【実施例】
【0038】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。
【0039】
<ウレタンアクリレートオリゴマーの製造>
(ウレタンアクリレートオリゴマーA)
三口フラスコに、ペンタエリスリトールトリアクリレート1,696部、エチレングリコール420部、カルビノール変性ポリシロキサン(分子量1,000)120部、ジブチル錫ラウレート4部、2,6−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)8部、及び酢酸プロピル4,000部を仕込んだ。均一に撹拌した後、60℃に制御しながらイソホロンジイソシアネート1,883部を投入した。その後、70℃で15時間撹拌して反応を完結させ、重量平均分子量5,000のウレタンアクリレートオリゴマーA(6官能)の溶液(固形分50%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーA中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.0%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーAは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0040】
(ウレタンアクリレートオリゴマーB)
三口フラスコに、ペンタエリスリトールトリアクリレート2,328部、エチレングリコール262部、カルビノール変性ポリシロキサン(分子量1,000)120部、ジブチル錫ラウレート4部、BHT8部、及び酢酸プロピル4,000部を仕込んだ。均一に撹拌した後、60℃に制御しながらイソホロンジイソシアネート1,410部を投入した。その後、70℃で15時間撹拌して反応を完結させ、重量平均分子量3,000のウレタンアクリレートオリゴマーB(6官能)の溶液(固形分50%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーB中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.0%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーBは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0041】
(ウレタンアクリレートオリゴマーC)
三口フラスコに、ペンタエリスリトールトリアクリレート1,163部、エチレングリコール393部、カルビノール変性ポリシロキサン(分子量1,000)96部、ジブチル錫ラウレート4部、BHT8部、及び酢酸プロピル4,800部を仕込んだ。均一に撹拌した後、60℃に制御しながらイソホロンジイソシアネート1,643部を投入した。その後、70℃で15時間撹拌して反応を完結させ、重量平均分子量7,000のウレタンアクリレートオリゴマーC(6官能)の溶液(固形分40%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーC中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.0%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーCは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0042】
(ウレタンアクリレートオリゴマーD)
ペンタエリスリトールトリアクリレートに代えて、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートを用いたこと以外は、前述のウレタンアクリレートオリゴマーAの場合と同様にして、重量平均分子量6,000のウレタンアクリレーオリゴマートD(10官能)の溶液(固形分40%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーD中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.0%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーDは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0043】
(ウレタンアクリレートオリゴマーE)
三口フラスコに、ペンタエリスリトールトリアクリレート1,284部、エチレングリコール290部、グリセリン72部、カルビノール変性ポリシロキサン(分子量1000)96部、ジブチル錫ラウレート4部、BHT8部、及び酢酸プロピル4,800部を仕込んだ。均一に撹拌した後、60℃に制御しながらイソホロンジイソシアネート1,555部を投入した。その後、70℃で15時間撹拌して反応を完結させ、重量平均分子量37,000のウレタンアクリレートオリゴマーE(9官能)の溶液(固形分40%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーE中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.1%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーEは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0044】
(ウレタンアクリレートオリゴマーF)
カルビノール変性ポリシロキサンを用いなかったこと以外は、前述のウレタンアクリレートオリゴマーCの場合と同様にして、重量平均分子量7,000のウレタンアクリレートオリゴマーF(6官能)の溶液(固形分40%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーFには、構成単位(d)が含まれていない。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーFは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0045】
(ウレタンアクリレートオリゴマーG)
カルビノール変性ポリシロキサンを用いなかったこと以外は、前述のウレタンアクリレートオリゴマーDの場合と同様にして、重量平均分子量6,000のウレタンアクリレートオリゴマーG(10官能)の溶液(固形分40%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーGには、構成単位(d)が含まれていない。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーGは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0046】
(ウレタンアクリレートオリゴマーH)
三口フラスコに、ヒドロキシエチルアクリレート633部、エチレングリコール615部、カルビノール変性ポリシロキサン(分子量1,000)120部、ジブチル錫ラウレート4部、BHT8部、及び酢酸プロピル4,000部を仕込んだ。均一に撹拌した後、60℃に制御しながらイソホロンジイソシアネート2,751部を投入した。その後、70℃で15時間撹拌して反応を完結させ、重量平均分子量3,000のウレタンアクリレートオリゴマーH(2官能)の溶液(固形分50%)を得た。得られたウレタンアクリレートオリゴマーH中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.0%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーHは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0047】
(ウレタンアクリレートオリゴマーI)
三口フラスコに、ペンタエリスリトールトリアクリレート1,454部、エチレングリコール492部、カルビノール変性ポリシロキサン(分子量1,000)120部、ジブチル錫ラウレート4部、BHT8部、及びアクリロイルモルフォリン(ACMO、KJケミカルズ社製)4,000部を仕込んだ。均一に撹拌した後、60℃に制御しながらイソホロンジイソシアネート2,054部を投入した。その後、70℃で15時間撹拌して反応を完結させ、重量平均分子量7,700のウレタンアクリレートオリゴマーI(6官能)の溶液(固形分100%(無溶剤))を得た。このウレタンアクリレートオリゴマーIは、ウレタンアクリレートオリゴマーCを50%含有するものである。得られたウレタンアクリレートオリゴマーI中の構成単位(d)の含有量は、構成単位(a)〜(c)の合計に対して、3.0%であった。また、得られたウレタンアクリレートオリゴマーIは、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類に可溶であった。
【0048】
<塗料組成物の調製及び加飾フィルム(試験片)の作製>
(実施例1)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液(固形分50%)100部、光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、商品名「Irgacure184」、BASFジャパン社製)4部、及びアルミナ微粒子分散液(商品名「NANOBYK−3610」、ビックケミージャパン社製、固形分37%)5部(但し、アルミナ分として)を混合した。プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を添加して希釈し、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。得られた塗料組成物を(i)厚さ25μmの易成形PETフィルム(帝人デュポン社製)、及び(ii)厚さ75μmのPMMAフィルム(三菱ケミカル社製)に、乾燥後の膜厚が3μmとなるようにワイヤーバーを用いてそれぞれ塗工した。100℃の乾燥機で40秒乾燥した後、80W/cmの高圧水銀灯にて約300mJ/cm
2の条件で硬化させて硬化膜を形成し、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0049】
(実施例2)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーBの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0050】
(実施例3)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーCの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0051】
(実施例4)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーDの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0052】
(実施例5)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーEの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0053】
(実施例6)
ウレタンアクリレートオリゴマーCに対する固形分比で0.2%のUV反応性シリコーン系添加剤(商品名「BYK−UV3500」、ビックケミージャパン社製)をさらに用いたこと以外は、前述の実施例3の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0054】
(実施例7)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーIとACMOを含有する溶液(ウレタンアクリレートオリゴマーI:ACMO=65:35(質量比))を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の塗料固形分中のウレタンアクリレートオリゴマーCの含有量は、30%以上であった。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0055】
(比較例1)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーFの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0056】
(比較例2)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーGの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0057】
(比較例3)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーHの溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0058】
(比較例4)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、アクリルアクリレート(二重結合当量260g/eq、重量平均分子量30,000)の溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0059】
(比較例5)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、アクリルアクリレート(二重結合当量830g/eq、重量平均分子量30,000)の溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0060】
(比較例6)
ウレタンアクリレートオリゴマーFに対する固形分比で0.2%のUV反応性シリコーン系添加剤(商品名「BYK−UV3500」、ビックケミージャパン社製)をさらに用いたこと以外は、前述の比較例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0061】
(比較例7)
ウレタンアクリレートオリゴマーAの溶液に代えて、ウレタンアクリレートオリゴマーIとACMOを含有する溶液(ウレタンアクリレートオリゴマーI:ACMO=50:50(質量比))を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、塗料固形分25%の塗料組成物を得た。得られた塗料組成物の塗料固形分中のウレタンアクリレートオリゴマーCの含有量は、30%未満であった。そして、得られた塗料組成物を用いたこと以外は、前述の実施例1の場合と同様にして、2種類の試験片(加飾フィルム)を得た。
【0062】
<評価>
(1)外観
硬化膜の外観(色味・相溶性)を目視観察し、5段階(劣1→・・・→5良好)で評価した。結果を表1に示す。
【0063】
(2)タックフリー性
2つの試験片の硬化膜どうしが接触するように貼り合わせるとともに、10kg荷重で30秒間放置した。そして、以下に示す評価基準にしたがってタックフリー性を評価した。結果を表1に示す。
○:貼り付きなし。
△:剥離するまでに若干間があったが、接触面に異常は生じなかった。
×:剥離しない、又は接触面に異常が生じた。
【0064】
(3)加温伸張性
引張試験機(商品名「AGS−X」、島津製作所社製)を使用して引張試験を実施し、硬化膜の加温伸張性を評価した。具体的には、まず、易成形PETフィルムを用いて作製した試験片(幅10mm×長さ110mm)を、チャック間距離60mmとして引張試験機にセットした。次いで、120℃の温度条件下、50mm/minの速度で試験片を引っ張り、硬化膜に亀裂が生ずる時点までの伸び(加温伸長度(%))を測定し、加温伸張性の指標とした。なお、チャック間距離が120mmになった時点で伸びを「加温伸長度=100%」とした。加温伸長度(%)の測定結果を表1に示す。
【0065】
(4)耐溶剤性
PMMAフィルムを用いて作製した試験片の硬化膜表面にスポイトを用いてキシレンを2滴垂らした後、常温で30分放置した。次いで、硬化膜表面を布で乾拭きし、硬化膜表面を目視観察して耐溶剤性を5段階(劣1→・・・→5優)で評価した。結果を表1に示す。
【0066】
(5)耐薬品性
PMMAフィルムを用いて作製した試験片の硬化膜表面を1kg荷重した布で20往復乾拭きした。その後、乾拭きした硬化膜表面に手肌用の化粧料(商品名「ニュートロジーナ(登録商標)」、ジョンソン・エンド・ジョンソン社製)を直径30mmの円を描くように綿棒で塗布した。80℃の乾燥機中に6時間放置した後、硬化膜表面を布で乾拭きし、硬化膜表面を目視観察して耐薬品性を5段階(劣1→・・・→5優)で評価した。結果を表1に示す。
【0067】
【0068】
実施例1〜4と、比較例1及び2とを比較すると、実施例1〜4のほうが耐薬品性に優れていることがわかる。特に、ウレタンアクリレートオリゴマーの分子量が大きいほど、耐薬品性に優れている。イソホロン環状構造が連続的に繰り返した構造を有するウレタンアクリレートオリゴマーを用いたことで、硬化膜の加温伸張性及び耐薬品性が向上したとともに、シリコーン変性オリゴマーであるウレタンアクリレートオリゴマーを用いたため、基材まで薬品(化粧料)が浸透しなかったと考えられる。
【0069】
実施例1〜3の評価結果から、ウレタンアクリレートオリゴマーの分子量が大きいほど加温伸張性は向上するが、耐薬品性が若干低下したことがわかる。但し、シリコーン変性オリゴマーであるウレタンアクリレートオリゴマーを用いたため、耐薬品性が大幅に低下することはなかった。また、実施例5の評価結果から、グリセリンに由来する構成単位を有するウレタンアクリレートオリゴマーを用いれば、分子量が大きくても耐薬品性が低下しないことがわかる。これは、官能基(アクリロイル基)の数が多いとともに、イソホロン環状構造がより密に繰り返した構造を有するウレタンアクリレートオリゴマーを用いたためであると考えられる。
【0070】
比較例3の評価結果から、官能基(アクリロイル基)の数が少ないウレタンアクリレートオリゴマーを用いると、十分な加温伸張性を示す一方で、耐溶剤性及び耐薬品性が顕著に低下することがわかる。
【0071】
実施例3と実施例6を比較すると、シリコーン系添加剤を用いることで耐溶剤性が向上したことがわかる。しかし、実施例6と比較例6を比較すると、シリコーン変性オリゴマーであるウレタンアクリレートオリゴマーを用いずに、UV反応性シリコーン系添加剤を用いると、耐薬品性が低下したことがわかる。比較例6では、耐薬品性を評価する際、硬化膜表面を乾拭きしたことで硬化膜表面のシリコーン系添加剤が拭き取られたとともに、滑りが低下して若干傷ついたために、耐薬品性が低下したと考えられる。
【0072】
実施例7と比較例7を比較すると、一定量以上のウレタンアクリレートオリゴマーを含有させることで、塗料組成物が十分に硬化し、有効な耐溶剤性及び耐薬品性が発現することがわかる。