JP2020033496A - 活性エネルギー線硬化型樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基と1個以上の水酸基を有する化合物であって、(メタ)アクリロイル基の数と水酸基の数が等しい化合物、及び(メタ)アクリレートを構成単量体単位として含み、重量平均分子量が1000〜30000である重合体を含有する活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が記載されている。また、特許文献1には、この活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がガラス基材用樹脂組成物として好ましく使用できることが記載されている。
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、更に、光重合開始剤Fを含有することが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、アクリル系重合体Aの重量平均分子量は3000〜200000あることが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、更に、色材Gを含有することが好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、アクリル系重合体Aの含有量は前記アクリル系重合体A、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートB、多官能(メタ)アクリレートC、(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD及びシランカップリング剤Eの合計量に対して5〜30質量%であることが好ましい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称であり、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基の総称である。
また、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸の総称であり、「(メタ)アクリロニトリル」は、アクリロニトリルとメタクリロニトリルの総称であり、「(メタ)アクリロイルオキシ基」は、アクリロイルオキシ基とメタクリロイルオキシ基の総称である。
また、本明細書において、「硬化被膜」とは、本発明の樹脂組成物より形成される被膜のことである。
樹脂組成物は、更に、光重合開始剤F(以下、「F成分」とも言う。)及び色材G(以下、「G成分」とも言う。)の少なくとも一方を含有することが好ましい。
アクリル系重合体とは、アルキル(メタ)アクリレート由来の単量体単位を含むものを意味する。
アルキル(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、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。アクリル系重合体Aに含まれるアルキル(メタ)アクリレート由来の単量体単位は、1種類でも2種類以上であってもよい。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、アルキル基の炭素数が1〜12のアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。後述する水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートB及び多官能(メタ)アクリレートCへの溶解性に優れる観点から、アルキル(メタ)アクリレートとしては、アルキル基の炭素数が1〜4のものがより好ましい。
アクリル系重合体Aのガラス転移温度は、アクリル系重合体Aを構成する単量体単位の種類及び質量分率から、下記式(1)で表されるFoxの式より求められる。
1/(273+Tg)=Σ{Wi/(273+Tgi)} ・・・(1)
式(1)中、Tgはアクリル系重合体Aのガラス転移温度(℃)、Wiはアクリル系重合体Aを構成する単量体i由来の単量体単位の質量分率、Tgiは単量体iの単独重合体のガラス転移温度(℃)を示す。Tgiの値は、POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION Volume1に記載の値を用いることができる。
アクリル系重合体Aの重量平均分子量は、GPC−LS法(Gel Permeation Chromatography−Light Scattering Method:GPC−光散乱法)で測定されたポリスチレン換算の値を意味する。
水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートBは、水酸基及びただ1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。
水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートBとしては、ガラス基材及びアルミニウム基材への密着性が高まる観点から、2−ヒドロキシエチル(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−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の置換基を有していてもよいヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。
なお、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートのうち、水酸基を有する(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルはD成分に、シランカップリング剤はE成分に分類するものとし、これらは水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートであってもB成分には含めないものとする。
多官能(メタ)アクリレートCは、2つ以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。
多官能(メタ)アクリレートCとしては、1分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基を2個以上、好ましくは2〜15個、特に好ましくは2〜6個含有し、かつ後述の(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルDを除くものが挙げられる。具体的には、2官能(メタ)アクリレート、3官能以上の(メタ)アクリレート、多官能ウレタン(メタ)アクリレート、多官能エポキシ(メタ)アクリレート、多官能ポリエステル(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートCは単独で用いるか、又は2種以上を併用することができる。
(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルDは、1分子内にリン酸基を1個以上、好ましくは1〜5個有し、かつ(メタ)アクリロイル基を1個以上、好ましくは1〜3個含有する不飽和化合物である。(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルDは、単独で用いるか、又は2種以上を併用することができる。
また、上述した以外にも、(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルDとして、リン酸基含有エポキシ(メタ)アクリレート(例えば、第一工業製薬社製の「ニューフロンティア S−23A」);ビニルホスホン酸、ジメチルビニルホスホン酸、ジエチルビニルホスホン酸、ジイソプロピルビニルホスホン酸、ジイソブチルビニルホスホン酸、ジブチルビニルホスホン酸、フェニルビニルホスホン酸、p−ビニルベンゼンホスホン酸等のホスホン酸基含有モノエチレン性不飽和化合物、ジビニルホスホン酸、ビス(ジエチルビニル)ホスホン酸、ビス(ジメチルビニル)ホスホン酸、ビス(ジイソプロピルビニル)ホスホン酸、(ジイソブチルビニル)ホスホン酸、(ジブチルビニル)ホスホン酸、ビス(フェニルビニル)ホスホン酸等のホスホン酸基含有ジエチレン性不飽和化合物を用いることもできる。
(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルDの含有量が、多すぎると硬化被膜とガラス基材やアルミニウム基材等との密着性や硬化被膜の強度が低下する傾向があり、少なすぎても硬化被膜とガラス基材やアルミニウム基材等との密着性が低下する傾向がある。
シランカップリング剤Eとは、有機材料と結合可能な官能性基及び無機材料と結合可能な官能性基を有し、さらにケイ素元素を含む化合物である。
シランカップリング剤Eとしては、例えば、エポキシ基含有シランカップリング剤、(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤、水酸基含有シランカップリング剤、カルボキシル基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、アミド基含有シランカップリング剤、イソシアネート基含有シランカップリング剤、ビニル基含有シランカップリング剤、アリル基含有シランカップリング剤、ウレイド基含有シランカップリング剤等を挙げることができる。これらは単独で用いるか、又は2種以上を併用することができる。
(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
メルカプト基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトメチルジメトキシシラン、3−メルカプトトリエトキシシラン等が挙げられる。
アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
イソシアネート基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
ビニル基含有シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
アリル基含有シランカップリング剤としては、例えば、アリルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ウレイド基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
これらの中でも、シランカップリング剤Eとしては、(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤が好ましく、特に好ましくは3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシランである。
光重合開始剤Fは任意成分である。
光重合開始剤Fとしては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、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、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン;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、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン;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(2,6−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、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等のアシルフォスフォンオキサイド等が挙げられる。なお、これら光重合開始剤Fは、単独で用いるか、又は2種以上を併用することができる。
色材Gは任意成分であり、樹脂組成物に色材Gを添加したものは一般的にはインキと呼ばれる。樹脂組成物を着色する場合は、無機顔料又は有機顔料を添加する。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、酸化チタン、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー等が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、ジケトピロロピロール、アンスラキノン、ベンズイミダゾロン、アンスラピリミジン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物には、さらに、フィラー、電解質塩、染顔料、油、可塑剤、ワックス、乾燥剤、分散剤、湿潤剤、乳化剤、ゲル化剤、安定剤、消泡剤、レベリング剤、チクソトロピー性付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、難燃剤、シリカ等の金属酸化物のような充填剤、補強剤、艶消し剤、架橋剤、紫外線吸収剤、光安定剤等が含まれていてもよい。
また、帯電防止性や導電性を付与するため、リチウム塩等の金属塩、金属酸化物等の導電性フィラー、導電性高分子、帯電防止剤等を樹脂組成物に含有させることも可能である。
溶剤としては、水、有機溶剤、水と有機溶剤との混合物等が挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール等のアルコール、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン、エチルセロソルブ等のセロソルブ、トルエン、キシレン等の芳香族類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル、ジアセトンアルコール等が挙げられる。これら有機溶剤は、単独で用いるか、又は2種以上を併用することができる。
本発明の樹脂組成物は、アクリル系重合体A、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートB、多官能(メタ)アクリレートC、(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD及びシランカップリング剤Eと、必要に応じて任意成分とを任意の方法で配合して製造することができる。配合方法としては、種々の方法を採用することができる。例えば、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートBにアクリル系重合体Aを添加し溶解した後、多官能(メタ)アクリレートC、(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD、シランカップリング剤Eを添加混合し、最後に任意成分である光重合開始剤Fや色材G等を添加する方法が挙げられる。溶剤で希釈する場合、溶剤にアクリル系重合体Aと水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートBを溶解させた溶液を調製し、溶剤に溶解させた多官能(メタ)アクリレートCと混合し、さらに(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD、シランカップリング剤E、任意成分である光重合開始剤Fや色材Gをこの順序で混合する方法が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、コーティング剤やインキ組成物として使用することが好適である。
コーティング剤の塗工方法としては、例えば、スプレー、シャワー、ディッピング、フローコート、グラビアコート、ロール、スピン、ディスペンサー等が挙げられる。
インキ組成物として用いる場合の印刷方法としては、例えば、インクジェット、スクリーン、オフセット、フレキソ、グラビア等が挙げられる。
活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できる。活性エネルギー線は、樹脂組成物の硬化速度、照射装置の入手のし易さ等の点で紫外線が有利である。その場合は、樹脂組成物に光重合開始剤Fを配合することが好ましい。
紫外線の照射条件は30〜3000mJ/cm2程度が好ましい。紫外線照射後は、必要に応じて加熱を行って硬化の完全を図ることもできる。
金属基材としては、例えば、アルミニウム基材、ステンレス鋼(SUS304、SUSBA等)、熱延板、冷延板等の鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、ブリキ、ティンフリースチール等が挙げられる。
プラスチック基材としては、各種合成樹脂、例えば、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合(ABS)樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。
ガラス基材としては、例えば、日本板硝子社製のソーダガラス、日本テストパネル社製のガラス試験片(JIS R 3202−85)、コーニング社製の「イーグルXG」(無アルカリガラス)、コーニング社製の「ゴリラガラス」やAGC社製「ドラゴントレイル」等のケミカル強化ガラスが挙げられる。
アルミニウム基材としては、例えば、日本軽金属社製のアルマイト処理アルミ板「A5052P」等が挙げられる。
以上説明した本発明の樹脂組成物は、上述したA成分〜E成分を含有するので、ガラス基材やアルミニウム基材等の基材との密着性に優れた硬化被膜を形成できる。
本発明の樹脂組成物は、特にガラス基材及びアルミニウム基材を被覆するためのコーティング剤又はインキ組成物として有用である。
撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水1230部、メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム60部、メタクリル酸カリウム10部、メチルメタクリレート12部を加えて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら、重合温度50℃に昇温し、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08部を添加し、更に重合温度60℃に昇温した。該重合開始剤の添加と同時に、滴下ポンプを使用して、メチルメタクリレートを0.24部/分の速度で75分間連続的に滴下し、重合温度60℃で6時間保持した後、室温に冷却して分散剤1を得た。この分散剤1の固形分は7.5質量%あった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機、滴下漏斗及び冷却管を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.1部及び分散剤1(固形分7.5質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、メチルメタクリレート50部、ラウリルメタクリレート50部、ドデシルメルカプタン0.17部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.3部を加え水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、75℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として98℃に昇温して30分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、40℃で16時間乾燥して、アクリル系重合体A1を92部得た。
アクリル系重合体A1のガラス転移温度は−5℃、重量平均分子量は100000であった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機、滴下漏斗及び冷却管を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.1部及び分散剤1(固形分7.5質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、n−ブチルメタクリレート100部、ドデシルメルカプタン0.17部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.3部を加え水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、75℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として98℃に昇温して30分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、40℃で16時間乾燥して、アクリル系重合体A2を93部得た。
アクリル系重合体A2のガラス転移温度は20℃、重量平均分子量は120000であった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機、滴下漏斗及び冷却管を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.1部及び分散剤1(固形分7.5質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、メチルメタクリレート20部、n−ブチルメタクリレート80部、ドデシルメルカプタン0.17部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.3部を加え水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、75℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として98℃に昇温して30分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、50℃で16時間乾燥して、アクリル系重合体A3を90部得た。
アクリル系重合体A3のガラス転移温度は34℃、重量平均分子量は130000であった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機、滴下漏斗及び冷却管を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.1部及び分散剤1(固形分7.5質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、イソブチルメタクリレート99.5部、メタクリル酸0.5部、ドデシルメルカプタン1.6部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.3部を加え水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、80℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として98℃に昇温して30分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、50℃で16時間乾燥して、アクリル系重合体A4を90部得た。
アクリル系重合体A4のガラス転移温度は53℃、重量平均分子量は19000であった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌棒、滴下漏斗及び冷却管を備えた重合装置中に、イオン交換水583部を入れ、30分間窒素ガスを通気し、イオン交換水中の溶存酸素を置換した。次いで、窒素ガスの通気を停止し、200rpmで攪拌しながら80℃に昇温した。内温が80℃に達した時点で、メチルメタクリレート26.1部及びn−ブチルメタクリレート19.9部からなる単量体混合物を一括投入し、過硫酸カリウム0.80部とイオン交換水20部を投入し、45分間保持し、重合体分散液を得た。
得られた重合体分散液に、ペレックスOT−P(ジオクチルスルホコハク酸ジナトリウム、有効成分70質量%、花王社製)0.32部、過硫酸カリウム0.4部とイオン交換水44部を投入し、その15分後にメチルメタクリレート147.5部、n−ブチルアクリレート206.5部、ペレックスOT−P3.1部、n−オクチルメルカプタン3.8部及びイオン交換水187.8部からなるアクリル単量体混合物を2.5時間かけて滴下した。1時間80℃に保持して重合を完了し、重合体分散液を得た。重合は窒素ガスを通気した環境下で行った。
得られた重合体分散液に、メチルメタクリレート332.4部、t−ブチルメタクリレート65.0部、メタクリル酸2.6部、ペレックスOT−P3.1部、n−オクチルメルカプタン4.2部及びイオン交換水212.2部からなるアクリル単量体混合物を2.5時間かけて滴下した。1時間80℃に保持して重合を完了し、重合体分散液を得た。重合は毎分25mlの窒素ガスを通気した環境下で行った。
この重合体分散液を、スプレードライヤー(大川原化工機社製、製品名:L−8i型)を用いて入口温度/出口温度=150/65℃及びディスク回転数20000rpmの条件で噴霧乾燥してアクリル系重合体A5を得た。
またアクリル系重合体A5のガラス転移温度は44℃、重量平均分子量は43000であった。一次粒子の体積平均粒子径0.68μm、二次粒子の体積平均粒子径44.1μmであった。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌棒、滴下漏斗及び冷却管を装備した備えた重合装置中に、イオン交換水544部を入れ、30分間窒素ガスを通気し、イオン交換水中の溶存酸素を置換した。次いで、窒素ガスの通気を停止し、200rpmで攪拌しながら80℃に昇温した。内温が80℃に達した時点で、メチルメタクリレート26.1部及びn−ブチルメタクリレート19.9部からなる単量体混合物を一括投入し、過硫酸カリウム0.80部とイオン交換水32部を投入し、45分間保持し、重合体分散液を得た。
得られた重合体分散液に、ペレックスOT−P(ジオクチルスルホコハク酸ジナトリウム、有効成分70質量%、花王社製)0.32部、過硫酸カリウム1.6部とイオン交換水64部を投入し、その15分後にメチルメタクリレート529.1部、n−ブチルメタクリレート220.1部、ペレックスOT−P6.9部、n−オクチルメルカプタン8部及びイオン交換水400gからなるアクリル単量体混合物を5時間かけて滴下した。1時間80℃に保持して重合を完了し、重合体分散液を得た。重合は窒素ガスを通気した環境下で行った。
この重合体分散液を、スプレードライヤー(大川原化工機(株)製、製品名:L−8i型)を用いて入口温度/出口温度=150/65℃及びディスク回転数20000rpmの条件で噴霧乾燥してアクリル系重合体A6を得た。
またアクリル系重合体A6のガラス転移温度は75℃、重量平均分子量は40000であった。一次粒子の体積平均粒子径0.57μm、二次粒子の体積平均粒子径44.0μmであった。
撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.3部及び分散剤1(固形分7.5質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、メチルメタクリレート80部、メタクリル酸20部、ドデシルメルカプタン0.35部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.2部を加え水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、80℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として98℃に昇温して30分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、50℃で16時間乾燥して、アクリル系重合体A7を91部得た。
アクリル系重合体A7のガラス転移温度は84℃、重量平均分子量は80000であった。
撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.3部及び分散剤1(固形分7.5質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、メチルメタクリレート88部、メタクリル酸12部、チオグリコール酸n−オクチル1.4部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.3部を加え水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、75℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、後処理温度として98℃に昇温して30分保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、50℃で16時間乾燥して、アクリル系重合体A8を90部得た。
アクリル系重合体A8のガラス転移温度は116℃、重量平均分子量は25000であった。
アクリル系重合体A9として、「アルフォンUP−1000」(東亞合成社製、ガラス転移温度:−77℃)を用いた。ガラス転移温度は、東亞合成社の「アクリル製品総合カタログ」に掲載されている値である。
水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートB1として、4−ヒドロキシブチルアクリレート(三菱ケミカル社製)を用いた。
(多官能(メタ)アクリレートC1)
多官能(メタ)アクリレートC1として、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製、「ビスコート♯230」)を用いた。
(多官能(メタ)アクリレートC2)
多官能(メタ)アクリレートC2として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製、「KAYARAD DPHA」)を用いた。
((メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD1)
(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD1として、ビス(2−メタクリロイロキシエチル)アシッドホスフェート(日本化薬社製、「KAYAMER PM−21」)を用いた。
(シランカップリング剤E1)
シランカップリング剤E1として、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM 503」)を用いた。
(光重合開始剤F1)
光重合開始剤F1として、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(BASF社製、「Lucirin TPO」)を用いた。
(色材G1)
色材G1として、酸化チタン(石原産業社製、「CR−97」)を用いた。
樹脂組成物をソーダガラス製板ガラス(日本板硝子社製)及びアルマイト処理されたアルミニウム板(日本軽金属社製、「A5052P」)に、アプリケーター(6mil)を用いて塗工した。その後、高圧水銀ランプ120W1灯を用いて12.5cmの高さから5m/minのコンベア速度で紫外線照射(積算照射量400mJ/cm2)を行い、膜厚15μmの硬化被膜を各基材上に形成した。
得られた硬化被膜のガラス基材及びアルミニウム基材に対する密着性は、JIS K5600−5−6に記載されている碁盤目剥離試験の方法に準じた剥離試験を行い評価した。具体的には、硬化被膜上にカッターで2mm幅、100マスの傷を入れ、碁盤目を付けた試験片を作製した。セロテープ(登録商標、ニチバン社製)を試験片に貼りつけた後、このテープを速やかに、碁盤目に対して45度斜め上方向に引っ張って剥離させ、剥離した碁盤目の数から剥離面積が50%未満の場合を「○」(優れている)、剥離面積が50%以上の場合を「×」(劣っている)で表記した。
表1、2に示す配合組成(部)で各原料を配合し、高速分散機で混合し樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物について、ガラス基材及びアルミニウム基材に対する密着性を評価した。結果を表1、2に示す。
一方、A成分、B成分及びD成分のいずれかを含まない比較例1、2、5の樹脂組成物から形成された硬化被膜は、ガラス基材に対する密着性に劣っていた。特に、D成分を含まない比較例2の樹脂組成物から形成された硬化被膜は、アルミニウム基材に対する密着性にも劣っていた。
ガラス転移温度が116℃又は−77℃であるA成分を含む比較例3、4の樹脂組成物から形成された硬化被膜は、ガラス基材に対する密着性に劣っていた。
Claims (5)
- ガラス転移温度が−50〜110℃であるアクリル系重合体A、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートB、多官能(メタ)アクリレートC、(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD及びシランカップリング剤Eを含有する、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 更に、光重合開始剤Fを含有する、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記アクリル系重合体Aの重量平均分子量が3000〜200000である、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 更に、色材Gを含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記アクリル系重合体Aの含有量が、前記アクリル系重合体A、水酸基を有する単官能(メタ)アクリレートB、多官能(メタ)アクリレートC、(メタ)アクリロイル基含有リン酸エステルD及びシランカップリング剤Eの合計量に対して5〜30質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
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