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特開2023-49953活性エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023049953
(43)【公開日】2023-04-10
(54)【発明の名称】活性エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物
(51)【国際特許分類】
   C08G 65/332 20060101AFI20230403BHJP
   C08F 299/02 20060101ALI20230403BHJP
【FI】
C08G65/332
C08F299/02 ZAB
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021160028
(22)【出願日】2021-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】390028897
【氏名又は名称】阪本薬品工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】柴▲崎▼ 裕貴
(72)【発明者】
【氏名】保田 亮二
【テーマコード(参考)】
4J005
4J127
【Fターム(参考)】
4J005AA02
4J005AA04
4J005BD00
4J005BD02
4J127AA03
4J127AA04
4J127BA07
4J127BB041
4J127BB051
4J127BB131
4J127BB221
4J127BC021
4J127BC031
4J127BD211
4J127BD221
4J127BE341
4J127BE34Y
4J127BF221
4J127BF22X
4J127BG101
4J127BG10X
4J127BG10Y
4J127BG10Z
4J127CA01
4J127EA13
4J127FA06
4J127FA08
4J127FA16
(57)【要約】
【課題】硬化率が高く、耐カール性、密着性、耐溶剤性に優れた硬化物を得ることができる活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】トリグリセリンの濃度とテトラグリセリンの濃度の合計が45重量%以上であり、且つトリグリセリン及びテトラグリセリンの各々の濃度が10重量%~70重量%の範囲であるポリグリセリン及びアルキレンオキサイドからなるポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートを含有する活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いることにより、上記課題を解決する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トリグリセリンの濃度とテトラグリセリンの濃度の合計が45重量%以上であり、且つトリグリセリン及びテトラグリセリンの各々の濃度が10重量%~70重量%の範囲であるポリグリセリン及びアルキレンオキサイドからなるポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートを含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
【請求項2】
前記ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートのバイオマス度が20%以上であることを特徴とする請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
【請求項3】
前記ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートのアルキレンオキサイドの炭素数が2~4であることを特徴とする請求項1~2いずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
【請求項4】
前記ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートのアルキレンオキサイドの平均付加数がポリグリセリンの水酸基1つあたり0を超えて10以下であることを特徴とする請求項1~3いずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1~4いずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を硬化させることにより形成された硬化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、及び該組成物を硬化することにより形成された硬化物に関する。
【背景技術】
【0002】
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、速硬化性で生産性が高く、無溶剤での使用が可能であるため、環境負荷低減材料としてハードコート等のコーティング剤、ライニング剤、粘着剤、接着剤、塗料、インキ、光学材料、電子材料、医療用樹脂材料、積層板、プリント基板、レジスト材料、半導体封止剤等に幅広く用いられている。活性エネルギー線硬化型樹脂組成物には、硬化膜の表面硬度や耐擦傷性といった機能を向上させるために、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートがよく使用されている(特許文献1)。しかしながら、これら多官能(メタ)アクリレートは、特にコーティング剤として使用する際に、当該硬化成分は硬化収縮が大きく硬化膜がカールしやすいという問題があるうえ、脆く割れやすいという問題があった。
【0003】
そこで、特許文献2のような、多官能(メタ)アクリレートを単官能(メタ)アクリレートや2官能(メタ)アクリレートで希釈する方法が提案されている。しかし、この樹脂組成物から成る硬化物は架橋密度が下がるため、多官能(メタ)アクリレート本来の硬化性が低下してしまう問題がある。また、特許文献3には、多官能(メタ)アクリレートと多価イソシアネートを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートを用いる方法が開示されているが、この樹脂組成物からなる硬化物は耐カール性が十分に得られていなかった。
【0004】
更に、近年では、地球温暖化等の環境問題に対する関心が高まるにつれ、特に化学メーカーに対しては、従来の石油由来の材料に代替するものとして、植物由来の材料を使用することが社会的に強く要求されてきている。特に、活性エネルギー線硬化型樹脂を使用するUVインク、UV接着剤においては、バイオマス度が重要視されてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平06-248008号公報
【特許文献2】特開2009-287017号公報
【特許文献3】特開2012-229412号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、硬化率が高く、耐カール性、密着性、耐溶剤性に優れた硬化物を得ることができる活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、トリグリセリン濃度とテトラグリセリンの濃度の合計が50重量%以上であり、且つトリグリセリン及びテトラグリセリンの各々の濃度が10重量%~70重量%の範囲であるポリグリセリン及びアルキレンオキサイドからなるポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートを含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型樹脂組成物により、上記の課題を解決し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【0008】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いることで、酸素の存在下でも少ない照射量で硬化し、硬化率が高く、耐カール性、密着性、耐溶剤性に優れた硬化物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態に基づいて本発明を説明するが、本発明の範囲はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で変更が加えられた形態も本発明に属する。
【0010】
本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートに使用されるポリグリセリンは、トリグリセリンの濃度とテトラグリセリンの濃度の合計が45重量%以上であり、且つトリグリセリン及びテトラグリセリンの各々の濃度が10重量%~70重量%の範囲であり、好ましくは、トリグリセリンの濃度とテトラグリセリンの濃度の合計が50重量%以上であり、且つトリグリセリン及びテトラグリセリンの各々の濃度が10重量%~70重量%の範囲である。トリグリセリンの濃度が30重量%~55重量%、テトラグリセリンの濃度が10重量%~40重量%がより好ましい。ポリグリセリンは、グリセリンの脱水縮合反応、グリシドール、エピクロルヒドリン、グリセリンハロヒドリン等のグリセリン類縁物質を用いての合成、あるいは合成グリセリンのグリセリン蒸留残分からの回収等によって得られるが、なかでも一般的である、グリセリンに少量のアルカリ触媒を加えて200℃以上の高温に加熱し、生成する水を除去しながら重縮合させる方法によって得られる。反応は逐次的な分子間脱水反応により、順次高重合体が生成し、未反応グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等の複雑な混合組成物となる。これより、未反応のグリセリン、及びジグリセリンを蒸留除去したり、更にそのポリグリセリンを蒸留し、その留分を採取する等の方法で目的とする組成のポリグリセリンを得る。また、前記ポリグリセリンは、バイオマス資源由来であり、安価に大量生産が可能となり、活性エネルギー線硬化型樹脂を経済的に、且つ定常的に製造することができる。
【0011】
ポリグリセリンの組成分析は、ポリグリセリン試料を約0.5g、及び内部標準物質としてパルミチン酸メチル(一級試薬;キシダ化学)を約0.05g精秤し、ピリジン(特級試薬;キシダ化学)約1.8mlにこれらを溶解させ、次いでこの溶液20μlに対してTMS-HT(試薬;東京化成工業)を0.2ml注入し、温浴にて反応後に上澄み液1μlを下記の分析に供すること等で判定できる。
【0012】
ガスクロマトグラフ:GC2014(島津製作所製)
カラム:OV-1(GLサイエンス製、内径3mm、長さ1.5m)
カラム温度:100℃~350℃(昇温速度10℃/min)
キャリアーガス:ヘリウム(50ml/min)
注入部温度:350℃
検出器温度:350℃
検出器:FID
【0013】
本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートに使用されるポリグリセリンは、水酸基価から算出される平均重合度が2.5~4.5が好ましく、2.5~3.5がより好ましい。本明細書において、水酸基価から算出されるポリグリセリンの平均重合度(n)とは、末端分析法によって算出される値であり、(式1)及び(式2)から算出される。
(式1)分子量=74n+18
(式2)水酸基価=56110(n+2)/分子量
前記水酸基価とは、ポリグリセリンに含まれる水酸基数の大小の指標となる数値であり、1gのポリグリセリンに含まれる遊離ヒドロキシル基をアセチル化するために必要な酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数をいう。水酸化カリウムのミリグラム数は、社団法人日本油化学会編纂、「日本油化学会制定、基準油脂分析試験法、2013年度版」に準じて算出される。ポリグリセリンの市販品としては、R-PG、PGL-S(阪本薬品工業株式会社製)を使用することができる。
【0014】
本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートに使用されるアルキレンオキサイドは、炭素数が2~4のものが好ましい。例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられ、なかでもエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドが好ましい。また、これらアルキレンオキサイドは、単独で使用しても2種以上を併用しても良い。アルキレンオキサイドの平均付加数は、原料であるポリグリセリンの水酸基1つあたり0を超えて20以下が好ましく、10以下がより好ましい。ポリグリセリンの水酸基1つあたりのアルキレンオキサイドの平均付加数がこの範囲である場合、硬化率が高く、表面硬度が高い硬化物が得られる。
【0015】
本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートの製造方法には特に制限はない。例えば、特定のポリグリセリンに任意の量のアルキレンオキサイドを公知の方法で付加反応させ、得られたポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物を(メタ)アクリル酸と加熱・撹拌し、生成する水を系外へ抜き出しながら反応させてエステル化物を得る脱水エステル化法と、ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物を低級アルコールの(メタ)アクリル酸エステルと加熱・撹拌し、生成する低級アルコールを系外へ抜き出しながら反応させてエステル化物を得るエステル交換法が挙げられる。
【0016】
本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートの(メタ)アクリレートは、ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の水酸基のうち、2つ以上を(メタ)アクリル酸でエステル化したものが望ましく、4つ以上を(メタ)アクリル酸でエステル化したものがより好ましい。2つ以上を(メタ)アクリル酸でエステル化した場合、十分な硬化性を有する(メタ)アクリレートが得られる。
【0017】
本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートは、バイオマス度が20%以上であることによって特徴づけられる。これによって、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の温室効果ガス排出量を低減することができる。また、バイオマス度が高いことは、石油等に代表される化石資源系材料の使用量を低減することでもあり得るので、資源の持続的利用の点でも有意義である。上記バイオマス度は、好ましくは25%以上である。温室効果ガス低減性をより重視する場合には、上記バイオマス度は30%以上であってもよい。上記バイオマス度の上限は100%であるが、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の特性等を考慮して、50%以下程度としてもよい。なお、この明細書において「バイオマス度」とは、ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートの重量に占めるバイオマス材料の重量割合のことをいう。ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートのバイオマス度は、これを構成する原料のバイオマス度を求め、これに当該化合物の重量比率(総重量に占める部材の重量比率)を乗じた値から全部材のバイオマス総量(上記値の合計値)を求め、これをポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートの総重量で除することにより算出すればよい。
【0018】
また、「バイオマス材料」とは、再生可能な有機資源由来の材料をいう。典型的には、太陽光と水と二酸化炭素とが存在すれば持続的な再生産が可能な生物資源に由来する材料のことをいう。したがって、採掘後の使用によって枯渇する化石資源に由来する材料は除かれる。バイオマス材料は、例えば、上記再生可能な有機資源そのものであってもよく、上記有機資源を化学的にまたは生物学的に合成することにより得られる材料であってもよい。
【0019】
上記のバイオマス材料は、燃焼等によってCOを放出するが、当該COは、元をたどれば、典型的には植物の成長過程で光合成により大気中から吸収したものであるため、大気中のCO増加を実質的にもたらさない。ここに開示される技術では、上記のような思想の下、上記バイオマス材料を、地球環境において比較的短期間のうちに循環することによって炭素の増減を実質的にもたらさないカーボンニュートラルとみなす。そして、上記思想に基づき、上記バイオマス材料を所定以上の割合で用いることによって、温室効果ガスの代表的成分であるCOの排出量の低減が実現され得る。
【0020】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の製造方法には特に制限はなく、例えば、複数成分をメカニカルスターラーやマグネチックスターラー等の機器で混合する方法が挙げられる。
【0021】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、活性エネルギー線を用いて、公知の方法によって硬化することができる。活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線等の光線、電子線、X線、γ線等の電磁波等が挙げられるが、硬化速度、装置のコスト、普及性等から紫外線照射による硬化が好ましい。紫外線照射により硬化させる際の光源には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプ、LED等が挙げられる。
【0022】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を紫外線照射により硬化させる場合、光重合開始剤を使用する必要がある。光重合開始剤としては、公知のどのようなものであっても良く、例えば、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン等のベンジルケタール類、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等のα-ヒドロキシアセトフェノン類、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタノン-1、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-オン等のアミノアセトフェノン類、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、モノアシルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類、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、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-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等が挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上を併用しても良い。
【0023】
光重合開始剤を使用する必要がある場合、その使用量は、活性エネルギー線硬化型樹脂の全量に対して0.1重量%~15重量%、好ましくは0.5重量%~10重量%である。
【0024】
また、光重合開始剤を使用する際は、単独あるいは2種以上の光増感剤と組み合わせて用いることができる。光増感剤としては、例えばトリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4-ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル等が挙げられる。
【0025】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、ポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートを含有することを特徴とするが、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のエチレン性不飽和基を有する化合物を1種又は2種以上配合することができる。
【0026】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物に配合することができるエチレン性不飽和基を有する化合物のうち、エチレン性不飽和基を1個有する単官能の化合物の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式アルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸等の不飽和カルボン酸のマイケル付加反応生成物である2量体以上のオリゴマー、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、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、コハク酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有(メタ)アクリレート、アルコキシシリル基含有(メタ)アクリレート、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム等のビニル系単量体、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル等のビニルエーテル等が挙げられる。
【0027】
エチレン性不飽和基を有する化合物のうち、エチレン性不飽和基を2個有する2官能の化合物の具体例としては、エチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリレート等のグリコールのジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0028】
エチレン性不飽和基を有する化合物のうち、エチレン性不飽和基を3個以上有する多官能の化合物の具体例としては、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、キシリトール等の多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等のオリゴマー等が挙げられる。
【0029】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内で、メチルエチルケトン、エタノール、トルエン、ヘキサン、酢酸エチル、メチルセロソルブ等の有機溶剤、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、ポリジアリルフタレート、ポリジアリルイソフタレート等の反応性高分子樹脂、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、顔料・染料、光安定剤、重合禁止剤、帯電防止剤、難燃剤等の添加剤、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、ジルコニウム化合物等の無機フィラー、セルロースファイバー、カーボンファイバー等を配合することができる。
【0030】
本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を硬化させてなる硬化物の形態は特に制限されず、公知の方法により形成される塗膜、フィルム、立体造形物等様々なものから選択できる。基材に塗工して使用する場合には、プラスチック、金属、無機材料、木材、紙等、それらの複合基材等の種々の基材に適用できる。
【実施例0031】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中の「部」は重量基準である。また、例中においては、エチレンオキサイドを「EO」と略する。
【0032】
<ポリグリセリンEOアクリレートの合成>
温度計、攪拌装置を付した四ツ口フラスコに精製グリセリン(阪本薬品工業株式会社製)、及び触媒として水酸化ナトリウムを添加し、窒素気流下にて250℃で反応させ、ポリグリセリンを得た。次いで、この組成物を減圧蒸留し、平均重合度3、具体的な組成としてはジグリセリン以下が約25%、トリグリセリンが約52%、テトラグリセリンが約18%、ペンタグリセリンが約4%、ヘキサグリセリン以上が約1%であるポリグリセリンAを得た。次いで、ポリグリセリンA、触媒として水酸化カリウムを添加し、エチレンオキサイドガスを吹き込みながら付加反応を行い、ポリグリセリンEO付加物を得た。さらに、温度計、撹拌機、ディーンスターク装置、空気吹き込み管を備えた反応容器に、ポリグリセリンEO付加物382.68g(0.81mol)、トルエン600g、p-トルエンスルホン酸30.00g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.60g、塩化第二銅0.24g、次亜リン酸ナトリウム1水和物0.60g、アクリル酸376.52g(5.22mol)を仕込み、空気吹き込み下、撹拌しながらトルエン還流雰囲気まで昇温し、約5時間かけて脱水エステル化反応を行った。反応終了後、続けてアルカリ水洗及び水洗を行い、有機層のトルエンを減圧留去することにより、ポリグリセリンEO付加物のアクリレート(以下、「A1」という)446.09gを得た。以下同様に、ポリグリセリンの種類、EOの平均付加数を変化させて表1に示すA2、A3を得た。なお、A3で使用したポリグリセリンBは、平均重合度4のポリグリセリン(トリグリセリンの濃度とテトラグリセリンの濃度の合計が約34重量%)である。
【0033】
【表1】
【0034】
上記で得られたポリグリセリンEO付加物のアクリレート、及び汎用多官能アクリレートであるDPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)について、粘度、水溶性を評価した結果を表2に示す。
【0035】
<粘度>
E型回転粘度計(HBDV-II+ProCp、ブルックフィールド社製)を用いて、ポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A1)~(A3)、DPHAの25℃における粘度を測定した。
【0036】
<水溶性>
ポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A1)~(A3)、DPHAに対して、水を添加していき、外観の透明性を維持できる最大の水の添加量を以下の基準で判定した。
(判定基準)
◎:5%の水を溶解することができる。
○:5%の水を溶解することができるが、わずかにくすむ。
×:5%の水を溶解することができず、分離やくすみが見られる。
【0037】
【表2】
【0038】

<実施例1>
ポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A1)100部、光重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Irgacure184:BASFジャパン製。以下、「Irg184」という)5部を均一に撹拌混合して、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
【0039】
<実施例2>
実施例1のポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A1)の代わりに表1に示したポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A2)を用いた以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
【0040】
<参考例>
実施例1のポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A1)の代わりに表1に示したポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A3)を用いた以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
【0041】
<比較例>
実施例1のポリグリセリンEO付加物のアクリレート(A1)の代わりにDPHAを用いた以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得た。
【0042】
実施例1~2、及び参考例、比較例で得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物について、下記の方法で硬化性及び硬化物物性を評価した。実施例1~2、及び参考例、比較例で得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をポリエチレンテレフタラートフィルム(以下、「PETフィルム」という)にバーコーターで各評価における膜厚となるよう塗布し、高圧水銀ランプを装着したベルトコンベア式UV照射装置(製品名:アイグランテージECS-401GX、アイグラフィックス(株)製)にて、空気雰囲気下、照射量500mJ/cm、照度100mW/cmの条件でUV照射を行い、硬化物を得た。得られた硬化物を23℃、50%RH環境で12時間以上養生した後、表面硬度、耐カール性、密着性、耐溶剤性、水接触角の評価をそれぞれ行った。表3に結果を示す。
【0043】
<硬化率>
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をUV硬化させた際の硬化率(以下、「最終硬化率」という)は、フーリエ変換赤外分光測定(以下、「FT-IR」という)において、アクリロイル基のC=C伸縮振動ピーク(1635cm-1付近)の吸収ピークの変化から求めた。FT-IR測定には、反射測定アクセサリを装着したフーリエ変換赤外分光装置(Spectrum 100、(株)パーキンエルマージャパン製)を使用した。得られたFT-IRスペクトルより、エステル基のC=O伸縮振動ピーク(1740cm-1付近)の吸収ピークを基準に用いて、(式3)及び(式4)により最終硬化率を求めた。
(式3)吸収ピーク面積比 = C=C伸縮振動のピーク面積/C=O伸縮振動のピーク面積
(式4)最終硬化率(%)={1-(a/b)}×100
a:積算照射量100mJ/cmにおける吸収ピーク面積比
b:積算照射量0mJ/cmにおける吸収ピーク面積比
【0044】
<表面硬度>
表面硬度は、JIS K5600に準拠した鉛筆硬度により評価した。膜厚が10μmとなるよう作製した硬化物の塗膜面を750gの荷重をかけて鉛筆で引っかき、傷の付かない最も硬いものを鉛筆硬度とした。なお、PETフィルムには、ルミラー100-S10(東レ(株)製、厚み100μm)を用いた。
【0045】
<耐カール性>
膜厚が10μmとなるよう作製した硬化物を100mm×100mmにカットし、水平な台に塗膜面を上にして置いた際の4隅の浮き上がった高さを測定した。その平均値を算出し、以下の基準でカール性を判定した。なお、PETフィルムには、コスモシャインA4300(東洋紡(株)製、厚み100μm)を用いた。
(判定基準)
◎:高さの平均値が3mm未満
○:高さの平均値が3mm以上10mm未満
△:高さの平均値が10mm以上20mm未満
×:高さの平均値が20mm以上
【0046】
<密着性>
JIS K5600に準拠し、膜厚が10μmとなるよう作製した硬化物の塗膜面上にカッターナイフを用いて1mm四方の碁盤目の切り込みを100升入れた。続いて、100升の碁盤目の切り込みの上からセロハンテープ(ニチバン(株)製)を貼り、1分後にテープを引きはがした。この際に、剥離しなかった碁盤目の数を蛍光顕微鏡(BZ-X800、(株)キーエンス製)を用いて確認し、以下の基準で判定した。なお、PETフィルムには、コスモシャインA4300(東洋紡(株)製、厚み100μm)を用いた。
(判定基準)
〇:碁盤目の残存数が80升以上
×:碁盤目の残存数が80升未満
【0047】
<耐溶剤性>
JIS K5600に準拠し、膜厚が10μmとなるよう作製した硬化物の塗膜面上にメタノール(キシダ化学(株)製)、アセトン(キシダ化学(株)製)、メチルエチルケトン(富士フイルム和光純薬(株))、酢酸エチル(富士フイルム和光純薬(株))、トルエン(キシダ化学(株)製)の各溶剤を1滴滴下し、1分後に溶剤を取り除いた後の塗膜の外観を目視で確認し、以下の基準で判定した。なお、PETフィルムには、コスモシャインA4300(東洋紡(株)製、厚み100μm)を用いた。
(判定基準)
〇:すべての条件において、外観に変化なし
△:一部の条件において、液滴の跡が残る
×:一部の条件もしくはすべての条件において、白化や割れが生じる
【0048】

<水接触角>
膜厚が10μmとなるよう作製した硬化物の塗膜面上に対して、表面張力計(Drop Master 500、協和界面科学(株)製)を用いて、1.0μLの水滴を落とし、着滴から1分経過後の接触角をθ/2法により求めた。なお、PETフィルムには、ルミラー100-S10(東レ(株)製、厚み100μm)を用いた。
【0049】
【表3】
【0050】
表3の実施例1~2の評価結果より、本発明のポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレートからなる活性エネルギー線硬化型樹脂組成物から得られる硬化物は、平均重合度4のポリグリセリンを用いた参考例と同等又はそれ以上の硬化性、耐カール性、密着性、耐溶剤性が得られる。特に、硬化率は比較例に比べて約2.5倍高く、耐カール性も良好であることが分かる。また、表2からも分かる通り低粘度であるため、優れたハンドリング性と硬化塗膜物性を両立することができる。