WO2023171067A1 - 硬化性組成物、硬化物、積層体およびこれらの製造方法 - Google Patents
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- curable composition
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
Definitions
- the present invention relates to a curable composition, a cured product, a laminate, and a method for producing these.
- Resin molded products made from polymethyl methacrylate resin, polymethacrylimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylonitrile styrene resin, etc. are lightweight and have excellent impact resistance and transparency.
- Resin molded products are used, for example, as members such as various lamp lenses for automobiles, glazing, covers for instruments, and the like. Particularly, resin molded products are often used for headlamp lenses for automobiles in order to respond to the weight reduction and diversification of automobile designs.
- resin molded products lack wear resistance, their surfaces are easily damaged by contact with hard objects, friction, scratches, and the like. Damage to the surface of a resin molded product reduces its commercial value. In addition, weather resistance is also important in automotive components.
- polycarbonate resin is widely used as an engineering plastic with excellent transparency, easy moldability, heat resistance, and impact resistance.
- polycarbonate resin is used as a material for headlamp lenses, tail lamps, side cover lamps, glazing, etc.
- polycarbonate resin lacks abrasion resistance, so the surface is easily scratched.
- it because it has lower weather resistance than other engineering plastics, it may cause significant yellowing and surface cracks due to ultraviolet rays.
- Abrasion resistance and weather resistance may be imparted by forming a coating film of a coating agent on the surface of a resin molded product.
- Such coating agents often contain additives to improve adhesion to the substrate.
- the fact that the coating agent exhibits excellent adhesion to the substrate even after undergoing various long-term durability tests contributes to extending the life of the abrasion resistance, weather resistance, etc. imparted to the substrate.
- Patent Documents 1 to 3 coating agent compositions aimed at improving adhesion are investigated.
- Patent Document 1 proposes the use of dimethylformamide.
- Patent Document 2 proposes the use of dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, and methylcellosolve acetate.
- Patent Document 3 proposes the use of (meth)acrylate having a cyclic ether structure.
- the coating films obtained by curing the compositions of Patent Documents 1 to 3 have insufficient adhesion to a substrate when immersed in hot water, that is, hot water resistance.
- the present invention provides a curable composition from which a coating film with excellent hot water resistance adhesion can be obtained; a cured product of the curable composition; a laminate using the curable composition; and methods for producing these.
- a curable composition containing the following compound A and the following compound B A curable composition containing the following compound A and the following compound B.
- Compound A A compound whose effect ⁇ d due to van der Waals dispersion force on the Hansen solubility parameter as a single substance is 16.00 to 16.72 MPa 0.5 . (However, the following compound B is excluded.)
- Compound B A polyfunctional (meth)acrylate monomer having three or more (meth)acryloyl groups.
- Ra (S) [4 ⁇ ( ⁇ d- ⁇ d S ) 2 + ( ⁇ p- ⁇ p S ) 2 + ( ⁇ h- ⁇ h S ) 2 ] 0.5 ...Formula (L)
- Ra (S) is the Hansen solubility parameter distance that indicates the vector distance between Compound A alone in a three-dimensional space represented by ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h in the Hansen solubility parameter and the substrate on which the curable composition is used.
- ⁇ d is the effect of van der Waals dispersion force on the Hansen solubility parameter of Compound A alone
- ⁇ dS is the effect of van der Waals dispersion forces on the Hansen solubility parameter of the substrate
- ⁇ p is the effect of dipole-dipole force on the Hansen solubility parameter of compound A alone
- ⁇ p S is the effect of dipole-dipole forces on the Hansen solubility parameter of the substrate
- ⁇ h is the effect of hydrogen bonding force on the Hansen solubility parameter of compound A alone
- ⁇ h S is the effect of hydrogen bonding forces on the Hansen solubility parameter of the substrate.
- Compound B-1 (meth)acrylate having at least one selected from the group consisting of a dendrimer structure and a hyperbranched structure (excluding the above compound B).
- a laminate comprising a base material and a layer made of the cured product according to [5].
- Ra (S) [4 ⁇ ( ⁇ d- ⁇ d S ) 2 + ( ⁇ p- ⁇ p S ) 2 + ( ⁇ h- ⁇ h S ) 2 ] 0.5 ...Formula (L)
- Ra (S) is the Hansen solubility parameter distance that indicates the vector distance between Compound A alone in a three-dimensional space represented by ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h in the Hansen solubility parameter and the substrate on which the curable composition is used.
- ⁇ d is the effect of van der Waals dispersion force on the Hansen solubility parameter of Compound A alone
- ⁇ dS is the effect of van der Waals dispersion forces on the Hansen solubility parameter of the substrate
- ⁇ p is the effect of dipole-dipole force on the Hansen solubility parameter of compound A alone
- ⁇ p S is the effect of dipole-dipole forces on the Hansen solubility parameter of the substrate
- ⁇ h is the effect of hydrogen bonding force on the Hansen solubility parameter of compound A alone
- ⁇ h S is the effect of hydrogen bonding forces on the Hansen solubility parameter of the substrate.
- Compound B-1 (meth)acrylate having at least one selected from the group consisting of a dendrimer structure and a hyperbranched structure (excluding the above compound B).
- a method for producing a cured product comprising curing the curable composition obtained by the production method according to any one of [8] to [10].
- a method for producing a laminate having a base material and a layer made of a cured product comprising: A method for producing a laminate, the method comprising curing the curable composition obtained by the production method according to any one of [8] to [10] to obtain the cured product.
- the manufacturing method according to [12] wherein the base material is a plastic base material.
- a coating film having excellent hot water resistance and adhesion can be obtained.
- the cured product of the present invention has excellent hot water resistance and adhesion.
- the laminate of the present invention has a layer made of a cured product that has excellent hot water resistant adhesion.
- a curable composition that has excellent hot water resistant adhesion when formed into a coating film can be obtained.
- a cured product having excellent hot water resistance and adhesion can be obtained.
- a laminate having a layer made of a cured product having excellent hot water resistance and adhesion can be obtained.
- (Meth)acrylic is a general term for “acrylic” and “methacrylic”.
- (Meth)acryloyl is a general term for “acryloyl” and “methacryloyl”.
- (Meth)acrylate” is a general term for "acrylate” and "methacrylate.”
- Numberer of (meth)acryloyl functional groups means the number of (meth)acryloyl groups contained in one molecule of (meth)acrylate.
- ⁇ indicating a numerical range means that the numerical values written before and after it are included as lower and upper limits. The numerical range disclosed in this specification can be set as a new numerical range by arbitrarily combining the lower limit value and the upper limit value.
- the curable composition of the present invention contains the following compound A and the following compound B.
- Compound A A compound with a Hansen solubility parameter ⁇ d of 16.00 to 16.72 MPa 0.5 (excluding Compound B below).
- Compound B A polyfunctional (meth)acrylate monomer having three or more (meth)acryloyl groups.
- curable composition according to one embodiment, Compound A and Compound B will be explained in order. Thereafter, components that can constitute the curable composition other than these, the composition and properties of the curable composition will be explained.
- Compound A is a compound with a Hansen solubility parameter ⁇ d of 16.00 to 16.72 MPa 0.5 (excluding Compound B described below).
- the Hansen solubility parameter is expressed in a three-dimensional space by dividing the solubility parameter introduced by Hildebrand into three components, ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h.
- ⁇ d indicates the effect of van der Waals dispersion force.
- ⁇ p indicates the effect due to dipole-dipole force.
- ⁇ h indicates the effect due to hydrogen bonding force.
- Hansen solubility parameter values for various compounds can be found, for example, in Charles M. Hansen, "Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook (CRC Press, 2007)" and the like.
- ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h of a compound can be easily estimated from its chemical structure by using, for example, computer software (Hansen Solubility Parameters in Practice (h).
- computer software Haansen Solubility Parameters in Practice (h) ice
- HSPiP Ver. 5.3.02 For compounds registered in the database of (HSPiP) Ver. 5.3.02), use that value.
- HSPiP Ver. 5.3.02. do.
- One type of compound A may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the Hansen solubility parameter of the mixture is the sum of the values of ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h of each compound A alone multiplied by their mixing ratio, but in the following explanation, Unless otherwise specified, means ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h of Compound A alone incorporated in the composition.
- Compound A alone has a Hansen solubility parameter ⁇ d of 16.00 to 16.72 MPa 0.5 . Since ⁇ d in the Hansen solubility parameter of Compound A is within the above numerical range, it is considered that the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film obtained from the curable composition are improved. Although the detailed mechanism is unknown, it is assumed as follows. ⁇ d in the Hansen solubility parameter represents the van der Waals dispersion interaction, which is the most important interaction for hydrocarbons. A cyclic compound has a higher ⁇ d than a linear compound, and an aromatic compound has an even higher ⁇ d. A similar effect appears for ester compounds.
- ⁇ d is also high when chlorine, bromine, sulfur, etc., which are larger than carbon atoms, are included. Since the Hansen solubility parameter ⁇ d of Compound A alone is 16.00 to 16.72 MPa 0.5 , the molecular skeleton of Compound A is appropriately elongated and not bulky. Compound A having such a molecular skeleton exhibits a suitable affinity for the base material, and although Compound A easily penetrates into the interior of the base material and swells, it is difficult to cause the base material to dissolve. Therefore, it is thought that it is possible to suppress elution and diffusion of the interface formed by mixing the cured coating film and the base material into the coating film.
- the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film obtained from the curable composition are improved.
- the contact interface with a large surface area is placed at the interface with the base material. It is thought that it is easy to form. Therefore, the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film are improved.
- the functional coating on the surface of the base material can be maintained for a long period of time.
- ⁇ d in the Hansen solubility parameter of Compound A is preferably 16.10 to 16.52, more preferably 16.15 to 16.32, even more preferably 16.16 to 16.30, and even more preferably 16.18 to 16.52. 16.28 is even more preferred, 16.19 to 16.25 is even more preferred, and 16.20 to 16.23 is most preferred.
- Ra(S) is the Hansen solubility parameter distance that indicates the vector distance between Compound A alone in a three-dimensional space represented by ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h in the Hansen solubility parameter and the substrate on which the curable composition is used.
- ⁇ d is the effect of Van der Waals dispersion force on the Hansen solubility parameter of Compound A alone
- ⁇ dS is the effect of van der Waals dispersion forces on the Hansen solubility parameter of the substrate
- ⁇ p is the effect of dipole-dipole force on the Hansen solubility parameter of compound A alone
- ⁇ p S is the effect of dipole-dipole forces on the Hansen solubility parameter of the substrate
- ⁇ h is the effect of hydrogen bonding force on the Hansen solubility parameter of compound A alone
- ⁇ h S is the effect of hydrogen bonding forces on the Hansen solubility parameter of the substrate.
- the functional coating on the surface of the base material can be maintained in a good appearance state for a longer period of time.
- Ra Hansen solubility parameter distance
- the Hansen solubility parameter distance Ra (S) between compound A alone and the base material is smaller than 6.67 MPa 0.5 , the molecular skeleton has high compatibility with the components constituting the base material. Therefore, the penetration of Compound A into the base material increases the mobility of the molecular chains of the base material, making it easier for molecules to become entangled at the interface between the cured coating film and the base material. As a result, it is thought that the coating film can exhibit hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion.
- the Hansen solubility parameter distance Ra (S) between compound A alone and the base material is preferably 4.00 to 6.60, more preferably 5.00 to 6.55, and more preferably 5.70 to 6.50.
- One type of compound A may be used alone, or two or more types having different Hansen solubility parameter distances Ra (S) from the base material may be used in combination.
- Polycarbonate resin dissolution spheres are used to measure the distribution state of a completely dissolved compound group in a three-dimensional space expressed by ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h when a test piece dissolution experiment using polycarbonate resin is performed. Obtained by Hansen lysis sphere analysis.
- the sphere radius of the polycarbonate resin melting sphere is 5.60MPa 0.5
- test piece dissolution experiment is conducted as follows. (1) Add 4 g of liquid sample to 0.02 g of polycarbonate resin at room temperature. (2) Perform ultrasonic stirring for 5 minutes. (3) Immediately leave the sample in a constant temperature bath set at 25°C for 24 hours. (4) Observe the state of the resin after 24 hours and judge whether it has dissolved, swelled, or changed. (5) Based on the molecular structural formula and appearance determination results of the liquid sample, analysis is performed using computer software (Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP) Ver. 5.3.02).
- the Hansen solubility parameter ⁇ p of Compound A alone is not particularly limited, but may be, for example, 2.85 to 5.89 MPa 0.5 . It is considered that when ⁇ p in the Hansen solubility parameter of Compound A is within the above numerical range, the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film obtained from the curable composition are further improved. Although the detailed mechanism is unknown, it is assumed as follows. When the Hansen solubility parameter ⁇ p of Compound A alone is 2.85 to 5.89 MPa 0.5 , the molecular skeleton of Compound A has appropriate polarity.
- Compound A having such a molecular skeleton exhibits a suitable affinity for the polar functional groups on the surface of the substrate, it is easy to increase the adsorption force between the surface of the substrate and the van der Waals force. As a result, it becomes easier to obtain an anchor effect and the adsorption power increases. Therefore, it is presumed that the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film obtained from the curable composition are further improved.
- Compound A with a Hansen solubility parameter ⁇ p of 2.85 to 5.89 MPa 0.5 exhibits adsorption based on van der Waals forces with the surface of the substrate when formed into a cured coating. It is thought that it is easy to increase the force. Therefore, the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film are further improved.
- the functional coating on the surface of the base material can be maintained for a longer period of time.
- ⁇ p in the Hansen solubility parameter of Compound A is preferably 3.10 to 5.10, more preferably 3.30 to 4.90, even more preferably 3.60 to 4.70, and still more preferably 3.90 to 5.10. 4.50 is even more preferred, and 3.99 to 4.32 is most preferred.
- the Hansen solubility parameter ⁇ h of Compound A alone is not particularly limited, but may be, for example, 4.02 to 10.75 MPa 0.5 . It is considered that when ⁇ h in the Hansen solubility parameter of Compound A is within the above numerical range, the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film obtained from the curable composition are further improved. Although the detailed mechanism is unknown, it is assumed as follows. When Compound A alone has a Hansen solubility parameter ⁇ h of 4.02 to 10.75 MPa and 0.5 , the molecular skeleton of Compound A has appropriate water resistance.
- Compound A having such a molecular skeleton exhibits a suitable affinity for the polar functional groups on the surface of the substrate, and thus easily forms hydrogen bonds with the surface of the substrate. Therefore, it is thought that the adhesion between the cured coating film and the substrate interface increases significantly. As a result, it becomes easier to obtain an anchor effect and the adsorption power increases. Furthermore, since the molecular skeleton of Compound A exhibits appropriate water resistance, the coating film does not swell even in an environment where it is exposed to water for a long time, and it is thought that the mechanical strength of the coating film is maintained. As a result, the water resistance of the coating film is improved.
- the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film obtained from the curable composition are further improved.
- Compound A with a Hansen solubility parameter ⁇ h of 4.02 to 10.75 MPa 0.5 has high water resistance and high adhesion to the substrate surface when formed into a cured coating. It is thought that it is easy to achieve both. Therefore, the hot water resistant adhesion and moist heat resistant adhesion of the coating film are further improved.
- the functional coating on the surface of the base material can be maintained for a longer period of time.
- ⁇ h in the Hansen solubility parameter of Compound A is preferably 4.20 to 8.50, more preferably 4.50 to 7.50, even more preferably 5.00 to 6.50, and even more preferably 5.20 to 8.50. 6.00 is even more preferred, and 5.40 to 5.70 is most preferred.
- the present inventors further conducted various studies and found preferable molecular weight conditions for Compound A.
- the molecular weight of compound A is preferably 160 to 305, more preferably 170 to 275, even more preferably 175 to 250, particularly preferably 190 to 240, and most preferably 205 to 230.
- these numerical ranges are preferable is speculation, it is thought to be as follows. When the molecular weight is within the above numerical range, it is considered that the balance between the dissolution or elution behavior of the base material and the permeability into the interior of the base material is improved.
- the molecular weight is 160 or more, the behavior of dissolution or elution of the base material due to diffusion is unlikely to occur, and an interface is likely to be formed between the cured product having a large surface area and the base material.
- the molecular weight is 305 or less, the molecular size is not excessively large, and it is presumed that it is easy to maintain permeability into the inside of the base material.
- Compound A may have various heteroatoms such as oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom, boron atom, silicon atom, and halogen atom.
- Examples of the compound A having an oxygen atom include ether, ketone, carboxylic acid, ester including (meth)acrylate monomer and acetate, and carbonate.
- Examples of the compound A having a nitrogen atom include amino, amides containing acrylamide monomers, amines, and semipolar compounds containing amine oxides.
- Examples of the compound A having a sulfur atom include amphoteric compounds including thiol, thioester, sulfonic acid, and sulfobetaine.
- Examples of the compound A having a phosphorus atom include phosphoric acid, phosphoric acid ester, and amphoteric compounds containing phosphobetaine.
- Examples of the compound A having a boron atom include borane, boronic acid, and boronic acid ester.
- Examples of the compound A having a silicon atom include silane, siloxane, and silanol.
- Examples of the compound A having a halogen atom include halogenated alkanes, halogenated alkenes, and halogenated alkynes.
- Compound A may be a chain compound consisting of a linear or branched chain structure, a cyclic compound consisting of a cyclic structure, or a compound consisting of both a chain structure and a cyclic structure. .
- Compound A has a linear structure with a small molecular cross-sectional area.
- Some of the bonds constituting compound A may be unsaturated bonds, or all bonds may be saturated bonds.
- the cyclic structure may be an aliphatic ring, an aromatic ring, a non-aromatic heterocycle, or an aromatic heterocycle. Further, the cyclic structure may be a monocyclic structure or a polycyclic structure having two or more rings. Among these, from the viewpoint of weather resistance, aliphatic rings and non-aromatic heterocycles are preferred, and aliphatic rings are more preferred.
- the aliphatic ring is a monocyclic ring or a polycyclic ring having two or more rings. Some of the bonds constituting the aliphatic ring may be unsaturated bonds. A part of the bicyclic aliphatic ring may have aromaticity. Examples of the aliphatic ring include cycloalkane, cycloalkene, cycloalkyne, bicycloalkane, and tricycloalkane.
- the aromatic ring is a monocyclic ring or a polycyclic ring having two or more rings having aromatic properties. Examples of the aromatic ring include a benzene ring and a naphthalene ring.
- a non-aromatic heterocycle is a monocyclic ring or a polycyclic ring having two or more rings having 1 to 4 identical or different heteroatoms selected from the group consisting of nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms. Some of the bonds constituting the non-aromatic heterocycle may be unsaturated bonds. A part of the bicyclic non-aromatic heterocycle may have aromaticity.
- non-aromatic heterocyclic group examples include aziridinyl, azetidinyl, pyrrolidinyl, piperidinyl, dihydropyridyl, oxetanyl, tetrahydrofuryl, dihydrofuryl, tetrahydropyranyl, dihydropyranyl, tetrahydrothienyl, tetrahydrothiopyranyl, dihydrothiopyranyl.
- the non-aromatic heterocycle may be a cyclic amino.
- Cyclic amino has a bond on the nitrogen atom that forms the ring structure of a non-aromatic heterocycle.
- Examples of the cyclic amino include azetidin-1-yl, pyrrolidin-1-yl, piperidin-1-yl, morpholin-4-yl, thiomorpholin-4-yl, and piperazin-1-yl.
- Aromatic heterocycle refers to a monocyclic or bicyclic or more polycyclic ring that has aromatic properties and has 1 to 4 identical or different heteroatoms selected from the group consisting of nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms. It is a ring.
- aromatic heterocyclic groups include pyrrolyl, furyl, thienyl, pyrazolyl, imidazolyl, oxazolyl, thiazolyl, pyridyl, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazyl, indolyl, isoindolyl, benzofuryl, benzothienyl, indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, Examples include benzothiazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolinyl, quinazolinyl, quinoxalyl, pyrrolopyridyl, and imidazolopyridyl.
- acetate and (meth)acrylate monomers are preferred.
- the acetate include methyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, propyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, pentyl carbitol acetate, hexyl carbitol acetate, heptyl carbitol acetate, and octyl carbitol acetate.
- acetate is not limited to these examples.
- Examples of (meth)acrylate monomers include methoxyethoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, propioxyethoxyethyl acrylate, butoxyethoxyethyl acrylate, pentoxyethoxyethyl acrylate, hexyloxyethoxyethyl acrylate, heptoxyethoxyethyl acrylate, octoxyethoxyethyl acrylate, Xyethoxyethyl acrylate, caprolactone modified (1 mol) ethyl acrylate, caprolactone modified (2 mol) ethyl acrylate, methoxy-triethylene glycol acrylate, ethoxy-triethylene glycol acrylate, propioxy-triethylene glycol acrylate, butoxy-triethylene glycol acrylate, pentoxy - Triethylene glycol acrylate, hexyloxy-triethylene glycol acrylate
- the compound A contains at most two substituents having polymerization activity. Since the crosslinking density of the curable composition can be further increased and the hardness can be increased, the compound A is more preferably one containing 1 to 2 substituents having polymerization activity. Further, since the viscosity of the curable composition can be further lowered, it is most preferable that the compound A contains one substituent having polymerization activity.
- Compound B is a polyfunctional (meth)acrylate monomer having three or more (meth)acryloyl groups.
- the Hansen solubility parameter ⁇ d of the single substance is 16.00 to 16.0. Even if the pressure is 72 MPa 0.5 , the compound is classified as compound B.
- the curable composition according to one embodiment contains compound B as one of the radically polymerizable compounds. Since the curable composition contains compound B, the curable composition exhibits good polymerization activity upon irradiation with active energy rays. As a result, the crosslinking density increases and the scratch resistance of the coating film improves.
- compound B from the viewpoint of scratch resistance and weather resistance, conventionally known compounds can be used as long as they contain at least three or more polymerizable functional groups in one molecule.
- examples include poly(meth)acrylate, polyester poly(meth)acrylate, epoxy poly(meth)acrylate, and poly[(meth)acryloyloxyalkyl](iso)cyanurate.
- the number of (meth)acryloyl functional groups of compound B is 3 to 20. From the viewpoint of curability and scratch resistance, the number of (meth)acryloyl functional groups in Compound B is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 6 or more. From the viewpoint of weather resistance and curing shrinkage, the number of (meth)acryloyl functional groups in Compound B is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably 14 or less.
- Examples of compound B include poly[(meth)acryloyloxyalkyl](iso)cyanurate, polyester poly(meth)acrylate, and poly(meth)acrylate.
- Examples of the poly[(meth)acryloyloxyalkyl](iso)cyanurate include isocyanuric acid EO-modified tri(meth)acrylate.
- Examples of the polyester poly(meth)acrylate include polyester tri(meth)acrylate, polyester tetra(meth)acrylate, polyester penta(meth)acrylate, and polyester hexa(meth)acrylate.
- poly(meth)acrylate examples include glycerin tri(meth)acrylate, glycerin EO modified tri(meth)acrylate, glycerin PO modified tri(meth)acrylate, glycerin caprolactone modified tri(meth)acrylate, and trimethylolpropane tri(meth)acrylate.
- EO modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate PO modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, caprolactone modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, EO modified pentaerythritol tri(meth)acrylate meth)acrylate, PO modified pentaerythritol tri(meth)acrylate, caprolactone modified pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, EO modified pentaerythritol tetra(meth)acrylate, PO modified pentaerythritol tetra(meth)acrylate Acrylate, caprolactone-modified pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate
- Compound B includes isocyanuric acid EO-modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, caprolactone-modified
- a polyfunctional (meth)acrylate having a dipentaerythritol skeleton is preferred, and a polyfunctional (meth)acrylate having a caprolactone-modified dipentaerythritol skeleton is more preferred.
- the curable composition according to one embodiment preferably further contains the following compound C in addition to compound A and compound B.
- Compound C is a (meth)acrylate having a (meth)acryloyl group and a urethane bond.
- ⁇ d in the Hansen solubility parameter as a single substance is 16.00 to 16.72 MPa 0 .5 , the compound is still classified as compound C.
- the curable composition according to one embodiment contains compound C as one of the radically polymerizable compounds. Since Compound C has a urethane bond, the toughness of the coating film is improved. Moreover, the weather resistance of the cured product of the curable composition and the adhesion after the durability test are improved.
- urethane (meth)acrylate having two or more urethane bonds and two or more (meth)acryloyloxy groups in one molecule is preferable.
- the following urethane (meth)acrylate (C1) is preferred.
- the hydroxy group-containing (meth)acrylate (c1) is not particularly limited as long as it is a (meth)acrylate having a hydroxy group and a (meth)acryloyloxy group.
- Examples include an adduct (Plaxel FA5), an adduct of HEA with 10 mol of caprolactone (Plaxel FA10L), and
- Examples of "compounds whose skeleton is mono- or polypentaerythritol” include pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, and dipentaerythritol penta(meth)acrylate.
- Examples include acrylate.
- One type of hydroxy group-containing (meth)acrylate (c1) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- hydroxy group-containing (meth)acrylates (c1) 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and 2-hydroxybutyl acrylate are selected from the viewpoints of ease of availability, reactivity, solubility in curable compositions, etc.
- 4-hydroxybutyl acrylate, pentaerythritol triacrylate, 1 mol caprolactone adduct of HEA manufactured by Daicel (Plaxel FA1), 2 mol caprolactone adduct of HEA (Plaxel FA2D) are preferable, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl Acrylate and 2-hydroxybutyl acrylate are more preferred, and 2-hydroxyethyl acrylate is even more preferred.
- the polyisocyanate (c2) is not particularly limited as long as it is a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule.
- Aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate;
- Alicyclic polyisocyanates such as norbornane diisocyanate (NBDI), transcyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), bis(isocyanatemethyl)cyclohexane (hydrogenated XDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI); 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI),
- HDI hexamethylene diisocyanate
- IPDI isophorone diisocyanate
- bis(isocyanate methyl)cyclohexane water Added XD
- the polyol (c3) is not particularly limited as long as it is a polyol having two or more hydroxy groups in one molecule.
- ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3,3'-dimethylolheptane polyoxyethylene glycol, Oxypropylene glycol, polyoxybutylene glycol, polycaprolactone polyol (polycaprolactone diol, etc.), polytetramethylene ether glycol (PTMG), polycarbonate polyol (polycarbonate diol, etc.), lactone polyol ( ⁇ -butyrolactone and N-methylethanolamine) 4-hydroxy-N-(2-hydroxyethyl)-N-methylbutanamide, etc., obtained by reacting Among them, from the viewpoint of weather resistance, polycaprolactone polyols, poly
- polyoxyethylene glycol polyoxybutylene glycol, and polytetramethylene ether glycol (PTMG) are preferred, and polytetramethylene ether glycol is more preferred.
- polyol (c3) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- polystyrene resin A commercially available product may be used as the polyol (c3).
- Commercially available polycarbonate polyols include, for example, Kuraray Polyol C-590, Kuraray Polyol C-770, Kuraray Polyol C-1050, Kuraray Polyol C-1090, Kuraray Polyol C1065N, Kuraray Polyol C-1015N, Kuraray Polyol C-2090, Kuraray Polyol C-3090 manufactured by Kuraray Co., Ltd.
- polytetramethylene ether glycols include, for example, PTMG250, PTMG650, PTMG1000, PTMG2000, PTMG3000 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; PTMEG #220, PTMEG #650, PTMEG #1000, PTMEG #1400, PTMEG #2000 manufactured by Mihama Co., Ltd.; PTG-650, PTG-850SN, PTG-3000 manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.; can be mentioned.
- Urethane (meth)acrylate (C1) is obtained by reacting hydroxy group-containing (meth)acrylate (c1), polyisocyanate (c2), and polyol (c3).
- reaction conditions conditions under heating are preferred.
- conditions include a reaction temperature of 70° C. and a reaction time of 8 hours.
- urethane (meth)acrylate (C1) for example, A reaction product of a polycarbonate polyol, a diisocyanate compound having an alicyclic structure, and a mono(meth)(meth)acrylate monomer having a hydroxy group; Polytetramethylene ether glycol, 4-hydroxy-N-(2-hydroxyethyl)-N-methylbutanamide, a diisocyanate compound having an alicyclic structure, and a mono(meth)(meth)acrylate monomer having a hydroxy group. reactant; is preferred.
- the mass average molecular weight (Mw) of compound C is preferably 8,000 or less, more preferably 6,000 or less. Moreover, from the viewpoint of the bending resistance of the cured product, the mass average molecular weight (Mw) of the compound C is preferably 500 or more, and more preferably 1000 or more. Therefore, the mass average molecular weight (Mw) of Compound C is preferably 500 to 8,000, more preferably 1,000 to 6,000.
- the mass average molecular weight (Mw) of Compound C is a value measured by gel permeation chromatography (GPC method) in terms of standard polystyrene.
- the number of (meth)acryloyl functional groups in compound C is preferably 2 to 15, more preferably 2 to 10, even more preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4, and most preferably 2.
- the number of (meth)acryloyl functional groups of compound C is within the above numerical range, it is easy to achieve both scratch resistance and weather resistance.
- the curable composition according to one embodiment further contains the following compound B-1 in addition to compound A, compound B, and compound C.
- Compound B-1 (meth)acrylate having at least one selected from the group consisting of a dendrimer structure and a hyperbranched structure (excluding compounds B and C).
- ⁇ d in the Hansen solubility parameter as a single substance is 16. 00 to 16.72 MPa Even if the pressure is 0.5 , the compound is classified as Compound B-1.
- Compound B-1 contributes to improving the bending resistance of the cured product of the curable composition according to one embodiment.
- Compound B-1 also contributes to lowering the viscosity of the curable composition according to one embodiment. Therefore, when applying the present curable composition to a substrate using air spray, a good appearance can be obtained after coating even if the amount of diluting organic solvent used is small. Therefore, volatile organic compound (VOC) components can be reduced, and environmental load can be reduced.
- VOC volatile organic compound
- the dendrimer structure refers to a structure in which a branched structure further branches to form a multi-branched structure, and the branched structures spread radially.
- the term "hyperbranch structure” refers to a structure in which the multiple branch structures extend not radially but branched in one or more predetermined directions.
- Compound B-1 is a polyfunctional (meth)acrylate having (meth)acryloyl groups at a plurality of tip portions of the multi-branched structure.
- the number of (meth)acryloyl functional groups in Compound B-1 is preferably 4 or more, more preferably 6 or more.
- the number of (meth)acryloyl functional groups in compound B-1 is preferably 20 or less, more preferably 18 or less.
- Compound B-1 may be synthesized by various methods, or may be a commercially available product. Examples of the method for synthesizing compound B-1 include the method described in JP-A-2016-190998.
- Examples of the (meth)acrylate having a dendrimer structure include Viscoat (registered trademark) #1000, SIRIUS-501, and SUBARU-501 manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.
- Examples of the (meth)acrylate having a hyperbranched structure include CN2302, CN2303, and CN2304 manufactured by SARTOMER.
- Compound B-1 includes Viscoat #1000 manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., and CN2302, CN2303, and CN2304 manufactured by SARTOMER, from the viewpoint of improving spray coating properties by lowering the viscosity of the curable composition. is preferred.
- the viscosity (25° C.) of Compound B-1 is preferably 10,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 7,000 mPa ⁇ s or less, even more preferably 4,000 mPa ⁇ s or less, and even more preferably 2,000 mPa ⁇ s or less.
- the viscosity (25° C.) of compound B-1 is preferably 10 mPa ⁇ s or more, more preferably 20 mPa ⁇ s or more, more preferably 40 mPa ⁇ s or more, and even more preferably 60 mPa ⁇ s or more.
- the viscosity (25°C) of Compound B-1 is a value measured at 25°C using an E-type viscometer.
- the curable composition according to one embodiment of the present invention may further contain a compound having a (meth)acryloyl group other than Compound A, Compound B, Compound C, and Compound B-1 as other monomers.
- Other monomers are not particularly limited. Examples include linear aliphatic hydrocarbon (meth)acrylates, aliphatic hydrocarbon (meth)acrylates with a branched structure, aliphatic hydrocarbon (meth)acrylates with a cyclic structure, and hydroxyl group-containing (meth)acrylates.
- the other monomers preferably have at least one polymerization active group in their molecular skeletons. One type of other monomers may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- other monomers include linear aliphatic hydrocarbon (meth)acrylate and aliphatic hydrocarbon (meth)acrylate having a branched structure.
- meth)acrylates and aliphatic hydrocarbon (meth)acrylates having a cyclic structure examples include isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, isononyl acrylate, isodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, isostearyl acrylate, and isobornyl acrylate.
- 2-ethylhexyl acrylate and isostearyl acrylate are preferred from the viewpoint of viscosity-reducing effect.
- the curable composition may further contain components other than Compound A, Compound B, Compound C, Compound B-1, and other monomers.
- examples of other components include ultraviolet absorbers, photopolymerization initiators, organic solvents, and additives.
- other components are not limited to these examples.
- the compound is Let it be compound A.
- the ultraviolet absorber will be explained.
- the ultraviolet absorber can impart the effect of absorbing ultraviolet rays contained in sunlight to the cured product of the curable composition.
- the curable composition contains an ultraviolet absorber, the weather resistance of the cured product of the curable composition is further improved.
- the ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it can absorb ultraviolet rays. It is preferable to use one that can be uniformly dissolved in the curable composition and has a high ultraviolet absorption ability.
- ultraviolet absorbers examples include: 2-Hydroxybenzophenone, 5-chloro-2-hydroxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octyloxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 2 - Benzophenone ultraviolet absorbers such as hydroxy-4-octadecyloxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, and 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone; 2-(2-hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-5-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2-(2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-(
- 2-[4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl is used as an ultraviolet absorber from the viewpoint of long-lasting ultraviolet absorbing ability in the cured product.
- ]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine 2-[4-[(2-hydroxy-3-(2-ethyl)hexyl)oxy]-2-hydroxy phenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(2-hydroxy-4-butyroxyphenyl)-6-(2,4-bis -butyroxyphenyl)-1,3,5-triazine and 2-(2-hydroxy-4-[1-octyloxycarbonylethoxy]phenyl)-4,6-bis(4-phenylphenyl)-1,3, At least one selected from the group consisting of 5-triazine is preferred.
- a hydroxyphenyltriazine-based ultraviolet absorber having an absorbance of 1.0 or more at 350 nm is preferable.
- At least one selected from the group consisting of -[1-octyloxycarbonylethoxy]phenyl)-4,6-bis(4-phenylphenyl)-1,3,5-triazine is more preferred.
- the absorbance is measured using a U-1900 spectrophotometer manufactured by Hitachi.
- the ultraviolet absorber from the viewpoint of solubility in the curable composition and weather resistance, a compound derived from at least one selected from the group consisting of benzophenone, benzotriazole, hydroxyphenyltriazine, phenyl salicylate, and phenyl benzoate.
- a compound derived from at least one selected from the group consisting of benzophenone, benzotriazole, hydroxyphenyltriazine, phenyl salicylate, and phenyl benzoate Among these compounds, compounds having a maximum absorption wavelength within the range of 240 to 380 nm are more preferable.
- the ultraviolet absorber benzophenone-based ultraviolet absorbers, benzotriazole-based ultraviolet absorbers, and hydroxyphenyltriazine-based ultraviolet absorbers are more preferable. From the viewpoint that bleed-out is less likely to occur in the cured product, benzotriazole-based and hydroxyphenyltriazine-based ultraviolet absorbers are more preferable as the ultraviolet absorber. Bleed-out is a phenomenon in which an ultraviolet absorber precipitates on the surface of a cured product and the surface of the cured product becomes white. From the viewpoint of preventing yellowing of a base material such as a polycarbonate resin, a hydroxyphenyltriazine-based ultraviolet absorber is more preferable as the ultraviolet absorber.
- the curable composition when ultraviolet light is used for the curing reaction of the curable composition, the curable composition preferably contains a photopolymerization initiator.
- the curable composition when the curable composition contains a photopolymerization initiator, the curable composition can be sufficiently cured by ultraviolet rays even in the presence of an ultraviolet absorber.
- the photopolymerization initiator is not necessarily required when the curable composition is cured with active energy rays (such as electron beams) other than ultraviolet rays.
- the photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has good solubility in the curable composition and can initiate polymerization of the acrylic monomer or oligomer upon irradiation with ultraviolet rays.
- photopolymerization initiator for example, Benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, acetoin, butyroin, toluoin, benzyl, benzophenone, p-methoxybenzophenone, diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2, 2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, methylphenylglyoxylate, ethylphenylglyoxylate, 4,4-bis(dimethylaminobenzophenone), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane
- Carbonyl compounds such as -1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one; Sulfur compounds such as tetramethylthiuram
- photopolymerization initiators include benzophenone, methylphenylglyoxylate, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2,2 -dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide are preferred.
- One type of photopolymerization initiator may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- a photopolymerization initiator having an absorption maximum at a wavelength of 360 to 400 nm is preferable.
- radicals are generated by the ultraviolet rays when the curable composition is cured with ultraviolet rays, and polymerizable compounds (polymerizable monomers, polymerizable oligomers, etc.) can be efficiently polymerized even in the deep parts of the coating film. can be done. As a result, it is easy to obtain a cured product that has excellent adhesion to the base material.
- the curable composition may contain an organic solvent as another component.
- the curable composition contains an organic solvent, the uniform solubility and dispersion stability of the components of the curable composition tend to improve. Furthermore, the adhesion of the cured product to the base material, the smoothness and uniformity of the cured product, etc. are likely to be improved.
- organic solvent is not particularly limited. Examples include alcohols, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, esters, and polyhydric alcohol derivatives. One type of organic solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the curable composition may further contain additives as necessary.
- additives include light stabilizers, antioxidants, anti-yellowing agents, bluing agents, pigments, leveling agents, antifoaming agents, thickeners, antisettling agents, antistatic agents, and antifogging agents. It will be done. However, the additives are not limited to these examples.
- the solid content concentration of the curable composition is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, and even more preferably 70 to 90% by mass, from the viewpoint of environmental impact and spray coating properties.
- the solid content concentration is the mass ratio of the remainder (solid content) after removing volatile components from the curable composition to the total mass of the curable composition.
- the solid content concentration is measured by the method specified in GB/T 34675-2017 Nonvolatile Content Measurement Method. More specifically, the solid content concentration is determined by the following procedure. (1) Place the aluminum plate in a dryer heated to 110° C. for 30 minutes, cool it in a desiccator, and then record the weight: W. (2) Weigh 0.2 ⁇ 0.1 g of the curable composition and record the weight: W1. (3) Immediately place the sample in a dryer heated to 50°C for 30 minutes to dry. (4) After heating, the curable composition is cured using a curing device while being placed on the aluminum plate.
- the viscosity (25°C) of the curable composition is preferably 250 mPa ⁇ s or less, more preferably 150 mPa ⁇ s or less, even more preferably 100 mPa ⁇ s or less.
- the viscosity (25° C.) of the curable composition is 250 mPa ⁇ s or less, the spray coating property is improved even when the solid content concentration of the curable composition is as high as 60% by mass or more.
- the viscosity (25° C.) of the curable composition is preferably 20 mPa ⁇ s or more.
- the viscosity (25°C) of the curable composition is a value measured at 25°C using an E-type viscometer.
- the components and amounts of the curable composition can be analyzed by nuclear magnetic resonance (NMR), infrared spectroscopy (IR), or the like.
- the components in the cured product can be analyzed by time-of-flight mass spectrometry (TOF-SIMS), X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA), X-ray fluorescence, infrared spectroscopy (IR), etc. .
- the proportion of Compound A is preferably 1 to 50% by mass of the total mass of Compound A, Compound B, Compound C, Compound B-1 and other monomers.
- the proportion of Compound A is within the above numerical range, the adhesion of the coating film to the substrate is further improved even after the durability test.
- the proportion of compound A is preferably 3 to 35% by mass, and 5 to 30% by mass of the total of compound A, compound B, compound B-1, compound C and other monomers. is more preferable, 6 to 25% by weight is even more preferable, and 7 to 25% by weight is particularly preferable.
- the proportion of compound B is preferably 5 to 80% by mass of the total mass of compound A, compound B, compound C, compound B-1, and other monomers.
- the proportion of compound B is within the above numerical range, the scratch resistance of the cured film is further improved.
- the proportion of compound B is 10 to 70% by mass of the total mass of compound A, compound B, compound B-1, compound C and other monomers. It is more preferably 20 to 65% by weight, even more preferably 25 to 60% by weight, most preferably 30 to 50% by weight.
- the proportion of compound C is preferably 0 to 70% by mass of the total mass of compound A, compound B, compound C, compound B-1, and other monomers.
- the proportion of compound C is within the above numerical range, the weather resistance of the cured product and the adhesion after the durability test are further improved. Further, the viscosity of the curable composition is easily reduced, and spray coating properties are further improved.
- the proportion of compound C is more preferably 5 to 50% by mass of the total mass of compound A, compound B, compound B-1, compound C and other monomers, and 10 to 40% by mass. More preferably % by weight, particularly preferably 13-35% by weight, most preferably 15-30% by weight.
- the proportion of compound B-1 is preferably 0 to 70% by mass of the total mass of compound A, compound B, compound C, compound B-1, and other monomers.
- the proportion of compound B-1 is more preferably 1 to 50% by mass, and 5 to 40% by mass of the total mass of compound A, compound B, compound B-1, compound C, and other monomers. is more preferable, 10 to 35% by weight is particularly preferable, and 15 to 30% by weight is most preferable.
- the proportion of the ultraviolet absorber is preferably 0.05 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 17 parts by weight, based on the total weight of compound A, compound B, compound C, compound B-1 and other monomers, and 5 parts by weight. ⁇ 16 parts by mass is more preferred. If the proportion of the ultraviolet absorber is at least the above lower limit, the weather resistance of the cured product of the curable composition will further improve. If the proportion of the ultraviolet absorber is below the above upper limit, the curability will further improve.
- the proportion of the photopolymerization initiator is preferably 0.05 to 25 parts by mass based on the total mass of compound A, compound B, compound C, compound B-1 and other monomers, More preferably 0.1 to 20 parts by mass. From the viewpoint of curability, the amount is more preferably 0.3 to 15 parts by mass.
- the method for producing a curable composition of the present invention comprises a compound A selected as a compound having an effect ⁇ d of van der Waals dispersion force on the Hansen solubility parameter of 16.00 to 16.72 MPa 0.5 ; B.
- a compound A selected as a compound having an effect ⁇ d of van der Waals dispersion force on the Hansen solubility parameter of 16.00 to 16.72 MPa 0.5 ; B.
- Various types of stirrers can be used during mixing.
- compound C, compound B-1, other monomers, and other components may be further mixed as necessary. Details and preferred embodiments of Compound A, Compound B, Compound C, Compound B-1, other monomers, and other components are as described above.
- When selecting Compound A it is preferable to use software to calculate the Hansen solubility parameter.
- the Hansen solubility parameter is as described in detail for Compound A.
- the curable composition of the present invention has excellent hot water resistance and adhesion. Further, the curable composition according to one embodiment has excellent spray coating properties, and also excellent moisture and heat resistant adhesion. Therefore, the curable composition according to one embodiment can be suitably used for various automotive lamp lens hard coats, instrument hard coats, grill hard coats, exterior hard coats, and the like.
- the cured product of the present invention is a cured product obtained by curing the curable composition.
- the cured product of the present invention can be obtained by curing the curable composition of the present invention by irradiating it with active energy rays such as ultraviolet rays.
- active energy rays include ultraviolet rays, electron beams, X-rays, infrared rays, and visible rays.
- the curable composition when the curable composition is cured by ultraviolet irradiation, various ultraviolet irradiation devices can be used.
- a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an LED-UV lamp, etc. can be used.
- the amount of ultraviolet rays irradiated is usually 10 to 10,000 mJ/cm 2 , preferably 100 to 5,000 mJ/cm 2 , and more preferably 150 to 3,000 mJ/cm 2 .
- various electron beam irradiation devices can be used.
- the amount of electron beam irradiation is usually 0.5 to 20 Mrad, preferably 1 to 15 Mrad.
- the temperature at which the curable composition is cured may be appropriately set in consideration of the heat resistance, thermal deformability, etc. of the base material.
- the temperature is preferably 20 to 200°C, more preferably 60 to 150°C.
- the curing time is preferably, for example, 30 seconds to 1 hour, more preferably 1 minute to 15 minutes.
- the curable composition may be dried to volatilize the organic solvent before irradiation with active energy rays.
- the drying temperature may be appropriately set in consideration of the heat resistance and thermal deformability of the base material, the boiling point of the organic solvent, and the like.
- the temperature is preferably 20 to 200°C, more preferably 60 to 150°C.
- the drying time is preferably, for example, 1 minute to 1 hour, more preferably 2 minutes to 15 minutes.
- the laminate of the present invention includes a base material and a layer made of the cured product of the present invention (hereinafter also referred to as "cured product layer").
- the cured material layer is laminated or composited with the base material.
- the cured material layer may be provided on a part of the surface of the base material or may be provided on the entire surface.
- the shape of the base material is not particularly limited.
- the shape may be a film shape, a plate shape, or a geometric shape, but any shape may be used.
- Examples of the material of the base material include: Metals such as galvanized steel, zinc alloy plated steel, stainless steel, tin-plated steel; Plastics such as polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polyester resin, polystyrene resin, ABS resin, AS resin, polyamide resin, polyarylate resin, polymethacrylimide resin, polyallyl diglycol carbonate resin; can be mentioned.
- materials for these base materials one type of metal or plastic may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the base material is preferably one that satisfies the requirements that Ra(S) calculated from the above formula (L) is 3.86 to 6.67 MPa 0.5 in relation to Compound A of the curable composition. That is, a resin base material having an Ra(S) of 3.86 to 6.67 MPa 0.5 in relation to Compound A of the curable composition is preferred.
- the number of constituent components of the resin base material may be one or two or more.
- the sum of the values obtained by multiplying ⁇ d S , ⁇ p S and ⁇ h S of each component alone by their content ratios is adopted.
- a plastic base material is preferable since the provision of a cured material layer is highly useful (improvement in weather resistance, etc.).
- the plastic base material include a plastic base material containing at least one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and polymethacrylimide resin.
- polymethyl methacrylate resin and polycarbonate resin are preferred from the viewpoint of transparency and easy moldability.
- polycarbonate resin is more preferable from the viewpoint of heat resistance and impact resistance.
- the thickness of the cured material layer is preferably 3 to 50 ⁇ m from the viewpoint of weather resistance and crack reduction.
- the thickness of the cured product layer can be adjusted by adjusting the thickness of the coating film of the curable composition applied to the substrate.
- the laminate may have a plurality of base materials. Moreover, in one embodiment, the laminate may have a plurality of cured material layers. For example, multiple types of cured material layers may be laminated on the base material. Further, a plurality of base materials and a plurality of cured material layers may be laminated. When the base material is in the form of a film or a plate, a cured material layer may be laminated on one surface of the base material, or a cured material layer may be laminated on both surfaces of the base material.
- the laminate can be manufactured by coating the surface of a base material with a curable composition and then curing the curable composition to form a cured product.
- the laminate can be manufactured by, for example, coating a substrate with the curable composition of the present invention to form a coating film, and irradiating the coating film with active energy rays to cure it.
- the coating method is not particularly limited. Various methods can be used. Examples include methods such as brush coating, bar coating, spray coating, dip coating, spin coating, and curtain coating, but are not limited to these examples. Since the curable composition of the present invention tends to have a viscosity suitable for spray coating, a spray coating method is preferred as the coating method.
- the coating film can be cured in the same manner as the curable composition described above.
- - ABEC 4-acryloyloxybutylethyl carbonate ( ⁇ d: 16.18, ⁇ p: 6.07, ⁇ h: 5.86, Ra (PC): 5.44, Mw: 216.2).
- - BTG-A Butoxy-triethylene glycol acrylate ( ⁇ d: 16.16, ⁇ p: 4.34, ⁇ h: 6.04, Ra (PC): 6.17, Mw: 260.3).
- - HE-EA hexyloxyethoxyethyl acrylate ( ⁇ d: 16.15, ⁇ p: 3.98, ⁇ h: 5.39, Ra (PC): 6.37, Mw: 244.3).
- - C4DA 1,4-butanediol diacrylate ( ⁇ d: 16.43, ⁇ p: 4.30, ⁇ h: 5.66, Ra (PC): 5.72, Mw: 198.2).
- - C6DA 1,6-hexanediol diacrylate ( ⁇ d: 16.33, ⁇ p: 3.92, ⁇ h: 5.08, Ra (PC): 6.12, Mw: 226.3).
- - ABBC 4-acryloyloxybutylbutyl carbonate ( ⁇ d: 16.07, ⁇ p: 5.30, ⁇ h: 4.99, Ra (PC): 5.92, Mw: 244.3).
- (Compound C) - C1-1 Polyfunctional urethane acrylate having an acryloyl group, number of (meth)acryloyl functional groups: 2, mass average molecular weight (Mw): 4100, obtained in Synthesis Example 1 below.
- - C1-2 Polyfunctional urethane acrylate having an acryloyl group, number of (meth)acryloyl functional groups: 2, mass average molecular weight (Mw): 3600, obtained in Synthesis Example 2 below.
- ⁇ CTFA Cyclic trimethylolpropane formal acrylate ( ⁇ d: 17.05, ⁇ p: 5.90, ⁇ h: 5.71, Ra (PC): 3.85, Mw: 200.2)
- ⁇ UM-90DA Polycarbonate diol diacrylate (manufactured by Ube Industries, Ltd., ⁇ d: 16.90, ⁇ p: 5.58, ⁇ h: 5.88, Ra (PC): 4.27, Mw: 736.9)
- -2-EHA 2-ethylhexyl acrylate ( ⁇ d: 15.95, ⁇ p: 2.86, ⁇ h: 4.01, Ra (PC): 7.51, Mw: 184.3).
- Tinuvin 400 (ultraviolet absorber): 2-[4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis-(2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine and 2-[4-[(2-hydroxy-3-tridesiloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis-(2,4-dimethylphenyl)- A mixture of 1,3,5-triazine and 1-methoxy-2-propanol (manufactured by BASF).
- ⁇ Tinuvin 405 (ultraviolet absorber): 2-[4-[(2-hydroxy-3-(2'-ethyl)hexyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis-(2,4- dimethylphenyl)-1,3,5-triazine (manufactured by BASF).
- - Tinuvin 479 (ultraviolet absorber): Structure not disclosed (manufactured by BASF).
- Omnirad TPO 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
- Omnirad 184 photoinitiator: 1-hydroxycyclohexyl-phenyl ketone.
- ⁇ Tinuvin 123 (light stabilizer): reaction of decanedioic acid bis(2,2,6,6-tetramethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl) ester, 1,1-dimethylethyl hydroperoxide and octane Product (manufactured by BASF).
- ⁇ BYK-333 (silicon leveling agent): Polyether modified polydimethylsiloxane (manufactured by BYK).
- ⁇ Measurement method> The evaluation method for physical property values is as follows. ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h: The effect of van der Waals dispersion force ⁇ d, the effect of dipole-dipole force ⁇ p, and the effect of hydrogen bond force ⁇ h on the Hansen solubility parameter of each compound were calculated using computer software (Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP) Ver. Estimation was made from the molecular structure of each compound using 5.3.02.
- Ra The Hansen solubility parameter distance between the compound and the base material polycarbonate resin (PC) is ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h of each compound alone, and the polycarbonate shown in the following formulas (M), (N), and (O). It was calculated using the following formula (L) and ⁇ d S , ⁇ p S and ⁇ h S of the resin. ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h of each compound alone were estimated using computer software (Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP) Ver. 5.3.02.
- ⁇ d S , ⁇ p S and ⁇ h S of the polycarbonate resin base material shown in the following formulas (M), (N), and (O) are the center coordinates of the melting sphere of the polycarbonate resin, and are determined by computer software (Hansen Solubility Parameters in Practice). (HSPiP) Ver. 5.3.02).
- Polycarbonate resin dissolution spheres are used to measure the distribution state of a completely dissolved compound group in a three-dimensional space represented by ⁇ d, ⁇ p, and ⁇ h when a test piece dissolution experiment using polycarbonate resin is performed. Obtained by Hansen lytic sphere analysis.
- the sphere radius of the polycarbonate resin melt sphere is 5.60 MPa 0.5 .
- the mass average molecular weight (Mw) of a polymer is a molecular weight measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC method) under the following conditions.
- Equipment High-speed GPC device HLC-8320GPC type manufactured by Tosoh Corporation
- UV (ultraviolet) detector UV-8320 type manufactured by Tosoh Corporation
- Flow rate 0.35mL/min
- Sample injection volume 10 ⁇ L Column: Three columns were connected in the following order (1), (2), and (3).
- TSKgel superHZM-M manufactured by Tosoh Corporation (4.6mm ID x 15cmL)
- TSKgel superHZM-M manufactured by Tosoh Corporation (4.6mm ID x 15cmL)
- TSKgel HZ2000 manufactured by Tosoh Corporation (4.6mm ID x 15cmL)
- Guard column TSKguardcolumn SuperHZ-L (4.6mm ID x 3.5cmL) manufactured by Tosoh Corporation
- Solvent THF (stabilizer BHT) The sample concentration was adjusted so that the resin content was 0.2% by mass.
- ⁇ Evaluation method> (Preparation of evaluation sample)
- the curable composition was applied to a polycarbonate resin injection molded plate (Panlite L-1225Z-100 (trade name), manufactured by Teijin Ltd., 3 mm thick) by spraying or using a bar coater (#14). It was heated and dried in an IR (far infrared) drying oven at 70° C. for 240 seconds to form a coating film. Next, the formed coating film was exposed to an irradiation amount of 2000 mJ/cm 2 (wavelength 340 to 380 nm) using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere using an ultraviolet light meter UV-351 manufactured by Oak Seisakusho Co., Ltd.
- the coating film was cured by irradiation with ultraviolet rays to form a cured layer.
- the thickness of the cured material layer was 9 ⁇ m.
- 4B (Good): Fine peeling is seen at the cut portion, etc., but there is no peeling in the squares. 3B (Acceptable): Less than half of the squares are peeled off. 2B (Poor): Half or more of the squares peeled off. 1B (unacceptable): All the coating films in the squares peeled off.
- Pencil hardness Evaluation of pencil hardness was performed according to JIS K5600-5-4. A scratch test was conducted by placing pencils of various hardness on the surface of the evaluation sample at an angle of 45° and applying a load. Pencil hardness was defined as the hardness of the hardest pencil that would not cause scratches.
- Example 1 20.0 parts of BE-EA, 3.3 parts of 2-EHA, 33.3 parts of DPCA-20, 20.0 parts of CN2304, 13.3 parts of C1-1, 10.0 parts of C1-2. 10.0 parts of Tinuvin 400, 4.8 parts of Omnirad TPO, 4.8 parts of Omnirad 184, 0.9 parts of Tinuvin 123, and 0.1 part of BYK-333 were uniformly mixed. Thereafter, using PGM as a diluting solvent, the mixture was diluted to have a solid content concentration shown in Table 3 to obtain a curable composition.
- the obtained curable composition was sprayed onto a polycarbonate resin injection molded plate (Panlite L-1225Z-100 (trade name), manufactured by Teijin Ltd., 3 mm thick). It was heated and dried in an IR (far infrared) drying oven at 70° C. for 240 seconds to form a coating film. Next, the formed coating film was exposed to an irradiation amount of 2000 mJ/cm 2 (wavelength 340 to 380 nm) using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere using an ultraviolet light meter UV-351 manufactured by Oak Seisakusho Co., Ltd. The coating film was cured by irradiation with ultraviolet rays to form a cured layer. The thickness of the cured material layer was 9 ⁇ m. In this way, an evaluation sample including a polycarbonate resin injection molded plate and a cured material layer was produced. Table 3 shows the evaluation results of the obtained curable composition and evaluation samples.
- Examples 2 to 11 Comparative Examples 1 to 5> A curable composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition of the curable composition was changed as shown in Tables 1 and 2, and evaluation samples were produced. Table 3 shows the evaluation results of the obtained curable composition and evaluation samples. The numerical values of the compositions of the curable compositions shown in Tables 1 and 2 are expressed in grams (g).
- Example 1 to 11 cured coatings with excellent hot water resistant adhesion were obtained. Furthermore, the curable compositions of Examples 1 to 11 had practically sufficient spray coating properties. In addition, in Examples 1 to 9 and 11, cured coating films were obtained that were excellent in not only hot water resistant adhesion but also moist heat resistant adhesion. On the other hand, in the compositions of Comparative Examples 1 to 4, which do not contain Compound A, and the composition of Comparative Example 5, which does not contain Compound B, the cured coating films are inferior in hot water resistant adhesion and also inferior in heat and humidity resistant adhesion. Met. Furthermore, in the composition of Comparative Example 5 which did not contain Compound B, the cured coating film had inferior pencil hardness.
- a coating film having excellent hot water resistance and adhesion can be obtained.
- the cured product of the present invention has excellent hot water resistance and adhesion.
- the laminate of the present invention has a layer made of a cured product that has excellent hot water resistant adhesion.
- a curable composition that has excellent hot water resistant adhesion when formed into a coating film can be obtained.
- a cured product having excellent hot water resistance and adhesion can be obtained.
- a laminate having a layer made of a cured product having excellent hot water resistance and adhesion can be obtained.
- a functional coating with excellent scratch resistance and weather resistance can be applied to the polycarbonate resin surface for long-term adhesion in wet conditions. It becomes possible to maintain. This makes it possible to suppress deterioration such as scratches and yellowing of the polycarbonate resin used outdoors or in humid environments, and to improve the durability of the member.
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Abstract
Description
本願は、2022年3月11日に、日本国特許庁に出願された特願2022-37951号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
しかし、樹脂成形品は耐摩耗性が不足しているため、硬い物との接触、摩擦、引っ掻き等によって表面に損傷を受けやすい。樹脂成形品の表面の損傷はその商品価値を低下させる。加えて、自動車用の部材においては、耐候性も重要である。
しかし、ポリカーボネート樹脂は耐摩耗性が不足しているため、表面に傷が付きやすい。また、他のエンジニアリングプラスチックに比べて耐候性が低いため、著しい黄変、表面のクラックが紫外線によって発生することがある。
例えば、特許文献1~3では、密着性の向上を目的としたコーティング剤組成物が検討されている。特許文献1では、ジメチルホルムアミドを用いることが提案されている。また、特許文献2では、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン、酢酸メチルセルソルブを用いることが提案されている。そして、特許文献3では、環状エーテル構造を有する(メタ)アクリレートを用いることが提案されている。
本発明は、耐温水密着性に優れる塗膜が得られる硬化性組成物;前記硬化性組成物の硬化物;前記硬化性組成物を用いた積層体;およびこれらの製造方法を提供する。
[1]下記化合物Aと、下記化合物Bとを含有する、硬化性組成物。
化合物A:単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果δdが16.00~16.72MPa0.5である化合物。(ただし、下記化合物Bを除く。)。
化合物B:(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマー。
[2]さらに、前記化合物Aが、下式(L)より算出されるRa(S)が3.86~6.67MPa0.5であることを満たす、[1]に記載の硬化性組成物。
Ra(S)=[4×(δd-δdS)2+(δp-δpS)2+(δh-δhS)2]0.5 ・・・式(L)
式(L)中、
Ra(S)はハンセン溶解度パラメーターにおけるδd、δpおよびδhで表される三次元空間での化合物A単体と、前記硬化性組成物が使用される基材とのベクトル距離を示すハンセン溶解度パラメーター距離であり;
δdは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δdSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δpは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δpSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δhは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果であり;
δhSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果である。
[3]下記化合物B-1をさらに含有する、[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
化合物B-1:デンドリマー構造およびハイパーブランチ構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、(メタ)アクリレート(ただし、前記化合物Bを除く。)。
[4]前記硬化性組成物の25℃における粘度が、250mPa・s以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[5][1]から[4]のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物。
[6]基材と、[5]に記載の硬化物からなる層と、を有する積層体。
[7]前記基材が、プラスチック基材である、[6]に記載の積層体。
[8]単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果δdが16.00~16.72MPa0.5である化合物として選択された化合物A(ただし、下記化合物Bを除く。)と、下記化合物Bとを混合することを含む、硬化性組成物の製造方法。
化合物B:(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマー。
[9]さらに、前記化合物Aが、下式(L)より算出されるRa(S)が3.86~6.67MPa0.5であることを満たす、[8]に記載の製造方法。
Ra(S)=[4×(δd-δdS)2+(δp-δpS)2+(δh-δhS)2]0.5 ・・・式(L)
式(L)中、
Ra(S)はハンセン溶解度パラメーターにおけるδd、δpおよびδhで表される三次元空間での化合物A単体と、前記硬化性組成物が使用される基材とのベクトル距離を示すハンセン溶解度パラメーター距離であり;
δdは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δdSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δpは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δpSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δhは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果であり;
δhSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果である。
[10]さらに、下記化合物B-1を混合する、[8]または[9]に記載の製造方法。
化合物B-1:デンドリマー構造およびハイパーブランチ構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、(メタ)アクリレート(ただし、前記化合物Bを除く。)。
[11][8]から[10]のいずれかに記載の製造方法で得られた硬化性組成物を硬化することを含む、硬化物の製造方法。
[12]基材と、硬化物からなる層とを有する積層体の製造方法であって、
[8]から[10]のいずれかに記載の製造方法で得られた硬化性組成物を硬化して前記硬化物とすることを含む、積層体の製造方法。
[13]前記基材が、プラスチック基材である、[12]に記載の製造方法。
本発明の硬化物は、耐温水密着性に優れる。
本発明の積層体は、耐温水密着性に優れる硬化物からなる層を有する。
本発明の硬化性組成物の製造方法によれば、塗膜とした際の耐温水密着性に優れる硬化性組成物が得られる。
本発明の硬化物の製造方法によれば、耐温水密着性に優れる硬化物が得られる。
本発明の積層体の製造方法によれば、耐温水密着性に優れる硬化物からなる層を有する積層体が得られる。
「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」および「メタクリル」の総称である。
「(メタ)アクリロイル」とは、「アクリロイル」および「メタクリロイル」の総称である。
「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」および「メタクリレート」の総称である。
「(メタ)アクリロイル基官能基数」とは、1分子の(メタ)アクリレートに含まれる(メタ)アクリロイル基の数を意味する。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。本明細書に開示の数値範囲は、その下限値および上限値を任意に組み合わせて新たな数値範囲とすることができる。
本発明の硬化性組成物は、下記化合物Aと、下記化合物Bとを含有する。
化合物A:単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5となる化合物(ただし、下記化合物Bを除く。)。
化合物B:(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマー。
化合物Aは、単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5となる化合物である(ただし、後述の化合物Bを除く。)。
ここでハンセン溶解度パラメーターは、ヒルデブランド(Hildebrand)によって導入された溶解度パラメーターをδd、δpおよびδhの3成分に分割することで、3次元空間に表したものである。δdはファンデルワールス分散力による効果を示す。δpは双極子間力による効果を示す。δhは水素結合力による効果を示す。各種の化合物についてのハンセン溶解度パラメーター値は、例えば、Charles M. Hansenによる「Hansen Solubility Parameters:A Users Handbook(CRCプレス、2007年)」等に記載されている。化合物のδd、δpおよびδhは、例えば、コンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(h)を用いることによって、その化学構造から簡便に推算することができる。本発明ではコンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)Ver.5.3.02)のデータベースに登録されている化合物に関してはその値を使用する。該データベースにない化合物に関しては、HSPiP Ver.5.3.02により推算される値を使用する。
化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが前記数値範囲内であるため、硬化性組成物から得られる塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性が良くなると考えられる。この詳細なメカニズムは不明であるが、以下の通り推測される。
ハンセン溶解度パラメーターにおけるδdは、ファンデルワールス分散相互作用を表し、炭化水素類にとって最も重要な相互作用である。環状化合物の方が直鎖状化合物よりもδdが高く、芳香族の場合さらにδdが高くなる。エステル化合物についても同様の影響が現れる。また炭素原子より大きい塩素、臭素、硫黄等を含む場合もδdは高い。
化合物Aの単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5であるため、化合物Aの分子骨格は適度に細長く、嵩高くないものとなる。このような分子骨格の化合物Aは基材に対して適度な親和性を示し、基材内部にまで化合物Aが浸透して膨潤しやすいが、基材の溶解は起こしにくい。そのため、硬化塗膜と基材が混ざり合って形成する界面が塗膜中に溶出拡散することを抑制できると考えられる。界面が塗膜と基材の間に留まる結果、接触界面のアンカー効果が得られやすくなるため、ファンデルワールス力、水素結合力等に基づく吸着力が増す。そのため、硬化性組成物から得られる塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性が良くなると推測される。
以上説明したようにハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5の化合物Aによれば、硬化物の塗膜とした際に、表面積が大きな接触界面を基材との界面に形成しやすいと考えられる。そのため、塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性が良くなる。また、基材表面の機能性コーティングを長期に渡り保持できる。
化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.72MPa0.5より小さい値であると、分子骨格が過度に基材と類似することが少なくなる。そのため、化合物Aによる基材の溶解ないし溶出の挙動が適度に抑制されることで、塗膜と基材が混ざり合った成分が接触界面にとどめられやすい。結果、アンカー効果による密着性を高めることができると考えられる。
以上の観点から、化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdは16.10~16.52が好ましく、16.15~16.32がより好ましく、16.16~16.30がさらに好ましく、16.18~16.28がよりさらに好ましく、16.19~16.25がよりさらに好ましく、16.20~16.23が最も好ましい。
Ra(S)=[4×(δd-δdS)2+(δp-δpS)2+(δh-δhS)2]0.5 ・・・式(L)
式(L)中、
Ra(S)はハンセン溶解度パラメーターにおけるδd、δpおよびδhで表される三次元空間での化合物A単体と、硬化性組成物が使用される基材とのベクトル距離を示すハンセン溶解度パラメーター距離であり;
δdは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δdSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δpは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δpSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δhは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果であり;
δhSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果である。
化合物A単体と基材とのハンセン溶解度パラメーター距離Ra(S)が3.86~6.67MPa0.5であると、化合物Aは基材を構成する成分に対して適度な相溶性を示すものとなる。このような分子骨格の化合物Aは基材に対して適度な親和性を示し、基材内部にまで化合物Aが浸透して膨潤しやすいが化合物Aにより基材を溶解しにくい。そのため、基材分子の運動性が高くなることで、基材と硬化性組成物から得られる界面での分子鎖の絡み合いが起こりやすい。結果、塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性がさらに良くなる。また、基材表面の機能性コーティングをさらに長期に渡り外観良好な状態で保持できる。
以上説明したようにハンセン溶解度パラメーター距離Ra(S)が3.86~6.67MPa0.5の化合物Aによれば、硬化塗膜の基材表層の分子との拡散相互作用効果を高めることで、塗膜と基材との分子鎖の絡まり合いを形成しやすくなると考えられる。そのため、塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性がさらに良くなる。また、基材表面の機能性コーティングをさらに長期に渡り外観良好な状態で保持できる。
化合物A単体と基材とのハンセン溶解度パラメーター距離Ra(S)が6.67MPa0.5より小さい値であると、分子骨格が基材を構成する成分に対する相溶性が高くなる。そのため、基材内部に化合物Aが浸透することで基材の分子鎖の運動性が増し、硬化後の塗膜と基材との界面における分子の絡み合いが起こりやすくなる。結果、塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性が発現可能となると考えられる。
以上の観点から、化合物A単体と基材とのハンセン溶解度パラメーター距離Ra(S)は4.00~6.60が好ましく、5.00~6.55がさらに好ましく、5.70~6.50がより好ましく、5.75~6.40がさらに好ましく、5.80~6.30がさらに好ましく、5.90~6.25がさらに好ましく、5.93~6.20がさらに好ましく、5.95~6.15がよりさらに好ましく、5.95~6.11がよりさらに好ましく、6.00~6.11が最も好ましい。
化合物Aは1種を単独で用いてもよく、基材とのハンセン溶解度パラメーター距離Ra(S)が異なる2種以上を併用してもよい。
δdS=18.80 ・・・式(M)
δpS=7.50 ・・・式(N)
δhS=5.60 ・・・式(O)
前記式(M)、(N)、(O)に示したポリカーボネート樹脂基材のδdS、δpS、δhSは、ポリカーボネート樹脂の溶解球の中心座標であり、コンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)Ver.5.3.02)を用いて推算した。ポリカーボネート樹脂の溶解球は、ポリカーボネート樹脂を用いた試験片溶解実験を行った際に、試験片が完全に溶解した化合物群のδd、δpおよびδhで表される三次元空間内での分布状態をハンセン溶解球解析することで得られる。ポリカーボネート樹脂の溶解球の球半径は5.60MPa0.5である
(1)室温にてポリカーボネート樹脂0.02gに対して、液体試料4gを加える。
(2)5分間の超音波撹拌を実施する。
(3)試料を速やかに25℃に設定した恒温槽に24時間静置する。
(4)24時間経過後の樹脂の様子を観察し、溶解、膨潤または変化なしで判定する。
(5)液体試料の分子構造式と外観判定結果を基に、コンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)Ver.5.3.02)にて解析を行う。
化合物Aの単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδpが2.85~5.89MPa0.5であると、化合物Aの分子骨格は適度な極性を有するものとなる。このような分子骨格の化合物Aは基材表面の極性官能基に対して適度な親和性を示すため、基材表面とファンデルワールス力による吸着力を高めやすい。結果、アンカー効果が得られやすくなり、吸着力が増す。そのため、硬化性組成物から得られる塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性がさらに良くなると推測される。
以上説明したようにハンセン溶解度パラメーターにおけるδpが2.85~5.89MPa0.5の化合物Aによれば、硬化物の塗膜とした際に、基材表面とのファンデルワールス力に基づく吸着力を増大しやすいと考えられる。そのため、塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性がさらに良くなる。また、基材表面の機能性コーティングをさらに長期に渡り保持できる。
化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδpが5.89MPa0.5より小さい値であると、分子骨格の分極率が過度に大きくなりにくい。そのため、水やアルコール、エステル等の高極性有機溶剤に対する硬化塗膜の膨潤、侵食を抑制することが可能となる。結果、塗膜の水や溶剤に対する耐久性を向上しやすいと考えられる。
以上の観点から、化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδpは3.10~5.10が好ましく、3.30~4.90がより好ましく、3.60~4.70がさらに好ましく、3.90~4.50がよりさらに好ましく、3.99~4.32が最も好ましい。
化合物Aの単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδhが4.02~10.75MPa0.5であると、化合物Aの分子骨格は適度な耐水性を有するものとなる。このような分子骨格の化合物Aは基材表面の極性官能基に対して適度な親和性を示すため、基材表面と水素結合を形成しやすい。そのため、硬化塗膜と基材界面との密着性が顕著に増大すると考えられる。結果、アンカー効果が得られやすくなり、吸着力が増す。さらに、化合物Aの分子骨格は適度な耐水性を示すため、長時間水に曝露される環境下でも塗膜が膨潤することなく、塗膜の機械的強度が持続すると考えられる。結果、塗膜の耐水性が向上する。そのため、硬化性組成物から得られる塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性がさらに良くなると推測される。
以上説明したようにハンセン溶解度パラメーターにおけるδhが4.02~10.75MPa0.5の化合物Aによれば、硬化物の塗膜とした際に、耐水性と基材表面との高い密着性が両立しやすいと考えられる。そのため、塗膜の耐温水密着性、耐湿熱密着性がさらに良くなる。また、基材表面の機能性コーティングをさらに長期に渡り保持できる。
化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδhが10.75MPa0.5より小さい値であると、分子骨格の親水性が過度に大きくなりにくい。そのため、水による硬化塗膜の膨潤や侵食を抑制することができ、耐水性が向上しやすい。結果、塗膜の耐温水密着性や耐湿熱密着性が向上すると考えられる。
以上の観点から、化合物Aのハンセン溶解度パラメーターにおけるδhは4.20~8.50が好ましく、4.50~7.50がより好ましく、5.00~6.50がさらに好ましく、5.20~6.00がよりさらに好ましく、5.40~5.70が最も好ましい。
これら数値範囲が好ましい理由としては推測ではあるが、以下のように考えられる。
分子量が前記数値範囲内であると基材の溶解ないし溶出の挙動と基材内部への浸透性のバランスが良くなると考えられる。分子量が160以上であると、拡散による基材の溶解ないし溶出の挙動が起きにくく、表面積が大きな硬化物と基材との間で界面を形成しやすいと推測される。一方、分子量が305以下であると、分子サイズが過度に大きくなく、基材内部への浸透性を維持しやすいと推測される。
窒素原子を有する化合物Aとしては、例えば、アミノ、アクリルアミドモノマーを含むアミド、アミン、アミンオキシドを含む半極性化合物が挙げられる。
硫黄原子を有する化合物Aとしては、例えば、チオール、チオエステル、スルホン酸、スルフォベタインを含む両性化合物が挙げられる。
リン原子を有する化合物Aとしては、例えば、リン酸、リン酸エステル、ホスフォベタインを含む両性化合物が挙げられる。
ホウ素原子を有する化合物Aとしては、例えば、ボラン、ボロン酸、ボロン酸エステルが挙げられる。
ケイ素原子を有する化合物Aとしては、例えば、シラン、シロキサン、シラノールが挙げられる。
ハロゲン原子を有する化合物Aとしては、例えば、ハロゲン化アルカン、ハロゲン化アルケン、ハロゲン化アルキンが挙げられる。
芳香族環とは、芳香族性を有する単環または二環以上の多環である。芳香族環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環が挙げられる。
非芳香族ヘテロ環は環状アミノであってもよい。「環状アミノ」は、非芳香族ヘテロ環の環構造を形成する窒素原子上に結合手を有する。環状アミノとしては、例えば、アゼチジン-1-イル、ピロリジン-1-イル、ピペリジン-1-イル、モルホリン-4-イル、チオモルホリン-4-イル、ピペラジン-1-イルが挙げられる。
アセテートとしては、例えば、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、プロピルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ペンチルカルビトールアセテート、ヘキシルカルビトールアセテート、ヘプチルカルビトールアセテート、オクチルカルビトールアセテートが挙げられる。ただし、アセテートはこれらの例示に限定されない。
例えば、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエトキシエチルアクリレート、ヘキシロキシエトキシエチルアクリレート、カプロラクトン変性(1mol)エチルアクリレート、メトキシ-トリエチレングリコールアクリレート、ブトキシ-トリエチレングリコールアクリレート、4-アクリロイルオキシブチルエチルカーボネート、4-アクリロイルオキシブチルブチルカーボネート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレートが好ましく、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエトキシエチルアクリレート、ヘキシロキシエトキシエチルアクリレート、カプロラクトン変性(1mol)エチルアクリレート、メトキシ-トリエチレングリコールアクリレート、ブトキシ-トリエチレングリコールアクリレート、4-アクリロイルオキシブチルエチルカーボネート、4-アクリロイルオキシブチルブチルカーボネート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレートがより好ましく、エトキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエトキシエチルアクリレート、ヘキシロキシエトキシエチルアクリレート、カプロラクトン変性(1mol)エチルアクリレート、メトキシ-トリエチレングリコールアクリレート、ブトキシ-トリエチレングリコールアクリレート、4-アクリロイルオキシブチルエチルカーボネート、4-アクリロイルオキシブチルブチルカーボネートが最も好ましい。
化合物Bは、(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマーである。
化合物Aとの関係において、「(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマー」に該当する化合物であれば、単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5であってもその化合物は化合物Bとする。
ポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル](イソ)シアヌレートとしては、例えば、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
ポリエステルポリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルペンタ(メタ)アクリレート、ポリエステルヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
ポリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリンEO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセリンカプロラクトン変性トリ(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、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、EO変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、PO変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、EO変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、PO変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、EO変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、PO変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、EO変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、PO変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。「EO」はエチレンオキサイド、「PO」はプロピレンオキサイドを意味する。
化合物Bは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
一実施態様に係る硬化性組成物は、化合物Aおよび化合物Bに加えて、下記の化合物Cをさらに含有することが好ましい。化合物Cは(メタ)アクリロイル基とウレタン結合とを有する、(メタ)アクリレートである。
化合物Aとの関係において、「(メタ)アクリロイル基とウレタン結合とを有する、(メタ)アクリレート」に該当する化合物であれば、単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5であってもその化合物は化合物Cとする。
例えば、下記のウレタン(メタ)アクリレート(C1)が好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレート(C1):ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート(c1)と、ポリイソシアネート(c2)と、1分子中に2個以上のヒドロキシ基を有するポリオール(c3)との反応物。
「骨格がモノまたはポリペンタエリスリトールである化合物」としては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。
ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート(c1)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;
ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(水添XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)等の脂環式ポリイソシアネート;
2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’-MDI)、1,4-フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート;
これらのイソシアヌレート体、アダクト体、ビウレット体;
が挙げられる。
ポリイソシアネート(c2)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なかでも特に、耐擦傷性の観点から脂環式ポリイソシアネートがより好ましく、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)がさらに好ましい。
なかでも耐候性の観点から、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ラクトン系ポリオールが好ましく、ポリカーボネートポリオールがより好ましい。また、塗膜の柔軟性を向上させクラックが発生しにくくなるという観点から、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシブチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)が好ましく、ポリテトラメチレンエーテルグリコールがより好ましい。
ポリオール(c3)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリカーボネートポリオールの市販品としては、例えば、
株式会社クラレ製のクラレポリオールC-590、クラレポリオールC-770、クラレポリオールC-1050、クラレポリオールC-1090、クラレポリオールC1065N、クラレポリオールC-1015N、クラレポリオールC-2090、クラレポリオールC-3090;
旭化成株式会社製のデュラノールT-5650E、デュラノールT-5650J、デュラノールT-5651、デュラノールT-5652、デュラノールG-4671、デュラノールG-4672、デュラノールG3450J、デュラノールG3452;
三菱ケミカル株式会社製のベネビオールNL1010DB、ベネビオールNL2010DB、ベネビオールNL3010DB、ベネビオールNL1005B、ベネビオールNL2005B、ベネビオールNL1030B、ベネビオールHS0830B、ベネビオールHS0840B、ベネビオールHS0840H、ベネビオールHS0850H;
が挙げられる。
三菱ケミカル株式会社製のPTMG250、PTMG650、PTMG1000、PTMG2000、PTMG3000;
美浜株式会社製のPTMEG#220、PTMEG#650、PTMEG#1000、PTMEG#1400、PTMEG#2000;
保土谷化学工業株式会社製のPTG-650、PTG-850SN、PTG-3000;
が挙げられる。
反応条件としては、加熱下の条件が好ましい。例えば、反応温度70℃で反応時間8時間の条件が挙げられる。
ポリカーボネートポリオールと、脂環構造を有するジイソシアネート化合物と、ヒドロキシ基を有するモノ(メタ)(メタ)アクリレートモノマーとの反応物;
ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、4-ヒドロキシ-N-(2-ヒドロキシエチル)-N-メチルブタンアミドと、脂環構造を有するジイソシアネート化合物と、ヒドロキシ基を有するモノ(メタ)(メタ)アクリレートモノマーとの反応物;
が好ましい。
したがって、化合物Cの質量平均分子量(Mw)は500~8000が好ましく、1000~6000がより好ましい。
化合物Cの質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により測定した標準ポリスチレン換算の値である。
一実施態様に係る硬化性組成物は、化合物A、化合物Bおよび化合物Cに加えて、下記の化合物B-1をさらに含有することがより好ましい。
化合物B-1:デンドリマー構造およびハイパーブランチ構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、(メタ)アクリレート(ただし、化合物Bおよび化合物Cを除く。)。
化合物Aとの関係において、「デンドリマー構造およびハイパーブランチ構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、(メタ)アクリレート」に該当する化合物であれば、単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるδdが16.00~16.72MPa0.5であってもその化合物は化合物B-1とする。
ハイパーブランチ構造とは、前記多重の分岐構造が放射状ではなく、所定の一方向または二以上の方向に分岐状に延びた構造を意味する。
硬化性の観点から、化合物B-1の(メタ)アクリロイル基官能基数は4以上が好ましく、6以上がより好ましい。また、硬化収縮の観点から、化合物B-1の(メタ)アクリロイル基官能基数は、20以下が好ましく、18以下がより好ましい。
ハイパーブランチ構造を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、SARTOMER社製のCN2302、CN2303、CN2304が挙げられる。
化合物B-1の粘度(25℃)は、E型粘度計を用いて25℃で測定した値である。
本発明の一実施態様に係る硬化性組成物は、化合物A、化合物B、化合物Cおよび化合物B-1以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物をその他のモノマーとしてさらに含有してもよい。
その他のモノマーは特に限定されない。例えば、直鎖状の脂肪族炭化水素(メタ)アクリレート、分岐構造を有する脂肪族炭化水素(メタ)アクリレート、環状構造を有する脂肪族炭化水素(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。その他のモノマーは分子骨格中に重合活性基を少なくとも1つ以上有することが好ましい。
その他のモノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
硬化性組成物は、化合物A、化合物B、化合物C、化合物B-1およびその他のモノマー以外のその他の成分をさらに含有してもよい。
その他の成分としては、例えば、紫外線吸収剤、光重合開始剤、有機溶剤、添加剤が挙げられる。ただし、その他の成分はこれらの例示に限定されない。
化合物Aとの関係において、以下に例示するその他の成分のなかに基材とのハンセン溶解度パラメーター距離Ra(S)が3.86~6.67MPa0.5である化合物があれば、その化合物は化合物Aとする。
紫外線吸収剤は硬化性組成物の硬化物に、太陽光に含まれる紫外線を吸収する効果を付与できる。硬化性組成物が紫外線吸収剤を含有すると、硬化性組成物の硬化物の耐候性がさらに向上する。
2-ヒドロキシベンゾフェノン、5-クロロ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクチロキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤;
2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-(2-メタクリロイルオキシエチル)フェニル)-2H-ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;
2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシロキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(2’-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブチロキシフェニル)-6-(2,4-ビス-ブチロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-[1-オクチロキシカルボニルエトキシ]フェニル)-4,6-ビス(4-フェニルフェニル)-1,3,5-トリアジン等のヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤;
例えば、フェニルサリシレート、p-tert-ブチルフェニルサリシレート、p-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニルサリシレート、3-ヒドロキシフェニルベンゾエート、フェニレン-1,3-ジベンゾエートが挙げられる。
紫外線吸収剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
吸光度は日立製作所製のU-1900型分光光度計により測定される。
硬化物にブリードアウトが発生しにくいという観点から、紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤がより好ましい。ブリードアウトとは、硬化物の表面に紫外線吸収剤が析出し、硬化物の表面が白化する現象である。
ポリカーボネート樹脂等の基材の黄変を防止できるという観点から、紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤がさらに好ましい。
一実施態様において、硬化性組成物の硬化反応に紫外線を用いる場合には、硬化性組成物は光重合開始剤を含有することが好ましい。硬化性組成物が光重合開始剤を含有すると、紫外線吸収剤が存在していても、硬化性組成物を紫外線によって充分に硬化させることができる。ただし、一実施態様において、硬化性組成物を紫外線以外の活性エネルギー線(電子線等)で硬化させる場合には、光重合開始剤は必ずしも必要でない。
光重合開始剤としては、硬化性組成物における溶解性がよく、紫外線照射によりアクリル系モノマーまたはオリゴマーの重合を開始させ得るものであれば特に限定されない。
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベンジル、ベンゾフェノン、p-メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、4,4-ビス(ジメチルアミノベンゾフェノン)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン等のカルボニル化合物;
テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物;
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物;
ベンゾイルパーオキシド、ジターシャリーブチルパーオキシド等のパーオキシド化合物;
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、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;
が挙げられる。
光重合開始剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
硬化性組成物は、その他の成分として、有機溶剤を含有していてもよい。硬化性組成物が有機溶剤を含有すると、硬化性組成物の成分の均一溶解性、分散安定性が向上しやすい。また、硬化物の基材との密着性、硬化物の平滑性および均一性等も向上しやすい。
有機溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
硬化性組成物は、必要に応じて添加剤をさらに含有してもよい。添加剤としては、例えば、光安定剤、酸化防止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、防曇剤が挙げられる。ただし、添加剤はこれらの例示に限定されない。
硬化性組成物の固形分濃度は、環境負荷とスプレー塗装性の観点から、50~100質量%が好ましく、60~95質量%がより好ましく、70~90質量%がさらに好ましい。
(1)アルミ皿を110℃に熱した乾燥機に30分間置き、デシケーター内で冷却した後、重量:Wを記録する。
(2)硬化性組成物を0.2±0.1g秤量し、重量:W1を記録する。
(3)試料を速やかに50℃に熱した乾燥機に30分間置き、乾燥させる。
(4)加熱終了後、アルミ皿に乗せたまま硬化性組成物を硬化装置で硬化させる。
(5)硬化物を110℃に熱した乾燥機に60分間置き、乾燥させる。
(6)デシケーター内で冷却後、残った重量:W2を記録する。
(7)下記式(α)にしたがって、固形分濃度:NVを算出する。
NV(質量%)=((W2-W)/(W1-W))×100 ・・・式(α)
硬化性組成物の粘度(25℃)は250mPa・s以下が好ましく、150mPa・s以下がより好ましく、100mPa・s以下がさらに好ましい。硬化性組成物の粘度(25℃)が250mPa・s以下であると、硬化性組成物の固形分濃度が60質量%以上の高い場合においても、スプレー塗装性が良くなる。
また、塗装後の液ダレ防止の観点から、硬化性組成物の粘度(25℃)は、20mPa・s以上が好ましい。
硬化性組成物の粘度(25℃)は、E型粘度計を用いて25℃で測定した値である。
化合物Aの割合は、化合物A、化合物B、化合物C、化合物B-1およびその他のモノマーの合計質量の1~50質量%が好ましい。化合物Aの割合が前記数値範囲内であると、耐久性試験後においても塗膜の基材に対する密着性がさらに向上する。耐久性試験後の密着性の観点から、化合物Aの割合は、化合物A、化合物B、化合物B-1、化合物Cおよびその他のモノマーの合計の3~35質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましく、6~25質量%がさらに好ましく、7~25質量%が特に好ましい。
紫外線吸収剤の割合が前記下限値以上であれば、硬化性組成物の硬化物の耐候性がさらに向上する。紫外線吸収剤の割合が前記上限値以下であれば、硬化性がさらに向上する。
本発明の硬化性組成物の製造方法は、単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果δdが16.00~16.72MPa0.5である化合物として選択された化合物Aと、化合物Bとを混合することを含む。混合に際しては、種々の撹拌機が使用され得る。また、化合物Aと、化合物Bとを均一に混合することが好ましい。
混合に際しては、必要に応じて化合物C、化合物B-1、その他のモノマー、その他の成分をさらに混合してもよい。
化合物A、化合物B、化合物C、化合物B-1、その他のモノマー、その他の成分の詳細および好ましい態様は上述の通りである。
化合物Aの選定に際しては、ソフトウェアを使用してハンセン溶解度パラメーターを算出することが好ましい。ハンセン溶解度パラメーターについては、化合物Aについて詳細に説明した通りである。
本発明の硬化性組成物は、耐温水密着性に優れる。また、一実施態様に係る硬化性組成物はスプレー塗装性に優れ、また、耐湿熱密着性等に優れる。したがって、一実施態様に係る硬化性組成物は、自動車用の各種ランプレンズ用ハードコート、計器類用ハードコート、グリル用ハードコート、外装用ハードコート等の用途に好適に用いることができる。
本発明の硬化物は、前記硬化性組成物を硬化した硬化物である。
本発明の硬化物は、本発明の硬化性組成物に紫外線等の活性エネルギー線を照射して硬化することにより得られる。活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、電子線、X線、赤外線、可視光線が挙げられる。
乾燥温度は、基材の耐熱性や熱変形性、有機溶剤の沸点等を考慮して適宜設定すればよい。例えば、20~200℃が好ましく、60~150℃がより好ましい。乾燥時間は、例えば、1分~1時間が好ましく、2分~15分がより好ましい。
本発明の積層体は、基材と、本発明の硬化物からなる層(以下、「硬化物層」ともいう)とを有する。硬化物層は、基材と積層化または複合化されている。一実施態様において、硬化物層は基材の表面の一部に設けられてもよく、全面に設けられてもよい。
基材の形状は特に限定されない。例えば、フィルム状、板状、幾何学的な形状が挙げられるが、いずれの形状でもよい。
基材の材質としては、例えば、
亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金メッキ鋼、ステンレス鋼、錫メッキ鋼等の金属;
ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリアリルジグリコールカーボネート樹脂等のプラスチック;
が挙げられる。
これら基材の材質として、金属、プラスチックは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なかでも、透明性、易成形性の観点から、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましい。さらに、耐熱性、耐衝撃性の観点からポリカーボネート樹脂がより好ましい。
例えば、基材に複数種の硬化物層を積層してもよい。また、複数の基材と複数の硬化物層とを積層してもよい。基材がフィルム状または板状である場合、基材の一方の面上に硬化物層を積層してもよく、基材の両方の面上に硬化物層を積層してもよい。
一実施態様において積層体は、例えば、基材に本発明の硬化性組成物を塗装して塗膜を設け、塗膜に活性エネルギー線を照射して硬化することにより製造できる。
本発明の硬化性組成物はスプレー塗装に適した粘度を有しやすいことから、塗装方法としてはスプレーコート法が好ましい。
塗膜は、上述した硬化性組成物と同様にして硬化させることができる。
使用した原料およびその略号は以下の通りである。
・BE-EA:ブトキシエトキシエチルアクリレート(δd:16.20、δp:4.31、δh:5.88、Ra(PC):6.11、Mw:216.3)。
・CP-EA:カプロラクトン変性(1mol)エチルアクリレート(δd:16.25、δp:4.41、δh:5.60、Ra(PC):5.96、Mw:214.3)。
・EE-EA:エトキシエトキシエチルアクリレート(δd:16.18、δp:5.06、δh:6.46、Ra(PC):5.84、Mw:188.2)。
・ABEC:4-アクリロイルオキシブチルエチルカーボネート(δd:16.18、δp:6.07、δh:5.86、Ra(PC):5.44、Mw:216.2)。
・BTG-A:ブトキシ-トリエチレングリコールアクリレート(δd:16.16、δp:4.34、δh:6.04、Ra(PC):6.17、Mw:260.3)。
・HE-EA:ヘキシロキシエトキシエチルアクリレート(δd:16.15、δp:3.98、δh:5.39、Ra(PC):6.37、Mw:244.3)。
・C4DA:1,4-ブタンジオールジアクリレート(δd:16.43、δp:4.30、δh:5.66、Ra(PC):5.72、Mw:198.2)。
・C6DA:1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(δd:16.33、δp:3.92、δh:5.08、Ra(PC):6.12、Mw:226.3)。
・ABBC:4-アクリロイルオキシブチルブチルカーボネート(δd:16.07、δp:5.30、δh:4.99、Ra(PC):5.92、Mw:244.3)。
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(商品名ビスコート#295、大阪有機化学工業株式会社製)。
・M-315:イソシアヌル酸EO変性ジアクリレートとイソシアヌル酸EO変性トリアクリレートの混合物(商品名アロニックス M-315、東亜合成株式会社製)。
・DPCA-20:ジペンタエリスリトール・カプロラクトンのアクリル酸エステル(商品名KAYARAD DPCA-20、日本化薬株式会社製)。
・C1-1:下記合成例1で得た、アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレート、(メタ)アクリロイル官能基数:2、質量平均分子量(Mw):4100。
・C1-2:下記合成例2で得た、アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレート、(メタ)アクリロイル官能基数:2、質量平均分子量(Mw):3600。
保温機能付き滴下漏斗、還流冷却器、攪拌機および温度計を取り付けたフラスコに、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート:530部、ジラウリン酸ジn-ブチル錫:300ppmを仕込み、50℃に加温した。その後、ポリオール化合物としてポリカーボネートジオールである株式会社クラレ製のクラレポリオールC-770:700部(1mol)を2時間かけて滴下した。50℃にて2時間攪拌した後、1時間かけて70℃まで昇温させた。その後、2-ヒドロキシエチルアクリレート:239部を2時間かけて滴下し、さらに2時間攪拌し、ウレタンアクリレートC1-1を得た。
攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗および温度計を取り付けたフラスコに、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート:530部、ジラウリン酸ジn-ブチル錫:300ppmを仕込み、50℃に加温した。その後、ポリオール化合物として保土谷化学工業株式会社製のPTG-850SN:441部と4-ヒドロキシ-N-(2-ヒドロキシエチル)-N-メチルブタンアミド:69部を2時間かけて滴下した。50℃にて2時間攪拌した後、1時間かけて70℃まで昇温させた。その後、2-ヒドロキシエチルアクリレート:262部を2時間かけて滴下し、さらに2時間攪拌し、ウレタンアクリレートC1-2を得た。
・CN2303:ハイパーブランチ構造を有するアクリレート(サートマー社製)、(メタ)アクリロイル官能基数:6、粘度(25℃):375mPa・s。
・CN2304:ハイパーブランチ構造を有するアクリレート(サートマー社製)、(メタ)アクリロイル官能基数:18、粘度(25℃):750mPa・s。
・4-HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート(δd:16.73、δp:6.59、δh:10.76、Ra(PC):6.68、Mw:144.2)。
・ISTA:イソステアリルアクリレート(δd:15.80、δp:1.78、δh:2.17、Ra(PC):8.93、Mw:324.5)。
・CTFA:環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート(δd:17.05、δp:5.90、δh:5.71、Ra(PC):3.85、Mw:200.2)
・UM-90DA:ポリカーボネートジオールジアクリレート(宇部興産株式会社製、δd:16.90、δp:5.58、δh:5.88、Ra(PC):4.27、Mw:736.9)
・2-EHA:2-エチルヘキシルアクリレート(δd:15.95、δp:2.86、δh:4.01、Ra(PC):7.51、Mw:184.3)。
・チヌビン400(紫外線吸収剤):2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシロキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと1-メトキシ-2-プロパノールの混合物(BASF社製)。
・チヌビン405(紫外線吸収剤):2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(2’-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン(BASF社製)。
・チヌビン479(紫外線吸収剤):構造非公開(BASF社製)。
・Omnirad 184(光重合開始剤):1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン。
・BYK-333(シリコン系レベリング剤):ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(BYK社製)。
物性値の評価方法は以下の通りである。
δd、δpおよびδh:各化合物のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果δd、双極子間力による効果δp、水素結合力による効果δhはコンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)Ver.5.3.02を用いて各化合物の分子構造より推算した。
Ra(PC):化合物と基材であるポリカーボネート樹脂(PC)とのハンセン溶解度パラメーター距離は各化合物単体のδd、δpおよびδh、と下式(M)、(N)、(O)に示すポリカーボネート樹脂のδdS、δpSおよびδhS、と下式(L)を用いて算出して求めた。各化合物単体のδd、δpおよびδhはコンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)Ver.5.3.02を用いて推算した。
下式(M)、(N)、(O)に示したポリカーボネート樹脂基材のδdS、δpSおよびδhSは、ポリカーボネート樹脂の溶解球の中心座標であり、コンピューターソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)Ver.5.3.02)を用いて推算した。ポリカーボネート樹脂の溶解球は、ポリカーボネート樹脂を用いた試験片溶解実験を行った際に、試験片が完全に溶解した化合物群のδd、δpおよびδhで表される三次元空間内での分布状態をハンセン溶解球解析することで得た。ポリカーボネート樹脂の溶解球の球半径は5.60MPa0.5である。試験片溶解実験は、上述の手順で実施した。
Ra(S)=[4×(δd-δdS)2+(δp-δpS)2+(δh-δhS)2]0.5 ・・・式(L);
δdS=18.80 ・・・式(M)
δpS=7.50 ・・・式(N)
δhS=5.60 ・・・式(O)
E型粘度計TVE-20H(東機産業社製)を用いて化合物B-1の粘度(25℃)を測定した。
硬化性組成物の固形分濃度が表3に記載の濃度となるように、PGMで硬化性組成物を希釈した後、E型粘度計TVE-20H(東機産業社製)を用いて粘度(25℃)を測定した。
ポリマー(化合物C等)の質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により以下の条件で測定した標準ポリスチレン換算による分子量である。
装置:東ソー社製 高速GPC装置 HLC-8320GPC型
UV(紫外線)検出器:東ソー社製 UV-8320型
流速:0.35mL/min
注入口温度:40℃
オーブン温度:40℃
RI(示差屈折計)温度:40℃
UV波長:254nm
サンプル注入量:10μL
カラム:下記の(1)、(2)、(3)の順に3本連結した。
(1)東ソー社製 TSKgel superHZM-M(4.6mmID×15cmL)
(2)東ソー社製 TSKgel superHZM-M(4.6mmID×15cmL)
(3)東ソー社製 TSKgel HZ2000(4.6mmID×15cmL)
ガードカラム:東ソー社製 TSKguardcolumn SuperHZ-L(4.6mmID×3.5cmL)
溶媒:THF(安定剤BHT)
サンプル濃度は樹脂分が0.2質量%になるように調整した。
(評価サンプルの作製)
ポリカーボネート樹脂射出成形板(パンライトL-1225Z-100(商品名)、帝人株式会社製、3mm厚)に硬化性組成物をスプレー、またはバーコーター(#14)を使用して塗装した。IR(遠赤外線)乾燥炉中70℃で240秒加熱乾燥し、塗膜を形成した。次に、形成された塗膜に対し、空気雰囲気下、高圧水銀灯を用い、株式会社オーク製作所製の紫外線光量計UV-351で照射量が2000mJ/cm2(波長340~380nm)となるように紫外線を照射することで塗膜を硬化させ、硬化物層とした。硬化物層の厚さは9μmであった。これにより、ポリカーボネート樹脂射出成形板と硬化物層とを含む積層体を得た。得られた積層体を評価サンプルとして以下の評価を行った。
恒温水槽を用いて、80℃の温水に評価サンプルを浸し、8時間後の評価サンプルの外観変化を目視確認した。その後サンプル上の硬化塗膜に1mm間隔で基材まで達するクロスカットを入れることで、1mm2の碁盤目を100個作った。クロスカットを入れた硬化塗膜の表面にセロハンテープ(ニチバン株式会社製、商品名セロテープ)を貼り付けた後に急激に剥がした。このとき、剥離した碁盤目を数えた。耐温水密着性の判定基準は次の通りである。
・判定基準(碁盤目密着試験)
5B(最良):剥離がない。
4B(良好):切断部等に細かい剥離が見られるが、マス目に剥離がない。
3B(可) :マス目の半分以下が剥離する。
2B(不良):マス目の半分以上が剥離する。
1B(不可):マス目の塗膜が全て剥離する。
恒温恒湿機を用いて、70℃、95%RHの環境下に評価サンプルを設置し、240時間後の評価サンプルの外観変化を目視確認した。前記耐温水密着性と同じ手法によって耐湿熱密着性を評価した。耐湿熱密着性の判定基準は次の通りである。
・判定基準(碁盤目密着試験)
5B(最良):剥離がない。
4B(良好):切断部等に細かい剥離が見られるが、マス目に剥離がない。
3B(可) :マス目の半分以下が剥離する。
2B(不良):マス目の半分以上が剥離する。
1B(不可):マス目の塗膜が全て剥離する。
鉛筆硬度の評価は、JIS K5600-5-4に準じて行った。各種硬度の鉛筆を45°の角度で評価サンプルの表面にあて、荷重をかけて引っ掻き試験を行った。傷がつかない最も硬い鉛筆の硬さを鉛筆硬度とした。
評価サンプルの外観を目視確認し、25℃、50%RHでのスプレー塗装性を評価した。スプレー塗装性の判定基準は次の通りである。
・判定基準
A(良好):評価サンプルの表面にシワや白化がない。
B(可) :評価サンプルの表面にシワや白化した部分が観察される。
C(不可):硬化性組成物の粘度が高すぎてスプレー塗装ができないため、バーコーター塗装を実施した。
BE-EAの20.0部、2-EHAの3.3部、DPCA-20の33.3部、CN2304の20.0部、C1-1の13.3部、C1-2の10.0部、チヌビン400の10.0部、Omnirad TPOの4.8部、Omnirad 184の4.8部、チヌビン123の0.9部、BYK-333の0.1部を均一に混合した。その後、希釈溶剤としてPGMを用い、固形分濃度が表3に記載の濃度となるように希釈して硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物をポリカーボネート樹脂射出成形板(パンライトL-1225Z-100(商品名)、帝人株式会社製、3mm厚)にスプレーして塗装した。IR(遠赤外線)乾燥炉中70℃で240秒加熱乾燥し、塗膜を形成した。次に、形成された塗膜に対し、空気雰囲気下、高圧水銀灯を用い、株式会社オーク製作所製の紫外線光量計UV-351で照射量が2000mJ/cm2(波長340~380nm)となるように紫外線を照射することで塗膜を硬化させ、硬化物層とした。硬化物層の厚さは9μmであった。これにより、ポリカーボネート樹脂射出成形板と硬化物層とを含む評価サンプルを作製した。得られた硬化性組成物および評価サンプルの評価結果を表3に示す。
硬化性組成物の組成を表1、2に示すようにしたこと以外は実施例1と同様に硬化性組成物を調製し、評価サンプルを作製した。得られた硬化性組成物および評価サンプルの評価結果を表3に示す。表1、2に示す硬化性組成物の組成の数値は、グラム(g)数表記である。
一方、化合物Aを含有しない比較例1~4の組成物、化合物Bを含有しない比較例5の組成物では、硬化物の塗膜が耐温水密着性に劣り、耐湿熱密着性にも劣る結果であった。また、化合物Bを含有しない比較例5の組成物では、硬化物の塗膜が鉛筆硬度に劣る結果であった。
本発明の硬化物は、耐温水密着性に優れる。
本発明の積層体は、耐温水密着性に優れる硬化物からなる層を有する。
本発明の硬化性組成物の製造方法によれば、塗膜とした際の耐温水密着性に優れる硬化性組成物が得られる。
本発明の硬化物の製造方法によれば、耐温水密着性に優れる硬化物が得られる。
本発明の積層体の製造方法によれば、耐温水密着性に優れる硬化物からなる層を有する積層体が得られる。
本発明の硬化性組成物を用いて得られた硬化物および積層体によれば、ポリカーボネート樹脂表面に対して、耐擦傷性や耐候性に優れた機能性コーティングを湿潤状態での長期密着性を維持することが可能となる。これによって、特に屋外や湿潤環境下で使用されるポリカーボネート樹脂の傷付きや黄変といった劣化を抑制することができ、部材の耐久性が向上することが可能となる。
Claims (13)
- 下記化合物Aと、下記化合物Bとを含有する、硬化性組成物。
化合物A:単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果δdが16.00~16.72MPa0.5である化合物。(ただし、下記化合物Bを除く。)。
化合物B:(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマー。 - さらに、前記化合物Aが、下式(L)より算出されるRa(S)が3.86~6.67MPa0.5であることを満たす、請求項1に記載の硬化性組成物。
Ra(S)=[4×(δd-δdS)2+(δp-δpS)2+(δh-δhS)2]0.5 ・・・式(L)
式(L)中、
Ra(S)はハンセン溶解度パラメーターにおけるδd、δpおよびδhで表される三次元空間での化合物A単体と、前記硬化性組成物が使用される基材とのベクトル距離を示すハンセン溶解度パラメーター距離であり;
δdは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δdSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δpは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δpSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δhは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果であり;
δhSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果である。 - 下記化合物B-1をさらに含有する、請求項1に記載の硬化性組成物。
化合物B-1:デンドリマー構造およびハイパーブランチ構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、(メタ)アクリレート(ただし、前記化合物Bを除く。)。 - 前記硬化性組成物の25℃における粘度が、250mPa・s以下である、請求項1に記載の硬化性組成物。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の硬化性組成物の硬化物。
- 基材と、請求項5に記載の硬化物からなる層と、を有する積層体。
- 前記基材が、プラスチック基材である、請求項6に記載の積層体。
- 単体でのハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果δdが16.00~16.72MPa0.5である化合物として選択された化合物A(ただし、下記化合物Bを除く。)と、下記化合物Bとを混合することを含む、硬化性組成物の製造方法。
化合物B:(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する、多官能(メタ)アクリレートモノマー。 - さらに、前記化合物Aが、下式(L)より算出されるRa(S)が3.86~6.67MPa0.5であることを満たす、請求項8に記載の製造方法。
Ra(S)=[4×(δd-δdS)2+(δp-δpS)2+(δh-δhS)2]0.5 ・・・式(L)
式(L)中、
Ra(S)はハンセン溶解度パラメーターにおけるδd、δpおよびδhで表される三次元空間での化合物A単体と、前記硬化性組成物が使用される基材とのベクトル距離を示すハンセン溶解度パラメーター距離であり;
δdは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δdSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおけるファンデルワールス分散力による効果であり;
δpは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δpSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける双極子間力による効果であり;
δhは、化合物A単体のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果であり;
δhSは、前記基材のハンセン溶解度パラメーターにおける水素結合力による効果である。 - さらに、下記化合物B-1を混合する、請求項8に記載の製造方法。
化合物B-1:デンドリマー構造およびハイパーブランチ構造からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、(メタ)アクリレート(ただし、前記化合物Bを除く。)。 - 請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の製造方法で得られた硬化性組成物を硬化することを含む、硬化物の製造方法。
- 基材と、硬化物からなる層とを有する積層体の製造方法であって、
請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の製造方法で得られた硬化性組成物を硬化して前記硬化物とすることを含む、積層体の製造方法。 - 前記基材が、プラスチック基材である、請求項12に記載の製造方法。
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