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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-13
(45)【発行日】2022-12-21
(54)【発明の名称】硬化性に優れる組成物
(51)【国際特許分類】
   C08F 220/18 20060101AFI20221214BHJP
   C08F 220/20 20060101ALI20221214BHJP
【FI】
C08F220/18
C08F220/20
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2020516265
(86)(22)【出願日】2019-04-17
(86)【国際出願番号】 JP2019016442
(87)【国際公開番号】W WO2019208353
(87)【国際公開日】2019-10-31
【審査請求日】2021-12-27
(31)【優先権主張番号】P 2018082607
(32)【優先日】2018-04-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001085
【氏名又は名称】株式会社クラレ
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】野口 大樹
(72)【発明者】
【氏名】福本 隆司
(72)【発明者】
【氏名】久保 敬次
【審査官】久保田 葵
(56)【参考文献】
【文献】特開平09-012975(JP,A)
【文献】特開2001-040167(JP,A)
【文献】特開2006-274096(JP,A)
【文献】特開2006-188599(JP,A)
【文献】特開2012-097199(JP,A)
【文献】特開昭62-018410(JP,A)
【文献】国際公開第2020/262564(WO,A1)
【文献】国際公開第2022/124202(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 220/18
C08F 220/20
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(II);
【化1】

[式中、Rは水素原子またはメチル基を表す。]
で表される化合物(A)、および、化合物(A)以外の多官能性化合物(B)を含み、該多官能性化合物(B)が分子内に2つ以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する多価(メタ)アクリル酸エステルまたは分子内に2つ以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する水酸基含有多価(メタ)アクリル酸エステルである組成物であって、
前記組成物中における前記化合物(A)の含有量は、0.5~10質量%であり、
前記組成物中における前記多官能性化合物(B)の含有量は、70~99質量%である、組成物
【請求項2】
前記多官能性化合物(B)が、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(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、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサメチレンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(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、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAまたは水添ビスフェノールFのジ(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、ポリプロピレングリコールジ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、およびトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記多官能性化合物(B)が、グリセロールジ(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、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ジ(メタ)アクリレート、およびジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項4】
前記多官能性化合物(B)が、1,6-ヘキサメチレンジ(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、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、およびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
前記化合物(A)において、一般式(II)のRが水素原子である請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項6】
前記化合物(A)において、一般式(II)のRがメチル基である請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項7】
重合開始剤をさらに含む請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物が硬化してなる硬化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は特定の不飽和二重結合含有化合物を含む硬化性に優れる組成物およびそれから得られる硬化物に関する。
【背景技術】
【0002】
塗料等に使用される(メタ)アクリル酸エステル等のラジカル重合性単量体は、加熱や活性エネルギー線照射等によって重合開始剤からラジカルを発生させることで重合硬化することができる。これらのラジカル重合性単量体を塗料用途等に用いる場合、通常は空気雰囲気下で硬化を行うため、空気中の酸素により重合反応が阻害されやすく、硬化が遅くなったり、硬化物の表面がべたついたりするなどの問題がある。
【0003】
これらの問題を解決する手段として、例えば、アミン類やワックスを添加する方法などが提案されてきたが、アミン類は臭気や着色の原因となるため、透明性や美観性を求められるコーティング用途には不適である。また、ワックスを添加する方法では、添加したワックスが表面に浮き出てくることでべたつく原因となる。さらに、硬化性組成物上にフィルムを被せてから硬化する方法も考えられるが、工数が増え、さらに大面積や複雑形状に対応することが困難であるといった問題がある。硬化性を向上させるためのその他の方法として、可視光吸収色素を添加する方法(例えば特許文献1等)や、水と水溶性重合体とを含有させる方法(例えば特許文献2等)なども知られているが、硬化後の塗膜が着色したり物性が低下するなどの問題が生じやすいといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2003-337410号公報
【文献】特開2007-8972号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そこで本発明は、空気雰囲気下等の酸素の存在下においても重合硬化反応を十分に進行させることができて硬化性に優れる組成物および当該組成物が硬化してなる硬化物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、多価(メタ)アクリル酸エステル等の多官能性化合物および重合開始剤を含む従来の塗料に対し、さらに特定の不飽和二重結合含有化合物を配合すると、空気雰囲気下等の酸素の存在下においても重合硬化反応を十分に進行させることができて硬化性に優れる組成物となることを見出し、当該知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成させた。
【0007】
すなわち、本発明は下記[1]~[14]を提供する。
[1]下記一般式(I):
【化1】

[式中、
およびRはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、アリール基およびアラルキル基からなる群より選ばれるいずれかを表し、
は、(メタ)アクリロイル基、4-ビニルフェニル基および炭素数2~6のアルケニル基からなる群より選ばれるいずれかを表し、
nは0~5の任意の整数を表し、
とそれが結合する二重結合との間の波線は、Rは、Rに対してシス位に位置していてもよいし、トランス位に位置していてもよいことを表す。]
で表される化合物(A)、および、化合物(A)以外の多官能性化合物(B)を含む組成物。
[2]RおよびRが、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、および炭素数2~6のアルケニル基からなる群より選ばれるいずれかである[1]に記載の組成物。
[3]RおよびRが、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基である[1]または[2]に記載の組成物。
[4]RおよびRが、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~4のアルキル基である[1]~[3]のいずれかに記載の組成物。
[5]RおよびRが、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基である[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6]Rが水素原子であり、Rが水素原子またはメチル基である[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[7]Rが(メタ)アクリロイル基または4-ビニルフェニル基である[1]~[6]のいずれかに記載の組成物。
[8]Rが(メタ)アクリロイル基である[1]~[7]のいずれかに記載の組成物。
[9]
前記化合物(A)が下記一般式(II):
【化2】

[式中、Rは水素原子またはメチル基を表す。]
で表される[1]~[8]のいずれかに記載の組成物。
[10]前記多官能性化合物(B)が、多価(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ基含有(メタ)アクリロイル化合物、または水酸基含有多価(メタ)アクリル酸エステルである[1]~[9]のいずれかに記載の組成物。
[11]前記多官能性化合物(B)が、多価(メタ)アクリル酸エステルである[1]~[10]のいずれかに記載の組成物。
[12]前記多官能性化合物(B)が、1,6-ヘキサメチレンジ(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、またはペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートである[1]~[11]のいずれかに記載の組成物。
[13]重合開始剤をさらに含む[1]~[12]のいずれかに記載の組成物。
[14][1]~[13]のいずれかに記載の組成物が硬化してなる硬化物。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、空気雰囲気下等の酸素の存在下においても重合硬化反応を十分に進行させることができて硬化性に優れる組成物および当該組成物が硬化してなる硬化物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の組成物は、上記一般式(I)で表される化合物(A)(以下、単に「化合物(A)」という場合がある)、および、当該化合物(A)以外の他の多官能性化合物(B)を含む。これにより、空気雰囲気下等の酸素の存在下においても重合硬化反応を十分に進行させることができて硬化性に優れる組成物となる。
【0010】
本発明を何ら限定するものではないが、上記のような優れた効果が奏される理由としては、化合物(A)が有するRおよびRが結合した炭素-炭素二重結合が多官能性化合物(B)の重合過程で効果的に酸素を吸収することや効果的に架橋反応(重合硬化反応)に寄与することが要因の1つであると考えられる。
【0011】
[化合物(A)]
本発明において使用される化合物(A)は、下記一般式(I)で表される化合物である。
【0012】
【化3】
【0013】
一般式(I)中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、アリール基およびアラルキル基からなる群より選ばれるいずれかを表し、Rは、(メタ)アクリロイル基、4-ビニルフェニル基および炭素数2~6のアルケニル基からなる群より選ばれるいずれかを表す。nは0~5の任意の整数を表す。
【0014】
およびRが表す炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
【0015】
およびRが表す炭素数2~6のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基(cis-3-ヘキセニル基等)、シクロヘキセニル基などが挙げられる。
【0016】
およびRが表すアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられる。
【0017】
およびRが表すアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、2-フェニルエチル基、2-ナフチルエチル基、ジフェニルメチル基などが挙げられる。
【0018】
なお、一般式(I)において、Rとそれが結合する二重結合との間の波線は当該二重結合に基づく幾何異性体の種類に特に制限がないことを意味する。すなわち、Rが水素原子以外である場合、Rは、Rに対してシス位に位置していてもよいし、トランス位に位置していてもよい。
【0019】
およびRは、それぞれ、水素原子、炭素数1~6のアルキル基および炭素数2~6のアルケニル基からなる群より選ばれるいずれかであることが好ましく、水素原子または炭素数1~6のアルキル基であることがより好ましく、水素原子または炭素数1~4のアルキル基であることがさらに好ましく、水素原子またはメチル基であることが特に好ましい。中でも、Rが水素原子であり、Rが水素原子またはメチル基であることが好ましい。
【0020】
一般式(I)中、Rは、(メタ)アクリロイル基、4-ビニルフェニル基および炭素数2~6のアルケニル基からなる群より選ばれるいずれかを表す。なお、本明細書において「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基とメタアクリロイル基のどちらでもよいことを示す。
【0021】
が表す炭素数2~6のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基(cis-3-ヘキセニル基等)、シクロヘキセニル基などが挙げられる。
【0022】
これらの中でも、Rは、重合性基として効果的に機能することができ本発明の効果がより顕著に奏されることなどから、(メタ)アクリロイル基または4-ビニルフェニル基であることが好ましく、(メタ)アクリロイル基であることがより好ましい。
【0023】
一般式(I)中、nは0~5の任意の整数を表す。当該nは1~4の任意の整数であることが好ましく、1または2であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。
【0024】
化合物(A)の具体例としては、例えば、下記の化合物などが挙げられる。
【0025】
【化4】
【0026】
化合物(A)は、原料の入手容易性などの観点から、下記一般式(II)で表される化合物であることが好ましい。
【0027】
【化5】
【0028】
一般式(II)中、Rは水素原子またはメチル基を表す。
【0029】
化合物(A)の製造方法に特に制限はなく、公知の方法を単独で、または適宜組み合わせて応用することにより製造することができる。例えば、下記式(A-1)で表される化合物(A)を製造する場合、塩基などのエステル交換反応触媒下、対応するアルコールである3-メチル-3-ブテン-1-オールに対してメタクリル酸メチルを反応させることにより製造することができる。
【0030】
【化6】
【0031】
本発明の組成物において、化合物(A)は、1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
【0032】
本発明の組成物中における化合物(A)の含有量に特に制限はないが、得られる組成物の硬化性の観点などから、0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることがさらに好ましい。また、得られる硬化物の物性などの観点から、当該含有量は、50質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
【0033】
[多官能性化合物(B)]
本発明の組成物は、上記した化合物(A)の他、当該化合物(A)以外の他の多官能性化合物(B)をさらに含む。当該多官能性化合物(B)としては、分子中に2つ以上の重合性基を有する化合物を好ましく用いることができる。当該重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等のラジカル重合性基や、エポキシ基等のカチオン重合性基などが挙げられ、多官能性化合物(B)は、分子内に2つ以上のラジカル重合性基を有する化合物であることが好ましい。多官能性化合物(B)としては、例えば、分子内に2つ以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する多価(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ基含有(メタ)アクリロイル化合物などが挙げられる。なお多価(メタ)アクリル酸エステルは、水酸基含有多価(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。本発明の組成物において、多官能性化合物(B)は、1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
【0034】
多価(メタ)アクリル酸エステルとしては、ジオール、トリオール等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルを用いることができ、より具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(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、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサメチレンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(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、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAまたは水添ビスフェノールFのジ(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、ポリプロピレングリコールジ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0035】
また水酸基含有多価(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、グリセロールジ(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、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ジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0036】
エポキシ基含有(メタ)アクリロイル化合物としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等の末端にエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。
【0037】
これらの多官能性化合物(B)の中でも、得られる硬化物の耐水性などの観点から、多価(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、1,6-ヘキサメチレンジ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートがより好ましい。
【0038】
本発明の組成物中における多官能性化合物(B)の含有量は、得られる組成物の硬化性の観点などから、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。当該含有量の上限に特に制限はなく、組成物の用途などに応じて適宜設定することができるが、例えば、99質量%以下とすることができる。
【0039】
[重合開始剤]
本発明の組成物は硬化性をより向上させることなどから、重合開始剤をさらに含むことが好ましい。当該重合開始剤の種類に特に制限はなく、使用される多官能性化合物(B)の種類などに応じて適宜選択することができる。具体的には、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤などを用いることができ、本発明の効果がより顕著に奏されることなどからラジカル重合開始剤が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、熱でラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤、光でラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。
【0040】
具体的な重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルペルオキシド等のジアシルペルオキシド系;t-ブチルペルオキシベンゾエート等のペルオキシエステル系;クメンヒドロペルオキシド等のヒドロペルオキシド系;ジクミルペルオキシド等ジアルキルペルオキシド系;メチルエチルケトンペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド等のケトンペルオキシド系;ペルオキシケタール系;アルキルペルエステル系;ペルカーボネート系などの有機過酸化物などが挙げられる。
【0041】
またラジカル重合開始剤としては、市販品を用いることもできる。例えば、イルガキュア(登録商標、以下同じ)651、イルガキュア184、イルガキュア2959、イルガキュア127、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア819、イルガキュア784、イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02、イルガキュア754(以上、BASF社製)などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0042】
本発明の組成物中における重合開始剤の含有量に特に制限はないが、本発明の効果がより顕著に奏されることなどから、0.001質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上であることがより好ましく、0.1質量%以上であることがさらに好ましく、1質量%以上であることが特に好ましく、また、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
【0043】
[他の樹脂]
本発明の組成物は、上記した成分以外の他の樹脂をさらに含んでいてもよい。当該他の樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂(ポリアミド66等)、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。
【0044】
不飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、プロピレングリコール-無水フタル酸-無水マレイン酸共重合体、エチレングリコール-無水フタル酸-無水マレイン酸共重合体など、多価アルコールとα,β-不飽和多塩基酸類および他の多塩基酸類との共重合体や、これらの共重合体にスチレン等のラジカル重合性単量体を添加したものなどが挙げられる。また、これらの共重合体は、さらにアリルグリシジルエーテル等の不飽和アルコールのグリシジル化合物を共重合成分の1つとして含んでもよい。
【0045】
ビニルエステル樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型のエポキシ樹脂末端に(メタ)アクリル酸を付加させたものなど、エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させたものなどが挙げられる。
【0046】
ウレタン(メタ)アクリレート樹脂としては、例えば、多価アルコールと過剰の多価イソシアネートより合成されるイソシアネート基残存ポリマーに(メタ)アクリル酸や水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルを付加させたものなどが挙げられる。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールFなどが挙げられる。
多価イソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。中でも、多価イソシアネートとして、硬化性に優れるヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。
【0047】
ウレタン(メタ)アクリレート樹脂としては、多価イソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートと、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとしてペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート樹脂が好ましい。
【0048】
[その他の成分]
本発明の組成物は、希釈剤、顔料、染料、充填剤、紫外線吸収剤、増粘剤、低収縮化剤、老化防止剤、可塑剤、骨材、難燃剤、安定剤、繊維強化材、酸化防止剤、レベリング剤、たれ止め剤など、上記した化合物(A)、多官能性化合物(B)、重合開始剤、他の樹脂以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。
【0049】
希釈剤としては、例えば、スチレン、(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられ、重合性の観点から、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。顔料としては、例えば、酸化チタン、ベンガラ、アニリンブラック、カーボンブラック、シアニンブルー、クロムイエローなどが挙げられる。充填剤としては、例えば、タルク、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム、クレーなどが挙げられる。
【0050】
[組成物の製造方法]
本発明の組成物の製造方法に特に制限はなく、上記した化合物(A)、多官能性化合物(B)、および必要に応じて、重合開始剤、他の樹脂、その他の成分を混合することにより製造することができる。
【0051】
[硬化方法]
本発明の組成物を硬化させる方法に特に制限はなく、使用される多官能性化合物(B)や重合開始剤の種類などに応じて適宜選択することができる。例えば、本発明の組成物が光ラジカル重合開始剤を含む場合は、UV等の活性エネルギーを照射して硬化させる方法が挙げられ、また熱ラジカル重合開始剤を含む場合は、加熱して硬化させる方法が挙げられる。また、両者を含む場合に活性エネルギー線を照射した後に加熱してもよい。用途等にもよるが本発明の効果がより顕著に奏されることなどから、活性エネルギーを照射して硬化させる方法が好ましい。
【0052】
[組成物の用途]
本発明の組成物の用途に特に制限はないが、本発明の組成物は、空気雰囲気下等の酸素の存在下においても重合硬化反応を十分に進行させることができて硬化性に優れることから、例えば、塗料(UV塗料やUVインキ等)、接着剤、コーティング剤等の硬化性組成物として好ましく用いることができ、これにより、物性に優れる塗膜、接着層、コーティング層等の硬化物を得ることができる。
【実施例
【0053】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0054】
〔製造例1〕3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンの合成
撹拌機、温度計、滴下ロートを備えた反応器に、窒素気流下、3-メチル-3-ブテン-1-オール1601g(18.6mol、株式会社クラレ製)、フェノチアジン1.6g(0.019mol、富士フイルム和光純薬株式会社製)、メタクリル酸メチル1873g(18.7mol、株式会社クラレ製)、水酸化カリウム21.0g(0.36mol、日本曹達株式会社製)を仕込んだ。内温を90℃まで撹拌しながら昇温し、メタクリル酸メチルと反応生成物のメタノールを留去した。留出終了後、再度水酸化カリウム21.0g(0.36mol)を仕込み、メタクリル酸メチルと反応生成物のメタノールを留去した。反応混合液をイオン交換水1500gで洗浄し、得られた有機層を蒸留により精製し、下記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテン1000g(6.5mol;収率35%)を得た。そのH-NMRの測定結果を以下に示す。
【0055】
【化7】
【0056】
H-NMR(400MHz,CDCl,TMS)δ:6.09(dd,J=1.6,0.8Hz,1H),5.53(dd,J=4.0,1.6Hz,1H),4.81(s,1H),4.76(s,1H),4.26(t,J=6.8Hz,2H),2.38(t,J=6.8Hz,2H),1.93(dd,J=1.6,1.2Hz,3H),1.77(s,3H)
【0057】
〔製造例2〕3-メチル-1-アクリロイルオキシ-3-ブテンの合成
撹拌機、温度計、滴下ロートを備えた反応器に、窒素気流下、アセトニトリル4780g(富士フイルム和光純薬株式会社製)、3-メチル-3-ブテン-1-オール962g(11.2mol、株式会社クラレ製)、トリエチルアミン1469g(14.5mol、富士フイルム和光純薬株式会社製)、N,N-ジメチルアミノピリジン137g(1.1mol、富士フイルム和光純薬株式会社製)を仕込んだ。内温を15℃以下に保持し、撹拌しながらアクリル酸クロリド1220g(13.4mol、東京化成工業株式会社製)を滴下し、滴下終了後25℃に昇温した。内温25℃で12時間撹拌した。反応液にイオン交換水1440gを加え、12℃で1時間撹拌し、副生物の無水アクリル酸が分解したことを確認したのち、酢酸エチルで抽出した。有機層を2質量%塩酸、5質量%炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順に洗浄した。得られた有機層を蒸留により精製し、下記式(A-2)で表される3-メチル-1-アクリロイルオキシ-3-ブテン902g(6.4mol;収率57%)を得た。そのH-NMRの測定結果を以下に示す。
【0058】
【化8】
【0059】
H-NMR(400MHz,CDCl,TMS)δ:6.39(dd,J=17.2,1.6Hz,1H),6.11(dd,J=17.2,10.4Hz,1H),5.80(dd,J=10.4,1.6Hz,1H),4.81(dd,J=1.6,0.8Hz,1H),4.75(dd,J=1.6,0.8Hz,1H),4.27(t,J=6.8Hz,2H),2.38(t,J=6.8Hz,2H),1.77(s,3H)
【0060】
〔実施例1〕
1,9-ノナンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製)を100質量部、および、光重合開始剤としてイルガキュア184(BASF社製)を3質量部混合し、更に化合物(A)として、製造例1で製造した上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンを1質量部添加して混合することにより硬化性組成物を得た。
当該硬化性組成物を用いて、以下の手法により硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。当該未硬化部分の厚みの値が小さいほど、酸素による重合阻害への防止効果が高く、酸素の存在下においても重合硬化反応を十分に進行させることができて硬化性に優れることを示す。
【0061】
<硬化後の未硬化部分の厚みの測定>
直径4cmの穴をあけたPETフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム;厚み300μm)を、穴のないPETフィルム上に貼り付けることによりセルを作製した。このセルに上記で得た硬化性組成物を入れ、空気雰囲気下、照度78mW/cm、積算光量99mJ/cmの照射条件でUV硬化を行った。その後、硬化物の表面をアセトン含浸したコットンでふき取ることにより未硬化物を取り除き、ふき取り前後の重量変化を測定し、その測定値と硬化性組成物の比重とから未硬化部分の厚みを算出した。結果を表1に示した。当該未硬化部分の厚みの値が小さいほど硬化性に優れることを示す。
【0062】
〔実施例2〕
化合物(A)として、上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンに代えて、製造例2で製造した上記式(A-2)で表される3-メチル-1-アクリロイルオキシ-3-ブテンを使用したこと以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0063】
〔実施例3〕
1,9-ノナンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製)を100質量部の代わりに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(NKエステルA-DPH、新中村化学工業株式会社製)を90質量部用いたこと、および、化合物(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンの添加量を1質量部から10質量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0064】
〔実施例4〕
1,9-ノナンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製)を100質量部の代わりに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(NKエステルA-DPH、新中村化学工業株式会社製)を90質量部用いたこと、および、上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンを1質量部に代えて、製造例2で製造した上記式(A-2)で表される3-メチル-1-アクリロイルオキシ-3-ブテンを10質量部使用したこと以外は実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0065】
〔実施例5〕
1,9-ノナンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製)を100質量部の代わりに、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(NKエステルA-TMM-3L、新中村化学工業株式会社製)を90質量部用いたこと、および、化合物(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンの添加量を1質量部から10質量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0066】
〔実施例6〕
1,9-ノナンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製)を100質量部の代わりに、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(NKエステルA-TMM-3L、新中村化学工業株式会社製)を90質量部用いたこと、および、上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンを1質量部に代えて、製造例2で製造した上記式(A-2)で表される3-メチル-1-アクリロイルオキシ-3-ブテンを10質量部使用したこと以外は実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0067】
〔比較例1〕
上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンを添加しなかったこと以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0068】
〔比較例2〕
不飽和二重結合含有化合物として、上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンに代えて、3-メチル-3-ブテン-1-オール(株式会社クラレ製)を使用したこと以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0069】
〔比較例3〕
不飽和二重結合含有化合物として、上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンに代えて、メチルメタクリレート(株式会社クラレ製)を使用したこと以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0070】
〔比較例4〕
不飽和二重結合含有化合物として、上記式(A-1)で表される3-メチル-1-メタクリロイルオキシ-3-ブテンに代えて、メチルアクリレート(富士フイルム和光純薬株式会社製)を使用したこと以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、実施例1と同様にして硬化後の未硬化部分の厚みを求めた。結果を表1に示した。
【0071】
【表1】
【0072】
表1に示すように、実施例1~6では、比較例1~4と比べて硬化後の未硬化部分の厚みの値が小さいため、これらの組成物は、酸素による重合阻害への防止効果が高く、酸素の存在下においても重合硬化反応を充分に進行させることができ硬化性に優れることが分かる。したがって、当該組成物は、空気雰囲気下等の酸素が存在する実使用下で塗料等の硬化性組成物として使用した場合などにおいても、硬化速度の低下や表面のべたつきの発生を効果的に抑制できることが示唆される。