説明

光カチオン硬化性組成物およびその硬化物

【課題】 大気中でも速やかに光硬化し、ガラス、金属、樹脂等の基材に対する密着性が良好な光カチオン硬化性組成物、並びに該組成物からなるインクジェットインク、ハードコーティング材、およびそれらの硬化物を提供する。
【解決手段】 (A)下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物100部に対して、(B)カチオン反応性化合物0.1〜1000部、(C)光カチオン重合開始剤0.05〜50部、を含有してなる光カチオン硬化性組成物。
【化1】


(式中、R1 〜R4 は、それぞれ同一もしくは異なる炭素数1〜20のアルキル基を表し、n≦2である。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光カチオン硬化性組成物およびその光カチオン硬化性組成物から得られた硬化物に関する。具体的には、透明性、ガラスクリーナー耐性、ガラス、プラスチック樹脂基板などへの接着性、折り曲げ耐性(以下「屈曲性」と称する。)が良好な硬化膜を得ることができ、しかも少ない光照射量で硬化可能であることから、インク、コーティング材、に適用できる光カチオン硬化性組成物およびその硬化物に関する。
【背景技術】
【0002】
紫外線等のエネルギー線を用いた硬化システムは、生産性の向上や近年の環境問題を解決する上で有力な方法となっている。現在の光硬化システムの主流は(メタ)アクリレート系材料を使用したラジカル硬化系であるが、エポキシ化合物やビニルエーテル、オキセタン等の材料を使用したカチオン硬化系材料は、(a)酸素による硬化阻害を受け難いため、表面および薄膜硬化性に優れる、(b)硬化収縮が小さく、幅広い基材に対し良好な接着性を有する、(c)活性種の寿命が長く光照射後も硬化が徐々に進むことから(暗反応)、残モノマー量を低く抑えることが可能である等、ラジカル硬化系に比べ優れた特長を有することから、近年、塗料、接着剤、ディスプレイ用シール剤、印刷インキ、立体造形、シリコーン系剥離紙、フォトレジスト、電子部品用封止剤等への応用が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
光カチオン硬化系で主に用いられる化合物としてはエポキシ化合物が挙げられ、中でもとりわけ反応性に富む脂環式エポキシ化合物が多用される(特許文献1参照)。該脂環式エポキシ化合物は、大気中においても酸素による硬化阻害を起こさないことからラジカル系に比べても優れた表面硬化性を有するが、重合の進行に伴い反応率が低下し内部の硬化性が不十分となり、十分な硬化物性が得られないと言う問題がある。また用いられる化合物の種類が少なく、得られる硬化物の物性を制御するには困難である。
【0003】
一方、熱硬化で広く用いられているグリシジル型エポキシ化合物は、前記脂環式エポキシ化合物に比べて種類は豊富であるが光カチオン硬化の場合には反応性が不十分であり、また安全性上問題があるSbF6やAsF6等の特殊な重合開始剤や、熱硬化を併用する等の方法を用いなければならない。これに対し、オキセタン化合物は光カチオン重合において、単独での開始反応は遅いものの成長反応速度が速い為、エポキシ化合物と併用することにより重合速度が向上することが知られている。しかしながら、この場合でも光硬化性は従来のラジカル系と比較すると未だ十分とは言えず、さらなる高感度化が必要である。この他、ビニルエーテル化合物が高いカチオン重合性を有することが知られているが、単独重合で得られた硬化膜は前記エポキシ化合物やオキセタンに比べ硬化収縮が大きく、基材との接着性が低下するという問題がある。
【0004】
そこで前記脂環式エポキシ化合物にビニルエーテル化合物を併用することにより、エポキシ化合物の重合性を高め、且つ接着性を保持しようとする試みが数多くなされている(例えば、特許文献2および3参照)。さらに、この組合せからなる組成物を特定の用途、例えば、立体リソグラフィー用組成物(特許文献4参照)や、光ディスク用オーバーコート剤(特許文献5参照)、インクジェット記録方式用紫外線硬化性組成物(特許文献6参照)として使用する試みがなされている。しかしながら、このように単にエポキシ化合物にビニルエーテル化合物を併用した組成物では、確かにエポキシ化合物の反応性が若干向上するが、ビニルエーテル化合物の反応性が大きく低下し、結果として十分な硬化膜物性を得ることができない。これを改良する目的で上記試み(特許文献4、5)では、ビニルエーテル化合物として多官能のものを用いているが、その効果は未だ不十分である。
【0005】
一方、エポキシ化合物から成るカチオン系組成物に、水酸基含有化合物として脂肪族系多価アルコール(特許文献7、8参照)や、フェノール化合物(特許文献9、10参照)を任意の成分として用いて硬化性を高める試みがなされているが、前者の場合エポキシ化合物の反応性は向上するものの硬化膜が脆弱化し、耐水性、耐摩擦性が劣化するという問題点があり、また、後者ではジヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシベンゼン等のフェノール性芳香環1個あるいは2個のフェノール化合物、さらには分子中にメチロール基を有するレゾール型フェノール化合物が開示されているが、共に硬化性が不十分であり、特にレゾール型フェノール樹脂を用いた場合、硬化膜の硬度が徐々に低下するという問題がある。
また、特許文献11にも、フェノール化合物を添加する技術が開示されているが、この場合も、フェノール化合物が、ラジカル禁止剤、または、酸化防止剤として作用することにより、不安定な開始剤を含むカチオン系組成物の長期の保存が可能となるものの、組成物の光硬化性そのものの向上は期待することできない。
【0006】
一方、硬化膜の耐摩擦性、耐候性の向上を目的にシラン化合物からなる感光性組成物が提案され、コーティング材、インクジェットプリンタ用インク、カラーフィルター用組成物等に用いる試みがされている(特許文献12、13、14、15参照)。しかし、これらはいずれも目的の感光性組成物を得る前段階に、アルコキシシラン類を縮重合させてポリアルコキシシランを得る工程を有し、合成時に使用される溶剤を含んだ状態で目的の感光性組成物を得たり、ポリアルコキシシランを溶解させるために積極的に溶媒を配合している。このため得られた感光性組成物は硬化性に問題を有し、さらに得られた硬化膜が剛直なため、基材への密着性、硬化膜の屈曲性について不十分である。
【0007】
また、ポリオルガノシリケートに光反応性官能基として(メタ)アクリロイル基を導入した化合物と多官能(メタ)アクリル酸エステルとを配合してなる感光性組成物(特許文献16参照)が提案されているが、(メタ)アクリロイル基を主成分とするラジカル硬化であることから、光硬化性、基材への密着性に問題がある。
さらに、非溶剤系のシラン化合物含有感光性組成物も提案(特許文献17参照)されている。該提案では、テトラアルコキシシランにカチオン反応性化合物とカチオン重合開始剤を配合してなるが、ここで用いているエチルシリケートは全てテトラエトキシシランの縮重合物(本発明の一般式(1)でn>2である。)であり、本発明で使用するアルコキシシラン化合物とは本質的に異なる。このような縮重合物を用いると硬化性、硬化膜の透明性、硬化膜の屈曲性に問題がある。
【0008】
【特許文献1】米国特許第3794576号明細書
【特許文献2】特開平06−298911号公報
【特許文献3】特開平09−328634号公報
【特許文献4】特許第2667934号公報
【特許文献5】特開平04−120182号公報
【特許文献6】特開平09−183928号公報
【特許文献7】特許第1266325号公報
【特許文献8】特表2001−527143号公報
【特許文献9】特表2002−509982号公報
【特許文献10】特許第3251188号公報
【特許文献11】特開2002−069269号公報
【特許文献12】特開2000−001648号公報
【特許文献13】特開昭60−186570号公報
【特許文献14】特開2000−327980号公報
【特許文献15】特開平10−104414号公報
【特許文献16】特開平10−087765号公報
【特許文献17】2001−348515号公報
【非特許文献1】角岡正弘他著「カチオン硬化技術の工業展開」 MATERIAL STAGE、技術情報協会、2002年5月10日、第2巻、第2号、P.39−92
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、大気中でも速やかに光硬化し、ガラス、金属、樹脂等の基材に対する密着性が良好な光カチオン硬化性組成物、並びに該組成物からなるインクジェットインク、ハードコーティング材、およびそれらの硬化物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の原料を組み合わせることにより、前記の課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
即ち本発明は、(A)下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物100部に対して、(B)カチオン反応性化合物0.1〜1000部、(C)光カチオン重合開始剤0.05〜50部、を含有してなることを特徴とする光カチオン硬化性組成物、である。
【化1】

(式中、R1 〜R4 は、それぞれ同一もしくは異なる炭素数1〜20のアルキル基を表し、n≦2である。)
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明において、一般式(1)で表される(A)アルコキシシラン化合物は、一般式(1)の要件を満たす化合物であれば特に制限するものではないが、一般式(1)で表される化合物のうちnが2以下であることが必要であり、より具体的にはn=1が50%以上含まれることが望ましく、80%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。nの平均値は2以下であることが必須であり、1.5以下がよりに好ましく、さらに好ましくは1.2以下であり、最も好ましくは1である。nの平均値が2を越えると光照射により得られる硬化膜の透明性、基材への接着性が悪くなる。このようなアルコキシシラン化合物としては上記要件を満足するものであれば特に制限はないが、具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシランを挙げることができる。好ましくはテトラエトキシシランが光硬化性の面で優れている。このようなテトラエトキシシラン化合物の市販品としては、コルコート28P(コルコート社製)、KBE−04(信越化学工業社製)、TSL−8125(GE東芝シリコーン社製)、ワッカーシリコーンTES28(旭ワッカーシリコーン社製)等を挙げることができる。
【0012】
本発明のカチオン反応性化合物(B)は1分子中にカチオン反応性基を有していればよい。具体的には、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物、オキソラン化合物、環状アセタール化合物、環状ラクトン化合物、チイラン化合物、チオビニルエーテル化合物、スピロオルソエステル化合物、エチレン性不飽和化合物、環状エーテル化合物、環状チオエーテル化合物、等を挙げることができ、これらのカチオン反応性化合物は単独でも二種以上組み合わせて使用しても良い。
【0013】
これらのカチオン反応性化合物のうちビニルエーテル化合物が好ましい。例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、グリセロールトリビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、シクロヘキサンジオールモノビニルエーテル、9−ヒドロキシノニルビニルエーテル、プロピレングリコールモノビニルエーテル、ネオペンチルグリコールモノビニルエーテル、グリセロールジビニルエーテル、グリセロールモノビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、トリメチロールプロパンモノビニルエーテル、ペンタエリスリトールモノビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、テトラエチレングリコールモノビニルエーテル、トリシクロデカンジオールモノビニルエーテル、トリシクロデカンジメタノールモノビニルエーテル等を挙げることができる。
【0014】
本発明のカチオン反応性化合物(B)において2種以上組み合わせて用いる場合、水酸基含有ビニルエーテル化合物とエポキシ化合物の組み合わせが好ましく、さらに好ましくはエポキシ化合物に脂環式エポキシ化合物を用いるのが良い。これらの化合物を組み合わせる場合、水酸基含有ビニルエーテルとエポキシ化合物をそれぞれ1種類づつ配合しても良いし、数種類づつ組み合わせて用いても良い。これらの化合物を組み合わせることにより、エポキシ化合物の硬化性を飛躍的に高めることができ、得られる硬化膜の透明性も良好で、基材への接着性も良好なる硬化膜を得ることができる。このうちエポキシ化合物としては、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物等を挙げることができる。
【0015】
グリシジルエーテル型エポキシ化合物の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加体のジクリシジルエーテル、ビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加体のジクリシジルエーテル、水添ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加体のジクリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジ及び/又はトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリ及び/又はテトラグリシジルエーテル、ソルビトールヘプタ及び/又はヘキサグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン・フェノール付加型グリシジルエーテル、メチレンビス(2,7−ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル等を挙げることができる。
【0016】
脂環エポキシ化合物の具体例としては、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、プロピレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジ(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)等が挙げられる。本発明の組成物に配合するエポキシ化合物としては、2官能以上の脂環式エポキシ化合物が反応性の面で優れていることから好適に使用される。
【0017】
本発明で使用するエネルギー線感受性の光カチオン重合開始剤(C)とは、エネルギー線照射によりカチオン重合を開始させる物質を発生させることが可能な化合物であり、特に好ましいものとしては光照射によりルイス酸を発生させるオニウム塩である。具体的には、ルイス酸のジアゾニウム塩、ルイス酸のヨードニウム塩、ルイス酸のスルホニウム塩等が挙げられ、これらはカチオン部分がそれぞれ芳香族ジアゾニウム、芳香族ヨードニウム、芳香族スルホニウムであり、アニオン部分がBF4-、PF6-、SbF6-、[BX4-(但しここで、Xは少なくとも2つ以上のフッ素又はトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基)等により構成されたオニウム塩である。具体例としては、四フッ化ホウ素のフェニルジアゾニウム塩、六フッ化リンのジフェニルヨードニウム塩、六フッ化アンチモンのジフェニルヨードニウム塩、六フッ化ヒ素のトリ−4−メチルフェニルスルホニウム塩、四フッ化アンチモンのトリ−4−メチルフェニルスルホニウム塩、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素のジフェニルヨードニウム塩、アセチルアセトンアルミニウム塩とオルトニトロベンジルシリルエーテル混合体、フェニルチオピリジウム塩、六フッ化リンアレン−鉄錯体等を挙げることができる。
【0018】
市販品としては、CD−1012(商品名:SARTOMER社製)、PCI−019、PCI−021(商品名:日本化薬社製)、オプトマーSP−150、オプトマーSP−170(商品名:旭電化社製)、UVI−6990(商品名:ダウケミカル社製)、CPI−100P、CPI−100A(商品名:サンアプロ社製)、TEPBI−S(商品名:日本触媒社製)、R HODORSIL PHOTOINITIATOR2074(商品名:Rhodia社製)等を用いることができ、これらは単独でも2種以上を組み合わせて使用することもできる。これらのうちでもアニオン部位がPF6-が好ましく、さらに好ましくはアニオン部位がPF6-であるスルホニウム塩が安定性、硬化性、安全性の面で優れているので使用するのに好適である。
【0019】
本発明の光カチオン硬化性組成物には、さらに必要に応じて(メタ)アクリレートモノマー類やオリゴマー類およびビニル(メタ)アクリレート等のラジカル重合性化合物および光ラジカル開始剤、消泡剤、レベリング剤、重合禁止剤、ワックス類、酸化防止剤、非反応性ポリマー、微粒子無機フィラー、シランカップリング剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、スリップ剤等を添加することもできる。
本発明の光カチオン硬化性組成物には、加熱によりカチオン重合を開始させる物質を発生させる他の重合開始剤を本発明の本発明の光カチオン重合開始剤(C)と併用することもできる。他の重合開始剤の具体的な例としては、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン等が挙げられる。
【0020】
その他、硬化性や硬化時の膜物性に悪影響を及ぼさない程度にカチオン重合性を示す他の化合物を添加することができる。これらの化合物としては、例えば前記以外の低分子量のエポキシ化合物を希釈剤として用いることでき、また環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルソエステル化合物等が挙げられる。
また従来用いられている、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールやトリエチレングリコール等のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールと言ったジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール等を用いることもできる。
本発明で光カチオン硬化性組成物に光を照射する手段としては、所定の作業時間内で硬化させることができるものであれば特に制限はなく、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、パルスドキセノンランプ、無電極放電ランプ等が挙げられる。
【0021】
次に、本発明において用いられる光カチオン硬化性組成物中の各成分の組成割合について説明する。なお、以下に示される部は全て重量部を表す。
光カチオン硬化性組成物において配合する(B)光カチオン反応性化合物の含有量は、(A)アルコキシシラン化合物100部に対して0.1〜1000部であり、好ましくは5〜800部である。(B)光カチオン反応性化合物の含有量が0.1部未満であると、硬化性、硬化膜の透明性が不十分である。また1000部を超えるとガラスクリーナー耐性が不十分となる。
本発明の光カチオン硬化性組成物における(C)光カチオン重合用開始剤の含有量は、(A)アルコキシシラン化合物100部に対して0.05〜50部であり、好ましくは1〜30部、より好ましくは1〜10部である。(C)光カチオン重合用開始剤の含有量が0.05部未満であると十分な光硬化性が得られず、50部を超えると十分なガラスクリーナー耐性が得られない。
【0022】
本発明の光カチオン硬化性組成物には、加熱によりカチオン重合を開始させる物質を発生させる他の重合開始剤を本発明の(C)光カチオン重合開始剤と併用することもできる。これらの配合量は(A)アルコキシシラン化合物100部に対して、0.01〜50部であり、好ましくは1〜20部である。
本発明の光カチオン硬化性組成物において、必要に応じて(メタ)アクリレートモノマー類やオリゴマー類およびビニル(メタ)アクリレート等のラジカル重合性化合物および光ラジカル開始剤、消泡剤、レベリング剤、重合禁止剤、ワックス類、酸化防止剤、非反応性ポリマー、微粒子無機フィラー、シランカップリング剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、スリップ剤等を添加することもできる。これらの配合量は(A)アルコキシシラン化合物100部に対して、0.01〜10部であり、好ましくは0.1部〜5部である。
本発明の光カチオン硬化性組成物に着色剤を添加することにより、光硬化型のインクジェット用インクとすることができる。インクジェットの印字方式では、インクの吐出安定性の観点から低粘度インクであることが必須要件となっている。本発明の光カチオン硬化型組成物は低粘度であるという特徴も有しており、優れた硬化性、基板密着性とあいまって、適当な着色剤と混合することにより光硬化型のインクジェット用インクとしても好適に用いることが可能である。
【0023】
本発明において用いられる着色剤としては、有機顔料及び/又は無機顔料の種々のものが使用可能である。具体的には、酸化チタン、亜鉛華、鉛白、リトボンおよび酸化アンチモン等の白色顔料、アニリンブラック、鉄黒、およびカーボンブラック等の黒色顔料、黄鉛、黄色酸化鉄、ハンザイエロー(100、50、30等)、チタンイエロー、ベンジンイエロー、およびパーマネントイエロー等の黄色顔料、クロームバーミロオン、パーマネントオレンジ、バルカンファーストオレンジ、およびインダンスレンブリリアントオレンジ等の橙色顔料、酸化鉄、パーマネントブラウン、およびパラブラウン等の褐色顔料、ベンガラ、カドミウムレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッド、PVカーミン、モノライトフェーストレッド、およびキナクリドン系赤色顔料等の赤色顔料、コバルト紫、マンガン紫、ファーストバイレット、メチルバイオレットレーキ、インダンスレンブリリアントバイオレット、ジオキサジンバイオレット等の紫色顔料、群青、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、銅フタロシアニンブルー、インダンスレンブルーおよびインジゴ等の青色顔料、クロムグリーン、酸化クロム、エメラルドグリーン、ナフトールグリーン、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、およびポリクロルブロム銅フタロシアニン等の緑色顔料、その他各種蛍光顔料、金属紛顔料、体質顔料等が挙げられる。本発明の光カチオン硬化性組成物中におけるこれらの顔料の含有量は1〜50重量%であり、好ましくは5〜25重量%である。
【0024】
上記顔料には必要に応じて顔料分散剤を用いてもよく、本発明で用いることができる顔料分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド等の活性剤、あるいはスチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれる2種以上の単量体から成るブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩が挙げられる。
顔料の分散方法としては、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等の各種分散機を用いることが出来る。また、顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離機やフィルターを用いてもよい。
顔料インク中の顔料粒子の平均粒径は、インク中での安定性、画像濃度、光沢感、耐光性等を考慮して選択するが、光沢向上、質感向上の観点からも粒径は適宜選択することが好ましい。
【実施例】
【0025】
本発明を実施例などを用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。実施例および比較例中の「部」は重量部を、%は重量%を意味する。なお、光カチオン硬化性組成物の光硬化性および硬化膜の物性評価は、以下の方法で行った。
<光硬化性および硬化膜の物性評価>
・タックフリー露光量(TFED):露光後被膜を指触観察し、表面が硬化し、ベタツキがなくなるのに必要な最小露光量を求めた。
・透明性観察:光カチオン硬化性組成物をガラス基板に塗布しTFEDで硬化した後、硬化膜の透明性を目視にて判断した。透明な場合は○、透明であるが硬化膜にしわが発生したものには△、白化した場合×で示す。
・ガラスクリーナー耐性:ガラス基板上に露光量240mJ/cm2 で硬化した被膜にガラスクリーナーを塗布し、室温で10分間放置した後、ガラスクリーナーを拭き取り、表面状態を目視にて観察し、表面はれがない場合○、はがれが生じた場合×とした。
・基板接着性:ガラスクリーナー耐性試験後、硬化膜に対し碁盤目テープ剥離(クロスカット)試験を行い、残存率(100マス中100全て剥離せずに残った場合○)の測定を行った。
・屈曲性:コロナ放電処理を表面に施した2軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム上に形成された硬化膜に対し、180度折り曲げ試験を行いクラック等のひび割れが生じたものは×、変化がなかったものは○とした。
【0026】
[実施例1]
アルコキシシラン化合物としてTSL−8124(商品名:GE東芝シリコーン社製)50部、カチオン反応性化合物としてトリメチロールプロパントリビニルエーテル(丸善石油化学工業社製)50部、光カチオン重合開始剤としてヨードニウム塩型であるFX−TEPBI(商品名:日本触媒株式会社製)2部を十分混合することにより光カチオン硬化性組成物を得た。得られた組成物をガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例2]
実施例1で用いたTSL−8124の代わりにKBE−04(商品名:信越化学工業社製)50部を用い光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0027】
[実施例3]
実施例1で用いたトリメチロールプロパントリビニルエーテルの代わりにジエチレングリコールジビニルエーテル(丸善石油化学社製)100部を用い光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1で用いたトリメチロールプロパントリビニルエーテルの代わりにトリメチロールプロパンジビニルエーテル(丸善石油化学工業社製)25部を用い光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例5]
実施例4の光カチオン硬化性組成物に、さらにシクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(日本カーバイド工業社製)50部を添加することで光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0028】
[実施例6]
アルコキシシラン化合物としてTSL−8124(商品名:GE東芝シリコーン社製)50部、カチオン反応性化合物としてヒドロキシブチルビニルエーテル(丸善石油化学工業社製)60部、ビスフェノールF(商品名:本州化学工業社製)180、光カチオン重合開始剤としてスルホニウム塩型であるUVI−6992(商品名:ダウ・ケミカル日本社製、約50%プロピレンカーボネート溶液)10部を十分混合することにより光カチオン硬化性組成物を得た。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例7]
実施例6で用いたビスフェノールFの代わりに、UVR6105(商品名:ダウ・ケミカル日本社製)180部を用い光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0029】
[実施例8]
既知の手法でテトラエトキシシランの縮重合物を調製した。この縮重合物はn=1が62%、n=2が25%であった。アルコキシシラン化合物としてTSL−8124(商品名:GE東芝シリコーン社製)40部と当該縮重合物10部、カチオン反応性化合物としてトリメチロールプロパントリビニルエーテル(丸善石油化学工業社製)50部、光カチオン重合開始剤としてヨードニウム塩型であるFX−TEPBI(商品名:日本触媒株式会社製)2部を十分混合することにより光カチオン硬化性組成物を得た。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例9]
実施例8で用いたTSL−8124(商品名:GE東芝シリコーン社製)25部とアルコキシシラン化合物の縮重合物25部を用いる以外は実施例8と同様に光カチオン硬化性組成物を調合した。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0030】
[比較例1]
既知の手法でテトラエトキシシランの縮重合物を調製した。この縮重合物はn≧3が93%であった。実施例1記載のTSL−8124(商品名:GE東芝シリコーン社製)の代わりに上記テトラエトキシシランの縮重合物50部を用いる以外は実施例1と同様にして光カチオン硬化性組成物を調整した。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例1で用いたTSL−8124の代わりに比較例1で調製したテトラエトキシシランの縮重合物100部、カチオン反応性化合物としてトリエチレングリコールジビニルエーテル(日本カーバイド社製)100部、光カチオン重合開始剤としてヨードニウム塩型であるFX−TEPBI(商品名:日本触媒株式会社製)4部を十分混合することにより感光性組成物を得た。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0031】
[比較例3]
実施例3で用いたTSL−8124の代わりに比較例1で調製したテトラエトキシシランの縮重合物50部を用いた以外は実施例3と同様にして光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例4]
実施例4で用いたTSL−8124の代わりに比較例1で調製したテトラエトキシシランの縮重合物50部を用い以外は実施例4と同様にして光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例5]
アルコキシシラン化合物としてTSL−8124(商品名:GE東芝シリコーン社製)50部、光カチオン重合開始剤としてヨードニウム塩型であるFX−TEPBI(商品名:日本触媒株式会社製)1部を十分混合することにより光カチオン硬化性組成物を得た。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0032】
[比較例6]
比較例5で用いたTSL−8124の代わりに比較例1で調製したテトラエトキシシランの縮重合物50部を用い光カチオン硬化性組成物を調整し、光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例7]
カチオン反応性化合物としてトリエチレングリコールジビニルエーテル(日本カーバイド社製)50部、光カチオン重合開始剤としてヨードニウム塩型であるFX−TEPBI(商品名:日本触媒株式会社製)1部を十分混合することにより光カチオン硬化性組成物を得た。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0033】
[比較例8]
カチオン反応性化合物としてヒドロキシブチルビニルエーテル(丸善石油化学工業社製)20部、UVR6105(商品名:ダウ・ケミカル日本社製)50部、光カチオン重合開始剤としてスルホニウム塩型であるUVI−6992(商品名:ダウ・ケミカル日本社製、約50%プロピレンカーボネート溶液)3部を十分混合することにより光カチオン硬化性組成物を得た。これをガラス基材上にバーコーターを用いて膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例9]
既知の手法でテトラエトキシシランの縮重合物を調製した。この縮重合物はn≧3が93%であった。アルコキシシランとして当該縮合物を50部用いる以外は実施例1と同様にして、光カチオン硬化性組成物を調合した。これをガラス基材上にバーコーターを用い膜厚12μmになるように塗工した後、400W高圧水銀灯露光機(セン特殊光源社製)で露光し、塗膜の光硬化性および硬化膜物性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0034】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明の光カチオン硬化性組成物は、透明性、ガラスクリーナー耐性、ガラス、プラスチック樹脂基板などへの接着性、折り曲げ耐性が良好な硬化膜を得ることができ、しかも少ない光照射量で硬化可能であることから、インクジェットプリンタ用インク、コーティング材、などに適用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物100部に対して、(B)カチオン反応性化合物0.1〜1000部、(C)光カチオン重合開始剤0.05〜50部、を含有してなることを特徴とする光カチオン硬化性組成物。
【化1】

(式中、R1 〜R4 は、それぞれ同一もしくは異なる炭素数1〜20のアルキル基を表し、n≦2である。)
【請求項2】
前記(A)一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物が、n=1であることを特徴とする請求項1の記載の光カチオン硬化性組成物。
【請求項3】
前記(B)カチオン反応性化合物が、ビニルエーテル化合物であることを特徴とする請求項1または2に記載の光カチオン硬化性組成物。
【請求項4】
前記(B)カチオン反応性化合物が、ビニルエーテル化合物と分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物との混合物であることを特徴とする請求項1または2に記載の光カチオン硬化性組成物。
【請求項5】
ビニルエーテル化合物が、水酸基含有ビニルエーテル化合物であることを特徴とする請求項3または4に記載の光カチオン硬化性組成物。
【請求項6】
分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物が、脂環式エポキシ化合物であることを特徴とする請求項5に記載の光カチオン硬化性組成物。
【請求項7】
前記(C)光カチオン重合開始剤が、スルホニウム塩またはヨードニウム塩であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光カチオン硬化性組成物。
【請求項8】
請求項1〜7いずれかに記載の光カチオン硬化性組成物に活性光線を照射して得ることを特徴とする硬化物。
【請求項9】
活性光線を照射し、更に加熱して得ることを特徴とする請求項8に記載の硬化物。
【請求項10】
請求項1〜7いずれかに記載の光カチオン硬化性組成物を用いることを特徴とする光硬化型インクジェットプリンタ用インク。
【請求項11】
請求項10記載の光硬化型インクジェットプリンタ用インクに活性光線を照射して得ることを特徴とする硬化物。
【請求項12】
活性光線を照射し、更に加熱して得ることを特徴とする請求項11に記載の硬化物。

【公開番号】特開2006−225508(P2006−225508A)
【公開日】平成18年8月31日(2006.8.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−40818(P2005−40818)
【出願日】平成17年2月17日(2005.2.17)
【出願人】(303046314)旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Fターム(参考)】