~30重量%がより好ましい。
 (C)成分の含有割合を12重量%以上とすることにより、各種プラスチックへの良好な密着性を得ることができ、40重量%以下とすることで、良好な塗装外観を得ることができる。
4.(D)成分
 (D)成分は、エチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物である。
 (D)成分は、組成物を硬化させることで、硬化膜に良好な防曇性や埃付着防止に必要な低い表面抵抗を与える成分である。
 (D)成分は、エチレン性不飽和基が反応して硬化膜中にイオン性基を化学的に結合することで、硬化膜表面を濡らしたり払拭したりしても優れた防曇性を維持することができ、繰り返し防曇性に優れるものとすることができる。
 (D)成分は、エチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物であれば、種々の化合物を使用することができる。
 エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アリル基、ビニル基、及びスチリル基等を挙げることができる。
 (D)成分のエチレン性不飽和基としては、(A)、(B)、及び(C)成分、並びに後記する(A)成分~(D)成分以外のエチレン性不飽和基を有する化合物(E)〔以下、「(E)成分」という〕との反応性が良好であり、かつ硬化性に優れることから、(メタ)アクリロイル基が好ましく、アクリロイル基がより好ましい。
 (D)成分はイオン性基を有していることにより、組成物の硬化膜が本来有するハードコート性を損なうことなく防曇性や低い表面抵抗を得ることができるうえ、より少量の含有割合でも当該効果を奏することができる。
 (D)成分において、イオン性基としては強酸の塩が挙げられ、具体的にはスルホン酸アンモニウム、スルホン酸ナトリウム及びスルホン酸カリウム等のスルホン酸塩、アルキル硫酸アンモニウム、アルキル硫酸ナトリウム及びアルキル硫酸カリウム等のアルキル硫酸塩、並びにカルボン酸アンモニウム、カルボン酸ナトリウム及びカルボン酸カリウム等のカルボン酸塩等を挙げることができる。
 (D)成分のイオン性基としては、(D)成分の含有割合をより少量にした場合であっても所望の効果が得られることから、スルホン酸基の塩及びアルキル硫酸基の塩が好ましい。
 さらに、スルホン酸塩を構成する対カチオンとしては、第2級アンモニウムイオン、第3級アンモニウムイオン及び第4級アンモニウムイオンを挙げることができる。
 具体的には、第2級アンモニウムイオンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-1-プロピルアミン、ジ-2-プロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジ-2-ブチルアミン、ジ-1-ペンチルアミン、ジ-2-ペンチルアミン、ジ-3-ペンチルアミン、ジネオペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジ-1-ヘキシルアミン、ジ-2-ヘキシルアミン、ジ-3-ヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、メチルエタノールアミン及びエチルエタノールアミンがそれぞれプロトン化されたイオン等が挙げられる。
 第3級アンモニウムイオンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-1-プロピルアミン、トリ-2-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-2-ブチルアミン、トリ-1-ペンチルアミン、トリ-2-ペンチルアミン、トリ-3-ペンチルアミン、トリネオペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリ-1-ヘキシルアミン、トリ-2-ヘキシルアミン、トリ-3-ヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、ジメチルエタノールアミン、エチルメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン及びビス(2-メトキシエチル)メチルアミンがそれぞれプロトン化されたイオン等が挙げられる。
 これらの中でも、メチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、又はラウリルジエタノールアミンがそれぞれプロトン化されたイオンであることが好ましく、メチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、又はラウリルジエタノールアミンがそれぞれプロトン化されたイオンであることがより好ましく、メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン又はエチルエタノールアミンがそれぞれプロトン化されたイオンであることがさらに好ましく、エチルエタノールアミンがプロトン化されたイオンであることが特に好ましい。
 (D)成分のイオン性基は、アルキル基、アルキルベンゼン基及びアルキレンオキサイド基等を介してエチレン性不飽和基に結合していることが好ましい。
 (D)成分としては、下記(D-1)及び(D-2)成分が例示でき、いずれも使用可能である。
(D-1)成分:1分子中にエチレン性不飽和基を有するカチオンと、アニオンとからなる化合物
(D-2)成分:1分子中にエチレン性不飽和基を有するアニオンと、カチオンとからなる化合物
4-1.(D-1)成分
 (D-1)成分は、1分子中にエチレン性不飽和基を有するカチオンと、アニオンとからなる化合物である。
 1分子中にエチレン性不飽和基を有するカチオンにおけるカチオン性基としては、例えばアンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピロリニウムイオン、ピペリジニウムイオン、ピラジニウムイオン、ピリミジニウムイオン、トリアゾリウムイオン、トリアジニウムイオン、キノリニウムイオン、イソキノリニウムイオン、インドリニウムイオン、キノキサリニウムイオン、ピペラジニウムイオン、オキサゾリニウムイオン、チアゾリニウムイオン、及びモルホリニウムイオンからなる群より選択される少なくとも1種が例示できる。
 1分子中にエチレン性不飽和基を有するカチオンの具体例としては、ジメチルモノ(メタ)アクリル酸エチルアンモニウムイオン〔ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの4級アンモニウムイオン〕、及びジエチルモノ(メタ)アクリル酸エチルアンモニウムイオン〔ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートの4級アンモニウムイオン〕等のジアルキルモノ(メタ)アクリル酸アルキルアンモニウムイオン、並びに1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-(メタ)アクリレートピペリジニウムイオン等を好適なものとして挙げることができる。
 尚、上記のアンモニウムイオンにおいて、窒素原子上の置換基であることを示す「N-」や「N,N-」等の記載は省略する。
 (D-1)成分を構成するアニオンとしては、スルホン酸誘導体、塩化物イオン、臭化物イオン及びトリフラート等のハロゲン系アニオン、テトラフェニルボレート等のホウ素系アニオン、並びにヘキサフルオロホスフェート等のリン系アニオン等が挙げられる。
 前記アニオンとしては、スルホン酸誘導体が好ましい。スルホン酸誘導体の具体例としては、アルコキシポリエチレングリコールスルホン酸のアニオン等のポリオキシアルキレン単位を有するスルホン酸のアニオン、及びイソプロピルベンゼンスルホン酸のアニオン等のアルキル基含有芳香族スルホン酸のアニオン等が挙げられる。
 (D-1)成分としては、下記式(4)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 前記式(4)において、R5は、水素原子又はメチル基を表し、R6は、分岐していても良い炭素数が1~12のアルキレン基を表し、R7及びR8は、それぞれ独立して、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基を表し、R9は、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を表し、X-は、アルキル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、又はハロゲン化物イオンを表す。
 R6は、分岐していても良い炭素数が1~12のアルキレン基である。その具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基及びブチレン基等が挙げられる。
 R7及びR8は、それぞれ独立して、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基である。その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基等が挙げられる。
 R9は、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を表す。R9における分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基の具体例としては、上記と同様の基が挙げられる。
 X-は、アルキル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、又はハロゲン化物イオンである。
 良好な防曇性を発現するためには、(D)成分は硬化膜表面近傍に存在する必要があるが、一般的に組成物塗工後の塗膜表面には疎水性が強い成分が配向しやすい。よって、これらの基におけるアルキル基としては、疎水性が高くなるように炭素数が6以上のアルキル基が好ましく、炭素数6~20のアルキル基が好ましい。
 これらの基におけるポリオキシアルキレン単位の例としては、ポリオキシエチレン単位、ポリオキシプロピレン単位、及びポリオキシテトラメチレン単位等が挙げられる。
 又、ハロゲン化物イオンとしては、塩化物イオン、及び臭化物イオン等が挙げられる。
 (D-1)成分としては、ジアルキルモノ(メタ)アクリル酸アルキルアンモニウムイオンと、スルホン酸のアニオンとからなる化合物であることが好ましい。さらに、スルホン酸のアニオンとしては、ポリオキシアルキレン単位を有するスルホン酸のアニオンが好ましい。
 当該化合物は、前記式(4)で表される化合物において、R5~R9及びX-が下記である化合物である。
・R5:水素原子又はメチル基
・R6:分岐していても良い炭素数が1~12のアルキレン基
・R7及びR8:それぞれ独立して、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基
・R9:水素原子
・X-:アルキル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、又はアルキルベンゼンスルホン酸イオン
 (D-1)成分の他の好ましい例としては、1分子中にエチレン性不飽和基を有するカチオンがジアルキルモノ(メタ)アクリル酸アルキルアンモニウムイオンであり、アニオンがハロゲン系アニオンである化合物が挙げられる。
 当該化合物の具体的例としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートのメチルクロライド付加物〔(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド〕、及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートのエチルクロライド付加物〔(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロライド〕等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートのハロゲン化アルキル付加物〔(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアルキルアンモニウムハライド〕等が挙げられる。
 当該化合物は、前記式(4)で表される化合物において、R5~R9及びX-が下記である化合物である。
・R5:水素原子又はメチル基
・R6:分岐していても良い炭素数が1~12のアルキレン基
・R7及びR8:それぞれ独立して、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基
・R9:分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基
・X-:ハロゲン化物イオン
 (D-1)成分は、市販品を使用することができる。
 例えば、分子中に(メタ)アクリロイル基及びアンモニウムイオンを含むカチオンと、アニオンとを有する化合物としては、広栄化学工業(株)製商品名「IL-MA1」、「IL-MA2」及び「IL-MA3」;
 アクリロイル基及びアンモニウムイオンを含むカチオンと、アニオンとを有する化合物としては、日本乳化剤(株)製商品名「JI-62C01」及び「JI-63F01」;並びに
 メタクリロイル基及びアンモニウムイオンを含むカチオンと、アニオンとしてアルキル硫酸とを有する化合物としては、日本乳化剤(株)製商品名「JNA-04006」等が挙げられる。
4-2.(D-2)成分
 (D-2)成分は、1分子中にエチレン性不飽和基を有するアニオンと、カチオンとからなる化合物である。
 (D-2)成分の具体例としては、アニオン性基がスルホン酸イオンである例としては以下の例が挙げられる。
 即ち、カチオンがアンモニウムイオンの例である、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム塩、α-スルホ-ω-(1-(アルコキシ)メチル-2-(2-プロペニルオキシ)エトキシ)-ポリ(オキシ-1,2-エタンジイル)アンモニウム塩、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステルアンモニウム塩、
 カチオンがナトリウムイオンである、2-ソディウムスルホエチルメタクリレート、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩、(メタ)クリロイルポリオキシアルキレン硫酸ナトリウム塩、及びビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステルナトリウム塩等を挙げることができる。
 (D-2)成分としては、市販品を使用することができる。
 その具体例としては、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩としては、第一工業製薬(株)製の商品名「アクアロンKH-10」及び「アクアロンKH-1025」、「アクアロンKH-05」;
 ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム塩としては、第一工業製薬(株)製の商品名「アクアロンHS-10」、「アクアロンHS-1025」、「アクアロンBC-0515」、「アクアロンBC-10」、「アクアロンBC-1025」及び「アクアロンBC-20」及び「アクアロンBC-2020」;
 α-スルホ-ω-(1-(アルコキシ)メチル-2-(2-プロペニルオキシ)エトキシ)-ポリ(オキシ-1,2-エタンジイル)アンモニウム塩としては、(株)ADEKA製の商品名「アデカリアソープSR-10」、「アデカリアソープSR-20」「アデカリアソープSR-1025」及び「アデカリアソープSR-3025」;
 ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩としては、日本乳化剤(株)製の商品名「アントックス MS-60」;
アルキル・アリルサクシネートスルホン酸ナトリウム塩としては、日本乳化剤(株)製の商品名「アントックス SAD」;
 2-ソディウムスルホエチルメタクリレートとしては、日本乳化剤(株)製の商品名「アントックス MS-2N」;
 アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩としては、三洋化成工業(株)製の商品名「エレミノールJS-20」;並びに
 メタクリロイルポリオキシアルキレン硫酸ナトリウム塩としては、三洋化成工業(株)製の商品名「エレミノールRS-3000」等が挙げられる。
4-3.(D-1)成分と(D-2)成分
 (D)成分において、(D-1)と(D-2)成分を目的に応じて選択すれば良い。
 (D)成分としては、(D-1)成分が、(D-2)成分と比較して防曇持続性により優れるため好ましい。
 (D-1)成分の防曇持続性により優れる理由の詳細は不明であるが、おそらく(D-2)成分を構成する対イオンであるカチオンがナトリウム及びカリウム等の金属カチオンの場合は、親水性が極めて高いために水と接触するとこれらが容易に硬化膜から溶出し、防曇性が持続しにくいものと考えられる。カチオンとして、アンモニウムイオン等非金属のカチオンを用いれば親水性は若干低くなり防曇持続性の向上が期待されるものの、一般的に入手可能な化合物は比較的低分子量のものに限られるため、経時での溶出を十分に防ぐことができず防曇持続性が不十分になるものと考えられる。
 これに対して、(D-1)成分を構成する対イオンであるアニオン(例えば、アルキルスルホン酸イオンやアルキルベンゼンスルホン酸イオン、アルキルナフタレンスルホン酸イオン、及びポリオキシエチレンアルキル硫酸イオン)はやや疎水性を有しているため、硬化膜表面の水分による溶出が少なくなるものと推測している。又、これらのアニオンがポリオキシアルキレンエーテル構造を有すると、ラジカル重合過程においてエーテル基上に生成したラジカルの作用により硬化膜と化学結合が形成されるため、防曇持続性が一層向上するものと考えられる。
 さらに、紫外線照射量が上昇した場合においては、防曇性の観点から、(D-1)と(D-2)成分を併用することが好ましい。これは、紫外線照射量が上昇すると硬化膜表面の架橋密度が高くなることを抑制し、防曇性能を発現する成分の運動性を適度に維持し、防曇性能により優れる。安定した防曇性を発現するためには、(A)~(C)成分、さらに後記する(E)成分と共重合性が大きく異なり、(D)成分の濃度を局所的に高くする設計とすることが好ましく、具体的には(D-1)成分と(D-2)成分とを併用することで、この目的を達成することができる。
4-4.含有割合
 (D)成分は、常温では固体であることが多く、組成物への配合し易さ等の取り扱い上の問題から、有機溶剤や反応性希釈剤で希釈したものが好ましい。
 有機溶剤としては、後記する水酸基を有する化合物であって、エチレン性不飽和基を有しない化合物(F)〔以下、「(F)成分」という〕以外の化合物を使用することが好ましく、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、並びに酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。
 反応性希釈剤の例としては、(A)~(C)成分及び後記する(E)成分等が挙げられる。
 (D)成分の含有割合としては目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計100重量%中に1~30重量%含むことが好ましく、より好ましくは3~20重量%である。
 (D)成分の割合を1重量%以上含むことにより、硬化膜の防曇性が優れるものとなり、30重量%以下とすることより、防曇性を付与するために十分な親水性と、長時間高温・高湿度下にさらされても吸水による膨潤剥離のない耐水性とを両立した硬化膜となる。
4-5.硬化性成分の組み合わせ
 (A)~(C)成分及び後記する(E)成分としては、親水性基とエチレン性不飽和基を有する化合物〔以下、「(X)成分」という〕である場合がある。
 又、(D)成分を製造する工程においては、アルキル硫酸アンモニウムやスルホン酸アンモニウムを原料として用いるが、製造工程においてこれらから発生するアンモニアが(D)成分のエチレン性不飽和結合に付加する反応も起こり、エチレン性不飽和基がアミノ基に変換されてしまう(以下、「副生成物D-AM」という)。よって、副生成物D-AMは組成物の硬化膜中に化学結合しておらず、硬化膜表面の水分により洗い流され、硬化膜中に(D)成分に由来するイオン性基が消失してしまい、防曇性持続性が低下してしまう。
 (X)成分の水酸基は、副生成物D-AMのアミノ基と反応することができる。さらに、(X)成分は副生成物D-AMと反応したとしても、(X)成分に由来するエチレン性不飽和基を有するために、硬化膜中に(D)成分に由来するイオン性基を取り込むことができる。
 従って、硬化性成分中に(X)成分を含むことが好ましい。
 (X)成分において、親水性基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン基及びリン酸基等が挙げられ、硬化膜性能に優れる点で水酸基がより好ましい。
 (X)成分のエチレン性不飽和基としては、組成物の硬化性に優れることから、(メタ)アクリロイル基が好ましく、アクリロイル基がさらに好ましい。
 (A)成分における(X)成分としては、水酸基を有するグリセリン(メタ)アクリレート及び水酸基を有するポリグリセリン(メタ)アクリレートが挙げられ、グリセリンジ(メタ)アクリレートが好ましい。
 (B)成分における(X)成分としては、水酸基を有するアルジトールのアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートが挙げられる。
 (E)成分における(X)成分としては、後記に記載する。
5.硬化型組成物
 本発明の組成物は、前記(A)成分~(D)成分を必須成分として含む硬化型組成物である。
 本発明の組成物の製造方法としては、必須成分である(A)成分~(D)成分、並びに必要に応じて後記するその他の成分を撹拌・混合すれば良い。
 (A)成分~(D)成分、並びに必要に応じて後記するその他の成分を混合する場合、必要に応じて加熱して撹拌しても良い。加熱して撹拌・混合する場合の温度としては、40~90℃の範囲であることが好ましい。但し、後記熱重合開始剤を配合する場合は、組成物製造時に重合することを防ぐために、30℃以下で行うことが好ましい。
 組成物の粘度としては、使用する用途及び目的等に応じて適宜設定すれば良い。
 本発明の組成物の粘度は、塗工方法や目的に合わせて任意に調整すればよく、塗工後の被膜がはじきを起こさないような粘調の液性、有機溶剤を含む場合は、これを塗工し乾燥工程で溶剤が揮発した被膜が、はじきを起こさないような粘調の液性を示すことが重要である。
 より具体的には、バーコーター等の塗工装置を使用する場合は、本発明の組成物は(C)成分を含むため粘調な組成物であり、粘調の液体をそのまま使用することができ、この場合の粘度は測定し難い。
 一方、スプレーコート等の塗工装置を使用する場合は、有機溶剤を含む組成物とすることが好ましく、この場合の好ましい粘度としては、5~100,000mPa・sであり、より好ましくは10~10,000mPa・sである。粘度が高くなると薄膜で表面平滑性に優れる硬化膜を得られにくいため、適宜溶剤で所望の粘度に調整すればよい。
 本発明において粘度とは、E型粘度計(コーン型粘度計)により25℃で測定した値を意味する。
 本発明の組成物は、活性エネルギー線硬化型組成物として使用することも、熱硬化型組成物として使用することもできるが、活性エネルギー線硬化型組成物として好ましく使用することができる。
 本発明の組成物は、前記(A)成分~(D)成分を必須成分とするものであるが、目的に応じて種々の成分を配合することができる。
 その他成分としては、具体的には、(E)成分〔前記(A)成分~(D)成分以外のエチレン性不飽和基を有する化合物〕、(F)成分〔エチレン性不飽和基を有しない水酸基含有化合物〕、光重合開始剤〔以下、「(G)成分」という〕、及び熱重合開始剤〔以下、「(H)成分」という〕等が挙げられる。
 以下、これらの成分について説明する。
 尚、後記するその他の成分は、例示した化合物の1種のみを使用しても良く、2種以上を併用しても良い。
5-1.(E)成分
 (E)成分は、前記(A)成分~(D)成分以外のエチレン性不飽和基を有する化合物である。
 (E)成分は、組成物の硬化性や表面硬度を良好なものとするために好ましい成分である。
 (E)成分のエチレン性不飽和基としては、組成物の硬化性に優れることから、(メタ)アクリロイル基が好ましく、アクリロイル基がさらに好ましい。
 (E)成分の含有割合としては目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計100重量%中に2~60重量%含むことが好ましく、より好ましくは10~40重量%である。
 (E)成分の割合を2重量%以上含むことにより、硬化膜のハードコート性に優れたものとなり、40重量%以下とすることより、防曇性に優れたものとなる。
 (E)成分としては、前記(A)成分~(D)成分以外の2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物〔以下、「(E1)成分」という〕及び前記(A)成分~(D)成分以外の1個のエチレン性不飽和基を有する化合物〔以下、「(E2)成分」という〕が挙げられる。
 以下、(E1)成分及び(E2)成分について説明する。
5-1-1.(E1)成分
 (E1)成分としては、2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「2官能(メタ)アクリレート」という)、及び3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「3官能以上(メタ)アクリレート」という)等を挙げることができる。
 2官能(メタ)アクリレートとしては、具体的には、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート及びノナンジオールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジオールジ(メタ)アクリレート;
トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンのジ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールのジ(メタ)アクリレート等のポリオールジ(メタ)アクリレート;
ジ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等のイソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート;
これらポリオールアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート;並びに
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、及びビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート等のビスフェノール型化合物のアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 この場合アルキレンオキサイド付加物におけるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びテトラメチレンオキサイド等を挙げることができる。
 3官能以上の(メタ)アクリレートとして、具体的には、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ又はテトラ(メタ)アクリレート、及びジペンタエリスリトールトリ、テトラ、ペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート等のポリオールのポリ(メタ)アクリレート;
これらポリオールアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート;並びに
トリス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等のイソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 この場合アルキレンオキサイド付加物におけるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びテトラメチレンオキサイド等を挙げることができる。
 これら化合物の中でも、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、及び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い。これら化合物は、3官能以上(メタ)アクリレートの中でも比較的親水性が高く、これら成分を配合することで防曇性に悪影響を及ぼすことなく硬化膜硬度や硬化性を改善できるという点で好ましい。
 尚、(E1)成分を使用する場合において、市販品は、通常、水酸基を有する化合物と水酸基を有しない化合物の混合物として販売されている。
 例えば、ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレートは、ジ、トリ及びテトラ(メタ)アクリレートを含む混合物として販売され、ジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレートは、ジ、トリ、テトラ、ペンタ及びヘキサ(メタ)アクリレートを含む混合物として販売されることが多い。
 本発明においては、(E1)成分として、水酸基を有する化合物と水酸基を有しない化合物の混合物を使用することができる。
 (E1)成分の含有割合としては目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計100重量%中に2~60重量%含むことが好ましく、より好ましくは10~40重量%である。
 (E1)成分の割合を2重量%以上含むことにより、硬化膜のハードコート性に優れたものとなり、40重量%以下とすることより、防曇性に優れたものとなる。
 特に、基材として難接着性プラスチックに適用する場合、例えば、難接着性のポリカーボネートと知られているタキロン〔タキロンシーアイ(株)製。以下、単に「タキロン」という〕等の基材に適用する場合は、(E2)成分としてジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレートを使用し、さらに含有割合を、硬化性成分の合計量100重量部に対して、25~60重量部とすることが、硬化膜が基材への密着性を改善しつつ高硬度となるため好ましい。
5-1-2.(E2)成分
 (E2)成分は、(A)成分~(D)成分以外の1個のエチレン性不飽和基を有する化合物である。
 (E2)成分は、組成物の粘度やその他の物性を調整するために用いられる任意の成分であり、種々のものを使用することができる。
 (E2)成分の例としては、1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート〔以下、「単官能(メタ)アクリレート」という〕、及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリルアミド化合物〔以下、「単官能(メタ)アクリルアミド」という〕等が挙げられる。
 単官能(メタ)アクリレートの具体例としては、
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、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(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、ノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;
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、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート等の脂環式基を有する単官能(メタ)アクリレート;
ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノキシ(メタ)アクリレート及びp-クミルフェノールエチレン(メタ)アクリレート等の芳香族単官能(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリロリルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等のマレイミド基を有する単官能(メタ)アクリレート;
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)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのモノ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート等のポリオールのモノ(メタ)アクリレート;
これらポリオールアルキレンオキサイド付加物のモノ(メタ)アクリレート;
エチルカルビトール(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート等のアルキルカルビトール(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル基を有する単官能(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 単官能(メタ)アクリルアミドとしては、具体的には、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-sec-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-n-ヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド;N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;並びに
 N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド及びN,N-ジヘキシル(メタ)アクリルアミドのN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
 (E2)成分の含有割合は、配合成分に応じて、特に(E1)成分の種類及び割合に応じて、並びに適用する基材に応じて適宜設定すれば良い。
 具体的には、(E2)成分の含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、1~45重量部であることが好ましく、5~25重量部であることがより好ましく、10~20重量部であることがさらに好ましい。上記範囲であると、本発明の組成物の特長である優れた基材密着性を損なうことなく物性の調節ができる。
 特に、基材として難接着性プラスチックに適用する場合、例えば、難接着性のポリカーボネートのタキロン等の難接着性の基材に適用する場合は、(E1)成分として(メタ)アクリロイルモルホリンを使用し、さらに含有割合を、硬化性成分の合計量100重量部に対して、25~45重量部とすることが、硬化膜が基材への密着性に優れるものとなるため好ましい。
5-1-3.(X)成分
 (E)成分における(X)成分の好ましい例としては、水酸基と1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「水酸基含有単官能(メタ)アクリレート」という〕、及び水酸基と2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「水酸基含有多官能(メタ)アクリレート」という〕
 水酸基含有単官能(メタ)アクリレートの例としては、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)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのモノ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート等のポリオールのモノ(メタ)アクリレート;並びに
これらポリオールアルキレンオキサイド付加物のモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 水酸基含有多官能(メタ)アクリレートの例としては、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンのジ又はトリ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールのジ、トリ、テトラ又はペンタ(メタ)アクリレートのポリオールのポリ(メタ)アクリレート;
これらポリオールアルキレンオキサイド付加物のポリ(メタ)アクリレート;
イソシアヌル酸のジ(メタ)アクリレート;並びに
イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 この場合アルキレンオキサイド付加物におけるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びテトラメチレンオキサイド等を挙げることができる。
 これら化合物の中でも、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートが、硬化膜が繰り返し防曇性に優れるうえ、表面硬度に優れる点で好ましい。その具体例は前記した通りである。
 さらに、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、及びジペンタエリスリトールのジ、トリ、テトラ又はペンタ(メタ)アクリレートが好ましい。
5-2.(F)成分
 本発明の組成物は、(F)成分であるエチレン性不飽和基を有しない水酸基含有化合物を含まないか、又は含む場合であっても少量含むものが好ましい。
 具体的には、硬化性成分の合計100重量部に対して、3重量部以下が好ましく、より好ましくは、2重量部以下である。
 (F)成分の割合を3重量部以下とすることで、繰り返し防曇性を向上させることができる。
 (D)成分は、前記した通り、固体状の化合物であることが多く、通常は、配合や混合の取り扱いを容易にするため、アルコール系溶剤等のエチレン性不飽和基を有しない水酸基含有化合物〔(F)成分〕を有機溶剤として含むことが多い。
 本発明者らの検討によれば、組成物中に(D)成分と(F)成分を含む場合、硬化膜の防曇性能が長期に維持しないとの問題があることを見出した。本発明者らは、この原因について鋭意検討した結果、以下の通りであると推測した。
 即ち、(D)成分のイオン性基を構成する酸成分は、酸性度が高いために(D)成分の平衡は酸性側に偏っている。
 (D)成分のイオン性基が、例えばアルキル硫酸やスルホン酸である場合、(D)成分から発生するアルキル硫酸やスルホン酸が酸性触媒となり、(D)成分のエチレン性不飽和基と(F)成分の水酸基との付加反応(マイケル付加反応)が促進される。そのため、(D)成分の有機溶剤としてアルコール系溶剤等の(F)成分を用いると、(D)成分はほとんどエチレン性不飽和結合を持たない化合物となってしまう(以下、「副生成物D-F」という)。
 そのため、組成物を硬化させると、副生成物D-Fは硬化膜中に化学結合しておらず、硬化膜形成直後の防曇性は良好であるものの、硬化膜表面に付着した水分の影響により副生成物D-Fは洗い流され、硬化膜中に(D)成分由来のイオン性基が消失してしまうため、防曇持続性に問題があることが明らかとなった。
 これに対して、硬化性成分の合計100重量部に対して(F)成分を3重量部以下とすることで、この問題を解消することができる。
 (F)成分の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びブタノール等のアルコール化合物;エチレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノエーテル化合物;ダイアセトンアルコール等のアセトンアルコール等が挙げられる。
 尚、水は、(F)成分に含まれない。水は、前記した繰り返し防曇性低下の原因となるマイケル付加反応を起こさないため、組成物中に数%程度であれば含んでいても良く、組成物中に5重量%以下が好ましい。
 尚、(F)成分は、組成物を長期保存する場合に問題となる成分であり、塗工前に配合する場合は前記問題が発生しない。
5-3.(G)成分
 本発明の組成物を活性エネルギー線硬化型組成物として使用し、さらに電子線硬化型組成物として使用する場合は、(G)成分(光重合開始剤)を含有させず、電子線により硬化させることも可能である。
 本発明の組成物を活性エネルギー線硬化型組成物として使用する場合において、特に、活性エネルギー線として紫外線及び可視光線を用いたときには、硬化の容易性やコストの観点から、(G)成分を更に含有することが好ましい。
 電子線硬化型組成物として使用する場合は、必ずしも(G)成分を含有させる必要はないが、硬化性を改善させるため必要に応じて少量配合することもできる。
 本発明における(G)成分としては、種々の公知の光重合開始剤を使用することができる。又、(G)成分としては、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。
 (G)成分の具体例としては、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}及び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及び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)エチルエステル及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及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。
 これらの中でも、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、及び、フォスフィンオキサイド系化合物が好ましく挙げられ、硬化膜を数μm以下の薄膜で塗工したときでも空気下で良好な硬化性を容易に得ることができることから、アセトフェノン系化合物が特に好ましく挙げられる。
 (G)成分の含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.01~10重量部であることが好ましく、0.5~7重量部であることがより好ましく、1~5重量部であることが特に好ましい。上記範囲であると、組成物の硬化性に優れ、又、得られる硬化膜の耐擦傷性に優れる。
5-4.(H)成分
 (H)成分は熱重合開始剤であり、組成物を熱硬化型組成物として使用する場合には、(H)成分を配合することができる。
 本発明の組成物は、熱重合開始剤を配合し、加熱硬化させることもできる。
 熱重合開始剤としては、種々の化合物を使用することができ、有機過酸化物及びアゾ系開始剤が好ましい。
 有機過酸化物の具体例としては、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)2-メチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(4,4-ジ-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロドデカン、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(m-トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジーメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレート、α、α’-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、p-メンタンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t-ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ヘキシルハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
 アゾ系化合物の具体例としては、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2-(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、アゾジ-t-オクタン、アゾジ-t-ブタン等が挙げられる。
 これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。又、有機過酸化物は還元剤と組み合わせることによりレドックス反応とすることも可能である。
 (H)成分の含有割合としては、硬化性成分合計量100重量部に対して、10重量部以下が好ましい。
 熱重合開始剤を単独で用いる場合は、通常のラジカル熱重合の常套手段にしたがって行えばよく、場合によっては(G)成分(光重合開始剤)と併用し、光硬化させた後にさらに反応率を向上させる目的で熱硬化を行うこともできる。
5-5.前記以外のその他の成分
 前記以外のその他の成分としては、公知の添加剤を用いることができるが、例えば、有機溶剤、防曇改質剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸性物質、酸化防止剤、表面改質剤、親水性重合体、フィラー、シランカップリング剤、酸発生剤、顔料、染料、粘着性付与剤及び重合禁止剤等が挙げられる。
 以下、これらその他の成分のうち、有機溶剤、防曇改質剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸性物質、酸化防止剤、表面改質剤、親水性重合体、疎水性重合体及びフィラーについて説明する。
<有機溶剤>
 本発明の組成物は無溶剤で使用することが可能であるが、塗工粘度や膜厚調整等の目的で種々の有機溶剤を用いることができる。
 有機溶剤を使用する場合は、(F)成分に該当しない化合物とすることが好ましく、具体的には、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族化合物;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等のケトン化合物;ジブチルエーテル等のエーテル化合物;並びにN-メチルピロリドン等が挙げられる。
 尚、組成物の塗工直前であれば(F)成分を配合することもできる。
 この場合の具体例としては、前記した化合物を挙げることができる。
 有機溶剤の含有割合は、硬化性成分合計量100重量部に対して、0.01~200重量部であることであることが好ましく、10~150重量部であることがより好ましく、20~100重量部であることがさらに好ましい。
<防曇改質剤>
 本発明の組成物は、硬化膜が繰り返し防曇性に優れるものであるが、初期防曇性をさらに改良する目的で、本発明の繰り返し防曇性に悪影響を与えない範囲内で防曇改質剤を添加することができる。
 防曇改質剤としては、エチレン性不飽和基を有しないイオン性界面活性剤、及びエチレン性不飽和基を有するノニオン性界面活性剤等を挙げることができる。
 エチレン性不飽和基を有しないイオン性界面活性剤としては、公知のものを使用することができ、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤及び両性イオン系界面活性剤等が挙げられる。
 陰イオン系界面活性剤としては、スルホコハク酸ジ(2-エチルヘキシル)ナトリウム塩及びスルホコハク酸ジ(2-エチルヘキシル)アンモニウム塩等のジアルキルスルホコハク酸塩;オレイン酸ナトリウム及びオレイン酸カリウム等の脂肪酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム及びラウリル硫酸アンモニウム等の高級アルコール硫酸エステル;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムのアルキルナフタレンスルホン酸塩;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;ジアルキルホスフェート塩;並びにポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンサルフェート塩等が使用される。
 これら化合物の中でも、初期防曇性により優れる点で、ジアルキルスルホコハク酸塩が好ましい。
 ジアルキルスルホコハク酸塩は市販されており、市販品を使用することができる。スルホコハク酸ジ(2-エチルヘキシル)ナトリウム塩としては、新日本理化(株)製リカサーフP-10(同化合物の溶液)、M-30(同化合物の溶液)及びG-30(同化合物のプロピレングリコール/水混合溶液)、並びに日油(株)製ラピゾールA30、同A70、同A80、同A90が挙げられる。スルホコハク酸ジ(2-エチルヘキシル)アンモニウム塩としては、新日本理化(株)製リカサーフG-600〔同化合物のプロピレングリコール/水混合溶液〕等が挙げられる。
 陽イオン系界面活性剤としては、エタノールアミン類、ラウリルアミンアセテート、トリエタノールアミンモノ蟻酸塩、ステアラミドエチルジエチルアミン酢酸塩等のアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド及びステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
 両性イオン系界面活性剤としては、ジメチルアルキルラウリルベタイン及びジメチルアルキルステアリルベタイン等の脂肪酸型両性イオン系界面活性剤、ジメチルアルキルスルホベタイン等のスルホン酸型両性イオン系界面活性剤、並びにアルキルグリシン等が挙げられる。
 これらエチレン性不飽和基を有しないイオン性界面活性剤の中でも、初期防曇性により優れる点で陰イオン系界面活性剤が好ましく、前記した通りジアルキルスルホコハク酸塩がより好ましい。
 エチレン性不飽和基を有するノニオン性界面活性剤としては、ビニル基、アリル基、及びプロペニル基等のエチレン性不飽和基と、ポリオキシアルキレン構造等のノニオン性基を有する化合物等が挙げられる。
 エチレン性不飽和基を有するノニオン性界面活性剤は市販されており、{α-[2-(アリルオキシ)-1-({[アルキル(C=10~14)]オキシ}メチル]エチル)-ω-ヒドロキシポリ(n=1~100)(オキシエチレン)}を主成分とする、{アルカノール(C=10~14、分岐型)と1-(アリルオキシ)-2,3-エポキシプロパンの反応生成物}のオキシラン重付加物であるADEKA(株)製アデカリアソープER-10、ER-20、ER-30及びER-40等、アリル基付加ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルであるADEKA(株)製アデカリアソープNE-20(EO付加モル数20)等、並びにプロペニル基付加ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである第一工業製薬(株)製アクアロンRN-30(EO付加モル数30)が挙げられる。
 防曇改質剤の含有割合としては、本発明の組成物の合計量100重量%中に0.1~10重量%含まれることが好ましい。防曇改質剤の含有割合が上記範囲であると、硬化膜の繰り返し防曇性を損なうことなく初期防曇性に優れるものとすることができる。
<紫外線吸収剤>
 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、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化錫粒子等の紫外線を吸収する無機粒子等が挙げられる。
 前記化合物の中でも、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましい。
 紫外線吸収剤は、活性エネルギー線の照射により黄変しやすいプラスチック基材の変色を抑える目的で使用されるほか、硬化膜が形成された物品を屋外で使用する際に、太陽光による物品の劣化を防ぐ目的で使用される。
 紫外線吸収剤の含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.01~10重量部であることが好ましく、0.05~5重量部であることがより好ましく、0.1~2重量部であることがさらに好ましい。
<光安定剤>
 光安定剤としては、公知の光安定剤を用いることができるが、中でも、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)が好ましく挙げられる。
 ヒンダードアミン系光安定剤の具体例としては、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)セバケート、2,4-ビス[N-ブチル-N-(1-シクロヘキシロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アミノ]-6-(2-ヒドロキシエチルアミン)-1,3,5-トリアジン、デカン二酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(オクチロキシ)-4-ピペリジニル)エステル等が挙げられる。
 ヒンダードアミン系光安定剤の市販品としては、BASF社製、TINUVIN 111FDL、TINUVIN123、TINUVIN 144、TINUVIN 152、TINUVIN 292、TINUVIN 5100等が挙げられる。
 光安定剤の含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.01~5重量部であることが好ましく、0.05~2重量部であることがより好ましく、0.1~1重量部であることがさらに好ましい。
<酸性物質>
 本発明の組成物は、プラスチック等の基材への密着材に優れるものであるが、酸性物質を添加することでさらに密着性を向上させることができる。
 酸性物質としては、活性エネルギー線の照射により酸を発生する光酸発生剤、無機酸、及び有機酸等が挙げられる。無機酸としては、硫酸、硝酸、塩酸、及びリン酸等が挙げられる。有機酸としては、p-トルエンスルホン酸、及びメタンスルホン酸等の有機スルホン酸化合物等が挙げられる。
 これらの中でも、無機酸又は有機酸が好ましく、有機酸である有機スルホン酸化合物がより好ましく、芳香族スルホン酸化合物がさらに好ましく、p-トルエンスルホン酸が特に好ましい。
 酸性物質の含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.0001~5重量部であることが好ましく、0.0001~1重量部であることがより好ましく、0.0005~0.5重量部であることがさらに好ましい。酸性物質の含有割合が上記範囲であると、硬化膜が基材との密着性により優れ、基材の腐蝕や他の成分の分解といった問題の発生を防ぐことができる。
<酸化防止剤>
 本発明の組成物は、硬化膜の耐熱性や耐候性を良好にする目的で、酸化防止剤をさらに含有していてもよい。
 本発明に用いられる酸化防止剤としては、例えばフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、又は、硫黄系酸化防止剤等が挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤としては、例えば、ジ-t-ブチルヒドロキシトルエン等のヒンダードフェノール類を好ましく挙げることができる。市販されているものとしては、(株)アデカ製のAO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-70、AO-80等が挙げられる。
 リン系酸化防止剤としては、トリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン等のホスフィン類や、亜リン酸トリアルキルや亜リン酸トリアリール等が好ましく挙げられる。これらの誘導体で市販品としては、例えば(株)アデカ製、アデカスタブPEP-4C、PEP-8、PEP-24G、PEP-36、HP-10、260、522A、329K、1178、1500、135A、3010等が挙げられる。
 硫黄系酸化防止剤としては、チオエーテル系化合物が挙げられ、市販品としては(株)アデカ製AO-23、AO-412S、AO-503A等が挙げられる。
 酸化防止剤の含有割合は、本発明の組成物合計量100重量%中に、0.01~5重量%含まれることが好ましく、0.1~1重量%含まれることがより好ましい。酸化防止剤の含有割が上記範囲内にあると、組成物の安定性に優れ、又、硬化性及び接着力が良好である。
<表面改質剤>
 本発明の組成物は、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、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、前記以外の界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、スベリ性付与剤及び防汚性付与剤等が挙げられ、公知の表面改質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及びフッ素系表面改質剤が好適に挙げられる。具体例としては、シリコーン鎖とポリアルキレンオキサイド鎖とを有するシリコーン系ポリマー及びオリゴマー、シリコーン鎖とポリエステル鎖とを有するシリコーン系ポリマー及びオリゴマー、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とを有するフッ素系ポリマー及びオリゴマー、並びに、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とを有するフッ素系ポリマー及びオリゴマー等が挙げられる。
 又、滑り性の持続力を高めるなどの目的で、分子中にエチレン性不飽和基、好ましくは(メタ)アクリロイル基を有する表面改質剤を使用してもよい。
 表面改質剤の含有割合は、本発明の組成物の合計量100重量%中に、0.01~1.0重量%含まれることが好ましい。表面改質剤の含有割合が上記範囲であると、硬化膜の表面平滑性に優れる。
<親水性重合体>
 本発明の硬化型組成物を基材に塗工する場合、適用する基材の種類及び塗工方法によっては、基材に組成物を塗工し乾燥した後の塗膜にハジキ等が発生し、最終的に得られる硬化膜が外観不良となる場合がある。
 この場合、塗膜のハジキ等を防止する目的のため、硬化型組成物に親水性重合体を添加することが好ましい。
 親水性重合体としては、親水性基を有する重合体が挙げられる。
 親水性基としては、酸性基、水酸基及び4級塩基等が挙げられ、酸性基が好ましい。
 酸性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、及びリン酸基等が挙げられ、カルボキシル基又はスルホン酸基が好ましく、カルボキシル基がより好ましい。
 4級塩基としては、トリメチルアンモニウムクロライド基(ジメチルアミノ基へのメチルクロライド付加物)、及びトリエチルアンモニウムクロライド基(ジエチルアミノ基へのエチルクロライド付加物)等のトリアルキルアンモニウムハライド基、並びに、ジメチルアンモニウムスルホキシド基(ジメチルアミノ基への硫酸付加物)、及びジエチルアンモニウムスフロキシド基(ジエチルアミノ基への硫酸付加物)等のジアルキルアンモニウムのスルオキシド基等が挙げられる。
 親水性重合体が酸性基を有する重合体(以下、「酸性基含有重合体」という)としては、酸性基の一部又は全部が中和された中和塩が好ましい。当該酸性基含有重合体の中和塩の製造方法としては、原料ビニル系単量体として中和塩を使用して製造する方法、及び酸性基含有重合体を製造した後、中和処理して製造する方法等が挙げられる。
 親水性重合体としては、親水性基を有するビニル系単量体を必須構成単量体単位とする重合体が好ましい。親水性基を有するビニル系単量体としては、酸性基を有するビニル系単量体及び水酸基を有するビニル系単量体等が挙げられる。
 酸性基を有するビニル系単量体としては、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物、スルホン酸基を有するエチレン性不飽和化合物及びリン酸基を有するエチレン性不飽和化合物等が挙げられる。
 カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、及びこれら化合物の塩等が挙げられる。スルホン酸基を有するエチレン性不飽和化合物としては、アクリルアミド2-メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、及び(メタ)アリルスルホン酸等が挙げられる。リン酸基を有するエチレン性不飽和化合物としては、リン酸と(メタ)アクリル酸とのエステル化物等のリン酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 酸性基含有重合体が酸性基の一部又は全部が中和された中和塩の場合においては、酸性基を有するビニル系単量体として、中和塩を使用することが好ましい。
 酸性基を有するビニル系単量体の中和塩を形成するためのアルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア;並びにトリエチルアミン及びトリエタノールアミン等のアミン化合物等が挙げられる。
 水酸基を有するビニル系単量体としては、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)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 4級塩基を有するビニル系単量体としては、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、及び(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロライド等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアルキルアンモニウムハライド、並びに(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルアンモニウムスルホキサイド、及び(メタ)アクリロイルオキシエチルジエチルアンモニウムスルホキサイド等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルジアルキルアンモニウムスルホキサイド等が挙げられる。
 親水性重合体としては、親水性基を有するビニル系単量体以外のビニル系単量体(以下、「その他単量体」という)を共重合したものであっても良い。
 その他単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、スチレン、アルキルビニルエーテル、塩化ビニリデン、(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、(メタ)アクリロニトリル、及び(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
 アルキル(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート及びデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 親水性重合体として、4級塩基を有する重合体を使用する場合においては、さらに重合体中に、ビニル基又は及び(メタ)アクリロイル基等の不飽和基を有する重合体を使用することができる。
 当該重合体の例としては、少なくとも4級塩基を有するビニル系単量体及びグリシジル(メタ)アクリレートを構成単量体単位とする重合体に(メタ)アクリル酸を付加させた重合体、少なくとも4級塩基を有するビニル系単量体及び(メタ)アクリル酸を構成単量体単位とする重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた重合体等が挙げられる。
 親水性基としては、酸性基又は/及び水酸基を有する親水性重合体の場合において、Mwとしては、5,000~100,000が好ましく、7,000~30,000がより好ましい。
 尚、本発明において親水性重合体のMwとは、標準ポリスチレンを検量線として用いたGPCにより求めた値を意味し、酸成分としてカルボン酸等の酸性基を中和する前に測定した値である。又、その他単量体としてアミン性の単量体を含む場合はGPC測定ができないため、これら成分の代わりに通常のアルキル(メタ)アクリレートを使用して、同様の重合温度、開始剤濃度、モノマー濃度、溶剤濃度等の条件をそろえて重合した重合体のGPC測定結果を推測値とした値を意味する。
 親水性重合体としては、前記単量体を使用し常法の重合に従い製造されたものを使用することができる。
 例えば、ラジカル重合法、リビングアニオン重合法、リビングラジカル重合法等が挙げられる。
 又、重合の形態として、例えば、溶液重合法、エマルジョン重合法、懸濁重合法及び塊状重合法等が挙げられる。
 前記した低分子量重合体を通常の重合方法で製造しようとすると、通常、連鎖移動剤及び重合開始剤を多くする必要がある。連鎖移動剤を多量に使用した重合体を使用すると、活性エネルギー線の照射により硬化膜が着色しやすくなり、又、重合開始剤を多量に使用した重合体を使用すると、組成物の保存安定性が低下し易くなる。
 このため、多量の連鎖移動剤や重合開始剤を必要としない高温重合により製造された重合体が好ましい。
 高温重合の温度としては、160~350℃が好ましく、180~300℃がより好ましい。
 親水性重合体の形態としては、目的に応じて選択すれば良く、親水性重合体の溶液、親水性重合体の分散液、粉末等が挙げられる。
 具体的には、親水性重合体の有機溶剤溶液、親水性重合体の水溶液又は水性分散液、親水性重合体の有機溶剤と水の混合溶液又は水散液、及び粉末等が挙げられる。これらの中でも、組成物への溶解性に優れるため、親水性重合体の水溶液又は水性分散液、有機溶剤溶液及び親水性重合体の有機溶剤と水の混合溶液又は水散液が好ましい。
 親水性重合体の溶液及び分散液の固形分としては、3~70重量%が好ましい。
 又、親水性重合体の溶液及び分散液の粘度としては、5~20,000mPa・sが好ましい。
 親水性重合体における4級塩基を有する重合体は市販されており、大成ファインケミカル(株)製、アクリット8WX-30、8WX-022A、及び8WX-046-NS等が挙げられる。
 親水性重合体の含有割合としては、水溶液又は水性分散液のいずれの場合においても固形分基準で、組成物の合計量100重量部に対して、0.5~50重量部であることが好ましく、より好ましくは2~30重量部である。
 親水性重合体の含有割合を0.5重量部以上とすることにより、硬化膜のハジキを防止するとともに、各種基材に対する密着性を向上させたり、フィルムのような膜厚が薄い基材に本発明の組成物を塗工し、硬化させた時の基材の変形及び反りを防ぐことができ、50重量部以下とすることにより硬化膜の白濁、スジむら、ゆず肌等の外観不良を防ぐことができる。
<疎水性重合体>
 疎水性重合体は、組成物に配合することにより、少量の配合で組成物を増粘させ適切な粘度に調整することができるうえ、硬化膜の防曇性と低下させることがなく、ABS樹脂等のケトン系溶剤やエステル系溶剤に対して十分な耐溶剤性を有さないプラスチックへの密着性に優れるものとすることができる。
 本発明において、疎水性重合体とは、重合体中に親水性基を有しない重合体を意味する。親水性基としては、水酸基、並びにカルボキシル基、スルホン基及びリン酸基等の酸性基等が挙げられる。
 疎水性重合体としては、ポリウレタン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアミド、ポリウレア、ナイロン、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレン等が挙げられ、ポリ(メタ)アクリレートが好ましい。
 (C)成分の重量平均分子量(以下、「Mw」という)は、100,000~5,000,000が好ましく、200,000~2,000,000がより好ましい。Mwを100,000以上とすることで、増粘に必要な添加部数を少なくでき、基材に対するはじきを防止し、組成物の防曇性の低下を防止することができる。一方、Mwが5,000,000以下とすることで、組成物への相溶性を改善することができる。
 尚、本発明において重合体のMwとは、標準ポリスチレンを検量線として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という)により求めた値を意味する。
 疎水性重合体としては粒子状のものが好ましく、その平均粒径としては1~15μmであることが好ましく、より好ましくは4~12μmである。
 本発明における平均粒径とは、レーザー回折法により波長680nmで測定した値を意味する。
 疎水性重合体の含有割合としては、防曇性への影響を考慮するとより少量の添加量で増粘できることが好ましく、有機溶剤を除いた組成物全体量、即ち組成物の固形分に対して100重量部に対し、0.1~10重量部が好ましく、0.5~5重量部がより好ましい。
<フィラー>
 本発明の組成物が有機溶剤を含む場合において、(A)、(B)、(C)成分及び/又は(E)成分が低粘度であると、組成物をスプレー塗工又はスピンコートを行った後の乾燥工程において、有機溶剤が揮発する際に組成物が基材上ではじきを起こし、塗膜外観が不良となるおそれがある。
 有機溶剤を含む組成物を使用して前記したような塗工方法を行う場合は、組成物にフィラーを配合して増粘を行うことが、乾燥後のはじきを防止することができ好ましい。
 フィラーとしては、無機フィラー及び有機フィラーのいずれも使用することができ、有機フィラーが好ましい。
 無機フィラーの例としては、シリカ及びアルミナ等の無機化合物が挙げられる。
 フィラーとしては粒子状のものが好ましく、その平均粒径としては1~15μmであることが好ましく、より好ましくは4~12μmである。
 フィラーの含有割合としては、防曇性への影響を考慮するとより少量の添加量で増粘できることが好ましく、有機溶剤を除いた組成物全体量100重量部に対し、0.1~10重量部が好ましく、0.5~5重量部がより好ましい。
6.使用方法
 本発明の組成物の使用方法としては、常法に従えば良い。
 例えば、適用される基材に組成物を通常の塗装方法により塗布した後、活性エネルギー線を照射するか又は加熱して硬化させる方法が挙げられる。
 活性エネルギー線の照射方法は、従来の硬化方法として知られている一般的な方法を採用すれば良い。
 又、組成物に(G)成分(光重合開始剤)及び(H)成分(熱重合開始剤)を併用し、これを活性エネルギー線照射した後、加熱硬化させることにより、基材との密着性を向上させる方法も採用することができる。
 硬化型組成物が活性エネルギー線硬化型組成物である場合において、活性エネルギー線照射した後に加熱工程があるとき、長時間加熱すると防曇性が低下する場合がある。
 この場合には、窒素ガス等の不活性ガスを供給して、不活性ガス雰囲気下で活性エネルギー線の照射方法した後に加熱する方法が、当該防曇性の低下を防止することができ好ましい。
 本発明の組成物が適用できる基材としては、種々の材料に適用でき、無機材料、プラスチック、及び紙等が挙げられる。
 無機材料としては、ガラス、金属、モルタル、コンクリート及び石材等が挙げられる
 金属としては、鋼板、アルミ及びクロム等の金属、酸化亜鉛(ZnO)及び酸化インジウムスズ(ITO)等の金属酸化物等が挙げられる。
 プラスチックの具体例としては、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ABS樹脂、ポリビニルアルコール、トリアセチルセルロース及びジアセチルセルロース等のセルロースアセテート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ノルボルネン等の環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂及びポリウレタン樹脂等が挙げられる。
 本発明の組成物は、これら基材の中でもプラスチックへの密着性に優れるため、プラスチックに好ましく適用することができる。プラスチックとしては、ABS樹脂等のケトン系溶剤及びエステル系溶剤に対して十分な耐溶剤性を有さない樹脂に好ましく適用することができる。
 本発明において、ケトン系溶剤及びエステル系溶剤に対して十分な耐溶剤性を有さない樹脂とは、熱可塑性樹脂であり、かつエチレン性不飽和基を有する化合物を重合させることにより得られる重合体及びポリカーボネートを意味する。
 ケトン系溶剤及びエステル系溶剤に対して十分な耐溶剤性を有さない樹脂の具体例としては、ABS樹脂、PVC樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、酢酸セルロース樹脂、及びポリカーボネート等が挙げられる。
 本発明の組成物の基材への塗工方法としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、バーコーター、アプリケーター、ドクターブレード、ディップコーター、ロールコーター、スピンコーター、フローコーター、ナイフコーター、コンマコーター、リバースロールコーター、ダイコーター、リップコーター、スプレーコーター、グラビアコーター及びマイクログラビアコーター等で塗工する方法が挙げられる。
 基材に対する組成物硬化膜の膜厚は、目的に応じて適宜設定すればよい。硬化膜の厚さとしては、使用する基材や製造した硬化膜を有する基材の用途に応じて選択すればよいが、1~100μmであることが好ましく、2~40μmであることがより好ましい。
 組成物が有機溶剤を含む場合は、基材に塗工した後、加熱・乾燥させ、有機溶剤を蒸発させることが好ましい。
 乾燥温度は、適用する基材が変形等の問題を生じない温度以下であれば特に限定されるものではない。好ましい加熱温度としては、40~100℃である。乾燥時間は適用する基材及び加熱温度によって適宜設定すれば良く、好ましくは0.5~20分である。
 本発明の組成物を活性エネルギー線硬化型組成物として使用する場合において、硬化させるための活性エネルギー線としては、電子線、紫外線及び可視光線が挙げられるが、紫外線又は可視光線が好ましく、紫外線が特に好ましい。紫外線照射装置としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、紫外線(UV)無電極ランプ、発光ダイオード(LED)等が挙げられる。
 照射エネルギーは、活性エネルギー線の種類や配合組成に応じて適宜設定すべきものであるが、一例として高圧水銀ランプを使用する場合を挙げると、UV-A領域の照射エネルギーで100~8,000mJ/cm2が好ましく、200~3,000mJ/cm2がより好ましい。尚、照射エネルギーを1,000mJ/cm2以上とする場合においては、硬化膜の防曇性能の観点から、前記した防曇改質剤を配合することが好ましい。
 本発明の組成物を熱硬化型組成物として使用する場合は、加熱可能な乾燥機等に硬化膜を静置することで硬化膜を得ることができる。
 加熱温度としては、使用する基材や目的に応じて適宜設定すれば良く、40~180℃が好ましい。基材がプラスチックの場合は、温度が高すぎると基材が変形するおそれがあるため、120℃以下であることが好ましい。
 加熱時間は適用する基材及び加熱温度によって適宜設定すれば良く、好ましくは0.5~60分である。
6.用途
 本発明の組成物は種々の用途に使用可能であり、具体的には、防曇コーティング剤が挙げられる。
 コーティング剤の具体例としては、保護眼鏡、ゴーグル、浴室の内壁、キッチン周りの部材、並びに自動車及びオートバイ等のヘッドランプカバー及びリアランプカバー等で使用されるガラス及びプラスチックの防曇コーティング剤等が挙げられる。
 さらには、過酷な条件で使用される自動車やオートバイ等のヘッドランプ及びリアランプカバーの裏面のコーティング、並びに水中で使用される保護眼鏡及びゴーグル等の高い視認性が要求される用途でのコーティング等に好ましく適用することができる。
 以下に、実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
 又、以下において、特に断りのない限り、「部」とは重量部を意味し、「%」とは重量%を意味する。
1.製造例
1)製造例1〔(A)成分の製造〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、精留塔及び冷却管を取付けた3リットルのフラスコに、グリセリン〔阪本薬品工業(株)製精製グリセリン(商品名)。以下、「GLY」という。〕を302.75g(3.29モル)、2-メトキシエチルアクリレート(以下、「MCA」という)を2312.84g(17.77モル)、触媒XとしてDABCO(トリエチレンジアミン)を6.51g(0.06モル)、触媒Yとしてアクリル酸亜鉛を24.07g(0.12モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル(以下、「MEHQ」という)を1.19g(0.01モル)、フェノチアジンを0.21g(0.002モル)仕込み、含酸素ガス(酸素を5容量%、窒素を95容量%)を液中にバブリングさせた。
 反応液温度100~130℃の範囲で加熱撹拌させながら、反応系内の圧力を110~760mmHgの範囲で調整し、MCAとエステル交換反応の進行に伴い副生した2-メトキシエタノール(以下、「MEL」という)との混合液を精留塔及び冷却管を介して反応系から抜出した。又、該抜出液と同重量gのMCAを反応系に随時追加した。加熱撹拌開始から18時間後に反応系内の圧力を常圧に戻して抜出を終了した。
 GLYの水酸基のアクリレート化率を、MELの生成量から求めた結果、58モル%であった。
 反応液を室温まで冷却して沈殿物をろ過分離した後、ろ液に含まれる触媒X及び触媒Yを吸着除去するために珪酸アルミニウム〔協和化学工業(株)製キョーワード700(商品名)〕を58.7g投入して撹拌し、さらに70~100℃の範囲で1時間加熱撹拌した。吸着処理後の珪酸アルミニウムをろ過分離した後、ろ液を攪拌機、温度計、ガス導入管、留出用の冷却管、及び減圧用の管を接続したフラスコに入れ、温度70~100℃、圧力0.001~100mmHgの範囲で、乾燥空気をバブリングさせながら10時間の減圧蒸留を行い、未反応のMCAを含む留出液を分離した。釜液に珪藻土〔昭和化学工業(株)製ラヂオライト(商品名)〕を5.0g添加して加圧ろ過を行い、得られたろ液を実施例で使用した。収量は651gであった。これをA-1という。
 仕込んだGLY302.75gが全てグリセリンジアクリレート(以下、「GLY-DA」ともいう)に変換された場合の収量は658gであるが、これを基準に算出した上記A-1の収率は99%であった。
 UV検出器を備えたHPLCを用いて、A-1に含まれる各成分の純度を下記式(1)より算出した結果、GLY-DAは62%であり、グリセリントリアクリレート(以下、「GLY-TA」という)は33%であり、グリセリンモノアクリレート(以下、「GLY-MA」という)は5%であった。
 得られたA-1は、粘度:43mPa・s(25℃)、水酸基価:238mgKOH/gであった。GPC測定によるMw:314であった。
 尚、HPLC、粘度、水酸基価、GPC及びGCは、下記の条件で測定した。
◆HPLC測定条件
・装置:Waters(株)製 ACQUITY UPLC
・検出器:UV検出器
・検出波長:210nm
・カラム:Waters(株)製 ACQUITY UPLC BEH C18(Part No.186002350、カラム内径2.1mm、カラム長さ50mm)
・カラムの温度:40℃
・溶離液の組成:0.03重量%トリフルオロ酢酸水溶液とメタノールの混合溶液
・溶離液の流量:0.3mL/分
◆A-1に含まれGLY-DAの純度算出方法
 GLY-DAの純度(%)
 =〔(D×1.27)/(M×1.74+D×1.27+T)〕×100 …(1)
 計算式(1)におけるD、M、Tは、紫外線(UV)検出器を備えたHPLCを用いて、A-1を分析して得られる下記の値を意味する。
・D:GLY-DAの210nmにおけるピーク面積
・M:GLY-MAの210nmにおけるピーク面積
・T:GLY-TAの210nmにおけるピーク面積
◆粘度測定条件
 E型粘度計(コーンプレート型粘度計)を使用し、25℃での粘度を測定した。
◆水酸基価測定条件
 試料にアセチル化試薬を加えて92℃の温浴槽中で1時間加熱処理する。放冷後、少量の水を添加して92℃の温浴槽中で10分間加熱処理する。放冷後、フェノールフタレイン溶液を指示薬として水酸化カリウムエタノール溶液で酸を滴定して水酸基価を求めた。
◆GPC測定条件
・装置:Waters(株)製 GPC システム名 1515 2414 717P RI
・検出器:示差屈折率(RI)検出器
・カラム:ガードカラム 昭和電工(株)製 Shodex KFG(8μm 4.6×10mm)、本カラム2種類 Waters(株)製 styragel HR 4E THF(7.8×300mm)+styragel HR 1THF(7.8×300mm)
・カラムの温度:40℃
・溶離液組成:THF(内部標準として硫黄を0.03%含むもの)、流量0.75mL/分
・検量線:標準ポリスチレンを使って較正曲線を作成した。
・A-1に由来する検出ピークのうち、単官能(メタ)アクリレート、溶媒に由来する検出ピーク、及び水に由来するピークよりもリテンションタイムが遅い検出ピークは、Mwの算出に考慮せず、その他複数本の検出ピークを一つのピークとみなしてMwを算出した。
2)製造例2〔(B)成分(ソルビトールのエチレンオキサイド6モル付加物(水酸基価734)の38モル%アクリレート化物)の製造〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、精留塔及び冷却管を取付けた3リットルのフラスコに、ソルビトールのエチレンオキサイド付加物〔青木油脂工業(株)製、水酸基価734mgKOH/g(13.1meq/g)、平均エチレンオキサイド付加数6.28、過酸化物濃度0.7wtppm〕を200g(水酸基として2.6モル)、MCAを613g(4.7モル)、触媒XとしてDABCOを0.88g(0.0078モル)、触媒Yとしてアクリル酸亜鉛を3.26g(0.0157モル)、MEHQを0.25g、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(以下、「TEMPOL」という)を0.05g仕込み、含酸素ガス(酸素を5容量%、窒素を95容量%)を液中にバブリングさせながら、内温125℃から130℃の範囲で10時間加熱撹拌してエステル交換反応させた。この間、MEHQ及びTEMPOLを含むMCAを精留塔を介して反応液に随時追加した。
 エステル交換反応による水酸基のアクリレート化率を、液体クロマトグラフィーによるMELの生成量から求めた結果、37モル%であった。
 尚、MELの定量は、示差屈折率検出器を備えた高速液体クロマトグラフ(カラム:日本ウォーターズ(株)製 Atlantis(Part No.186003748、カラム内径4.6mm、カラム長さ250mm)、溶媒:純水又は10容量%イソプロパノール水溶液)を使用し、内部標準法にて実施した。
 アクリレート化率(モル%)=エステル交換反応の進行に伴い副生したMELのモル数/(原料として使用したアルコールのモル数×原料として使用したアルコール分子の有するアルコール性水酸基数)×100
 反応液を室温まで冷却後、加圧濾過して固形物を分離した。濾液に珪酸アルミニウム〔協和化学工業(株)製キョーワード700SEN-S(商品名)〕を31g投入して撹拌して内温95℃から100℃の範囲で1時間撹拌し、濾液に溶解していた触媒を吸着させた。その後、反応液を内温40℃以下まで冷却し、水酸化カルシウムを3.2g投入してさらに室温で3時間攪拌した後、加圧濾過により固形物を分離した。
 得られた濾液を、攪拌機、温度計、ガス導入管、留出用の冷却管、及び減圧用の管を接続したフラスコに入れ、内温90~100℃、圧力0.01~200mmHgの範囲で、乾燥空気をバブリングさせながら13時間撹拌し、未反応のMCA及び副生成物であるMELを留去した。
 フラスコ内の釜液を室温まで冷却してDEHAを0.076部(0.0008モル)添加し、常圧下内温75℃~85℃の範囲で1時間撹拌した。その後、加圧濾過を行い、濾液を239g得た。製造例1で得られたアクリレート混合物を、以下、Sb-EOAという。
 Sb-EOAのエレクトロスプレーイオン化質量分析(以下、「ESI-MS」という)を行った結果、ソルビトールのエチレンオキサイド付加物のアクリレート化物を主要成分として含むことを確認した。
 Sb-EOA中のMCAの残存量は、ガスクロマトグラフィー(以下、「ガスクロ」という)測定の結果、200ppm以下であり、臭気は全く感じられなかった。
 又、Sb-EOAの粘度、水の溶解度、水酸基価、ハーゼン単位色数(以下、「APHA」という)、Mw、を下記に示す方法に従い測定した。それらの結果を下記に示す。
粘度(25℃):4.13Pa・s、水の溶解度:75%以上、水酸基価:300mgKOH/g、APHA:45、Mw:760、アクリレート化率33モル%
◆過酸化物濃度測定条件
・ソルビトールのアルキレンオキサイド付加物に、イソプロピルアルコール、氷酢酸、及びヨウ化カリウム水溶液を加え、85℃の湯浴中で3分間加熱してヨウ素を生成させた。その後、湯浴から処理液を取出し、処理液の温度が40℃以下にならないうちにチオ硫酸ナトリウムでヨウ素を滴定した。滴定量から活性酸素量濃度を算出し、過酸化物濃度とした。
◆ESI-MS測定条件
・測定方法:フローインジェクション法
・試料前処理:アセトニトリルにて500μg/mL溶液を調製
・装置:Quattro Premier(Waters製)+AcQuity UPLC(Waters製)
・注入量:2μL
・溶離液流速:0.3mL/min
・溶離液組成:10mM酢酸NH4/アセトニトリル=50/50(溶液比、0min→1min)
・キャピラリー電圧:3.0kV
・コーン電圧:10V
・ソース温度:120℃
・脱溶媒温度:400℃
・脱溶媒ガス量:800L/h
・コーンガス量:50L/h
・質量分析範囲:m/z=180~1200(SCANモード)
・イオン化モード:ESI+
◆ガスクロ測定条件
・装置:(株)島津製作所製 GC-17A
・検出器:FID検出器
・キャリアーガス:ヘリウム
・カラム:Inert Cap(膜厚0.5μm、0.32mmID×60m)
・インジェクション温度:200℃
・FID温度:250℃
・カラム温度:120℃にて5分保持した後、10℃/minの速度で240℃まで昇温後、25分保持。
・注入量:0.2μL
・内部標準法により、MELの含有量を重量%で求めた。
◆粘度測定条件
 E型粘度計を使用し、25℃での粘度を測定した。
◆溶解度の測定
 温度22℃において、得られた(B)成分及び蒸留水を5%、10%、15%、20%、25%、50%及び75%の混合割合でスクリュー管に入れ、ミックスローターで2時間混合後、24時間静置した。静置後の混合液を注意深く目視観察し、濁り又は層分離の有無、均一性を観察した。
 尚、混合割合(%)は下式で定義し、24時間静置後に濁りや層分離が確認されず、均一液体を維持する混合割合(%)を溶解度(%)とみなした。

 混合割合(%)=〔蒸留水の重量部/(蒸留水の重量部+(A)成分の重量部)〕×100
2.実施例1~同10及び比較例1~同3(活性エネルギー線硬化型組成物の調製)
 製造例1で得られたA-1及び下記に略号を示す成分を使用し、表1~表3に示す割合で40℃にて撹拌・混合して、組成物を得た。尚、組成物を調整した後、7日間放置したものを使用した。
 但し、その他の成分としてアルコール等の溶剤を含む成分を併用する場合は、貯蔵中の経時変化のおそれがあるために、塗工する直前に混合して使用した。
 得られた組成物について、E型粘度計により25℃における粘度を測定した。
(D)成分及び(F)成分混合物
・JI-62C01:アクリロイル基及びアンモニウムイオンを有するカチオンと、アニオンとを有する化合物(以下、「D-1-1」という)のプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、「PGME」という)50%溶液〔日本乳化剤(株)製、商品名:JI-62C01〕
(A)及び(D)成分混合物
・JI-64C02:D-1-1とA-1の50%溶液〔日本乳化剤(株)製、商品名:JI-64C01〕。JI-62C01のPGMEの全量を製造例1で得られたA-1で置き換えた溶液。
(C)成分
・THFA:テトラヒドロフルフリルアクリレート〔大阪有機化学工業(株)製、商品名:ビスコート#150〕
・ACMO:アクリロイルモルホリン〔KJケミカルズ(株)製、商品名:ACMO(登録商標)〕
(D)成分
・SR-10:ポリエチレングリコール(付加モル数10)片末端にSO3NH4基(アニオン性)を有し、もう一方の末端にアルキル基とアリル基を有する化合物〔ADEKA(株)製、商品名:アデカリアソープSR-10〕
・DAC:ジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド付加物〔MTアクアポリマー(株)製、商品名:アロンDA-C〕
(E)成分
・M-402:ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレートの混合物〔東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM-402〕
・PME-400:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(エチレンオキサイド単位の繰り返し数約9、分子量:約496)〔日油(株)製、商品名:ブレンマーPME-400〕
(G)成分
・Omn184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン〔IGM Resins B.V.社製、商品名:Omnirad 184〕
その他の成分
・8WX-030:4級塩基含有親水性重合体〔大成ファインケミカル(株)製、商品名:アクリット8WX-030、固形分39.4%(溶媒:メタノール(以下、「MeOH」という)50%とPGME50%の混合溶媒)〕
・8WX-053:4級塩基含有親水性重合体〔大成ファインケミカル(株)製、商品名:アクリット8WX-053、固形分38.1%(溶媒:イソプロピルアルコール(以下、「IPA」という)30%とPGME70%の混合溶媒)〕
・G-30:スルホコハク酸ジ(2-エチルヘキシル)ナトリウムのプロピレングリコール(以下、「PG」という)/水混合溶液(固形分:70%、PG:15%、水:15%)〔新日本理化(株)製、商品名:リカサーフG30〕
・ER-10:ノニオン性反応性乳化剤〔ADEKA(株)製、商品名:アデカリアソープER-10〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表1~表3の「配合」の欄における括弧書きは、各成分の部数を意味し、「-」は含有していないことを意味する。
 尚、表1~表3における「組成物」の欄には、原料として使用したJI-64C02に含まれる(A)成分及び(D)成分を分けて記載している。
 又、表1~表3における「組成物」の欄には、原料として使用した8WX-030〔固形分39.4%+混合溶媒(MeOH+PGME)60.6%〕、8WX-053〔固形分38.1%+混合溶媒(IPA+PGME)61.9%〕、及びG-30:〔固形分:70%+混合溶媒(PG+水)〕について、それぞれ、固形分と混合溶媒に分け記載している。固形分については、それぞれ8WX-030(固)、8WX-053(固)及びG-30(固)と表記した。
3.プラスチック基材に対する評価
1)被膜の調製
 得られた組成物を使用し、バーコーターを用い、裁断したポリカーボネート樹脂〔三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製商品名ユーピロンNF2000、150mm×70mm×1mm〕に、膜厚が10μmとなるよう塗工した。
 被膜を有するポリカーボネート樹脂を、以後で使用する試験体とした。
2)硬化膜の調製
 試験体を使用し、コンベアを備えた高圧水銀ランプ〔アイグラフィックス(株)製H06-L41〕を用いて、UV-Aランプ出力照度80W/cm、1パスあたりの照射強度250mW/cm2で照射エネルギーが1000mJ/cm2の条件で試験体に紫外線を照射した。
 得られた硬化膜を使用し、以下の方法に従い評価した。それらの結果を表4及び表5に示す。
(1)密着性
 得られた硬化膜に、カッターナイフで縦横1mm間隔の切り込みを入れて、1mm×1mmの大きさの升目25個を形成し、この碁盤目上にニチバン(株)製#405のセロハンテープを貼り付けた後に強く剥がした。剥離後の残膜数を評価した。残膜数が多いほど密着性が良好であることを示す。
(2)吐息による防曇性
 硬化膜に対して吐息を吹きかけ、目視で観察し、硬化膜表面の曇りの有無を確認した。
〇:全く曇りがない。
×:明らかに曇りが見られる。
(3)耐水防曇性
 硬化膜を1分間、室温の水道水に浸漬した。水道水から取り出した硬化膜を風乾し、吐息を吹きかけることで硬化膜に曇りが発生するかどうかを目視で確認し、以下の3水準で評価した。
〇:全く曇りがない。
△:わずかに曇りが見られるがすぐに消える。又、繰り返し吐息を吹きかけると全く曇りがなくなる。
×:明らかに曇りが見られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
4.評価結果
 表4における実施例1~同10の結果から明らかなように、本発明の組成物は、硬化膜が、基材への密着性、吐息による防曇性、耐水防曇性のいずれにも優れるものであった。
 これに対して、(B)及び(C)成分を含まない比較例1及び同2の組成物、並びに(C)成分のみを含まない比較例3の組成物は、硬化膜が、吐息による防曇性に優れるものの、基材への密着性が大きく低下し、耐水防曇性も低下してしまった。
 本発明の硬化型組成物は、活性エネルギー線硬化型組成物として好ましく使用できるものであり、得られる硬化膜は、各種基材に対して、過酷な条件においても防曇性及び密着性に優れるものである。
 従って、本発明の硬化型組成物は、過酷な条件において使用される当該性能が要求される保護眼鏡、ゴーグル、浴室の内壁、自動車及びオートバイ等のヘッドランプカバー及びリアランプカバー、並びに防犯カメラレンズ等の防曇塗料として好ましく使用できる。

Claims (19)

  1.  下記(A)~(D)成分を含む硬化型組成物。
    (A)成分:グリセリン(メタ)アクリレート及びポリグリセリン(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種の化合物の混合物であって、水酸基価が80mgKOH/g以上である混合物
    (B)成分:アルジトール(但し、グリセロールを除く)のアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート
    (C)成分:複素環と1エチレン性不飽和基を有する化合物
    (D)成分:エチレン性不飽和基とイオン性基を有する化合物
  2.  前記(A)成分が、グリセリン(メタ)アクリレートの混合物である請求項1に記載の硬化型組成物。
  3.  前記(A)成分が、紫外線検出器を備えた高速液体クロマトグラフを用いて分析して得られるピーク面積から計算される値として、グリセリンジ(メタ)アクリレートを30%以上含む混合物である請求項2に記載の硬化型組成物。
  4. 前記(B)成分が、下記一般式(3)で表される化合物である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔式(3)において、R14~R16は、それぞれ独立して、炭素数2~4を有する2価の脂肪族炭化水素基を表し、R14~R16のそれぞれが複数個ある場合は互いに同一でも異なっていても良い。X1~X3は、それぞれ独立して水素原子又は(メタ)アクリロイル基を表す。尚、複数個のX2は、互いに同一であっても異なっていても良く、複数個のR15は、互いに同一であっても異なっていても良く、複数個のbは、互いに同一であっても異なっていても良い。a、b及びcは、それぞれ正数を表し、かつ全てが同時に0になることはなく、0<(a+nb+c)≦80を満たす。nは2~4の整数を表す。〕
  5. 前記(B)成分が、ソルビトールのアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートである請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  6. 前記(B)成分が、温度22℃における蒸留水への溶解度が10%以上である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  7. 前記(B)成分が、水酸基価10mgKOH/g以上である請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  8. (C)成分が、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート又は/及び(メタ)アクリロイルモルホリンである請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  9.  前記(D)成分が、下記(D-1)成分を含む請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
    (D-1)成分:1分子中にエチレン性不飽和基を有するカチオン性基と、アニオンとからなる化合物
  10.  前記(D-1)成分が、下記式(4)で表される化合物である請求項9に記載の硬化型組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔前記式(4)において、R5は、水素原子又はメチル基を表し、R6は、分岐していても良い炭素数が1~12のアルキレン基を表し、R7及びR8は、それぞれ独立して、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基を表し、R9は、分岐していても良い炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を表し、X-は、アルキル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸イオン、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、又はハロゲン化物イオンを表す。〕
  11.  前記(D)成分が、前記(D-1)成分と下記(D-2)成分とを含む請求項9又は請求項10に記載の硬化型組成物。
    (D-2)成分:1分子中にエチレン性不飽和基を有するアニオン性基と、カチオンとからなる化合物
  12. 前記(A)成分が、下記触媒X及びYの存在下に、グリセリン及び/又はポリグリセリンと1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物をエステル交換反応させて得られる(メタ)アクリロイル基を有する化合物の混合物である請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
    触媒X:アザビシクロ構造を有する環状3級アミン又はその塩若しくは錯体、アミジン又はその塩若しくは錯体、及びピリジン環を有する化合物又はその塩若しくは錯体からなる群から選ばれる一種以上の化合物。
    触媒Y:有機酸亜鉛又は/及び亜鉛ジケトンエノラート
  13. 1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートである請求12に記載の硬化型組成物。
  14. 前記(B)成分が、前記触媒X及びYの存在下に、アルジトール(但し、グリセロールを除く)のアルキレンオキサイド付加物と1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物をエステル交換反応させて得られる(メタ)アクリロイル基を有する化合物の混合物である請求項1~請求項13のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  15. 1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が、アルコキシアルキル(メタ)アクリレートである請求項14に記載の硬化型組成物。
  16. さらに、光ラジカル重合開始剤(G)を含有する請求項1~請求項15のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  17. さらに、熱ラジカル重合開始剤(H)を含有する請求項1~請求項16のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  18. 請求項16に記載の組成物を含むプラスチック基材被覆用活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
  19. 請求項18に記載の組成物を含むプラスチック基材被覆用活性エネルギー線硬化型防曇コーティング組成物。
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