説明

活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム用アンダーコート剤、および活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム

【課題】活性エネルギー線硬化型材料からなる硬化皮膜とプラスチックフィルムの双方と良く密着するアンダーコート層を生産性よく形成可能なアンダーコート剤の提供。
【解決手段】カルボキシラートアニオン基の含有量が0.3〜1.5mmol/gであるポリエステル樹脂(A)、カルボキシラートアニオン基を少なくとも一つ有する(メタ)アクリレート化合物(B)、およびアジリジニル基を少なくとも3つ有する化合物(C)を含有する、活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム用アンダーコート剤を使用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は主に、活性エネルギー線硬化皮膜とプラスチックフィルムを密着させるために使用するアンダーコート剤に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂からなるプラスチックフィルムは様々な工業的用途に供されており、特にポリエステルフィルムは、機械的強度や透明性等に優れるため種々の製品に応用されている。
【0003】
ところで、プラスチックフィルムはインキや接着剤等の硬化皮膜と密着し難い場合があるため、コロナ放電やサンドブラスト等の表面処理により密着性の向上が図られている。しかし、効果には限界があり、密着性が経時的に低下するなどの問題もある。そのため斯界では、プラスチックフィルムの表面に易接着性のアンダーコート層を予め設けることがある。
【0004】
ところが、プラスチックフィルムと良く密着するアンダーコート層は、活性エネルギー性で硬化する材料(ペンタエリスリトールトリアクリレート等の紫外線硬化型樹脂など)からなる硬化層との密着性に劣り、逆に硬化層と密着性がよいアンダーコート層はプラスチックフィルムとの密着性に劣ることが経験的に知られていた。そのため、活性エネルギー性硬化型材料からなる硬化皮膜層とプラスチックフィルムの双方との密着性に優れる実用的なアンダーコート剤が切望されている。
【0005】
こうした状況下、かかる密着性に優れるアンダーコート剤として、例えば特許文献1には、溶媒可溶性飽和ポリエステル樹脂、ポリイソシアネート、および活性エネルギー線で重合するアクリレート化合物を必須成分とする組成物が開示されているが、効果が十分ではない。また、当該方法ではアンダーコート層を形成するために長いポットライフ(1〜6日間程度)が必要であるため、基材であるポリエステルフィルムへの悪影響が懸念される他、生産性の点でも難がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平3−121183号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、活性エネルギー線硬化型材料からなる硬化皮膜とプラスチックフィルムの双方との密着性(以下、単に密着性と略すことがある)に優れるアンダーコート層を、比較的低い温度で且つ短時間に形成することができる、新規なアンダーコート剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は鋭意検討した結果、以下のアンダーコート剤によれば前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち本発明は、カルボキシラートアニオン基の含有量が0.3〜1.5mmol/gであるポリエステル樹脂(A)、活性エネルギー線重合性官能基およびカルボキシラートアニオン基を有する化合物(B)、およびアジリジニル基を少なくとも3つ有する化合物(C)を含有する、活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム用アンダーコート剤;プラスチックフィルムの少なくとも片面に、当該アンダーコート剤からなるアンダーコート層、および活性エネルギー線硬化皮膜層がこの順で積層してなる、活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム、に関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明のアンダーコート剤からなるアンダーコート層は、活性エネルギー線硬化型材料からなる硬化皮膜とプラスチックフィルム(特にポリエステルフィルム)の双方と良く密着する。また、高温多湿下にあっても密着性が低下し難いという、予期せぬ効果も奏する。
【0011】
また、当該アンダーコート層は、比較的低い温度で且つ短時間に得られるため、薄膜のプラスチックフィルムに特に適する他、エネルギーコストが低く済み、生産性も優れる。
【0012】
そのため、当該アンダーコート剤は、活性エネルギー線硬化皮膜を有する種々のプラスチックフィルム、例えば製版用フィルム、包装用フィルム、光学部品用フィルム、半導体加工テープ用フィルム等の他、プラスチック繊維やシート、プラスチック成型体等の製造に適している。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明に係るアンダーコート剤は、カルボキシラートアニオン基の含有量が0.3〜1.5mmol/gであるポリエステル樹脂(A)(以下、(A)成分という)、活性エネルギー線重合性官能基およびカルボキシラートアニオン基を有する化合物(B)(以下、(B)成分という)、およびアジリジニル基を少なくとも3つ有する化合物(C)(以下、(C)成分という)を含有する組成物である。
【0014】
当該アンダーコート剤は、前記(A)成分〜(C)成分がカルボキシラートアニオン基とアジリジニル基との反応を介して一体的に架橋反応し、アンダーコート層を形成するという点に特徴があり、その結果、所期の効果を奏すると考えられる。
【0015】
(A)成分としては、カルボキシラートアニオン基(−COO)を有するポリエステル樹脂であれば各種公知のものを特に制限なく使用できる。また、カルボキシラートアニオン基の含有量は0.3〜1.5mmol/g、好ましくは0.4〜1.3mmol/gであり、当該範囲を逸脱すると密着性等が不良となる。なお、カルボキシラートアニオン基含有量とは、(A)成分1g(不揮発分換算)中に含まれるカルボキシラートアニオン基のミリモル数をいい、計算値である。
【0016】
(A)成分の具体例としては、ジカルボン酸類(a1)(以下、(a1)成分という)、ジオール類(a2)(以下、(a2)成分という)、および必要に応じて用いるトリオール類(a3)(以下、(a3)成分という)からなる脱水縮合物と、トリカルボン酸類(a4)(以下、(a4)成分という)との反応物を中和した物が好ましい。
【0017】
(a1)成分の具体例としては、イソフタル酸、テレフタル酸、オルトフタル酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、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、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シトラコン酸等の脂肪族(不飽和)ジカルボン酸;ヘキサヒドロフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン類;これらのモノアルキルエステルまたはジアルキルエステル(いずれもアルキル基の炭素数が1〜3程度);対応するものについてはその無水物などが挙げられる。(a1)成分としては、密着性等の点より芳香族ジカルボン酸が、特にテレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチル、および無水フタル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有するものであることが好ましい。また、(a1)成分における芳香族ジカルボン酸の含有量は、通常、30〜100モル%程度である。
【0018】
(a2)成分の具体例としては、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、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、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、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物等の脂環族ジオール;カテコール、レゾルシノール、キシリレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン等の芳香族ジオール;これら以外のジオールとして、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール、などが挙げられる。
【0019】
(a3)成分は、(A)成分に架橋構造ないし分岐構造を導入するために使用する任意成分であり、これを使用することでカルボキシラートアニオン基含有量を比較的高い数値に設定することが容易になる。その具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオールなどが挙げられる。なお、エリスリトール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等のテトラオールを併用してもよい。
【0020】
(a4)成分は、(A)成分に前記カルボキシラートアニオン基含有量を付与するために使用する必須成分であり、その具体例としては、トリメリット酸、無水トリメリット酸、トリメシン酸などが挙げられる。なお、同様の目的でピロメリット酸、無水ピロメリット酸等のテトラカルボン酸を併用してもよい。
【0021】
(a1)成分〜(a4)成分の使用量は特に限定されず、前記カルボキシラートアニオン基の含有量等を考慮して適宜決定される。通常は、(a1)成分と(a2)成分の合計を100重量部とした場合において、(a1)成分が30〜70重量部程度、(a2)成分が70〜30重量部程度である。また、(a3)成分を使用する場合には、その量は、(a1)成分と(a2)成分の合計100重量部に対して通常0.5〜5重量部程度である。また、(a4)成分の使用量は、(a1)成分と(a2)成分の合計100重量部に対して通常0.5〜10重量部程度である。
【0022】
(a1)成分、(a2)成分および必要に応じて(a3)成分を反応させて得られる脱水縮合物は、各種公知のポリエステル製造法に従い得られる。具体的には、例えば、各成分を順次または同時に、160〜250℃程度で、1〜10時間程度反応させればよい。また、当該脱水縮合物と(a4)成分との反応物(以下、未中和ポリエステル樹脂という)も、同様の反応温度、反応時間で得ることができる。また、両エステル化反応は常圧下または減圧下で行なうことができ、両エステル化反応に際して各種公知の有機溶剤やエステル化触媒を使用できる。
【0023】
有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系有機溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、ぎ酸エチル、プロピオン酸ブチル、メトキシプロピルアセテート、メチルセロソルブアセテート、セロソルブアセテート等のエステル系有機溶剤;ジオキサン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系有機溶剤;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の非プロトン性極性有機溶剤などが挙げられる。
【0024】
エステル化触媒としては、三酸化アンチモン、テトラプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラステアリルチタネート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジクロライド、酸化亜鉛、オクチル酸コバルトなどが挙げられ、その使用量は通常、(a1)成分〜(a4)成分の総重量に対し、0〜5重量%程度である。
【0025】
未中和ポリエステル樹脂の中和に用いる塩基性化合物としては、例えばアンモニア;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、モノブチルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、アリールアミン、アルカノールアミン等の揮発性アミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物などが挙げられる。これらの中でも、揮発性アミン類、特にトリエチルアミンを使用すると、アンダーコート層がより短時間で得られるため好ましい。塩基性化合物の使用量は、未中和ポリエステル樹脂が有する全カルボキシル基に対し、通常80〜300モル%程度の割合である。
【0026】
こうして得られた(A)成分は、密着等の観点より、ガラス転移温度が通常0〜80℃程度、好ましくは10〜60℃程度である。また、数平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値)が通常3,000〜20,000程度、好ましくは5,000〜18,000程度である。
【0027】
(B)成分は、活性エネルギー線重合性官能基およびカルボキシラートアニオン基(−COO)を有する化合物であれば、各種公知のものを特に制限なく使用することができる。該重合性官能基としては、具体的には、(メタ)アクリロイル基、アリル基、アリルエーテル基、エテニル基、およびビニルエーテル基等からなる群より選ばれる1種が挙げられる。特に、(メタ)アクリロイル基を有する(B)成分は、入手が容易であることから好ましい。
【0028】
(B)成分の具体例としては、モノカルボキシモノ(メタ)アクリレート類の中和物(B−1)(以下、(B−1)成分という)、モノカルボキシポリ(メタ)アクリレート類の中和物(B−2)(以下、(B−2)成分という)、および(メタ)アクリロイル基含有ポリエステル類の中和物(B−3)(以下、(B−3)成分といい、(B−1)成分、(B−2)成分に該当するものを除く)からなる群より選ばれる1種が挙げられる。各中和物に用いる塩基性化合物は(A)成分の調製に用いたものと同様であり、前記同様の理由より、揮発性アミン類、特にトリエチルアミンが好ましい。また、中和方法は各種公知の手段による。
【0029】
(B−1)成分をなすモノカルボキシモノ(メタ)アクリレート類としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2−カルボキシエチル、コハク酸(メタ)アクリロイルオキシエチル、(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸等が挙げられる。
【0030】
(B−2)成分をなすモノカルボキシポリ(メタ)アクリレート類としては、例えば、ポリカルボン酸類(b1)(以下、(b1)成分という)と、各種の水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(b2)(以下、(b2)成分という)との反応物が挙げられる。該(b1)成分としては、例えばアジピン酸、フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)コハク酸等が好ましい。(b1)成分としては、前記(a1)成分および/または(a4)成分と同様ものを用いることができる。また、該(b2)成分の具体例としては、グリセロールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。当該モノカルボキシポリ(メタ)アクリレート類は、例えば、「アロニックスM−510」、「アロニックスM−520」などの市販品(いずれも東亞合成(株)製)であってもよい。
【0031】
(B−3)成分をなす(メタ)アクリロイル基含有ポリエステル類としては、例えば、前記(b1)成分と、ポリオール類(b3)(以下、(b3)成分という)との脱水縮合物が有する水酸基に、前記(B−1)成分を反応させてなるものが挙げられる。この場合、該(b1)成分としては例えばアジピン酸、フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)コハク酸等が好ましい。また、(b2)成分としては、前記(a2)成分および/または(a3)成分と同様のものを使用でき、例えばグリセリンやポリエチレングリコール等が好ましい。また、該(B−1)成分としては例えば(メタ)アクリル酸が好ましい。当該(メタ)アクリロイル基含有ポリエステル類は、例えば、「アロニックスM−7100」、「アロニックスM−8560」などの市販品(いずれも東亞合成(株)製)であってもよい。
【0032】
その他、(B)成分としては、例えば、ビニル安息香酸等のモノビニルモノカルボキシル化合物の中和物や、特開平1−268709号、特開平8−301977号、特開平11−181021号に記載された化合物の中和物等が使用できる。
【0033】
(B)成分の物性は特に限定されないが、密着性等を考慮すると、例えばカルボキシラートアニオン基含有量が通常0.1〜14mmol/g程度、好ましくは1〜7mmol/gである。なお、当該含有量とは、(B)成分1g(不揮発分換算)中に含まれるカルボキシラートアニオン基のミリモル数をいい、計算値である。
【0034】
また、密着性等を考慮すると、(B)成分中の活性エネルギー線重合性官能基の含有量は、通常50〜500eq/g程度、好ましくは80〜300eq/gである。なお、当該含有量とは、(B)成分1g(不揮発分換算)中に含まれる重合性官能基の当量(個数)をいい、計算値である。
【0035】
(C)成分は、(A)成分および(B)成分の双方と反応する成分であり、分子中にアジリジニル基を少なくとも3つ有する化合物であれば、各種公知のものを特に制限なく使用できる。密着性や入手容易性等を考慮すると、特に、下記一般式(1)で表されるものが好ましい。
【0036】
【化1】

【0037】
(式(1)中、Xは水素、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数1〜3のアルキロール基を表す。Rは水素またはメチル基を表す。RおよびRはそれぞれ水素または炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
【0038】
当該式で表される化合物としては、例えば、グリセロール−トリス[2−プロピル−(1−アジリジニル)]プロピオネ−ト、トリメチロールプロパン−トリス(1−アジリジニルプロピオネ−ト)、テトラメチロールメタン−トリ−(β−アジリジニルプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(β−アジリジニルプロピオネート)、グリセリルトリス(β−アジリジニルプロピオネート)等が挙げられる。
【0039】
一般式(1)以外の(C)成分としては、他にも、テトラアジリジニルメタキシレンジアミン、テトラアジリジニルメチルパラキシレンジアミン、テトラメチルプロパンテトラアジリジニルプロピオネ−ト等の4官能アジリジン化合物や、特開2003−104970号に記載の6官能アジリジン化合物などが挙げられる。
【0040】
なお、(C)成分ともに、ネオペンチルグリコールジ(β−アジリジニルプロピオネート)、4,4’−イソプロピリデンジフェノールジ(β−アジリジニルプロピオネート)、4,4’−メチレンジフェノールジ(β−アジリジニルプロピオネート)等の2官能アジリジン化合物;アジリジン、2−メチルアジリジン、2−エチルアジリジン、2,2−ジメチルアジリジン、2,3−ジメチルアジリジン、2−フェニルアジリジン等の単官能アジリジン化合物を併用できる。
【0041】
また、本発明のアンダーコート剤には更にポリイソシアネート系硬化剤(D)(以下、(D)成分という)を含有させることができる。(D)成分としては、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、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;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、リジンジイソシアネー等の脂肪族ジイソシアネート;ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物(D)、(D)成分の二量体、三量体等が挙げられる。
【0042】
また、前記三量体には、下記一般式(2)で表されるジイソシアネートヌレート体(D−1)、および/または、一般式(3)で表されるジイソシアネートアダクト体(D−2)が含まれる。これらを使用することにより、アンダーコート剤の安定性(非ゲル化性)を損なうことなく、アンダーコート皮膜の硬化速度および硬度を好適に高めることができるようになる。
【0043】
【化2】

(式(2)中、Rは、芳香族ジイソシアネート残基、脂肪族ジイソシアネート残基、および脂環式ジイソシアネート残基のいずれかを表す。)
【0044】
【化3】

(式(3)中、Rは炭素数1〜3のアルキル基またはOCN−R−HN−C(=O)−O−CH−で示される官能基を表す。また、Rは、芳香族ジイソシアネート残基、脂肪族ジイソシアネート残基、および脂環式ジイソシアネート残基のいずれかを表す。)
【0045】
本発明のアンダーコート剤における(A)成分〜(D)成分の含有量は特に限定されない。例えば、(A)成分と(B)成分についていうと、(A)成分100重量%(不揮発分換算)に対する(B)成分の含有量が、密着性等の観点より、通常0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%である。また、(A)成分〜(C)成分の関係についていうと、それぞれの使用量は、密着性等の点より、(A)成分のカルボキシラートアニオン基をxmol、(B)成分のカルボキシラートアニオン基をymol、および(C)成分のアジリジニル基をzmolとした場合において、(x+y)/zが通常0.05〜3程度、好ましくは0.2〜2.5の範囲となる量として規定される。また、(D)成分の使用量も特に限定されないが、通常は(A)成分〜(C)成分の合計100重量%(不揮発分換算)に対して0〜30重量%程度、好ましくは5〜15重量%である。
【0046】
本発明のアンダーコート剤は、希釈溶剤として前記有機溶剤(好ましくはケトン系有機溶剤)を用いて、非水系アンダーコート剤とすることができる。また、不揮発分は特に制限されないが、使用上の便宜を考慮すると、通常10〜50重量%である。
【0047】
本発明のアンダーコート剤には、レベリング剤、防滑剤、防腐剤、防錆剤、pH調整剤、酸化防止剤、顔料、染料、滑剤、無機フィラー(コロイダルシリカ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、カオリン、水酸化アルミニウム等)、光安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤や、アジリジニル基開環触媒(パラトルエンスルホン酸等)などを配合してもよい。
【0048】
本発明の活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム(以下、単に積層フィルムということがある)は、プラスチックフィルムの少なくとも片面に、本発明のアンダーコート剤からなるアンダーコート層、および活性エネルギー線硬化皮膜層がこの順で積層してなるものである。
【0049】
プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエステルフィルム、ABSフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム等が挙げられ、これらはコロナ放電等の表面処理がされていてもよい。本発明のアンダーコート剤は比較的低温で硬化することから、一般に耐熱性が劣るとされるポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等であっても、好適に使用できる。
【0050】
アンダーコート層は、本発明のアンダーコート剤を前記プラスチックフィルムに塗工し、乾燥させることによって得られる。塗工手段としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター等などが挙げられる。塗工量は通常、乾燥不揮発分として0.01〜10g/m程度である。また、膜厚は特に制限されないが、通常、0.1〜10μm程度である。また、乾燥温度は通常室温〜150℃程度であり、乾燥時間は通常10秒〜3分程度である。
【0051】
活性エネルギー線硬化皮膜層は、各種公知の活性エネルギー線硬化型材料を、前記アンダーコート層上に、前記手段により塗工し、活性エネルギー線を照射することによって得られる。また、硬化皮膜層の膜厚は特に制限されないが、通常、1〜75μm程度である。
【0052】
活性エネルギー線硬化型材料は、モノマータイプ、オリゴマータイプ、ポリマータイプのいずれであってもよい。具体例としては、前記(B)成分;前記(b2)成分;2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロペンタニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等のモノ(メタ)アクリレート類;1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(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、グリセロールトリ(メタ)アクリレート等の、(メタ)アクリロイル基を少なくとも3つ有する化合物などが挙げられる。;ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、前記ポリエステルポリ(メタ)アクリレート等のオリゴマー;(メタ)アクリロイル基等の重合性官能基と水酸基を分子中に複数有するアクリル樹脂などの非共重合体型材料が挙げられ、これらは2種以上が混合したものであってよい。
【0053】
また、当該活性エネルギー線硬化型材料のうち重合体型材料としては、(メタ)アクリロイル基等の重合性官能基と水酸基を分子中に複数有するアクリル樹脂が挙げられる。当該アクリル樹脂としては、例えば、エポキシ基含有ビニル化合物を含む重合性化合物から得られる重合体に、カルボキシル基含有(メタ)アクリル化合物を付加反応させてなる反応生成物(特開2009−286972号等参照)を使用できる。当該エポキシ基含有ビニル化合物としてはグリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が、その他の重合性化合物としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。また、該カルボキシル基含有(メタ)アクリル化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。また、当該反応生成物の物性は特に限定されないが、重量平均分子量(ゲルパーメーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値)が9,000〜60,000程度、(メタ)アクリル当量が210〜780g/eq程度、酸価が0.1〜5mgKOH/g程度である。
【0054】
また、当該活性エネルギー線硬化型材料には、各種公知の重合開始剤が配合されていてもよい。具体例としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、o−ベンゾイル安息香酸メチルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸エステル、ベンゾイル安息香酸メチル、フェニルベンゾフェノン、トリメチルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系重合開始剤;フェノキシジクロロアセトフェノン、ブチルジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ヒドロキシメチルフェニルプロパンオン、イソプロピルフェニルヒドロキシメチルプロパンオン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のアセトフェノン系重合開始剤;チオキサントン、クロルチオキサントン、メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジクロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系重合開始剤などが挙げられる。その他、当該材料には、前記有機溶剤や添加剤が配合されていてよい。
【0055】
活性エネルギー線としては、紫外線や電子線が挙げられる。紫外線の供給源としては例えば高圧水銀灯やメタルハライドランプ等が挙げられ、その供給量は通常100〜2,000mJ/cm程度である。また、電子線の供給方式としては例えばスキャン式電子線照射、カーテン式電子線照射法等が挙げられ、その照射エネルギーは通常10〜200kGy程度である。
【実施例】
【0056】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、各例中、部および%は特記無い限り重量基準である。
【0057】
製造例1
<(A)成分の製造>
撹拌機、冷却器、温度計および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸480部、イソフタル酸432部、アゼライン酸54部、エチレングリコール256部、1,6−ヘキサンジオール355部およびグリセリン23部を仕込み、撹拌下に反応系を加熱してこれらを溶融した。次いで、反応系を、脱水縮合反応で生成する水を除去しながら、160℃から200℃まで3時間かけて徐々に昇温し、更に200℃で1時間保温した。次いで三酸化アンチモンを0.16部加えた。次いで、反応容器に真空減圧装置をつなぎ、235℃、2.8kPaで1時間、減圧重縮合反応を行った。次いで、減圧状態を解除して反応系を150℃まで冷却し、反応系に無水トリメリット酸207部を仕込み、1時間保温した。次いで、メチルイソブチルケトン466部、メチルエチルケトン466部を加え均一に溶解した。こうして、不揮発分が60%、カルボキシラートアニオン基の含有量(原料の仕込み重量より算出した計算値)が1.3mmol/g、ガラス転移温度(製品名「DSC6200」:セイコーインスツルメンツ(株)製)による測定値をいう。以下、同様。)が17℃、数平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置(製品名「HLC−8220GPC」:東ソー(株)製)によるポリスチレン換算値をいう。以下、同様。)が5,000のポリエステル樹脂(A−1)の溶液を得た。
【0058】
製造例2〜6、比較製造例1
表1の組成に変更した他は製造例1と同様の方法で、ポリエステル樹脂(A−2)〜(A−6)、(イ)の溶液を得た。
【0059】
【表1】

【0060】
表1中、各記号は以下の意味である。
TPA:テレフタル酸
IPA:イソフタル酸
AZE:アゼライン酸
CHDA:シクロヘキサンジカルボン酸
EG:エチレングリコール
1,6HG:1,6ヘキサンジオール
NPG:ネオペンチルグリコール
BEPD:2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール
CHDM:シクロヘキサンジメタノール
Gly:グリセリン
TMP:トリメチロールプロパン
TMAn:無水トリメリット酸
C:カルボキシラートアニオン基含有量(mmol/g)
Tg:ガラス転移温度(℃)
Mn:数平均分子量
【0061】
<アンダーコート剤の調製>
実施例1
製造例1で得たポリエステル樹脂(A−1)の溶液100部(不揮発分60%)に、(B)成分としてアクリル酸2−カルボキシエチル1.2部、トリエチルアミン(TEA)6.2部を添加し、混合した。次いで、当該溶液に(C)成分としてトリメチロールプロパントリス−(β−アジリジニルプロピオネート)を13.4部添加し、メチルエチルケトン178部で希釈して、不揮発分が25%のアンダーコート剤を得た。
【0062】
実施例2〜27、比較例1〜14
表2に示す原料種、使用量に変更した他は実施例1と同様の方法に従い、アンダーコート剤を得た(いずれも不揮発分25%)。
【0063】
実施例28
(A−1)成分の溶液100部(不揮発分60%)に、表1に示す(B)成分を6部、TEAを6.2部添加した後、当該溶液に表1に示す(C)成分を13.8部、(D)成分としてイソホロンジイソシアネートを18.7部添加し、メチルエチルケトン230.6部で希釈して、不揮発分が25%のアンダーコート剤を得た。
【0064】
<活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の調製>
市販のポリエステルアクリレート(商品名「アロニックスM−9050」:東亞合成(株)製)70部、1,6−ヘキサンジオールアクリレート(商品名「HDDA」:ダイセル・サイテック(株)製)30部、光開始剤(商品名「イルガキュア184」:チバ・スペシャルティー・ケミカルズ (株)製)5部、およびシリコーン系レベリング剤(商品名「BYK340」:ビックケミー・ジャパン(株)製)1部を良く混合し、紫外線硬化型組成物を調製した。
【0065】
<積層フィルムの作製>
市販PETフィルム(商品名「ルミラーT60」:東レ(株)製)に、実施例1に係るアンダーコート剤を乾燥膜厚が1μmになるようにバーコーターで塗布し、120℃で30秒間、乾燥させた。次いで、アンダーコート面に、前記紫外線硬化型樹脂組成物を、硬化後の膜厚が5μmになるようにバーコーターで塗布した。次いで、大気中で、塗工後のフィルムを高圧水銀灯(80W、水銀灯高さ10cm、搬送速度10m/分)の下に3回通過させることにより、積層フィルムを作製した。実施例2〜28および比較例1〜14のアンダーコート剤についても同様にして積層フィルムを作製した。
【0066】
実施例29
ルミラーT60に、実施例2に係るアンダーコート剤を乾燥膜厚が1μmになるようにバーコーターで塗布し、120℃で30秒間、乾燥させた。次いで、アンダーコート面に、紫外線硬化型樹脂として、ジペンタエリスリトールポリアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂(商品名「BS700」、荒川化学工業(株)製)を酢酸エチルで希釈して得られる溶液(不揮発分80重量%)にイルガキュア184を5部加えたものを、硬化後の膜厚が5μmになるようにバーコーターで塗布した後、皮膜を80℃で30秒間乾燥させた。次いで、前記した条件下で積層フィルムを作製した。
【0067】
<初期密着性>
JIS 5400に準じ、実施例1に係る積層フィルムに、1mmマスを碁盤目状に100マス作成した後、粘着テープを貼り付け、これを垂直方向に急速に剥がした。次いで、硬化皮膜の残存量により、その密着性を、以下の基準により評価した。他の実施例および比較例の積層フィルムについても同様にして密着性を評価した。
6:90%以上が残存
5:80%以上90%未満が残存
4:70%以上80%未満が残存
3:60%以上70%未満が残存
2:50%以上60%未満が残存
1:50%未満が残存
【0068】
<耐久密着性>
実施例1に係る積層フィルムを、恒温恒湿槽(60℃、95%RH)に4日間放置した後、初期密着性と同様の方法により、硬化皮膜の密着性を以下の基準により評価した。他の実施例および比較例の積層フィルムについても同様にして密着性を評価した。
6:90%以上が残存
5:80%以上90%未満が残存
4:70%以上80%未満が残存
3:60%以上70%未満が残存
2:50%以上60%未満が残存
1:50%未満が残存
【0069】
【表2】


【0070】
表2中、各記号は以下の意味である。
β−CEA:アクリル酸2−カルボキシエチル(商品名「β−CEA」:ダイセル・サイテック(株)製、カルボキシラートアニオン基含有量6.5mmol/g、アクリロイル基含有量144eq/g)
M−510:酸変性アクリレートオリゴマー(商品名「アロニックスM−510」:東亞合成(株)製、カルボキシラートアニオン基含有量1.6mmol/g)
M−520:酸変性アクリレートオリゴマー(商品名「アロニックスM−520」:東亞合成(株)製、カルボキシラートアニオン基含有量0.43mmol/g)
M−7100:ポリエステルアクリレートオリゴマー(商品名「アロニックスM−7100」:東亞合成(株)製、カルボキシラートアニオン基含有量0.18mmol/g)
M−8560:ポリエステルアクリレートオリゴマー(商品名「アロニックスM−8560」:東亞合成(株)製、カルボキシラートアニオン基含有量0.19mmol/g)
M−306:ペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名「アロニックスM−306」、東亞合成(株)製、カルボキシラートアニオン基含有量0mmol/g)
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
【0071】
PZ−33:市販トリアジリジン系架橋剤(トリメチロールプロパントリス(β−アジリジニルプロピオネート):商品名「PZ−33」:(株)日本触媒製)
TAZO:市販トリアジリジン系架橋剤(テトラメチロールメタン−トリ−(β−アジリジニルプロピオネート)):商品名「TAZO」:相互薬工(株)製)
EX−622:市販エポキシ系架橋剤(商品名「デナコールEX−622」:ナガセケムテックス(株)製)
V−7:市販カルボジイミド架橋剤(商品名「カルボジライトV−07」:日清紡績(株)製)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボキシラートアニオン基の含有量が0.3〜1.5mmol/gであるポリエステル樹脂(A)、活性エネルギー線重合性官能基およびカルボキシラートアニオン基を有する化合物(B)、およびアジリジニル基を少なくとも3つ有する化合物(C)を含有する、活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム用アンダーコート剤。
【請求項2】
(A)成分が、ジカルボン酸類(a1)、ジオール類(a2)、および必要に応じて用いるトリオール類(a3)からなる脱水縮合物と、トリカルボン酸類(a4)との反応物を中和したものである、請求項1のアンダーコート剤。
【請求項3】
(a1)成分が芳香族ジカルボン酸を含有する、請求項1または2のアンダーコート剤。
【請求項4】
(A)成分のガラス転移温度が0〜80℃である、請求項1〜3のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項5】
(A)成分の数平均分子量が3,000〜20,000である、請求項1〜4のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項6】
(B)成分の活性エネルギー線重合性官能基が(メタ)アクリロイル基である、請求項1〜5のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項7】
(B)成分が、モノカルボキシモノ(メタ)アクリレート類の中和物(B−1)、モノカルボキシポリ(メタ)アクリレート類の中和物(B−2)、および(メタ)アクリロイル基含有ポリエステル類の中和物(B−3)からなる群より選ばれる1種である、請求項1〜6のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項8】
(B)成分におけるカルボキシラートアニオン基の含有量が0.1〜14mmol/gである、請求項1〜7のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項9】
(C)成分が記一般式(1)で表されるものである、請求項1〜8のいずれかのアンダーコート剤。

(式(1)中、Xは水素、炭素数1〜6のアルキル基、または炭素数1〜3のアルキロール基を表す。Rは水素またはメチル基を表す。RおよびRはそれぞれ水素または炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
【請求項10】
(A)成分100重量%(不揮発分換算)に対する(B)成分の含有量が0.5〜30重量%である、請求項1〜9のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項11】
(A)成分のカルボキシラートアニオン基をxmol、(B)成分のカルボキシラートアニオン基をymol、および(C)成分のアジリジニル基をzmolとした場合において、(x+y)/zが0.05〜3.0である、請求項1〜10のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項12】
さらにポリイソシアネート系硬化剤(D)を含有する請求項1〜11のいずれかのアンダーコート剤。
【請求項13】
プラスチックフィルムの少なくとも片面に、請求項1〜12のいずれかのアンダーコート剤からなるアンダーコート層、および活性エネルギー線硬化皮膜層がこの順で積層してなる、活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム。
【請求項14】
プラスチックフィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項13の活性エネルギー線硬化皮膜付プラスチックフィルム。

【公開番号】特開2011−184688(P2011−184688A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−26932(P2011−26932)
【出願日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【出願人】(000168414)荒川化学工業株式会社 (301)
【Fターム(参考)】