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WO2018021352A1 - 硬化型組成物 - Google Patents

硬化型組成物 Download PDF

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Publication number
WO2018021352A1
WO2018021352A1 PCT/JP2017/026931 JP2017026931W WO2018021352A1 WO 2018021352 A1 WO2018021352 A1 WO 2018021352A1 JP 2017026931 W JP2017026931 W JP 2017026931W WO 2018021352 A1 WO2018021352 A1 WO 2018021352A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
meth
acrylate
compound
curable
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/026931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和正 稲田
橋本 直樹
谷内 健太郎
Original Assignee
東亞合成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東亞合成株式会社 filed Critical 東亞合成株式会社
Priority to JP2018530313A priority Critical patent/JP7022348B2/ja
Publication of WO2018021352A1 publication Critical patent/WO2018021352A1/ja

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/86Polyethers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q3/00Manicure or pedicure preparations
    • A61Q3/02Nail coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/331Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen
    • C08G65/332Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen containing carboxyl groups, or halides, or esters thereof
    • 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
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • 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
    • C09D171/00Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/08Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives

Definitions

  • the present invention relates to a curable composition, and preferably to an active energy ray curable composition.
  • the curable composition of the present invention when used as an active energy ray curable composition, is excellent in fast curability, low yellowing, high flexibility and low curl properties, and the light source is an ultraviolet light emitting diode (Hereinafter referred to as “UV-LED”), which exhibits excellent curability and is difficult to achieve both curability and low yellowing, high flexibility, and low curl properties. It can be preferably used for coating agents and inks.
  • UV-LED ultraviolet light emitting diode
  • the active energy ray curable composition is widely used as an ink for clear coating of paper and film, offset printing, and the like because it has advantages such as energy saving and space saving of equipment used and high productivity.
  • High-pressure mercury lamps and metal halide lamps are widely used as light sources for active energy rays, particularly UV light sources, but in recent years, the introduction of UV-LEDs as a light source that promotes the advantages of energy saving and space saving has been studied.
  • a composition having excellent curability with respect to a UV-LED light source has been studied.
  • the conventional active energy ray curable composition is applied as it is as a UV-LED curable composition, there is often a problem that the curability deteriorates.
  • the problem of curability deterioration due to the introduction of a UV-LED light source is particularly serious in clear coating applications that do not contain pigments, such as coating varnishes.
  • the reason is that if a photopolymerization initiator system sensitive to UV-LED light (usually 385 nm or 365 nm) is used, the light absorption of the cured film inevitably reaches the visible light region, and the cured film turns yellow. Because.
  • Patent Document 1 discloses a UV-LED curable coating varnish containing an amine-modified acrylate, an acylphosphine oxide polymerization initiator, and a fluorescent brightening agent.
  • Patent Document 2 discloses an ultraviolet curable coating varnish composition containing a urethane acrylate obtained by reacting a diisocyanate having a ring structure and pentaerythritol triacrylate, and a polymerizable acrylate monomer.
  • Patent Document 3 discloses a clear ink composition for inkjet printing that has low UV viscosity and excellent UV-LED curability.
  • a composition containing a fluorescent brightening agent may cause discoloration in a cured film.
  • the base material is a plastic film
  • the cured film may feel both yellow and blue, and when the base material is paper, the white color of the paper may feel unnatural.
  • the coating varnish composition described in Patent Document 2 the compatibility between UV-LED curability and low yellowing was insufficient.
  • the ink composition described in Patent Document 3 the compatibility between UV-LED curability and low yellowing was insufficient.
  • a composition excellent in UV-LED curability and low yellowing is desired for the UV-LED curable composition.
  • the UV-LED curable composition is used as a coating agent, there is a composition having a low curl property in which the cured film is not easily cracked when the substrate is bent, so-called high flexibility and warping is small. It is requested.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a curable composition which is fast-curing and whose cured film is excellent in low yellowing, high flexibility and low curling property, preferably active energy ray curable. It is to provide a composition.
  • the present inventors have used a specific basic catalyst or a phosphine-based catalyst and a zinc-based catalyst in combination, a polyglycerin having a hydroxyl value of 700 to 1,200 mgKOH / g, and 1
  • the inventors have found that a curable composition containing a mixture of compounds having a (meth) acryloyl group obtained by subjecting a compound having one (meth) acryloyl group to a transesterification reaction is effective, and completed the present invention.
  • the present invention will be described in detail.
  • an acryloyl group and / or a methacryloyl group is represented as a (meth) acryloyl group
  • an acrylate and / or methacrylate is represented as a (meth) acrylate
  • acrylic acid and / or methacrylic acid is represented by (meth) acrylic acid. It expresses.
  • the active energy ray curable composition preferably the active energy ray curable composition, it is fast-curing, and the cured film is excellent in low yellowing, high flexibility and low curling property. Furthermore, even if the light source is a UV-LED, it exhibits excellent curability, and it is difficult to achieve both curability and low yellowing, high flexibility, and low curl properties.
  • the present invention relates to a compound having a hydroxyl value of 700 to 1,200 mgKOH / g (hereinafter simply referred to as “polyglycerin”) and one (meth) acryloyl group in combination with the following catalysts X and Y (Hereinafter referred to as “monofunctional (meth) acrylate”) relates to a curable composition containing a mixture (A) of a compound having a (meth) acryloyl group obtained by transesterification.
  • Catalyst X a kind selected from the group consisting of a cyclic tertiary amine having an azabicyclo structure or a salt or complex thereof, amidine or a salt or complex thereof, a compound having a pyridine ring or a salt or complex thereof, and phosphine or a salt or complex thereof The above compound.
  • Catalyst Y Compound containing zinc.
  • Component (A) is a mixture of (meth) acrylate obtained by transesterification of polyglycerol and monofunctional (meth) acrylate in the presence of catalysts X and Y.
  • this may be referred to as polyglycerin poly (meth) acrylate.
  • polyglycerol, monofunctional (meth) acrylate, catalyst X, catalyst Y, a method for producing component (A), and preferred forms of component (A) will be described.
  • the polyglycerin used as a raw material for the polyglycerin (A) component is a polyether polyol having a structure in which glycerin or glycidol is polymerized.
  • the hydroxyl value which means the average degree of polymerization of polyglycerol, is 700 to 1,200 mg KOH / g, preferably 800 to 1,150 mg KOH / g, more preferably 850 to 1,100 mg KOH / g, and still more preferably 900 to 1,050 mg KOH / g. If the hydroxyl value of polyglycerol exceeds 1,200 mgKOH / g, the low curl property of the cured film of the composition is inferior.
  • hydroxyl value of polyglycerin is related to the average degree of polymerization. For example, when the average degree of polymerization is 6, it is approximately 970 mgKOH / g.
  • polyglycerin and one or more polyhydric alcohols other than polyglycerin may be used in any combination as long as the effects are not impaired.
  • other polyhydric alcohols may be used in any combination as long as the effects are not impaired.
  • 50 parts by weight or less is preferable with respect to 100 parts by weight of the total polyglycerol.
  • the monofunctional (meth) acrylate used as a raw material for the monofunctional (meth) acrylate (A) component is a compound having one (meth) acryloyl group in the molecule.
  • it is represented by the following general formula (1) Compounds.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 2 represents an organic group having 1 to 50 carbon atoms.
  • R 2 in the general formula (1) include carbon such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, and 2-ethylhexyl group.
  • An alkyl group of formula 1 to 8 an alkoxyalkyl group such as 2-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl group and 2-methoxybutyl group, N, N-dimethylaminoethyl group, N, N-diethylaminoethyl group, N And dialkylamino groups such as N, N-dimethylaminopropyl group and N, N-diethylaminopropyl group.
  • R 2 in the general formula (1) include functional groups described in JP-A-2017-39916, JP-A-2017-39917 or International Publication No. 2017/033732. It is done.
  • these monofunctional (meth) acrylates can be used alone or in combination of two or more.
  • carbon such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylate
  • Alkyl (meth) acrylates having an alkyl group of 1 to 8 and alkoxyalkyl (meth) acrylates such as 2-methoxyethyl acrylate, and N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate are preferred, particularly for polyglycerol A (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxyalkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, which shows good reactivity and is easily available, are prefer
  • alkoxyalkyl (meth) acrylates having an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms that promote dissolution of polyglycerol and exhibit very good reactivity are more preferred, and 2-methoxyethyl (meth) acrylate is particularly preferred.
  • monofunctional (meth) acrylate acrylate is particularly preferable because of its excellent reactivity.
  • the ratio of the polyglycerin and monofunctional (meth) acrylate used in the method for producing the component (A) is not particularly limited, but 0.4 to 10 monofunctional (meth) acrylate is added to 1 mol of total hydroxyl groups in the polyglycerin.
  • the amount is preferably 0.0 mol, more preferably 0.6 to 5.0 mol.
  • the transesterification catalyst in the method for producing the catalyst (A) component since there are few side reactions, a mixture of polyglycerin (meth) acrylates having excellent curability and scratch resistance can be produced. And Y are used in combination.
  • Catalyst X Cyclic tertiary amine having an azabicyclo structure or a salt or complex thereof (hereinafter referred to as “azabicyclo compound”), amidine or a salt or complex thereof (hereinafter referred to as “amidine compound”), a compound having a pyridine ring or One or more compounds selected from the group consisting of salts or complexes thereof (hereinafter referred to as “pyridine compounds”) and phosphines or salts or complexes thereof (hereinafter referred to as “phosphine compounds”).
  • Catalyst Y Compound containing zinc.
  • the catalyst X and the catalyst Y will be described.
  • the catalyst X in the method for producing the component (A) is one or more compounds selected from the group consisting of an azabicyclo compound, an amidine compound, a pyridine compound, and a phosphine compound.
  • the catalyst X is preferably one or more compounds selected from the group consisting of an azabicyclo compound, an amidine compound, and a pyridine compound, among the compound groups described above. These compounds are excellent in catalytic activity and can preferably produce component (A), and also form a complex with catalyst Y described later after completion of the reaction, and the complex can be easily obtained from the reaction solution after completion of the reaction by a simple method such as adsorption. Can be removed.
  • the complex with the catalyst Y becomes hardly soluble in the reaction solution, the azacyclo compound can be more easily removed by filtration and adsorption.
  • the phosphine compound is excellent in catalytic activity, it is difficult to form a complex with the catalyst Y, or when the complex is formed, it is easily soluble in the reaction solution, and the phosphine compound in the reaction solution after the reaction is completed Since most of the compound or complex remains dissolved, it is difficult to remove from the reaction solution by a simple method such as filtration and adsorption. For this reason, the phosphine-based catalyst remains in the final product, thereby causing turbidity and catalyst precipitation during storage of the product, and increasing the viscosity or gelation over time. May cause problems.
  • the azabicyclo compound include various compounds as long as the compound satisfies the cyclic tertiary amine having an azabicyclo structure, a salt of the amine, or a complex of the amine.
  • Preferred compounds include quinuclidine, 3 -Hydroxyquinuclidine, 3-quinuclidinone, 1-azabicyclo [2.2.2] octane-3-carboxylic acid, and triethylenediamine (also known as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane. DABCO ”).
  • Specific examples of the azabicyclo compounds include compounds described in JP-A-2017-39916, JP-A-2017-39917 or International Publication No. 2017/033732.
  • amidine compounds include imidazole, N-methylimidazole, N-ethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-vinylimidazole, 1-allylimidazole, 1 , 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (hereinafter referred to as “DBU”), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (hereinafter referred to as “DBN”) N-methylimidazole hydrochloride, DBU hydrochloride, DBN hydrochloride, N-methylimidazole acetate, DBU acetate, DBN acetate, N-methylimidazole acrylate, DBU acrylate, DBN acrylate, and Examples include phthalimide DBU.
  • pyridine compounds include pyridine, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 3-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, and N, N-dimethyl- 4-aminopyridine (hereinafter referred to as “DMAP”) and the like.
  • DMAP N, N-dimethyl- 4-aminopyridine
  • Specific examples of the pyridine-based compound include compounds described in JP-A-2017-39916, JP-A-2017-39917, or International Publication No. 2017/033732.
  • Examples of the phosphine compound include compounds having a structure represented by the following general formula (2).
  • R 3 , R 4 and R 5 are each a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, a carbon number of 6 Means an aryl group having ⁇ 24 or a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms.
  • R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different.
  • phosphine compound examples include triphenylphosphine, tris (4-methoxyphenyl) phosphine, tri (p-tolyl) phosphine, tri (m-tolyl) phosphine, tris (4-methoxy-3,5-dimethylphenyl). ) Phosphine and tricyclohexylphosphine.
  • phosphine compound examples include compounds described in JP 2017-39916 A, JP 2017-39917 A, or International Publication No. 2017/033732.
  • these catalysts X can be used alone or in any combination of two or more.
  • quinuclidine, 3-quinuclidinone, 3-hydroxyquinuclidine, DABCO, N-methylimidazole, DBU, DBN and DMAP are preferable, and particularly have good reactivity with most polyhydric alcohols.
  • the readily available 3-hydroxyquinuclidine, DABCO, N-methylimidazole, DBU and DMAP are preferred.
  • the amount of catalyst X used in the method for producing component (A) is not particularly limited, but 0.0001 to 0.5 mol of catalyst X is preferably used with respect to a total of 1 mol of hydroxyl groups in polyglycerol.
  • the amount is preferably 0.0005 to 0.2 mol.
  • the catalyst Y is a compound containing zinc.
  • various compounds can be used as long as they contain zinc, but organic acids zinc and zinc diketone enolate are preferable because of excellent reactivity.
  • organic acid zinc include dibasic acid zinc such as zinc oxalate and a compound represented by the following general formula (3).
  • R 6 and R 7 are each a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a 6 to 24 carbon atoms.
  • An aryl group or a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms is meant.
  • R 6 and R 7 may be the same or different.
  • the compound of the formula (3) is preferably a compound in which R 6 and R 7 are a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms is a functional group having no halogen atom such as fluorine and chlorine, and the catalyst Y having the functional group is: It is preferable because polyglycerol poly (meth) acrylate can be produced in a high yield.
  • Examples of zinc diketone enolate include compounds represented by the following general formula (4).
  • R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are each a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a group having 1 to 20 carbon atoms.
  • a linear or branched alkenyl group, an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms is meant.
  • R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 may be the same or different.
  • the compound containing zinc represented by the general formula (3) include zinc acetate, zinc acetate dihydrate, zinc propionate, zinc octylate, zinc neodecanoate, zinc laurate, zinc myristate, Examples include zinc stearate, zinc cyclohexanebutyrate, zinc 2-ethylhexanoate, zinc benzoate, zinc t-butylbenzoate, zinc salicylate, zinc naphthenate, zinc acrylate, and zinc methacrylate.
  • this complex with the hydrate, solvate, and catalyst X is also component (A). It can be used as the catalyst Y in the production method.
  • the compound containing zinc represented by the general formula (4) include zinc acetylacetonate, zinc acetylacetonate hydrate, bis (2,6-dimethyl-3,5-heptanedionato) zinc, bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato) zinc and bis (5,5-dimethyl-2,4-hexanedionato) zinc.
  • this complex with the hydrate, solvate, and catalyst X is also component (A). It can be used as the catalyst Y in the production method.
  • the aforementioned compounds can be used directly, but these compounds can also be generated and used in the reaction system.
  • the method of reacting other zinc compounds with organic acid, zinc diketone enolate examples include a method of reacting other zinc compounds with acetylacetylacetone.
  • the organic acid zinc and zinc diketone enolate in the catalyst Y the aforementioned compounds can be used directly, but these compounds can also be generated and used in the reaction system.
  • raw zinc compounds such as metal zinc, zinc oxide, zinc hydroxide, zinc chloride and zinc nitrate
  • raw zinc compounds are used as raw materials.
  • organic acid zinc raw zinc compounds and organic acids are used.
  • zinc diketone enolate a method of reacting a raw material zinc compound and 1,3-diketone can be used.
  • these catalysts Y can be used alone or in any combination of two or more.
  • zinc acetate, zinc propionate, zinc acrylate, zinc methacrylate, and zinc acetylacetonate are preferable, and particularly shows good reactivity with most polyhydric alcohols and is easily available.
  • Zinc acetate, zinc acrylate and zinc acetylacetonate are preferred.
  • the amount of catalyst Y used in the method for producing component (A) is not particularly limited, but it is preferable to use 0.0001 to 0.5 mol of catalyst Y with respect to 1 mol of total hydroxyl groups in polyglycerin, The amount is preferably 0.0005 to 0.2 mol.
  • the production amount of polyglycerin poly (meth) acrylate can be increased, and by setting it to 0.5 mol or less, by-product formation and reaction liquid coloring And the purification process after completion of the reaction can be simplified.
  • Component (A) is produced by subjecting polyglycerol and a monofunctional (meth) acrylate to an ester exchange reaction in the presence of catalysts X and Y.
  • the ratio of the catalyst X and the catalyst Y in the method for producing the component (A) is not particularly limited, but it is preferable to use 0.005 to 10.0 moles of the catalyst X with respect to 1 mole of the catalyst Y.
  • the amount is preferably 0.05 to 5.0 mol.
  • the production amount of the target polyfunctional (meth) acrylate can be increased, and by making it 10.0 mol or less, the generation of by-products and coloring of the reaction liquid are suppressed.
  • the purification process after completion of the reaction can be simplified.
  • the combination of the catalyst X and the catalyst Y used in the present invention is preferably a combination of the catalyst X being an azabicyclo compound, the catalyst Y being a compound represented by the general formula (3), and the azabicyclo compound being DABCO. And a combination in which the compound represented by the general formula (3) is zinc acetate and / or zinc acrylate is particularly preferable.
  • this combination is excellent in color tone after the reaction is finished (small yellowishness), so colorless transparency such as clear varnish and hard coat is regarded as important. It can be used suitably for a certain application.
  • the catalyst since the catalyst is available at a relatively low cost, it is an economically advantageous production method.
  • the catalyst X and catalyst Y used in the present invention may be added from the beginning of the above reaction or may be added in the middle. Moreover, a desired use amount may be added all at once, or may be added in divided portions.
  • 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 it to 180 ° C. or lower, thermal polymerization of (meth) acryloyl groups in raw materials and products is suppressed, and coloring of the reaction liquid is performed. And the purification process after completion of the reaction can be simplified.
  • the reaction pressure in the method for producing the component (A) is not particularly limited as long as a predetermined reaction temperature can be maintained, and may be performed in a reduced pressure state or in a pressurized state.
  • the pressure is preferably 0.000001 to 10 MPa (absolute pressure).
  • the monohydric alcohol derived from monofunctional (meth) acrylate byproduces with progress of transesterification.
  • a part of the hydroxyl group of polyglycerin for example, about 50 mol%) is (meth) acrylated
  • the monohydric alcohol is allowed to coexist in the reaction system to be in an equilibrium state, and the catalyst is removed by adsorption or deactivation.
  • the catalyst is removed by adsorption or deactivation.
  • a product having a controlled acrylate ratio can be stably produced.
  • the hydroxyl group of polyglycerol is positively (meth) acrylated, it is preferable to discharge the monohydric alcohol out of the reaction system to further promote the progress of the transesterification reaction.
  • the reaction can be carried out without using a solvent, but a solvent may be used as necessary.
  • a solvent include n-hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, isopropylbenzene, amylbenzene, diamyl.
  • Hydrocarbons such as benzene, triamylbenzene, dodecylbenzene, didodecylbenzene, amyltoluene, isopropyltoluene, decalin and tetralin; diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, diamyl ether, diethyl acetal, dihexyl acetal , T-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, trioxane, dioxane, anisole, diphenyl ether Ethers such as tellurium, dimethylcellosolve, diglyme, triglyme and tetraglyme; crown ethers such as 18-crown-6; esters such as methyl benzoate and ⁇ -butyrolactone; acetone, methyl e
  • an inert gas such as argon, helium, nitrogen and carbon dioxide may be introduced into the system for the purpose of maintaining a good color tone of the reaction solution.
  • an oxygen-containing gas may be introduced into the system.
  • 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 in which the oxygen-containing gas is dissolved in the reaction solution or blown into the reaction solution (so-called bubbling).
  • a polymerization inhibitor in the reaction liquid for the purpose of preventing the polymerization of the (meth) acryloyl group.
  • the polymerization inhibitor include hydroquinone, tert-butylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,4,6-tri-tert-butylphenol, 4-tert -Butylcatechol, benzoquinone, phenothiazine, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine
  • Organic polymerization inhibitors such as -1-oxyl
  • inorganic polymerization inhibitors such as copper chloride, copper sulfate and iron sulfate
  • organic salt systems such as copper dibutyldithiocarbamate and N-nitro
  • a polymerization inhibitor may be added individually by 1 type, or may be added in combination of 2 or more types, may be added from the beginning of this invention, and may be added from the middle. Moreover, a desired use amount may be added all at once, or may be added in divided portions. Moreover, you may add continuously via a rectification column.
  • the addition ratio of the polymerization inhibitor is preferably 5 to 30,000 wtppm in the reaction solution, more preferably 25 to 10,000 wtppm. By setting this ratio to 5 wtppm or more, the polymerization inhibition effect can be exerted, and by setting it to 30,000 wtppm or less, coloring of the reaction solution can be suppressed, and the purification step after completion of the reaction can be simplified. Moreover, the fall of the cure rate of the (A) component obtained can be prevented.
  • the reaction time in the method for producing the component (A) varies depending on the type and amount of the catalyst used, the reaction temperature, the reaction pressure, etc., but is preferably 0.1 to 150 hours, more preferably 0.5 to 80 hours.
  • the manufacturing method of a component can be implemented by any method of a batch type, a semibatch type, and a continuous type.
  • a batch system polyglycerol, monofunctional (meth) acrylate, a catalyst, and a polymerization inhibitor are charged into a reactor, and stirred at a predetermined temperature while bubbling oxygen-containing gas into the reaction solution. Then, it can implement by the method of producing
  • the separation / purification operation include an adsorption operation, a crystallization operation, a filtration operation, a distillation operation, and an extraction operation, and these are preferably combined.
  • the adsorption operation includes adsorption of a catalyst by an adsorbent, and examples of the adsorbent include aluminum silicate.
  • Examples of the crystallization operation include cooling crystallization and concentrated crystallization.
  • Examples of the filtration operation include pressure filtration, suction filtration, and centrifugal filtration.
  • Examples of the distillation operation include simple distillation, fractional distillation, molecular distillation, and steam distillation.
  • Examples of the extraction operation include solid-liquid extraction and liquid-liquid extraction.
  • a solvent may be used in the separation and purification operation.
  • the component (A) is a mixture of (meth) acrylate obtained by transesterification of polyglycerol and monofunctional (meth) acrylate, and the number of (meth) acryloyl groups is different (meth) A mixture of acrylates.
  • the hydroxyl value of the component (A) is preferably 80 to 600 mgKOH / g, more preferably 100 to 500 mgKOH / g, and particularly preferably 120 to 400 mgKOH / g.
  • the hydroxyl value of the component (A) is 80 mgKOH / g or more, the cured film of the composition is excellent in low curl properties, and when the hydroxyl value is 600 mgKOH / g or less, the composition is excellent in curability. Become.
  • the polydispersity (Mw / Mn) of the main peak by gel permeation chromatography is preferably 1.0 to 2.5. 1.0 to 2.0 is more preferable, and 1.0 to 1.5 is particularly preferable.
  • Mw means a weight average molecular weight and Mn means a number average molecular weight.
  • Mw / Mn of 2.5 or less means that there are few high molecular weight bodies (henceforth "side reaction high molecular weight body") by side reactions (Michael addition etc.) other than (meth) acrylate formation. It is preferable because of its excellent curability.
  • polyglycerin (meth) acrylate obtained by dehydration esterification reaction contains a large amount of side reaction high molecular weight compared with polyglycerin (meth) acrylate obtained by transesterification reaction, and Mw / Mn exceeds 2.5, and the curability is insufficient.
  • (Meth) acrylate is preferably an acrylate from the viewpoint of fast curability.
  • Curable composition TECHNICAL FIELD This invention relates to the curable composition containing the said (A) component.
  • a production method for producing the composition including a step of producing a mixture of polyglycerin (meth) acrylate by transesterifying polyglycerin and monofunctional (meth) acrylate in the presence of the catalysts X and Y is preferable.
  • the side reaction high molecular weight product in the component (A) to be obtained is small, it is easy to handle with a low viscosity, and it is preferable because it is excellent in curability and scratch resistance. What is necessary is just to follow the manufacturing method of above-described (A) component as the said process.
  • the component (A) and other components may be stirred and mixed.
  • the content ratio of the component (A) is such that the composition becomes rapidly curable, and the resulting cured film is excellent in low yellowing, high flexibility and low curling properties, and the total amount of the curable components is 100% by weight.
  • the amount is preferably 20 to 100% by weight, more preferably 30 to 100% by weight.
  • the “curable component” is “a component that is cured by heat or active energy rays”, means the component (A), and when blending the component (D) described later, ) And (D) components.
  • a compound having a polymerizable functional group other than the components (A) and (D) such as a cationic curable compound (for example, an epoxy compound or an oxetane compound) (hereinafter referred to as “other polymerizable component”) is blended.
  • a cationic curable compound for example, an epoxy compound or an oxetane compound
  • other polymerizable component a compound having a polymerizable functional group other than the components (A) and (D)
  • curable component means “(A) component and other polymerizable component” and “(A) component, (D) component and other polymerizable component”.
  • composition of this invention can be used for both an active energy ray hardening-type composition and a thermosetting type composition, an active energy ray hardening-type composition is preferable.
  • the composition of the present invention contains (A) as an essential component, but various components can be blended depending on the purpose. Other preferred components include a photopolymerization initiator (hereinafter referred to as “component (B)”), a thermal polymerization initiator (hereinafter referred to as “component (C)”), and an ethylenic polymer other than the component (A).
  • component (B) photopolymerization initiator
  • component (C) thermal polymerization initiator
  • ethylenic polymer other than the component (A) an ethylenic polymer other than the component (A).
  • component (D) Compound having saturated group [hereinafter referred to as “component (D)”], pigment or dye [hereinafter referred to as “component (E)”], organic solvent or water (hereinafter referred to as “component (F)”), colloidal Examples thereof include inorganic fine particles [hereinafter referred to as “(G) component”] and polymers [hereinafter referred to as “(H) component”].
  • component (D) Compound having saturated group
  • component (E) pigment or dye
  • component (F) organic solvent or water
  • colloidal Examples thereof include inorganic fine particles [hereinafter referred to as “(G) component”] and polymers [hereinafter referred to as “(H) component”].
  • composition of the present invention when used as an active energy ray curable composition and further used as an electron beam curable composition, it does not contain the component (B) (photopolymerization initiator) and is an electron. It can also be cured by a wire.
  • component (B) photopolymerization initiator
  • the composition of the present invention is used as an active energy ray-curable composition, particularly when ultraviolet rays or visible rays are used as active energy rays, it is necessary to further contain the component (B).
  • an electron beam is used as the active energy ray, it is not always necessary to add it, but a small amount can be added as necessary in order to improve curability.
  • component (B) examples include benzyldimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, and 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl.
  • Acetophenone compounds of Benzoin compounds such as benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzoin isobutyl ether; Benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-phenylbenzophenone, methyl-2-benzophenone, 1- [4- (4-benzoylphenylsulfanyl) phenyl ] -2-Methyl-2- (4-methylphenylsulfonyl) propan-1-one, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone and 4-methoxy-4 ′ -Benzophenone compounds such as dimethylaminobenzophenone; Such as bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzo
  • Examples of other compounds include benzyl, ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenyl phosphinate, methyl phenylglyoxylate, ethyl anthraquinone, phenanthrenequinone, camphorquinone, and the like.
  • component (B) when a UV-LED is used as an ultraviolet light source will be described.
  • component (B-1) an acylphosphine oxide compound
  • the component (B-1) is more preferable for the use of a UV-LED curable clear coating agent.
  • Specific examples of the component (B-1) include the compounds described above.
  • the component (B) contains a thioxanthone compound (hereinafter referred to as “component (B-2)”) in order to further enhance the UV-LED curability.
  • component (B-3) 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone [hereinafter referred to as “component (B-3)”].
  • component (B-2) and the component (B-3) may be used in combination.
  • the component (B-1) can be used in combination.
  • a tertiary amine compound in order to increase the efficiency of hydrogen abstraction and active radical generation by the exposed component (B-2).
  • a tertiary amine compound an amine compound having an aromatic ring such as ethyl 4-dimethylaminobenzoate is preferable.
  • Specific examples of the component (B-2) include the compounds described above.
  • component (B-3) examples include 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, and the like.
  • the content ratio of the component (B) is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the curable components, from the viewpoint that both curability of the composition and low yellowing of the cured film can be achieved. 18 parts by weight is more preferable, and 3 to 15 parts by weight is still more preferable.
  • the content ratio of the component (B-1) is 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable components in total. Preferably, 3 to 12 parts by weight is more preferable.
  • the component (B-2) is preferably not contained in an amount of 2 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, from the viewpoint that the cured film can be low yellowing.
  • the component (B-3) is preferably not contained in an amount of 1 part by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, from the viewpoint that the cured film can be made low yellowing.
  • the content ratio of the component (B-2) and / or the component (B-3) is 100 parts by weight in total of the curable components. On the other hand, it is preferably 1 to 15 parts by weight, and more preferably 2 to 12 parts by weight.
  • the component (B-1) is preferably contained in an amount of 1 to 15 parts by weight. More preferably, it contains 10 parts by weight.
  • the total amount of the component (B) is preferably 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the curable component.
  • thermosetting type composition a thermal-polymerization initiator can be mix
  • Various compounds can be used as the thermal polymerization initiator, and organic peroxides and azo initiators are preferred.
  • organic peroxide examples include 1,1-bis (t-butylperoxy) 2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, , 1-bis (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, , 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- , 5-di (m
  • azo compound examples include 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile. Azodi-t-octane, and azodi-t-butane. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, an organic peroxide can also be made into a redox reaction by combining with a reducing agent.
  • component (C) As a content rate of a component, 10 weight part or less is preferable with respect to 100 weight part of sclerosing
  • the component (C) When the component (C) is used alone, it may be carried out in accordance with conventional means for radical thermal polymerization. In some cases, the reaction rate is further used after being combined with the component (B) (photopolymerization initiator) and photocured. For the purpose of improving the temperature, thermosetting can also be performed.
  • Component (D) (D) component, the (A) an ethylenically unsaturated compound other than the component is formulated for the purpose of imparting various properties to the cured film of the composition.
  • the ethylenically unsaturated group in component (D) include a (meth) acryloyl group, a (meth) acrylamide group, a maleimide group, a vinyl group, and a (meth) allyl group, with a (meth) acryloyl group being preferred.
  • “monofunctional” means a compound having one ethylenically unsaturated group
  • ⁇ functional means a compound having ⁇ ethylenically unsaturated groups
  • polyfunctional means a compound having ⁇ ethylenically unsaturated groups
  • the component (D) include (meth) acrylate, (meth) acrylamide, vinyl ether, maleimide and the like, and (meth) acrylate is preferable.
  • acrylate, acrylamide, and vinyl ether are preferable from the viewpoint of curability, and acrylate is more preferable.
  • the polyfunctional ethylenically unsaturated compound is a compound having two ethylenically unsaturated groups (D-1) [hereinafter referred to as “component (D-1)”], 3 or more Examples thereof include compounds having an ethylenically unsaturated group (D-2) [hereinafter referred to as “component (D-2)”] and monofunctional ethylenically unsaturated compounds (hereinafter referred to as “component (D-3)”). .
  • component (D-1) ethylenically unsaturated groups
  • component (D-2) ethylenically unsaturated group
  • component (D-3) monofunctional ethylenically unsaturated compounds
  • Component (D-1) is a compound having two ethylenically unsaturated groups other than the component (A), and may be a low molecular weight compound or an oligomer. .
  • a low molecular weight monomer is blended as the component (D-1)
  • a low-viscosity composition can be obtained without a solvent.
  • a high molecular weight urethane (meth) acrylate oligomer is blended, it is possible to impart elongation to the cured film and improve adhesion to the adherend.
  • component (D-1) include, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hexanediol di Di () of aliphatic diols such as (meth) acrylate and nonanediol di (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, norbornane dimethylol di (meth) acrylate, and tricyclodecane dimethylol di (meth) acrylate (Meth) acrylate; Polyalkylene glycol di (meth) acrylates such as polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and polytetramethylene glycol di (meth) acrylate; Di (meth) acrylate,
  • component (D-1) examples include 2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 2-vinyloxyethoxyethyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, cyclohexane di Bifunctional monomers including functional groups other than (meth) acrylates such as methanol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, and dipropylene glycol divinyl ether are also included.
  • the polyalkylene glycol di (meth) acrylate (D-1-1) [hereinafter referred to as “(D-1) -1) component ”].
  • the viscosity can be reduced and the flexibility can be further improved without greatly reducing the excellent rapid curability of the component (A).
  • a diacrylate of polyethylene glycol (average degree of polymerization 2 to 10) is preferable in that the composition has a low viscosity and excellent curability, and the cured film has excellent flexibility.
  • the preferable content varies depending on the use of the composition of the present invention. It also varies depending on the type of component (D-1-1).
  • the content of the component (D-1-1) is preferably 0 to 80 parts by weight, and preferably 0 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component. It is more preferable.
  • the content of the component (D-1) is preferably 0 to 40 parts by weight, more preferably 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component.
  • Component (D-2) is a compound having three or more ethylenically unsaturated groups other than the component (A), and may be a low molecular weight compound or an oligomer. good.
  • component (D-2) include, for example, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri- or tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tri- or tetra- (meta) ) Acrylate, diglycerin tri or tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri, tetra, penta or hexa (meth) acrylate and tripentaerythritol tri, tetra, penta, hexa, hepta or octa (meth) Polyol poly (meth) acrylates, such as acrylates; Tri (meth) acrylate of glycerin alkylene oxide adduct, tri (meth) acrylate of trimethylolpropane alkylene oxide adduct, tri or tetra
  • alkylene oxide adduct examples include ethylene oxide adduct, propylene oxide adduct, ethylene oxide and propylene oxide adduct, and the like.
  • organic polyisocyanate examples include hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene.
  • the composition of the present invention is used as a hard coat
  • the component (D-2) dipentaerythritol poly (meth) acrylate (D-2-1) [hereinafter referred to as “(D-2-1) component”
  • component (D-2) dipentaerythritol poly (meth) acrylate (D-2-1) [hereinafter referred to as “(D-2-1) component”
  • component (D-2) dipentaerythritol poly (meth) acrylate (D-2-1) [hereinafter referred to as “(D-2-1) component”
  • component (D-2) dipentaerythritol poly (meth) acrylate (D-2-1) [hereinafter referred to as “(D-2-1) component”
  • component (D-2) dipentaerythritol poly (meth) acrylate (D-2-1) [hereinafter referred to as “(D-2-1) component”
  • component (D-2) dipentaerythrito
  • the preferred content varies depending on the use of the composition of the present invention.
  • the amount is preferably 0 to 80 parts by weight, more preferably 0 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component.
  • the amount is preferably 0 to 40 parts by weight, more preferably 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component.
  • Component (D-3) is a compound having one ethylenically unsaturated group per molecule, and may be a low molecular weight compound or an oligomer. By blending the component (D-3), it is possible to impart elongation to the cured film or improve the adhesion to the adherend.
  • component (D-3) include the same compounds as the monofunctional (meth) acrylate described above.
  • compounds other than the above-mentioned monofunctional (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 1,4-cyclohexane.
  • a compound having both an ethylenically unsaturated group and an alkoxysilyl group is also called a silane coupling agent.
  • a silane coupling agent or a compound having both an ethylenically unsaturated group and a phosphoric acid group is preferable for improving the adhesion to an inorganic substrate.
  • Components (D-3) other than monofunctional (meth) acrylates include N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N , N-diethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-hydroxyethylmaleimide, N-hydroxyethylcitracimide, cyclohexyl Vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, dipropylene glycol monovinyl ether Acetoxyethyl vinyl ether, acetoxy butyl ether
  • the preferred content varies depending on the use of the composition of the present invention, the type of adherend, the light source, the curing atmosphere, and the like.
  • the content ratio of the component (D-3) is 100% by weight of the curable component from the viewpoint of rapid curing.
  • the content is preferably 0 to 30% by weight, and more preferably 0 to 15% by weight.
  • the component (D-3) is 80% by weight in 100% by weight of the curable component. May be included. In this case, the fast curability is impaired, but the curability is improved as compared with the composition not using the component (A).
  • the component (E) is a coloring component selected from pigments or dyes, and is necessary when the composition of the present invention is used as an ink composition.
  • the pigment include organic pigments and inorganic pigments. Specific examples of organic pigments include insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa Yellow, benzidine yellow and pyrazolone red; soluble azo pigments such as Ritol Red, Helio Bordeaux, Pigment Scarlet and Permanent Red 2B; Alizarin, Indantron And derivatives from vat dyes such as thioindigo maroon; phthalocyanine organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green; quinacridone organic pigments such as quinacridone red and quinacridone magenta; perylene organic pigments such as perylene red and perylene scarlet; Isoindolinone organic pigments such as indolinone yellow and isoindolinone orange; pyranthrone
  • the inorganic pigment include carbon black, titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red rose (red iron oxide (III)), cadmium red, ultramarine blue, Examples include bitumen, chromium oxide green, cobalt green, amber, titanium black, and synthetic iron black.
  • the dye include azo dyes and extracts from plants.
  • the content ratio of the component (E) may be appropriately adjusted according to the application and film thickness, but in the case of the ink composition, it is preferably 5 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total curable components. More preferred is 10 to 100 parts by weight.
  • composition of the present invention may contain an organic solvent or water as the component (F) for the purpose of reducing the viscosity.
  • organic solvent include, for example, low molecular weight alcohol compounds such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol; alkylene glycol monoether compounds such as ethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether; acetone alcohols such as diacetone alcohol; Aromatic compounds such as benzene, toluene and xylene; ester compounds such as propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate and butyl acetate; ketone compounds such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ether compounds such as dibutyl ether; and N-methyl Examples include pyrrolidone and the like. Among these, an alkylene glycol monoether compound and a low molecular weight alcohol compounds such as methanol, ethanol
  • the component (A) which is an essential component of the composition of the present invention, dissolves water to some extent when the proportion of hydroxyl groups in one molecule is large. For this reason, water can be mix
  • a preferable content ratio of the component (F) varies depending on the use of the composition of the present invention, but is preferably 0 to 1,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable components. More preferably, it is ⁇ 500 parts by weight, and further preferably 0 to 300 parts by weight.
  • the composition of the present invention may contain colloidal inorganic particles as the (G) component.
  • inorganic particles include metal oxides such as silica, alumina, titania, zinc oxide, tin oxide and indium oxide, metals such as gold, silver, platinum and palladium, metal chalcogenide compounds such as zinc sulfide and zinc selenide. It is done. Of these, colorless metal oxides are preferred for applications requiring scratch resistance and colorless transparency such as hard coats, and specifically, silica, titania, zinc oxide, tin oxide, and indium oxide are preferred. Silica is preferred.
  • the average particle diameter is a particle diameter determined from a specific surface area measurement by the BET method, preferably 1 to 200 nm, more preferably 5 to 150 nm, and still more preferably 10 to 100 nm.
  • component (G) colloidal inorganic particles having an ethylenically unsaturated group or photoreactive group bonded to the surface (hereinafter referred to as “(G-1) component”), an ethylenically unsaturated group or photoreactive property. And colloidal inorganic particles having no group [hereinafter referred to as “component (G-2)”].
  • component (G) is preferably used when importance is attached to the scratch resistance, and when the curling suppression when coating on a thin substrate such as a film is important ( It is preferable to use the component G-2).
  • Specific examples of the component (G-1) include a reaction product of (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane and colloidal silica.
  • the content of the component (G-1) is preferably 0 to 60 parts by weight and preferably 0 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component. Is more preferable.
  • the blending amount of the component (G-2) is preferably 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component, and 0 to 50 parts by weight. More preferably.
  • the component (G-1) is included in the curable component, and the component (G-2) is not included in the curable component.
  • a polymer may be blended as the (H) component.
  • Suitable polymers include (meth) acrylic polymers, and suitable constituent monomers include methyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, N- ( 2- (meth) acryloxyethyl) tetrahydrophthalimide and the like.
  • glycidyl (meth) acrylate may be added to introduce a (meth) acryloyl group into the polymer chain.
  • various polymers such as polyester, polyurethane, polycarbonate, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, vinyl pyrrolidone and vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol, cellulose alkylate, diallyl phthalate resin are blended. can do.
  • component (H) an ethylenically unsaturated group or photoreactive group-bonded polymer (hereinafter referred to as “(H-1) component”) and a polymer having no ethylenically unsaturated group or photoreactive group [Hereinafter referred to as “component (H-2)”].
  • component (H) when the composition of the present invention is used as a hard coat, the component (H-1) is preferable.
  • the content ratio of the component (H-1) is preferably 0 to 60 parts by weight, and 0 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component. Is more preferable.
  • the blending amount of the component (H-2) is preferably 0 to 50 parts by weight, and 0 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable component. More preferably.
  • the component (H-1) is included in the curable component, and the component (H-2) is not included in the curable component.
  • additives In addition to the above-described components, various additives may be blended in the composition of the present invention depending on the purpose.
  • Various additives include surface modifiers, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, silane coupling agents, particles, polymerization inhibitors, conductivity imparting agents, pigment dispersants, antifoaming agents, antibacterial agents, Examples include photoacid generators, photobase generators, and thermal radical polymerization initiators. Some of these will be briefly explained below.
  • a surface modifier may be added to the composition of the present invention for the purpose of increasing the leveling property at the time of coating, the purpose of increasing the slipping property of the cured film and improving the scratch resistance, and the like.
  • the surface modifier include a surface modifier, a surfactant, a leveling agent, an antifoaming agent, a slipperiness imparting agent, and an antifouling imparting agent, and these known surface modifiers can be used.
  • silicone-based surface modifiers and fluorine-based surface modifiers are preferred.
  • silicone polymers and oligomers having a silicone chain and a polyalkylene oxide chain silicone polymers and oligomers having a silicone chain and a polyester chain, and fluorine polymers having a perfluoroalkyl group and a polyalkylene oxide chain.
  • fluorine-based polymer and an oligomer having a perfluoroalkyl ether chain and a polyalkylene oxide chain a surface modifier having an ethylenically unsaturated group, preferably a (meth) acryloyl group, in the molecule may be used.
  • the content of the surface modifier is preferably 0.01 to 1.0 part by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of curable components. It is excellent in the surface smoothness of a cured film as it is the said range.
  • Antioxidant Antioxidant is mix
  • the antioxidant include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, and the like.
  • phenolic antioxidants include hindered phenols such as di-t-butylhydroxytoluene.
  • commercially available products include AO-20, AO-30, AO-40, AO-50, AO-60, AO-70, and AO-80 manufactured by Adeka Corporation.
  • Examples of the phosphorus antioxidant include phosphines such as trialkylphosphine and triarylphosphine, trialkyl phosphite, and triaryl phosphite.
  • Examples of commercially available products of these derivatives include Adeka Co., Ltd., Adeka Stab PEP-4C, PEP-8, PEP-24G, PEP-36, HP-10, 260, 522A, 329K, 1178, 1500, 135A, and 3010 etc. are mentioned.
  • Examples of the sulfur-based antioxidant include thioether compounds, and examples of commercially available products include AO-23, AO-412S, and AO-503A manufactured by Adeka Corporation. These may be used alone or in combination of two or more. Preferred combinations of these antioxidants include the combined use of phenolic antioxidants and phosphorus antioxidants, and the combined use of phenolic antioxidants and sulfurous antioxidants.
  • the content ratio of the antioxidant may be appropriately set according to the purpose, and is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable components. It is. When the content ratio is 0.1 parts by weight or more, the durability of the composition can be improved. On the other hand, when the content ratio is 5 parts by weight or less, curability and adhesion can be improved.
  • UV absorbers UV absorbers can be blended for the purpose of improving the light resistance of the cured film.
  • examples of the ultraviolet absorber include triazine ultraviolet absorbers such as TINUVIN400, TINUVIN405, TINUVIN460, and TINUVIN479 manufactured by BASF, and benzotriazole ultraviolet absorbers such as TINUVIN900, TINUVIN928, and TINUVIN1130.
  • the content ratio of the ultraviolet absorber may be appropriately set according to the purpose, and is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable components. It is. When the content ratio is 0.01% by weight or more, the light resistance of the cured film can be improved, and when it is 5% by weight or less, the curability of the composition is excellent. be able to.
  • Light stabilizer A light stabilizer can be mix
  • a hindered amine light stabilizer (so-called HALS) is preferable.
  • HALS include TINUVIN123, TINUVIN144, TINUVIN111FDL, TINUVIN152, TINUVIN292, and TINUVIN5100 manufactured by BASF.
  • Silane coupling agent not belonging to component (D-3) The silane coupling agent can be blended for the purpose of improving the interfacial adhesive strength between the cured film and the substrate.
  • the silane coupling agent is not particularly limited as long as it can contribute to improvement in adhesion to the substrate.
  • the silane coupling agent mentioned here is a compound having no ethylenically unsaturated group, and is a compound different from the component (D-3). Adhesion may be improved without having an ethylenically unsaturated group.
  • silane coupling agent different from the component (D-3) include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidide.
  • the mixing ratio of the silane coupling agent may be appropriately set according to the purpose, and is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the curable components. .
  • the blending ratio is 0.1 parts by weight or more, the adhesive strength of the composition can be improved.
  • the blending ratio is 10 parts by weight or less, it is possible to prevent the adhesive force from changing over time.
  • Particles not belonging to component (G) For the purpose of providing the composition of the present invention with antiglare properties to the cured film or providing slipperiness when the substrates with the cured film are superimposed. Particles other than the component (G) may be blended.
  • the particle size of the particles varies depending on the application, but in general, particles having a size of 0.2 to 100 ⁇ m can be preferably used.
  • the particles may be inorganic or organic. Examples of the inorganic particles include metal oxides such as silica, alumina, and titania that are not colloidal. Examples of the organic material include particles in which a polymer of a monomer such as alkyl (meth) acrylate or styrene is crosslinked.
  • polymerization inhibitor In addition to the polymerization inhibitor contained in the component (A), a polymerization inhibitor can be further added to the composition of the present invention.
  • the polymerization inhibitor the same compounds as those added in the synthesis of the component (A) are suitable.
  • Conductivity-imparting agent such as an antistatic agent can be added to the composition of the present invention.
  • the antistatic agent include nonionic surfactants such as glycerin fatty acid ester, polyoxyalkylene alkyl ether, and alkyldiethanolamine; Anionic surfactants such as alkyl sulfonates, alkyl benzene sulfonates, and alkyl phosphates; Cationic surfactants such as tetraalkylammonium salts and trialkylbenzylammonium salts; Amphoteric surfactants such as alkylbetaines and alkylimidazolium betaines; Polymeric antistatic agents such as polyetheresters, polyetheresteramides, polystyrene sulfonates, (meth) acrylate polymers including tetraspherical ammonium salts, and polyetherpolysilicones; Monomers having acidic
  • a method of using the composition of the present invention a conventional method may be followed. For example, after apply
  • the composition is injected into a predetermined mold and then cured in the case of an active energy ray curable composition by irradiation with active energy rays, or a thermosetting composition.
  • the method of heating and hardening etc. is mentioned.
  • a general method known as a conventional curing method may be adopted as the active energy ray irradiation method and heating method.
  • the component (B) (photopolymerization initiator) and the component (C) (thermal polymerization initiator) are used in combination with the composition, irradiated with active energy rays, and then heat-cured, thereby adhering to the substrate.
  • a method for improving the property can also be adopted.
  • the substrate examples include paper, plastic film, plastic plate, wood, metal, inorganic materials other than metal, nails, bones, and leather.
  • the composition of the present invention does not cause curling when the composition is cured, and is excellent in the flexibility of the cured film, so it is preferably applied to thin substrates such as paper and plastic films. can do.
  • plastics include cellulose acetate resins such as triacetyl cellulose and diacetyl cellulose, cyclic polyolefin resins having cyclic olefins such as polyvinyl alcohol, acrylic resins, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyarylate, polyethersulfone, norbornene as monomers. , Polyvinyl chloride, epoxy resin, polyurethane resin and the like.
  • the wood include natural wood and synthetic wood.
  • the inorganic material include metals such as steel plates, stainless steel, aluminum, gold, silver, copper, and chromium, and metal oxides such as zinc oxide (ZnO), tin oxide, aluminum oxide, and indium tin oxide (ITO). It is done. Examples of other inorganic materials include glass, mortar, concrete and stone. As a nail
  • the film thickness of the cured film of the composition is preferably 0.5 to 100 ⁇ m, more preferably 1 to 20 ⁇ m.
  • the substrate of the composition of the present invention may be appropriately set according to the purpose, and brush, brush, bar coater, applicator, doctor blade, dip coater, roll coater, spin coater, flow coater, Examples of the method include coating or printing using a knife coater, comma coater, reverse roll coater, die coater, lip coater, gravure coater, micro gravure coater, and inkjet.
  • the composition of the present invention contains an organic solvent or water as the component (F), it is preferably dried after coating.
  • a hot air dryer In the case of a production line, it is preferable to provide a hot air dryer. It is preferable to install a local exhaust device in the hot air dryer.
  • the drying step is not necessarily required.
  • the water content is low, a cured film that is transparent and has no problem in performance may be formed even if it is cured while containing water.
  • Even when the water content is high for example, when it contains 50% by weight or more of the whole), when the film thickness is as thin as about 2 ⁇ m, most of the water volatilizes even at room temperature, and a cured film that is transparent and has no performance problems is obtained. There are cases where it is possible.
  • Examples of the active energy ray for curing the composition of the present invention include ultraviolet rays, visible rays, and electron beams, and ultraviolet rays are preferred.
  • Examples of the light source in the ultraviolet irradiation include a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an ultraviolet (UV) electrodeless lamp, a UV-LED (ultraviolet light emitting diode), and sunlight.
  • the amount of irradiation energy may be set as appropriate depending on the light source, application, and the type and amount of component (B).
  • 000 mJ / cm 2 is preferable, and 200 to 1,000 mJ / cm 2 is more preferable.
  • the clear varnish using a 365-nm UV-LED is preferably 365 to 100 to 1,000 mJ / cm 2 and more preferably 200 to 700 mJ / cm 2 .
  • the curable composition of the present invention is preferably used as an active energy ray curable composition, and exhibits the effects of fast curing, low yellowing, high flexibility and low curl as described above. Can be used for various purposes. Examples of preferred applications include clear coating agents and coating agents such as paint, inks such as offset ink and inkjet ink, adhesives, resists, and molding materials. Applications in which the composition of the present invention is particularly useful include clear coating such as UV-LED curable clear varnish, UV-LED curable ink, hard coat, inkjet ink, nail paint and the like.
  • the active energy ray-curable composition exhibits the following effects in each application in addition to the above-mentioned fast curing, low yellowing, high flexibility and low curling properties.
  • the active energy ray curable clear coating agent (including clear varnish) composition exhibits excellent curability even when the light source is a UV-LED, and low yellowing and high bending, which are difficult to achieve with curability. And low curling property.
  • the active energy ray-curable ink composition exhibits excellent curability even when the light source is a UV-LED, and can be excellent in high flexibility and low curl properties.
  • the composition for active energy ray-curable hard coat can be excellent in scratch resistance, high flexibility and low curl properties.
  • the active energy ray-curable water-based ink jet composition does not contain an organic solvent, or even if it contains a small amount of an almost harmless organic solvent such as ethanol, and has a low viscosity, fast curability, low It can be excellent in yellowing and high flexibility.
  • the active energy ray-curable nail coating composition does not contain an organic solvent, or even if it contains a small amount of an almost harmless organic solvent such as ethanol. It can be excellent in low yellowing.
  • the active energy ray curable clear coating agent composition, the active energy ray curable ink composition, the active energy ray curable hard coat composition, and the solventless active energy ray curable composition will be described in detail.
  • Active energy ray curable clear coating agent composition As an active energy ray curable clear coating agent composition (including clear varnish), when used as a UV-LED curable clear coating agent, (B) component (B) -1) A composition containing a component (acylphosphine oxide compound) is preferred. In the case of the use, a composition containing (D-1) component (compound having two ethylenically unsaturated groups) as component (D) is preferred, and (D-1) component is D-1-1) A composition containing the component [polyalkylene glycol di (meth) acrylate] is preferred.
  • Active energy ray curable ink composition when used as a UV-LED curable ink composition, as component (B), component (B-2) (thioxanthone compound) And / or (B-3) component [4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone] is preferred.
  • Active energy ray-curable hard coating composition The active energy ray-curable composition of the present invention is excellent in rapid curability, low yellowing, high flexibility, low curl properties, and also excellent in scratch resistance. It can be preferably used for a hard coat composition.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-229412 discloses that a composition containing a specific urethane (meth) acrylate is excellent in scratch resistance, pencil hardness and low curl property, but its performance is insufficient.
  • JP-A-2013-23585 discloses that a composition containing urethane (meth) acrylate and tripentaerythritol octa (meth) acrylate has low curl, high hardness, and high flexibility. There is a need for improvement.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2016-6161 discloses that a composition containing two specific types of urethane (meth) acrylates is excellent in terms of scratch resistance, high flexibility, and hardness. Is unknown.
  • (meth) acrylate (A) and urethane (meth) acrylate (B) having a structure in which alkylene oxide is added to polyglycerin is 95/5 to 50 (A) / (B). It is shown that the composition contained in the range of / 50 is excellent in scratch resistance and substrate followability (flexibility). However, further performance improvement is required.
  • polyglycerin (meth) acrylate polyglycerin (meth) acrylate to which no alkylene oxide is added
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-44955 describes a (meth) acrylate of polyglycerin, but its acryloyl group addition rate is low and its physical properties are unknown.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-182725 describes a production process that undergoes acetalization of polyglycerin. However, since the hydroxyl value is high, the (meth) acrylate conversion rate is considered to be low.
  • polyglycerin (meth) acrylate is fast in curability and excellent in flexibility, but its scratch resistance is unknown.
  • polyglycerin (meth) acrylate obtained by a conventional production method is suitable as a blending raw material for obtaining a composition excellent in curability and / or scratch resistance.
  • the inventors of the present invention provide a composition containing tetra (meth) acrylate obtained from a polyol obtained by adding 4 to 8 moles of ethylene oxide to diglycerin, and penta and hexa (meth) acrylates of dipentaerythritol in a specific ratio. Although it is disclosed that the cured film is excellent in all points of scratch resistance, high flexibility and low curl properties (Japanese Patent Laid-Open No. 2016-23203), further performance improvement is required.
  • composition for hard coat of the present invention the above-mentioned problems can be solved, and it is excellent in fast curability, low yellowing, high bendability, low curl properties, and excellent in scratch resistance. be able to.
  • a composition containing (D-2) component compound having 3 or more ethylenically unsaturated groups
  • component (D) a composition containing (D-2) component (compound having 3 or more ethylenically unsaturated groups) is preferable as component (D), and as component (D-2), , (D-2-1) component [dipentaerythritol poly (meth) acrylate] and / or (D-2-2) component [urethane (meth) acrylate having three or more (meth) acryloyl groups]
  • Compositions are preferred.
  • Solvent-free active energy ray-curable composition The active energy ray-curable composition of the present invention does not contain an organic solvent, or even if it contains a small amount of an organic solvent such as ethanol, or a water-based composition. It can be used for a certain low viscosity solventless active energy ray-curable composition.
  • the composition can be further used for an active energy ray-curable inkjet composition having a low environmental load and an active energy ray-curable nail coating composition that is an aesthetic coating material applied to nails.
  • 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate has attracted attention as a monomer that is excellent in all of low viscosity, fast curability, and high flexibility (for example, Japanese Patent No. 5790234).
  • This monomer also has an aspect of improving curability by a combination of a compatible photopolymerization initiator such as a thioxanthone photopolymerization initiator, but yellowing is a problem due to a combination with a photopolymerization initiator that improves curability. There is a problem that the curability is still insufficient.
  • the active energy ray-curable nail coating composition that is an aesthetic paint to be applied to nails.
  • it is necessary to have a low viscosity in order to be applied to the nail, and in order not to adversely affect the human body, it is also necessary to be able to be cured with a UV-LED having a long wavelength and low illuminance. Sunlight may be used instead of the UV-LED.
  • the conventional active energy ray-curable nail paint often uses a (meth) acrylate monomer having a strong odor in order to reduce the viscosity without using a solvent (for example, JP 2013-43853 A). There were concerns about the health of the workers.
  • the above-mentioned problems can be solved, and even if it does not contain an organic solvent or is an aqueous composition, it is fast-curing, low yellowing, high flexibility and low It can be excellent in curling property.
  • parts means parts by weight.
  • Production example 1-1) Production Example 1 [Production of component (A), hydroxyl value: 299 mgKOH / g] Into a 1 liter flask equipped with a stirrer, thermometer, gas introduction tube, and cooling tube, polyglycerin [polyglycerin 06 manufactured by Daicel Corporation, hydroxyl value 960 mgKOH / g (17.1 meq / g), hereinafter “D -PGL6 "), 146 g (2.5 mol as a hydroxyl group), 2-methoxyethyl acrylate (hereinafter referred to as” MEA ”) 585 g (4.5 mol), and catalyst X as a DABCO 1.4 g (0.0125) Mol), as catalyst Y, zinc acrylate (hereinafter referred to as “ZnAc”) 5.2 g (0.025 mol), hydroquinone monomethyl ether (hereinafter referred to as “MQ”) 0.35 g, and phenothiazine 0.012 g
  • the obtained filtrate was put into a flask connected with a stirrer, a thermometer, a gas introduction tube, a distillation cooling tube, and a decompression tube, and the temperature was 90 to 100 ° C. and the pressure was 0.01 to 200 mmHg.
  • the mixture was stirred for 13 hours while bubbling dry air, and unreacted MEA and by-product 2-methoxyethanol were distilled off to obtain polyglycerol acrylate as a reaction product.
  • the residual amount of MEA in the product was 100 ppm or less. No odor was felt in the product.
  • the obtained polyglycerin acrylate had a viscosity of 7.3 Pa ⁇ s (25 ° C.) and a hydroxyl value of 299 mgKOH / g.
  • the polystyrene-reduced Mw, Mn, and polydispersity (Mw / Mn) of the main peak by GPC were 1,291, 1,016, and 1.3, respectively.
  • the polyglycerin acrylate of Production Example 1 is referred to as pGlyAc-1.
  • hydroxyl value and GPC were measured as follows. ⁇ Hydroxyl value measurement conditions Add acetylating reagent to the sample and heat-treat in a hot tub. After allowing to cool, the hydroxyl value was determined by titrating the acid with a potassium hydroxide ethanol solution using a phenolphthalein solution as an indicator. ⁇ GPC measurement conditions and equipment: GPC system name manufactured by Waters Co., Ltd. 1515 2414 717P RI -Detector: Differential refractive index (RI) detector-Column: Guard column Shodex KFG (8 ⁇ m 4.6 ⁇ 10 mm) manufactured by Showa Denko K.K., two types of this column Watergel HR 4E THF (7.
  • RI Differential refractive index
  • the pressure in the reaction system is adjusted in the range of 150 to 300 mmHg while heating and stirring in the reaction liquid temperature range of 115 to 125 ° C., and the mixture of 2-methoxyethanol and MEA by-produced as the transesterification proceeds.
  • the liquid was extracted from the reaction system via a rectification column and a cooling pipe.
  • MEA of the same weight as the extracted liquid was added to the reaction system as needed. After 9 hours of heating and stirring while reducing the pressure, the pressure in the reaction system was returned to normal pressure, and the extraction was completed.
  • the product 2-methoxyethanol was distilled off to obtain polyglycerol acrylate as a reaction product.
  • the residual amount of MEA in the product was 100 ppm or less. No odor was felt in the product.
  • the obtained polyglycerin acrylate had a viscosity of 4.2 Pa ⁇ s (25 ° C.) and a hydroxyl value of 114 mgKOH / g.
  • the polystyrene-reduced Mw, Mn, and polydispersity (Mw / Mn) of the main peak by GPC were 1,417, 1,098, and 1.3, respectively.
  • the polyglycerin acrylate of Production Example 2 is hereinafter referred to as pGlyAc-2.
  • the obtained polyglycerin acrylate had a viscosity of 29.4 Pa ⁇ s (25 ° C.) and a hydroxyl value of 367 mg KOH / g.
  • the polystyrene-reduced Mw, Mn, and polydispersity (Mw / Mn) of the main peak by GPC were 1,407, 1,054, and 1.3, respectively.
  • the polyglycerin acrylate of Production Example 3 is hereinafter referred to as pGlyAc-3.
  • the pressure in the reaction system is adjusted in the range of 55 to 700 mmHg while heating and stirring at a reaction solution temperature in the range of 80 to 130 ° C., and a mixture of 2-methoxyethanol and MEA by-produced as the transesterification proceeds.
  • the liquid was extracted from the reaction system via a rectification column and a cooling pipe.
  • MEA of the same weight as the extracted liquid was added to the reaction system as needed.
  • the pressure in the reaction system was returned to normal pressure, and the extraction was completed.
  • the acrylate conversion ratio of the hydroxyl group by transesterification from the amount of 2-methoxyethanol produced by liquid chromatography it was 42 mol%.
  • the polystyrene-reduced Mw, Mn and polydispersity (Mw / Mn) of the main peak by GPC were 1,038, 849 and 1.2, respectively.
  • the polyglycerol acrylate of Production Example 4 is referred to as pGlyAc-4.
  • the temperature of the reaction liquid changed in the range of 109 to 115 ° C.
  • the heating of the reaction liquid was completed, and the pressure in the reaction system was returned to normal pressure to complete the extraction.
  • the esterification reaction rate of the hydroxyl group determined from the amount of water extracted from the reaction system was 44 mol%.
  • the reaction solution was transferred to a separatory funnel and extracted and purified to remove unreacted acrylic acid. 205 g of n-hexane was added and shaken vigorously, and then allowed to stand.
  • the liquid after standing was separated into two layers, and the upper liquid contained n-hexane, toluene and acrylic acid, but the trace amount of the target polyglycerol acrylate was contained.
  • n-hexane was added again and the same extraction and purification operation was performed.
  • the neutralization operation for removing PTS was performed.
  • 2070 g of tetrahydrofuran and 207 g of magnesium oxide were added and stirred at room temperature for 1 hour, followed by pressure filtration. By this operation, a neutralized salt of PTS and magnesium oxide was removed as a residue as a filtration residue, and a filtrate containing the target polyglycerol acrylate was obtained.
  • the polystyrene-reduced Mw, Mn, and polydispersity (Mw / Mn) of the main peak by GPC were 6,245, 2,002, and 3.1, respectively.
  • the polyglycerin acrylate of Comparative Production Example 1 is hereinafter referred to as pGlyAc-5.
  • the cured state of the coating film was confirmed with a finger, and when it was not cured, another one-pass ultraviolet irradiation was performed.
  • the surface of the cured film was rubbed with a non-woven fabric (Bencot manufactured by Asahi Kasei) with a force of about 1 kg / cm 2 .
  • wound was attached even after 10-pass ultraviolet irradiation, "10 ⁇ " was evaluated.
  • hardenability was evaluated by the frequency
  • the flexibility is obtained by winding a PET film having a cured film on a core rod having a diameter of 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, and 8 mm (the cured film is on the outside).
  • the minimum diameter at which peeling does not occur is indicated.
  • a test for bending the film without a core rod was also conducted, and when cracks did not occur, it was evaluated as 0 mm because there was no core rod.
  • Component (D) ⁇ M-240 Polyethylene glycol (average polymerization degree 4) diacrylate, Aronix M-240 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • SP-1509 Epoxy acrylate having a structure in which acrylic acid is added to bisphenol A type epoxy resin, Lipoxy SP-1509 manufactured by Showa Denko K.K. (component (D-1)) (Other ingredients) 8019add: silicone leveling agent, 8019ADDITIVE manufactured by Toray Dow Corning
  • A Even if the fold is strongly compressed with a nail after the sample is completely bent, there is no crack.
  • B There was no crack even when the sample was completely bent, but cracking sometimes occurred when the crease was strongly compressed with a nail.
  • C Even if it is wound around a 2 mm ⁇ core rod, there is no cracking, but cracking occurs when it is bent completely.
  • D Cracking occurs when wound around a 2 mm ⁇ core rod. No cracking occurs at 3 mm ⁇ .
  • E Cracking occurred even when wound around a 3 mm ⁇ core rod.
  • compositions of Examples 4 and 5 which are the compositions of the present invention are UV-LED curable, low curl, high flexibility, Excellent scratch resistance and low yellowing.
  • Example 5 the flexibility was improved as compared with Example 4, and the crack was not generated even when the laminate of the cured film and the film was strongly bent.
  • the composition of Comparative Example 3 which does not contain the component (A) of the present invention was significantly inferior in curling property and flexibility as compared with the composition of Example 5, and also inferior in UV-LED curability.
  • the composition of Comparative Example 4 that did not contain the component (A) of the present invention was poorer in curability than the compositions of Example 4, Example 5, and Comparative Example 3.
  • the scratch resistance was improved immediately after UV-LED curing when left under a fluorescent lamp, but was scratched when rubbed with a force of 4 kgf / cm 2 and was inferior to the other three.
  • component DETX 2,4-diethylthioxanthone, KAYACURE DETX-s [(B-2) component] manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • EAB 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, SB-PI701 manufactured by SHUANG-BANG INDUSTRIAL [component (B-3)]
  • component -FA5375 blue pigment, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, manufactured by DIC Corporation, Fastogen Blue FA5375 (Other ingredients) ⁇
  • EPA Ethyl-4- (dimethylamino) benzoate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., KAYACURE EPA
  • the UV-LED curability was twice or more.
  • the composition of Example 7 showed UV-LED curability superior to that of Comparative Example 5 although the component (B) was not a combination of TPO and EAB which had excellent curability.
  • the composition of the present invention had very excellent curability even as a UV-LED curable ink composition.
  • Examples 8 to 12 Comparative Examples 6 to 8 (Hard Coat Composition-1) 5-1) Production of composition
  • the components shown in Tables 5 and 6 were blended in their respective parts and stirred and mixed in accordance with a conventional method to prepare a photocurable composition.
  • surface is synonymous with the said Table 2 and Table 3.
  • the meanings of the abbreviations of the components not listed in Tables 2 and 3 are as follows.
  • the component (G) is supplied in a state of being dispersed in the solvent as the component (F), but in Tables 5 and 6, it is described separately for each component.
  • Component (D) -M-460 tetraacrylate of diglycerin ethylene oxide 4 mol adduct, Aronix M-460 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • Component (F) -PGM Propylene glycol monomethyl ether-IPA: Isopropyl alcohol-MEK: Methyl ethyl ketone
  • Component (G) AC2140: Silica content in an organosilica sol MEK-AC-2140Z (surface methacryloyl group-modified colloidal silica having an average particle size of 10 to 15 nm, dispersion medium MEK) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. [(G-1) component ⁇ . AC2140 (NET) in the table means solid content.
  • IPA-ST Silica content in the organosilica sol IPA-ST (colloidal silica with an average particle size of 10 to 15 nm and no surface modification, dispersion medium IPA) manufactured by Nissan Chemical Industries [component (G-2)].
  • IPA-ST (NET) in the table means solid content.
  • compositions of Examples 8 to the 12 a of the present invention abrasion resistance, high hardness, high flexibility, and low The curling property was balanced and high performance.
  • the compositions of Examples 8 to 12 are compared with the compositions of Comparative Examples 6 to 8 which do not contain the component (A).
  • the composition of Example 8 had the same flexibility as the composition of Comparative Example 6, the scratch resistance, pencil hardness, and low curl properties were all improved.
  • the composition of Example 8 was superior in flexibility and low curl properties to the compositions of Comparative Examples 7 and 8 while having the same scratch resistance and pencil hardness.
  • Example 9 had the same pencil hardness and flexibility as the compositions of Comparative Examples 7 and 8, the scratch resistance and the low curl property were excellent.
  • the composition of Example 10 had excellent scratch resistance and pencil hardness, and particularly excellent low curl properties.
  • the compositions of Example 11 and Example 12 were excellent in scratch resistance and pencil hardness, and extremely excellent in low curl properties. It should be noted that the cured films of the compositions of Examples 8 to 12 are all excellent in colorless transparency.
  • Examples 13 to 15 and Comparative Examples 9 to 10 (ink-jet composition) 6-1) Production of composition
  • the components shown in Table 7 were blended in their respective parts and stirred and mixed in accordance with a conventional method to prepare a photocurable composition.
  • the meanings of the abbreviations of the compounding components in the table are the same as those in Tables 2 to 6.
  • the meanings of the abbreviations of the components not listed in the table are as follows.
  • Component (B) Irg-2959: Irgacure 2959, manufactured by BASF, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, Irg-819: BASF Irgacure 819, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide [component (B-1)]
  • Component (D) / VEEA VEEA manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., 2-vinyloxyethoxyethyl (meth) acrylate [(D-1) component] ⁇ HBA: 4-HBA, 4-hydroxybutyl acrylate (component (D-3)) manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. -POA: POA manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., phenoxyethyl acrylate [(D-3) component] (F) component EtOH: ethanol
  • the composition of Example 15 is not completely solvent-free because it contains 7% by weight of ethanol, but it contains only ethanol with a low alcohol content, so it can be used for the human body unless it is used in large quantities in a small room. It is considered harmless.
  • the composition of Example 15 was extremely excellent in terms of both low viscosity and fast curability, and was also excellent in low yellowing and bending resistance.
  • the composition of Example 13 also had the feature that there was no odor at all.
  • the composition of Example 14 had a very weak odor. This is because the hydroxyl group-containing (meth) acrylate often has a low odor and the same applies to HBA.
  • HBA is suitable as a component of a low odor inkjet composition because the skin irritation of HBA is weaker than those. is there.
  • the compositions of Example 15, Comparative Example 9 and Comparative Example 10 felt odor.
  • the composition of Comparative Example 10 had a strong odor.
  • the composition of Example 13 and Example 15 since a low molecular weight acrylate monomer is not included, it can be anticipated that skin irritation is low.
  • Examples 16 to 18 (ink-jet ink composition)
  • the composition of Example 15 was mixed with the following commercially available dye-based inkjet ink at a weight ratio of 1: 1 to prepare an inkjet ink composition.
  • Example 16 INK-E50 series (Magenta) manufactured by Sanwa Supply Co., Ltd.
  • Example 17 INK-E50 series (Cyan) manufactured by Sanwa Supply Co., Ltd.
  • Example 18 INK-E50 series (yellow) manufactured by Sanwa Supply Co., Ltd.
  • Example 19 (Nail aesthetic coating composition) When the composition of Example 4 was applied to a nail with a brush and exposed to sunlight on a sunny day in March, a cured film having a glossy feeling without tack was obtained after 1 minute. It was. No appearance defects such as cracks and turbidity were observed. Regarding the ease of peeling of the cured film, it was not peeled off by rubbing with a finger, but it was peeled off when rubbing strongly with a nail. In other words, it could be removed without using an organic solvent. For this reason, it can be said that it is a nail aesthetic composition excellent in safety and convenience (rapid curing).
  • the curable composition of the present invention can be preferably used as an active energy ray curable composition and is excellent in fast curability, low yellowing, high flexibility, and low curl properties, and therefore, as an active energy ray curable clear coating agent. It is preferable and can be used particularly preferably when the light source is a UV-LED.
  • the base material of the clear coating agent include plastic and wood protective coats and paper clear varnish.
  • the composition containing a pigment can also be suitably used as a UV-LED curable ink composition.
  • the active energy ray-curable composition of the present invention is also suitable as a hard coat because of its excellent scratch resistance, and is particularly suitable as a hard coat for plastic films because of its remarkable curl characteristics. be able to.
  • the active energy ray-curable composition of the present invention can be suitably used as a water-based inkjet ink or nail coating paint.

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Abstract

速硬化性であり、その硬化膜が低黄変性、高屈曲性及び低カール性に優れた硬化型組成物を提供する。 本発明の硬化型組成物は、触媒X及びYの存在下に、水酸基価が700~1,200mgKOH/gのポリグリセリンと1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを、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(A)を含む。 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その錯体、ピリジン環を有する化合物又はその塩若しくは錯体、及びホスフィン又はその塩若しくは錯体よりなる群から選ばれる一種以上の化合物。 触媒Y:亜鉛を含む化合物。

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。
 本発明の硬化型組成物は、特に活性エネルギー線硬化型組成物として使用した場合、速硬化性、低黄変性、高屈曲性、低カール性に優れたものであり、光源が紫外線発光ダイオード(以下、「UV-LED」という)であっても優れた硬化性を示し、硬化性との両立が困難な、低黄変性、高屈曲性、低カール性にも優れるため、UV-LED硬化型コーティング剤及びインクに好ましく使用することができる。
 活性エネルギー線硬化型組成物は、使用設備の省エネルギー・省スペースや、高生産性といった長所を有するため、紙やフィルム等のクリアコーティングや、オフセット印刷等のインクとして、広く使用されている。
 活性エネルギー線の光源において、特に紫外線の光源としては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等が広く使用されているが、近年、省エネルギー・省スペースという長所をより進める光源としてUV-LEDの導入が検討されてきており、UV-LED光源に対して硬化性に優れる組成物の検討も行われている。
 しかしながら、従来の活性エネルギー線硬化型組成物をそのままUV-LED硬化型組成物として適用した場合、硬化性が悪化するという問題がしばしば発生している。
 UV-LED光源導入による硬化性悪化の問題は、コーティングニス等といった、顔料を含まないクリアコーティング用途で特に深刻である。その理由は、UV-LEDの光(通常385nm又は365nm)に感度の高い光重合開始剤系を使用すると、硬化膜の光吸収が、どうしても可視光領域まで及んでしまい、硬化膜が黄変するためである。
 このような背景から、特許文献1では、アミン変性アクリレート、アシルホスフィンオキサイド系重合開始剤、及び蛍光増白剤を含むUV-LED硬化型コーティングニスが開示されている。
 特許文献2では、環構造を有するジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレートと、重合性アクリレートモノマーを含む、紫外線硬化型コーティングニス組成物が開示されている。
 特許文献3では、低粘度でありながら、UV-LED硬化性に優れたインクジェット印刷用クリアーインク組成物が開示されている。
特開2011-213965号公報 国際公開第2015/072388号パンフレット 国際公開第2016/009848号パンフレット
 しかしながら、特許文献1に記載のように、蛍光増白剤を含む組成物は、硬化膜に変色が生じる場合がある。例えば、基材がプラスチックフィルムの場合、硬化膜に黄色味と青味の両方が感じられることがあり、又、基材が紙の場合、紙の白色が不自然に感じられることがある。
 また、特許文献2に記載のコーティングニス組成物の場合も、UV-LED硬化性及び低黄変性の両立は不十分なものであった。
 さらに、特許文献3に記載のインク組成物の場合も、UV-LED硬化性及び低黄変性の両立は不十分なものであった。
 以上のように、UV-LED硬化型組成物に対しては、UV-LED硬化性と低黄変性に優れた組成物が要望されている。
 さらに、UV-LED硬化型組成物をコーティング剤として使用するときは、基材を曲げた時の硬化膜の割れにくさ、いわゆる高屈曲性や、反りが少ないという低カール性を有する組成物が要望されている。
 本発明が解決しようとする課題は、速硬化性であり、その硬化膜が低黄変性、高屈曲性及び低カール性に優れた硬化型組成物を提供すること、好ましくは活性エネルギー線硬化型組成物を提供することである。
 本発明者らは、前記課題を解決するためには、特定の塩基性触媒又はホスフィン系触媒、及び亜鉛系触媒を併用して、水酸基価が700~1,200mgKOH/gのポリグリセリンと、1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを、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を含む硬化型組成物が有効であることを見出し、本発明を完成した。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 尚、本明細書においては、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、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表す。
 本発明の組成物、好ましくは活性エネルギー線硬化型組成物によれば、速硬化性であり、その硬化膜が低黄変性、高屈曲性及び低カール性に優れたものとなる。
 さらに、光源がUV-LEDであっても優れた硬化性を示し、硬化性との両立が困難な、低黄変性、高屈曲性、低カール性にも優れたものとなる。
 本発明は、下記触媒X及びYを併用して、水酸基価が700~1,200mgKOH/gのポリグリセリン(以下、単に「ポリグリセリン」という)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(A)含む硬化型組成物に関する。
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その錯体、ピリジン環を有する化合物又はその塩若しくは錯体、及びホスフィン又はその塩若しくは錯体よりなる群から選ばれる一種以上の化合物。
触媒Y:亜鉛を含む化合物。
 以下、(A)成分、その他の成分及び使用方法について説明する。
1.(A)成分
 (A)成分は、前記触媒X及びYの存在下に、ポリグリセリンと単官能(メタ)アクリレートとを、エステル交換反応させて得られる(メタ)アクリレートの混合物である。以下、これを、ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレートということもある。
 以下、ポリグリセリン、単官能(メタ)アクリレート、触媒X、触媒Y、(A)成分の製造方法、及び(A)成分の好ましい形態について説明する。
1-1.ポリグリセリン
 (A)成分の原料として使用するポリグリセリンは、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、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を超過すると、組成物の硬化膜の低カール性が劣り、逆に水酸基価が700mgKOH/gに満たないと、(A)成分の製造が困難となったり、得られる(A)成分が高粘度で取扱いが困難となったりする。
 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。
 本発明では、効果を損なわない範囲であれば、ポリグリセリンと、ポリグリセリン以外の多価アルコール(以下、「その他多価アルコール」という)の一種以上を任意に組み合わせて使用してもよい。
 その他多価アルコールを併用する場合の割合としては、ポリグリセリンの合計100重量部に対して、50重量部以下が好ましい。
1-2.単官能(メタ)アクリレート
 (A)成分の原料として使用する単官能(メタ)アクリレートは、分子中に1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、例えば、下記一般式(1)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)において、R1は水素原子又はメチル基を表す。R2は炭素数1~50の有機基を表す。
 上記一般式(1)におけるR2の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、オクチル基、及び2-エチルヘキシル基等の炭素数1~8のアルキル基、2-メトキシエチル基、2-エトキシエチル基及び2-メトキシブチル基等のアルコキシアルキル基、並びにN,N-ジメチルアミノエチル基、N,N-ジエチルアミノエチル基、N,N-ジメチルアミノプロピル基及びN,N-ジエチルアミノプロピル基等のジアルキルアミノ基等が挙げられる。
 上記一般式(1)におけるR2の具体例としては、前記以外にも特開2017-39916号公報、特開2017-39917号公報又は国際公開第2017/033732号に記載された官能基が挙げられる。
 本発明ではこれらの単官能(メタ)アクリレートを単独で又は二種以上を任意に組み合わせて使用できる。
 これらの単官能(メタ)アクリレートの中では、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、並びにN,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートが好ましく、特にポリグリセリンに対して良好な反応性を示し、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。
 さらに、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。
 (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、ポリグリセリン中の水酸基合計1モルに対して単官能(メタ)アクリレートを0.4~10.0モルが好ましく、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、10.0モル以下とすることで、ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレート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。
1-3.触媒
 (A)成分の製造方法におけるエステル交換反応触媒としては、副反応が少ないため硬化性と耐擦傷性に優れるポリグリセリン(メタ)アクリレートの混合物を製造できるとの理由で、触媒として下記触媒X及びYを併用する。
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」という)よりなる群から選ばれる一種以上の化合物。
触媒Y:亜鉛を含む化合物。
 以下、触媒X及び触媒Yについて説明する。
1-3-1.触媒X
 (A)成分の製造方法における触媒Xは、アザビシクロ系化合物、アミジン系化合物、ピリジン系化合物、ホスフィン系化合物よりなる群から選ばれる一種以上の化合物である。
 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よりなる群から選ばれる一種以上の化合物が好ましい。これら化合物は、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、アザシクロ系化合物は、その触媒Yとの錯体が反応液に難溶解性となるため、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。
 一方、ホスフィン系化合物は、触媒活性に優れるものの、触媒Yと錯体を形成し難いか、又は、錯体を形成した場合は反応液に易溶解性であり、反応終了後の反応液中にホスフィン系化合物又は錯体の大部分が溶解したままとなるため、ろ過及び吸着等による簡便な方法により反応液から除去し難い。このため、最終製品中にもホスフィン系触媒が残存してしまい、これにより製品の保存中に、濁りや触媒の析出が発生したり、経時的に増粘又はゲル化してしまうという保存安定性の問題を生じることがある。
 アザビシクロ系化合物の具体例としては、アザビシクロ構造を有する環状3級アミン、当該アミンの塩、又は当該アミンの錯体を満足する化合物であれば種々の化合物が挙げられ、好ましい化合物としては、キヌクリジン、3-ヒドロキシキヌクリジン、3-キヌクリジノン、1-アザビシクロ[2.2.2]オクタン-3-カルボン酸、及び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」という)等が挙げられる。
 アザビシクロ系化合物の具体例としては、前記以外にも特開2017-39916号公報、特開2017-39917号公報又は国際公開第2017/033732号に記載された化合物等が挙げられる。
 アミジン系化合物の具体例としては、イミダゾール、N-メチルイミダゾール、N-エチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-ビニルイミダゾール、1-アリルイミダゾール、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(以下、「DBU」という)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(以下、「DBN」という)、N-メチルイミダゾール塩酸塩、DBU塩酸塩、DBN塩酸塩、N-メチルイミダゾール酢酸塩、DBU酢酸塩、DBN酢酸塩、N-メチルイミダゾールアクリル酸塩、DBUアクリル酸塩、DBNアクリル酸塩、及びフタルイミドDBU等が挙げられる。
 ピリジン系化合物の主な具体例としては、ピリジン、2-メチルピリジン、3-メチルピリジン、4-メチルピリジン、2-エチルピリジン、3-エチルピリジン、4-エチルピリジン、及びN,N-ジメチル-4-アミノピリジン(以下、「DMAP」という)等が挙げられる。
 ピリジン系化合物の具体例としては、前記以外にも特開2017-39916号公報、特開2017-39917号公報又は国際公開第2017/033732号に記載された化合物等が挙げられる。
 ホスフィン系化合物は、下記一般式(2)で示される構造を含む化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
〔式(2)において、R3、R4及びR5は、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルケニル基、炭素数6~24のアリール基、若しくは、炭素数5~20のシクロアルキル基を意味する。R3、R4及びR5としては、同一であっても異なっていても良い〕
 ホスフィン系化合物の具体例としては、トリフェニルホスフィン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリ(p-トリル)ホスフィン、トリ(m-トリル)ホスフィン、トリス(4-メトキシ-3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、及びトリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。
 ホスフィン系化合物の具体例としては、前記以外にも特開2017-39916号公報、特開2017-39917号公報又は国際公開第2017/033732号に記載された化合物等が挙げられる。
 本発明ではこれらの触媒Xを単独で又は二種以上を任意に組み合わせて使用できる。これらの触媒Xの中では、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、DABCO、N-メチルイミダゾール、DBU、DBN及びDMAPが好ましく、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が好ましい。
 (A)成分の製造方法における触媒Xの使用量は特に制限はないが、ポリグリセリン中の水酸基合計1モルに対して、触媒Xを0.0001~0.5モル使用することが好ましく、より好ましくは0.0005~0.2モルである。触媒Xを0.0001モル以上使用することで、目的のポリグリセリンポリ(メタ)アクリレートの生成量を多くすることができ、0.5モル以下とすることで、副生成物の生成や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。
1-3-2.触媒Y
 触媒Yは、亜鉛を含む化合物である。
 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。
 有機酸亜鉛としては、蓚酸亜鉛等の二塩基酸亜鉛及び下記一般式(3)で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
〔式(3)において、R6及びR7は、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルケニル基、炭素数6~24のアリール基、若しくは、炭素数5~20のシクロアルキル基を意味する。R6及びR7としては、同一であっても異なっていても良い〕
 前記式(3)の化合物としては、R6及びR7が、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルキル基又はアルケニル基である化合物が好ましい。R6及びR7において、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルキル基又はアルケニル基は、フッ素及び塩素等のハロゲン原子を有しない官能基であり、当該官能基を有する触媒Yは、高収率でポリグリセリンポリ(メタ)アクリレートを製造できるため好ましい。
 亜鉛ジケトンエノラートとしては、下記一般式(4)で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
〔式(4)において、R8、R9、R10、R11、R12及びR13は、水素原子、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素数1~20の直鎖状又は分岐状アルケニル基、炭素数6~24のアリール基、若しくは炭素数5~20のシクロアルキル基を意味する。R8、R9、R10、R11、R12及びR13としては、同一であっても異なっていても良い〕
 上記一般式(3)で表される亜鉛を含む化合物の具体例としては、酢酸亜鉛、酢酸亜鉛二水和物、プロピオン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、シクロヘキサン酪酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸亜鉛、安息香酸亜鉛、t-ブチル安息香酸亜鉛、サリチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、アクリル酸亜鉛、及びメタクリル酸亜鉛等が挙げられる。
 尚、これらの亜鉛を含む化合物について、その水和物又は溶媒和物又は触媒Xとの錯体が存在する場合には、該水和物及び溶媒和物及び触媒Xとの錯体も(A)成分の製造方法における触媒Yとして使用できる。
 上記一般式(4)で表される亜鉛を含む化合物の具体例としては、亜鉛アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート水和物、ビス(2,6-ジメチル-3,5-ヘプタンジオナト)亜鉛、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナト)亜鉛、及びビス(5,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオナト)亜鉛等が挙げられる。尚、これらの亜鉛を含む化合物について、その水和物又は溶媒和物又は触媒Xとの錯体が存在する場合には、該水和物及び溶媒和物及び触媒Xとの錯体も(A)成分の製造方法における触媒Yとして使用できる。
 触媒Yにおける、有機酸亜鉛及び亜鉛ジケトンエノラートとしては、前記した化合物を直接使用することができるが、反応系内でこれら化合物を発生させ使用することもできる。例えば、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、塩化亜鉛及び硝酸亜鉛等の他の亜鉛化合物を原料として使用し、有機酸亜鉛の場合は、他の亜鉛化合物と有機酸を反応させる方法、亜鉛ジケトンエノラートの場合は、他の亜鉛化合物とアセチルアセチルアセトンを反応させる方法等が挙げられる。
 触媒Yにおける、有機酸亜鉛及び亜鉛ジケトンエノラートとしては、前記した化合物を直接使用することができるが、反応系内でこれら化合物を発生させ使用することもできる。
 例えば、金属亜鉛、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、塩化亜鉛及び硝酸亜鉛等の亜鉛化合物(以下、「原料亜鉛化合物」という)を原料として使用し、有機酸亜鉛の場合は、原料亜鉛化合物と有機酸を反応させる方法、亜鉛ジケトンエノラートの場合は、原料亜鉛化合物と1,3-ジケトンを反応させる方法等が挙げられる。
 本発明ではこれらの触媒Yを単独で又は二種以上を任意に組み合わせて使用できる。これらの触媒Yの中では、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛、亜鉛アセチルアセトナートが好ましく、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、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Yの使用量は特に制限はないが、ポリグリセリン中の水酸基合計1モルに対して、触媒Yを0.0001~0.5モル使用することが好ましく、より好ましくは0.0005~0.2モルである。触媒Yを0.0001モル以上使用することで、ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレートの生成量を多くすることができ、0.5モル以下とすることで、副生成物の生成や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。
1-4.(A)成分の製造方法
 (A)成分は、前記触媒X及びYの存在下に、ポリグリセリンと単官能(メタ)アクリレートをエステル交換反応させて製造される。
 (A)成分の製造方法における触媒Xと触媒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、より好ましくは0.05~5.0モルである。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、副生成物の生成や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。
 本発明で併用する触媒Xと触媒Yの組合せとしては、触媒Xがアザビシクロ系化合物で、触媒Yが前記一般式(3)で表される化合物の組み合わせが好ましく、さらに、アザビシクロ系化合物がDABCOであり、前記一般式(3)で表される化合物が酢酸亜鉛及び/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(黄色味が小さい)ことから、クリアニスや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。さらには比較的安価に入手可能な触媒であることから、経済的に有利な製造方法となる。
 本発明で使用する触媒X及び触媒Yは、上記反応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。
 (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、原料や生成物中の(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。好ましくは、0.000001~10MPa(絶対圧力)である。
 (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。
 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系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。
 一方、ポリグリセリンの水酸基を積極的に(メタ)アクリレート化する場合には、該1価アルコールを反応系外に排出し、エステル交換反応の進行をより促進させることが好ましい。
 (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、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、アミルベンゼン、ジアミルベンゼン、トリアミルベンゼン、ドデシルベンゼン、ジドデシルベンゼン、アミルトルエン、イソプロピルトルエン、デカリン及びテトラリン等の炭化水素類;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジエチルアセタール、ジヘキシルアセタール、t-ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、トリオキサン、ジオキサン、アニソール、ジフェニルエーテル、ジメチルセロソルブ、ジグライム、トリグライム及びテトラグライム等のエーテル類;18-クラウン-6等のクラウンエーテル類;安息香酸メチル及びγ-ブチロラクトン等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン及びベンゾフェノン等のケトン類;炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート等のカーボネート化合物;スルホラン等のスルホン類;ジメチルスルホキサイド等のスルホキサイド類;尿素類又はその誘導体;トリブチルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド類、イミダゾリウム塩、ピペリジニウム塩及びピリジニウム塩等のイオン液体;シリコンオイル並びに;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系内にアルゴン、ヘリウム、窒素及び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、酸素と窒素の混合ガス、酸素とヘリウム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、4-tert-ブチルカテコール、ベンゾキノン、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、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-オキシル等の有機系重合禁止剤、塩化銅、硫酸銅及び硫酸鉄等の無機系重合禁止剤、並びにジブチルジチオカルバミン酸銅、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩等の有機塩系重合禁止剤が挙げられる。
 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、本発明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、反応液中に5~30,000wtppmが好ましく、より好ましくは25~10,000wtppmである。この割合を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防止することができる。
 (A)成分の製造方法における反応時間は、触媒の種類と使用量、反応温度、反応圧力等により異なるが、好ましくは0.1~150時間、より好ましくは0.5~80時間である。
 (A)成分の製造方法は、回分式、半回分式及び連続式のいずれの方法によっても実施できる。回分式の一例としては、反応器にポリグリセリン、単官能(メタ)アクリレート、触媒及び重合禁止剤を仕込み、含酸素ガスを反応液中にバブリングさせながら所定の温度で撹拌する。その後、エステル交換反応の進行に伴い副生した1価アルコールを所定の圧力にて反応器から抜出すことで目的の(A)成分を生成させる等の方法で実施できる。
 (A)成分の製造方法で得られた反応生成物に対しては、分離・精製操作を実施することが目的のポリグリセリンポリ(メタ)アクリレートを純度よく得ることができるため好ましい。
 分離・精製操作としては、吸着操作、晶析操作、ろ過操作、蒸留操作及び抽出操作等が挙げられ、これらを組合わせることが好ましい。吸着操作としては、吸着剤による触媒の吸着が挙げられ、吸着剤としてはケイ酸アルミニウム等が挙げられる。晶析操作としては、冷却晶析及び濃縮晶析等が挙げられる。ろ過操作としては、加圧ろ過、吸引ろ過及び遠心ろ過等が挙げられる。蒸留操作としては、単式蒸留、分別蒸留、分子蒸留及び水蒸気蒸留等が挙げられる。抽出操作としては、固液抽出、液液抽出等が挙げられる。
 該分離精製操作においては溶媒を使用してもよい。又、本発明で使用した触媒及び/又は重合禁止剤を中和するための中和剤や、副生成物を分解又は除去するための酸及び/又はアルカリ、色調を改善するための活性炭、ろ過効率及びろ過速度を向上するためのケイソウ土等を使用してもよい。
1-5.(A)成分の好ましい形態
 (A)成分は、ポリグリセリンと単官能(メタ)アクリレートのエステル交換反応で得られる(メタ)アクリレートの混合物であり、(メタ)アクリロイル基の個数が異なる(メタ)アクリレートの混合物である。
 (A)成分の水酸基価としては、80~600mgKOH/gが好ましく、100~500mgKOH/gがさらに好ましく、120~400mgKOH/gが特に好ましい。
 (A)成分の水酸基価を80mgKOH/g以上とすることで、組成物の硬化膜が低カール性に優れ、水酸基価が600mgKOH/g以下とすることで、組成物が硬化性に優れるものとなる。
 (A)成分の分子量分布の指標として、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)による主ピークの多分散度(Mw/Mn)は、1.0~2.5であることが好ましく、1.0~2.0であることがさらに好ましく、1.0~1.5であることが特に好ましい。尚、Mwは重量平均分子量を意味し、Mnは数平均分子量を意味する。
 Mw/Mnが2.5以下であるものは、(メタ)アクリレート化以外の副反応(マイケル付加等)による高分子量体(以下、「副反応高分子量体」という)が少ないことを意味しており、硬化性が優れるため好ましい。一方、脱水エステル化反応で得られたポリグリセリン(メタ)アクリレートは、エステル交換反応で得られたポリグリセリン(メタ)アクリレートと比較して副反応高分子量体を多量に含むものであり、Mw/Mnが2.5を超過するものとなってしまい、硬化性が不十分となる。
 (メタ)アクリレートとしては、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.硬化型組成物
 本発明は、前記(A)成分を含む硬化型組成物に関する。
 組成物の製造方法としては、前記触媒X及びYの存在下に、ポリグリセリンと単官能(メタ)アクレートをエステル交換反応させポリグリセリン(メタ)アクリレートの混合物を製造する工程を含む製造方法が好ましい。
 当該製造方法によれば、得られる(A)成分中の副反応高分子量体が少ないために低粘度で取扱いが容易であり、さらに硬化性と耐擦傷性が優れるため好ましい。
 当該工程としては、前記した(A)成分の製造方法に従えば良い。
 さらに、後記するその他の成分を配合する場合は、(A)成分とその他の成分を撹拌・混合すれば良い。
 (A)成分の含有割合は、組成物が速硬化性となり、得られる硬化膜が低黄変性、高屈曲性及び低カール性に優れるものとなる点で、硬化性成分の合計量100重量%に対して20~100重量%であることが好ましく、30~100重量%であることがより好ましい。
 尚、本発明において「硬化性成分」とは、「熱又は活性エネルギー線により硬化する成分」であり、(A)成分を意味し、及び後記する(D)成分を配合する場合は、(A)及び(D)成分を意味する。
 さらに、カチオン硬化性化合物(例えば、エポキシ化合物やオキセタン化合物等)等の(A)及び(D)成分以外の重合性官能基を有する化合物(以下、「その他重合性成分」という)を配合する場合は、「硬化性成分」とは、「(A)成分及びその他重合性成分」、並びに「(A)成分、(D)成分及びその他重合性成分」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及び熱硬化型組成物のいずれにも使用することができるが、活性エネルギー線硬化型組成物が好ましい。
 本発明の組成物は、前記(A)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。
 その他成分の好ましいものとしては、光重合開始剤〔以下、「(B)成分」という〕、熱重合開始剤〔以下、「(C)成分」という〕、前記(A)成分以外のエチレン性不飽和基を有する化合物〔以下、「(D)成分」という〕、顔料又は染料〔以下、「(E)成分」という〕、有機溶剤又は水〔以下、「(F)成分」という〕、コロイド状無機微粒子〔以下、「(G)成分」という〕及びポリマー〔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。
2-1.(B)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、(B)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又は可視光線を用いるときには、(B)成分を更に含有することが必要である。
 活性エネルギー線として電子線を使用する場合には、必ずしも配合する必要はないが、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。
 (B)成分の具体例としては、ベンジルジメチルケタール、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、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、2-ヒドロキシ-1-[4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチループロピオニル)ベンジル]フェニル]-2-メチルプロパン-1-オン、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、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)ブタン-1-オン及び3,6-ビス(2-メチル-2-モルフォリノプロピオニル)-9-n-オクチルカルバゾール等のアセトフェノン系化合物;
ベンゾイン、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化合物;
ベンゾフェノン、2-メチルベンゾフェノン、3-メチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、メチル-2-ベンゾフェノン、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ォニル)プロパン-1-オン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン及び4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;
ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、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、及びビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド化合物;並びに
チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-クロロ-4-プロピルチオキサントン、3-[3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサントン-2-イル-オキシ]-2-ヒドロキシプロピル-N,N,N―トリメチルアンモニウムクロライド及びフルオロチオキサントン等のチオキサントン系化合物等が挙げられる。
 前記以外の化合物としては、ベンジル、エチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィネート、フェニルグリオキシ酸メチル、エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、及びカンファーキノン等が挙げられる。
 活性エネルギー線において、紫外線の光源としてUV-LEDを使用する場合の好ましい(B)成分について説明する。
 この場合、前記した化合物の中でもUV-LED硬化性と低黄変性を両立できる点で、アシルホスフィンオキサイド系化合物〔以下、「(B-1)成分」という〕を含むことが好ましい。
 特に、UV-LED硬化型クリアコーティング剤の用途では、(B-1)成分がより好ましい。
 (B-1)成分の具体例としては、前記した化合物が例示される。
 又、本発明の組成物がインク用途の場合、(B)成分としては、UV-LED硬化性を一層高めるために、チオキサントン系化合物〔以下、「(B-2)成分」という〕を含むか、4,4'-ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン〔以下、「(B-3)成分」という〕を含むことが好ましい。(B-2)成分と(B-3)成分は併用しても良い。
 さらに、(B-2)成分又は/及び(B-3)成分に加え、(B-1)成分を併用することもできる。
 (B-2)成分を使用する際は、感光した(B-2)成分による水素引抜と活性ラジカル発生の効率を高めるために、三級アミン化合物を添加することが好ましい。三級アミン化合物としては、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル等の、芳香環を有するアミン化合物が好ましい。
 (B-2)成分の具体例としては、前記した化合物が例示される。
 (B-3)成分の具体例としては、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
 (B)成分の含有割合としては、組成物の硬化性と硬化膜の低黄変性を両立できる点で、硬化性成分の合計100重量部に対して、1~20重量部が好ましく、2~18重量部がより好ましく、3~15重量部がさらに好ましい。
 (B)成分は、目的として使用する用途に合わせて上記した化合物を組合せれば良く、その好ましい組合せ及び割合としては以下の通りである。
 本発明の組成物をUV-LED硬化型クリアコーティング剤として使用する場合、前記(B-1)成分の含有割合としては、硬化性成分の合計100重量部に対して、1~15重量部が好ましく、3~12重量部がより好ましい。
 又、硬化膜を低黄変性とすることができる点で、(B-2)成分を2重量部以上含まないことが好ましく、1重量部以上含まないことがより好ましい。又、同じく硬化膜を低黄変性とすることができる点で、(B-3)成分を1重量部以上含まないことが好ましく、0.5重量部以上含まないことがより好ましい。
 本発明の組成物をUV-LED硬化型インク組成物として使用する場合、前記(B-2)成分及び/又は(B-3)成分の含有割合としては、硬化性成分の合計100重量部に対して、1~15重量部が好ましく、2~12重量部がより好ましい。
 (B-2)成分又は/及び(B-3)成分に加え、さらに(B-1)成分を併用する場合は、(B-1)成分を1~15重量部含むことが好ましく、2~10重量部含むことがより好ましい。
 但し、(B)成分の合計量は、硬化性成分100重量部に対し、20重量部以下とすることが好ましい。
2-2.(C)成分
 本発明の組成物を熱硬化型組成物として使用する場合には、熱重合開始剤を配合することができる。
 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、及び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、及びアゾジ-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。
 (C)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。
 (C)成分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(B)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。
2-3.(D)成分
 (D)成分は、前記(A)成分以外のエチレン性不飽和化合物であり、組成物の硬化膜に種々の物性を付与する目的で配合する。
 (D)成分におけ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)アクリルアミド基、マレイミド基、ビニル基及び(メタ)アリル基等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
 尚、下記において、「単官能」とは、エチレン性不飽和基を1個有する化合物を意味し、「○官能」とはエチレン性不飽和基を○個有する化合物を意味し、「多官能」とはエチレン性不飽和基を2個以上有する化合物を意味する。
 (D)成分の具体例としては、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、及びマレイミド等が挙げられ、(メタ)アクリレートが好ましい。これら化合物の中でも、アクリレート、アクリルアミド、及びビニルエーテルが硬化性の点から好ましく、アクリレートがより好ましい。
 (D)成分において、多官能エチレン性不飽和化合物としては、2個のエチレン性不飽和基を有する化合物(D-1)〔以下、「(D-1)成分」という〕、3個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(D-2)〔以下、「(D-2)成分」という〕、単官能エチレン性不飽和化合物〔以下、「(D-3)成分」という〕が挙げられる。
 以下、(D-1)~(D-3)成分について説明する。
2-3-1.(D-1)成分
 (D-1)成分は、前記(A)成分以外の2個のエチレン性不飽和基を有する化合物であり、低分子量の化合物であっても、オリゴマーであっても良い。
 (D-1)成分として、低分子量のモノマーを配合すると、無溶剤で低粘度の組成物とすることができる。又、高分子量のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを配合すると、硬化膜に伸びを付与したり、被着体との密着性を向上させたりすることができる。
 (D-1)成分の具体例としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、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、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメチロールジ(メタ)アクリレート、及びトリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート;
ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;
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等の、1分子中に2個のフェノール性水酸基を有する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;
ビスフェノールA型エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸が付加した化合物等の、いわゆるエポキシ(メタ)アクリレート;
エチレングリコールと無水フタル酸と(メタ)アクリル酸がエステル化した化合物等の、いわゆるポリエステル(メタ)アクリレート;並びに、
イソホロンジイソシアネートとポリマージオールとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがウレタン化反応した化合物等の、いわゆるウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ここで、ポリマージオールとしては、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、及びこれら骨格を複数有するジオール等が挙げられる。
 (D-1)成分の具体例としては、さらに、2-ビニロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ビニロキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、及びジプロピレングリコールジビニルエーテル等の、(メタ)アクリレート以外の官能基を含めた二官能モノマーも挙げられる。
 本発明の組成物を、UV-LED硬化型コーティングニスとして使用する場合、(D-1)成分として、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート(D-1-1)〔以下、「(D-1-1)成分」という〕を含むことが好ましい。(D-1-1)成分を含むことで、(A)成分の優れた速硬化性を大きく低下させることなく、粘度を低減させ、さらに屈曲性を向上させることができる。
 (D-1-1)成分としては、ポリエチレングリコール(平均重合度2~10)のジアクリレートが、組成物が低粘度で硬化性に優れ、硬化膜が屈曲性に優れる点で好ましい。
 (D-1)成分を配合する場合、好ましい含有割合は、本発明の組成物の用途によって異なる。又、(D-1-1)成分の種類によっても異なる。
 紙やプラスチックフィルムのコーティングニス用途では、硬化性成分100重量部に対し、(D-1-1)成分の含有割合は、0~80重量部であることが好ましく、0~70重量部であることがより好ましい。
 一方、ハードコート用途では、硬化性成分100重量部に対し、(D-1)成分の含有割合は、0~40重量部であることが好ましく、0~20重量部であることがより好ましい。
2-3-2.(D-2)成分
 (D-2)成分は、前記(A)成分以外の3個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物であり、低分子量の化合物であっても、オリゴマーであっても良い。
 (D-2)成分の具体例としては、例えば、グリセリントリ(メタ)アクリレート、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のトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンのトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジグリセリンのトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのトリ、テトラ、ペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート、及びトリペンタエリスリトールのトリ、テトラ、ペンタ、ヘキサ、ヘプタ、又はオクタ(メタ)アクリレート等の、ポリオールポリ(メタ)アクリレート;
グリセリンアルキレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン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アルキレンオキサイド付加物のトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジグリセリンアルキレンオキサイド付加物のトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物のポリ(メタ)アクリレート(但し三官能以上の(メタ)アクリレート)、ジトリメチロールプロパンアルキレンオキサイド付加物のトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のトリ、テトラ、ペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート、及びトリペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のトリ、テトラ、ペンタ、ヘキサ、ヘプタ、又はオクタ(メタ)アクリレート等の、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トリアクリレートの水酸基がアクリレートにマイケル付加して高分子量化した多官能アクリレート等の、水酸基含有多官能アクリレートのマイケル付加型多量体;
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートやジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の水酸基と3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物と、有機ポリイソシアネートとの反応物である、多官能ウレタン(メタ)アクリレート;
フェノールノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸が付加した三官能以上の(メタ)アクリレート等の、多官能エポキシ(メタ)アクリレート;並びに
トリメチロールプロパン等の1分子中に3個以上の水酸基を有するポリオールと無水フタル酸等の酸無水物と(メタ)アクリル酸からなるポリエステル(メタ)アクリレート等の、多官能ポリエステル(メタ)アクリレート等
が挙げられる。
 前記における、アルキレンオキサイド付加物の例としては、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、並びに、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
 又、前記有機ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、水素化4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、及びヘキサメチレンジイソシアネートの三量体等が挙げられる。
 本発明の組成物を、ハードコートとして使用する場合、(D-2)成分として、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート(D-2-1)〔以下、「(D-2-1)成分」という〕を含むことが好ましい。又、(D-2)成分としては、(D-2-2)成分として、3個以上の(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(D-2-2)〔以下、「(D-2-2)成分」という〕を含むことも好ましい。
 (D-2-1)成分と(D-2-2)成分は、併用しても良い。(D-2-1)成分及び/又は(D-2-2)成分を含むことで、組成物硬化膜の耐擦傷性を向上させることができる。
 (D-2)成分を配合する場合、好ましい含有割合は、本発明の組成物の用途によって異なる。
 ハードコート用途では、硬化性成分100重量部に対し、0~80重量部であることが好ましく、0~70重量部であることがより好ましい。
 一方、紙やプラスチックフィルムの活性エネルギー線硬化型コーティングニス用途では、硬化性成分100重量部に対し、0~40重量部であることが好ましく、0~20重量部であることがより好ましい。
2-3-3.(D-3)成分
 (D-3)成分は、1分子中1個のエチレン性不飽和基を有する化合物であり、低分子量の化合物であっても、オリゴマーであっても良い。
 (D-3)成分を配合することにより、硬化膜に伸びを付与したり、被着体との密着性を向上させたりすることができる。
 (D-3)成分の具体例としては、前記した単官能(メタ)アクリレートと同様の化合物が挙げられる。
 前記した単官能(メタ)アクリレート以外の化合物としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-ト、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメチロールモノ(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、フェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、p-クミルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、ノニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルアルコ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、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールのモノ(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-3-ブトキシプロピル(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、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(2-エチル-2-メチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、(2-イソブチル-2-メチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、(1,4-ジオキサスピロ[4,5]デカン-2-イル)メチル(メタ)アクリレート、2-オキソテトラヒドロフラン-3-イル(メタ)アクリレート、(5-エチル-1,3-ジオキサン-5-イル)メチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、N-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、N-(メタ)アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタルイミド、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン及び2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート等が挙げられる。
 尚、エチレン性不飽和基とアルコキシシリル基を両方有する化合物は、シランカップリング剤とも呼ばれる。シランカップリング剤や、エチレン性不飽和基とリン酸基を両方有する化合物は、無機基材との密着性を向上させる場合に好ましい。
 単官能(メタ)アクリレート以外の(D-3)成分としては、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリン、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-ヒドロキシエチル(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、無水マレイン酸、N-フェニルマレイミド、N-ヒドロキシエチルマレイミド、N-ヒドロキシエチルシトラコイミド、シクロヘキシルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジプロピレングリコールモノビニルエーテル、アセトキシエチルビニルエーテル、アセトキシブチルビニルエーテル、アセチルシクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、アセチルジエチレングリコールモノビニルエーテル、グリシジロキシエチルビニルエーテル、グリシジロキシブチルビニルエーテル、グリシジルシクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル及びグリシジルジエチレングリコールモノビニルエーテル等が挙げられる。
 (D-3)成分を配合する場合、好ましい含有割合は、本発明の組成物の用途や被着体の種類、光源や硬化雰囲気等によって異なる。
 空気下で硬化させるハードコートや、UV-LED硬化型のクリアコーティング剤及びインクの場合、(D-3)成分の含有割合は、速硬化性の点から、硬化性成分100重量%中に、0~30重量%含むことが好ましく、0~15重量%含むことがより好ましい。
 一方、密着性が困難な被着体に塗布する場合や、インクジェットインク等のように超低粘度が必要な場合、(D-3)成分は、硬化性成分100重量%中に、80重量%含んでもよい。この場合、速硬化性は損なわれるが、(A)成分を使用しない組成に比べると、硬化性が改善されることになる。
2-4.(E)成分
 (E)成分は、顔料又は染料から選ばれる着色成分であり、本発明の組成物をインク用組成物として使用する場合に必要である。
 顔料としては、有機顔料及び無機顔料等が挙げられる。
 有機顔料の具体例としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー及びピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料;リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット及びパーマネントレッド2B等の溶性アゾ顔料;アリザリン、インダントロン及びチオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体;フタロシアニンブルー及びフタロシアニングリーン等のフタロシアニン系有機顔料;キナクリドンレッド及びキナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系有機顔料、ペリレンレッド及びペリレンスカーレット等のペリレン系有機顔料;イソインドリノンエロー及びイソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系有機顔料;ピランスロンレッド及びピランスロンオレンジ等のピランスロン系有機顔料;チオインジゴ系有機顔料;縮合アゾ系有機顔料;ベンズイミダゾロン系有機顔料;キノフタロンエロー等のキノフタロン系有機顔料、イソインドリンエロー等のイソインドリン系有機顔料;並びにその他の顔料として、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド及びジオキサジンバイオレット等が挙げられる。
 又、前記無機顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック及び合成鉄黒等を挙げることができる。
 染料としては、アゾ系染料や、植物からの抽出物等が挙げられる。
 (E)成分の含有割合は、用途や膜厚に応じて適宜調整すればよいが、インク用組成物の場合、硬化性成分合計100重量部に対して5~200重量部であることが好ましく、10~100重量部であることがより好ましい。
2-5.(F)成分
 本発明の組成物には、粘度を低減させる目的で、(F)成分として、有機溶剤又は水を配合しても良い。
 有機溶剤の具体例としては、例えば、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低分子量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;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。
 これらの中でも、アルキレングリコールモノエーテル化合物及び低分子量のアルコール化合物が好ましい。
 本発明の組成物の必須成分である(A)成分は、1分子中の水酸基の割合が大きい場合、水をある程度溶解する。このため、本発明の組成物には、(F)成分として、水を配合することができる。
 水は、粘度の希釈効率が非常に高い上、安全である。このため、水を使用することで、無溶剤、低粘度、低臭気、及び速硬化性の組成物とすることができる。
 (F)成分の好ましい含有割合は、本発明の組成物の用途に応じて異なるが、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0~1,000重量部であることが好ましく、0~500重量部であることがより好ましく、0~300重量部であることがさらに好ましい。
2-6.(G)成分
 本発明の組成物には、(G)成分として、コロイド状無機粒子を配合しても良い。無機粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム等の金属酸化物、金、銀、白金、パラジウム等の金属、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等の金属カルコゲナイド化合物等が挙げられる。
 これらのうち、ハードコート等の耐擦傷性と無色透明性が必要な用途では、無色の金属酸化物が好ましく、具体的には、シリカ、チタニア、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウムが好ましく、特に好ましくはシリカである。このとき、平均粒径は、BET法による比表面積測定から求められる粒径で、1~200nmであることが好ましく、より好ましくは5~150nm、さらに好ましくは10~100nmである。
 (G)成分としては、エチレン性不飽和基や光反応性基を表面に結合させたコロイド状無機粒子〔以下、「(G-1)成分」という〕及びエチレン性不飽和基や光反応性基を持たないコロイド状無機粒子〔以下、「(G-2)成分」という〕が挙げられる。
 (G)成分としては、耐擦傷性の耐久性を重視する場合は(G-1)成分を使用することが好ましく、フィルム等の薄い基材にコーティングした場合のカール抑制を重視する場合は(G-2)成分を使用することが好ましい。
 (G-1)成分の具体例としては、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランとコロイダルシリカの反応生成物等が挙げられる。
 (G-1)成分を配合する場合、(G-1)成分の含有割合は、硬化性成分100重量部に対し、0~60重量部であることが好ましく、0~30重量部であることがより好ましい。一方、(G-2)成分を配合する場合、(G-2)成分の配合量は、硬化性成分100重量部に対し、0~100重量部であることが好ましく、0~50重量部であることがより好ましい。
 尚、(G-1)成分は硬化性成分に含まれ、(G-2)成分は硬化性成分に含まれない。
2-7.(H)成分
 本発明の組成物には、(H)成分として、ポリマーを配合しても良い。(H)成分として、ポリマーを配合すると、基材厚さが薄い場合のカールを改善したり、プラスチックや金属との密着性を改善したりすることができる。
 好適なポリマーとしては、(メタ)アクリル系ポリマーが挙げられ、好適な構成モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、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が挙げられる。(メタ)アクリル酸を共重合したポリマーの場合、グリシジル(メタ)アクリレートを付加させて(メタ)アクリロイル基をポリマー鎖に導入してもよい。
 (メタ)アクリル系ポリマーの他にも、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、ビニルピロリドンとビニルアセテートの共重合体、ポリビニルアルコール、セルロースアルキレート、ジアリルフタレート樹脂等、種々のポリマーを配合することができる。
 (H)成分としては、エチレン性不飽和基や光反応性基を結合させたポリマー〔以下、「(H-1)成分」という〕及びエチレン性不飽和基や光反応性基を持たないポリマー〔以下、「(H-2)成分」という〕が挙げられる。
 (H)成分としては、本発明の組成物がハードコートとして使用される場合には、(H-1)成分が好ましい。
 (H-1)成分を配合する場合、(H-1)成分の含有割合は、硬化性成分100重量部に対し、0~60重量部であることが好ましく、0~30重量部であることがより好ましい。一方、(H-2)成分を配合する場合、(H-2)成分の配合量は、硬化性成分100重量部に対し、0~50重量部であることが好ましく、0~25重量部であることがより好ましい。
 尚、(H-1)成分は硬化性成分に含まれ、(H-2)成分は硬化性成分に含まれない。
2-8.各種添加剤
 本発明の組成物には、前記した成分以外にも目的に応じて各種添加剤を配合しても良い。各種添加剤としては、表面改質剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、粒子、重合禁止剤、導電性付与剤、顔料分散剤、消泡剤、抗菌剤、光酸発生剤、光塩基発生剤、及び熱ラジカル重合開始剤等が挙げられる。これらの一部についても以下簡単に補足説明する。
2-8-1.表面改質剤
 本発明の組成物には、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、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、これら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等の目的で、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、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.01~1.0重量部であることが好ましい。上記範囲であると、硬化膜の表面平滑性に優れる。
2-8-2.酸化防止剤
 酸化防止剤は、硬化膜の耐熱性、耐候性等の耐久性を向上させる目的で配合する。
 酸化防止剤としては、たとえばフェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤、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、たとえば、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、及び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、及びトリアリールホスフィン等のホスフィン類、亜リン酸トリアルキル、並びに亜リン酸トリアリール等が挙げられる。これらの誘導体で市販品としては、たとえば(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、及び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、及びAO-503A等が挙げられる。
 これらは1種を用いても2種類以上を用いてもよい。これら酸化防止剤の好ましい組合せとしては、フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤との併用、及びフェノール系酸化防止剤と硫黄系酸化防止剤の併用が挙げられる。
 酸化防止剤の含有割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計量100重量部に対して0.01~5重量部が好ましく、より好ましくは0.1~1重量部である。含有割合を0.1重量部以上とすることで、組成物の耐久性を向上させることができ、一方、5重量部以下とすることで、硬化性や密着性を良好にすることができる。
2-8-3.紫外線吸収剤
 紫外線吸収剤は、硬化膜の耐光性を向上させる目的で配合することができる。
 紫外線吸収剤としては、BASF社製TINUVIN400、TINUVIN405、TINUVIN460、TINUVIN479等のトリアジン系紫外線吸収剤や、TINUVIN900、TINUVIN928、TINUVIN1130等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。
 紫外線吸収剤の含有割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計量100重量部に対して0.01~5重量部が好ましく、より好ましくは0.1~1重量部である。含有割合を0.01重量%以上とすることで、硬化膜の耐光性を良好なものとすることができ、一方、5重量%以下とすることで、組成物の硬化性に優れるものとすることができる。
2-8-4.光安定剤
 光安定剤は、硬化膜の耐光性を向上させる目的で配合することができる。
 光安定剤としては、ヒンダードアミンライトスタビライザー(いわゆるHALS)が好ましい。HALSとしては、BASF社製TINUVIN123、TINUVIN144、TINUVIN111FDL、TINUVIN152、TINUVIN292、TINUVIN5100などが挙げられる。
2-8-5.(D-3)成分に属さないシランカップリング剤
 シランカップリング剤は、硬化膜と基材との界面接着強度を改善する目的で配合することができる。シランカップリング剤としては、基材との接着性向上に寄与できるものであれば特に限定されるものではない。
 尚、ここで挙げるシランカップリング剤は、エチレン性不飽和基を有さない化合物であり、(D-3)成分とは異なる化合物である。エチレン性不飽和基を有さなくても密着性が向上することがある。
 (D-3)成分とは異なるシランカップリング剤としては、具体的には、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、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-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、及び3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 シランカップリング剤の配合割合は、目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計量100重量部に対して0.1~10重量部が好ましく、より好ましくは1~5重量部である。配合割合を0.1重量部以上にすることで、組成物の接着力を向上させることができ、一方、10重量部以下とすることで、接着力の経時変化を防止することができる。
2-8-6.(G)成分に属さない粒子
 本発明の組成物には、硬化膜に防眩性を付与したり、硬化膜付の基材を重ね合せた時のすべり性を付与したりするなどの目的で、(G)成分以外の粒子を配合しても良い。粒子の粒径は用途に応じて変わるが、概ね、0.2~100μmのものが好ましく使用できる。
 粒子は、無機物でも有機物でもよい。無機物の粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物で、コロイド状でないものが挙げられる。有機物としては、アルキル(メタ)アクリレートやスチレンなどのモノマーの重合物が架橋された粒子等が挙げられる。
2-8-7.重合禁止剤
 本発明の組成物には、(A)成分に含まれる重合禁止剤に加えて、さらに重合禁止剤を添加することができる。重合禁止剤としては、(A)成分の合成で添加したものと同様の化合物が好適である。
2-8-8.導電性付与剤
 本発明の組成物には、帯電防止剤等の導電性付与剤を添加することもできる。
 帯電防止剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、及びアルキルジエタノールアミン等の非イオン系界面活性剤;
アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルホスフェート等のアニオン系界面活性剤;
テトラアルキルアンモニウム塩、及びトリアルキルベンジルアンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤;
アルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤;
ポリエーテルエステル、ポリエーテルエステルアミド、ポリスチレンスルホン酸塩、四球アンモニウム塩を含む(メタ)アクリレートのポリマー、及びポリエーテルポリシリコーン等の高分子型帯電防止剤;
リン酸(メタ)アクリレート等の酸性基を有するモノマー;
ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム等のビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドの金属塩;
トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドリチウム等のトリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドのアルカリ金属塩;
トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等のトリフルオロメタンスルホン酸イオンのアルカリ金属塩;並びに、
イミダゾリウム系イオン液体やピリジニウム系イオン液体等のイオン性液体
等が挙げられる。
 イミドリチウム塩やイオン性液体では、表面抵抗のみならず、体積抵抗率を低減させる効果も有する。
3.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、基材に組成物を塗布した後、活性エネルギー線を照射するか又は加熱することにより硬化させて硬化させる方法等が挙げられる。
 具体的には、適用される基材に組成物を通常の塗装方法により塗布するか又は印刷した後、活性エネルギー線硬化型組成物の場合には活性エネルギー線を照射して硬化させる方法、又熱硬化型組成物の場合は加熱して硬化させる方法等が挙げられる。成形材料等の用途の場合には、所定の型枠に組成物を注入した後、活性エネルギー線硬化型組成物の場合には活性エネルギー線を照射することにより硬化させる方法、又熱硬化型組成物の場合は加熱して硬化させる方法等が挙げられる。
 活性エネルギー線の照射方法や加熱方法は、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(B)成分(光重合開始剤)及び(C)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。
 基材としては、紙、プラスチックフィルム、プラスチック板、木材、金属、金属以外の無機材料、爪、骨、及び革等が挙げられる。
 特に、本発明の組成物は、組成物が硬化する際のカールが発生することなく、又、硬化膜の屈曲性に優れるため、紙やプラスチックフィルム等の厚さが薄い基材にも好ましく適用することができる。
 プラスチックの具体例としては、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、ポリビニルアルコール、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。
 木材としては、自然の木材及び合成木材等が挙げられる。
 無機材料としては、鋼板、ステンレス、アルミ、金、銀、銅、及びクロム等の金属、酸化亜鉛(ZnO)、酸化錫、酸化アルミニウム、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。
 その他の無機材料としては、ガラス、モルタル、コンクリート及び石材等が挙げられる。
 爪、骨、革としては、置物等で使用される動物のものや、人の爪へのコーティング剤であってもよい。
 基材に対する組成物の硬化膜の膜厚は、使用する基材や製造した硬化膜を有する基材の用途等の目的に応じて適宜設定すればよい。
 組成物の硬化膜の膜厚としては、0.5~100μmが好ましく、1~20μmがより好ましい。
 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、筆、刷毛、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、グラビアコーター、マイクログラビアコーター及びインクジェット等で塗工又は印刷する方法が挙げられる。
 本発明の組成物が(F)成分として、有機溶剤又は水を含む場合、塗工後に乾燥させることが好ましい。製造ラインの場合、熱風乾燥機を備えることが好ましい。熱風乾燥機には、局所排気装置を設置することが好ましい。
 但し、(F)成分として水しか含まない場合、必ずしも乾燥工程は必要ではない。水の含有量が少ない場合、水を含んだまま硬化させても、透明で性能上問題のない硬化膜ができる場合がある。又、水の含有量が多い場合(例えば全体の50重量%以上含む場合)でも、膜厚が約2μmと薄い場合、常温でも水の大部分が揮発し、透明で性能上問題ない硬化膜ができる場合がある。
 本発明の組成物を硬化させるための活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線及び電子線等が挙げられるが、紫外線が好ましい。
 紫外線照射における光源としては、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、UV-LED(紫外線発光ダイオード)及び太陽光等が挙げられる。
 照射エネルギー量は、光源、用途、及び(B)成分の種類と量によって適宜設定すれば良く、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100~5,000mJ/cm2が好ましく、200~1,000mJ/cm2がより好ましい。
 又、UV-LEDを使用する場合は、365nmのUV-LEDを使用するクリアニスの場合を挙げると、365nmで、100~1,000mJ/cm2が好ましく、200~700mJ/cm2がより好ましい。
4.用途
 本発明の硬化型組成物は、好ましくは活性エネルギー線硬化型組成物として使用され、前記した速硬化性、低黄変性、高屈曲性及び低カール性の効果を奏するものであり、当該効果を利用して種々の用途に使用可能である。
 好ましい用途の例としては、クリアコーティング剤及び塗料等のコーティング剤、オフセットインク及びインクジェットインク等のインク、接着剤、レジスト、並びに成型材等が挙げられる。
 本発明の組成物が特に有用な用途としては、UV-LED硬化型のクリアニス等のクリアコーティング、UV-LED硬化型のインク、ハードコート、インクジェットインク、爪用塗料等が挙げられる。
 活性エネルギー線硬化型組成物は、前記した速硬化性、低黄変性、高屈曲性及び低カール性に加え、各用途において以下の効果を奏するものである。
(1)活性エネルギー線硬化型クリアコーティング剤(クリアニスを含む)組成物は、光源がUV-LEDであっても優れた硬化性を示し、硬化性との両立が困難な低黄変性、高屈曲性、低カール性にも優れるものとすることができる。
(2)活性エネルギー線硬化型インク組成物は、光源がUV-LEDであっても優れた硬化性を示し、高屈曲性と低カール性にも優れるものとすることができる。
(3)活性エネルギー線硬化型ハードコート用組成物は、耐擦傷性、高屈曲性、及び低カール性に優れるものとすることができる。
(4)活性エネルギー線硬化型水系インクジェット用組成物は、有機溶剤を含まないか、含むとしてもエタノール等の殆ど無害な有機溶剤を少量含む程度の組成物とし、低粘度、速硬化性、低黄変性、高屈曲性に優れるものとすることができる。
(5)活性エネルギー線硬化型爪用コーティング剤組成物は、有機溶剤を含まないか、含むとしてもエタノール等の殆ど無害な有機溶剤を少量含む程度の組成物とし、低粘度、速硬化性、低黄変性優れるものとすることができる。
 以下、活性エネルギー線硬化型クリアコーティング剤組成物、活性エネルギー線硬化型インク組成物、活性エネルギー線硬化型ハードコート用組成物及び無溶剤型活性エネルギー線硬化型組成物について、詳細に説明する。
4-1.活性エネルギー線硬化型クリアコーティング剤組成物
 活性エネルギー線硬化型クリアコーティング剤組成物(クリアニスを含む)としては、UV-LED硬化型のクリアコーティング剤として使用する場合、(B)成分として、(B-1)成分(アシルホスフィンオキサイド系化合物)を含む組成物が好ましい。
 又、当該用途の場合、(D)成分として、(D-1)成分(2個のエチレン性不飽和基を有する化合物)を含む組成物が好ましく、さらに(D-1)成分としては、(D-1-1)成分〔ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート〕を含む組成物が好ましい。
4-2.活性エネルギー線硬化型インク組成物
 活性エネルギー線硬化型インク組成物としては、UV-LED硬化型のインク組成物として使用する場合、(B)成分として、(B-2)成分(チオキサントン系化合物)及び/又は(B-3)成分〔4,4'-ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン〕を含む組成物が好ましい。
4-3.活性エネルギー線硬化型ハードコーティング用組成物
 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、速硬化性、低黄変性、高屈曲性、低カール性に優れ、さらに、耐擦傷性にも優れるため、ハードコート用組成物に好ましく使用することができる。
 耐擦傷性、高屈曲性、低カール性に優れた活性エネルギー線硬化型ハードコート用組成物としては、従来より種々の検討がなされている。特開2012-229412号公報では、特定のウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物により、耐擦傷性、鉛筆硬度、低カール性に優れることが開示されているが、その性能は不十分である。特開2013-23585号公報では、ウレタン(メタ)アクリレートとトリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレートを含む組成物が、低カール、高硬度、高屈曲性であることが開示されているが、さらなる性能向上が求められている。特開2016-6161号公報では、特定の2種類のウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物が、耐擦傷性、高屈曲性、及び硬度の点で優れることが開示されているが、低カール性については不明である。
 特開2015-120860号公報では、ポリグリセリンにアルキレンオキサイドを付加した構造を有する(メタ)アクリレート(A)とウレタン(メタ)アクリレート(B)を(A)/(B)で95/5~50/50の範囲で含む組成物が、耐擦傷性と基材追従性(屈曲性)に優れることが示されている。しかしながら、さらなる性能向上が求められている。
 ところで、ポリグリセリン(メタ)アクリレート(アルキレンオキサイドを付加していないポリグリセリンの(メタ)アクリレート)は、合成困難であるため、使用例が殆どない。特開2015-44955号公報では、ポリグリセリンの(メタ)アクリレートに関する記述があるが、アクリロイル基の付加率が低く、その物性は不明である。特開2006-182725号公報では、ポリグリセリンのアセタール化を経る製造工程が記載されているが、水酸基価が高いことから、(メタ)アクリレート化率は低いと考えられる。又、得られたポリグリセリン(メタ)アクリレートを含む組成物の硬化性は速いとは言えず、屈曲性には優れるものの、耐擦傷性は不明である。以上のように、従来の製法で得られるポリグリセリン(メタ)アクリレートは、硬化性及び/又は耐擦傷性に優れた組成物を得るための配合原料として、好適であるとは言い難い。
 本発明者らは、ジグリセリンにエチレンオキサイドを4~8モル付加したポリオールから得られるテトラ(メタ)アクリレートと、ジペンタエリスリトールのペンタ及びヘキサ(メタ)アクリレートを特定の割合で含む組成物が、硬化膜が耐擦傷性、高屈曲性、及び低カール性の全ての点で優れることを開示しているが(特開2016-23203号公報)、さらなる性能向上が求められている。
 本発明のハードコート用組成物によれば、前記課題を解決することができ、速硬化性、低黄変性、高屈曲性、低カール性に優れ、さらに、耐擦傷性にも優れるものとすることができる。
 ハードコート用組成物においては、(D)成分として、(D-2)成分(3個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物)を含む組成物が好ましく、さらに(D-2)成分としては、(D-2-1)成分〔ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート〕及び/又は(D-2-2)成分〔3個以上の(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〕を含む組成物が好ましい。
4-4.無溶剤型活性エネルギー線硬化型組成物
 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、有機溶剤を含まないか、含むとしてもエタノール等の殆ど無害な有機溶剤を少量含むか、又は水系組成物である、低粘度の無溶剤活性エネルギー線硬化型組成物に使用することができる。
 当該組成物は、さらに、低環境負荷な活性エネルギー線硬化型インクジェット用組成物や、爪に塗る美観用の塗料である活性エネルギー線硬化型爪用コーティング剤組成物に使用することができる。
 無溶剤の活性エネルギー線硬化型インクジェット用組成物は、近年その需要が高まっているが、低粘度、速硬化性、屈曲性の全てが必要とされるため、それらを全て満足させることは難しい。これら物性を向上させるためには、光重合開始剤としてどのような化合物を選択するかが重要であるが、それだけでは物性の向上は困難である。
 このような背景の中で、2-(ビニロキシエトキシ)エチルアクリレートが、低粘度、速硬化性、高屈曲性の全てに優れるモノマーとして注目されている(例えば、特許5790234号公報)。
 しかしながら、さらなる速硬化性が必要とされている。このモノマーは、チオキサントン系光重合開始剤等、相性の良い光重合開始剤の組合せにより硬化性が向上する面もあるが、硬化性を向上させる光重合開始剤との組合せによって黄変性が問題となったり、硬化性がそれでも不十分であったりする問題があった。
 一方、爪に塗る美観用の塗料である活性エネルギー線硬化型爪用コーティング剤組成物については、まずは安全性が重要である。その上で、爪に塗るために低粘度であることが必要であり、人体に悪影響を与えないために、長波長で低照度のUV-LEDで硬化できることも必要である。UV-LEDに代え、太陽光を使用してもよい。
 ところが、従来の活性エネルギー線硬化型爪用塗料は、無溶剤で低粘度とするために、臭気の強い(メタ)アクリレートモノマーを使用することが多く(例えば、特開2013-43853号公報)、作業者の健康に対する懸念があった。
 本発明の無溶剤型組成物によれば、前記課題を解決することができ、有機溶剤を含まないか、又は水系組成物であっても、速硬化性、低黄変性、高屈曲性及び低カール性に優れるものとすることができる。
 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。
 尚、以下において「部」とは重量部を意味する。
1.製造例
1-1)製造例1〔(A)成分の製造、水酸基価:299mgKOH/g〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、及び冷却管を取付けた1リットルのフラスコに、ポリグリセリン〔(株)ダイセル製ポリグリセリン06、水酸基価960mgKOH/g(17.1meq/g)、以下「D-PGL6」という〕を146g(水酸基として2.5モル)、2-メトキシエチルアクリレート(以下、「MEA」という)を585g(4.5モル)、触媒XとしてDABCOを1.4g(0.0125モル)、触媒Yとしてアクリル酸亜鉛(以下、「ZnAc」という)を5.2g(0.025モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル(以下、「MQ」という)を0.35g、フェノチアジンを0.012g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、130℃で7時間加熱撹拌してエステル交換反応させた。
 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り2-メトキシエタノールの生成量から求めた結果、50モル%であった。
 室温に冷ました反応液に珪酸アルミニウム〔協和化学工業(株)製キョーワード700、以下「KD700」という〕を30g投入して撹拌し、さらに100℃で1時間撹拌し、触媒を吸着させた。吸着処理された珪酸アルミニウムは、加圧濾過により分離した。
 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、温度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MEA及び副生成物である2-メトキシエタノールを留去し、反応生成物であるポリグリセリンアクリレートを得た。
 生成物中のMEAの残存量は、ガスクロマトグラフィー分析の結果、100ppm以下であった。生成物に臭気は全く感じられなかった。
 得られたポリグリセリンアクリレートは、粘度:7.3Pa・s(25℃)、水酸基価:299mgKOH/gであった。GPCによる主ピークのポリスチレン換算のMw、Mn、及び多分散度(Mw/Mn)は、それぞれ、1,291、1,016、及び1.3であった。
 本製造例1のポリグリセリンアクリレートを、以下、pGlyAc-1と記載する。
 尚、水酸基価及びGPCは、下記のようにして測定した。
◆水酸基価測定条件
 試料にアセチル化試薬を加えて温浴槽中で加熱処理する。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。
・主ピークの多分散度(Mw/Mn)の算出方法
 検出されたMw300以上のピークうち、最も面積の大きいピークを主ピークとみなしてMw、Mn及び多分散度を算出した。尚、ピーク分離不十分なピークは、分割せずに一つのピークとみなした。
1-2)製造例2〔(A)成分の製造、水酸基価:114mgKOH/g〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、精留塔及び冷却管を取付けた1リットルのフラスコに、D-PGL6(水酸基価960mgKOH/g)を146g(水酸基として2.5モル)、MEAを585g(4.5モル)、触媒XとしてDABCOを1.4g(0.0125モル)、触媒YとしてZnAcを5.2g(0.025モル)、MQを0.35g、フェノチアジンを0.047g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、130℃で5時間加熱撹拌してエステル交換反応させた。
 次いで、反応液温度115~125℃の範囲で加熱撹拌させながら、反応系内の圧力を150~300mmHgの範囲で調整し、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とMEA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、該抜出液と同重量部のMEAを反応系に随時追加した。減圧しながらの加熱撹拌9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。
 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り2-メトキシエタノールの生成量から求めた結果、75モル%であった。
 室温に冷ました反応液にKD700(珪酸アルミニウム)を30g投入して撹拌し、さらに100℃で2時間撹拌し、触媒を吸着させた。吸着処理された珪酸アルミニウムは、加圧濾過により分離した。
 得られた濾液を、製造例1と同様のフラスコに入れ、温度80~100℃、圧力0.01~100mmHgの範囲で、乾燥空気をバブリングさせながら6時間撹拌し、未反応のMEA及び副生成物である2-メトキシエタノールを留去し、反応生成物であるポリグリセリンアクリレートを得た。
 生成物中のMEAの残存量は、ガスクロマトグラフィー分析の結果、100ppm以下であった。生成物に臭気は全く感じられなかった。
 得られたポリグリセリンアクリレートは、粘度:4.2Pa・s(25℃)、水酸基価:114mgKOH/gであった。GPCによる主ピークのポリスチレン換算のMw、Mn及び多分散度(Mw/Mn)は、それぞれ、1,417、1,098、及び1.3であった。
 本製造例2のポリグリセリンアクリレートを、以下、pGlyAc-2と記載する。
1-3)製造例3〔(A)成分の製造、水酸基価:367mgKOH/g〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、及び冷却管を取付けた1リットルのフラスコに、D-PGL6(水酸基価960mgKOH/g)を234g(水酸基として4.0モル)、MEAを520g(4.0モル)、触媒XとしてDABCOを2.2g(0.020モル)、触媒YとしてZnAcを8.3g(0.040モル)、MQを0.31g、フェノチアジンを0.010g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、130℃で6時間加熱撹拌してエステル交換反応させた。
 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り2-メトキシエタノールの生成量から求めた結果、43モル%であった。
 室温に冷ました反応液にKD700(珪酸アルミニウム)を32g投入して撹拌し、さらに100℃で1時間撹拌し、触媒を吸着させた。吸着処理された珪酸アルミニウムは、加圧濾過により分離した。
 得られた濾液を、製造例1と同様のフラスコに入れ、温度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MEA及び副生成物である2-メトキシエタノールを留去し、反応生成物であるポリグリセリンアクリレートを得た。
 MEAの残存量は、ガスクロマトグラフィー分析の結果、100ppm以下であった。
 得られたポリグリセリンアクリレートは、粘度:29.4Pa・s(25℃)、水酸基価:367mgKOH/gであった。GPCによる主ピークのポリスチレン換算のMw、Mn及び多分散度(Mw/Mn)は、それぞれ、1,407、1,054、及び1.3であった。
 本製造例3のポリグリセリンアクリレートを、以下、pGlyAc-3と記載する。
1-4)製造例4〔(A)成分の製造、水酸基価:269mgKOH/g〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、精留塔、冷却管及び水分離器を取付けた1リットルのフラスコに、平均重合度6のポリグリセリン〔阪本薬品工業(株)製ポリグリセリン#6、水酸基価973mgKOH/g(17.3meq/g)、水を10.3質量%含有、以下「S-PGL6」という〕を161g(アルコール性水酸基として2.5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ながら、温度98~110℃、圧力28~300mmHgの範囲で2時間の減圧蒸留を行って水16.6gを分離した。
 蒸留後の釜液にMEAを585g(4.5モル)、触媒XとしてDABCOを1.4g(0.0125モル)、触媒YとしてZnAcを5.2g(0.025モル)、MQを0.35g、フェノチアジンを0.012g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、反応液温度120~130℃で8時間加熱撹拌してエステル交換反応させた。
 次いで、反応液温度80~130℃の範囲で加熱撹拌させながら、反応系内の圧力を55~700mmHgの範囲で調整し、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とMEA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、該抜出液と同重量部のMEAを反応系に随時追加した。減圧しながらの加熱撹拌6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。
 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り2-メトキシエタノールの生成量から求めた結果、42モル%であった。
 室温に冷ました反応液にKD700(珪酸アルミニウム)を25g投入して撹拌し、さらに温度90~100℃の範囲で1時間撹拌し、触媒を吸着させた。吸着処理された珪酸アルミニウムは、加圧濾過により分離した。
 得られた濾液を、製造例1と同様のフラスコに入れ、KD700(珪酸アルミニウム)を10g加えた後、温度80~100℃、圧力0.01~100mmHgの範囲で、乾燥空気をバブリングさせながら9時間撹拌し、未反応のMEA及び副生成物である2-メトキシエタノールを留去した。蒸留後の釜液に珪藻土〔昭和化学工業(株)製ラヂオライト(商品名)〕を2g添加して加圧濾過を行い、反応生成物であるポリグリセリンアクリレートを濾液として得た。
 生成物中のMEAの残存量は、ガスクロマトグラフィー分析の結果、100ppm以下であった。生成物に臭気は全く感じられなかった。
 得られたポリグリセリンアクリレートは、粘度:6.8Pa・s(25℃)、水酸基価:269mgKOH/gであった。GPCによる主ピークのポリスチレン換算のMw、Mn及び多分散度(Mw/Mn)は、それぞれ、1,038、849、及び1.2であった。
 本製造例4のポリグリセリンアクリレートを、以下、pGlyAc-4と記載する。
1-5)比較製造例1〔脱水エステル化法によるポリグリセリンのアクリレートの製造〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、精留塔、冷却管及び水分離器を取付けた1リットルのフラスコに、D-PGL6(水酸基価960mgKOH/g)を107g(水酸基として1.8モル)、アクリル酸を237g(3.3モル)、トルエンを348g、触媒としてパラトルエンスルホン酸一水和物(以下、「PTS」という)を5.3g(0.0276モル)、MQを2.14g、塩化第二銅二水和物を1.07g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、反応系内の圧力600mmHgにて加熱還流させながら撹拌して、脱水エステル化反応の進行に伴い副生した水を精留塔及び冷却管を介して反応系から抜出した。この間、反応液の温度は109~115℃の範囲で推移した。加熱撹拌開始から2時間30分後に反応液の加熱を終了するとともに、反応系内の圧力を常圧に戻して抜出を終了した。反応系から抜出した水量から求めた水酸基のエステル化反応率は44モル%であった。
 反応液を分液ロートに移液し、未反応のアクリル酸を除くための抽出精製を行った。n-ヘキサンを205g加えて激しく振とうさせた後に静置した。静置後の液は二層分離しており、上層液にはn-ヘキサン、トルエン及びアクリル酸が含まれていたが、目的物であるポリグリセリンアクリレート化物は痕跡量しか含まれていなかった。上層を抜出した後、再びn-ヘキサンを加えて同様の抽出精製操作を行った。
 次に、PTSを除くための中和操作を行った。抽出精製操作で得られた下層にテトラヒドロフランを2070g、酸化マグネシウムを207g加えて室温で1時間撹拌した後、加圧ろ過を行った。この操作により、ろ過残渣としてPTSと酸化マグネシウムの中和塩を残渣として取り除き、目的物であるポリグリセリンアクリレート化物を含む濾液を得た。
 濾液にMQを0.49g、フェノチアジンを0.06g添加し、乾燥空気をバブリングさせながら、温度40~80℃、圧力0.001~700mmHgの範囲で7時間の減圧蒸留を行ってテトラヒドロフランを含む留出液を分離し、蒸留後の釜液として反応生成物であるポリグリセリンアクリレートを得た。
 得られたポリグリセリンアクリレートは、粘度:477.8Pa・s(25℃)、水酸基価:196mgKOH/gであった。GPCによる主ピークのポリスチレン換算のMw、Mn及び多分散度(Mw/Mn)は、それぞれ、6,245、2,002、及び3.1であった。
 本比較製造例1のポリグリセリンアクリレートを、以下、pGlyAc-5と記載する。
1-6)比較製造例2〔Ti触媒を使用したエステル交換法によるポリグリセリンアクリレートの製造〕
 撹拌機、温度計、ガス導入管、精留塔、冷却管及び水分離器を取付けた1リットルのフラスコに、D-PGL6(水酸基価960mgKOH/g)を117g(水酸基として2.0モル)、MEAを468g(3.6モル)、エステル交換触媒としてチタンテトラノルマルブトキシド(以下、「TiBO」という)を20.4g(0.06モル)、MQを0.28g、フェノチアジンを0.009g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、反応液温度127~132℃で8時間加熱撹拌してエステル交換反応させた。水酸基のエステル交換反応率を、液体クロマトグラフィーによる2-メトキシエタノールの生成量から求めた結果は4モル%であり、実用的反応速度が得られなかった。
1-7)小括
 製造例1~同4及び比較製造例1及び2で得られたポリグリセリンアクリレートに関して、反応形式、原料、触媒及び物性を下記表1にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
2.実施例1~同3、比較例1及び同2(UV-LED硬化型クリアコーティング剤-1)
2-1)組成物の製造
 表2に示す各成分をそれぞれの部数で配合し、常法に従って攪拌混合して光硬化型組成物を調製した。
 尚、表中の配合成分の略号の意味は、前記で定義したもの以外は下記の通りである。
(B)成分
・TPO:(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、BASF社製ルシリンTPO〔(B-1)成分〕
(D)成分
・DPHA: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混合物、東亞合成(株)製アロニックスM-402(ペンタ:ヘキサ=30:70)〔(D-2)成分〕
・pGlyAc-5:比較製造例1のポリグリセリンアクリレート〔(D-2)成分〕
2-2)UV-LED硬化性の評価
 表2で得られた組成物を、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東洋紡(株)製、コスモシャインA4300。以下、「PET」という。〕に、バーコーターで膜厚8μmとなるよう塗布した。次いで、ステージ移動装置を備えたセンテック(株)製UV-LED照射装置(発光波長385nm)にて、1パスあたりUV-Aで50mJ/cm2となるように空気雰囲気下で紫外線照射した。
 1パス毎に、塗膜の硬化状態を指で確認し、硬化していない場合は、さらにもう1パス紫外線照射した。硬化している場合は、硬化膜表面を不織布(旭化成製ベンコット)で約1kg/cm2の力で擦り、傷が付いた場合は、さらにもう1パス紫外線照射した。これを最大10パスまで行い、不織布で傷がつかなくなった紫外線照射回数により硬化性を評価した。尚、10パス紫外線照射しても傷がついた場合は、「10<」と評価した。
 このようにして、不織布で強く擦っても傷が付かなくなるまでのパス回数により硬化性を評価し、結果を表2に記載した。
2-3)硬化膜の評価
 上記2-2)の方法で作製した硬化膜(但し実施例1~3及び比較例1は6パス、比較例2は10パス照射)について、下記のようにして、低カール性及び屈曲性を評価した。
<低カール性>
 低カール性は、10cm四方に切った硬化膜の四隅の高さの平均値(mm)で評価した。高さが1mm未満の場合、「<1」と評価した。但し、フィルムが半円弧より大きくカールした場合は、その状態を記載した。例えば、フィルムが円筒状に1周した場合は、「1周」と記載した。
<屈曲性>
 屈曲性は、マンドレル試験(JIS K5600-5-1)に従い、直径2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mmの芯棒に硬化膜を形成したPETフィルムを巻き付け(硬化膜が外側)、割れや剥がれが発生しない最小直径を記載した。ここで、芯棒直径2mmで割れや剥がれが発生しない場合、フィルムを芯棒なしで折り曲げる試験も実施し、これでも割れが発生しない場合は、芯棒なしのため0mmと評価した。
2-4)評価結果
 表2の結果から明らかなように、(A)成分に光重合開始剤を加えた実施例1~実施例3の組成物は、優れたUV-LED硬化性を有していながら、低カール性と高屈曲性に優れ、比較例1よりも圧倒的に優れていた。特に、(A)成分の水酸基価が120mgKOH/g以上である実施例1及び実施例3は、カールが殆どなく、屈曲性もフィルムを折り曲げても割れない程優れていた。
 一方、本発明の(A)成分を含まず、(A)成分とは異なる多官能アクリレート(DPHA)を含む比較例1の組成物は、硬化性に優れるものの、低カール性と高屈曲性が大きく劣った。又、本発明の(A)成分とは異なるポリグリセリンアクリレートを使用した比較例2の組成物は、実施例1~実施例3の組成物に比べて、硬化性が大きく劣っていた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
3.実施例4及び同5、比較例3及び同4(UV-LED硬化型クリアコーティング剤-2)
3-1)組成物の製造と粘度測定
 表3に示す各成分をそれぞれの部数で配合し、常法に従って攪拌混合して光硬化型組成物を調製した。
 得られた組成物の25℃での粘度をE型粘度計により測定し、結果を表3に記載した。
 尚、表中の配合成分の略号の意味は、前記表2と同義である。前記表2にない成分の略号の意味は、下記のとおりである。
(D)成分
・M-240:ポリエチレングリコール(平均重合度4)ジアクリレート、東亞合成(株)製アロニックスM-240〔(D-1)成分〕
・SP-1509:ビスフェノールA型エポキシ樹脂にアクリル酸が付加した構造のエポキシアクリレート、昭和電工(株)製リポキシSP-1509〔(D-1)成分〕
(その他の成分)
・8019add:シリコーン系のレベリング剤、東レ・ダウコーニング(株)製8019ADDITIVE
3-2)UV-LED硬化性の評価
 前記2-2)におけるPETフィルムの厚さを100μmに変更する以外は、前記2-2)と同様に実験して評価した。
3-3)硬化膜の評価
 上記3-2)で硬化性を評価した後、UV-LEDの照射パス回数を合計10パスに統一した。その後、23℃50%の室内(蛍光灯の照明あり)で1時間放置した後、低カール性、屈曲性、耐擦過性、及び黄変性を下記の通り評価し、結果を表3に記載した。
<低カール性>
 前記2-3)と同様にして評価した。
<屈曲性>
 まず、前記2-3)と同様にして評価した。ここで、サンプルを完全に折り曲げてもワレなしの場合、折り目を爪で強く圧縮した。この結果を含め、下記のように判定した。
 A:サンプルを完全に折り曲げた後、折り目を爪で強く圧縮してもワレなし。
 B:サンプルを完全に折り曲げてもワレなしだが、折り目を爪で強く圧縮するとワレが発生することがあった。
 C:2mmφの芯棒に巻きつけてもワレなしだが、完全に折り曲げるとワレが発生。
 D:2mmφの芯棒に巻きつけてワレ発生、3mmφではワレなし。
 E:3mmφの芯棒に巻きつけてもワレ発生。
<耐擦過性>
 1cm2に折り曲げた不織布を、硬化膜の上で、1kgf又は4kgfで抑えながら10往復擦り、傷の有無を観察して下記のように判定した。
 A:4kgf/cm2で傷なし
 B:1kgf/cm2で傷なし、4kgf/cm2で傷あり。
 C:1kgf/cm2で傷あり。
<黄変性>
 (株)村上色彩技術研究所製の積分球式分光透過率測定器DOT-3により、D65光源、10度視野の条件で測定した黄色度(YI)により評価した。
3-4)評価結果
 表3の結果から明らかなように、本発明の組成物である実施例4及び実施例5の組成物は、UV-LED硬化性、低カール性、高屈曲性、耐擦過性、及び低黄変性に優れていた。実施例5は、実施例4に比べて屈曲性が向上しており、硬化膜とフィルムの積層体を強く折り曲げてもワレが発生しないレベルであった。
 一方、本発明の(A)成分を含まない比較例3の組成物は、実施例5の組成物に比べて、低カール性と屈曲性が大きく劣る上、UV-LED硬化性も劣っていた。
 本発明の(A)成分を含まない比較例4の組成物は、実施例4、実施例5、及び比較例3の組成物に比べて硬化性が悪かった。耐擦過性については、蛍光灯下放置によりUV-LED硬化直後より向上していたが、4kgf/cm2の力で擦ると傷が付き、他の3つに比べると劣っていた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
4.実施例6及び同7、比較例5(UV-LED硬化型インク組成物)
 表4に示す各成分をそれぞれの部数で配合して攪拌混合後、メノウ乳鉢で顔料を分散させ、光硬化型インク組成物を調製した。これら組成物の硬化性を前記2-2)と同様にして評価し、結果を表4に記載した。但し、6パス照射しても傷が付いた場合は、「6<」と記載した。
 尚、表中の配合成分の略号の意味は、前記表2と同義である。前記表2にない成分の略号の意味は、下記のとおりである。
(B)成分
・DETX:2,4-ジエチルチオキサントン、日本化薬(株)製KAYACURE DETX-s〔(B-2)成分〕
・EAB:4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、SHUANG-BANG INDUSTRIAL社製のSB-PI701〔(B-3)成分〕
(E)成分
・FA5375:青色顔料、C.I.ピグメントブルー15:3、DIC(株)製、Fastogen Blue FA5375
(その他の成分)
・EPA:エチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート、日本化薬(株)製、KAYACURE EPA
 表4の結果から明らかなように、硬化性成分がpGlyAc-2で(B)成分がTPOとEABの組合せである実施例6の組成物は、硬化性成分がDPHAで(B)成分が同じ比較例5の組成物に比べて、2倍以上のUV-LED硬化性を示した。
 又、実施例7の組成物は、(B)成分が硬化性に優れるTPOとEABの組合せではないが、比較例5の組成物より優れたUV-LED硬化性を示した。
 以上のように、本発明の組成物は、UV-LED硬化型インク組成物としても、非常に優れた硬化性を有していた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
5.実施例8~同12、比較例6~同8(ハードコート組成物-1)
5-1)組成物の製造
 表5及び表6に示す各成分をそれぞれの部数で配合し、常法に従って攪拌混合して光硬化型組成物を調製した。
 尚、表中の配合成分の略号の意味は、前記表2及び表3と同義である。前記表2及び表3にない成分の略号の意味は、下記のとおりである。
 又、(G)成分は、(F)成分である溶剤に分散された状態で供給されるが、表5及び表6では各成分に分けて記載した。
(B)成分
・Irg-184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、BASF社製、イルガキュア184
(D)成分
・M-460:ジグリセリンのエチレンオキサイド4モル付加物のテトラアクリレート、東亞合成(株)製アロニックスM-460〔(D-2)成分〕
・UA-306H:ペンタエリスリトールトリアクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートの付加反応により合成される多官能ウレタンアクリレート(ペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物)共栄社化学(株)製UA-306H〔(D-2)成分〕
(F)成分
・PGM:プロピレングリコールモノメチルエーテル
・IPA:イソプロピルアルコール
・MEK:メチルエチルケトン
(G)成分
・AC2140:日産化学工業(株)製オルガノシリカゾルMEK-AC-2140Z(平均粒子径10~15nmの表面メタクリロイル基修飾コロイダルシリカ、分散媒MEK)中のシリカ分〔(G-1)成分〕。表中のAC2140(NET)は、固形分を意味する。
・IPA-ST:日産化学工業(株)製オルガノシリカゾルIPA-ST(平均粒子径10~15nmの表面修飾なしのコロイダルシリカ、分散媒IPA)中のシリカ分〔(G-2)成分〕。表中のIPA-ST(NET)は、固形分を意味する。
5-2)ハードコート硬化膜の作製
 表5及び表6で得られた組成物を、厚さ100μmのPETに、乾燥後の膜厚が8μmとなるようにバーコーターで塗布し、90℃で2分乾燥させた。次いで、アイグラフィックス(株)製の集光型高圧水銀ランプ、出力120/cmで、ランプ高さを調整してUV-A領域での照度を1,000mW/cm2とし、照射量300mJ/cm2の条件で紫外線照射して、塗膜を硬化させた。
5-3)硬化膜の評価
 耐擦傷性、鉛筆硬度、屈曲性、及びカールを下記の通り評価した。
<耐擦傷性>
 スチールウール#0000を、500gf/cm2及び1kgf/cm2で押さえ付けながら10往復擦った後、1cm2の範囲内にある傷の本数を数え、下記のように評価した。
 A:傷なし
 B:傷1本以上5本未満
 C:傷5本以上10本未満
 D:傷10本以上
<鉛筆硬度>
 JIS K5600-5-4に従い、750g荷重で評価を行った。
<屈曲性>
 前記2-3)と同様に評価した。
<低カール性>
 前記2-3)と同様に評価した。
5-4)評価結果
 表5及び表6の結果から明らかなように、本発明の組成物である実施例8~同12の組成物は、耐擦傷性、高硬度、高屈曲性、及び低カール性が、バランスよく高性能であった。
 以下、実施例8~同12の組成物と、(A)成分を含まない比較例6~同8の組成物を対比する。
 実施例8の組成物は、比較例6の組成物と比べて、屈曲性は同じであるものの、耐擦傷性、鉛筆硬度、低カール性が全て向上した。又、実施例8の組成物は、比較例7及び比較例8の組成物と比べて、耐擦傷性と鉛筆硬度は同じでありながら、屈曲性と低カール性が優れていた。
 実施例9の組成物は、比較例7及び比較例8の組成物と比べて、鉛筆硬度と屈曲性は同じであるものの、耐擦傷性と低カール性が優れていた。
 実施例10の組成物は、耐擦傷性と鉛筆硬度が良好である上、特に低カール性が優れていた。
 実施例11及び実施例12の組成物は、耐擦傷性と鉛筆硬度が優れる上、低カール性にも極めて優れていた。
 尚、実施例8~同12の組成物の硬化膜は、全て無色透明性にも優れていることを付記しておく。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
6.実施例13~同15、比較例9~同10(インクジェット用組成物)
6-1)組成物の製造
 表7に示す各成分をそれぞれの部数で配合し、常法に従って攪拌混合して光硬化型組成物を調製した。
 尚、表中の配合成分の略号の意味は、前記表2~表6と同義である。これら表にない成分の略号の意味は、下記のとおりである。
(B)成分
・Irg-2959:BASF社製イルガキュア2959、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
・Irg-819:BASF社製イルガキュア819、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド〔(B-1)成分〕
(D)成分
・VEEA:(株)日本触媒製VEEA、2-ビニロキシエトキシエチル(メタ)アクリレート〔(D-1)成分〕
・HBA:大阪有機化学工業(株)製4-HBA、4-ヒドロキシブチルアクリレート〔(D-3)成分〕
・POA:共栄社化学(株)製POA、フェノキシエチルアクリレート〔(D-3)成分〕
(F)成分
・EtOH:エタノール
6-2)インクジェット適性の評価
 得られた組成物の25℃での粘度をE型粘度計により測定し、結果を表7に記載した。又、25℃での粘度により、インクジェット適性を下記のように評価した。
 A:10mPa・s以下
 B:11~50mPa・s
 C:51~100mPa・s
 D:100mPa・sを超える
6-3)紫外線硬化性の評価
 表7で得られた組成物を、厚さ50μmのPETに、バーコーターで乾燥後の膜厚が2μmとなるよう塗布した。次いで、アイグラフィックス(株)製の集光型メタルハライドランプにより、UV-A領域での照度を500mW/cm2、照射量を1パス当たり50mJ/cm2として、1パス毎に塗膜の硬化状態を指で確認した。硬化していない場合は、さらにもう1パス紫外線照射した。硬化している場合は、硬化膜表面を不織布(旭化成製ベンコット)で約1kg/cm2の力で擦り、傷が付いた場合は、さらにもう1パス紫外線照射した。これを最大10パスまで行い、不織布で傷がつかなくなった紫外線照射回数により硬化性を評価した。尚、10パス紫外線照射しても傷がついた場合は、「10<」と評価した。
 このようにして、不織布で強く擦っても傷が付かなくなるまでのパス回数により硬化性を評価し、結果を表7に記載した。
 尚、水を含む組成物であっても、乾燥機に入れるなどの加熱乾燥工程は実施しなかった。この方法では、膜厚が概ね10μm程度の場合に白化する場合があったが、2μmでは、1分以内の自然乾燥でも、無色透明な硬化膜が得られた。
6-4)硬化膜の評価
<低黄変性>
 上記6-3)で得られた硬化膜の外観を観察し、黄色味がないものをA、僅かに黄色味があるものをB、黄色味が明らかにあるものをCと評価した。
<耐折曲性>
 硬化膜を外側にして完全に折り曲げたとき、ワレがないものをA、ワレが発生したものをBと評価した。
6-5)評価結果
 表7の結果から明らかなように、実施例13及び実施例14の組成物は、有機溶剤を含まずに、インクジェット工程が可能なくらい低粘度でありながら、比較例9及び比較例10(従来の光硬化型インクジェット用組成物の例である特許第5790234号公報の実施例7から顔料と添加剤を除いた組成に相当)の組成物に比べて硬化性が優れていた。実施例13及び実施例14の組成物は、低黄変性と耐折曲性も優れていた。
 さらに、比較例9の組成物は、硬化膜の評価ができない程、硬化性が不良であった。
 実施例15の組成物は、エタノールを7重量%含むため完全な無溶剤系ではないが、アルコール度数の低い酒程度のエタノールを含むのみであるため、狭い室内で大量に使用しない限り、人体に無害と考えられる。この実施例15の組成物は、低粘度と速硬化性の両立という点で極めて優れており、低黄変性と耐折曲性も優れていた。
 実施例13の組成物は、臭気が全くないという特長も有していた。
 実施例14の組成物は、臭気が非常に弱かった。水酸基含有(メタ)アクリレートは臭気が低いことが多く、HBAも同様であるためである。ここで、2-ヒドロキシエチルアクリレートや2-ヒドロキシプロピルアクリレートは皮膚刺激性が高いが、HBAの皮膚刺激性はそれらに比べると弱いため、HBAは低臭気のインクジェット用組成物の一成分として好適である。
 一方、実施例15、比較例9、比較例10の組成物は臭気が感じられた。特に、比較例10の組成物は臭気が強かった。
 尚、実施例13及び実施例15の組成物については、低分子量のアクリレートモノマーを含まないため、皮膚刺激性が低いと期待できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
7.実施例16~同18(インクジェット用インク組成物)
 実施例15の組成物に、下記の市販の染料系インクジェット用インクを重量比1:1で混合し、インクジェット用インク組成物を調製した。
 実施例16:サンワサプライ(株)製INK-E50シリーズ(マゼンタ)
 実施例17:サンワサプライ(株)製INK-E50シリーズ(シアン)
 実施例18:サンワサプライ(株)製INK-E50シリーズ(イエロー)
 次いで、実施例15と同様にして硬化性を評価した結果、実施例16~18の全てで、4パスで硬化した。
 上記実験とは別に、基材を紙に変えて実施例16~18の組成物を塗布し紫外線硬化したものを用意した。又、染料系インク単独を紙に塗布して乾燥したものも用意した。これらに水をかけて染料のにじみ具合を比較したところ、紫外線硬化したものの方がにじみの度合いが小さく、耐水性が改善されていた。
8.実施例19(爪の美観用塗料組成物)
 実施例4の組成物を刷毛で爪に塗り、3月正午の晴れの日の太陽光に晒したところ、1分後には完全に硬化しており、タックのない光沢感のある硬化膜が得られた。ひび割れや濁り等の外観不良は見られなかった。
 硬化膜の剥がれやすさについては、指で擦った程度では剥がれなかったが、爪で強く擦ると剥がれた。別の表現をすれば、有機溶剤を使用せずとも除去することができた。このため、安全性と簡便性(速硬化)に優れた爪の美観用組成物と言える。
 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、速硬化性、低黄変性、高屈曲性、及び低カール性に優れるため、活性エネルギー線硬化型クリアコーティング剤として好適であり、光源がUV-LEDの場合に特に好適に使用することができる。クリアコーティング剤の基材としては、プラスチックや木の保護コートや、紙のクリアニスが挙げられる。又、顔料を含む組成物は、UV-LED硬化型インク組成物としても好適に使用することができる。
 本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、耐擦傷性にも優れるため、ハードコートとしても好適であり、カールが小さい特徴が顕著であることから、プラスチックフィルムのハードコートとして特に好適に使用することができる。
 さらに、本発明の活性エネルギー線硬化型組成物は、水系のインクジェットインクや爪のコーティング用塗料としても好適に使用することができる。

Claims (27)

  1.  下記触媒X及びYの存在下に、水酸基価が700~1,200mgKOH/gのポリグリセリンと1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを、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(A)を含む硬化型組成物。
    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その錯体、ピリジン環を有する化合物又はその塩若しくは錯体、及びホスフィン又はその塩若しくは錯体よりなる群から選ばれる一種以上の化合物。
    触媒Y:亜鉛を含む化合物。
  2.  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1に記載の硬化型組成物。
  3.  前記触媒Xが、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その錯体、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よりなる群から選ばれる一種以上の化合物である請求項1又は請求項2に記載の硬化型組成物。
  4.  前記触媒Yが、有機酸亜鉛又は/及び亜鉛ジケトンエノラートである請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  5.  (A)成分の水酸基価が80~600mgKOH/gの範囲である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  6.  (A)成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による主ピークの多分散度(Mw/Mn)が1.0~2.5の範囲である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  7.  さらに、(A)成分以外のエチレン性不飽和基を有する化合物(D)を含む請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  8.  (D)成分が2個のエチレン性不飽和基を有する化合物(D-1)又は/及び3個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(D-2)を含む請求項7に記載の硬化型組成物。
  9.  (D-1)成分が、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート(D-1-1)を含む請求項8に記載の硬化型組成物。
  10.  (D-2)成分が、(D-2-1)ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート及び/又は(D-2-2)3個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレートを含む請求項8又は請求項9に記載の硬化型組成物。
  11.  さらに、水を含む請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の硬化型組成物。
  12.  請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の組成物を含む活性エネルギー線硬化型組成物。
  13.  更に、光重合開始剤(B)を含む請求項12に記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  14.  請求項13に記載の組成物を含む発光ダイオード(UV-LED)による紫外線硬化型組成物。
  15.  (B)成分として、(B-1)アシルホスフィンオキサイド系化合物を、硬化性成分100重量部に対して1~20重量部含む請求項13又は請求項14に記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  16.  (B)成分として、(B-2)チオキサントン系化合物及び/又は(B-3)4,4’-ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノンを含む請求項13又は請求項14に記載の活性エネルギー線硬化型組成物。
  17.  請求項12~請求項16のいずれか1項に記載の組成物を含む活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物。
  18.  更に、コロイド状粒子を含む請求項17に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物。
  19.  請求項17又は請求項18に記載の組成物を含む活性エネルギー線硬化型ハードコート用組成物。
  20.  請求項17に記載の組成物を含む活性エネルギー線硬化型爪用コーティング剤組成物。
  21.  請求項12~請求項16のいずれか1項に記載の組成物を含む活性エネルギー線硬化型インク組成物。
  22.  請求項21に記載の組成物を含む活性エネルギー線硬化型インクジェット用インク。
  23.  下記触媒X及びYの存在下に、水酸基価が700~1,200mgKOH/gのポリグリセリンと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(メタ)アクリロイル基を有する化合物の混合物(A)を製造する工程を含む硬化型組成物の製造方法。
    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その錯体、ピリジン環を有する化合物又はその塩若しくは錯体、及びホスフィン又はその塩若しくは錯体よりなる群から選ばれる一種以上の化合物。
    触媒Y:亜鉛を含む化合物。
  24.  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23に記載の硬化型組成物の製造方法。
  25.  前記触媒Xが、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その錯体、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よりなる群から選ばれる一種以上の化合物である請求項23又は請求項24に記載の硬化型組成物の製造方法。
  26.  前記触媒Yが、有機酸亜鉛又は/及び亜鉛ジケトンエノラートである請求項23~請求項25のいずれか1項に記載の硬化型組成物の製造方法。
  27.  (A)成分を製造した後、光重合開始剤(B)を混合する工程を含む請求項23~請求項26のいずれか1項に記載の硬化型組成物の製造方法。
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