JP7815679B2 - Polymerizable composition and cured product - Google Patents
Polymerizable composition and cured productInfo
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Description
本発明は、重合性組成物とその硬化物に関する。 The present invention relates to a polymerizable composition and a cured product thereof.
エチレン性不飽和部位を有する反応性化合物は、加熱又は活性エネルギー線を照射することで重合開始剤から発生した活性種により、容易に重合反応を起こし、反応硬化物を形成する。これら反応性化合物は多種多様の用途に用いられており、作業効率の向上及び業務の短縮化のために、更なる反応速度の向上が求められている。 Reactive compounds containing ethylenically unsaturated sites readily undergo polymerization reactions due to active species generated from polymerization initiators when heated or irradiated with active energy rays, forming reactive cured products. These reactive compounds are used in a wide variety of applications, and further improvements in reaction speed are required to improve work efficiency and shorten work times.
特許文献1には、重合性イオン液体を存在させることで、酸素の存在下でも効率的に硬化し、重合性組成物の硬化速度を改善できることが開示され、多官能性重合性イオン液体と、他のエチレン性不飽和モノマー、オリゴマー、又はポリマーと、を含む組成物が、コーティング剤や歯科用複合材に好適に用いられることが記載されている。
また、特許文献2には、重合性基を有するイオン液体と、前記重合性基に架橋反応する多官能基を有する架橋剤と、を含むイオン伝導性硬化性組成が、イオン伝導性、耐熱性、機械的強度に優れることが開示されている。
Patent Document 1 discloses that the presence of a polymerizable ionic liquid enables efficient curing even in the presence of oxygen, thereby improving the curing rate of a polymerizable composition, and describes that a composition containing a polyfunctional polymerizable ionic liquid and another ethylenically unsaturated monomer, oligomer, or polymer is suitable for use in coating agents and dental composite materials.
Furthermore, Patent Document 2 discloses that an ion-conductive curable composition containing an ionic liquid having a polymerizable group and a cross-linking agent having a multifunctional group that undergoes a cross-linking reaction with the polymerizable group has excellent ion conductivity, heat resistance, and mechanical strength.
しかしながら、特許文献1に記載の重合性組成物は、反応速度が向上するものの、十分なレベルには達していない。また、特許文献2に記載の組成物は、溶剤耐性に課題がある。
また、重合性組成物は一般的に、求められる要求性能に応じて様々な単量体を組み合わせて用い、鉛筆硬度のような膜強度が必要とされる場合は、2官能以上の多官能単量体を使用することが多い。しかしながら、多官能単量体を用いると硬化時のカールが発生するという課題が生じる。
したがって、本発明は、反応速度及び溶剤耐性に優れ、且つ、カールの発生が抑制された重合性組成物、並びに、溶剤耐性に優れ、カールの発生が抑制された硬化物を提供することを課題とする。
However, the polymerizable composition described in Patent Document 1 improves the reaction rate, but does not reach a sufficient level. Also, the composition described in Patent Document 2 has a problem with solvent resistance.
In addition, polymerizable compositions generally use a combination of various monomers depending on the required performance, and when film strength such as pencil hardness is required, a polyfunctional monomer having two or more functionalities is often used. However, the use of a polyfunctional monomer causes a problem of curling during curing.
Therefore, an object of the present invention is to provide a polymerizable composition that has an excellent reaction rate and solvent resistance and is suppressed in curling, and a cured product that has excellent solvent resistance and is suppressed in curling.
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、「アミン価に対する酸価の比」、「赤外吸収スペクトルの吸収ピーク」が所定の範囲内である重合性組成物が、上記の課題を解決し得ることを見出した。 After extensive research, the inventors discovered that a polymerizable composition having a "ratio of acid value to amine value" and "absorption peak in infrared absorption spectrum" within specified ranges can solve the above-mentioned problems.
すなわち本発明は、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)(但し、塩基性基を有するものを除く)と、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)と、光重合開始剤(D)と、を含む重合性組成物であって、前記重合性組成物が、アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さく、FT-IR分光法で測定される赤外吸収スペクトルにおいて1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有する、重合性組成物に関する。 That is, the present invention relates to a polymerizable composition comprising a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) (excluding those having a basic group), a basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and a photopolymerization initiator (D), wherein the polymerizable composition has a ratio of acid value to amine value of more than 1 and less than 10, and has an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm in an infrared absorption spectrum measured by FT-IR spectroscopy.
本発明は、酸価が25~480mgKOH/gであり、アミン価が10~180mgKOH/gである、上記重合性組成物に関する。 The present invention relates to the above polymerizable composition, which has an acid value of 25 to 480 mg KOH/g and an amine value of 10 to 180 mg KOH/g.
本発明は、前記塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)が、pKaが6以上である塩基性基を有するエチレン性不飽和単量体(B1)を含む、上記重合性組成物に関する。 The present invention relates to the above polymerizable composition, wherein the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) includes an ethylenically unsaturated monomer (B1) having a basic group with a pKa of 6 or more.
本発明は、前記カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)及び前記塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)の少なくとも一方が(メタ)アクリル単量体である、上記重合性組成物に関する。 The present invention relates to the above polymerizable composition, in which at least one of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) and the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) is a (meth)acrylic monomer.
本発明は、上記重合性組成物の硬化物に関する。 The present invention relates to a cured product of the above polymerizable composition.
本発明により、反応速度、及び溶剤耐性に優れ、且つ、カールの発生が抑制された重合性組成物、並びに、溶剤耐性に優れ、カールの発生が抑制された硬化物を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide a polymerizable composition that exhibits excellent reaction rate and solvent resistance while suppressing curling, as well as a cured product that exhibits excellent solvent resistance and suppresses curling.
本発明の重合性組成物は、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)と、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)と、光重合開始剤(D)と、を含み、前記重合性組成物が、アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さく、FT-IR分光法で測定される赤外吸収スペクトルにおいて1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有することを特徴とする。
カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)と、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)と、光重合開始剤(D)との配合比を制御し、上記「アミン価に対する酸価の比」、「赤外吸収スペクトルの吸収ピーク」を所定の範囲内とすることで、優れた反応速度と溶剤耐性とを発揮し、さらにカール抑制に優れる重合性組成物とすることができる。
The polymerizable composition of the present invention comprises a carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A), a basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and a photopolymerization initiator (D), and is characterized in that the polymerizable composition has a ratio of acid value to amine value that is greater than 1 and less than 10, and has an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm in an infrared absorption spectrum measured by FT-IR spectroscopy.
By controlling the compounding ratio of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A), the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and the photopolymerization initiator (D) and setting the above-mentioned "ratio of acid value to amine value" and "absorption peak in infrared absorption spectrum" within predetermined ranges, it is possible to obtain a polymerizable composition that exhibits excellent reaction rate and solvent resistance and further has excellent curl suppression.
<重合性組成物>
本発明の重合性組成物は、前述のとおり、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)と、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)と、光重合開始剤(D)と、を含むものであり、アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さく、且つ、FT-IR分光法で測定される赤外吸収スペクトルにおいて1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有することが重要である。
アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さく、且つ、1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有すると、重合性組成物の反応速度が高くなり、溶剤耐性が向上する。アミン価に対する酸価の比は、好ましくは2以上、5以下である。
<Polymerizable composition>
As described above, the polymerizable composition of the present invention contains a carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A), a basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and a photopolymerization initiator (D), and it is important that the ratio of the acid value to the amine value is greater than 1 and less than 10, and that the polymerizable composition has an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm −1 in an infrared absorption spectrum measured by FT-IR spectroscopy.
When the ratio of the acid value to the amine value is more than 1 but less than 10 and has an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm , the reaction rate of the polymerizable composition increases and the solvent resistance improves. The ratio of the acid value to the amine value is preferably 2 or more and 5 or less.
アミン価に対する酸価の比が特定の範囲内である場合に、反応速度及び溶剤耐性が向上した要因について、詳細は分かっていないが、計算化学、IR試験、粘度評価の点から解析を行った結果、以下のように推察される。 The details of why the reaction rate and solvent resistance improve when the ratio of acid value to amine value is within a specific range are not known, but analysis using computational chemistry, IR testing, and viscosity evaluation has led to the following speculation.
アミン価に対する酸価の比が、1を超え10より小さい範囲であると、重合性組成物中において、カルボキシル基とアミノ基等の塩基性基とが造塩した後、イオン化したカルボキシ基の周りを複数のカルボキシ基が配位した会合体のような構造をとると考えられる。これは、J-OCTAを用いた分子動力学シミュレーションにより、このような構造が最安定構造として計算されることからも示唆される。また、アミン価に対する酸価の比が、1を超え10より小さい範囲である重合性組成物は、含有される単量体単独の粘度よりも高い粘度を示すことも、会合体が形成していることを示唆している。
そして、1550~1650cm-1の範囲の吸収ピークは、上記のような構造をとることにより生じるピークであると考えられる。
すなわち、上記1550~1650cm-1の範囲の吸収ピークがあり、且つ、アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さい範囲であることにより、重合性組成物中の単量体が適切な配置をとり、複数のカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)と1つの塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)の両単量体の二重結合間の距離が近づき、反応速度が向上すると考えられる。また、このような構造をとることで、酸塩基間の相互作用がより強固になり、溶剤耐性が向上すると考えられる。
When the ratio of the acid value to the amine value is in the range of more than 1 and less than 10, it is thought that after the carboxyl group and a basic group such as an amino group form a salt in the polymerizable composition, an aggregate-like structure is formed in which multiple carboxy groups are coordinated around the ionized carboxy group. This is also suggested by the fact that such a structure is calculated to be the most stable structure by molecular dynamics simulation using J-OCTA. Furthermore, polymerizable compositions in which the ratio of the acid value to the amine value is in the range of more than 1 and less than 10 exhibit a higher viscosity than that of the monomer contained alone, which also suggests the formation of an aggregate.
The absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm −1 is believed to be a peak that arises from the above structure.
That is, when there is an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm -1 and the ratio of the acid value to the amine value is in the range of more than 1 but less than 10, the monomers in the polymerizable composition are appropriately arranged, the distance between the double bonds of the multiple carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomers (A) and the single basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) becomes shorter, and it is thought that the reaction rate is improved. Furthermore, it is thought that by adopting such a structure, the acid-base interaction becomes stronger and solvent resistance is improved.
また、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)と、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)とを併用し、さらに、アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さく、FT-IR分光法で測定される赤外吸収スペクトルにおいて1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有する組成とすることで、膜強度を維持したまま、カールの抑制を達成することができる。これは、酸塩基による動的な架橋に伴う緩和現象によるものと推察される。
以下に本発明を構成する各成分について詳細を述べる。
Furthermore, by using a carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) and a basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) in combination, and further by using a composition in which the ratio of the acid value to the amine value is greater than 1 and less than 10, and which has an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm −1 in an infrared absorption spectrum measured by FT-IR spectroscopy, it is possible to achieve suppression of curling while maintaining film strength. This is presumably due to a relaxation phenomenon accompanying dynamic crosslinking by an acid and a base.
Each component constituting the present invention will be described in detail below.
<カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)>
本発明において使用されるカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)は、カルボキシ基とエチレン性不飽和二重結合とを有する単量体(但し、塩基性基を有するものを除く)であれば特に制限されず、公知の材料から適宜選択できる。
カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)としては、例えば、(メタ)アクリル酸や、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、若しくはシアノ置換体、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート等の不飽和モノカルボン酸;フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、アルケニルコハク酸、アルカジエニルコハク酸、エンディック酸等の不飽和ジカルボン酸;該不飽和ジカルボン酸とモノアルコールとから得られる、ハーフエステル化合物;
エチレン性不飽和二重結合を有するアルコールと、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸のような酸無水物との反応生成物;が挙げられる。エチレン性不飽和二重結合を有するアルコールの例として、単官能アクリレートとしては、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、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(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、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキルメタアクリレート類が挙げられ、多官能アクリレートとしては、トリメチロールプロパンジ(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、ジ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ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートとの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレートが挙げられる。
また、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体の市販品として、例えばアロニックス(登録商標)M510、M520(東亞合成社製)が挙げられる。
<Carboxy Group-Containing Ethylenically Unsaturated Monomer (A)>
The carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a monomer having a carboxyl group and an ethylenically unsaturated double bond (excluding those having a basic group), and can be appropriately selected from known materials.
Examples of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) include (meth)acrylic acid, crotonic acid, o-, m-, and p-vinylbenzoic acid, (meth)acrylic acid substituted with haloalkyl, alkoxyl, halogen, nitro, or cyano at the α-position, β-carboxyethyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl succinate, ω-carboxypolycaprolactone mono(meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2-( Unsaturated monocarboxylic acids such as 2-(meth)acryloyloxypropyl hydrogen phthalate, 2-(meth)acryloyloxypropyl hexahydrohydrogen phthalate, and 2-(meth)acryloyloxypropyl tetrahydrohydrogen phthalate; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, alkenyl succinic acid, alkadienyl succinic acid, and endic acid; and half ester compounds obtained from these unsaturated dicarboxylic acids and monoalcohols;
Examples of the alcohol having an ethylenically unsaturated double bond include a reaction product of an alcohol having an ethylenically unsaturated double bond with an acid anhydride such as tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, or maleic anhydride. Examples of the alcohol having an ethylenically unsaturated double bond include monofunctional acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 3-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, glycerol mono(meth)acrylate, and hydroxyalkyl methacrylates such as cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate. Examples of the polyfunctional acrylate include trimethylolpropane di(meth)acrylate, pentaerythritol acrylate, and the like. tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol ethylene oxide-modified penta(meth)acrylate, dipentaerythritol propylene oxide-modified penta(meth)acrylate, dipentaerythritol caprolactone-modified penta(meth)acrylate, glycerol acrylate methacrylate, glycerol dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloylpropyl methacrylate, a reaction product of an epoxy group-containing compound and a carboxy(meth)acrylate, and a hydroxy group-containing polyol polyacrylate.
Furthermore, examples of commercially available carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomers include Aronix (registered trademark) M510 and M520 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.).
<塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)>
本発明において使用される塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)は、塩基性基とエチレン性不飽和二重結合とを有する単量体であれば特に制限されず、公知の材料から適宜選択できる。
塩基性基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のN,N-ジアルキルアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;並びに、メタクリル酸1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル等のピペリジル骨格含有(メタ)アクリル酸エステル類;モルホリノエチル(メタ)アクリレート等のモルホリン骨格含有(メタ)アクリルエステル類;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキルアミノ基含有(メタ)アクリルアミド類;ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等のアミノ基含有スチレン類;4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、1-ビニルイミダゾール等のアミノ基含有ビニル化合物類;2-[[2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチル]ジメチルアンモニオ]アセテート、3-[[2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチル]ジメチルアンモニオ]プロピオナート等のアミノ基及び酸含有(メタ)アクリル酸エステル類;及びこれらの塩が挙げられる。また市販品として、例えばEBECRYL 80 、EBECRYL7100 (daicel allnex社製)が挙げられる。
<Basic Group-Containing Ethylenically Unsaturated Monomer (B)>
The basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a monomer having a basic group and an ethylenically unsaturated double bond, and can be appropriately selected from known materials.
Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a basic group include N,N-dialkylamino group-containing (meth)acrylic acid esters such as N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, and N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate; piperidyl skeleton-containing (meth)acrylic acid esters such as 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate; morpholine skeleton-containing (meth)acrylic esters such as morpholinoethyl (meth)acrylate; N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide; N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate; Examples of suitable N,N-dialkylamino group-containing (meth)acrylamides include N,N-dialkylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, and N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide; amino group-containing styrenes such as dimethylaminostyrene and diethylaminostyrene; amino group-containing vinyl compounds such as 4-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, and 1-vinylimidazole; amino group- and acid-containing (meth)acrylic acid esters such as 2-[[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]dimethylammonio]acetate and 3-[[2-((meth)acryloyloxy)ethyl]dimethylammonio]propionate; and salts thereof. Examples of commercially available N,N-dialkylamino groups include EBECRYL 80 and EBECRYL 7100 (manufactured by Daicel Allnex).
塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)は、2官能以上のエチレン性不飽和単量体と、1級または2級のアミン化合物とのマイケル付加体であってもよい。2官能以上のエチレン性不飽和単量体としては、例えば、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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸-3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸-1-メチル-2-ビニロキシエチル等のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;グリセリンPO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、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート等の3官能(メタ)アクリレート類;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)アクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の四官能以上の(メタ)アクリレート類が挙げられる。
アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、2-(プロピルアミノ)エタノール、2-ヒドロキシメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、N-エチル-D-グルカミン等の2級アミン化合物:メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、n-オクチルアミン、エタノールアミン、イソプロパノールアミン等の1級アミン化合物が挙げられる。
The basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) may be a Michael adduct of a difunctional or higher ethylenically unsaturated monomer and a primary or secondary amine compound. Examples of the difunctional or higher ethylenically unsaturated monomer include bifunctional (meth)acrylates such as 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, and polyethylene glycol di(meth)acrylate; vinyl ether group-containing ethylenically unsaturated monomers such as 2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth)acrylate, and 1-methyl-2-vinyloxyethyl (meth)acrylate; trifunctional (meth)acrylates such as glycerin PO-modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, and trimethylolpropane EO-modified tri(meth)acrylate; and tetrafunctional or higher (meth)acrylates such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate monopropionate, and dipentaerythritol hexa(meth)acrylate.
Examples of the amine compound include secondary amine compounds such as dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, di-n-butylamine, di-n-octylamine, 2-(propylamino)ethanol, 2-hydroxymethylaminoethanol, diethanolamine, diisopropanolamine, and N-ethyl-D-glucamine; and primary amine compounds such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, n-butylamine, n-octylamine, ethanolamine, and isopropanolamine.
塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)は、pKaが6以上であるアミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(B1)を含むことが好ましい。このような単量体(B1)を含むことで、カルボン酸が、よりアミノ基に強く配位し、溶剤耐性の向上につながるため好ましい。
pKaが6以上であるアミノ基を有する不飽和単量体(B1)としては、例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、タクリル酸1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキルアミノ基含有(メタ)アクリルアミド;が挙げられる。
The basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) preferably contains an ethylenically unsaturated monomer (B1) having an amino group with a pKa of at least 6. The inclusion of such a monomer (B1) is preferred because it allows the carboxylic acid to be more strongly coordinated to the amino group, leading to improved solvent resistance.
Examples of the unsaturated monomer (B1) having an amino group and a pKa of 6 or more include N,N-dialkylamino group-containing (meth)acrylamides such as N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl tacrylate, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, and N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide.
上述のカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)及びアミノ基含有エチレン性不飽和単量体(B)の少なくとも一方は、(メタ)アクリレート基を有する(メタ)アクリル単量体であることが好ましい。いずれか一方が(メタ)アクリル単量体であることで、反応速度をより早くすることができる。また、硬化性が向上することで溶剤耐性も向上するため好ましい。 At least one of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) and the amino group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) is preferably a (meth)acrylic monomer having a (meth)acrylate group. Having either one of them be a (meth)acrylic monomer can increase the reaction rate. This is also preferable because improved curability also improves solvent resistance.
<その他単量体(C)>
本発明の重合性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、(A)、(B)以外の、その他の単量体(C)を含んでもよい。その他単量体(C)は、カルボキシ基又は塩基性基を含まず、分子中にラジカル重合可能な骨格を少なくとも一つ以上を有する化合物であり、好ましくはエチレン性不飽和単量体である。
その他単量体(C)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
<Other Monomers (C)>
The polymerizable composition of the present invention may contain another monomer (C) other than (A) and (B) within the range that does not impair the effects of the present invention. The other monomer (C) is a compound that does not contain a carboxy group or a basic group and has at least one radically polymerizable skeleton in the molecule, and is preferably an ethylenically unsaturated monomer.
The other monomer (C) may be used alone or in combination of two or more.
その他の単量体(C)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレートのような単官能アルキル(メタ)アクリレート類;2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、のような単官能含ハロゲン(メタ)アクリレート類:2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレートのような単官能含エーテル基(メタ)アクリレート類: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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートのような二官能(メタ)アクリレート類:(メタ)アクリル酸-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸-3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸-1-メチル-2-ビニロキシエチルのようなビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;グリセリンPO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、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレートのような三官能(メタ)アクリレート類: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)アクリレートモノプロピオネート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートのような四官能以上の(メタ)アクリレート類:アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、イソシアヌル酸トリアリレートのようなアリレート類;(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリル(メタ)アミド、(メタ)アクリロイルモルホリンのような酸アミド類;スチレン、p-ヒドロキシスチレン、p-クロロスチレンのようなスチレン類;酢酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、安息香酸ビニルのような他のビニル化合物類;ビニルシクロプロパンやビニルオキシランのような三員環化合物類;環状ケテンアセタールのようなラジカル重合性環状化合物類;が挙げられ、オリゴマーやプレポリマーを使用してもよい。 Other monomers (C) include, for example, monofunctional alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, and propyl (meth)acrylate; monofunctional halogen-containing (meth)acrylates such as 2,2,2-trifluoroethyl (meth)acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth)acrylate, and 1H-hexafluoroisopropyl (meth)acrylate; 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 1,3-butylene glycol methyl ether (meth)acrylate, and butoxyethyl (meth)acrylate; Monofunctional ether group-containing (meth)acrylates such as diethyl (meth)acrylate; bifunctional (meth)acrylates such as 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, and polyethylene glycol di(meth)acrylate; vinyl ether group-containing (meth)acrylic acid esters such as 2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth)acrylate, and 1-methyl-2-vinyloxyethyl (meth)acrylate Trifunctional (meth)acrylates such as glycerin PO-modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, and trimethylolpropane EO-modified tri(meth)acrylate; tetrafunctional or higher (meth)acrylates such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate monopropionate, and dipentaerythritol hexa(meth)acrylate; allyl glycidyl ether, diallyl phthalate, triallyl trimellitate, and triallyl isocyanurate; arylates such as acrylate; acid amides such as (meth)acrylamide, N-methylol(meth)acrylamide, diacetoneacryl(meth)amide, and (meth)acryloylmorpholine; styrenes such as styrene, p-hydroxystyrene, and p-chlorostyrene; other vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl monochloroacetate, and vinyl benzoate; three-membered ring compounds such as vinylcyclopropane and vinyloxirane; and radically polymerizable cyclic compounds such as cyclic ketene acetals; and oligomers or prepolymers may also be used.
<光重合開始剤(D)>
本発明において使用される光重合開始剤(D)は、各種エネルギー、特に紫外線等の活性エネルギー線照射により、活性種であるラジカルを発生する化合物である。発生したラジカルは、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)、及びその他の単量体(C)に対して速やかに重合反応を開始させ、硬化することができる。
<Photopolymerization initiator (D)>
The photopolymerization initiator (D) used in the present invention is a compound that generates radicals, which are active species, when irradiated with various types of energy, particularly with active energy rays such as ultraviolet rays. The generated radicals can quickly initiate a polymerization reaction of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A), the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and other monomers (C), thereby curing the resulting composition.
光重合開始剤は特に制限されず、例えば、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、ベンジルメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン、オリゴ{2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノン}、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-オン等のアセトフェノン類;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等のベンゾイン類;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(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン類;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)、又はエタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物;その他フェニルグリオキシリックメチルエステル;が挙げられる。オキシムエステル系化合物の市販品は、BASF社から、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)](IRGACURE OXE-01)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(IRGACURE OXE 02)、N-1919(ADEKA社製)、TRONLY TR-PBG-304、TRONLY TR-PBG-305、TRONLY TR-PBG-309(いずれも常州強力新材料社製)等が挙げられる。これらの中でも、アミノケトンに代表されるアセトフェノン類、ホスフィン類、オキシムエステル化合物が好ましく用いられる。 The photopolymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyl methyl ketal, 4-(2-hydroxyethoxy)phenyl-(2-hydroxy-2-propyl)ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butane, oligo{2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone}, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl]phenyl}-2-methylpropane-1 benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether; phosphines such as 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide; oxime ester compounds such as 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-, 2-(O-benzoyloxime), or ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime); and other phenylglyoxylic methyl esters. Commercially available oxime ester compounds include BASF's 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl-, 2-(O-benzoyloxime)] (IRGACURE OXE-01), ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime) (IRGACURE OXE 02), N-1919 (manufactured by ADEKA Corporation), TRONLY TR-PBG-304, TRONLY TR-PBG-305, and TRONLY TR-PBG-309 (all manufactured by Changzhou Strong New Materials Co., Ltd.). Among these, acetophenones, such as aminoketones, phosphines, and oxime ester compounds are preferred.
光重合開始剤(D)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。光重合開始剤(D)の配合量は、前述したカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)と塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)とその他単量体(C)との合計質量に対して、好ましくは0.01~20質量%であり、より好ましくは0.1~10質量%である。
光重合開始剤(D)の配合量が、0.01質量%以上であると、光照射により発生する活性種の量が十分となり、所望の硬化速度を得ることができるため好ましい。20質量%以下であると、重合性組成物中の低分子成分が多くなりすぎず、硬化物の特性が十分に発揮されるため好ましい。
The photopolymerization initiator (D) may be used singly or in combination of two or more. The amount of the photopolymerization initiator (D) to be blended is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the total mass of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A), the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and the other monomer (C).
When the amount of the photopolymerization initiator (D) is 0.01% by mass or more, the amount of active species generated by light irradiation is sufficient to obtain a desired curing rate, and when the amount is 20% by mass or less, the amount of low-molecular-weight components in the polymerizable composition is not too large, and the properties of the cured product are fully exhibited, which is preferable.
<その他成分>
本発明の重合性組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、樹脂、増感剤、重合防止剤、表面調整剤、着色成分、その他添加剤のようなその他成分を含有してもよい。
<Other ingredients>
The polymerizable composition of the present invention may contain other components such as a resin, a sensitizer, a polymerization inhibitor, a surface conditioner, a coloring component, and other additives, as long as the effects of the present invention are not impaired.
[樹脂]
樹脂としては、例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース誘導体、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリアマイド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ブタジエンーアクリルニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリホルムアルデヒド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルエステル樹脂、ポリビニルアミド樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、が挙げられ、これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用して用いてもよい。
[resin]
Examples of the resin include alkyd resins, polyester resins, polyvinyl chloride, poly(meth)acrylic acid ester resins, polyepoxy resins, polyurethane resins, cellulose derivatives, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, polyamide resins, polyvinyl acetal resins, diallyl phthalate resins, silicone resins, butadiene-acrylonitrile copolymers, polyamide resins, polyformaldehyde resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, polyvinyl ether resins, polyvinyl ester resins, polyvinyl amide resins, novolac resins, and phenolic resins. These resins may be used alone or in combination of two or more.
[増感剤]
本発明の重合性組成物は、さらなる感度向上や、硬化後の膜特性を向上させる目的で、増感剤を含有してもよい。
増感剤は特に制限されず、例えば、ベンゾフェノン誘導体、カルコン誘導体やジベンザルアセトンのような不飽和ケトン誘導体類、ベンジルやカンファーキノンのような1,2-ジケトン誘導体類、ベンゾイン誘導体類、フルオレン誘導体類、ナフトキノン誘導体類、アントラキノン誘導体類、キサンテン誘導体類、チオキサンテン誘導体類、キサントン誘導体類、チオキサントン誘導体類、クマリン誘導体類、ケトクマリン誘導体類、シアニン誘導体類、メロシアニン誘導体類、オキソノ-ル誘導体等のポリメチン色素類、アクリジン誘導体類、アジン誘導体類、チアジン誘導体類、オキサジン誘導体類、インドリン誘導体類、アズレン誘導体類、アズレニウム誘導体類、スクアリリウム誘導体類、ポルフィリン誘導体類、テトラフェニルポルフィリン誘導体類、トリアリールメタン誘導体類、テトラベンゾポルフィリン誘導体類、テトラピラジノポルフィラジン誘導体類、フタロシアニン誘導体類、テトラアザポルフィラジン誘導体類、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体類、ナフタロシアニン誘導体類、サブフタロシアニン誘導体類、ピリリウム誘導体類、チオピリリウム誘導体類、テトラフィリン誘導体類、アヌレン誘導体類、スピロピラン誘導体類、スピロオキサジン誘導体類、チオスピロピラン誘導体類、金属アレーン錯体類、有機ルテニウム錯体類が挙げられ、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
[Sensitizer]
The polymerizable composition of the present invention may contain a sensitizer for the purpose of further improving the sensitivity and improving the film properties after curing.
The sensitizer is not particularly limited, and examples thereof include unsaturated ketone derivatives such as benzophenone derivatives, chalcone derivatives, and dibenzalacetone, 1,2-diketone derivatives such as benzil and camphorquinone, benzoin derivatives, fluorene derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, xanthene derivatives, thioxanthene derivatives, xanthone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, ketocoumarin derivatives, cyanine derivatives, merocyanine derivatives, polymethine dyes such as oxonol derivatives, acridine derivatives, azine derivatives, thiazine derivatives, oxazine derivatives, indoline derivatives, azulene derivatives, azulenium derivatives, Examples of such compounds include squarylium derivatives, porphyrin derivatives, tetraphenylporphyrin derivatives, triarylmethane derivatives, tetrabenzoporphyrin derivatives, tetrapyrazinoporphyrazine derivatives, phthalocyanine derivatives, tetraazaporphyrazine derivatives, tetraquinoxalylporphyrazine derivatives, naphthalocyanine derivatives, subphthalocyanine derivatives, pyrylium derivatives, thiopyrylium derivatives, tetraphyrin derivatives, annulene derivatives, spiropyran derivatives, spirooxazine derivatives, thiospiropyran derivatives, metal arene complexes, and organic ruthenium complexes. One compound may be used alone, or two or more compounds may be used in combination.
増感剤の配合量は、光重合開始剤の質量に対して、好ましくは0.01~100質量%であり、より好ましくは0.1~50質量%である。 The amount of sensitizer added is preferably 0.01 to 100% by mass, and more preferably 0.1 to 50% by mass, relative to the mass of the photopolymerization initiator.
[重合防止剤]
本発明の重合性組成物は、保存時の重合を防止する目的で重合防止剤を添加してもよい。
重合防止剤は特に制限されず、例えば、p-メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキル置換ハイドロキノン、カテコール、tert-ブチルカテコール、フェノチアジンが挙げられる。これらの重合防止剤の配合量は、光重合開始剤の質量に対して、好ましくは0.001~5質量%である。
[Polymerization inhibitor]
A polymerization inhibitor may be added to the polymerizable composition of the present invention for the purpose of preventing polymerization during storage.
The polymerization inhibitor is not particularly limited, and examples thereof include p-methoxyphenol, hydroquinone, alkyl-substituted hydroquinone, catechol, tert-butylcatechol, and phenothiazine. The amount of the polymerization inhibitor to be added is preferably 0.001 to 5% by mass relative to the mass of the photopolymerization initiator.
[表面調整剤]
本発明の重合性組成物は、基材への密着性を向上させる目的で、表面調整剤を配合してもよい。表面調整剤の市販品としては、例えば、ビックケミー社製「BYK-300、302、306、307、310、315、320、322、323、325、330、331、333、337、340、344、370、375、377、350、352、354、355、356、358N、361N、357、390、392、UV3500、UV3510、UV3570」、テゴケミー社製「Tegorad-2100,2200、2250、2500、2700」が挙げられ、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
表面調整剤の配合量は、重合性組成物の質量を基準として、好ましくは5質量%以下である。
[Surface conditioner]
The polymerizable composition of the present invention may contain a surface conditioner for the purpose of improving adhesion to a substrate. Commercially available surface conditioners include, for example, BYK-300, 302, 306, 307, 310, 315, 320, 322, 323, 325, 330, 331, 333, 337, 340, 344, 370, 375, 377, 350, 352, 354, 355, 356, 358N, 361N, 357, 390, 392, UV3500, UV3510, and UV3570 manufactured by BYK Chemie, and Tegorad-2100, 2200, 2250, 2500, and 2700 manufactured by Tego Chemie. These surface conditioners may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the surface conditioner to be added is preferably 5% by mass or less based on the mass of the polymerizable composition.
[着色成分]
本発明の重合性組成物は、着色成分を含有してもよい。着色成分としては、特に制限されず、染料、有機顔料、無機顔料、又はカーボンブラックといった従来公知の着色剤が挙げられる。これら着色成分は、所望の色濃度・色相を得るために、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
[Coloring component]
The polymerizable composition of the present invention may contain a coloring component. The coloring component is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known colorants such as dyes, organic pigments, inorganic pigments, and carbon black. These coloring components may be used alone or in combination of two or more to obtain the desired color density and hue.
染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料が挙げられる。 Examples of dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, phthalocyanine dyes, quinoneimine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, carbonyl dyes, and methine dyes.
有機顔料としては、例えば、ジケトピロロピロール系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、スレン系顔料、又は金属錯体系顔料が挙げられる。 Examples of organic pigments include diketopyrrolopyrrole pigments, azo pigments, phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, perinone pigments, perylene pigments, thioindigo pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, threne pigments, and metal complex pigments.
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、アルミナホワイト、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カーボンブラック、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、又はコバルトバイオレットが挙げられる。 Examples of inorganic pigments include titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, white lead, calcium carbonate, precipitated barium sulfate, white carbon, alumina white, kaolin clay, talc, bentonite, black iron oxide, carbon black, cadmium red, red iron oxide, molybdenum red, molybdate orange, chrome vermilion, yellow lead, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, viridian, titanium cobalt green, cobalt green, cobalt chrome green, Victoria green, ultramarine, Prussian blue, cobalt blue, cerulean blue, cobalt silica blue, cobalt zinc silica blue, manganese violet, and cobalt violet.
カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラックが挙げられる。 Examples of carbon black include acetylene black, channel black, and furnace black.
着色成分として顔料を用いる場合、顔料の分散性、及び重合性組成物の保存安定性を向上させる目的で、顔料誘導体や顔料分散剤を用いることができる。顔料の配合量は、カルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体(A)、塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)、及びその他単量体(C)の合計質量を基準として、好ましくは0.01~100質量%であり、より好ましくは1~60質量%である。 When a pigment is used as the coloring component, a pigment derivative or pigment dispersant can be used to improve the dispersibility of the pigment and the storage stability of the polymerizable composition. The amount of pigment blended is preferably 0.01 to 100% by mass, and more preferably 1 to 60% by mass, based on the total mass of the carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A), the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and the other monomer (C).
顔料の粒子径は、可視光の吸収係数及び透明性の観点から、可視光の波長に対して充分小さいことが好ましく、平均一次粒子径が0.01~0.3μmであることが好ましく、より好ましくは0.01~0.1μmである。なお、平均一次粒子径とは、電子顕微鏡で測定される最小単位の顔料粒子の直径の平均値である。 From the perspective of the absorption coefficient of visible light and transparency, the particle size of the pigment is preferably sufficiently small relative to the wavelength of visible light, with the average primary particle size preferably being 0.01 to 0.3 μm, and more preferably 0.01 to 0.1 μm. The average primary particle size is the average value of the diameter of the smallest unit pigment particle measured using an electron microscope.
本発明の重合性組成物は、実質的に有機溶剤を含まないことが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲で有機溶剤を含有することもできる。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、その他炭化水素系溶媒が挙げられる。 The polymerizable composition of the present invention preferably contains substantially no organic solvent, but may contain an organic solvent to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Examples of organic solvents include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, cyclohexane, toluene, xylene, and other hydrocarbon solvents.
本発明の重合性組成物は、さらに目的に応じて、ホスフィン、ホスホネート、ホスファイト等の酸素除去剤や還元剤、カブリ防止剤、退色防止剤、ハレーション防止剤、蛍光増白剤、界面活性剤、増量剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、色素前駆体、紫外線吸収剤、発砲剤、防カビ剤、帯電防止剤、磁性体、シランカップリング剤や4級アンモニウムクロライド等の貯蔵安定剤、可塑剤、スリッピング剤、アンチブロッキング剤、光安定化剤、消泡剤、赤外吸収剤、チキソトロピー剤、抗菌剤、シリカ等の微粒子やその他種々の特性を付与する添加剤、希釈溶剤を含有してもよい。 Depending on the intended purpose, the polymerizable composition of the present invention may further contain oxygen scavengers such as phosphines, phosphonates, and phosphites, reducing agents, antifoggants, anti-fading agents, antihalation agents, fluorescent brighteners, surfactants, extenders, plasticizers, flame retardants, antioxidants, dye precursors, UV absorbers, foaming agents, anti-mold agents, antistatic agents, magnetic materials, storage stabilizers such as silane coupling agents and quaternary ammonium chlorides, plasticizers, slipping agents, anti-blocking agents, light stabilizers, defoamers, infrared absorbers, thixotropic agents, antibacterial agents, fine particles such as silica, and additives that impart various other properties, as well as dilution solvents.
本発明の重合性組成物は、酸価が25~480mgKOH/gであることが好ましく、アミン価が10~180mgKOH/gであることが好ましい。この範囲内であると、反応速度および溶剤耐性がより向上するため好ましい。
また、重合体組成物のpHは、好ましくは4.8~6.5の範囲である。この範囲内であると、反応速度及び溶剤耐性がより向上するため好ましい。
The polymerizable composition of the present invention preferably has an acid value of 25 to 480 mgKOH/g and an amine value of 10 to 180 mgKOH/g, because the reaction rate and solvent resistance are improved within these ranges.
The pH of the polymer composition is preferably in the range of 4.8 to 6.5, which is preferable because the reaction rate and solvent resistance are further improved within this range.
<硬化物>
本発明の硬化物は、上記重合性組成物を硬化してなるものであり、基材上に、該重合性組成物を付与した後、必要に応じて乾燥工程を経て有機溶剤等を除去し、次いで、活性エネルギー線を照射することで得ることができる。
基材上に重合性組成物を付与する方法は特に制限されず、例えば、マイヤーバー、アプリケーター、刷毛、スプレー、ローラー、グラビアコーター、ダイコーター、マイクログラビアコーター、リップコーター、コンマコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、リバースコ-ター、スピンコーター等を用いることができる。
<Cured product>
The cured product of the present invention is obtained by curing the polymerizable composition, and can be obtained by applying the polymerizable composition to a substrate, optionally removing the organic solvent and the like through a drying step, and then irradiating the composition with active energy rays.
The method for applying the polymerizable composition onto the substrate is not particularly limited, and for example, a Mayer bar, an applicator, a brush, a spray, a roller, a gravure coater, a die coater, a microgravure coater, a lip coater, a comma coater, a curtain coater, a knife coater, a reverse coater, a spin coater, or the like can be used.
重合性組成物を付与する基材(以下、第1の基材)は、特に制限されず、例えば、ガラス、プラスチック、金属及び紙からなる群から、用途に応じて適宜選択することができる。基材は、複数の材質から構成される複合基材であってもよい。また、基材の形状は特に制限されず、例えば、フィルムシート、板状パネル、レンズ形状、ディスク形状、ファイバー状が挙げられる。また、重合性組成物の付与面に、さらに第2の基材を貼り合わせてもよい。第2の基材は、第1の基材と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
基材として好ましくは、ガラス基材、又はプラスチック基材であり、透明であるものが好ましい。
The substrate to which the polymerizable composition is applied (hereinafter referred to as the first substrate) is not particularly limited and can be appropriately selected from the group consisting of glass, plastic, metal, and paper, depending on the application. The substrate may be a composite substrate composed of multiple materials. The shape of the substrate is not particularly limited and examples thereof include a film sheet, a plate-like panel, a lens shape, a disk shape, and a fiber shape. A second substrate may be further attached to the surface to which the polymerizable composition is applied. The second substrate may be the same as or different from the first substrate.
The substrate is preferably a glass substrate or a plastic substrate, and is preferably transparent.
プラスチック基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下PET)、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステル系樹脂;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース(以下TAC)のようなセルロース系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリアクリル系樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体のようなポリスチレン系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体のようなポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;ナイロンや芳香族ポリアミドのようなポリアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリポリエーテルスルホン系樹脂;ポリエーテルケトン系樹脂;ポリフェニルスルフィド系樹脂;ポリビニルアルコール系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリビニルブチラール系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリオキシメチレン系樹脂;及びポリエポキシ系樹脂;ならびに前記樹脂の混合物;が挙げられ、複屈折率の小さいものが好適に用いられる。 Examples of plastic substrates include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate; cellulose resins such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose (TAC); polycarbonate resins; polyacrylic resins; polystyrene resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymers; polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclic or norbornene structure, and ethylene-propylene copolymers; polyvinyl chloride resins; polyamide resins such as nylon and aromatic polyamides; polyimide resins; polysulfone resins; polypolyethersulfone resins; polyetherketone resins; polyphenylsulfide resins; polyvinyl alcohol resins; polyvinylidene chloride resins; polyvinyl butyral resins; polyarylate resins; polyoxymethylene resins; and polyepoxy resins; as well as mixtures of the above resins. Resins with low birefringence are preferably used.
本発明の重合性組成物を硬化するために用いられる活性エネルギー線としては、熱、紫外線、可視光線、近赤外線、電子線等が挙げられ、250~450nmの波長領域に主波長を有する光源を用いて活性エネルギー線を照射する方法が好ましい。250~450nmの波長領域に発光の主波長を有する光源としては、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、パルス発光キセノンランプ、重水素ランプ、蛍光灯、Nd-YAG3倍波レーザー、He-Cdレーザー、窒素レーザー、Xe-Clエキシマレーザー、Xe-Fエキシマレーザー、半導体励起固体レーザー、365nm、375nm、385nmに発行波長を有するLEDランプ光源等が挙げられる。 Activin energy rays used to cure the polymerizable composition of the present invention include heat, ultraviolet light, visible light, near-infrared light, and electron beams. A method of irradiating with active energy rays using a light source having a dominant wavelength in the 250 to 450 nm wavelength range is preferred. Examples of light sources having a dominant wavelength in the 250 to 450 nm wavelength range include ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, medium pressure mercury lamps, mercury xenon lamps, metal halide lamps, high-power metal halide lamps, xenon lamps, pulsed xenon lamps, deuterium lamps, fluorescent lamps, Nd-YAG triple harmonic lasers, He-Cd lasers, nitrogen lasers, Xe-Cl excimer lasers, Xe-F excimer lasers, semiconductor-pumped solid-state lasers, and LED lamp light sources having emission wavelengths of 365 nm, 375 nm, and 385 nm.
なお本明細書でいう、紫外線、可視光、近赤外線等の活性エネルギー線は、久保亮五ら編「岩波理化学辞典第4版」(1987年、岩波)により定義される。電子線源には、熱電子放射銃、電解放射銃等を使用することができ、これらの活性エネルギー線照射に、赤外線、遠赤外線、熱風、高周波加熱等の熱処理を併用してもよい。また、反応速度、溶剤耐性をさらに向上させるために、窒素雰囲気下で硬化するのが好ましい。 As used herein, active energy rays such as ultraviolet light, visible light, and near-infrared light are defined in the Iwanami Dictionary of Physics and Chemistry, 4th Edition, edited by Kubo Ryogo et al. (Iwanami, 1987). A thermionic emission gun, an electrolytic emission gun, or the like can be used as the electron beam source. These active energy ray irradiations may also be combined with heat treatments such as infrared, far-infrared, hot air, and high-frequency heating. Furthermore, to further improve reaction speed and solvent resistance, it is preferable to cure in a nitrogen atmosphere.
本発明の重合性組成物は、上述のとおり、反応速度及び溶剤耐性に優れ、且つ、カールの発生が抑制されているため、様々な基材上に付与することが可能であり、各種インキ、オーバーコートニス、各種刷版材料、フォトレジスト、カラーレジスト、電子写真、光ファイバー、ホログラム材料等の感光材料、マイクロカプセル等の各種記録媒体、さらには接着剤、粘着剤、剥離コート剤、封止剤、及び各種塗料等に好適に用いられる。 As described above, the polymerizable composition of the present invention has excellent reaction speed and solvent resistance, and exhibits suppressed curling. Therefore, it can be applied to a variety of substrates and is suitable for use in various inks, overcoat varnishes, various printing plate materials, photosensitive materials such as photoresists, color resists, electrophotography, optical fibers, and hologram materials, various recording media such as microcapsules, as well as adhesives, pressure-sensitive adhesives, release coating agents, sealants, and various paints.
以下に、本発明の具体的な実施例を比較例と併せて説明するが、本発明は、下記実施例に限定されない。また、特に断りのない限り、実施例及び比較例中、「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を表す。 Specific examples of the present invention will be described below along with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Furthermore, unless otherwise specified, "parts" and "%" in the examples and comparative examples represent "parts by mass" and "% by mass," respectively.
<アミン価>
アミン価の測定は以下のように行った。まず、共栓三角フラスコ中に試料1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=1/1)混合液100mlを加えて溶解した後、0.1N-アルコール性塩酸溶液を用いて滴定を行った。アミン価(単位:mgKOH/g)は次式により求めた。
アミン価=(5.61×a×F)/S
式中、各符号は以下のパラメータを示す。
S:試料の採取量(g)
a:0.1N-アルコール性塩酸溶液の消費量(ml)
F:0.1N-アルコール性塩酸溶液のファクター
<Amine value>
The amine value was measured as follows: First, 1 g of sample was precisely weighed and placed in a stoppered Erlenmeyer flask, and 100 ml of a toluene/ethanol mixture (volume ratio: toluene/ethanol = 1/1) was added and dissolved, followed by titration with a 0.1 N alcoholic hydrochloric acid solution. The amine value (unit: mg KOH/g) was calculated using the following formula:
Amine value = (5.61 x a x F) / S
In the formula, each symbol represents the following parameter:
S: Amount of sample collected (g)
a: Amount of 0.1N alcoholic hydrochloric acid solution consumed (ml)
F: Factor of 0.1N alcoholic hydrochloric acid solution
<酸価>
酸価の測定は以下のように行った。まず、共栓三角フラスコ中に試料1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解した後、0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液を用いて滴定を行った。酸価(単位:mgKOH/g)は次式により求めた。
酸価=(5.61×a×F)/S
式中、各符号は以下のパラメータを示す。
S:試料の採取量(g)
a:0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1N-アルコール性水酸化カリウム溶液のファクター
<Acid value>
The acid value was measured as follows. First, 1 g of sample was precisely weighed and placed in a stoppered Erlenmeyer flask, and 100 ml of a toluene/ethanol (volume ratio: toluene/ethanol = 2/1) mixture was added and dissolved, followed by titration with a 0.1 N alcoholic potassium hydroxide solution. The acid value (unit: mgKOH/g) was calculated using the following formula:
Acid value = (5.61 x a x F) / S
In the formula, each symbol represents the following parameter:
S: Amount of sample collected (g)
a: Amount of 0.1N alcoholic potassium hydroxide solution consumed (ml)
F: Factor of 0.1N alcoholic potassium hydroxide solution
<pKa>
本明細書において、pKaは、ChemAxon社製のソフトウェアMarvinSketchを用い、化学構造を元に、温度:273K、pH:7の条件で推算した値である。
<pKa>
In this specification, pKa is a value estimated based on the chemical structure under the conditions of temperature: 273 K, pH: 7 using software MarvinSketch manufactured by ChemAxon.
実施例における略称を表1に示す。
<反応生成物の合成>
(製造例1)
撹拌機、及び温度計を備えた反応容器中で、(メタ)アクリレート化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(6官能)0.030モルを50℃になるよう加熱した。温度が安定した後、2級アミン化合物であるジプロピルアミン0.060モルを30分かけて滴下した後、5時間反応させ、マイケル付加反応生成物を含む混合物(A-1)を得た。なお、(A-1)のpKaについては、マイケル付加反応生成物中における主成分である、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートにジプロピルアミンが2モル付加した化合物のpKaを代表値として算出した。
(製造例2)
撹拌機、及び温度計を備えた反応容器中で、(メタ)アクリレート化合物である1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(2官能)0.060モルを50℃になるよう加熱した。温度が安定した後、1級アミン化合物であるブチルアミン0.030モルを30分かけて滴下した後、5時間反応させ、マイケル付加反応生成物を含む混合物(A-2)を得た。なお、(A-2)のpKaについては、マイケル付加反応生成物中における主成分である、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート2モルにブチルアミン1モルが付加した化合物のpKaを代表値として算出した。
<重合性組成物の製造>
[実施例1]
酸素濃度を10%以下になるよう窒素で置換した遮光ガラス瓶に、MAAを45.1部、DMを54.9部、TPOを5.0部添加し、撹拌機にて十分に撹拌した後、脱泡を行い、重合性組成物を得た。
<Synthesis of reaction product>
(Production Example 1)
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 0.030 mol of dipentaerythritol hexaacrylate (hexafunctional), a (meth)acrylate compound, was heated to 50°C. After the temperature stabilized, 0.060 mol of dipropylamine, a secondary amine compound, was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was allowed to react for 5 hours to obtain a mixture (A-1) containing a Michael addition reaction product. The pKa of (A-1) was calculated using the pKa of a compound in which 2 moles of dipropylamine were added to dipentaerythritol hexaacrylate, the main component in the Michael addition reaction product, as a representative value.
(Production Example 2)
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 0.060 mol of 1,6-hexanediol diacrylate (bifunctional), a (meth)acrylate compound, was heated to 50°C. After the temperature stabilized, 0.030 mol of butylamine, a primary amine compound, was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was allowed to react for 5 hours to obtain a mixture (A-2) containing a Michael addition reaction product. The pKa of (A-2) was calculated using the pKa of a compound in which 1 mol of butylamine was added to 2 mol of 1,6-hexanediol diacrylate, the main component in the Michael addition reaction product, as a representative value.
<Production of polymerizable composition>
[Example 1]
45.1 parts of MAA, 54.9 parts of DM, and 5.0 parts of TPO were added to a light-shielding glass bottle whose air had been purged with nitrogen so that the oxygen concentration was 10% or less, and the mixture was thoroughly stirred with a stirrer and then degassed to obtain a polymerizable composition.
[実施例2~34、比較例1~7]
表2に示す組成及び配合量に変更した以外は、実施例1と同様にして、重合性組成物をそれぞれ得た。なお、表2において、数値は部を表し、空欄は配合していないことを表す。
[Examples 2 to 34, Comparative Examples 1 to 7]
Polymerizable compositions were obtained in the same manner as in Example 1, except that the compositions and blending amounts were changed as shown in Table 2. In Table 2, the numerical values represent parts, and blank spaces represent that no blending was performed.
<重合性組成物の評価>
得られた重合性組成物について、以下の評価を行った。結果を表2及び表3に示す。
<Evaluation of Polymerizable Composition>
The polymerizable compositions thus obtained were evaluated as follows, and the results are shown in Tables 2 and 3.
[吸収ピークの測定]
調製した重合性組成物を、バーコーターNo.5を用いて、ウェット厚みが10μmとなるようにアルミ板上に塗布し、OPPフィルム(東洋紡社製「パイレンP2161」、厚み20μm)を塗布面上にかぶせて評価用積層体を作製した。上記評価用積層体について、OPPフィルム側からFT-IRの反射測定を行い、1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有するか否かを確認した。
[Measurement of absorption peaks]
The prepared polymerizable composition was applied to an aluminum plate using a No. 5 bar coater to a wet thickness of 10 μm, and an OPP film ("Pylen P2161" manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 20 μm) was placed on the coated surface to prepare a laminate for evaluation. FT-IR reflection measurement was performed on the evaluation laminate from the OPP film side to confirm whether or not it had an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm .
[反応率評価]
上記吸収ピーク測定に用いた積層体のOPPフィルム側に対して、水銀キセノンランプhypercure-200(山下電装)を用いて、70mW/cm2の照射強度(365nm換算)で紫外線照射を行い、時間分解赤外分光法により紫外線の照射時間に伴うエチレン性不飽和結合の消費率を観測した。エチレン性不飽和結合の消費率は、IRスペクトルの810cm-1の特性吸収ピーク強度から下記の式を用いて算出した。
式:エチレン性不飽和結合の消費率=(「光照射前のピーク面積」-「1秒間光照射後のピーク面積」)÷「光照射前のピーク面積」
判断基準
○:エチレン性不飽和結合の消費率が20%以上(良好)
×:エチレン性不飽和結合の消費率が20%未満(不良)
[Response rate evaluation]
The OPP film side of the laminate used in the absorption peak measurement was irradiated with ultraviolet light at an irradiation intensity of 70 mW/ cm2 (365 nm equivalent) using a mercury xenon lamp Hypercure-200 (Yamashita Denso), and the consumption rate of ethylenically unsaturated bonds over time of ultraviolet irradiation was observed by time-resolved infrared spectroscopy. The consumption rate of ethylenically unsaturated bonds was calculated using the following formula from the characteristic absorption peak intensity at 810 cm -1 in the IR spectrum.
Formula: Consumption rate of ethylenically unsaturated bonds = (peak area before light irradiation - peak area after 1 second of light irradiation) / peak area before light irradiation
Evaluation criteria ○: Consumption rate of ethylenically unsaturated bonds is 20% or more (good)
×: Consumption rate of ethylenically unsaturated bonds is less than 20% (bad)
[硬化物の作製(窒素パージ下)]
調製した重合性組成物を、バーコーターを用いて易接着PETフィルム(A4100 東洋紡社製)の易接着面に塗工し、10cm×10cmのサイズに裁断して、塗工フィルムを得た。次いで、上記塗工フィルムを窒素パージボックス内に入れて、系内の酸素濃度が1%以下になるように窒素を吹き込んだ。その後コンベア照射機を用いて、塗工面にメタルハライドランプ2.7m/分、1205(mJ/cm2)(UVA換算)を照射して、重合性組成物を硬化させて硬化物を作製した。硬化物(硬化膜)の厚みは20μmとなるように調整した。
[Preparation of cured product (under nitrogen purging)]
The prepared polymerizable composition was coated onto the adhesive surface of an adhesive PET film (A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater, and the film was cut into a size of 10 cm x 10 cm to obtain a coated film. The coated film was then placed in a nitrogen purge box, and nitrogen was blown in so that the oxygen concentration in the system was 1% or less. Then, using a conveyor irradiator, the coated surface was irradiated with a metal halide lamp at 2.7 m/min and 1205 (mJ/cm 2 ) (UVA equivalent) to cure the polymerizable composition and produce a cured product. The thickness of the cured product (cured film) was adjusted to 20 μm.
[カール試験]
平滑な台上に、上記硬化膜を有するフィルムを、硬化膜を上にした状態で置き、温度23℃、相対湿度50%の環境で1時間静置した。次いで、硬化膜を有するフィルムの4隅について、台上からの浮きを測定し平均値をカール試験の値とした。得られた値を基に、カール性を以下の基準で評価した。
判断基準
◎:カール試験の値が、10mm未満(良好)
○:カール試験の値が、10mm以上、20mm未満(使用可)
×:カール試験の値が、20mm以上(不良)
[Curl test]
The film having the cured film was placed on a flat and smooth table with the cured film facing up and left to stand for 1 hour in an environment of 23°C and 50% relative humidity. The degree of lift from the table was measured at each of the four corners of the film having the cured film, and the average value was used as the curl test value. Based on the obtained values, the curling property was evaluated according to the following criteria.
Criteria: Curl test value is less than 10 mm (good)
○: Curl test value is 10 mm or more and less than 20 mm (usable)
×: Curl test value is 20 mm or more (bad)
[鉛筆硬度試験]
上記硬化膜について、23℃、相対湿度50%の恒温湿室内で、クレメンス型引掻き硬度試験機(型式:HA-301テスター産業社製)を用い、JIS K 5600-5-4に準拠して、荷重750gf(7.35N)における鉛筆硬度を測定した。得られた結果をもとに以下の基準で評価した。
判断基準
3:鉛筆硬度が、H以上(非常に良好)
2:鉛筆硬度が、3B以上、H未満(良好)
1:鉛筆硬度が、9B以上、3B未満(使用可)
0:鉛筆硬度が、測定不可又は9B未満であるか、硬化膜にタックがある(不良)
[Pencil hardness test]
The pencil hardness of the cured film was measured at a load of 750 gf (7.35 N) in accordance with JIS K 5600-5-4 using a Clemens scratch hardness tester (model: HA-301, manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) in a constant temperature and humidity room at 23°C and 50% relative humidity. The obtained results were evaluated according to the following criteria.
Criterion 3: Pencil hardness is H or higher (very good)
2: Pencil hardness is 3B or more and less than H (good)
1: Pencil hardness is 9B or more and less than 3B (usable)
0: The pencil hardness is not measurable or is less than 9B, or the cured film is tacky (poor)
[溶剤耐性試験]
メチルエチルケトンを染み込ませた綿棒で、硬化膜表面を一定の力で1方向にこすり続け、塗膜異常(白化、溶解、崩壊)が観察されるまでの回数を測定した。上記回数に基づき以下の基準で評価した。
判断基準
◎:塗膜異常が観察されるまでの回数が、400回以上(良好)
○:塗膜異常が観察されるまでの回数が、200回以上、400回未満(使用可)
×:塗膜異常が観察されるまでの回数が、200回未満(不良)
[Solvent resistance test]
The surface of the cured film was rubbed continuously in one direction with a cotton swab soaked in methyl ethyl ketone at a constant force, and the number of times it was rubbed until abnormalities in the coating (whitening, dissolution, disintegration) were observed was counted. Based on the number of times, the film was evaluated according to the following criteria.
Criteria ◎: The number of times until abnormalities in the coating were observed was 400 or more (good)
○: The number of times until abnormalities in the coating film were observed was 200 or more but less than 400 (usable)
×: The number of times until abnormalities in the coating film were observed was less than 200 (bad)
[硬化物の作製(大気下)]
調製した重合性組成物(実施例26、31、32、34)を、バーコーターを用いて易接着PETフィルム(A4100 東洋紡社製)の易接着面に塗工し、塗工フィルムを得た。次いで、コンベア照射機を用いて大気雰囲気化で、塗工面にメタルハライドランプ2.7m/分、1205(mJ/cm2)(UVA換算)を照射して、重合性組成物を硬化させて硬化物を作製した。硬化物(硬化膜)の厚みは20μmとなるように調整した。
[Preparation of cured product (in air)]
The prepared polymerizable compositions (Examples 26, 31, 32, and 34) were applied to the adhesive surface of an adhesive PET film (A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater to obtain a coated film. Next, using a conveyor irradiator, the coated surface was irradiated with a metal halide lamp at 2.7 m/min and 1,205 (mJ/cm 2 ) (UVA equivalent) in an atmospheric environment to cure the polymerizable composition and produce a cured product. The thickness of the cured product (cured film) was adjusted to 20 μm.
[大気下硬化膜のカール試験、溶剤耐性試験]
得られた大気下硬化膜を用いて、上述の[カール試験]及び[溶剤耐性試験]と同様にして、大気下硬化膜のカール性、溶剤耐性を評価した。結果を表3に示す。
[Curl test and solvent resistance test of cured film in air]
The obtained film cured under atmospheric conditions was used to evaluate the curling property and solvent resistance of the film cured under atmospheric conditions in the same manner as in the above-mentioned [Curling Test] and [Solvent Resistance Test]. The results are shown in Table 3.
表2の評価結果によれば、アミン価に対する酸価の比が1を超え10より小さく、1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有する本発明の重合性組成物は、いずれも、優れた反応性を有しており、且つ、該重合性組成物の硬化物は、カールの発生が抑制され、鉛筆硬度と溶剤耐性に優れていた。一方、比較例はいずれも、反応性、カールの抑制、及び溶剤耐性を両立しなかった。
また、表3の評価結果によれば、本発明の重合性組成物は、大気雰囲気下で硬化させた場合においても、カールが抑制され、溶剤耐性に優れる硬化物を形成可能であった。
According to the evaluation results in Table 2, all of the polymerizable compositions of the present invention, which have an acid value to amine value ratio of more than 1 but less than 10 and an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm -1 , have excellent reactivity, and the cured products of these polymerizable compositions exhibit suppressed curling and excellent pencil hardness and solvent resistance. On the other hand, none of the comparative examples achieved a balance between reactivity, suppression of curling, and solvent resistance.
Furthermore, according to the evaluation results in Table 3, the polymerizable composition of the present invention was able to form a cured product that was suppressed from curling and had excellent solvent resistance, even when cured in an atmospheric atmosphere.
Claims (4)
前記塩基性基含有エチレン性不飽和単量体(B)が、アミノ基含有エチレン性不飽和単量体、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、及び1-ビニルイミダゾールからなる群より選ばれる一種以上であり、
前記重合性組成物が、アミン価に対する酸価の比が2以上であり10より小さく、FT-IR分光法で測定される赤外吸収スペクトルにおいて1550~1650cm-1の範囲に吸収ピークを有し、
酸価が25~480mgKOH/gであり、アミン価が10~180mgKOH/gである、重合性組成物。 A polymerizable composition comprising a carboxy group-containing ethylenically unsaturated monomer (A) (excluding those having a basic group), a basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B), and a photopolymerization initiator (D),
the basic group-containing ethylenically unsaturated monomer (B) is at least one selected from the group consisting of an amino group-containing ethylenically unsaturated monomer, 4-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, and 1-vinylimidazole;
the polymerizable composition has a ratio of acid value to amine value of 2 or more and less than 10, and has an absorption peak in the range of 1550 to 1650 cm −1 in an infrared absorption spectrum measured by FT-IR spectroscopy;
A polymerizable composition having an acid value of 25 to 480 mgKOH/g and an amine value of 10 to 180 mgKOH/g .
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