【実施例】
【0063】
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
【0064】
(A−1)(A−2)芳香環を有するカルボキシル基含有共重合樹脂の合成
合成例1
攪拌機、温度計、還流管を取付けた500mL四つ口フラスコに、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、DPM)110gを投入し、窒素雰囲気下で120℃まで昇温後、メタクリル酸17.2g(0.2mol)、フェノキエチルメタクリレート(サートマー社製SR-340、以下、PEMA)92.8g(0.45mol)、ジメチル2,2’-アゾビス(2‐メチルプロピオネート)(和光純薬製V-601、以下、DMAMP)4.6g及びDPM10gの混合溶液を約1時間かけて滴下後、3時間120℃で攪拌することで、合成例1の共重合樹脂を約49質量%含むDPM溶液を生成し、合成例1の共重合樹脂を得た。この芳香環を有するカルボキシル基含有共重合樹脂の重量平均分子量は約25000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は98mgKOH/gであった。
【0065】
合成例2
攪拌機、温度計、還流管を取付けた500mL四つ口フラスコに、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下DPM)125gを投入し、窒素雰囲気下で120℃まで昇温後、メタクリル酸34.4g(0.4mol)、PEMA82.5g(0.4mol)、DMAMP5.5g及びDPM10gの混合溶液を約1時間かけて滴下後、3時間120℃で攪拌することで、カルボキシル基を有する共重合体を得た。
【0066】
次に、フラスコ内の温度を100℃まで下げた後、フラスコ内に空気と窒素の混合気体(空気体積対窒素体積比が1対2)を200mL/minにて通気させながら、グリシジルメタクリレート(日本油脂製ブレンマーGH、以下GMA)21.3g(0.15mol)と、反応触媒としてトリフェニルホスフィン(以下TPP )0.3g、重合禁止剤としてメトキシハイドロキノン(以下MEHQ)0.1gを加え、100℃で5時間反応後、115℃で酸価の低下が終わるまで反応を継続して、合成例2の共重合樹脂を約52質量%含むDPM溶液を生成し、合成例2の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約18000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は97mgKOH/gであった。
【0067】
合成例3
合成例2のPEMA82.5g(0.4mol)を74.2g(0.36mol)に、GMA21.3g(0.15mol)を4‐ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(日本化成製4‐HBAGE、以下4‐HBAGE)30.0g(0.15mol)に変更した以外は合成例2と同様にして、合成例3の共重合樹脂を約52質量%含むDPM溶液を生成し、合成例3の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約16000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は97mgKOH/gであった。
【0068】
合成例4
合成例2のDPM125gを160gに、メタクリル酸34.4g(0.4mol)を56.8g(0.66mol)に、PEMA 82.5g(0.4mol)を47.4g(0.23mol)に、DMAMP5.5gを6.5gに、更にGMA21.3g(0.15mol)を4‐HBAGE70.1g(0.35mol)に変更した以外は合成例2と同様にして、合成例4の共重合樹脂を約52質量%含むDPM溶液を生成し、合成例4の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約19000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は96mgKOH/gであった。
【0069】
合成例5
合成例2のPEMA82.5g(0.4mol)を2(2‐フェノキシエトキシ)エチルメタクリレート(日油製ブレンマーPAE-100、以下2PEEMA )85.1g(0.34mol)に変更した以外は合成例2と同様にして、合成例5の共重合樹脂を約52質量%含むDPM溶液を生成し、合成例5の共重合樹脂得た。重量平均分子量は約18000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は96mgKOH/gであった。
【0070】
合成例6
合成例2のPEMA 82.5g(0.4mol)を2PEEMA75.1g(0.3mol)に変更した以外は合成例2と同様にして、合成例6の共重合樹脂を約52質量%含むDPM溶液を生成し、合成例6の共重合樹脂得た。重量平均分子量は約20000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は97mgKOH/gであった。
【0071】
合成例7
合成例2のDPM125gを105gに、メタクリル酸34.4g(0.4mol)を25.8g(0.3mol)に、PEMA82.5g(0.4mol)をスチレン42.7g(0.4mol)とノルマルブチルメタクリレート(三菱レイヨン製アクリエステルBMA、以下nBMA)15.6g(0.1mol)に、更にGMA21.3g(0.15mol)を4‐HBAGE22.0g(0.11mol)に変更した以外は合成例2と同様にして、合成例7の共重合樹脂を約47質量%含むDPM溶液を生成し、合成例7の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約14000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は95mgKOH/gであった。
【0072】
合成例8
合成例2のDPM125gを110gに、メタクリル酸34.4g(0.4mol)をアクリル酸25.2g(0.35mol)に、PEMA82.5g(0.4mol)を59.8g(0.29mol)に、DMAMP5.5gを4gに変更した以外は合成例2と同様にして、合成例8の共重合樹脂を約48質量%含むDPM溶液を生成し、合成例8の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約16000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は101mgKOH/gであった。
【0073】
合成例9
合成例2のメタクリル酸34.4g(0.4mol)をアクリル酸23.8g(0.33mol)に、PEMA82.5g(0.4mol)を2PEEMA57.6g(0.23mol)に、DMAMP5.5gを4.0gに変更した以外は合成例2と同様にして、合成例9の共重合樹脂を約48質量%含むDPM溶液を生成し、合成例9の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約15000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は94mgKOH/gであった。
【0074】
下記表1に、上記合成例1〜9に係る樹脂の原料比(mol)、芳香族炭化水素骨格比率(質量%)及び酸価(mgKOH/g)を示す。
【0075】
【表1】
【0076】
比較合成例1
攪拌機、温度計、還流管を取付けた500mL四つ口フラスコに、プロピレングリコールジアセテート(以下PGDA)80gを投入し、窒素雰囲気下で90℃まで昇温後、GMA28.4g(0.2mol)、2-ヒドロキシエチルメタクリレートのカプロラクトン付加物(平均1mol付加、ダイセル化学工業製プラクセルFM1D)49.9g(0.2mol)、DMAMP 1g、メルカプトプロピオン酸-2エチルヘキシル(堺化学工業製、EHMP)1g及びPGDA 80gの混合溶液を約1時間かけて滴下後、8時間90℃で攪拌することで、エポキシ基を有する共重合体を得た。
【0077】
次に、フラスコ内に空気と窒素の混合気体(空気体積対窒素体積比が1対2)200mL/minにて通気させながら、アクリル酸72.02g(0.21mol)、反応触媒としてTPP0.5g、重合禁止剤としてMEHQ0.2gを加え、100℃で5時間反応後、115℃で酸価の低下が終わるまで反応を継続して、共重合体のエポキシ基とアクリル酸のカルボキシル基の付加反応を行った。酸価が2以下になった後、フラスコ内の温度を90℃まで下げた後、コハク酸無水物16.0g(0.16mol)を加えて8時間以上反応させて、酸無水物の開環付加反応を行った。IRで酸無水物のピークが消失した時点を反応の終点として、芳香族炭化水素骨格を有さない比較合成例1の共重合樹脂の溶液を得た。この樹脂溶液の固形分は約40質量%、重量平均分子量が約12000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は78mgKOH/gであった。
【0078】
比較合成例2
攪拌機、温度計、還流管を取付けた500mL四つ口フラスコに、DPM105gを投入し、窒素雰囲気下で120℃まで昇温後、メタクリル酸43.0g(0.5mol)、n-BMA21.3g(0.15mol)、DMAMP4.5g及びDPM10gの混合溶液を約1時間かけて滴下後、3時間120℃で攪拌することで、カルボキシル基を有する共重合体を得た。
【0079】
次に、フラスコ内の温度を100℃まで下げた後、フラスコ内に空気と窒素の混合気体(空気体積対窒素体積比が1対2)を200mL/min通気させながら、GMA14.2g(0.1mol)とm,p‐クレジルグリシジルエーテル(坂本薬品製m,p-CGE)32.8g(0.2mol)、反応触媒としてトリフェニルホスフィン(以下TPP)0.3g、重合禁止剤としてメトキシハイドロキノン(以下MEHQ)0.1gを加え、100℃で5時間反応後、115℃で酸価の低下が終わるまで反応を継続し、カルボキシル基、側鎖のα位に水素原子を有する芳香族炭化水素骨格及びメタクリル基を有する共重合樹脂を約48質量%含むDPM溶液を生成し、比較合成例2の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約15000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は96mgKOH/gであった。
【0080】
比較合成例3
比較合成例2のGMA14.2g(0.1mol)とm,p‐クレジルグリシジルエーテル32.8g(0.2mol)を、GMA42.6g(0.3mol)に換えた以外は比較製造例2と同様にして、カルボキシル基とメタクリル基を有するが芳香族炭化水素骨格は有さない共重合樹脂を約49質量%含むDPM溶液生成し、比較合成例3の共重合樹脂を得た。重量平均分子量は約15000(ポリスチレン換算)、固形分酸価は100mgKOH/gであった。
【0081】
実施例1〜23、比較例1〜9
下記表2、3、4に示す各成分を下記表2、3、4に示す配合割合にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールを用いて室温にて混合分散させて、実施例1〜23、比較例1〜9にて使用する硬化性樹脂組成物を調製した。そして、調製した硬化性樹脂組成物を以下のように塗工して試験片を作成した。下記表2、3、4に示す配合量は質量部を表す。
【0082】
【表2】
【0083】
表2中、
エピコート828:ジャパンエポキシレジン(株)製ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
DPHA:日本化薬(株)製ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、
DPM:協和発酵工業(株)製ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、
ルチル型酸化チタン:石原産業(株)製「CR-80」、
KS-66:信越シリコーン(株)製シリコンオイルである。
【0084】
【表3】
【0085】
表3中、
YX-8000:ジャパンエポキシレジン(株)製の核水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
TPO: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、
BAPO: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である。
【0086】
【表4】
【0087】
表4中、
ACA-Z250:ダイセル化学工業(株)製樹脂溶液(脂環式骨格を有し、芳香族炭化水素骨格を有さず、カルボキシル基とアクリル基を持つ)、
エピコート1004F:ジャパンエポキシレジン(株)製ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
YDC-1312:東都化成(株)製ジターシャリーブチルハイドロキノン変性エポキシ樹脂、
BP4EA:共栄社化学製EO変性ビスフェノールA型アクリレート(EO=4)、
AH-600:共栄社化学製 2官能ウレタン変性エポキシアクリレート、
EBECRYL3708:ダイセルサイテック(株)製 2官能エポキシアクリレート、
UF-8001G:共栄社化学製 2官能ウレタンアクリレート、
SPEEDCURE TPO:日本シイベルヘグナー社製、
IRGACURE 819:チバ スペシャルティ ケミカルズ社製である。
【0088】
試験片作成工程1(実施例1〜2、比較例1〜3)
熱硬化させた塗膜の反射率と硬度を評価するための試験片作成工程である。硬度については、厚さ40μmのシート状ポリエチレンテレフタレートフィルム表面にスクリーン印刷法にて、硬化性樹脂組成物を塗布後、BOX炉内にて、70℃、20分間加熱して予備乾燥を行った。予備乾燥後、BOX炉にて150℃で60分のポストキュアを行って硬化塗膜を形成して、反射シートの試験片を作成した。ポストキュア後の硬化塗膜の厚みは、20〜23μmであった。反射率については、加速試験である環境放置に伴うポリエチレンテレフタレート自体の劣化の影響を除くため、シート状ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えてガラス板(1.2mm厚)上に、上記した硬度の評価と同様の工程にて硬化塗膜を形成して、反射シートの試験片を作成した。
【0089】
試験片作成工程2(実施例3〜12、比較例4〜6)
光硬化させた塗膜の反射率と硬度を評価するための試験片作成工程である。硬度については、厚さ40μmのシート状ポリエチレンテレフタレートフィルム表面にスクリーン印刷法にて、硬化性樹脂組成物を塗布後、BOX炉にて80℃で20分の予備乾燥を行った。予備乾燥後、塗膜上に露光装置(オーク社製HMW−680GW)にて500mJ/cm
2露光した後、BOX炉にて150℃で60分のポストキュアを行ってポリエチレンテレフタレートフィルム表面に硬化塗膜を形成して、反射シートの試験片を作成した。ポストキュア後の硬化塗膜の厚みは、20〜23μmであった。反射率については、加速試験である環境放置に伴うポリエチレンテレフタレート自体の劣化の影響を除くため、シート状ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えてガラス板(1.2mm厚)上に、上記した硬度の評価と同様の工程にて硬化塗膜を形成して、反射シートの試験片を作成した。
【0090】
試験片作成工程3(実施例13〜23、比較例7〜9)
光硬化させた塗膜の反射率、柔軟性、反り性、難燃性を評価するための試験片作成工程である。硬度、柔軟性、反り性、難燃性については、希硫酸(3%)により表面処理をほどこした厚さ40μmのシート状ポリエチレンテレフタレートフィルム表面にスクリーン印刷法にて、硬化性樹脂組成物を塗布後、BOX炉にて80℃で20分の予備乾燥を行った。予備乾燥後、塗膜上に露光装置(オーク社製HMW−680GW)にて500mJ/cm
2露光した後、BOX炉にて150℃で60分のポストキュアを行ってポリエチレンテレフタレートフィルム表面に硬化塗膜を形成して、反射シートの試験片を作成した。ポストキュア後の硬化塗膜の厚みは、20〜23μmであった。反射率については、加速試験である環境放置に伴うポリエチレンテレフタレート自体の劣化の影響を除くため、シート状ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えてガラス板(1.2mm厚)上に、上記した柔軟性等の評価と同様の工程にて硬化塗膜を形成して、反射シートの試験片を作成した。
【0091】
評価
(1)反射率(%)
初期:ポストキュア後の試験片について、分光光度計U‐3410((株)日立製作所製:φ60mm積分球)にて、450nmおける反射率を測定した。
加熱後:反射シートの反射率について、耐熱性を評価するものであり、試験片を170℃で100時間加熱後、分光光度計U‐3410((株)日立製作所製:φ60mm積分球)にて、450nmおける試験片の反射率を測定した。
照射後:反射シートの反射率について、耐光性を評価するものであり、50J/cm
2のUV照射(2分間)後、分光光度計U‐3410((株)日立製作所製:φ60mm積分球)にて、450nmおける試験片の反射率を測定した。
加湿加熱後:反射シートの反射率について、耐候性を評価するものであり、試験片を85℃、85%RHにて1000時間処放置後、分光光度計U‐3410((株)日立製作所製:φ60mm積分球)にて、450nmおける試験片の反射率を測定した。
(2)硬度
硬化塗膜に、芯の先が平らになるように研がれたBから9Hの鉛筆を約45°の角度で押しつけて、塗膜の剥がれが生じない鉛筆の硬さを記録した。
(3)柔軟性
露光後の塗膜について、円筒形マンドレル法により、塗膜の柔軟性を目視観察及び×200の光学顕微鏡観察から評価したものであり、○:直径2mm以下で異常なし、△:直径4mmで異常なしだが、直径2mm以下でクラック、剥離等の異常あり、×:直径4mm以上でクラック、剥離等の異常あり、の3段階で評価した。
(4)反り性
試験片を2cm×2.5cmに切り出した後、 水平な台上に上が凹になるように静かに試験片を置き、特に外力を加えないようにして、4か所の角と台との間の垂直な隔たりを直尺で1mmの単位まで測定し、その最大値を反り量とした。測定結果については、○:5mm未満の反り量、△:5〜8mmの反り量、×:8mm超の反り量、の3段階で評価した。
(5)難燃性
試験片について、UL94規格に準拠した垂直燃焼試験を行った。評価はUL94規格に基づいて、VTM−0〜燃焼で表した。
【0092】
実施例1〜23、比較例1〜9の測定結果を下記表5、6、7に示す。
【0093】
【表5】
【0094】
【表6】
【0095】
【表7】
【0096】
硬化性樹脂組成物を熱硬化させて反射シートの反射皮膜を形成した場合、実施例1、2と比較例1、2より、共重合体の原料にメタクリル酸を用いることで、反射皮膜の加熱後、UV照射後及び加湿加温後における反射率の低下を抑えることができた。また、実施例1、2と比較例3より、重合後、芳香族炭化水素骨格の側鎖α位には水素原子を有さない一般式(II)及び一般式(III)を用いることで、反射皮膜の加熱後、UV照射後及び加湿加温後における反射率の低下を抑えることができた。さらに、実施例1、2では、いずれも硬度4H以上であり塗膜の硬度にも優れていた。一方、m,p‐クレジルグリシジルエーテルを付加したことで、重合後、側鎖α位に水素原子がある芳香族炭化水素を含有する比較例3では、共重合体の原料にメタクリル酸を用いても、加熱後、照射後、加湿加温後ともに反射皮膜の反射率は低下した。
【0097】
硬化性樹脂組成物を光硬化させて反射シートの反射皮膜を形成した場合、実施例3〜12と比較例4、5より、共重合体の原料に(メタ)アクリル酸を用いることで反射皮膜の加熱後、UV照射後及び加湿加温後における反射率の低下を抑えることができた。また、実施例3〜12と比較例6より、重合後、芳香族炭化水素骨格の側鎖α位には水素原子を有さない一般式(II)及び一般式(III)を用いることで、反射皮膜の加熱後、UV照射後及び加湿加温後における反射率の低下を抑えることができた。さらに、実施例3〜12では、いずれも硬度4H以上であり塗膜の硬度にも優れていた。一方、m,p‐クレジルグリシジルエーテルを付加したことで、重合後、側鎖α位に水素原子がある芳香族炭化水素を含有する比較例6では、共重合体の原料にメタクリル酸を用いても、加熱後、照射後、加湿加温後ともに反射皮膜の反射率は低下した。
【0098】
硬化性樹脂組成物であってリン系の難燃剤と金属水酸化物をさらに配合した硬化性樹脂組成物を光硬化させて反射シートの反射皮膜を形成した場合、実施例13〜23、比較例8、9と比較例7との対比より、共重合体の原料に(メタ)アクリル酸を用いることで反射皮膜の加熱後、UV照射後及び加湿加温後における反射率の低下を抑えることができた。また、実施例13〜23では、柔軟性、低反り性及び難燃性のいずれも優れていた。一方、比較例7、8では芳香族炭化水素骨格を含有しないので、希釈剤等との相溶性が劣って柔軟性が低下し、難燃性も見られなかった。実施例13〜23と比較例9より、共重合体の原料に(メタ)アクリル酸を用いることで、芳香族炭化水素骨格を含有しなくとも各反射率の低下を抑えることができたが、芳香族炭化水素骨格を含まずに脂環式の骨格を有するので、希釈剤等との相溶性が劣って柔軟性が低下し、難燃性も見られなかった。また、比較例7、9では、反りが大きく反り性も劣っていた。