WO2022025114A1 - 反応性組成物 - Google Patents

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WO2022025114A1
WO2022025114A1 PCT/JP2021/027903 JP2021027903W WO2022025114A1 WO 2022025114 A1 WO2022025114 A1 WO 2022025114A1 JP 2021027903 W JP2021027903 W JP 2021027903W WO 2022025114 A1 WO2022025114 A1 WO 2022025114A1
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WO
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volatile substance
radius
reactive composition
polymer
monomer
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PCT/JP2021/027903
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English (en)
French (fr)
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雄大 西川
拓 橋本
真平 向山
Original Assignee
森下仁丹株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/015Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone
    • A61L9/04Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone using substances evaporated in the air without heating
    • A61L9/12Apparatus, e.g. holders, therefor
    • 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
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds

Definitions

  • the present invention relates to a reactive composition used for producing a polymer matrix containing a volatile substance.
  • fragrances volatile insect repellents, and volatile antifungal agents in which a volatile substance is dissolved in a solvent such as water are dissolved or solubilized in an aqueous solvent, or the active ingredient is carried in a volatile solvent.
  • Volatile preparations such as agents are known.
  • fragrances are widely used for automobiles as well as for household use.
  • a large amount of volatile substances are volatilized in the car because the temperature of the sunshine part in the car parked in the hot sun or the like is close to 40 to 80 ° C. in the fragrance for automobiles.
  • the volatile amount in the volatile preparation depends on the volatile rate of the volatile substance itself or the volatile solvent which is the carrier, the volatile rate increases remarkably under high temperature conditions, for example, and the volatile substance is quickly consumed. As a result, there is a problem that an amount of volatile substances far exceeding the required amount volatilizes in a certain space.
  • the volatile rate is controlled by combining a heat-sensitive polymer that thermally reversibly aggregates or gels with the volatile substances.
  • a volatile-adjustable liquid fragrance (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 In order to prevent the initial excessive release of volatile substances, providing an enclosure or gelled structure that is the barrier will reduce the amount of volatile substances released in the latter half more than necessary, and its function. There was a risk of not fulfilling. Further, there is a problem that the volatile substance easily bleeds out and has poor storage stability.
  • Volatile substances such as fragrances, deodorants, insect repellents, repellents, attractants, insecticides, fungicides, growth regulators, herbicides, fumigants, etc. are retained in the polymer matrix body, and indoors and other atmospheres. It is also known that a volatile substance gradually volatilizes into the atmosphere when left in the air, and exhibits effects such as fragrance and deodorization. These substances are also prone to bleed-out of volatile substances, and have a problem in storage stability.
  • the present invention suppresses bleed-out of volatile substances, does not require heating during production, has good storage stability of volatile substances, and has excellent properties such as low toxicity, odorlessness, transparency, and breathability. It is an object of the present invention to provide a reactive composition capable of forming a polymer matrix body having.
  • the present invention is as follows. [1] A reactive composition containing (a) two or more kinds of monomers that can be polymerized by light irradiation and (b) a volatile substance.
  • the Hansen solubility parameter (HSP) is calculated for each of the monomer (a) and the volatile substance (b), and the HSP distance (Ra) between the monomer (a) and the volatile substance (b) is 8 MPa 1/2 or less.
  • the HSP distance Ra'between the polymer (a') and the volatile substance (b) after the reaction of the reactive composition is 8 MPa 1/2 or less, and the relative energy difference RED'(RED1) with the polymer (a').
  • the composition is adjusted in a direction that reduces the difference in the Hansen solubility parameter between the polymerizable material (monomer material) and the volatile substance, and a volatile substance-containing polymer matrix is obtained by a polymerization method by light irradiation.
  • a polymer matrix body capable of obtaining a desired volatilization rate without causing bleed-out even if the content of the volatilizing substance is increased to adjust the volatilization rate of the volatilizing substance to a desired level. Can be done with. Controlling the Hansen solubility parameter not only enhances the compatibility of each material and prevents bleed-out, but also increases the amount of volatile substances that can be filled.
  • a matrix substrate containing a radically polymerizable compound having a room temperature curable ethylenically unsaturated bond is polymerized at room temperature by light irradiation and cured in a short time. There is no loss due to volatilization or alteration of volatile substances. Furthermore, the radically polymerizable compound having an ethylenically unsaturated bond is low in toxicity and odorless, and does not harm the human body.
  • FIG. 1 is a diagram showing the Hansen solubility parameter of a volatile substance and a radically polymerizable monomer or oligomer in the Hansen space.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the HSP distance (Ra) and the radius of interaction (R 0 ) between a volatile substance in a Hansen space and a radically polymerizable monomer or oligomer.
  • FIG. 3 is a schematic schematic diagram showing a bead manufacturing apparatus in the dropping method of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of beads obtained by the dropping method.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the overlap of the volatile substance dissolving spheres (s) and the post-reaction polymer dissolving spheres (s') in the Hansen space.
  • the reactive composition of the present invention undergoes a polymerization reaction by irradiation with light to form a polymer matrix.
  • the "polymer matrix body” is a state in which polymerized polymers are three-dimensionally connected, and the overall shape of the matrix body is not limited to a specific shape, but is indefinite. It is molded into a shape according to the purpose of use and the form of use, such as a lump of gel, granules or beads, or a sheet having a certain thickness. In the present specification, examples mainly based on the shape of beads are shown, but it can be easily expected that the same effect of the invention can be obtained from the polymerization method in other shapes as well.
  • the polymer matrix contains various volatile substances and an oily liquid component in which a solubilizer, a volatile fixative, and a filler are dissolved or uniformly dispersed as needed. There is.
  • the reactive composition of the present invention contains (a) two or more kinds of monomers that can be polymerized by light irradiation and (b) a volatile substance, and each of the monomer (a) and the volatile substance (b).
  • the composition is adjusted so that the substance dissolving sphere radius R 0 ) is less than 1, and the HSP distance between the polymer (a') and the volatile substance (b) in the reactive composition is Ra', and the polymer (a) is used.
  • Examples of the two or more kinds of monomers (a) that can be polymerized by light irradiation constituting the polymer matrix of the present invention include radically polymerizable compounds having an ethylenically unsaturated bond at the molecular terminal, and specifically, specific examples thereof.
  • a (meth) acrylate compound having an acryloyl group or a metaacryloyl group at the end of the molecular chain, an unsaturated dicarboxylic acid such as fumaric acid and maleic acid and an unsaturated polyester composed of a polyvalent alcohol such as ethylene glycol and propylene glycol are preferably used. Be done.
  • the "monomer” means a low molecular weight compound having a polymerizable functional group, but also includes a multimer of a monomer generally called an oligomer. Further, since it is defined as “two or more kinds of monomers", it means a mixture of two kinds of different monomers.
  • (meth) acryloyl group refers to either an acryloyl group or a methacryloyl group
  • (meth) acrylate refers to either acrylate or methacrylate
  • a urethane (meth) acrylate having one or more urethane bonds in one molecule and having a (meth) acryloyl group at the end and an epoxy synthesized from an epoxy resin ( (Meta) acrylics such as meth) acrylates, polybutadiene (meth) acrylates having a polybutadiene as a main skeleton, oligoester (meth) acrylates having an ester bond as a main chain, and polyether (meth) acrylates having an ether bond as a main chain.
  • (Meta) acrylics such as meth) acrylates, polybutadiene (meth) acrylates having a polybutadiene as a main skeleton, oligoester (meth) acrylates having an ester bond as a main chain, and polyether (meth) acrylates having an ether bond as a main chain.
  • Oligoesters mono (meth) acrylate monomers having one (meth) acryloyl group, and polyfunctional (meth) acrylate monomers having two or more (meth) acryloyl groups are preferably used.
  • Urethane (meth) acrylate can be synthesized from, for example, a polyol component, an isocyanate component, and a (meth) acrylate component having a hydroxyl group that introduces a terminal acryloyl group.
  • the polyol component applied to the synthesis of such urethane (meth) acrylate is a synthetic polymer compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, for example, a polyether polyol compound, a polyester polyol compound, a polyurethane polyol compound, and the like. Examples thereof include polyhydroxypolyolefin compounds.
  • Epoxy (meth) acrylates are synthesized from epichlorohydrin, a polyol component and a (meth) acrylate component having a hydroxyl group.
  • Examples of the mono (meth) acrylate monomer having one (meth) acryloyl group include ordinary acrylic acid, methacrylic acid, and acid esters thereof (for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, etc.).
  • the polyfunctional (meth) acrylate monomer having two or more (meth) acryloyl groups is the one in which the (meth) acryloyl group is introduced into the hydroxyl groups at both ends of the polyol component as described above.
  • Preferred (meth) acrylate compounds for the polymer matrix of the present invention include a (meth) acrylate monomer (oligomer), a urethane (meth) acrylate monomer (oligomer) which is a urethane-modified product thereof, and an epoxy which is an epoxy-modified product (oligomer). Meta) Acrylate monomer (oligomer) can be mentioned.
  • Examples of the (meth) acrylate monomer or oligomer include propoxylated ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, polyglycerin monoethylene oxide poly (meth) acrylate, and polyglycerin polyethylene.
  • Glycolpoly (meth) acrylate propoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, ethoxylated glycerintri (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylol propanetetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) ) Acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol poly (meth) acrylate, and the like.
  • polyether polyol compound examples include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, polytetramethylene glycol, and polyhexamethylene glycol, or alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran, and ethylene glycol.
  • polyether polyols obtained by adding to polyhydric alcohols such as pentaerythritol.
  • polyester polyol compound examples include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, tetrachlorophthalic acid, tetrabromophthalic acid, hexahydrophthalic acid, succinic acid, maleic acid, adipic acid, sebacic acid and dodecenyl succinic acid.
  • a polyester polyol obtained by a condensation reaction between a polybasic acid such as trimellitic acid or an anhydride thereof and the above-mentioned polyhydric alcohol is exemplified.
  • polyurethane polyol compound a polyurethane polyol obtained by an addition reaction between a polyisocyanate compound or a multimer thereof and an excessive polyhydric alcohol with respect to these; the above-mentioned polyether polyol, polyester polyol, and polyisocyanate.
  • Polyurethane polyols obtained from compounds are exemplified.
  • examples of the polyhydroxypolyolefin compound include acrylic polyols, polybutadiene polyols, polyisoprene polyols, hydrogenated polybutadiene polyols, and hydrogenated polyisoprene polyols.
  • isocyanate component applied to the synthesis of urethane (meth) acrylate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, etc.
  • 2,6-Tolylocyanate isocyanate Phenylene diisocyanate, Xylenid isocyanate, Diphenylmethane-4,4'-Diisocyanate, Naftylen-1,5-Diisocyanate, Isophoron diisocyanate, 1-methyl-2 , 4-Diisocyanate cyclohexane, 1-methyl-2,6-diisocyanate cyclohexane, dicyclohexylmethane diisocyanate and the like are exemplified.
  • the (meth) acrylic acid ester component having a hydroxyl group for introducing a terminal (meth) acryloyl group applied to the synthesis of urethane (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl ( Meta) acrylate 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-chloropropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, ⁇ -caprolactone-modified hydroxy (meth) acrylate, etc. Illustrated.
  • photopolymerization initiator of the present invention examples include phosphine oxide compounds, benzoylformate compounds, thioxanthone compounds, oxime ester compounds, hydroxybenzoyl compounds, benzophenone compounds, ketal compounds, ⁇ -aminoalkylphenone compounds and the like.
  • phosphine oxide compound examples include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
  • benzoylformate compound examples include methylbenzoylformate and the like.
  • Examples of the thioxanthone compound include isopropylthioxanthone and the like.
  • Examples of the hydroxybenzoyl compound include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, benzoinalkyl ether and the like.
  • Examples of the benzophenone compound include Michler's ketone, benzophenone and the like.
  • phosphine oxide compounds hydroxybenzoyl compounds and ⁇ -aminoalkylphenone compounds are preferable from the viewpoint of curability and coloring of the cured product.
  • the photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the photopolymerization initiator used is preferably 2 to 15% by weight, more preferably 2 to 10% by weight, based on the weight of the monomer component, from the viewpoint of curability and coloring of the cured product.
  • the volatile substance used in the present invention is a volatile substance that gradually volatilizes into the air when left in the air and exerts an effect as a desired active ingredient such as fragrance and deodorant, and is usually used as an fragrance agent. Fragrances, deodorants, insect repellents, repellents, attractants, insecticides, bactericides, fumigants and the like are used.
  • Suitable fragrances include terpene-based fragrances such as citronellol, geraniol, terpineol, benzyl alcohol, dihydromilsenol, dibenzyl ether, benzaldehyde, cyclamen aldecht, lilial, benzyl acetate, limonene, benzyl benzoate and turpinyl acetate.
  • terpene-based fragrances such as citronellol, geraniol, terpineol, benzyl alcohol, dihydromilsenol, dibenzyl ether, benzaldehyde, cyclamen aldecht, lilial, benzyl acetate, limonene, benzyl benzoate and turpinyl acetate.
  • examples thereof include alcohol-based, aldehyde-based, ketone-based, ester-based, and phenol-based natural and synthetic fragrances and compounde
  • Examples of the deodorant include ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids such as fumaric acid, crotonic acid and citraconic acid and their esters, and active methylene compounds such as acetylacetone, ethyl acetoacetate and malonic acid.
  • Examples of the repellent include neem extract, 1,8-cineole, and phthalate ester.
  • insect repellent empentrin, transfluthrin, profluthrin, etc. are preferably used in addition to the above.
  • repellents include Empentrin, Transfluthrin, Areslin, Phenothrin, Profluthrin, Metoflutrin, Eminence, Dichlorvos, Diazinone, Fenitrothione, Malathion, N, N-diethyl-m-toluamide (DEET), Dimethylphthalate, Dibutylphthalate, 2-ethyl-1,3-hexanediol, di-n-propylisocincomeronate, p-dichlorobenzene, di-n-butylsuccinate, curan-3,4-diol, 1-methylpropyl- 2- (2-Hydroxyethyl) -1-piperidincarboxylate, isopropyl myristate, isobornyl thiocyanoacetate, diphenyl, diphenylmethane, dibenzyl, benzylphenyl ether, benzylphenyl e
  • extract obtained by mixing and boiling dried powder, bonito powder, beer yeast, bread crumbs, etc., coconut oil, acetoin, diacetyl, acetone, ethyl acetate, phenethyl alcohol, 3-methyl-1-butanol, etc. Illustrated.
  • insecticide examples include hydride carboxylic acid, methyl 1-naphthyl-N-carbamate, 4-brom-2- (4-chlorophenyl) -1-ethoxymethyl-5-trifluoromethylpyrrole-3-carbonitrile, pyrethrin, etc. , And mixtures thereof are exemplified.
  • Examples of the bactericide include carbamic acid and the like.
  • fumigant examples include chloropicrin, 1,3-dichloropropene, dichlorodiisopropyl ether, methylisothiocyanate and the like.
  • Volatile substances are used by dissolving them in a solvent as needed.
  • the solvent is selected according to the nature of the volatile substance.
  • a solvent having good compatibility between the volatile substance and the curable resin such as an alcohol-based solvent, a ketone-based solvent, and an ester-based solvent, can be appropriately used. Some of these solvents are also used as fragrances.
  • solvents include benzyl alcohol, dibenzyl ether, benzyl acetate, methylbenzoate, benzylbenzoate, diethylphthalate, dipropylene glycol, ethylcarbitol, hexylene glycol, 3-methoxy-3-methylbutanol, 3-methyl-3-.
  • solvents include methoxybutyl acetate, citronellol, dihydromilsenol, dihydroterpineol, geraniol, turpineol, benzaldehyde, cyclamenaldehyde, hydroxycitroneral, geranyl acetate, linalyl acetate and limonene.
  • benzylbenzoate, diethylphthalate, dipropylene glycol, ethylcarbitol, hexylene glycol and the like are more preferably used.
  • the amount of the volatile substance may be 0.5 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, based on the weight of the entire polymer matrix body. If the volatile substance is less than 0.5% by weight based on the weight of the entire polymer matrix, it is difficult to obtain the characteristics of the volatile substance, specifically, the effects such as aromaticity, deodorant property, and insect repellent property. If it is blended in an amount of more than 30% by weight, the amount of the polymer matrix body is relatively small, and it becomes difficult to obtain a suitable matrix-like substance. If it is up to 30% by weight, a polymer matrix body whose composition is adjusted within the range of the present invention can be obtained.
  • the molecular weight of the volatile substance is, for example, 200 to 1000, preferably 200 to 500. If the molecular weight of the volatile substance exceeds the above range, the compatibility of the volatile substance with the polymer may decrease. On the other hand, when the molecular weight of the volatile substance is less than the above range, the volatile substance may remain in the reaction solution during the manufacturing process, and the volatile substance may precipitate and solidify.
  • an antistatic agent or an antifogging agent may be appropriately added to the monomer composition and / or the polymer composition in order to suppress the aggregation due to static electricity in the polymer matrix body after the polymerization. ..
  • antistatic agent or antifogging agent examples include silica gel, for example, polyoxyalkylene ether, partial ester of polyhydric alcohol, partial ester of alkylene oxide adduct of polyhydric alcohol, poly (oxyethylene) alkylamine, and poly (oxyethylene).
  • silica gel for example, polyoxyalkylene ether, partial ester of polyhydric alcohol, partial ester of alkylene oxide adduct of polyhydric alcohol, poly (oxyethylene) alkylamine, and poly (oxyethylene).
  • Alkylamides, higher alcohol sulfate ester alkali metal salts, alkylarylsulfonates, quaternary ammonium salts and the like can be mentioned.
  • polyoxyethylene lauryl ether polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol monopalmitate, polyethylene glycol monostearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan mono.
  • Palmitate glycerin monolaurate, glycerin monopalmitate, glycerin monostearate, glycerin monoolate, pentaerythritol monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monobehenate, sorbitan monostearate, sorbitan distearate, diglycerin Monooleate, Triglycerin Dioleate, Lauryl Diethanolamine, N, N-Bis (2-Hydroxyethyl) Stearyl Aminate, Polyoxyethylene Laurylamine Capril Ester, Stearyl Diethanolamine Monostearate, Sodium Lauryl Sulfate, Sodium Dodecylbenzene Sulfonate, Sodium butylnaphthalene sulfonate, cetyltrimethylammonium chloride, trimethylbenzylammonium chloride, triethylcetylammonium iodide, dodecylamine hydrochloride
  • the molded product obtained by the polymerization reaction of the reactive composition of the present invention may have any shape such as beads without partition walls, granules, sheets, rods, and amorphous lumpy substances.
  • the average particle size is usually 0.5 to 20 mm, and in particular, in order to obtain the optimum effect of the present invention, the particle size is preferably 0.5 to 5 mm.
  • FIG. 3 shows a schematic schematic diagram showing a bead manufacturing apparatus in the dropping method of the present invention. As shown in FIG. 3, it can be manufactured by a submerged dropping method using a conventionally known capsule manufacturing technology device provided with a single-layer nozzle (1). Specifically, as shown in FIG. 3, the monolayer nozzle (1) is passed through the mixed liquid (2) of the monomer (a) and the volatile substance (b) used in the present invention into the carrier fluid (6).
  • the beads can be produced by a method including a step of dropping.
  • the carrier fluid (6) has a polarity different from that of the forming composition, and when the forming composition is oily, an aqueous (hydrophilic) substance (for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl)
  • an aqueous (hydrophilic) substance for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl
  • An aqueous solution or water of pyrrolidone, (chemical) starch, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, sodium alginate, pectin, locust bean gum, tamarind seed gum, zansan gum, glycerol, (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol, etc.) Is preferable.
  • the forming composition is aqueous (hydrophilic), it is preferably a liquid oily (hydrophobic) substance (liquid oil), for example, olive oil, jojoba oil, corn oil, rapeseed oil, pork fat, beef fat, etc.
  • liquid oil for example, olive oil, jojoba oil, corn oil, rapeseed oil, pork fat, beef fat, etc.
  • isopropyl, isopropyl palmitate, 2-ethylhexyl palmitate, octyldodecyl myristate, methyl stearate, butyl stearate, 2-ethylhexyl stearate, isotridecyl stearate, myristyl myristate, stearyl stearate, etc. can be mentioned.
  • the bead forming method of the first embodiment will be specifically described with reference to FIG.
  • the method for producing the single-layer beads can be produced by a submerged dropping method using a capsule manufacturing apparatus equipped with the single-layer nozzle (1) shown in FIG.
  • the single-layer nozzle (1) it is desirable to arrange the discharge port vertically downward. Further, it is desirable that the nozzle discharge port is arranged in the forming tube.
  • the carrier liquid (6) is circulated in the apparatus at a constant speed, preferably by a driving means such as a pump (8).
  • the bead precursor is irradiated with light using the light source (4).
  • the bead precursor may be irradiated with light at any stage.
  • the bead precursor and the carrier fluid (6) are subjected to the separation means (5) such as a net. May be after separation.
  • the beads (9) shown in FIG. 4 can be obtained.
  • the beads are characterized in that the volatile substance (10) is uniformly retained in the reactive composition.
  • the light source (4) is not particularly limited as long as it is a light source capable of irradiating light having a wavelength of about 200 nm to about 800 nm, such as a mercury lamp, a fluorescent lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, or a metal halide lamp. It can be appropriately selected depending on the photocurable component. Further, when a photosensitizer is added to the above-mentioned forming composition, the photocurable component can be cured by visible light.
  • the irradiation time varies depending on the intensity and distance of the light source, but generally it can be formed in 1 second to 10 minutes, but there is also an embodiment having irradiation of about 48 hours to 96 hours in order to cure the inside. Since the required irradiation time varies greatly depending on the embodiment such as the particle size and the content of the volatile substance, it can be completely cured by extending the irradiation time with an extrasystem device as needed.
  • the reactive composition preferably has a composition in which a mixed solution of the monomer (a) and the volatile substance (b) is sufficiently mixed before dropping, and then there is no lumps or uneven appearance.
  • the Hansen solubility parameter is used for the desired composition design.
  • the Hansen solubility parameter is described by Charles M. Published by Hansen, it is known as an indicator of solubility between substances.
  • the Hansen solubility parameter is composed of the following three numerical values D, P, and H, and these three parameters are represented as coordinates in a three-dimensional space (Hansen space).
  • D Dispersion force (atom)
  • P Polarization force (molecular)
  • H Hydrogen bond force (molecular)
  • Solubility between substances is estimated by the distance between the coordinates indicating the Hansen solubility parameter of each substance, and the coordinates are It is said that the closer they are to each other, the easier it is to dissolve, and the farther they are from each other, the more difficult it is to dissolve.
  • the Hansen solubility parameter can be used not only for determining the solubility but also for determining how easily a substance is present in another substance, that is, how good the dispersibility is.
  • the Hansen solubility parameter of the monomer (a), the volatile substance (b), and the polymer (a') formed by the polymerization can be calculated from the results of the dissolution or swelling experiment in a known solvent. In that case, it can be obtained by using the software HSPiP (Hansen Solubility Parameters in Practice: software for Windows [registered trademark] for efficiently handling HSP) developed by Hansen et al.
  • HSPiP Haansen Solubility Parameters in Practice: software for Windows [registered trademark] for efficiently handling HSP
  • Hansen solubility parameter dissolve (mix) the target substance to be obtained in a plurality of solvents having a known Hansen solubility parameter, and plot the Hansen solubility parameter of the solvent in which the target substance dissolves and the solvent in which the target substance does not dissolve in the Hansen space.
  • the center of the sphere (Hansen solubility sphere) formed by a collection of plots of dissolving solvent is the Hansen solubility parameter of the target substance.
  • FIG. 1 is a diagram in which the Hansen solubility parameter a of the monomer (a) and the Hansen solubility parameter b of the volatile substance (b) are plotted in the Hansen space.
  • FIG. 2 further illustrates these relationships in an easy-to-understand manner.
  • FIG. 2 shows the situation when the RED value is smaller than 1. It can be said that when the RED value becomes smaller, the distance between the two points becomes shorter and the compatibility between the two substances increases.
  • the interaction radius R 0 of the volatile substance and the Hansen solubility parameter were calculated by the following procedure.
  • Dissolution (colorless and transparent, transparent) 0 Cloudiness, separation (2) Hansen solubility parameter and interaction radius R 0 based on the evaluation result of (1) using the calculation software HSPiP of the interaction radius R 0 , which is the Hansen solubility parameter and the radius of the volatile substance dissolving sphere. Can be calculated.
  • the Hansen solubility parameter of each simple substance of the monomer (a) was calculated by the same method as described above.
  • the Hansen solubility parameter of the mixture of monomers (or oligomers) used as the actual composition (monomer (a)) is the value calculated for each component by calculating the volume ratio at the time of mixing and multiplying it by the Hansen solubility parameter of each component. Was used (volume-weighted average value).
  • the HSP distance Ra is a distance that separates the volatile substance (b) from the monomer (a).
  • the formula for calculating the HSP distance is described below.
  • Ra ⁇ 4 ⁇ ( ⁇ a d - ⁇ b d ) 2 + ( ⁇ a p - ⁇ b p ) 2 + ( ⁇ a h - ⁇ b h ) 2 ⁇ 0.5 ⁇ a d , ⁇ a p , and ⁇ a h are the Hansen solubility parameters of the mixture (a) of the pre-radical polymerization reaction monomer (or oligomer), and ⁇ b d , ⁇ b p , and ⁇ b h are of the volatile substance (b).
  • the Hansen solubility parameter is used. By substituting each parameter value into this formula, the HSP distance between two points was calculated.
  • RED value ⁇ Calculation method of relative energy difference (RED value)>
  • HSP distance Ra which is the distance of each Hansen solubility parameter calculated above, and the dissolved sphere radius R0 of the volatile substance calculated as the interaction radius are used.
  • a mixture prepared by adjusting the composition ratio of the monomer (a) and the volatile substance (b) to the conditions shown in Table 2 was prepared, and the state after stirring the mixture and the state after UV curing (curability, 30). Whether or not bleed-out occurred due to standing still for days) was confirmed.
  • the volatile substance was blended in an amount of 30 parts by weight based on 100 parts by weight.
  • the RED value ⁇ 1 is a condition under which no lumps or uneven appearance occur in the mixed solution of the volatile substance and the monomer (or oligomer) before the radical polymerization.
  • Ra> 8 MPa 1/2 and the RED value ⁇ 1 the volatile substance cannot be retained in the polymer after UV curing, and so-called bleed-out occurs. It was found that a radical polymerization reactive composition having good curability and no bleed-out can be produced by setting Ra ⁇ 8 MPa 1/2 as a condition in which these phenomena do not occur.
  • the Hansen solubility parameter Ra'of the radically polymerized compound was calculated by the following procedure.
  • (1) Dissolution (swelling) test A mixture of monomers (or oligomers) whose components have been adjusted to each condition is output 100% with a UV irradiator (LED H-16VCII-C manufactured by HOYA), irradiation distance 4.5 cm, irradiation time. Irradiation was carried out under the condition of 10 seconds to obtain a film having a length of 1.5 mm, a width of 3 mm and a thickness of 1 mm.
  • the obtained film was immersed in the test solvent shown in Table 1. After allowing to stand at room temperature for 5 days, the degree of dissolution of the test sample in each test solvent was confirmed by the change from the initial weight.
  • ⁇ Procedure for preparing a radically polymerizable reactive composition containing a volatile substance A mixture of a mixture of radically polymerizable monomers (or oligomers) described in Examples and Comparative Examples and a volatile substance is prepared. Mixture of monomer (or oligomer) and acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator A (manufactured by IGM Resins B.V., product name: Omnirad 907) 0.5 part by weight, acylphosphine oxide-based using a super mixer.
  • ⁇ Bleedout evaluation procedure> The bleed-out evaluation of the volatile substance was performed using the test piece. For the bleed-out evaluation, a hole was raised at the tip of the plate sample, a hanging hook was attached, the plate sample was placed in a constant temperature air oven at 40 ° C., and the plate sample was taken out every predetermined number of days to check the bleed-out status. The bleed-out situation was evaluated on a 4-point scale and shown by the following criteria. 4: No bleed out is seen. 3: A small amount of bleed-out was observed on the surface. 2: A little bleed out was seen. 1: Very many bleed outs were seen.
  • Example 1 An acrylate compound (product name: Light Acrylate 14EG-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a monomer, a urethane acrylate compound (product name: UA-306H manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as an oligomer, and a volatile substance (Ogawa Fragrance Co., Ltd.) )
  • Product name: Peppermint oil AA13094 was selected. The mixture was mixed at a weight ratio of 48:32:20 and cured to obtain a radically polymerizable reactive composition.
  • Example 2 An acrylate compound (product name: Light Acrylate DCP-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a monomer, a urethane acrylate compound (product name: UA-510H manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as an oligomer, and a volatile substance (Ogawa Fragrance Co., Ltd.) )
  • Product name: Peppermint oil AA13094 was selected. The mixture was mixed in a weight ratio of 65:15:20 and cured to obtain a radically polymerizable reactive composition.
  • Example 3 Acrylate compound (product name: Light Acrylate 14EG-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a monomer, urethane acrylate compound (product name: UA-306H manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as an oligomer, and (Fuji Film Wako Jun) as a volatile substance. Yakuhin Co., Ltd. Product name: d-limenen) was selected. The mixture was mixed at a weight ratio of 48:32:20 and cured to obtain a radically polymerizable reactive composition.
  • the relative energy difference (RED value) 0.59 when the interaction radius was defined as.
  • Example 4 Acrylate compound (product name: Light Acrylate 14EG-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a monomer, urethane acrylate compound (product name: UA-306H manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as an oligomer, and (Fuji Film Wako Jun) as a volatile substance. Yakuhin Co., Ltd. Product name: d-limenen) was selected. The mixture was mixed at a weight ratio of 42:28:30 and cured to obtain a radically polymerizable reactive composition.
  • the relative energy difference (RED value) 0.59 when the interaction radius was defined as.
  • Example 5 Acrylate compound (product name: Light Acrylate 14EG-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a monomer, glycidyl acrylate as an epoxy acrylate, urethane acrylate compound (product name: UA-306H manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as an oligomer, volatile substance (Product name: d-Rimonen manufactured by Fuji Film Wako Junyaku Co., Ltd.) was selected as. The mixture was mixed at a weight ratio of 35: 7: 28: 30 and cured to obtain a radically polymerizable reactive composition.
  • the relative energy difference (RED value) 0.59 when the interaction radius was defined as.
  • the vaporization occurs. It was confirmed that a reactive composition having excellent retention of a sex substance and which does not cause bleed-out or discoloration for a long period of time can be obtained.
  • the reactive composition of the present invention can suppress bleed-out for a long period of time and is excellent in aesthetics.
  • the reactive composition containing the volatile substance of the present invention can contain a desired volatile substance, has an excellent holding power, and can provide a reactive composition having an excellent aesthetic appearance.
  • the total amount of the reactive composition is 100% by weight, a maximum of 30% by weight of the volatile substance can be blended, and a reactive composition having a high content of the volatile substance can be easily provided. There is an advantage.
  • the reactive composition containing the volatile substance of the present invention has an advantage that bleed-out can be suppressed and fluidity can be maintained for a long period of time.
  • the reactive composition containing the volatile substance of the present invention has high utility value and may be provided as an application tool that can be utilized in all fields of industry.

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Abstract

本発明は、香料などの揮散性物質のブリードアウトを抑制して、かつ製造時に加熱が不要で揮散性物質の保存性が良く、また、低毒性、無臭性、透明性、通気性などの優れた特性を有する高分子マトリックス体を形成し得る反応性組成物を提供することにある。 本発明は、(a)光照射によって重合可能な2種以上のモノマーと(b)揮散性物質を含有する反応性組成物であって、 モノマー(a)及び揮散性物質(b)のそれぞれのハンセン溶解度パラメータ(HSP)HSP距離(Ra)が8MPa1/2以下、相対的エネルギー差RED(RED=Ra/揮散性物質溶解球半径R0)が1未満で、 反応性組成物の反応後のポリマー(a')及び揮散性物質(b)間のHSP距離をRa'として、ポリマー(a')との相対的エネルギー差RED'(RED1=Ra'/揮散性物質溶解球半径R0かつRED2=Ra'/ポリマー溶解球半径R1)がともに0.6以下である、ことを特徴とする反応性組成物を提供する。

Description

反応性組成物
 本発明は、揮散性物質を含有する高分子マトリックス体を製造するために用いる反応性組成物に関する。
 従来から、揮散性物質を水等の溶媒に溶解させたものを水系溶剤に溶解又は可溶化させたり、有効成分を揮発性の溶媒に担持させた芳香剤、揮発型防虫剤、揮発型防かび剤等の揮発型製剤が知られている。
 このうち、例えば芳香剤は、家庭用と並んで自動車用にも広く利用されている。自動車用の芳香剤は、炎天下等における駐車中の車内日照部の温度は40~80℃近くになるため、車内に大量の揮発性物質が揮発される。揮発型製剤における揮発量は、揮発性物質それ自体もしくは担体である揮発性溶剤の揮発速度に依存するため、例えば高温の条件下では揮発速度が著しく増大し、すぐに消耗してしまう。その結果、一定の空間に必要量をはるかに越える量の揮散性物質が揮発するという問題点があった。
 このような高温条件下における揮散性物質の揮発量が著しく増大することを抑制するために、熱可逆的に凝集又はゲル化を起こす感熱性ポリマーを揮発性物質と組み合わせることにより、揮発速度をコントロールする揮発調整型リキッド芳香剤がある(特許文献1)。ただし、揮散性物質の初期の過度な放出を防ぐ為に、その障壁である包囲物やゲル化構造を設ける事は、後半の揮散性物質の放出量が必要以上に減少してしまい、その機能を果たさない恐れが有った。さらに揮散性物質がブリードアウトしやすく保存性が悪いという課題があった。
 高分子マトリックス体中に、香料、消臭剤、防虫剤、忌避剤、誘引剤、殺虫剤、殺菌剤、成長調節剤、除草剤、くん蒸剤等の揮散性物質を保持させ、室内その他の大気中に放置することにより、揮散性物質が徐々に大気中に揮散して、芳香、消臭等の効果を発揮するものも知られている。これらのものも、揮散性物質のブリードアウトが起こりやすく、保存性に問題があった。
特開平06-207162号公報
 本発明は、揮散性物質のブリードアウトを抑制して、かつ製造時に加熱が不要で揮散性物質の保存性が良く、また、低毒性、無臭性、透明性、通気性などの優れた特性を有する高分子マトリックス体を形成し得る反応性組成物を提供することにある。
 本発明は以下の通りである。
 [1](a)光照射によって重合可能な2種以上のモノマーと(b)揮散性物質を含有する反応性組成物であって、
 モノマー(a)及び揮散性物質(b)のそれぞれにハンセン溶解度パラメータ(HSP)を計算し、モノマー(a)及び揮散性物質(b)間のHSP距離(Ra)が8MPa1/2以下であり、相対的エネルギー差RED(RED=Ra/揮散性物質溶解球半径R)が1未満となるように成分調整されており、
 反応性組成物の反応後のポリマー(a’)及び揮散性物質(b)間のHSP距離Ra’ が8MPa1/2以下であり、ポリマー(a’)との相対的エネルギー差RED’(RED1=Ra’/揮散性物質溶解球半径RかつRED2=Ra’/ポリマー溶解球半径R)がともに0.6以下である、ことを特徴とする反応性組成物。
 [2]前記反応性組成物は液滴への光照射によって重合反応がなされることを特徴とする[1]に記載の反応性組成物。
 [3]前記モノマーが、分子鎖末端にエチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性化合物もしくはエチレン性不飽和結合とエポキシ基の両方を有する化合物である[1]または[2]に記載の反応性組成物。
 [4]前記ラジカル重合性化合物が、分子鎖末端にアクリロイル基もしくはメタアクリロイル基を有するアクリレート化合物、ウレタンアクリレート化合物、エポキシアクリレート化合物、ポリエーテルアクリレート化合物、オリゴエステルアクリレート化合物であることを特徴とする[3]に記載の反応性組成物。
 [5]前記反応性組成物中の揮散性物質の含有量が0.5~30重量%である[1]~[4]のいずれかに記載の反応性組成物。
 本発明では、重合性材料(モノマー材料)と揮散性物質との間のハンセン溶解度パラメータの差分を減じる方向で配合調整し、光照射による重合方法によって揮散性物質含有高分子マトリックス体を得ることで、揮散性物質の含有量を増やして揮散性物質の揮発速度を所望のレベルに調整しても、ブリードアウトに至る事は無いまま、所望の揮発速度が得られる高分子マトリックス体を提供することでできる。ハンセン溶解度パラメータを制御することは、それぞれの材料の相溶性を高め、ブリードアウトを防ぐだけでなく、充填しうる揮散性物質を増量できることにもつながる。
 また、常温硬化性のエチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性化合物を含有しているマトリックス基材を用いて光照射により常温で重合させて短時間で硬化させたものであり、重合の際に揮散性物質の揮散、変質による損失がない。更に、エチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性化合物は低毒性で無臭であり、人体に害を与えない。
図1はハンセン空間の揮散性物質及びラジカル重合性モノマーまたはオリゴマーのハンセン溶解度パラメータを示す図である。 図2はハンセン空間中の揮散性物質とラジカル重合性モノマーまたはオリゴマー間のHSP距離(Ra)と相互作用半径(R)の関係性を示す概略図である。 図3は本発明の滴下法におけるビーズの製造装置を示す模式的概略図である。 図4は滴下法により得られたビーズの概略図である。 図5はハンセン空間中の揮散性物質溶解球(s)と反応後ポリマー溶解球(s’)の重なり合いを示す概略図である。
 本発明の反応性組成物は、光照射によって、重合反応が進行して、高分子マトリックス体を形成する。本明細書中で「高分子マトリックス体」とは、重合ポリマーが3次元的に連なった状態であり、全体の形状としては、マトリックス体は特定の形状に限定されるものではないが、不定形のゲルの塊であったり、粒状物もしくはビーズであったり、一定の厚みを有したシートなど利用目的・利用形態に応じた形状に成形される。本明細書中では、主にビーズの形状による実施例が示されているが、その他の形状においても、その重合方法から同様な発明の効果が得られることが容易に予想されうる。この高分子マトリックス体中には、各種揮発性物質と該揮発性物質に、必要に応じて可溶化剤、揮発保留剤、充填剤が溶解もしくは均一分散させられた、油状液体成分が含まれている。
 本発明の反応性組成物は、(a)光照射によって重合可能な2種以上のモノマーと(b)揮散性物質を含有するものあって、モノマー(a)及び揮散性物質(b)のそれぞれにハンセン溶解度パラメータ(HSP)を計算し、モノマー(a)及び揮散性物質(b)間のHSP距離(Ra)が8MPa1/2以下であり、相対的エネルギー差RED(RED=Ra/揮散性物質溶解球半径R)が1未満となるように成分調整されており、反応性組成物中のポリマー(a’)及び揮散性物質(b)間のHSP距離をRa’として、ポリマー(a’)との相対的エネルギー差RED’(RED1=Ra’/揮散性物質溶解球半径RかつRED2=Ra’/ポリマー溶解球半径R)がともに0.6以下である、ことを特徴としている。
 以下その内容を説明する。
 本発明の高分子マトリックス体を構成する光照射によって重合可能な2種以上のモノマー(a)とは、分子末端にエチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性化合物が例示され、具体的には、分子鎖末端にアクリロイル基もしくはメタアクリロイル基を有する(メタ)アクリレート化合物、フマール酸、マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸とエチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコールとからなる不飽和ポリエステルが好適に用いられる。尚、本明細書において、「モノマー」は、重合性の官能基を有する低分子量の化合物を意味するが、一般にオリゴマーと言われるモノマーの多量体も含む。また、「2種以上のモノマー」と規定しているので、2種の異なるモノマーの混合体を意味している。
 なお、本明細書中、用語「(メタ)アクリロイル基」はアクリロイル基またはメタクリロイル基のいずれか一方を示し、用語「(メタ)アクリレート」はアクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方を示す。本発明に用いられる(メタ)アクリレート化合物としては、1分子中に1個以上のウレタン結合を有し、末端に(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ樹脂より合成されるエポキシ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンを主骨格とするポリブタジエン(メタ)アクリレート、エステル結合を主鎖とするオリゴエステル(メタ)アクリレート、エーテル結合を主鎖とするポリエーテル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系オリゴマー、(メタ)アクリロイル基を1個有するモノ(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレートモノマーが好適に用いられる。ウレタン(メタ)アクリレートは、例えばポリオール成分とイソシアナート成分と、末端アクリロイル基を導入するヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレート成分とから合成することができる。このようなウレタン(メタ)アクリレートの合成に適用されるポリオール成分とは、分子内に2個以上の水酸基を有する合成高分子化合物であり、例えばポリエーテルポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物、ポリウレタンポリオール化合物、ポリヒドロキシポリオレフィン化合物等が例示される。エポキシ(メタ)アクリレートは、エピクロルヒドリン、ポリオール成分およびヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレート成分とから合成される。(メタ)アクリロイル基を1個有するモノ(メタ)アクリレートモノマーは通常のアクリル酸、メタクリル酸、それらの酸エステル(例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等)が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレートモノマーは、これまでに説明してポリオール成分の両末端のヒドロキシル基に(メタ)アクリロイル基を導入したものである。本発明の高分子マトリックス体に好ましい(メタ)アクリレート化合物としては、(メタ)アクリレートモノマー(オリゴマー)や、そのウレタン変性物であるウレタン(メタ)アクリレートモノマー(オリゴマー)、エポキシ変性物であるエポキシ(メタ)アクリレートモノマー(オリゴマー)が挙げられる。
 上記の(メタ)アクリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンモノエチレンオキサイドポリ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、等が挙げられる。
 上記ポリエーテルポリオール化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類、あるいはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドを、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等の多価アルコールに付加せしめて得られるポリエーテルポリオール等が例示される。
 上記のポリエステルポリオール化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラクロロフタル酸、テトラブロモフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデセニルコハク酸、トリメリット酸等の多塩基酸またはその無水物と、前記の多価アルコールとの縮合反応により得られるポリエステルポリオールが例示される。
 また、ポリウレタンポリオール化合物としては、ポリイソシアナート化合物またはその多量体と、これらに対して過剰の多価アルコールとの付加反応によって得られるポリウレタンポリオール;前記のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールと、ポリイソシアナート化合物によって得られるポリウレタンポリオールが例示される。
 さらに、ポリヒドロキシポリオレフィン化合物としては、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、水添ポリイソプレンポリオール等が例示される。
 また、ウレタン(メタ)アクリレートの合成に適用されるイソシアナート成分としては、エチレンジイソシアナート、プロピレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、2,4-トリレンジイソシアナート、2,6-トリレンジイソシアナート、フェニレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアナート、ナフチレン-1,5-ジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、1-メチル-2,4-ジイソシアナートシクロヘキサン、1-メチル-2,6-ジイソシアナートシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート等が例示される。
 さらに、ウレタン(メタ)アクリレートの合成に適用される末端(メタ)アクリロイル基を導入するヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステル成分としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-クロロプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート等が例示される。
<光重合開始剤>
 本発明の光重合開始剤としては、ホスフィンオキサイド化合物、ベンゾイルホルメート化合物、チオキサントン化合物、オキシムエステル化合物、ヒドロキシベンゾイル化合物、ベンゾフェノン化合物、ケタール化合物、α-アミノアルキルフェノン化合物等が挙げられる。ホスフィンオキサイド化合物としては、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及び2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。ベンゾイルホルメート化合物としては、メチルベンゾイルホルメート等が挙げられる。チオキサントン化合物としては、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。ヒドロキシベンゾイル化合物としては、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びベンゾインアルキルエーテル等が挙げられる。ベンゾフェノン化合物としては、ミヒラーズケトン、ベンゾフェノン等が挙げられる。
 これらの内、硬化性及び硬化物の着色の観点から好ましいのは、ホスフィンオキサイド化合物、ヒドロキシベンゾイル化合物及びα-アミノアルキルフェノン化合物である。光重合開始剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 光重合開始剤の使用量は、硬化性及び硬化物の着色の観点から、好ましくはモノマー成分重量に対して2~15重量%、更に好ましくは2~10重量%である。
<揮散性物質>
 本発明に用いる揮散性物質としては、大気中に放置することにより、大気中に徐々に揮散して芳香、消臭等の所望の有効成分としての効果を発揮するもので、通常芳香剤としての香料、消臭剤、防虫剤、忌避剤、誘引剤、殺虫剤、殺菌剤、くん蒸剤等が用いられる。
 好適に用いられる香料としては、シトロネロール、ゲラニオール、ターピネオール、ベンジルアルコール、ジヒドロミルセノール、ジベンジルエーテル、ベンズアルデヒド、シクラメンアルデヒト、リリアール、ベンジルアセテート、リモネン、ベンジルベンゾエート、ターピニルアセテート等のテルペン系、アルコール系、アルデヒド系、ケトン系、エステル系、フェノール系の天然及び合成香料とそれらの混合物である調合香料等が例示される。
 消臭剤としては、フマール酸、クロトン酸、シトラコン酸等のα,β-不飽和カルボン酸及びそのエステル、又アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、マロン酸等の活性メチレン化合物等が例示される。また、防虫剤としては、ナフタリン、ショウ脳、p-ジクロロベンゼン等が例示される。また、忌避剤としては、ニーム抽出物、1,8-シネオール、フタル酸エステル等が例示される。
 防虫剤としては、上記の他に、エンペントリン、トランスフルスリン、プロフルトリン、等が好ましく用いられる。
 忌避剤としては、上記の他に、エンペントリン、トランスフルスリン、アレスリン、フェノトリン、プロフルトリン、メトフルトリン、エミネンス、ジクロルボス、ダイアジノン、フェニトロチオン、マラチオン、N,N-ジエチル-m-トルアミド(DEET)、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジ-n-プロピルイソシンコメロネート、p-ジクロロベンゼン、ジ-n-ブチルサクシネート、カラン-3,4-ジオール、1-メチルプロピル-2-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペリジンカルボキシラート、ミリスチン酸イソプロピル、チオシアノ酢酸イソボルニル、ジフェニル、ジフェニルメタン、ジベンジル、ベンジルフェニルエーテル、ベンジルフェニルエチルエーテル、ベンゾフェノン、ベンジルフェニルケトン、ジベンジルケトン、ベンザルアセトフェノン、β-フェニルエチルベンゾエイト、γ-フェニルプロピルベンゾエイト、フェニル酢酸フェニル、ベンジルフェニルアセテート、β-フェニルエチルフェニルアセテート、フェニルシンナメート、ベンジルシンナメート、β-フェニルエチルシンナメート、β-フェニルプロピルシンナメート、シンナミルシンナメート、ジフェニルカルビノール、フェニルベンジルカルビノール、ジベンジルカルビノール、n-アミルベンゾエート、イソアミルベンゾエート、ヘキシルベンゾエート、ヘプチルベンゾエート、オクチルベンゾエート、ノニルベンゾエート、シス-3-へキセニールベンゾエート、n-アミルサリシレート、イソアミルサリシレート、ヘキシルサリシレート、シス-3-へキセニールサリシレート、ベンジルプロピオネート、ベンジル-n-ブチレート、ベンゾルーイソ-ブチレート、ベンジル-n-バレレート、ベンジルイソバレレート、ベンジルカプロエート、ベンジルヘプタノエート、ベンジルカプリレート、ペンジルダニレート、オイゲノール、メチルオイゲノール、イソオイゲノール、α、β-ピネン、α、β-テルピンオール、リモネン、シトロネラール、リナロール、シトラール等のテルペン化合物;メントール、ベチバー油、パチョウリ油、クローブ油、スギ、ヒノキ、タイワンヒノキ、ヒバの精油などの植物精油、マツ科モミ属に属する植物の圧搾液、抽出物または蒸留物等が挙げられ、これらの1種を単独で使用しても良く、2種類以上を組み合わせて使用することもできる。
 誘引剤としては煮干し粉末・削り節粉末・ビール酵母・パン粉等を混合して煮込んで得たエキス、ココナッツオイル、アセトイン、ジアセチル、アセトン、酢酸エチル、フェネチルアルコール、3-メチル-1-ブタノール等が例示される。
 殺虫剤としてはカルボン酸ヒドラジド、1-ナフチル-N-カルバミン酸メチル、4-ブロム-2-(4-クロルフェニル)-1-エトキシメチル-5-トリフルオロメチルピロール-3-カルボニトリル、ピレトリン等、及びこれらの混合物が例示される。
 殺菌剤としては、カルバミン酸等が例示される。
 くん蒸剤としてはクロルピクリン、1,3-ジクロルプロペン、ジクロルジイソプロピルエーテル、メチルイソチオシアネート等が例示される。
 揮散性物質は必要に応じて溶媒に溶解して使用する。揮発性物質の性質に応じて、溶媒を選択する。溶剤としては、アルコール系、ケトン系、エステル系等、揮散性物質と硬化性樹脂との相溶性のよいものを適宜用いることが出来る。これらの溶剤の中には、香料としても用いられるものもある。
 溶剤の例としてはベンジルアルコール、ジベンジルエーテル、ベンジルアセテート、メチルベンゾエート、ベンジルベンゾエート、ジエチルフタレート、ジプロピレングリコール、エチルカルビトール、ヘキシレングリコール、3-メトキシー3-メチルブタノール、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、シトロネロール、ジヒドロミルセノール、ジヒドロターピネオール、ゲラニオール、ターピネオール、ベンズアルデヒド、シクラメンアルデヒド、ヒドロキシシトロネラール、ゲラニルアセテート、リナリルアセテート、リモネン等が挙げられる。これらのなかでは、ベンジルベンゾエート、ジエチルフタレート、ジプロピレングリコール、エチルカルビトール、ヘキシレングリコール等がより好適に用いられる。
 本発明の高分子マトリックス体において揮散性物質の量は、高分子マトリックス体全体の重量に基づいて0.5~30重量%、より好ましくは0.5~20重量%を用いることがよい。揮散性物質が高分子マトリックス体全体の重量に基づいて0.5重量%未満では揮散性物質の特性、具体的には芳香性、消臭性、防虫性等の効果を得ることが困難であり、30重量%を越えて配合すると、相対的に高分子マトリックス体の量が少なくなって、好適なマトリックス状物を得難くなる。30重量%までであれば本発明の範囲で成分調整された高分子マトリックス体が得られる。
 揮散性物質の分子量は、例えば200~1000、好ましくは、200~500である。揮散性物質の分子量が上記範囲を超える場合には、揮散性物質の重合体に対する相溶性が低下する場合がある。一方、揮散性物質の分子量が上記範囲に満たない場合には、製造工程中に、揮散性物質が反応液中に残存してしまい、揮散性物質が析出して、固化する場合がある。
<その他の成分>
 本発明においては、重合後の高分子マトリックス体について、静電気での凝集を抑制する為に、適宜帯電防止剤あるいは防曇剤をモノマー組成物および/またはポリマー組成物に添加しておいてもよい。
 帯電防止剤あるいは防曇剤としては、シリカゲルや例えば、ポリオキシアルキレンエーテル、多価アルコールの部分エステル、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物の部分エステル、ポリ(オキシエチレン)アルキルアミン、ポリ(オキシエチレン)アルキルアミド、高級アルコール硫酸エステルアルカリ金属塩、アルキルアリールスルホネート、四級アンモニウム塩等を挙げることができる。より具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノパルミテート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレート、ペンタエリスリトールモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノベヘネート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ジグリセリンモノオレート、トリグリセリンジオレート、ラウリルジエタノールアミン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)ステアリルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミンカプリールエステル、ステアリルジエタノールアミンモノステアレート、ナトリウムラウリルサルフェート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、トリエチルセチルアンモニウムイオダイド、ドデシルアミン塩酸塩、ラウリン酸ラウリルアミドエチルリン酸塩、オレイルアミノジエチルアミン塩酸塩、ドデシルピリジニウム硫酸塩などを挙げることができる。
 本発明の反応性組成物の重合反応によって得られる成形体は、隔壁のないビーズ、粒状物、シート、棒状、不定形の塊状物質等どのような形状のものであってもよい。
 ビーズの場合平均粒径は、通常、0.5~20mmであり、特に本発明の最適な効果を得るためには、粒径は、0.5~5mmであることが好ましい。
<滴下法による光重合反応でのビーズ形成方法>
 本発明の反応性組成物は、いわゆる滴下法による光重合反応で、小球(即ち、ビーズ状)を形成すること可能である。図3には、本発明の滴下法におけるビーズの製造装置を示す模式的概略図を示す。図3に示すように、単層ノズル(1)を備えた従来公知のカプセル製造技術装置を用いて液中滴下法によって製造することができる。具体的には図3に示す通り、単層ノズル(1)から本発明に用いられるモノマー(a)および揮散性物質(b)の混合液(2)を通過させてキャリア流体(6)中に滴下する工程を包含する方法などによってビーズを製造することができる。
 なお、キャリア流体(6)は、形成組成物の極性とは異なる極性を有していることが望ましく、形成組成物が油性の場合には、水性(親水性)物質(例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、(化工)デンプン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、アルギン酸ソーダ、ペクチン、ローカストビーンガム、タマリンドシードガム、ザンサンガム、グリセロール、(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコールなど)の水溶液または水であることが好ましい。形成組成物が水性(親水性)の場合には、液状の油性(疎水性)物質(液状油)であることが好ましく、例えば、オリーブ油、ホホバ油、コーン油、ナタネ油、豚脂、牛脂、鯨油、ヒマシ油、大豆油、米油、米胚芽油、ヤシ油、パーム油、カカオ油、アボガド油、マカデミアナッツ油、スクワラン、ミンク油、タートル油、炭素数が8~30の炭化水素類、ラノリン、流動パラフィン、ワセリン、シリコーンオイル、炭素数が4~30の脂肪酸、炭素数が4~30の脂肪酸とショ糖とのエステル、炭素数が4~30の脂肪酸とグリセロールとのエステル、炭素数が4~30の脂肪族アルコール、炭素数が4~30の脂肪酸と炭素数が4~30の脂肪族アルコールとのエステル(例えば、パルミチン酸ステアリル、2-エチルヘキサン酸セチル、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸2-エチルヘキシル、ミリスチン酸オクチルドデシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸2-エチルヘキシル、ステアリン酸イソトリデシル、ミリスチン酸ミリスチル、ステアリン酸ステアリルなど)、およびこれらの組み合わせなどが挙げられる。
 図3を参照しながら、第1の実施形態のビーズ形成方法を具体的に説明する。単層ビーズの製造方法は図3に示す単層ノズル(1)を備えたカプセル製造装置を用いて液中滴下法によって製造することができる。単層ノズル(1)は吐出口を垂直方向下向きに配置することが望ましい。またノズルの吐出口は形成管内に配置することが望ましい。キャリア液(6)はポンプ(8)などの駆動手段によって、望ましくは一定速度で装置内を循環する。単層ノズル(1)を通してラジカル重合性モノマー又はオリゴマーの混合物(重合開始剤添加済み溶液)と揮散性物質を十分に撹拌した後、ノズル孔(2)から同時にキャリア流体中に押出す(射出する)。このとき、キャリア流体(6)と形成組成物との間に作用する界面張力によって、単層のジェット流が形成される。ジェット流はその後、重力の作用によって球状の液滴(ビーズ前駆体)を形成する。このとき、ジェット流に振動を加えることによって、液滴の粒径を均一にすることが可能となる。
 次いで、光源(4)を用いてビーズ前駆体に光を照射する。ビーズ前駆体への光照射はいずれの段階で行ってもよく、例えばキャリア流体(6)中であっても、ネットなどの分離手段(5)を介してビーズ前駆体とキャリア流体(6)とを分離した後であってもよい。このようにして図4に示すビーズ(9)を得ることができる。このビーズは揮散性物質(10)が反応性組成物中に均一に保持されていることを特徴とする。
 光源(4)としては例えば、水銀灯、蛍光灯、ゼノン灯、カーボンアーク灯、メタルハライド灯などの約200nm~約800nmの波長の光を照射することのできる光源であれば特に限定はなく、使用する光硬化性成分に応じて適宜選択することができる。また、上述の形成組成物に光増感剤を配合すると、可視光によって光硬化性分を硬化させることができる。照射時間は光源の強さや距離により異なるが、一般には1秒間から10分間で形成が可能だが、内部まで硬化をさせるためには48時間~96時間程度の照射を有する実施形態も存在する。粒径や揮散性物質の含有量などの実施形態によって必要照射時間は大きく異なるため、必要に応じて系外装置にて照射時間を延長することで完全に硬化させることができる。
 前記反応性組成物は滴下前にモノマー(a)と揮散性物質(b)の混合液を十分に混合した後、ダマや見た目のムラがない組成が好ましい。所望する組成設計のために具体的にはハンセン溶解度パラメータを使用する。
<ハンセン溶解性パラメータの説明>
 ハンセン溶解度パラメータは、Charles M.Hansen氏により発表され、物質同士の溶解性の指標として知られている。ハンセン溶解度パラメータは、次のD、P、Hの3つの数値で構成され、これら3つのパラメータが3次元空間(ハンセン空間)中の座標として表される。
 D:(原子の)分散力
 P:(分子の)分極力
 H:(分子の)水素結合力
 物質同士の溶解性は、各物質のハンセン溶解度パラメータを示す座標間の距離により推定され、座標が互いに近いほど溶解しやすく、遠いほど溶解しにくいとされる。また、ハンセン溶解度パラメータは溶解性の判断だけでなく、ある物質が他のある物質中にどの程度存在しやすいか、すなわち分散性がどの程度良いかの判断指標ともなり得る。
 モノマー(a)、揮散性物質(b)、重合で形成されたポリマー(a’)のハンセン溶解度パラメータは、既知溶剤に対する溶解もしくは膨潤実験結果から算出することができる。その場合、Hansen氏らにより開発されたソフトウェアHSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice:HSPを効率よく扱うためのWindows〔登録商標〕用ソフト)を用いて求めることができる。
 ハンセン溶解度パラメータを求めるには、ハンセン溶解度パラメータが既知の複数の溶媒に求めたい対象物質を溶解(混合)させ、対象物質が溶解する溶媒と溶解しない溶媒のハンセン溶解度パラメータをハンセン空間にプロットする。溶解する溶媒のプロットの集まりで形成される球(ハンセンの溶解球)の中心が対象物質のハンセン溶解度パラメータとされる。これらはソフトウェアHSPiPを用いて算出することができる。
 モノマー(a)の揮散性物質(b)に対するRED値(相対的エネルギー差;Relative Energy Difference)は、2物質間のハンセン溶解度パラメータの距離をRa、揮散性物質溶解球の半径である相互作用半径をRとしたとき、RED=Ra/Rで表される。図1はハンセン空間にモノマー(a)のハンセン溶解度パラメータa、揮散性物質(b)のハンセン溶解度パラメータbをプロットした図である。揮散性物質に対するモノマー(又はオリゴマー)の混合物のRED値が1より小さい場合、図1に示されるように、揮散性物質(b)の溶解球sの内部にモノマー(a)のハンセン溶解度パラメータaが位置しており、揮散性物質(b)とモノマー(a)とは互いに溶けやすい。図2ではさらにこれらの関係性をわかりやすく図示している。図2はRED値が1より小さい場合の状況を示している。RED値が小さくなると2点間の距離が縮まり、2物質の相溶性が高まることがいえる。
<揮散性物質のハンセン溶解度パラメータと相互作用半径の算出>
 揮散性物質の相互作用半径R及びハンセン溶解度パラメータを次の手順にて算出した。
(1)溶解試験
 表1に示されるハンセン溶解度パラメータが既知である試験用溶媒13種類を準備し、容量10mlのスクリュー管に試験用溶媒と揮散性物質を体積比1:1の割合で添加し、十分に撹拌した後5分静置し、液の状態を確認しスコアを付けた。
 1:溶解(無色透明、透明)
 0:白濁、分離
(2)ハンセン溶解度パラメータと揮散性物質溶解球半径である相互作用半径Rの算出
ソフトウェアHSPiPを用い、(1)の評価結果に基づいてハンセン溶解度パラメータと相互作用半径Rを算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<モノマー又はオリゴマーの混合物のハンセン溶解度パラメータ算出>
 前述と同様の方法でモノマー(a)のそれぞれ単体のハンセン溶解度パラメータを算出した。実際の組成として使用するモノマー(又はオリゴマー)の混合物(モノマー(a))のハンセン溶解度パラメータは混合時の体積比率を算出し、それぞれの成分のハンセン溶解度パラメータに掛け合わせ、成分ごとに算出した値を足した値(体積加重平均値)を使用した。
<HSP距離Raの算出方法>
 HSP距離Raはモノマー(a)から揮散性物質(b)を隔てる距離とする。下記にHSP距離の算出式を記載した。
 Ra={4×(δa d-δ d+(δa p-δb p+(δa h-δb h0.5
δa d、δa p、δa hはラジカル重合反応前モノマー(又はオリゴマー)の混合物(a)のハンセン溶解度パラメータ、δ d、δb p、δb hは揮散性物質(b)のハンセン溶解度パラメータとする。この数式に各パラメータ値を代入し、2点間のHSP距離を算出した。
<相対的エネルギー差(RED値)の算出方法>
 前述で算出したそれぞれのハンセン溶解度パラメータの距離であるHSP距離Raと相互作用半径として算出した揮散性物質の溶解球半径Rを用いる。下記にRED値の算出式を記載した。
 RED=Ra/R
 この値が小さいほどモノマー(a)と揮散性物質(b)が溶けやすいことがいえる。RED値>1の範囲では2物質間の相溶性が悪いことがいえる。
 モノマー(a)と揮散性物質(b)を表2に記載した条件になるような成分比に調整した混合液を作製し、混合液撹拌後の状態やUV硬化後の状態(硬化性、30日間静置によるブリードアウト発生有無)を確認した。揮散性物質は全体100重量部に対し30重量部配合した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 前述結果より、ラジカル重合前の揮散性物質とモノマー(又はオリゴマー)の混合液中にダマや見た目のムラが発生しない条件はRED値<1となることが確認できた。しかしRa>8MPa1/2かつRED値<1となった場合、UV硬化後に揮散性物質をポリマー内に保持できず、いわゆるブリードアウトが発生する。これら現象が発生しない条件としてRa≦8MPa1/2を設定することで硬化性が良好かつブリードアウトが発生しないラジカル重合反応性組成物を作製できることがわかった。
 次に表2で作製した4条件のUV硬化後のポリマー(a’)と揮散性物質(b)との相溶性を、ハンセン溶解度パラメータを用いて確認した。試験方法は以下の通りである。
<ラジカル重合性反応性組成物(ポリマー)のハンセン溶解度パラメータとRED値算出>
 ラジカル重合化合物のハンセン溶解度パラメータRa’を次の手順にて算出した。
(1) 溶解(膨潤)試験
 各条件に成分調整されたモノマー(又はオリゴマー)の混合物をUV照射機(HOYA社製LED H-16VCII-C)で出力100%、照射距離4.5cm、照射時間10秒の条件で照射し、縦1.5mm×横3mm×厚み1mmのフィルムを得た。
 得られたフィルムを表1の試験用溶媒に浸漬させた。5日間常温静置し、各試験溶媒に対する試験用サンプルの溶解程度を初期重量からの変化で確認した。
 重量測定の際には表面に付着している溶媒を完全にワイプでふき取った後、重量測定を行った。初期重量から±5%以上変化したものをスコア1(溶解する)、変化していないものをスコア0(溶解しない)とした。
(2) ハンセン溶解度パラメータの算出
 ソフトウェアHSPiPを用い、(1)の評価結果に基づいてハンセン溶解度パラメータを算出した。
(2)で算出したポリマーのハンセン溶解度パラメータを使用し、揮散性物質とのHSP距離、RED値を算出した。表3にUV硬化後のポリマー(a’)と揮散性物質(b)とのHSP距離、RED値の関係を記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3記載の通り、UV硬化後のポリマー(a’)、揮散性物質(b)においてもRa’≦8MPa1/2、RED<1の範囲で成分調整した水準では相溶性は良好、硬化後のブリードアウト抑制ができた。またUV硬化後の最適な条件として、Ra’≦8MPa1/2、RED’(Rを相互作用半径)≦0.6、RED(Rを相互作用半径)≦0.6の範囲で硬化性が良好で硬化後のブリードアウト抑制効果が高いことが確認できた。
 硬化前に硬化後のブリードアウト抑制範囲を予測して成分調整ができ、効率的に揮散性物質の増量やブリードアウトを抑制した反応性組成物を得られる手段といえる。
 本発明を以下の実施例でさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<揮散性物質を含有したラジカル重合性反応性組成物作製手順>
 実施例、比較例で説明するラジカル重合性モノマー(又はオリゴマー)の混合物と揮散性物質の混合液を作製する。スーパーミキサーを用いてモノマー(又はオリゴマー)の混合物とアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤A(IGM Resins B.V.社製、製品名:Omnirad 907)0.5重量部、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤B(IGM Resins B.V.社製、製品名:Omnipol TX)2重量部を撹拌し、重合開始剤が完全に溶解した後、揮散性物質を加えてさらに撹拌を続けた。撹拌は均一な液(ダマや見た目のムラがなくなる状態)となるまで続けた。50mm×50mm×2mmの型に流し込み、UV照射機(HOYA製LED H-16VC2-C、最大波長365nm、照射距離4.5cm、照度150mW/cm)を用いて出力100%条件で片面5秒ずつ計10秒照射を行い、それぞれ試験片を得た。
<ブリードアウト評価手順>
 前記試験片を用いて揮散性物質のブリードアウト評価を行った。
 なおブリードアウト評価はプレートサンプルの先端に穴をあげて吊り下げフックを取り付け40℃の恒温エアオーブン中に入れ、所定日数ごとに取り出しブリードアウト状況を確認した。ブリードアウト状況は4段階評価し、次の基準で示した。
 4:ブリードアウトが全く見られない。
 3:表面に微量ブリードアウトが見られた。
 2:ブリードアウトが少し見られた。
 1:非常に多くのブリードアウトが見られた。
(実施例1)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(小川香料(株)製 製品名:ペパーミントオイルAA13094)を選択した。48:32:20の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=0.79、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.07だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=0.07、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.07、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.09だった。
(実施例2)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレートDCP-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-510H)、揮散性物質として(小川香料(株)製 製品名:ペパーミントオイルAA13094)を選択した。65:15:20の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=2.64、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.22だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=3.65、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.25、ポリマー溶解球半径R1を相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.36だった。
(実施例3)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(富士フィルム和光純薬(株)製 製品名:d-リモネン)を選択した。48:32:20の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=7.82、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.73だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=7.12、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.58、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.59だった。
(実施例4)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(富士フィルム和光純薬(株)製 製品名:d-リモネン)を選択した。42:28:30の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=7.82、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.73だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=7.12、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.58、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.59だった。
(実施例5)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、エポキシアクリレートとしてグリシジルアクリレート、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(富士フィルム和光純薬(株)製 製品名:d-リモネン)を選択した。35:7:28:30の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=7.80、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.69だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=7.09、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.55、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.55だった。
(比較例1)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(小川香料(株)製 製品名:バニラオイルGL53038)を選択した。48:32:20の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=6.99、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=1.21だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=7.33、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.59、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=1.1だった。
(比較例2)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート4EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-510H)、揮散性物質として(小川香料(株)製 製品名:バニラオイルGL53038)を選択した。40:40:20の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=9.06、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=1.56だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=9.80、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.78、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=1.51だった。
(比較例3)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレートDCP-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-510H)、揮散性物質として(小川香料(株)製 製品名:バニラオイルGL53038)を選択した。15:65:20の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=10.04、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.90だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=10.6、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.78、ポリマー溶解球半径R1を相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.91だった。
(比較例4)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(小川香料(株)製 製品名:バニラオイルGL53038)を選択した。54:36:10の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=6.99、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=1.21だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=7.33、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.59、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=1.1だった。
(比較例5)
 モノマーとしてアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:ライトアクリレート14EG-A)、オリゴマーとしてウレタンアクリレート化合物(共栄社化学(株)製 製品名:UA-306H)、揮散性物質として(富士フィルム和光純薬(株)製 製品名:d-リモネン)を選択した。41:27:32の重量比率で混合し、硬化させラジカル重合性反応性組成物を得た。モノマーとオリゴマーの混合物と揮散性物質とのHSP間距離Ra=7.82、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.73だった。硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’=7.12、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.58、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)=0.59だった。
 実施例1~実施例5及び比較例1~比較例5における硬化前のHSP間距離Ra、揮散性物質溶解球半径とした場合の相対的エネルギー差RED値、全組成物中の香料の配合率(重量%)、硬化後のポリマーとのHSP距離Ra’、揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)、ポリマー溶解球半径Rを相互作用半径とした場合の相対的エネルギー差(RED値)を表4に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4の結果から、硬化前条件ではHSP間距離Ra≦8MPa1/2かつRED値(揮散性物質溶解球半径Rを相互作用半径とした値)<1、反応性組成物条件ではHSP間距離Ra’≦8MPa1/2かつRED’値(揮散性物質溶解球R、ポリマー溶解球半径Rそれぞれを相互作用半径とした値)≦0.6の範囲でブリードアウト抑制効果があることがわかった。特に実施例1では良好な結果が得られた。
 本発明により、図5に示すような揮散性物質溶解球sとポリマー溶解球s’の重なりあいが大きい場合(R、Rを相互作用半径としたRED’値≦0.6)に揮散性物質の保持性に優れ、長期間ブリードアウトや変色が発生しない反応性組成物を得られることが確認できた。
 本発明の反応性組成物は長期間にわたりブリードアウトが抑制でき、美観に優れていることがわかった。
 本発明の揮散性物質を含有した反応性組成物は、所望の揮散性物質を含有でき優れた保持力があり、美観に優れた反応性組成物を提供することができる。
 また、本発明では必要に応じて反応性組成物全体を100重量%とした場合、揮散性物質を最大30重量%配合することができ、揮散性物質高含有の反応性組成物を簡便提供できるという利点がある。
 さらに、本発明の揮散性物質を含有した反応性組成物はブリードアウトを抑制でき、長期間にわたり流動性を保持できるという利点も有する。
 従って、本発明の揮散性物質を含有した反応性組成物は利用価値が高く、産業上のあらゆる分野で活用できるアプリケーションツールとして提供できる可能性がある。
 a モノマー(及びオリゴマー)の混合物のHSP値、
 b 揮散性物質のHSP値、
 s 揮散性物質溶解球、
 s’ 反応後ポリマー溶解球、
 1 単層ノズル、
 2 2種以上のモノマー(又はオリゴマー)及び揮散性物質の混合液、
 3 形成管、
 4 光源、
 5 分離手段、
 6 キャリア流体、
 7 キャリア流体回収液、
 8 駆動手段、
 9 ラジカル重合後反応性組成物、
 10 揮散性物質

Claims (5)

  1.  (a)光照射によって重合可能な2種以上のモノマーと(b)揮散性物質を含有する反応性組成物であって、
     モノマー(a)及び揮散性物質(b)のそれぞれにハンセン溶解度パラメータ(HSP)を計算し、モノマー(a)及び揮散性物質(b)間のHSP距離(Ra)が8MPa1/2以下であり、相対的エネルギー差RED(RED=Ra/揮散性物質溶解球半径R)が1未満となるように成分調整されており、
     反応性組成物の反応後のポリマー(a’)及び揮散性物質(b)間のHSP距離Ra’が8MPa1/2以下であり、ポリマー(a’)との相対的エネルギー差RED’(RED1=Ra’/揮散性物質溶解球半径RかつRED2=Ra’/ポリマー溶解球半径R)がともに0.6以下である、ことを特徴とする反応性組成物。
  2.  前記反応性組成物は液滴への光照射によって重合反応がなされることを特徴とする請求項1に記載の反応性組成物。
  3.  前記モノマーが、分子鎖末端にエチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性化合物もしくはエチレン性不飽和結合とエポキシ基の両方を有する化合物である請求項1または請求項2に記載の反応性組成物。
  4.  前記ラジカル重合性化合物が、分子鎖末端にアクリロイル基もしくはメタアクリロイル基を有するアクリレート化合物、ウレタンアクリレート化合物、エポキシアクリレート化合物、ポリエーテルアクリレート化合物、オリゴエステルアクリレート化合物であることを特徴とする請求項3に記載の反応性組成物。
  5.  前記反応性組成物中の揮散性物質の含有量が0.5~30重量%である請求項1~4のいずれかに1項に記載の反応性組成物。
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