JP2000204233A - (メタ)アクリル酸エステル、これを用いた樹脂組成物 - Google Patents
(メタ)アクリル酸エステル、これを用いた樹脂組成物Info
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Abstract
に優れ着色が少ない硬化性組成物の成分として有用な新
規な(メタ)アクリル酸エステルの開発。 【解決手段】トリメチロールオクタンとε−カプロラク
トンを反応させ、次いで(メタ)アクリル酸を反応させ
てなる(メタ)アクリル酸エステル。
Description
クリル酸エステル(A)、および電子線、紫外線などの
活性エネルギー線の照射により硬化可能な樹脂組成物、
詳しくは、新規な(メタ)アクリル酸エステル(A)を
必須成分として含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組
成物に関するものである。本発明の樹脂組成物は、活性
エネルギー線硬化型の塗料、印刷インキ、接着剤等の各
種用途へ応用することができる。
料や接着剤等に利用できる活性エネルギー線硬化型樹脂
が多数開発され、現在それらの普及が図られている。こ
れに伴って多種多様なアクリル酸エステルが開発され、
活性エネルギー線硬化型のインキ、塗料等の成分として
使用されている。
エネルギー線硬化型の樹脂組成物が検討されている。例
えば、光ディスク、光ファイバー、カラーフィルター用
カラーレジスト、プリズムレンズ等に使用する目的で新
規な高機能性樹脂組成物の開発が活発であり、これらの
要求に対応するために、低粘度、低臭気、各種基材との
接着性に優れ、速硬化性の新規な(メタ)アクリル酸エ
ステルを提供することは重要である。
を鑑み、下記の新規な(メタ)アクリル酸エステルを見
出し、該化合物を用いることにより各種機能を付与した
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が得られることを見
出し、本発明を完成した。
オクタンとε−カプロラクトンを反応させ、次いで(メ
タ)アクリル酸を反応させてなる(メタ)アクリル酸エ
ステル、(2)(1)記載の(メタ)アクリル酸エステ
ル(A)を含有することを特徴とする樹脂組成物、
(3)エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メ
タ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート
からなる群から選ばれたオリゴマー(B)を含有する
(2)記載の樹脂組成物、(4)光重合開始剤(C)を
含有する(2)または(3)記載の樹脂組成物、に関す
る。
テル(A)は、トリメチロールオクタンとε−カプロラ
クトンを反応させ、次いで(メタ)アクリル酸を反応さ
せることにより得ることができる。トリメチロールオク
タン1モルに対してε−カプロラクトン1〜10モルの
範囲で反応させるのが好ましい。反応を促進させるため
に触媒として、塩化第一スズ、オクチル酸第一スズ、ジ
ブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクトエート
等を使用するのが好ましく、その使用量は、反応混合物
中0.005〜1.0%が好ましい。反応温度は80〜
200℃が好ましく、反応時間は、1〜20時間であ
る。
ールオクタンのε−カプロラクトン反応物と(メタ)ア
クリル酸を反応させる。反応溶媒として、ベンゼン、ト
ルエン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン
等の非反応性の有機溶剤を1種又は2種以上を混合して
使用するのが好ましい。1,6−ヘキサンジオール−3
−ヒドロキシメチルのε−カプロラクトンの反応物1モ
ルに対して(メタ)アクリル酸を2〜6モルを反応させ
るのが好ましく、特に好ましくは3.0〜4.0モルで
ある。反応を促進させるために、硫酸、p−トルエンス
ルホン酸、メタンスルホン酸等を使用するのが好まし
い。反応温度は、80〜150℃が好ましく、反応時間
は、1〜20時間が好ましい。反応中、重合を防止する
ために重合禁止剤を使用するのが好ましい。重合禁止剤
としては、例えばハイドロキノン、メチルハイドロキノ
ン、p−メトキシフェノール、フェノチアジン等を挙げ
ることができる。
タ)アクリル酸エステル(A)を使用する。後述するオ
リゴマー(B)の希釈剤として、この新規な(メタ)ア
クリル酸エステル(A)を使用することにより粘度を低
減させ、貯蔵安定性に優れ、硬化性が良好で硬化物は基
材への密着性、着色性等に優れた性能を得ることができ
る。
使用する。オリゴマー(B)は、エポキシ(メタ)アク
リレート(B−1)、ウレタン(メタ)アクリレート
(B−2)、ポリエステル(メタ)アクリレート(B−
3)からなる群から選択することができる。
としては、例えばエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸と
の反応によって得られるものをあげることができる。好
適なエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA又
はビスフェノールFとエピクロルヒドリンとの反応によ
って得られるビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく
あげられる。その他に、フェノール・ノボラック型エポ
キシ樹脂やクレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂等の
ノボラック型エポキシ樹脂;ヘキサンジオールジグリシ
ジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリ
メチロールプロパントリグリシジルエーテル等の脂肪族
エポキシ樹脂等もあげられる。
としては、例えばポリオール(a)と有機ポリイソシア
ネート(b)を反応させ、次いでヒドロキシル基含有
(メタ)アクリレート(c)を反応させて得られるもの
や、前記(b)成分と(c)成分を反応させて得られる
もの等を挙げることができる。
ングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレ
ングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキ
サンジオール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノ
ールAポリエチレングリコール、ポリテトラメチレング
リコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ポリ
エステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポ
リカプロラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオー
ル、ポリマーポリオール、ポリシロキサンポリオール等
を挙げることができる。
例えばトリレンジイソシアネート又はジフェニルメタン
ジイソシアネートのような芳香族ジイソシアネート;テ
トラメチルキシリレンジイソシアネートのような芳香脂
肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、
ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン、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のような脂肪族又は環状脂肪族ジ
イソシアネート等を挙げることができる。
(c)としては、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)アクリレート等
のアクリレート基を1つ有する1官能性(メタ)アクリ
レート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレー
ト、グリセリンジ(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、ジペンタエリスリ
トールペンタ(メタ)アクリレート等のアクリレート基
を2つ以上有する、好ましくは2から6こ有する、多官
能性(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
2)を得るには、例えば先ずポリオール(a)中の水酸
基1当量に対して、有機ポリイソシアネート(b)中の
イソシアネート基の1.1〜2.5当量を反応させるの
が好ましく、特に好ましくは、1.2〜2.2当量を反
応させてウレタンプレポリマーを得る。次いで、ウレタ
ンプレポリマー中のイソシアネート基の1当量に対し
て、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート(c)中
の水酸基の0.95〜1.1当量を反応させるのが好ま
しく、特に好ましくは、0.99〜1.05当量を反応
させる。反応温度は80〜100℃が好ましい。(a)
と(b)成分の反応時間は、5〜20時間が好ましい。
ウレタンプレポリマーと(c)成分の反応時間は、5〜
20時間が好ましく、通常、反応を促進するために触媒
を使用する。触媒としては、例えばジブチルスズジラウ
レート、ジブチルスズジオクトエート等を挙げることが
できる。
3)としては、例えばポリエステルポリオールと(メ
タ)アクリル酸の反応生成物からなる。好適なポリエス
テルポリオールには、広い範囲の二官能性及び多官能性
カルボン酸と広い範囲の二官能性及び多官能性アルコー
ルとから得られる、末端が水酸基のポリエステルポリオ
ールが包含される。好適な酸には、例えば無水コハク
酸、アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタ
ル酸が包含される。好適なアルコールには、例えばエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチル
グリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサ
ン−1,4−ジメタノール、トリメチロールプロパン及
びトリメチロールエタンが包含される。
(B)成分の使用割合は、(A)+(B)を100重量
部とした場合、(A)成分は、2〜60重量%が好まし
く、特に好ましくは5〜40重量%であり、(B)成分
は40〜98重量%が好ましく、特に好ましくは、60
〜95重量%である。
(B)成分以外の成分として、公知の種々のエチレン性
不飽和化合物を使用することが好ましい。エチレン性不
飽和化合物としては、各種モノマー類、例えばテトラヒ
ドロフルフリル(メタ)アクリレート、カルビトール
(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アク
リレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アクリ
ロイルモルホリン、2−エチルヘキシルジエトキシ(メ
タ)アクリレート、水添ジシクロペンタジエン(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メ
タ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(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、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ポリエトキシトリ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリプロポ
キシトリ(メタ)アクリレート、グリセリンポリプロポ
キシトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリ
エトキシジ(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、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
ペンタ及びヘキサ(メタ)アクリレート混合物、ジペン
タエリスリトールポリエトキシヘキサ(メタ)アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールポリプロポキシヘキサ
(メタ)アクリレート等のアクリル系モノマー類やN−
ビニルカプロラクトン等を挙げることができる。
市場より入手でき、必要に応じて1種又は2種以上の化
合物を任意の割合で混合使用することができる。また、
エチレン性不飽和化合物の使用量は、樹脂組成物中、0
〜50重量%が好ましく、10〜40重量%が特に好ま
しい。
硬化する事ができる。紫外線による硬化の場合には、光
重合開始剤(C)を使用する必要がある。光重合開始剤
(C)を使用する場合、その使用量は、通常、組成物の
0.1〜15重量%であり、好ましくは3〜10重量%
である。
ような光重合開始剤であっても良いが配合後の貯蔵安定
性の良い事が要求される。この様な光重合開始剤として
は、例えばベンゾインエチルエーテル、ベンゾインブチ
ルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベン
ゾイン類、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−
フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フ
ェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノ
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、N,N−ジメチルア
ミノアセトフェノン等のアセトフェノン類;2,4−ジ
エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2
−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;
ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケ
タール等のケタール類;ベンゾフェノン、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−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファ
イド等のベンゾフェノン類;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等があり、単
独または2種以上を組合せて用いることができる。
にN,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、
N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、
ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチ
ルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のよ
うな光増感剤を単独あるいは2種以上と組合せて用いる
ことができる。
料や染料等の着色剤;ポリエステルエラストマー、ポリ
ウレタンエラストマー、アクリルポリマー等の非反応性
高分子樹脂;レベリング剤、消泡剤、シランカップリン
グ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止
剤等の添加剤;タルク、酸化シリカ、硫酸バリウム等の
無機フィラー等を添加することができる。
必要に応じ光重合開始剤(C)やエチレン性不飽和化合
物、所望により着色剤等を混合、加熱溶解することによ
り調製することができる。
基板の表面に施され、次いで紫外線を照射することによ
り硬化する。この組成物は、紙、硬質及び可撓性プラス
チック、金属基板、セメント、ガラス、石、セラミッ
ク、木材、その他を含む広い範囲の基板上へ適用でき
る。
ば、スクリーン印刷インキ、オフセット印刷インキ、グ
ラビア印刷インキ、凹版印刷インキ等)、塗料、接着
剤、レジスト、レンズ類、他等に使用することができ
る。
として用いた場合、印刷法としては、スクリーン印刷法
が適当である。スクリーン印刷法によって基材(例え
ば、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエステ
ル、ポリアクリル等)に10〜30μの厚さに印刷し、
次いで紫外線照射により硬化する。
る。なお、実施例中の部は重量部である。 (ウレタン(メタ)アクリレート(B−2)の合成例) 合成例1 ポリエステルジオール(ネオペンチルグリコールとアジ
ピン酸からなる分子量480のポリエステルジオール)
230部、ポリテトラメチレングリコール(平均分子量
約2000)244.8部、イソホロンジイソシアネー
ト200部を仕込み、85℃で約10時間反応し、次い
で2−ヒドロキシエチルアクリレート68.7部、p−
メトキシフェノール0.37部、ジラウリン酸ジ−n−
ブチルスズ0.14部を仕込み、85℃で約10時間、
残存NCO濃度が0.3%以下になるまで反応を行ない
ウレタンアクリレート(B−2−)を得た。生成物の
粘度は、1510ポイズ(60℃)であった。
857.9部、トリシクロデカンジメチロール187.
7部及びイソホロンジイソシアネート620.4部を仕
込み、85℃で約10時間反応し、次いで2−ヒドロキ
シエチルアクリレート334部、p−メトキシフェノー
ル1.0部及びジラウリン酸ジ−n−ブチルスズ0.4
部を仕込み、85℃で約10時間、残存NCO濃度が
0.3%以下になるまで反応を行ない、ウレタンアクリ
レート(B−2−)を得た。生成物の粘度は、800
0ポイズ(60℃)であった。
ピン酸からなる平均分子量480)384部、プロピレ
ングリコール変成ポリテトラメチレングリコール(保土
ヶ谷化学(株)製、PPTG−2000、平均分子量2
000)400部及びコロネート2094(日本ポリウ
レタン(株)製、ジイソシアネート化合物、水添ビスフ
ェノールA1モルとヘキサメチレンジイソシアネート2
モルとの反応物、NCO%は14.6%)864部を仕
込み、85℃で約10時間反応させ、次いで2−ヒドロ
キシエチルアクリレート176.4部、p−メトキシフ
ェノール0.9部を仕込み、85℃で約15時間、残存
NCO濃度が約0.3%以下になるまで反応を行ない、
ウレタンアクリレート(B−2−)を得た。生成物の
粘度は、6800ポイズ(60℃)であった。
カプロラクトン114.1g(1モル)及びオクチル酸
第一スズ(反応触媒)0.034gを仕込み、160℃
で約6時間反応し、未反応のε−カプロラクトンの残量
が1%以下であることを確認して反応を終了させ、トリ
メチロールオクタンのε−カプロラクトン反応物を得
た。この反応物318g、アクリル酸259.4g、ト
ルエン210g、シクロヘキサン90g、濃硫酸5.2
g及びハイキドロキノン1.74gを仕込み、93〜1
05℃で脱水反応を行ない、生成水が54gになるまで
反応を継続した。反応終了後、反応混合物にトルエン7
00gを追加し、20%NaOH水溶液で中和後静置
し、水層(下層)を廃棄し、トルエン層に15%NaC
l水溶液を仕込み、攪拌、静置してトルエン層を洗浄
し、水層(下層)を廃棄後、トルエンを留去し、残分を
ろ過し、生成物435gを得た。生成物の粘度(25
℃)は164cps、屈折率(25℃)1.471であ
った。NMRでの測定結果は、以下の様であった。
った。
成分を混合し、三本ロールで混練し、樹脂組成物(印刷
インキ組成物)を調製し、各種性質を評価した。評価
は、以下の方法で行った。
ポリカーボネート樹脂板の上にスクリーン印刷法により
印刷(厚み15μ)し、次いで高圧水銀灯(ランプ出力
2kw)を平行に配した光源下8cmの位置で紫外線を
照射して(コンベアスピード20m/min)硬化させ
た。硬化するまでの照射量(mJ/cm2)を求めた。
0℃で24時間放置した後の印刷面の着色の程度を観察
した。 ○・・・・ほとんど変色していない。 ×・・・・やや変色している。 △・・・・著しく変色している。
ロスカットテープ剥離テストを行なった。 ○・・・・剥離目、目の欠けも全く生じない。 ×・・・・若干、目の欠けがみられる。 △・・・・剥離目、目の欠けが生じた。
00mlのポリビンに100gを入れ、70℃で放置
し、30日後、ゲル化の有無を観察した。
チバ・スペシャリティーケミカルズ(株)製、2−メチ
ル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフ
ォリノ−プロパン−1−オン(光重合開始剤)
クリル酸エステルを用いた樹脂組成物は、硬化性、接着
性、着色性等に優れ、液の安定性も良好である。
テルを用いた樹脂組成物は、硬化性、接着性、着色性等
に優れ、また液の安定性も良好であり、塗料、印刷イン
キ、接着剤、注型物等に有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】トリメチロールオクタンとε−カプロラク
トンを反応させ、次いで(メタ)アクリル酸を反応させ
てなる(メタ)アクリル酸エステル。 - 【請求項2】請求項1に記載の(メタ)アクリル酸エス
テル(A)を含有することを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項3】エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン
(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレ
ートからなる群から選ばれたオリゴマー(B)を含有す
る請求項2に記載の樹脂組成物。 - 【請求項4】光重合開始剤(C)を含有する請求項2ま
たは3に記載の樹脂組成物。
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-
1999
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