JP6623744B2 - 水性樹脂組成物、それを用いた積層体及び物品 - Google Patents
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Description
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、エチレングリコール160質量部、1,4−ブタンジオール360質量部、テレフタル酸440質量部、イソフタル酸440質量部、及びジブチル錫オキサイド0.5質量部を仕込み酸価が0.5以下になるまで230℃で15時間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂(I−1)(水酸基価:106mgKOH/g、酸価:0.3mgKOH/g、芳香環濃度:4.38mol/kg)を得た。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、エチレングリコール420質量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル660質量部、テレフタル酸300質量部、オルトフタル酸120質量部、及びジブチル錫オキサイド0.5質量部を仕込み酸価が0.5以下になるまで230℃で15時間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂(I−2)(水酸基価:111mgKOH/g、酸価:0.1mgKOH/g、芳香環濃度:7.09mol/kg)を得た。
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン1,400質量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル173質量部、テレフタル酸94質量部、オルトフタル酸21質量部、及びジブチル錫オキサイド0.5質量部を仕込み酸価が0.5以下になるまで230℃で15時間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂(I−3)(水酸基価:117mgKOH/g、酸価:0.2mgKOH/g、芳香環濃度9.22mol/kg)を得た。
反応容器中に、製造例1で得られたポリエステル樹脂(I−1)をポリエステルポリオール(1)として581.5質量部仕込み、減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン554.2質量部を加え、攪拌し均一に混合した。次に、2,2−ジメチロールプロピオン酸50質量部を加え、次いでイソホロンジイソシアネート205.3質量部、オクチル酸第一錫0.4質量部を加えて、80℃で15時間反応させた。前記ウレタン樹脂の製造に使用した原料の合計質量に対するイソシアネート基の質量割合(イソシアネート値)が0.1質量%以下になったのを確認し、n−ブタノール3.3質量部を加え、さらに2時間反応させた後、50℃まで冷却することによって、ウレタン樹脂(II−1)の不揮発分60質量%溶液を得た。このウレタン樹脂(II−1)の固形分当たりの芳香環濃度は3.04mol/kgであり、酸価は25.0mgKOH/gであった。
反応容器中に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)をポリエステルポリオール(2)として577質量部仕込み、減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン554.1質量部を加え、攪拌し均一に混合した。次に、2,2−ジメチロールプロピオン酸50質量部を加え、次いでイソホロンジイソシアネート209.9質量部、オクチル酸第一錫0.4質量部を加えて、80℃で15時間反応させた。前記ウレタン樹脂の製造に使用した原料の合計質量に対するイソシアネート基の質量割合(イソシアネート値)が0.1質量%以下になったのを確認し、n−ブタノール3.4質量部を加え、さらに2時間反応させた後、50℃まで冷却することによって、ウレタン樹脂(II−2)の不揮発分60質量%溶液を得た。このウレタン樹脂(II−2)の固形分当たりの芳香環濃度は4.89mol/kgであり、酸価は25mgKOH/gであった。
反応容器中に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)をポリエステルポリオール(2)として599.7質量部仕込み、減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン337.1質量部を加え、攪拌し均一に混合した。次に、2,2−ジメチロールプロピオン酸50質量部を加え、次いでイソホロンジイソシアネート86質量部、トルエンジイソシアネート101質量部、オクチル酸第一錫0.4質量部を加えて、80℃で15時間反応させた。次いで、メチルエチルケトン495.8質量部を加え、更に80℃で8時間反応させた。前記ウレタン樹脂の製造に使用した原料の合計質量に対するイソシアネート基の質量割合(イソシアネート値)が0.1質量%以下になったのを確認し、n−ブタノール3.3質量部を加え、さらに2時間反応させた後、50℃まで冷却することによって、ウレタン樹脂(II−3)の不揮発分50質量%溶液を得た。このウレタン樹脂(II−3)の固形分当たりの芳香環濃度は5.78mol/kgであり、酸価は25mgKOH/gであった。
反応容器中に、製造例3で得られたポリエステル樹脂(I−2)をポリエステルポリオール(2)として555.8質量部仕込み、減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン554.2質量部を加え、攪拌し均一に混合した。次に、2,2−ジメチロールプロピオン酸50質量部を加え、次いで4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート231.0質量部、オクチル酸第一錫0.4質量部を加えて、80℃で12時間反応させた。続いて、メチルエチルケトン278.9質量部を加え、更に80℃で5時間反応させた。前記ウレタン樹脂の製造に使用した原料の合計質量に対するイソシアネート基の質量割合(イソシアネート値)が0.1質量%以下になったのを確認し、n−ブタノール3.3質量部を加え、さらに2時間反応させた後、50℃まで冷却することによって、ウレタン樹脂(II−4)の不揮発分50質量%溶液を得た。このウレタン樹脂(II−4)の固形分当たりの芳香環濃度は6.92mol/kgであり、酸価は25mgKOH/gであった。
反応容器中に、製造例3で得られたポリエステル樹脂(I−3)をポリエステルポリオール(3)として555.7質量部仕込み、減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン337.2質量部を加え、攪拌し均一に混合した。次に、2,2−ジメチロールプロピオン酸50質量部を加え、次いで4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート231.0質量部、オクチル酸第一錫0.4質量部を加えて、70℃で12時間反応させた。続いて、メチルエチルケトン136.9質量部を加え、更に80℃で5時間反応させた。前記ウレタン樹脂の製造に使用した原料の合計質量に対するイソシアネート基の質量割合(イソシアネート値)が0.1質量%以下になったのを確認し、n−ブタノール3.3質量部、メチルエチルケトン358.9質量部を加え、さらに2時間反応させた後、50℃まで冷却することによって、ウレタン樹脂(II−5)の不揮発分50質量%溶液を得た。このウレタン樹脂(II−5)の固形分当たりの芳香環濃度は8.33mol/kgであり、酸価は25mgKOH/gであった。
製造例4で得られたウレタン樹脂(II−1)の不揮発分60質量%溶液278.9質量部に、製造例3で得られたポリエステル樹脂(I−3)167.4質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水892.6質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−1)を得た。この水性樹脂組成物(III−1)の固形分当たりの芳香環濃度は6.13mol/kgであり、ガラス転移温度は74℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例4で得られたウレタン樹脂(II−1)の不揮発分60質量%溶液278.9質量部に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)71.7質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水1328質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分25質量%の水性樹脂組成物(III−2)を得た。この水性樹脂組成物(III−2)の固形分当たりの芳香環濃度は5.55mol/kgであり、ガラス転移温度は59℃であり、酸価は17.5mgKOH/gであった。
製造例4で得られたウレタン樹脂(II−1)の不揮発分60質量%溶液278.9質量部に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)4463.1質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水892.6質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−3)を得た。この水性樹脂組成物(III−3)の固形分当たりの芳香環濃度は5.99mol/kgであり、ガラス転移温度は50℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例5で得られたウレタン樹脂(II−2)の不揮発分60質量%溶液278.9質量部に、製造例3で得られたポリエステル樹脂(I−3)71.7質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水1328質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分25質量%の水性樹脂組成物(III−4)を得た。この水性樹脂組成物(III−4)の固形分当たりの芳香環濃度は6.19mol/kgであり、ガラス転移温度は77℃であり、酸価は17.5mgKOH/gであった。
製造例6で得られたウレタン樹脂(II−3)の不揮発分50質量%溶液279質量部に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)139.5質量部とトリエチルアミン6.6質量部とを加え、イオン交換水691質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−5)を得た。この水性樹脂組成物(III−5)の固形分当たりの芳香環濃度は6.44mol/kgであり、ガラス転移温度は59℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例6で得られたウレタン樹脂(II−3)の不揮発分50質量%溶液279質量部に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)209.3質量部とトリエチルアミン6.6質量部とを加え、イオン交換水800質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−6)を得た。この水性樹脂組成物(III−6)の固形分当たりの芳香環濃度は6.57mol/kgであり、ガラス転移温度は55℃であり、酸価は10.0mgKOH/gであった。
製造例7で得られたウレタン樹脂(II−4)の不揮発分50質量%溶液334.7質量部に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)167.4質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水837質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−7)を得た。この水性樹脂組成物(III−7)の固形分当たりの芳香環濃度は7mol/kgであり、ガラス転移温度は67℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例7で得られたウレタン樹脂(II−4)の不揮発分50質量%溶液334.7質量部に、製造例2で得られたポリエステル樹脂(I−2)100.4質量部と製造例3で得られたポリエステル樹脂(I−3)67質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水903.8質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−8)を得た。この水性樹脂組成物(III−8)の固形分当たりの芳香環濃度は7.43mol/kgであり、ガラス転移温度は79℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例8で得られたウレタン樹脂(II−5)の不揮発分50質量%溶液334.7質量部に、製造例1で得られたポリエステル樹脂(I−1)167.4質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水837質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III−9)を得た。この水性樹脂組成物(III−9)の固形分当たりの芳香環濃度は6.35mol/kgであり、ガラス転移温度は76℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例5で得られたウレタン樹脂(II−2)の不揮発分60質量%溶液278.9質量部に、トリエチルアミン7.9質量部を加え、イオン交換水1195.5質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分20質量%の水性樹脂組成物(III’−1)を得た。この水性樹脂組成物(III’−1)の固形分当たりの芳香環濃度は4.89mol/kgであり、ガラス転移温度は67℃であり、酸価は25mgKOH/gでった。
製造例6で得られたウレタン樹脂(II−3)の不揮発分50質量%溶液279質量部に、トリエチルアミン6.6質量部を加え、イオン交換水790質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分18質量%の水性樹脂組成物(III’−2)を得た。この水性樹脂組成物(III’−2)の固形分当たりの芳香環濃度は5.78mol/kgであり、ガラス転移温度は80℃であり、酸価は25mgKOH/gであった。
製造例5で得られたウレタン樹脂(II−2)の不揮発分50質量%溶液334.7質量部に、トリエチルアミン7.9質量部を加え、イオン交換水1290質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30℃〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分18質量%の水性樹脂組成物(III’−3)を得た。この水性樹脂組成物(III’−3)の固形分当たりの芳香環濃度は6.92mol/kgであり、ガラス転移温度は95℃であり、酸価は25mgKOH/gであった。
製造例8で得られたウレタン樹脂溶液組成物(II−5)334.7質量部にトリエチルアミン7.9質量部を加え、イオン交換水790質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30℃〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分23質量%の水性樹脂組成物(III’−4)を得た。この水性樹脂組成物(III’−4)の固形分当たりの芳香環濃度は8.33mol/kgであり、ガラス転移温度は137℃であり、酸価は25mgKOH/gであった。
製造例5で得られたウレタン樹脂溶液組成物(II−2)278.9質量部に、前記ポリエステル樹脂(I−3)167.4質量部とトリエチルアミン7.9質量部と加え、イオン交換水850質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30℃〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III’−5)を得た。この水性樹脂組成物(III’−5)の固形分当たりの芳香環濃度は7.05mol/kgであり、ガラス転移温度は84℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例6で得られたウレタン樹脂溶液組成物(II−3)279質量部に、前記ポリエステル樹脂(I−1)59.8質量部とトリエチルアミン6.6質量部とを加え、イオン交換水827質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30℃〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分25質量%の水性樹脂組成物(III’−6)を得た。この水性樹脂組成物(III’−6)の固形分当たりの芳香環濃度は5.36mol/kgであり、ガラス転移温度は61℃であり、酸価は17.5mgKOH/gであった。
製造例7で得られたウレタン樹脂溶液組成物(II−4)334.7質量部に、前記ポリエステル樹脂(I−3)167.4質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水837質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30℃〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III’−7)を得た。この水性樹脂組成物(III’−7)の固形分当たりの芳香環濃度は8.07mol/kgであり、ガラス転移温度は97℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
製造例8で得られたウレタン樹脂溶液組成物(II−5)334.7質量部に、前記ポリエステル樹脂(I−2)167.4質量部とトリエチルアミン7.9質量部とを加え、イオン交換水837質量部をゆっくりと添加した。次いで、減圧下、30℃〜50℃でメチルエチルケトンを除去することによって、不揮発分35質量%の水性樹脂組成物(III’−8)を得た。この水性樹脂組成物(III’−8)の固形分当たりの芳香環濃度は7.71mol/kgであり、ガラス転移温度は88℃であり、酸価は12.5mgKOH/gであった。
エポキシアクリレート樹脂(DIC株式会社製「UNIDIC V−5500」)70質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート30質量部及び光重合開始剤(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア184」)3質量部を混合することによって、紫外線硬化性樹脂組成物を得た。
実施例1で得られた水性樹脂組成物(III−1)100質量部とイオン交換水250質量部とを混合・攪拌し、配合液を得た。次いで、膜厚125μmのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略記する。)製フィルム基材の表面に、乾燥時膜厚が約5μmとなるように、上記で得られた配合液を塗布し、150℃で5分間加熱することによって、前記基材表面にプライマー層(P−1)を形成した。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−2)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−2)を形成し、積層体(2)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−3)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−3)を形成し、積層体(3)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−4)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−4)を形成し、積層体(4)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−5)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−5)を形成し、積層体(5)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−6)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−6)を形成し、積層体(6)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−7)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−7)を形成し、積層体(7)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−8)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−8)を形成し、積層体(8)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III−9)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P−9)を形成し、積層体(9)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−1)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−1)を形成し、積層体(R1)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−2)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−2)を形成し、積層体(R2)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−3)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−3)を形成し、積層体(R3)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−4)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−4)を形成し、積層体(R4)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−5)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−5)を形成し、積層体(R5)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−6)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−6)を形成し、積層体(R6)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−7)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−7)を形成し、積層体(R7)を得た。
実施例10で用いた水性樹脂組成物(III−1)に代えて、水性樹脂組成物(III’−8)を用いた以外は、実施例10と同様に行い、プライマー層(P’−8)を形成し、積層体(R8)を得た。
膜厚125μmのポリエチレンテレフタレートからなる基材の表面に、乾燥時の膜厚が約5μmとなるように前記プライマーを塗布し、150℃で5分間加熱することによって、前記基材の表面にプライマー層を形成した。
○;プライマー層の表面を目視観察すると、透明であった。
△;プライマー層の表面を目視観察すると、透明であるがクラックを確認できた。
×;プライマー層の表面を目視観察すると、白化する程のクラックが発現し、プライマー層の一部がポリエチレンテレフタレート基材から容易に剥離していた。
膜厚125μmのポリエチレンテレフタレートからなる基材の表面に、乾燥時の膜厚が約1μmとなるようにプライマーを塗布し、150℃で5分間加熱することによって、前記基材の表面にプライマー層が積層した部材からなる試験板を作製した。
前記方法で作成した試験板を構成するプライマー層の表面に、ニチバン株式会社製の24mm幅の粘着テープを貼付した。次いで、前記粘着テープを前記プライマー層に対して垂直方向に引張り、前記粘着テープをプライマー層の表面から剥がした際の、前記プライマー層の表面の状態を、下記評価基準に従って目視で評価した。
○:試験板を構成する基材表面から、全く剥離しない、またはごく一部のプライマー層が剥離したが、その剥離した範囲は、試験版を構成する皮膜の全面積に対して10%未満であった。
△:試験板を構成する基材表面から、一部のプライマー層が剥離したが、その剥離した範囲は、試験板を構成する皮膜の全面積に対して10%以上50%未満であった。
×:試験板を構成するプライマー層の全面積に対して50%以上の範囲のプライマー層が、試験板を構成する基材表面から剥離した。
膜厚125μmのポリエチレンテレフタレートからなる基材の表面に、乾燥時の膜厚が約5μmとなるように前記プライマーを塗布し、150℃で5分間加熱することによって、前記基材の表面にプライマー層を形成した。次に、この樹脂積層体に対して、METRICON株式会社製モデル2010を用いて屈折率を測定した。なお、造膜不良により、測定ができないものに関しては、測定不可「−」とした。
膜厚300μmのポリプロピレンフィルムに前記水性樹脂組成物をキャストし、150℃で5分間加熱することによって、乾燥皮膜を得た。次に、この乾燥皮膜に対してTAインスツールメント製Q−100を使用してガラス転移温度を測定した。
Claims (5)
- 芳香環を有するポリエステル樹脂(A)及び芳香環を有するウレタン樹脂(B)が、水性媒体(C)中に分散された水性樹脂組成物であって、
前記ポリエステル樹脂(A)及び前記ウレタン樹脂(B)が、前記ポリエステル樹脂(A)がコア層、前記ウレタン樹脂(B)がシェル層であるコア・シェル型の樹脂粒子(D)を形成したものであり、
前記樹脂粒子(D)中の芳香環濃度が、5.5〜7.5mol/kgの範囲であり、
前記樹脂粒子(D)のガラス転移温度が、55〜80℃の範囲であることを特徴とする水性樹脂組成物。 - 前記ウレタン樹脂(B)が、芳香環を有するポリオール(b1−1)及び親水性基を有するポリオール(b1−2)を含有するポリオール(b1)と、ポリイソシアネート(b2)との反応物である請求項1記載の水性樹脂組成物。
- 基材の表面に、請求項1または2記載の水性樹脂組成物を用いて形成されたプライマー層を有し、前記プライマー層の表面に、活性エネルギー線硬化性組成物を用いて形成された硬化塗膜を有することを特徴とする積層体。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、重合性不飽和基を有する樹脂と、重合性不飽和基を有する単量体とを含有するものである請求項3記載の積層体。
- 請求項3または4記載の積層体を有することを特徴とする物品。
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