説明

活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、硬化膜及び積層体

【課題】硬化して得られる硬化膜が柔軟性、破断伸度、機械的強度、及び耐汚染性を同時に兼ね備えるものであるような活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも(a−1)ポリイソシアネート、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオール及び(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの反応物であるウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、該組成物における計算架橋点間分子量の値が1000〜6000である活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、該組成物に活性エネルギー線を照射させてなる硬化膜及びそれを有する積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ラジカル重合型の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線の照射によって短時間で硬化し、耐擦傷性、耐薬品性、耐汚染性等に優れた皮膜や、成型品を提供することから、各種表面加工分野および注型成型品用途に広く用いられている。
中でも、硬化性や作業効率の点から、予め活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させて樹脂シートを作成し、表面加工処理などを施した後に、室温または加熱条件下で3次元加工を施す方法が用いられているが、この場合には、活性エネルギー線硬化樹脂シートに3次元加工時の変形に追従する柔軟性と伸度が必要となる。
【0003】
この様な樹脂シートとして特許文献1には、特定の破断伸度を示し、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーを含有する組成物の硬化物層を有する活性エネルギー線硬化樹脂積層体が開示されている。
一方で、特許文献2では、ウレタンアクリレートからなる樹脂組成物の硬化物である建材用化粧シートが開示されており、表面保護性の樹脂シートに求められる特性である耐汚染性などに優れるとされている。
【特許文献1】特開2007−30479号公報
【特許文献2】特開2001−129938号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の活性エネルギー線硬化樹脂積層体は、破断伸度や伸長時強度などが良好で3次元加工性に優れるものの、表面保護性の樹脂シートとしては耐汚染性に劣るものである。また、特許文献1に記載の積層体は、異なる特性の2層以上の樹脂層を有することにより所望の特性を示すものであり、1層塗布による簡便な樹脂シートの製造ができず、また、膜厚が制限される等の問題点がある。
【0005】
特許文献2に記載の建材用化粧シートは、3次元加工の変形に追従可能な程度の柔軟性や伸度を有しておらず、高温条件下でも3次元加工性に劣るものである。
本発明は上記課題を解決することを目的としたものであって、硬化して得られる硬化膜が高温条件下での3次元加工時の変形に追従可能な柔軟性、破断伸度、機械的強度、及びインキ、エタノール等の一般家庭汚染物に対する耐汚染性を同時に兼ね備えるものであるような活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0006】
加えて、このような組成物を硬化させてなる硬化膜及び該硬化膜からなる層を表面に有する積層体で、各種基材に意匠性ないし表面保護性を付与可能な硬化膜及び該硬化膜からなる層を表面に有する積層体をも提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行なった結果、特定構造のウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、該組成物における計算架橋点間分子量の値が1000〜6000である活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、これを硬化させて硬化膜とした場合に、従来知られるものよりも高温条件下での3次元加工時の変形に追従可能な柔軟性、破断伸度、機械的強度、及び耐汚染性に特に優れることを見出し本発明に至った。
【0008】
すなわち本発明は、少なくとも(a−1)ポリイソシアネート、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオール、(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの反応物であるウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、該組成物における計算架橋点間分子量の値が1000以上、6000以下である活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。
【0009】
また本発明は、前記(a−1)ポリイソシアネートが、脂環式構造を有するポリイソシアネートを含む前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。
また本発明は、前記(a−2)低分子量ポリオールの脂環式構造が六員環構造であって、ヒドロキシル基間の該六員環構造が1、4位置換で結合している数平均分子量500以下の低分子量ポリオールを含む前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。
【0010】
また本発明は、前記(a−1)ポリイソシアネートの脂環式構造が六員環構造であって、イソシアナト基間の該六員環構造が1、4位置換で結合しているポリイソシアネートを含む前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。
また本発明は、前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)が、さらに、(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオールを含む反応物である前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関する。
【0011】
さらに本発明は、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に、活性エネルギー線を照射してなる硬化膜にも関する。
さらに本発明は基材上に、前記硬化膜からなる層を有する積層体にも関する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、これを硬化させて硬化膜とした場合、高温条件下での3次元加工時の変形に追従可能な柔軟性、破断伸度、機械的強度、及びインキ、エタノール等の一般家庭汚染物に対する耐汚染性を同時に兼ね備える硬化膜を与えることができ、該硬化膜を各種基材への被膜として用いることで意匠性ないし表面保護性を付与することができる。
【0013】
つまり、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、3次元成形性に優れ、且つ耐汚染性も良好な硬化膜を与えることが可能であり、各種加工品分野及び注型成形品などの用途に広く用いることができる。また、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、1層塗布により簡便に薄膜状の樹脂シートを製造することが可能となることが期待される。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下において、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、これらの内容に本発明は限定されるものではない。
なお、本明細書において(メタ)アクリレートとはアクリレートとメタクリレートとの総称である。(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリル酸についても同様である。
【0015】
また、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
計算網目架橋点間分子量
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、該組成物の計算網目架橋点間分子量が1000〜6000であることを特徴とする。
【0016】
本明細書において、組成物の計算網目架橋点間分子量は、全組成物中の網目構造を形成する活性エネルギー線反応基(以下、架橋点と称する場合がある)の間の分子量の平均のことを表す。この計算網目架橋点間分子量は、網目構造形成時の網目面積と相関があり、計算網目架橋点間分子量が大きいほど架橋密度が小さくなる。活性エネルギー線硬化による反応では、活性エネルギー線反応基を1個のみ有する化合物(以下、単官能化合物と称する場合がある)が反応した場合には線状高分子になり、一方で活性エネルギー線反応基を2個以上有する化合物(以下、多官能化合物と称する場合がある)が反応した場合に網目構造を形成する。よって、ここで多官能化合物が有する活性エネルギー線反応基が架橋点であって、計算網目架橋点間分子量の算出は架橋点を有する多官能化合物が中心となり、単官能化合物は多官能化合物が有する架橋点間の分子量を伸長する効果があるものとして扱い、計算網目架橋点間分子量の算出を行う。また、計算網目架橋点間分子量の算出は、全ての活性エネルギー線反応基が同じ反応性を有し、且つ活性エネルギー線照射により全ての活性エネルギー線反応基が反応するものと仮定した上で行う。
【0017】
一種の多官能化合物のみが反応するような多官能化合物単一系組成物では、多官能化合物が有する活性エネルギー線反応基1個当りの平均分子量の2倍が計算網目架橋点間分子量となる。例えば、分子量1000の2官能性化合物では(1000/2)×2=1000、分子量300の3官能性化合物では(300/3)×2=200となる。
複数種の多官能化合物が反応するような多官能化合物混合系組成物では、組成物中に含まれる全活性エネルギー線反応基数に対する上記単一系の各々の計算網目架橋点間分子量の平均値が組成物の計算網目架橋点間分子量となる。例えば、分子量1000の2官能性化合物4モルと分子量300の3官能性化合物4モルとの混合物からなる組成物では、組成物中の全活性エネルギー線反応基数は2×4+3×4=20個となり、組成物の計算網目架橋点間分子量は{(1000/2)×8+(300/3)×12}×2/20=520となる。
【0018】
組成物中に単官能化合物を含む場合は計算上、多官能化合物の活性エネルギー線反応基(つまり架橋点)にそれぞれ当モルずつ、且つ架橋点に単官能化合物が連結して形成された分子鎖の中央に位置するように反応すると仮定すると、1個の架橋点における単官能化合物による分子鎖の伸長分は、単官能化合物の総分子量を組成物中の多官能化合物の全活性エネルギー線反応基数で除した値の半分となる。ここで、計算網目架橋点間分子量は架橋点1個当り平均分子量の2倍であると考える為、多官能化合物において算出した計算網目架橋点間分子量に対して単官能化合物により伸長された分は、単官能化合物の総分子量を組成物中の多官能化合物の全活性エネルギー線反応基数で除した値となる。例えば、分子量100の単官能化合物40モルと分子量1000の2官能性化合物4モルとの混合物からなる組成物では、多官能化合物の活性エネルギー線反応基数は2×4=8個となるので、計算網目架橋点間分子量中の単官能化合物による伸長分は100×40/8=500となる。すなわち組成物の計算網目架橋間分子量は1000+500=1500となる。
【0019】
上記のことから、分子量Wの単官能性化合物Mモルと、分子量Wのf官能性化合物Mモルと、分子量Wのf官能性化合物Mモルとの混合物では、組成物の計算網目架橋点間分子量は下記式で表せる。
【0020】
【数1】

【0021】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は、1000以上、好ましくは1500以上、より好ましくは2000以上であって、6000以下、好ましくは5500以下、より好ましくは4800以下である。
計算網目架橋点間分子量が上限値以下であると、該組成物から得られる硬化膜の耐汚染性が良好となり、3次元加工適性と耐汚染性とのバランスに優れる傾向となるため好ましい。また、計算網目架橋点間分子量が下限値以上であると、得られる硬化膜の3次元加工適性が良好となり、3次元加工適性と耐汚染性とのバランスに優れる傾向となり好ましい。これは、3次元加工適性と耐汚染性が網目構造における架橋点間の距離に依存しており、この距離が長くなると柔軟で伸びやすい構造となり3次元加工適性に優れ、この距離が短くなると網目構造が強固な構造となり耐汚染性に優れるからであると推定される。
【0022】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)を含む。本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)は、分子内に1個以上のラジカル重合性(メタ)アクリロイル基と少なくとも2個のウレタン結合を有する化合物である。ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)は、活性エネルギー線照射による硬化物がバランスの取れた引張強度、及び優れた引張伸度を有し、また組成物としての表面硬化性に優れ、タックが残りにくい点から他の代表的な活性エネルギー線硬化性オリゴマーであるエポキシ(メタ)アクリレート系オリゴマー、アクリル(メタ)アクリレート系オリゴマー等に比べて優れている。
【0023】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)は、(a−1)ポリイソシアネート、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオール、(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの反応物である。また、本発明の効果を損なわない限り、さらに(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオール及び/又は(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオールを含む反応物であってもよい。
【0024】
以下に、(a−1)〜(a−5)の各成分について説明する。
(a−1)ポリイソシアネート
成分(a−1)であるポリイソシアネートは、1分子中に2個以上のイソシアナト基を有する化合物であれば特に限定されない。(a−1)ポリイソシアネートとしては、具体的には例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、イソホロンジイソシアネート等の脂環式構造を有するジイソシアネート;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;トリス(イソシアナトヘキシル)イソシアヌレート等の脂肪族トリイソシアネート、トリス(イソシアナトイソホロン)イソシアヌレート等の脂環式構造を有するトリイソシアネート等が挙げられ、これらの1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0025】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の機械的強度、耐汚染性の点から、(a−1)ポリイソシアネートが、脂環式構造を有するポリイソシアネートを含むことが好ましく、イソシアナト基及び/又はイソシアナト基を含む置換基を脂環式構造に2つ以上有するポリイソシアネートを含むことがより好ましく、2つのイソシアナト基が脂環式構造を挟んで対称の位置に存在していることが特に好ましい。即ち、脂環式構造が六員環の場合、イソシアナト基間の該六員環構造が1,4位置換で結合していることが好ましい。例えば、1,4位にイソシアナト基及び/又はイソシアナト基を含む置換基を有するポリイソシアネートや、2つの六員環構造を有する化合物であって、その六員環構造の4,4’位にイソシアナト基及び/又はイソシアナト基を含む置換基を有するポリイソシアネートを含むことが特に好ましい。
【0026】
イソシアネート基を含む置換基としては、例えば1個以上のイソシアネート基を含む炭素数1〜5のアルキル基、アルケニル基、アルコキシル基などが挙げられる。脂環式構造が有するイソシアナト基及び/又はイソシアナト基を含む置換基としては、好ましくはイソシアナト基、又は1個のイソシアナト基を含む炭素数1〜3のアルキル基、アルケニル基もしくはアルコキシル基、より好ましくはイソシアナト基又は1個のイソシアナト基を含む炭素数1〜3のアルキル基等が挙げられる。
【0027】
脂環式構造を含むイソシアナト基及び/又はイソシアナト基を含む置換基は、同一でも異なっていてもよい。
具体的には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の耐候性を要求される用途で好ましいのは、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、及び、イソホロンジイソシアネート等の脂環式構造を有するジイソシアネートであり、硬化物の機械的強度が求められる用途では、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートが好ましい。
(a−1)ポリイソシアネートの数平均分子量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物としての強度と弾性率とのバランスの面で、100以上、更には150以上であるのが好ましく、又、1,000以下、更には500以下であるのが好ましい。
【0028】
(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオール
成分(a−2)である脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオールは、1分子中に2個以上のヒドロキシル基を有し、脂環式構造を有する数平均分子量500以下の化合物であれば特に限定されないが、脂環式構造にヒドロキシル基を含む置換基を2つ以上有することが好ましい。
【0029】
中でも、少なくとも2つのヒドロキシル基が脂環式構造を挟んで対称の位置に存在している低分子量ポリオールが好ましく、即ち、脂環式構造が六員環の場合、ヒドロキシル基間の該六員環構造が1,4位置換で結合していることが好ましい。例えば、1,4位にヒドロキシル基及び/又はヒドロキシル基を含む置換基を有する低分子量ポリオールや2つの六員環構造を有する化合物であって、その六員環構造の4,4’位にヒドロキシル基及び/又はヒドロキシル基を含む置換基を有する低分子量ポリオールを含むことが特に好ましい。
【0030】
ヒドロキシル基を含む置換基としては、例えば1個以上のヒドロキシル基を含む炭素数1〜5のアルキル基、アルケニル基、アルコキシル基などが挙げられる。脂環式構造が有するヒドロキシル基及び/又はヒドロキシル基を含む置換基としては、好ましくはヒドロキシル基、又は1個のヒドロキシル基を含む炭素数1〜3のアルキル基、アルケニル基もしくはアルコキシル基、より好ましくはヒドロキシル基又は1個のヒドロキシル基を含む炭素数1〜3のアルキル基である。
【0031】
これらのヒドロキシル基及び/又はヒドロキシル基を含む置換基は、全てが同一でも各々が異なっていてもよい。
成分(a−2)として、具体的には例えば、シクロプロパンジオール、シクロプロパンジメタノール、シクロプロパンジエタノール、シクロプロパンジプロパノール、シクロプロパンジブタノール、シクロペンタンジオール、シクロペンタンジメタノール、シクロペンタンジエタノール、シクロペンタンジプロパノール、シクロペンタンジブタノール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、シクロヘキサンジプロパノール、シクロヘキサンジブタノール、シクロヘキセンジオール、シクロヘキセンジメタノール、シクロヘキセンジエタノール、シクロヘキセンジプロパノール、シクロヘキセンジブタノール、シクロヘキサジエンジオール、シクロヘキサジエンジメタノール、シクロヘキサジエンジエタノール、シクロヘキサジエンジプロパノール、シクロヘキサジエンジブタノール、水添ビスフェノールA、トリシクロデカンジオール、アダマンチルジオール等が挙げられ、これらの1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0032】
これらの中で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の機械的強度、耐汚染性が求められる用途では、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジエタノール、1,4−シクロヘキサンジプロパノール、1,4−シクロヘキサンジブタノール、水添ビスフェノールA等の2つのヒドロキシル基が脂環式構造を挟んで対称な位置に存在している低分子量ポリオールを含むことが好ましい。これは、このような低分子量ポリオールは立体障害が少ない為、得られる組成物を硬化物とした際の結晶構造形成時のパッキング効果が高くなり、より強固な構造となるからであると推察される。特に好ましくは、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAである。
【0033】
機械的強度特性、耐汚染性の点から、(a−2)成分中の50モル%以上、更に75モル%以上を脂環式構造の1,4位にヒドロキシル基を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオールとすることが好ましく、特に(a−2)成分の100モル%を用いることが好ましい。
(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオールの数平均分子量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物としての伸度と弾性率とのバランスの面で、100以上であるのが好ましく、一方、300以下であるのが好ましい。
【0034】
(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート
成分(a−3)であるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートは、1個以上のヒドロキシル基と1個以上の(メタ)アクリロイル基とを併せ持つ化合物であれば特に限定されない。(a−3)成分として、具体的には例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとカプロラクトンとの付加反応物、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートとカプロラクトンとの付加反応物、グリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸との付加反応物、グリコールのモノ(メタ)アクリレート体、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ペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記した中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のアクリル由来のエステル結合からヒドロキシル基の間の炭素数が2〜4のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが、得られる硬化膜の機械的強度の観点から特に好ましい。
【0035】
(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの数平均分子量は、40以上、更には80以上であるのが好ましく、又、得られる硬化膜の機械的強度の観点から800以下、更には400以下であるのが好ましい。
本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)には、本発明の効果を損なわない範囲において、上記成分(a−1)〜(a−3)以外の成分を用いてもよい。このような成分としては、例えば、(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオール、(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオール、ポリオレフィンポリオール、シリコンポリオール及び鎖延長剤等が挙げられる。
【0036】
(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオール
成分(a−4)である脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオールは、具体的には例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,5−ペンタンジオール、2,3,5−トリメチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、3,3−ジメチロールヘプタン、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール等の脂肪族ジオール;ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、ビスフェノール−A等の芳香族系ジオール;N−メチルジエタノールアミン等のジアルカノールアミン;ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられ、これらの1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0037】
上記の中でも得られた硬化膜の耐候性の観点から、脂肪族ジオールが好ましい。また、 特に硬化物の機械的強度が求められる用途では、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等のヒドロキシル基間の炭素数が1〜4のポリオールが特に好ましい。
【0038】
(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の数平均分子量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物としての伸度と弾性率とのバランスの面で、50以上であるのが好ましく、一方、250以下であるのが好ましく、150以下であるのが特に好ましい。
【0039】
(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオール
成分(a−5)である数平均分子量500を超える高分子量ポリオールは、具体的には例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリカーボネートジオール等が挙げられる。
ポリエーテルジオールとしては環状エーテルを開環重合して得られるもの、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
ポリエステルジオールとしてはジカルボン酸(コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸等)又はその無水物と低分子量ジオール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ポリテトラメチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、3,3−ジメチロールヘプタン、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン等)との重縮合によって得られるもの、例えばポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリブチレンセバケート等、低分子量ジオールへのラクトンの開環重合によって得られるもの、例えばポリカプロラクトン、ポリメチルバレロラクトン等が挙げられる。
【0040】
ポリエーテルエステルジオールとしてはポリエステルジオールに環状エーテルを開環重合したもの、ポリエーテルジオールと上記のジカルボン酸とを重縮合したもの、例えばポリ(ポリテトラメチレンエーテル)アジペート等が挙げられる。
ポリカーボネートジオールとしては上記の低分子量ジオールとアルキレンカーボネート又はジアルキルカーボネートとから脱グリコール又は脱アルコールによって得られるポリブチレンカーボネート、ポリヘキサメチレンカーボネート、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン)カーボネート等及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【0041】
これらの中で、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の耐候性及び機械的強度の観点から、ポリカーボネートグリコールが好ましい。
(a−5)高分子ポリオールの数平均分子量は、好ましくは10000以下、更に好ましくは5000以下、特に好ましくは2000以下である。数平均分子量がこれより小さいとウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーの粘度が著しく増加することなく作業性が良好であり、また活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の機械的強度、耐汚染性が向上する傾向があるため好ましい。
【0042】
ポリオレフィンポリオールとしては、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等が挙げられる。
シリコンポリオールとしては、ポリジメチルシロキサンポリオール等が挙げられる。
鎖延長剤としては、具体的には、例えば、2,4−もしくは2,6−トリレンジアミン、キシリレンジアミン、4,4’−ジフェニルメタンジアミン等の芳香族ジアミン;エチレンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−もしくは2,4,4−トリメチルヘキサンジアミン、2−ブチル−2−エチル−1,5−ペンタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン等の脂肪族ジアミン及び1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(IPDA)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン(水添MDA)、イソプロピリデンシクロヘキシル−4,4’−ジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、トリシクロデカンジアミン等の脂環式ジアミン等の数平均分子量500以下の低分子量ジアミン化合物等が挙げられる。これらの鎖延長剤は、1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上述の(a−1)〜(a−5)等の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラム(以下、GPCと略す)で分子量分布を有するポリオール以外のものについては、化学式から算出する。また、GPCで分子量分布を有するポリオールについては、OH価により求めた。
【0043】
<GPCによる数平均分子量の算出>
GPC(東ソー社製「HLC−8120GPC」)を用いて、溶媒としてテトラヒドロフラン、標準サンプルとしてポリスチレン、カラムとしてTSK gel superH1000+H2000+H3000を使用して、送液速度0.5cm/min、カラムオーブン温度40℃にて、数平均分子量を測定する。
【0044】
<ポリオールの数平均分子量のOH価による算出>
三角フラスコにポリオール2gと0.5モル/リットルの無水フタル酸ピリジン溶液を入れ、100℃で2時間反応させた後にアセトン150cmで希釈する。その後、0.5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液で滴定する。また、三角フラスコにポリオールを入れなかった以外は、同様に滴定を行い、ブランクを求め、以下の式により数平均分子量を算出する。
【0045】
OH価={(B−A)×0.5×56.11×1000}/2×1000
A:ポリオール含有溶液の滴定に要した水酸化ナトリウム水溶液の量
B:ポリオールを含有しないブランク溶液の滴定に要した水酸化ナトリウム水溶液の量
ポリオールの数平均分子量={(56.11×1000)/OH価}×官能基の数
本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)における全イソシアナト基の量と全ヒドロキシル基の量は、通常理論的に当モルである。
【0046】
本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)における全アクリレート基の量は、通常全ポリオールの量に対して、通常15モル%以上、好ましくは25モル%以上、又、通常70モル%以下、好ましくは50モル%以下とする。この割合に応じて、得られるウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の分子量を制御することができる。アクリレート基の割合が多いと分子量は小さくなる傾向となり、アクリレート基の割合が少ないと分子量は大きくなる傾向となる。
【0047】
(a−1)、(a−2)、(a−3)の3成分の相対量比については、3成分総量を100.0モル%とした際に、成分(a−1)50.0モル%に対し、成分(a−2)が15.0モル%以上であるのが好ましく、25.0モル%以上であるのが更に好ましく、一方、42.5モル%以下であるのが好ましく、37.5モル%以下であるのが更に好ましく、また、成分(a−3)が7.5モル%以上であるのが好ましく、12.5モル%以上であるのが更に好ましく、一方、35.0ル%以下であるのが好ましく、25.0モル%以下であるのが更に好ましい。
【0048】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)が(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオール含む場合には、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオールと(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオールとを合わせた数平均分子量500以下の低分子量ポリオールの全量に対する成分(a−2)の量は、40モル%以上であることが好ましく、60モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることが更に好ましく、90モル%以上であることが特に好ましく、95モル%以上であることが最も好ましい。なお、同上限は、通常100モル%である。成分(a−2)の量が下限値より大きいと、耐汚染性が良好となる傾向があり好ましい。これは、硬化物とした際に脂環式構造を有する鎖構造が配列しやすくなり、結晶性が高くなるからであると推察される。
【0049】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)が(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオール含む場合には、前記数平均分子量500以下の低分子量ポリオールと数平均分子量500を超える高分子量ポリオールとを合わせた全ポリオール量((a−2)+(a−4)+(a−5))に対して、数平均分子量500以下の低分子量ポリオール量((a−2)+(a−4))は、30モル%以上とすることが好ましく、50モル%以上とすることが更に好ましく、また、一方、同上限は、通常100モル%である。前記数平均分子量500以下の低分子量ポリオールの量((a−2)+(a−4))が下限値より大きいと、機械的強度、耐汚染性が向上する傾向になり好ましい。これは、低分子量ポリオールを使用することにより、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)が有するウレタン結合同士の水素結合能が向上し、より強固な構造となるからであると推察される。
【0050】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)に対する成分(a−1)〜(a−3)の量は、60モル%以上とすることが好ましく、70モル%以上とすることが更に好ましく、80%モル以上とすることが特に好ましく、90モル%以上とすることが最も好ましい。
【0051】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の製造方法
本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)は、(a−1)ポリイソシアネートに、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオールと(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを付加反応させることにより製造することができる。ここで、(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオール、(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオール、ポリオレフィンポリオールシリコンポリオール及び鎖延長剤等を併用するときは、(a−1)ポリイソシアネートに、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオール、(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、(a−4)脂環式構造を有しない数平均分子量500以下の低分子量ポリオール、(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオール、ポリオレフィンポリオールシリコンポリオール及び鎖延長剤等を付加反応させることにより製造することができる。
【0052】
これらの付加反応は、公知の何れの方法でも行うことができる。例えば、以下の(1)〜(3)の方法が挙げられる。
(1)成分(a−3)以外の成分を、イソシアナト基が過剰となるような条件下で反応させたイソシアネート末端ウレタンプレポリマー得、次いで該イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと成分(a−3)とを反応させるプレポリマー法。(2)全成分を同時に一括添加して反応させるワンショット法。(3)成分(a−1)と成分(a−3)とを先に反応させ、分子中に(メタ)アクリロイル基とイソシアナト基とを同時に有するウレタン(メタ)アクリレートプレポリマーを合成した後、これに、成分(a−1)と成分(a−3)以外の成分を反応させる方法等が挙げられる。これらのうち、分子量が制御可能で両末端にアクリロイル基が導入可能であることから、(1)の方法が好ましい。
【0053】
このときの付加反応触媒としては、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、例えばジブチルスズラウレート、ジブチルスズジオクトエート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジオクトエート等が好ましく、これらの1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、ジオクチルスズジラウレートが好ましい。
【0054】
また、各成分の仕込比は、上述の本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の組成となる比率とする。具体的には、通常、各成分の仕込比は、上述の本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の組成と同一とする。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物において、本発明の効果を損なわない限り必要に応じて、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の活性エネルギー線反応性モノマー、活性エネルギー線硬化性オリゴマー、重合開始剤、光増加剤及び添加剤等を含んでいてもよい。
【0055】
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の活性エネルギー線反応性モノマー
ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の活性エネルギー線反応性モノマーとしては、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のいずれの活性エネルギー線反応性モノマーも用いることができる。これらの活性エネルギー線反応性モノマーは、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の親疎水性や、得られる組成物を硬化物とした際の硬化物の硬度、伸度等の物性を調整する目的等で使用される。
このような活性エネルギー線反応性モノマーとしては、ビニルエーテル類、(メタ)アクリルアミド類、(メタ)アクリレート類等の化合物が挙げられる。具体的には、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル系モノマー類;酢酸ビニル、酪酸ビニル、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アジピン酸ジビニル等のビニルエステルモノマー類;エチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ジアリルフタレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のアリル化合物類;アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、メチレンビスアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸モルフォリル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカン、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸フェニル等の単官能(メタ)アクリレート;ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール(n=5〜14)、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール(n=5〜14)、ジ(メタ)アクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,4−ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ポリブチレングリコール(n=3〜16)、ジ(メタ)アクリル酸ポリ(1−メチルブチレングリコール)(n=5〜20)、ジ(メタ)アクリル酸1,6−ヘキサンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,9−ノナンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリル酸エステル、ジ(メタ)アクリル酸ジシクロペンタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸トリシクロデカン、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリオキシプロピル(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ビルフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエポキシジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0056】
これらの中で、特に、本発明の組成物に塗布性を要求される用途では、(メタ)アクリロイルモルフォリン、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカン、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、モノ(メタ)アクリルアミド等の分子内に環構造を有する単官能(メタ)アクリレートが好ましく、また、一方、得られる硬化物の機械的強度が求められる用途では、ジ(メタ)アクリル酸1,4−ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,6−ヘキサンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,9−ノナンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリシクロデカン、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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートが好ましい。
【0057】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物において、前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)と前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の活性エネルギー線反応性モノマーとを合わせた全反応性成分量に対する、前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の含有量は、好ましくは40重量%以上、より好ましくは60重量%以上、また、一方、同上限は、通常100重量%である。ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の含有量が上記下限値以上であると、硬化性が良好となり、硬化物とした際の機械的強度が高くなりすぎることなく、3次元加工適性が向上する傾向にあるため好ましい。
【0058】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれていてもよい活性エネルギー線硬化性オリゴマーとしては、エポキシ(メタ)アクリレート系オリゴマー、アクリル(メタ)アクリレート系オリゴマー等が挙げられる。また、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物において、該組成物全量に対する、前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)と前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の活性エネルギー線反応性モノマーとを合わせた全反応性成分量は、組成物としての硬化速度及び表面硬化性に優れ、タックが残らない等の面から、60重量%以上であるのが好ましく、80重量%以上であるのが更に好ましく、90重量%以上であるのが特に好ましく、95重量%以上であるのが最も好ましく、また、一方、同上限は、通常100重量%である。
【0059】
重合開始剤
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれていてもよい重合開始剤は、主に、紫外線、電子線等の活性エネルギー線照射で進行する重合反応の開始効率を向上させる等の目的で用いられる。重合開始剤としては、光によりラジカルを発生する性質を有する化合物である光ラジカル重合開始剤が一般的であり、本発明の効果を著しく損なわない限り公知の何れの光ラジカル重合開始剤でも使用可能である。更に、光ラジカル重合開始剤と光増感剤との併用系であってもよい。
【0060】
光ラジカル重合開始剤は、具体的には、例えば、ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、メチルオルトベンゾイルベンゾエート、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、2−エチルアントラキノン、t−ブチルアントラキノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、メチルベンゾイルホルメート、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、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シド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2−ヒドロキシ−1−〔4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル〕−2−メチル−プロパン−1−オン等が挙げられる。
【0061】
これらの中で、硬化速度が速く架橋密度を十分に上昇できる点から、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、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、及び、2−ヒドロキシ−1−〔4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル〕−2−メチル−プロパン−1−オンが好ましく、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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シド、2−ヒドロキシ−1−〔4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル〕−2−メチル−プロパン−1−オンが更に好ましい。
【0062】
また、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の製造に、ラジカル重合性基と共にエポキシ基等のカチオン重合性基を有する化合物が含まれる場合は、上記した光ラジカル重合開始剤と共に光カチオン重合開始剤が含まれていてもよい。光カチオン重合開始剤は特に限定されず、本発明の効果を損なわない限り公知の何れのものも可能である。
これらの光重合開始剤は、1種または2種以上の併用が可能であり、本発明に係るウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)と前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の活性エネルギー線反応性モノマーの合計100重量部に対して、通常10重量部以下、好ましくは5重量部以下の範囲で含まれる。光重合開始剤の量が上記上限値以下であると、開始剤分解物による機械的強度の低下が起こり難いため好ましい。
【0063】
光増感剤は、具体的には例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸アミル、4−ジメチルアミノアセトフェノン等の公知のものが挙げられる。光増感剤は1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0064】
添加剤
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、必要に応じて添加剤等が含有されていてもよい。具体的には、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、雲母、酸化亜鉛、酸化チタン、マイカ、タルク、カオリン、金属酸化物、金属繊維、鉄、鉛、金属粉等のフィラー類;炭素繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、C60等のフラーレン類等の炭素材料類(フィラー類、炭素材料類を総称して無機成分と称する);酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、HALS、耐指紋剤、表面親水化剤、帯電防止剤、滑り性付与剤、可塑剤、離型剤、消泡剤、レベリング剤、沈降防止剤、界面活性剤、チクソトロピー付与剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤、重合禁止剤、充填剤、シランカップリング剤等の改質剤類;顔料、染料、色相調整剤等の着色剤類、モノマー又は/及びそのオリゴマー、または無機成分の合成に必要な硬化剤、触媒、硬化促進剤類等が挙げられ、これらの補助成分は、1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0065】
添加剤の中でも、硬化物とした際に滑り性を付与し、耐磨耗性を向上させる為にシリコーンを使用することが好ましい。使用するシリコーンに特に制約はないが、ブリードアウトしにくく、耐磨耗性を長く持続可能であるという観点から、数平均分子量が1000以上であることが好ましく、前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)との相溶性の面から、数平均分子量3000以下が好ましい。また、活性エネルギー線反応性基を有していると特に好ましい。
【0066】
活性エネルギー線反応性基としては、(メタ)アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、ビニル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の活性エネルギー線反応性基を有するのが好ましく、中でも(メタ)アクリロイル基を有するのが好ましい。これらの活性エネルギー線反応性基の導入位置は、シリコーン系置換基に対し、側鎖、片末端、両末端、側鎖両末端のいずれでもよいが、その中でも反応性の面から両末端置換が好ましい。
【0067】
このようなシリコーンとしては公知の物を用いることができ、例えばTEGO Rad 2200N、TEGO Rad 2500、TEGO Rad 2300(デグサ社製);サイラプレーン FM−0711、サイラプレーン FM−7711(チッソ社製);X−22−164A、KF−353、KF−355A、KF−6011(信越化学社製);BYK 333、BYK UV3500、BYK UV3570(ビックケミー社製)等の市販のものを使用することもできる。
【0068】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に添加剤等を含有させる方法としては、特に限定はなく、従来公知の混合、分散方法等が挙げられる。尚、添加剤等をより確実に分散させるためには、分散機を用いて分散処理を行うことが好ましい。具体的には、例えば、二本ロール、三本ロール、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、ペブルミル、トロンミル、サンドグラインダー、セグバリアトライター、遊星式攪拌機、高速インペラー分散機、高速ストーンミル、高速度衝撃ミル、ニーダー、ホモジナイザー、超音波分散機等で処理する方法等が挙げられる。
【0069】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)以外の成分を含有する場合における該組成物全量に対する前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の量は、伸度及び造膜性の点では多い方が好ましく、また、一方、低粘度化の点では、少ない方が好ましい。具体的には、通常、50重量%以上であるのが好ましく、70重量%以上であるのが更に好ましく、また、一方、通常、100重量%以下であるのが好ましい。
【0070】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の粘度は、用途や使用態様などに応じて適宜調節し得るが、E型粘度計(ローター1°34’×R24)における25℃での粘度が、取扱性、塗工性、成形性、立体造形性などの点から好ましくは10mPa・s以上、より好ましくは100mPa・s以上であり、また、一方、好ましくは100000mPa・s以下、より好ましくは50000mPa・s以下であるのがよい。活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の粘度の調節は、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)及び前記活性エネルギー線反応性モノマー成分の種類とそれらの配合割合などによって調整することができる。
【0071】
また、コーティング方式によっては、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を有機溶剤で希釈して粘度を低減することも可能である。好ましい溶剤としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロパノール、イソブタノール、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、通常、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物100重量部に対して200重量部未満で使用可能である。
【0072】
上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びこれを有機溶剤で希釈した組成物等の塗工方法としては、バーコーター法、アプリケーター法、カーテンフローコーター法、ロールコーター法、スプレー法、グラビアコーター法、コンマコーター法、リバースロールコーター法、リップコーター法、ダイコーター法、スロットダイコーター法、エアーナイフコーター法、ディップコーター法等の公知の方法を適用可能であるが、その中でもバーコーター法及びグラビアコーター法が好ましい。
【0073】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、これに活性エネルギー線を照射することにより硬化膜とすることができる。
上記組成物を硬化させる際に使用する活性エネルギー線としては、赤外線、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、γ線等が使用可能である。装置コストや生産性の観点から電子線または紫外線を利用することが好ましく、光源としては、電子線照射装置、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、Arレーザー、He−Cdレーザー、固体レーザー、キセノンランプ、高周波誘導水銀ランプ、太陽光等が適している。
【0074】
活性エネルギー線の照射量は、電子線照射で硬化する場合には、その照射量は1〜10Mradであることが好ましい。また、紫外線照射の場合は50〜1000mJ/cmであることが好ましい。硬化時の雰囲気は、空気、窒素やアルゴン等の不活性ガスでもよい。また、フィルムやガラスと金属金型との間の密閉空間で照射してもよい。
本発明の硬化膜の膜厚は、目的とされる用途に応じて適宜決められるが、下限は好ましくは1μm、更に好ましくは3μm、特に好ましくは5μmである。また、同上限は好ましくは200μm、更に好ましくは100μm、特に好ましくは50μm、最も好ましくは20μmである。膜厚が下限値より大きいと3次元加工後の意匠性や機能性の発現が良好となり、また、一方、上限値より小さいと内部硬化性、3次元加工適性が良好であるため好ましい。
【0075】
さらに、基材上に、本発明の硬化膜からなる層を有する積層体を得ることができる。本発明の積層体は、本発明の硬化膜からなる層を有していれば特に限定されず、基材及び本発明の硬化膜以外の層を基材と本発明の硬化膜との間及び/又はその外側に有していても良い。また、基材及び/又は本発明の硬化膜を複数層有していても良い。
本発明の積層体を得る方法としては、全ての層を未硬化の状態で積層した後に活性エネルギー線で硬化する方法、下層を活性エネルギー線にて硬化、あるいは半硬化させた後に上層を塗布し、再度活性エネルギー線で硬化する方法、それぞれの層を離型フィルムやベースフィルムに塗布した後、未硬化あるいは半硬化の状態で層同士を貼りあわせる方法などの公知の方法を適用可能であるが、層間の密着性を高めるためには未硬化の状態で積層した後に活性エネルギー線で硬化する方法が好ましい。未硬化の状態で積層する方法としては、下層を塗布した後に上層を重ねて塗布する逐次塗布や、多重スリットから同時に2層以上の層を重ねて塗布する同時多層塗布など公知の方法を適用可能であるが、この限りではない。
【0076】
基材としては、具体的には、例えばポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリプロピレンやポリエステルなどのポリオレフィン、ナイロン、ポリカーボネート、(メタ)アクリル樹脂など種々のプラスチックや金属などが挙げられる。
本発明の硬化膜は、高温条件下での3次元加工時の変形に追従可能な柔軟性、破断伸度、機械的強度、及びインキ、エタノール等の一般家庭汚染物に対する耐汚染性を同時に兼ね備える膜とすることが可能であり、本発明の硬化膜を各種基材への皮膜として用いた本発明の積層体は、意匠性及び表面保護性に優れたものとすることができる。
【0077】
本発明の硬化膜の破断伸度は、本発明の硬化膜を10mm幅に切断し、テンシロン引張試験機(オリエンテック社製、テンシロンUTM−III−100)を用いて、温度140℃、引張速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で引張試験を行って測定した値が、50%以上であることが好ましく、75%以上であることが更に好ましく、100%以上であることが特に好ましく、150%以上であるであることが最も好ましい。
【0078】
本発明の硬化膜の耐汚染性は、硬化膜に75重量%エタノール水溶液、赤色水性インキ(パイロット社製カートリッジインキ/レッド/IRF−12S−R)又は青色水性(パイロット社製インキカートリッジインキ/ブルーブラック/IRF−12S−BB) (以下、総称して汚染物という) 0.03gを滴下して接触させ、室温(23℃)にて、75重量%エタノール水溶液の場合は1時間、赤色水性インキ又は青色水性インキの場合は24時間、各々静置した後、水を含んだ脱脂綿で汚染物を拭き取った後の汚染度を目視により評価する。ここで、拭き取り後の汚染物の量は、微量であることが好ましく、目で見えないほど微量であることが更に好ましい。
【0079】
本発明の硬化膜及び本発明の積層体は、塗装代替用フィルムとして用いることができ、例えば内装・外装用の建装材や自動車、家電等の各種部材等に有効に適用することが可能である。
【実施例】
【0080】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明
はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。
<計算網目架橋点間分子量の算出>
各実施例及び比較例における計算架橋点間分子量は、表1に示した組成物中のウレタンアクリレート系オリゴマー及びそれ以外の活性エネルギー線反応性モノマーの数平均分子量及びモル数と(メタ)アクリロイル基の官能基数から算出した。また、ウレタンアクリレート系オリゴマーの数平均分子量は原料とした各成分の仕込み量から算出した。算出結果を表2に示す。ここで、用いたイソボルニルアクリレートの数平均分子量は208、N−ビニルホルムアミドの数平均分子量は71、ジアクリル酸トリシクロデカンの数平均分子量は304、APG−700の数平均分子量は1010である。
【0081】
<ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)の算出方法>
各実施例及び比較例のウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーは、成分(a−3)以外の成分をイソシアナト基が過剰となる条件で反応させて、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー得た後、該イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと成分(a−3)とを反応させるプレポリマー法で合成した。ここで、得られるウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーの両末端は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとなる。すなわち、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが2モル付加している。その為、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのモル比が2になるように計算し、全構成単位の分子量とモル比の積の合計から平均分子量を算出した。
また、表1にウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーの数平均分子量算出値と以下のようにしてGPC測定により求めた数平均分子量を記載する。
【0082】
<GPCによる数平均分子量測定>
GPC(東ソー社製「HLC−8120GPC」)で、溶媒にTHF、標準サンプルにポリスチレン、カラムにTSKgel superH1000+H2000+H3000を使用して、送液速度0.5mL/min、カラムオーブン温度40℃にて、数平均分子量を測定した。
【0083】
<硬化膜の機械的特性>
硬化膜を10mm幅に切断し、テンシロン引張試験機(オリエンテック社製、テンシロンUTM−III−100)を用いて、温度140℃、引張速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で引張試験を行って破断伸度を測定した。結果を表1に示す。
【0084】
<硬化膜の耐汚染性>
硬化膜に75重量%エタノール水溶液、赤色水性インキ(パイロット社製カートリッジインキ/レッド/IRF−12S−R)又は青色水性(パイロット社製インキカートリッジインキ/ブルーブラック/IRF−12S−BB) (以下、総称して汚染物という)0.03gを滴下して接触させ、室温(23℃)にて、75重量%エタノール水溶液の場合は1時間、赤色水性インキ又は青色水性インキの場合は24時間、各々静置した後、水を含んだ脱脂綿で汚染物を拭き取った後の汚染度を目視により評価した。評価基準は以下の通りである。
○:汚染物を完全に拭き取ることができる
△:汚染物がわずかに残る
×:汚染物の残りが著しい
【0085】
<実施例1>
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を取り付けた4つ口フラスコに、(a−1)としてイソホロンジイソシアネート274g、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gを、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを入れ、更にメチルエチルケトン372gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、ジオクチルスズジラウレート0.18g、メチルハイドロキノン0.30g、メチルエチルケトン27gを加え、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトル(以下、IRと略記することがある)でのイソシアナト(NCO)基に由来したピークの減少により反応の進行を確認し、消失により反応の終点を確認して、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0086】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は3700であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、3700であった。
次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にアプリケーターで得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工して塗膜を形成した後、60℃で1分間乾燥させ、電子線照射装置(CB175、アイグラフィック社製)を用い、加速電圧165kV、照射線量5Mradの条件で電子線を照射してさせた後、ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して膜厚100μmの硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0087】
<実施例2>
(a−1)であるイソホロンジイソシアネート274g、及び4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gに代えて(a−1)をイソホロンジイソシアネート353gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを206gとし、メチルエチルケトン372gを373g、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.16g、メチルハイドロキノン0.30gを0.26gと変更した以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0088】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は3700であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、3700であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0089】
<実施例3>
(a−1)としてイソホロンジイソシアネート274gを211g、及び4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gを143gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを176gとし、メチルエチルケトン372gを354g、メチルエチルケトン27gを46gとし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを70gと変更した以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0090】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は2200であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、2200であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0091】
<実施例4>
(a−1)としてイソホロンジイソシアネート274gを84g、及び4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gを40gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを33gとし、メチルエチルケトン372gを380gと変更し、さらに(a−5)としてポリカーボネートジオール(クラレポリオールC−1090、数平均分子量980、クラレ社製)224gを加えて、実施例1と同様に80℃で9時間、反応を行なった。さらに、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.12g、メチルハイドロキノン0.30gを0.12g、メチルエチルケトン27gを19g、とし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを19gと変更した以外は、実施例1と同様にして70℃で10時間、反応を行い、次いで、ジアクリル酸トリシクロデカン(IRR214K、ダイセル・サイテック社製)100g、メチルエチルケトン100gを加え、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0092】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は1200であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、5300であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0093】
<実施例5>
(a−1)としてイソホロンジイソシアネート274gを105g、及び4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gを50gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを41gとし、メチルエチルケトン372gを476gと変更し、さらに(a−5)としてポリカーボネートジオール(クラレポリオールC−1090、数平均分子量980、クラレ社製)280gを加えて、実施例1と同様に80℃で9時間、反応を行なった。さらに、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.15g、メチルハイドロキノン0.30gを0.15g、メチルエチルケトン27gを24gとし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを24gと変更した以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0094】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は5300であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、5300であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Eを用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0095】
<比較例1>
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、温度計を取り付けた4つ口フラスコに、(a−1)であるイソホロンジイソシアネート292g、及び(a−3)であるヒドロキシエチルアクリレート208gを用い、ジオクチルスズジラウレート0.15g、メチルハイドロキノン0.25g、メチルエチルケトン500gを入れて反応させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、IRでのNCO基に由来したピークの減少により反応の進行を確認し、消失により反応の終点を確認して、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0096】
得られた、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は450であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、450であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
【0097】
<比較例2>
イソホロンジイソシアネート274g、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gに代えて(a−1)をイソホロンジイソシアネート357gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを217gとし、メチルエチルケトン372gを383g、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.15g、メチルエチルケトン27gを17gとし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを26gと変更した以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0098】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は6300であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、6300であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0099】
<比較例3>
イソホロンジイソシアネート274g、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gに代えて(a−1)をイソホロンジイソシアネート408gとし、シクロヘキサンジメタノール201gに代えて(a−2)を1,4−ブタンジオール151gとし、メチルエチルケトン372gを373g、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.15gと変更した以外は、実施例1と同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0100】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は3700であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、3700であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Hを用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0101】
<比較例4>
イソホロンジイソシアネート274g、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gに代えて(a−1)をイソホロンジイソシアネート99gとし、シクロヘキサンジメタノール201gに代えて(a−2)を1,9−ノナンジオール29gとし、メチルエチルケトン372gを373gと変更し、さらに(a−5)としてポリカーボネートジオール(クラレポリオールC−1090、数平均分子量980、クラレ社製)179gを加えて、実施例1と同様に80℃で9時間、反応を行なった。さらに、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.09g、メチルハイドロキノン0.30gを0.06gとし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを22gと変更した以外は、実施例1と同様にして70℃で10時間、反応を行った。次いで、イソボルニルアクリレート(IB−XA、共栄化学社製)210g、N−ビニルホルムアミド(NVF−P、ダイヤニトリックス社製)60gを加え、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0102】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は5200であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、3700であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0103】
<実施例6>
(a−1)としてイソホロンジイソシアネート274gを103g、及び4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gを61gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを33gとし、メチルエチルケトン372gを422gと変更し、さらに(a−5)としてポリカーボネートジオール(クラレポリオールC−1090、数平均分子量980、クラレ社製)225gを加えて、実施例1と同様に80℃で9時間、反応を行なった。さらに、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.14g、メチルハイドロキノン0.30gを0.24g、メチルエチルケトン27gを54g、とし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを54gと変更した以外は、実施例1と同様にして70℃で10時間、反応を行い、次いで、シリコーン(サイラプレーンFM−7711、チッソ社製)5g、紫外線吸収剤(チヌビン328、チバスペシャリティケミカルズ製)10g、HALS(チヌビン144、チバスペシャリティケミカルズ製)10g、メチルエチルケトン24gを加え、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0104】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は2100であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、2100であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0105】
<実施例7>
(a−1)としてイソホロンジイソシアネート84gと及び4イソホロンジイソシアネート160gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを43gとし、メチルエチルケトン372gを446gと変更し、さらに(a−5)としてポリカーボネートジオール(PCDX−55、数平均分子量830、旭化成社製)244gを加えて、実施例1と同様に80℃で9時間、反応を行なった。さらに、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.14g、メチルハイドロキノン0.30gを0.24g、メチルエチルケトン27gを30gとし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを30gと変更した以外は、実施例1と同様にして70℃で10時間、反応を行い、次いで、シリコーン(サイラプレーンFM−7711、チッソ社製)5g、紫外線吸収剤(チヌビン328、チバスペシャリティケミカルズ製)10g、HALS(チヌビン144、チバスペシャリティケミカルズ製)10g、メチルエチルケトン48gを加え、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0106】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は3700であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、3700であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。
【0107】
<実施例8>
(a−1)としてイソホロンジイソシアネート274gを84g、及び4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)84gを50gとし、(a−2)としてシクロヘキサンジメタノール201gを36gとし、メチルエチルケトン372gを407gと変更し、さらに(a−5)としてポリカーボネートジオール(デュラノールT4691、数平均分子量1060、旭化成社製)236gを加えて、実施例1と同様に80℃で9時間、反応を行なった。さらに、ジオクチルスズジラウレート0.18gを0.14g、メチルハイドロキノン0.30gを0.24g、メチルエチルケトン27gを22gとし、(a−3)としてヒドロキシエチルアクリレート41gを22gと変更した以外は、実施例1と同様にして70℃で10時間、反応を行い、次いで、2官能アクリレート(APG−700、数平均分子量1010、新中村化学製)48g、シリコーン(サイラプレーンFM−7711、チッソ社製)5g、紫外線吸収剤(チヌビン460、チバスペシャリティケミカルズ製)10g、HALS(チヌビン144、チバスペシャリティケミカルズ製)10g、メチルエチルケトン71gを加え、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
【0108】
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の計算網目架橋点間分子量は2900であった。また、GPCにより求めたウレタンアクリレート部分の数平均分子量は、4500であった。
次いで、上記の通り得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして硬化膜を得た。
【0109】
得られた硬化膜について、機械的特性、及び耐汚染性を評価した。結果を表1に示す。また、ウレタンアクリレートの分子量の算出結果を表2に纏める。
【0110】
【表1】

【0111】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0112】
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、これを硬化させて硬化膜とした場合、高温条件下での3次元加工時の変形に追従可能な柔軟性、破断伸度、機械的強度、及びインキ、エタノール等の一般家庭汚染物に対する耐汚染性を同時に兼ね備える硬化膜を与えることができ、該硬化膜を各種基材への被膜として用いることで意匠性ないし表面保護性を付与することができる。
これにより、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる硬化膜又は該硬化膜からなる層を有する積層体は塗装代替用フィルムとして用いることができ、例えば内装・外装用の建装材や自動車、家電等の各種部材等に有効に適用することが可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも(a−1)ポリイソシアネート、(a−2)脂環式構造を有する数平均分子量500以下の低分子量ポリオール及び(a−3)ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの反応物であるウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、該組成物における計算網目架橋点間分子量が1000以上、6000以下であることを特徴とする、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
【請求項2】
前記(a−1)ポリイソシアネートが、脂環式構造を有するポリイソシアネートを含む、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
【請求項3】
前記(a−2)低分子量ポリオールの脂環式構造が六員環構造であって、ヒドロキシル基間の該六員環構造が1、4位置換で結合している数平均分子量500以下の低分子量ポリオールを含む、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
【請求項4】
前記(a−1)ポリイソシアネートの脂環式構造が六員環構造であって、イソシアナト基間の該六員環構造が1、4位置換で結合しているポリイソシアネートを含む、請求項2又は3に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
【請求項5】
前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマー(A)が、さらに(a−5)数平均分子量500を超える高分子量ポリオールを含む反応物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に、活性エネルギー線を照射してなる硬化膜。
【請求項7】
基材上に、請求項6に記載の硬化膜からなる層を有する積層体。

【公開番号】特開2010−222568(P2010−222568A)
【公開日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−36728(P2010−36728)
【出願日】平成22年2月22日(2010.2.22)
【出願人】(000005968)三菱化学株式会社 (4,356)
【Fターム(参考)】