JP2015017210A - Curable resin composition - Google Patents
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Abstract
【課題】 傷復元による耐擦傷性及び柔軟性に優れ、かつ、耐薬品性や低収縮性等の諸物性にも優れるウレタン(メタ)アクリレートを含有する、硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】 下記(a)〜(c)成分を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート(X)を含有する、硬化性樹脂組成物。(a)1分子中に2〜3個の水酸基を有し、かつ、水酸基1個当たりの数平均分子量が100〜900の範囲であるポリカプロラクトンジ又はトリオール(b)アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート(c)水酸基含有(メタ)アクリレート【選択図】 なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curable resin composition containing urethane (meth) acrylate which is excellent in scratch resistance and flexibility due to scratch restoration and excellent in physical properties such as chemical resistance and low shrinkage. A curable resin composition containing urethane (meth) acrylate (X) obtained by reacting the following components (a) to (c). (A) polycaprolactone di or triol having 2 to 3 hydroxyl groups in one molecule and having a number average molecular weight per hydroxyl group in the range of 100 to 900 (b) allophanate modified di or triisocyanate ( c) Hydroxyl-containing (meth) acrylate [selection] None
Description
本発明は、ウレタン(メタ)アクリレートを含有する硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a curable resin composition containing urethane (meth) acrylate.
従来より、紫外線、電子線等の活性エネルギー線や熱により硬化する硬化性樹脂組成物は、耐擦傷性、耐薬品性等を有する硬化物(被膜や成形物)を形成することから、塗料・コーティング剤、インキ、粘・接着剤、光学部品等の用途で幅広く利用されている。近年、これらの用途では単に耐擦傷性や耐薬品性が要求されるだけでなく、引張伸度や耐屈曲性等の柔軟性、硬化後や高温高湿条件下での低収縮性等の様々な性能が要求されている。 Conventionally, curable resin compositions that are cured by active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams and heat form cured products (coating and molded products) having scratch resistance, chemical resistance, etc. Widely used in applications such as coating agents, inks, adhesives and adhesives, and optical components. In recent years, these applications not only require scratch resistance and chemical resistance, but also various flexibility such as tensile elongation and flexibility, low shrinkage after curing and under high temperature and high humidity conditions, etc. Performance is required.
このような硬化性樹脂としては、耐擦傷性と柔軟性を有する硬化物を形成可能なウレタン(メタ)アクリレートが広く利用されており、例えば、分子量800〜8,000のポリカプロラクトンジオール、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネートモノマー、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートが報告されている(特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1のウレタン(メタ)アクリレートは、ポリカプロラクトン骨格で構成されるソフトセグメントの分子量が大きいため、これを用いて得た硬化物は、引張伸度等の柔軟性に優れるが、一方でウレタン結合濃度が低く凝集力に起因する強靭性が低下し、結果として表面硬度が低く擦り傷が付きやすいという課題を抱えていた。 As such a curable resin, urethane (meth) acrylate capable of forming a cured product having scratch resistance and flexibility is widely used. For example, polycaprolactone diol having a molecular weight of 800 to 8,000, isophorone diisocyanate. A urethane (meth) acrylate obtained by reacting a diisocyanate monomer such as 2-hydroxyethyl acrylate and the like with a hydroxyl group-containing (meth) acrylate has been reported (see Patent Document 1). However, since the urethane (meth) acrylate of Patent Document 1 has a large molecular weight of a soft segment composed of a polycaprolactone skeleton, a cured product obtained using this has excellent flexibility such as tensile elongation. However, the urethane bond concentration is low, and the toughness due to the cohesive force is lowered, resulting in a problem that the surface hardness is low and scratches are easily caused.
最近では、一旦付いた軽微な傷を、経時的に復元して消失させることが可能な被膜を形成する手法が要望されており、ポリカプロラクトンポリオール、イソホロンジイソシアネートやリジンジイソシアネート等の有機イソシアネート、及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートが報告されている(特許文献2参照)。しかしながら、特許文献2の樹脂組成物は、爪で付けた傷の傷復元性を示すものであるが、用途によっては金属ブラシ等のより硬質な材料に対する傷復元性が必要であり、傷復元性の向上がより一層要求されている。また、引張伸度等の柔軟性が十分ではないため成形加工等の変形に対してクラックが発生したり、塗膜が基材から剥離する恐れがあった。 Recently, there has been a demand for a method of forming a coating that can recover and remove minor scratches once attached, such as polycaprolactone polyol, organic isocyanates such as isophorone diisocyanate and lysine diisocyanate, and hydroxyl groups. A urethane (meth) acrylate obtained by reacting a contained (meth) acrylate has been reported (see Patent Document 2). However, although the resin composition of Patent Document 2 exhibits scratch resilience of scratches attached with nails, depending on the use, scratch resilience to a harder material such as a metal brush is required, and scratch resilience is required. There is a further demand for improvement. Further, since flexibility such as tensile elongation is not sufficient, there is a risk that cracks may occur due to deformation such as molding and the coating film may be peeled off from the substrate.
さらに、ウレタン(メタ)アクリレートを含有する硬化性樹脂組成物としては、ポリカーボネートジオール、アロファネート変性ジイソシアネート、及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートが報告されている(特許文献3参照)。しかしながら、特許文献3の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂基材への密着性や塗工性については十分に検討されているものの、ポリカーボネートジオール骨格は結晶性が高いため、弾性回復性が低く傷復元性に劣り、引張伸度や耐屈曲性等の柔軟性も十分ではないという課題を抱えていた。 Furthermore, as a curable resin composition containing urethane (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate obtained by reacting polycarbonate diol, allophanate-modified diisocyanate, and hydroxyl group-containing (meth) acrylate has been reported (patent) Reference 3). However, although the resin composition of Patent Document 3 has been sufficiently studied for adhesion to a polycarbonate resin base material and coating properties, the polycarbonate diol skeleton has high crystallinity, so that the elastic recovery is low and the wound is restored. It has a problem that it is inferior in properties, and flexibility such as tensile elongation and bending resistance is not sufficient.
本発明が解決しようとする課題は、傷復元による耐擦傷性及び柔軟性に優れ、かつ、耐薬品性や低収縮性等の諸物性にも優れるウレタン(メタ)アクリレートを含有する、硬化性樹脂組成物を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is a curable resin containing urethane (meth) acrylate, which has excellent scratch resistance and flexibility due to scratch recovery, and excellent physical properties such as chemical resistance and low shrinkage. It is to provide a composition.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のポリカプロラクトンジ又はトリオール、アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート、及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートを含有する硬化性樹脂組成物が有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]下記(a)〜(c)成分を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート(X)を含有する、硬化性樹脂組成物。
(a)1分子中に2〜3個の水酸基を有し、かつ、水酸基1個当たりの数平均分子量が100〜900の範囲であるポリカプロラクトンジ又はトリオール
(b)アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート
(c)水酸基含有(メタ)アクリレート
[2]前記ポリカプロラクトンジ又はトリオール(a)の水酸基1個当たりの数平均分子量が150〜500の範囲である、硬化性樹脂組成物。
[3]前記アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート(b)が、脂肪族及び/又は脂環式ジイソシアネートと、炭素数1〜20の脂肪族モノアルコールとのアロファネート変性体である、硬化性樹脂組成物。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained urethane (meth) acrylate obtained by reacting specific polycaprolactone di or triol, allophanate-modified di or triisocyanate, and hydroxyl group-containing (meth) acrylate. As a result, the present inventors have found that a curable resin composition containing benzene is useful and completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
[1] A curable resin composition containing urethane (meth) acrylate (X) obtained by reacting the following components (a) to (c).
(A) polycaprolactone di or triol having 2 to 3 hydroxyl groups in one molecule and having a number average molecular weight per hydroxyl group in the range of 100 to 900 (b) allophanate modified di or triisocyanate ( c) Hydroxyl group-containing (meth) acrylate [2] A curable resin composition having a number average molecular weight per hydroxyl group of 150 to 500 in the polycaprolactone di or triol (a).
[3] The curable resin composition, wherein the allophanate-modified di- or triisocyanate (b) is an allophanate-modified product of an aliphatic and / or alicyclic diisocyanate and an aliphatic monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms.
本発明の硬化性樹脂組成物は、基材への密着性に優れ、硬化後の被膜は、硬質のブラシ等による傷であっても復元するなど良好な耐擦傷性を有する。硬化被膜は、また、十分な引張伸度を有していて柔軟性に優れるが、低収縮性であり、かつ耐薬品性を有するなど、優れた各種物性を有する。そのため、本発明の硬化性樹脂組成物は、塗料・コーティング剤、光学部品、インキ、粘・接着剤等、広範囲の用途に適用できる。特に、電子機器筐体やメンブレンスイッチ等のインサート成形用フィルム、フレキシブルディスプレイ、光ディスク用のコーティング剤;導光シート、プリズムシート、レンズシート等の光学シートに好適に用いることができる。 The curable resin composition of the present invention is excellent in adhesion to the substrate, and the cured film has good scratch resistance such as restoration even if it is a scratch caused by a hard brush or the like. The cured film also has a sufficient tensile elongation and excellent flexibility, but has various physical properties such as low shrinkage and chemical resistance. Therefore, the curable resin composition of the present invention can be applied to a wide range of uses such as paints / coating agents, optical parts, inks, and adhesives / adhesives. In particular, it can be suitably used for film for insert molding such as an electronic device casing and membrane switch, a flexible display, a coating agent for an optical disc; and an optical sheet such as a light guide sheet, a prism sheet, and a lens sheet.
以下に、本発明の詳細について説明する。
本発明の硬化性樹脂組成物は、(a)ポリカプロラクトンジ又はトリオール、(b)アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート、及び(c)水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる、ウレタン(メタ)アクリレート(X)を含有する。
Details of the present invention will be described below.
The curable resin composition of the present invention is obtained by reacting (a) polycaprolactone di or triol, (b) allophanate-modified di or triisocyanate, and (c) hydroxyl group-containing (meth) acrylate. Contains acrylate (X).
<ポリカプロラクトンジ又はトリオール(a)>
本発明に用いるポリカプロラクトンジ又はトリオール(a)は、1分子中にポリカプロラクトン構造と2〜3個の水酸基を有し、かつ、水酸基1個当たりの数平均分子量が100〜900の範囲の化合物である。ポリカプロラクトンジ又はトリオールは上記範囲のものであれば特に限定されないが、一般的には2又は3価の多価アルコールを開始剤として、カプロラクトン類を開環付加重合して得られる化合物である。多価アルコールに対するカプロラクトン類の平均付加モル数は、水酸基1個当たりの数平均分子量が100〜900の範囲となるように設定する。
<Polycaprolactone di or triol (a)>
The polycaprolactone di or triol (a) used in the present invention has a polycaprolactone structure and 2 to 3 hydroxyl groups in one molecule, and the number average molecular weight per hydroxyl group is in the range of 100 to 900. It is. The polycaprolactone di or triol is not particularly limited as long as it is in the above range, but is generally a compound obtained by ring-opening addition polymerization of caprolactone using a divalent or trivalent polyhydric alcohol as an initiator. The average added mole number of caprolactones relative to the polyhydric alcohol is set so that the number average molecular weight per hydroxyl group is in the range of 100 to 900.
2価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。3価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール等が挙げられる。また、カプロラクトン類としては、ε−カプロラクトン、δ−カプロラクトン、γ−カプロラクトン等が挙げられる。 Examples of dihydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,3-pentanediol, and 1,6-hexanediol. And cyclohexanedimethanol. Examples of the trihydric alcohol include glycerin, trimethylolpropane, triethylolpropane, 1,2,4-butanetriol and the like. Moreover, as caprolactone, (epsilon) -caprolactone, (delta) -caprolactone, (gamma) -caprolactone, etc. are mentioned.
ポリカプロラクトンジオールとしては、例えば、前記の2価アルコールにε−カプロラクトンを開環付加重合して得られる化合物であり、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、又は1,4−ブタンジオールに、ε−カプロラクトンを開環付加重合して得られる化合物が好ましい。ポリカプロラクトントリオールとしては、例えば、前記の3価アルコールにε−カプロラクトンを開環付加重合して得られる化合物であり、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパンに、ε−カプロラクトンを開環付加重合して得られる化合物が好ましい。 The polycaprolactone diol is, for example, a compound obtained by ring-opening addition polymerization of ε-caprolactone to the above dihydric alcohol, and ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, or 1,4-butanediol, ε- A compound obtained by ring-opening addition polymerization of caprolactone is preferred. The polycaprolactone triol is, for example, a compound obtained by ring-opening addition polymerization of ε-caprolactone to the above-mentioned trihydric alcohol, and ring-opening addition polymerization of ε-caprolactone to glycerin, trimethylolpropane, or triethylolpropane. The compound obtained is preferred.
1分子中に有する水酸基が1個の場合、ウレタン(メタ)アクリレートを硬化して形成される硬化膜の架橋密度が不十分であるために弾性が低下し、傷復元性が十分に得られず傷が残ってしまう恐れがある。一方、1分子中に有する水酸基が3個を超える場合、製造時にウレタン(メタ)アクリレートの架橋密度が高くなりすぎてゲル化する恐れがあるため好ましくない。 If one molecule has one hydroxyl group, the cured film formed by curing urethane (meth) acrylate has insufficient crosslink density, resulting in a decrease in elasticity and insufficient damage recovery. There is a risk that the wound will remain. On the other hand, when the number of hydroxyl groups in one molecule exceeds 3, it is not preferable because the crosslinking density of urethane (meth) acrylate becomes too high during production and gelation may occur.
また、水酸基1個当たりの数平均分子量が100未満であると、硬化膜の架橋密度が高くなりすぎて傷復元性が低下する恐れがある。他方、水酸基1個当たりの数平均分子量が900を超えると、架橋密度が低くなりすぎて傷復元性が低下するため好ましくない。ポリカプロラクトンジ又はトリオールの水酸基1個当たりの数平均分子量は150〜500の範囲であることが好ましい。なお、本発明における数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した標準ポリエチレングリコール換算の分子量を表し、水酸基1個当たりの数平均分子量は、下記式(1)より算出される値を表す。 Moreover, when the number average molecular weight per hydroxyl group is less than 100, the crosslink density of the cured film becomes too high, and there is a possibility that the flaw restoration property is lowered. On the other hand, if the number average molecular weight per hydroxyl group exceeds 900, the crosslink density becomes too low and the flaw resilience deteriorates, which is not preferable. The number average molecular weight per hydroxyl group of polycaprolactone di or triol is preferably in the range of 150 to 500. In addition, the number average molecular weight and weight average molecular weight in this invention represent the molecular weight of standard polyethyleneglycol conversion measured by gel permeation chromatography (GPC), and the number average molecular weight per hydroxyl group is from following formula (1). Represents a calculated value.
本発明に用いるポリカプロラクトンジ又はトリオール(a)は2種以上を組み合わせてもよく、その場合にはポリカプロラクトンジオール(a1)及びポリカプロラクトントリオール(a2)を組み合わせることが好ましく、(a2)成分に対する(a1)成分のモル比率[(a1)/(a2)]を99/1〜20/80の範囲で組み合わせることが好ましい。 The polycaprolactone di or triol (a) used in the present invention may be a combination of two or more, in which case it is preferable to combine the polycaprolactone diol (a1) and the polycaprolactone triol (a2), and to the component (a2) It is preferable to combine the molar ratio [(a1) / (a2)] of the component (a1) in the range of 99/1 to 20/80.
入手可能な市販品としては、例えば、(株)ダイセル製の「プラクセル205」、「プラクセル205H」、「プラクセル205U」、「プラクセルL205AL」、「プラクセル208」、「プラクセル210」、「プラクセル210N」、「プラクセル210CP」、「プラクセル212」、「プラクセル303」、「プラクセル305」、「プラクセル308」、「プラクセル309」、「プラクセル312」、Perstorp社製の「CAPA2047A」、「CAPA2054」、「CAPA2100」、「CAPA2121」、「CAPA3031」、「CAPA3041」、「CAPA3050」、「CAPA3201」、DIC(株)製の「ポリライトOD−X−2155」、「ポリライトOD−X−2585」等が挙げられる。 Examples of commercially available products include “Placcel 205”, “Plaxel 205H”, “Plaxel 205U”, “Plaxel L205AL”, “Plaxel 208”, “Plaxel 210”, “Plaxel 210N” manufactured by Daicel Corporation. , “Placcel 210CP”, “Placcel 212”, “Placcel 303”, “Placcel 305”, “Placcel 308”, “Placcel 309”, “Placcel 312”, “CAPA2047A”, “CAPA2054”, “CAPA2100” manufactured by Perstorp ”,“ CAPA2121 ”,“ CAPA3031 ”,“ CAPA3041 ”,“ CAPA3050 ”,“ CAPA3201 ”,“ Polylite OD-X-2155 ”,“ Polylite OD-X-2585 ”manufactured by DIC Corporation, and the like. It is.
<アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート(b)>
本発明に用いるアロファネート変性ジ又はトリイソシアネート(b)は、1分子中に少なくとも1個以上のアロファネート結合と2〜3個のイソシアネート基を有する化合物である。本発明に用いるアロファネート変性ジ又はトリイソシアネートは上記範囲のものであれば特に限定されないが、一般的には公知の方法に従って、炭素数1〜20のモノアルコールと、該モノアルコール中の水酸基当量に対してイソシアネート当量が過剰となる量の脂肪族、脂環式又は芳香族ジイソシアネートモノマーを、アロファネート化触媒の存在下でアロファネート変性させることによって得られる化合物である。
<Allophanate-modified di- or triisocyanate (b)>
The allophanate-modified di- or triisocyanate (b) used in the present invention is a compound having at least one allophanate bond and 2 to 3 isocyanate groups in one molecule. The allophanate-modified di- or triisocyanate used in the present invention is not particularly limited as long as it is in the above range, but generally, according to a known method, the monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms and the hydroxyl equivalent in the monoalcohol It is a compound obtained by modifying an allophanate in the presence of an allophanatization catalyst with an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic diisocyanate monomer in an amount in which the isocyanate equivalent is excessive.
ジイソシアネートモノマーとしては、例えば、テトラ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等の脂肪族ジイソシアネート;ジシクロヘキシ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、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート;2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、m−又はp−フェニレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートが挙げられる。炭素数1〜20のモノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール等の脂肪族モノアルコール;シクロペンタノール、シクロヘキサノール等の脂環式モノアルコール;ベンジルアルコール、フェノール、フェニルフェノール等のフェノール又は芳香族モノアルコール等が挙げられる。 Examples of the diisocyanate monomer include aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; alicyclic diisocyanates such as dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate and norbornane diisocyanate; 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, m -Or p-phenylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and other aromatic diisocyanates. Examples of the monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms include aliphatic monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, decanol, lauryl alcohol and stearyl alcohol; alicyclics such as cyclopentanol and cyclohexanol. Monoalcohol; phenols such as benzyl alcohol, phenol, phenylphenol, or aromatic monoalcohols.
その中でも、傷復元性、引張伸度、耐候性及び耐黄変性の観点から、脂肪族又は脂環式ジイソシアネートモノマーと炭素数1〜20の脂肪族モノアルコールをアロファネート変性させることによって得られる化合物が好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートと炭素数1〜9の脂肪族モノアルコールをアロファネート変性させることによって得られる化合物がより好ましい。これらアロファネート変性ジ又はトリイソシアネートは、一種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 Among them, a compound obtained by allophanate-modifying an aliphatic or alicyclic diisocyanate monomer and an aliphatic monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms from the viewpoint of wound resilience, tensile elongation, weather resistance and yellowing resistance. A compound obtained by modifying allophanate with hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate and an aliphatic monoalcohol having 1 to 9 carbon atoms is more preferable. These allophanate-modified di- or triisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
1分子中に有するイソシアネート基が1個の場合、ウレタン(メタ)アクリレートを硬化して形成される硬化膜の架橋密度が不十分であるために弾性が低下し、傷復元性が十分に得られず傷が残ってしまう恐れがある。他方、イソシアネート基が3個を超えると、製造時にウレタン(メタ)アクリレートの架橋密度が高くなりすぎてゲル化する恐れがあるため好ましくない。本発明は、1分子中にアロファネート結合を有するジ又はトリイソシアネートを用いることで、傷復元性及び引張伸度を飛躍的に向上させる機能を有する。 When one isocyanate group is contained in one molecule, the cured film formed by curing urethane (meth) acrylate has insufficient crosslinking density, so that the elasticity is lowered, and the wound resilience is sufficiently obtained. There is a risk that scratches will remain. On the other hand, when the number of isocyanate groups exceeds 3, it is not preferable because the crosslinking density of urethane (meth) acrylate becomes too high during production and may cause gelation. The present invention has a function of dramatically improving the flaw resilience and tensile elongation by using di- or triisocyanate having an allophanate bond in one molecule.
入手可能な市販品としては、例えば、住化バイエルウレタン(株)製の「デスモジュールXP2580」、「デスモジュールXP2565」、「デスモジュールXP2803」、旭化成ケミカルズ(株)製の「デュラネートA201H」、日本ポリウレタン(株)製の「LVA−209」、「LVA−210」、「LVA−211」等が挙げられる。 Commercially available products include, for example, “Desmodur XP2580”, “Desmodur XP2565”, “Desmodur XP2803” manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., “Duranate A201H” manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, Japan “LVA-209”, “LVA-210”, “LVA-211” and the like manufactured by Polyurethane Co., Ltd. can be mentioned.
<水酸基含有(メタ)アクリレート(c)>
本発明で用いる水酸基含有(メタ)アクリレート(c)は、1分子中に少なくとも1個以上の水酸基と、1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する水酸基含有(メタ)アクリレートである。水酸基含有(メタ)アクリレートは上記範囲のものであれば特に限定されないが、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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物(平均付加モル数1〜10)、ポリエチレングリコール(平均付加モル数1〜30)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(平均付加モル数1〜30)モノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等が挙げられる。その中でも、反応性及び汎用性の観点から、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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物(平均付加モル数1〜10)が好ましく、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物(平均付加モル数1〜3)がより好ましい。これら水酸基含有(メタ)アクリレートは、一種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
<Hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c)>
The hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c) used in the present invention is a hydroxyl group-containing (meth) acrylate having at least one hydroxyl group and one or more (meth) acryloyl groups in one molecule. The hydroxyl group-containing (meth) acrylate is not particularly limited as long as it is in the above range. For example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2- Hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, ε-caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (average added mole number 1 to 10), polyethylene glycol (average added mole number 1 to 30) mono (meth) Examples include acrylate, polypropylene glycol (average added mole number 1-30) mono (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, and the like. Among them, from the viewpoint of reactivity and versatility, ε- of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Caprolactone adducts (average number of added moles of 1 to 10) are preferable, and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and ε-caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (average number of added moles of 1 to 3) are more preferable. . These hydroxyl group-containing (meth) acrylates may be used alone or in combination of two or more.
<ウレタン(メタ)アクリレート(X)>
本発明の硬化性樹脂組成物に含有されるウレタン(メタ)アクリレート(X)は、前記(a)〜(c)成分を反応させて得られる化合物である。特定のポリカプロラクトンジ又はトリオール(a)、及びアロファネート変性ジ又はトリイソシアネートを組み合わせることにより、ウレタン(メタ)アクリレートを硬化して形成される硬化膜は、高弾性な三次元架橋構造を有するため、傷復元性及び引張伸度に優れる。
<Urethane (meth) acrylate (X)>
The urethane (meth) acrylate (X) contained in the curable resin composition of the present invention is a compound obtained by reacting the components (a) to (c). A cured film formed by curing urethane (meth) acrylate by combining specific polycaprolactone di or triol (a) and allophanate-modified di or triisocyanate has a highly elastic three-dimensional crosslinked structure. Excellent wound resilience and tensile elongation.
(a)〜(c)成分を反応させる際の配合割合は、(a)及び(c)成分に含まれる水酸基当量をそれぞれOHa及びOHc、(b)成分に含まれるイソシアネート基当量をNCObとした場合、(a)及び(c)成分の合計水酸基当量に対する(b)成分のイソシアネート基当量の比率[NCOb/(OHa+OHc)]は、通常0.1〜10の範囲であり、0.5〜2の範囲が好ましく、0.9〜1.2の範囲であることがさらに好ましい。当量比[NCOb/(OHa+OHc)]が0.1未満の場合、(a)及び(c)成分の一部がウレタン(メタ)アクリレート骨格に取り込まれずそのまま残存し、傷復元性が低下する恐れがあるため好ましくない。他方、当量比[NCOb/(OHa+OHc)]が10を超えると、(b)成分、並びに(a)成分と(b)成分とのウレタンプレポリマーが残存し、傷復元性、引張伸度、及び保存安定性が低下するため好ましくない。但し、使用する(a)〜(c)成分を意図的に組成物中に残存させる場合はこの限りではない。 (A) the mixing ratio of the time of the reaction ~ (c) component, (a) and (c) hydroxyl equivalent each present in component OH a and OH c, NCO isocyanate group equivalent contained in component (b) In the case of b , the ratio [NCO b / (OH a + OH c )] of the isocyanate group equivalent of the component (b) to the total hydroxyl equivalent of the components (a) and (c) is usually in the range of 0.1-10. Yes, a range of 0.5 to 2 is preferable, and a range of 0.9 to 1.2 is more preferable. When the equivalent ratio [NCO b / (OH a + OH c )] is less than 0.1, some of the components (a) and (c) remain as they are without being incorporated into the urethane (meth) acrylate skeleton, and have a scratch recovery property. It is not preferable because it may decrease. On the other hand, when the equivalent ratio [NCO b / (OH a + OH c )] exceeds 10, the component (b) and the urethane prepolymer of the component (a) and the component (b) remain, so It is not preferable because the elongation and storage stability are lowered. However, this is not the case when the components (a) to (c) to be used are intentionally left in the composition.
また、(c)成分の水酸基当量に対する(a)成分の水酸基当量の比率(OHa/OHc)は、通常0.1〜15の範囲であり、0.4〜8の範囲であることが好ましく、0.9〜3の範囲であることがより好ましい。当量比(OHa/OHc)が0.1未満の場合、硬化膜の弾性が低く傷復元性及び引張伸度が低下する恐れがある。一方、当量比(OHa/OHc)が15を超えると、硬化性が低いため表面にタックが生じる恐れがある。 Moreover, the ratio (OH a / OH c ) of the hydroxyl equivalent of the component (a) to the hydroxyl equivalent of the component ( c ) is usually in the range of 0.1 to 15 and in the range of 0.4 to 8. Preferably, it is in the range of 0.9-3. When the equivalent ratio (OH a / OH c ) is less than 0.1, the elasticity of the cured film is low, and there is a possibility that the flaw resilience and the tensile elongation are lowered. On the other hand, when the equivalent ratio (OH a / OH c ) exceeds 15, the curability may be low, and the surface may be tacked.
ウレタン(メタ)アクリレート(X)の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用することができ、例えば、ポリカプロラクトンジ又はトリオール(a)及びアロファネート変性ジ又はトリイソシアネート(b)を反応させてイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを得た後、水酸基含有(メタ)アクリレート(c)を反応させることにより得ることができる。また、別の方法として(b)成分及び(c)成分を先に反応させた後、(a)成分を反応させる方法、(a)〜(c)成分の全ての原料を一度に反応させる方法等が挙げられる。 The production method of urethane (meth) acrylate (X) is not particularly limited, and a known method can be used, for example, polycaprolactone di or triol (a) and allophanate-modified di or triisocyanate (b). Can be obtained by reacting a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c). As another method, after reacting the component (b) and the component (c) first, the method of reacting the component (a), the method of reacting all the raw materials of the components (a) to (c) at once. Etc.
ウレタン(メタ)アクリレート(X)を製造する際は、反応速度の促進を目的としてジブチルスズジラウレートやトリエチルアミン等のウレタン化触媒や、重合を防止するためにハイドロキノンモノメチルエーテル(以下「MEHQ」という)や2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(以下「BHT」という)等の重合禁止剤を配合してもよい。ウレタン化触媒及び重合禁止剤の配合量は、(a)〜(c)成分の合計質量に対して通常1〜2,000ppmの範囲であり、10〜1,000ppmの範囲であることが好ましい。なお、反応温度は通常10〜100℃の範囲であり、40〜80℃の範囲であることが好ましい。 When the urethane (meth) acrylate (X) is produced, a urethane-forming catalyst such as dibutyltin dilaurate or triethylamine is used for the purpose of accelerating the reaction rate, hydroquinone monomethyl ether (hereinafter referred to as “MEHQ”) or 2 for preventing polymerization. , 6-di-tert-butyl-4-methylphenol (hereinafter referred to as “BHT”) or a polymerization inhibitor may be blended. The blending amount of the urethanization catalyst and the polymerization inhibitor is usually in the range of 1 to 2,000 ppm, preferably in the range of 10 to 1,000 ppm, with respect to the total mass of the components (a) to (c). In addition, reaction temperature is the range of 10-100 degreeC normally, and it is preferable that it is the range of 40-80 degreeC.
本発明のウレタン(メタ)アクリレート(X)の重量平均分子量は、2,000〜100,000の範囲であり、3,000〜80,000の範囲が好ましく、4,000〜50,000の範囲がより好ましい。重量平均分子量が2,000未満の場合、ウレタン(メタ)アクリレートを硬化して形成される硬化膜の架橋密度が不十分であるために弾性が低下し、傷復元性が十分に得られず傷が残ってしまう恐れがある。一方、重量平均分子量が100,000を超えると、粘度が著しく高くなるため、ハンドリングや塗工性等の作業性が悪化するため好ましくない。 The weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (X) of the present invention is in the range of 2,000 to 100,000, preferably in the range of 3,000 to 80,000, and in the range of 4,000 to 50,000. Is more preferable. When the weight average molecular weight is less than 2,000, the cured film formed by curing urethane (meth) acrylate has insufficient crosslink density, so that the elasticity is reduced, and scratch recovery is not sufficiently obtained. May remain. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 100,000, the viscosity is remarkably increased, and thus workability such as handling and coating properties is deteriorated, which is not preferable.
本発明の硬化性樹脂組成物には、任意成分として本発明の効果を阻害しない範囲内で、光重合開始剤、(X)成分以外のエチレン性不飽和単量体、(メタ)アクリル重合体、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、表面調整剤、レベリング剤、充填剤、顔料、チキソトロピー性付与剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、消泡剤、防汚剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を配合することができる。 The curable resin composition of the present invention includes a photopolymerization initiator, an ethylenically unsaturated monomer other than the component (X), and a (meth) acrylic polymer as long as the effects of the present invention are not inhibited as optional components. , Epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, surface conditioner, leveling agent, filler, pigment, thixotropic agent, silane coupling agent, antistatic agent, antifoaming agent, antifouling agent, antioxidant UV absorbers, light stabilizers and the like can be blended.
<光重合開始剤>
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン又はベンゾインアルキルエーテル;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸等の芳香族ケトン;ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタール等のベンジルケタール;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン等のアセトフェノン;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、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等のアシルフォスフィンオキサイドが挙げられる。これらの中でも、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン等のアセトフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、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等のアシルフォスフィンオキサイドが好ましく、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のアセトフェノンがより好ましい。
<Photopolymerization initiator>
Examples of the photopolymerization initiator include benzoin and benzoin alkyl ethers such as benzoin and benzoin methyl ether; aromatic ketones such as benzophenone and benzoylbenzoic acid; benzyl ketals such as benzyldimethyl ketal and benzyldiethyl ketal; 1-hydroxycyclohexylphenyl Acetophenone such as ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propan-1-one; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenyl An acyl phosphine oxide such as phosphine oxide can be used. Among these, acetophenone such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2 Acylphosphine oxide such as 1,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide is preferred, and acetophenone such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone is more preferred.
光重合開始剤の配合量は、ウレタン(メタ)アクリレート(X)を含有する樹脂固形分の合計質量に対して0.1〜20質量%の範囲が好ましく、0.5〜5質量%の範囲がより好ましい。0.1質量%未満では硬化が十分に進行せず、20質量%を超えると樹脂固形分の質量が相対的に減少し、硬化物の目標とする物性が低下する恐れがある。 The blending amount of the photopolymerization initiator is preferably in the range of 0.1 to 20% by mass, and in the range of 0.5 to 5% by mass with respect to the total mass of the resin solids containing urethane (meth) acrylate (X). Is more preferable. If it is less than 0.1% by mass, curing does not proceed sufficiently, and if it exceeds 20% by mass, the mass of the resin solids is relatively reduced, and the target physical properties of the cured product may be reduced.
本発明の硬化性樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレート(X)及び必要に応じて前記添加剤を配合し、常法により均一に混合して得ることができる。前記硬化性樹脂組成物の使用方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用することができ、例えば、基材表面上に塗布して被膜を形成する方法や金型等に注入して成形物を作製する方法が挙げられる。
塗布する基材は特に限定されず、プラスチック、金属、木材、紙、ガラス等の様々な材質の基材を用いることができる。プラスチック基材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、AS樹脂等のプラスチックフィルム又は成形品が挙げられる。これらの中でも、透明性や強靭性の観点からPET樹脂が好ましい。塗布方法としては、グラビアコート法、ロールコート法、フローコート法、バーコート法等の塗工方法や、グラビア印刷、スクリーン印刷等の印刷方法を適用することが可能である。塗膜の厚さは通常1〜200μmであり、傷復元性の観点から3〜100μmが好ましく、5〜50μmがより好ましい。100μmを超えると硬化物の硬化性が低下し、傷復元性や引張伸度が低下する恐れがあり、膜厚が1μm未満では傷復元性等の性能が十分に得られない恐れがある。
The curable resin composition of the present invention can be obtained by blending urethane (meth) acrylate (X) and the above-mentioned additives as necessary and uniformly mixing them by a conventional method. The method of using the curable resin composition is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method of forming a film by coating on the surface of a base material or a mold is injected. And a method for producing a molded product.
The base material to apply | coat is not specifically limited, The base material of various materials, such as a plastics, a metal, wood, paper, glass, can be used. Examples of the plastic substrate include polyethylene resin, polypropylene resin, polybutadiene resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, triacetyl cellulose (TAC) resin, Examples thereof include plastic films or molded articles such as polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, ABS resin, and AS resin. Among these, PET resin is preferable from the viewpoint of transparency and toughness. As the coating method, it is possible to apply a coating method such as a gravure coating method, a roll coating method, a flow coating method or a bar coating method, or a printing method such as gravure printing or screen printing. The thickness of the coating film is usually from 1 to 200 μm, preferably from 3 to 100 μm, more preferably from 5 to 50 μm, from the viewpoint of scratch resilience. When the thickness exceeds 100 μm, the curability of the cured product is lowered, and there is a concern that the flaw restoration property and tensile elongation may be lowered. When the film thickness is less than 1 μm, the performance such as flaw restoration property may not be sufficiently obtained.
本発明の硬化性樹脂組成物は、赤外線、可視光線、紫外線、X線、γ線及び電子線の群より選ばれる活性エネルギー線を照射することにより硬化させることができる。活性エネルギー線の照射方法は、通常の硬化性樹脂組成物の硬化方法を用いることができる。活性エネルギー線照射装置として紫外線を用いる場合は、波長が200〜450nmの領域にスペクトル分布を有するフュージョンUVシステムズ社製HバルブやDバルブ等の無電極ランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。活性エネルギー線の照射量は、積算光量として通常10〜3000mJ/cm2であり、好ましくは50〜2000mJ/cm2である。照射時の雰囲気は空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス中で硬化してもよい。 The curable resin composition of the present invention can be cured by irradiation with an active energy ray selected from the group consisting of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, γ rays and electron beams. As a method of irradiating active energy rays, a normal curing method of a curable resin composition can be used. When ultraviolet rays are used as the active energy ray irradiation device, electrodeless lamps such as H bulb and D bulb manufactured by Fusion UV Systems, Inc. having a spectral distribution in the wavelength range of 200 to 450 nm, low pressure mercury lamp, high pressure mercury lamp, ultra high pressure Examples include a mercury lamp, a xenon lamp, a gallium lamp, and a metal halide lamp. The dose of the active energy rays are usually 10~3000mJ / cm 2 as the accumulated light quantity is preferably 50~2000mJ / cm 2. The atmosphere at the time of irradiation may be air or may be cured in an inert gas such as nitrogen or argon.
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。なお、以下において特に規定しない限り、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited by a following example. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by mass” and “%” means “mass%”.
<製造例1;ウレタン(メタ)アクリレート(X−1)の製造>
攪拌装置、空気又は窒素導入管、温度計を備えた四つ口フラスコに、(a)成分としてポリカプロラクトンジオール(水酸基価374mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量150、以下「PCL203」という)300g、(b)成分としてヘキサメチレンジイソシアネート(以下「HDI」という)のアロファネート変性体(デスモジュールXP2580、住化バイエルウレタン(株)製、イソシアネート基含有率=20.0%、以下「XP2580」という)840g、ジブチルスズジラウレート(以下「DBTDL」という)0.27g、メチルイソブチルケトン(以下「MIBK」という)915gを仕込み、窒素を吹き込みながら内温を60℃に保持して5時間反応させた。続いて、(c)成分として2−ヒドロキシエチルアクリレート(水酸基価483mgKOH/g、以下「HEA」という)232g、MEHQを0.27g投入し、空気を吹き込みながら同温度にて3時間反応させた後、イソシアネート基含有量が0.1%以下となることを確認し、樹脂固形分60%で重量平均分子量11,000のウレタン(メタ)アクリレート(X−1)を2,282g得た。
<Production Example 1; Production of urethane (meth) acrylate (X-1)>
In a four-necked flask equipped with a stirrer, air or nitrogen introduction tube, and thermometer, polycaprolactone diol (hydroxyl value 374 mgKOH / g, number average molecular weight 150 per hydroxyl group, hereinafter referred to as “PCL203” as component (a) ) 300 g, allophanate modified form of hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as “HDI”) as component (b) (Desmodur XP2580, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., isocyanate group content = 20.0%, hereinafter “XP2580” 840 g, dibutyltin dilaurate (hereinafter referred to as “DBTDL”) 0.27 g, and methyl isobutyl ketone (hereinafter referred to as “MIBK”) 915 g were charged and reacted for 5 hours while maintaining the internal temperature at 60 ° C. while blowing nitrogen. Subsequently, as component (c), 232 g of 2-hydroxyethyl acrylate (hydroxyl value 483 mg KOH / g, hereinafter referred to as “HEA”) and 0.27 g of MEHQ were added, and the mixture was reacted at the same temperature for 3 hours while blowing air. It was confirmed that the isocyanate group content was 0.1% or less, and 2,282 g of urethane (meth) acrylate (X-1) having a resin solid content of 60% and a weight average molecular weight of 11,000 was obtained.
<製造例2〜7、比較製造例1〜3;ウレタン(メタ)アクリレート(X−2)〜(X−7)、(X’−1)〜(X’−3)の製造>
表1に示す原料及び仕込み量に変更する以外は製造例1と同様の方法で、ウレタン(メタ)アクリレート(X−2)〜(X−7)、及び(X’−1)〜(X’−3)を得た。
<Production Examples 2 to 7, Comparative Production Examples 1 to 3; Production of urethane (meth) acrylates (X-2) to (X-7), (X′-1) to (X′-3)>
The urethane (meth) acrylates (X-2) to (X-7), and (X′-1) to (X ′) are the same as in Production Example 1 except that the raw materials and the charging amounts shown in Table 1 are changed. -3) was obtained.
<比較製造例4;ウレタン(メタ)アクリレート(X’−4)の製造>
攪拌装置、空気又は窒素導入管、温度計を備えた四つ口フラスコに、XP2565を699g、HEAを232g、MEHQを0.19g投入し、DBTDLを0.19g、MIBKを380g仕込み、空気を吹き込みながら内温を60℃に保持して5時間反応させた後、イソシアネート基含有量が0.1%以下となることを確認し、樹脂固形分60%で重量平均分子量900のウレタン(メタ)アクリレート(X’−4)を1,311g得た。
<Comparative Production Example 4; Production of urethane (meth) acrylate (X'-4)>
A four-necked flask equipped with a stirrer, air or nitrogen inlet tube, and thermometer is charged with 699 g of XP2565, 232 g of HEA, 0.19 g of MEHQ, 0.19 g of DBTDL, and 380 g of MIBK, and blown with air. However, after reacting for 5 hours while maintaining the internal temperature at 60 ° C., it was confirmed that the isocyanate group content was 0.1% or less, and urethane (meth) acrylate having a resin solid content of 60% and a weight average molecular weight of 900 1,311g of (X'-4) was obtained.
<比較製造例5;ウレタン(メタ)アクリレート(X’−5)の製造>
攪拌装置、空気又は窒素導入管、温度計を備えた四つ口フラスコに、(b’)成分としてHDIのイソシアヌレート変性体(デュラネートTPA−100,旭化成ケミカルズ(株)社製、イソシアネート基含有率=23.0%、以下「TPA−100」という)を510g、HEAを232g、MEHQを0.25g投入し、空気を吹き込みながら内温を60℃に保持して5時間反応させた。続いて、PCL210を500g投入し、空気を吹き込みながら同温度にて3時間反応させた後、イソシアネート基含有量が0.1%以下となることを確認し、樹脂固形分60%で重量平均分子量2,200のウレタン(メタ)アクリレート(X’−5)を2,070g得た。
<Comparative Production Example 5; Production of urethane (meth) acrylate (X'-5)>
In a four-necked flask equipped with a stirrer, air or nitrogen inlet tube, and thermometer, isocyanurate modified form of HDI (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) as component (b ′), isocyanate group content = 23.0%, hereinafter referred to as “TPA-100”), 510 g of HEA, 232 g of HEA, and 0.25 g of MEHQ were added, and the reaction was performed for 5 hours while maintaining the internal temperature at 60 ° C. while blowing air. Subsequently, 500 g of PCL210 was added, and after reacting at the same temperature for 3 hours while blowing air, it was confirmed that the isocyanate group content was 0.1% or less, and the weight average molecular weight was 60% resin solid content. 2,070 g of 2,200 urethane (meth) acrylates (X′-5) were obtained.
なお、表1中における略号は以下の化合物を表す。
・PCL205:ポリカプロラクトンジオール、水酸基価212mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量265
・PCL210:ポリカプロラクトンジオール、水酸基価114mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量492
・PCL312:ポリカプロラクトントリオール、水酸基価135mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量416
・PCL320:ポリカプロラクトントリオール、水酸基価84mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量668
・1,4−BD:1,4−ブタンジオール、水酸基価1,246mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量45
・PCL220:ポリカプロラクトンジオール、水酸基価56mgKOH/g、水酸基1個当たりの数平均分子量1,002
・XP2565:IPDIのアロファネート変性体、住化バイエルウレタン(株)社製、製品名:デスモジュールXP2565、イソシアネート基含有率=12.0%、樹脂固形分80%(酢酸ブチル)
・IPDI:イソホロンジイソシアネート
・FA2D:2−ヒドロキシエチルアクリレートのε−カプロラクトン付加物、(株)ダイセル社製、製品名:プラクセルFA2D、ε−カプロラクトンの平均付加モル数2
In addition, the symbol in Table 1 represents the following compounds.
PCL205: polycaprolactone diol, hydroxyl value 212 mgKOH / g, number average molecular weight 265 per hydroxyl group
PCL210: polycaprolactone diol, hydroxyl value 114 mgKOH / g, number average molecular weight 492 per hydroxyl group
PCL312: polycaprolactone triol, hydroxyl value 135 mgKOH / g, number average molecular weight 416 per hydroxyl group
PCL320: polycaprolactone triol, hydroxyl value 84 mgKOH / g, number average molecular weight 668 per hydroxyl group
1,4-BD: 1,4-butanediol, hydroxyl value 1,246 mgKOH / g, number average molecular weight 45 per hydroxyl group
PCL220: polycaprolactone diol, hydroxyl value 56 mgKOH / g, number average molecular weight per hydroxyl group 1,002
XP2565: IPDI allophanate modified, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., product name: Desmodur XP2565, isocyanate group content = 12.0%, resin solid content 80% (butyl acetate)
IPDI: isophorone diisocyanate FA2D: ε-caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl acrylate, manufactured by Daicel Corporation, product name: Plaxel FA2D, average added mole number of ε-caprolactone 2
<実施例1〜8、比較例1〜5;硬化性樹脂組成物の調製及び硬化膜の作製>
上記製造例で得られたウレタン(メタ)アクリレート、光重合開始剤、本発明のウレタン(メタ)アクリレート(X)以外のエチレン性不飽和単量体、及び添加剤をそれぞれ表2に示す割合で配合して硬化性樹脂組成物を得た。続いて、易接着PETフィルム(コスモシャインA4300,膜厚100μm,東洋紡績(株)製)上に、得られた硬化性樹脂組成物を乾燥膜厚が20μmとなるよう塗工し、80℃にて5分間乾燥して有機溶剤を蒸発させた。さらに、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズジャパン(株)製,光源:Hバルブ)を用いて積算光量500mJ/cm2の紫外線を照射することで硬化膜を有するフィルムを得た。得られたフィルムについて密着性、傷復元性、引張伸度、耐薬品性、及び低収縮性を以下の方法により評価した。
<Examples 1-8, Comparative Examples 1-5; Preparation of curable resin composition and production of cured film>
In the proportions shown in Table 2, the urethane (meth) acrylate obtained in the above production example, the photopolymerization initiator, the ethylenically unsaturated monomer other than the urethane (meth) acrylate (X) of the present invention, and the additive, respectively. A curable resin composition was obtained by blending. Subsequently, the obtained curable resin composition was applied on an easily-adhesive PET film (Cosmo Shine A4300, film thickness 100 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) so that the dry film thickness was 20 μm, and the temperature was 80 ° C. And dried for 5 minutes to evaporate the organic solvent. Furthermore, the film which has a cured film was obtained by irradiating the ultraviolet-ray of the integrated light quantity 500mJ / cm <2> using the ultraviolet irradiation device (Fusion UV Systems Japan Co., Ltd. product, light source: H bulb). The obtained film was evaluated for adhesion, scratch resilience, tensile elongation, chemical resistance, and low shrinkage by the following methods.
<密着性>
JIS K 5600に準拠し、作製した硬化膜を有するフィルムを60℃、90RH%の条件下で1時間保管した後、25℃に冷却してからカッターナイフで1mm四方の碁盤目を100個作製し、市販のセロハンテープを表面に密着させた後に一気に剥がしたとき、剥離せずに残った碁盤目の個数を下記の基準により判定した。
◎:残存した碁盤目の個数が100個である。
○:残存した碁盤目の個数が90〜99個である。
△:残存した碁盤目の個数が60〜89個である。
×:残存した碁盤目の個数が59個以下である。
<Adhesion>
In accordance with JIS K 5600, a film having a cured film prepared was stored at 60 ° C. and 90 RH% for 1 hour, cooled to 25 ° C., and then 100 100 mm squares were prepared with a cutter knife. When the commercially available cellophane tape was brought into close contact with the surface and peeled off at once, the number of grids remaining without peeling was determined according to the following criteria.
A: The number of remaining grids is 100.
A: The number of remaining grids is 90 to 99.
Δ: The number of remaining grids is 60 to 89.
X: The number of remaining grids is 59 or less.
<傷復元性>
作製した硬化膜層を有するフィルムに、25℃、60RH%の条件下、真鍮ブラシにより500gの荷重を掛けて5往復擦ったとき、硬化物の表面状態を目視によって下記の基準により判定した。
◎:傷が3分以内に復元する。
○:3分後に傷が認められるが、10分経過後には復元する。
△:1時間後に傷跡が若干認められる。
×:1時間後も傷が全く復元しない。
<Scratch resilience>
When the film having the cured film layer thus produced was rubbed 5 times with a brass brush under a condition of 25 ° C. and 60 RH% for 5 reciprocations, the surface state of the cured product was visually determined according to the following criteria.
A: The wound is restored within 3 minutes.
○: Scratches are observed after 3 minutes, but are restored after 10 minutes.
Δ: Some scars are observed after 1 hour.
X: Scratches are not restored at all even after 1 hour.
<引張伸度>
作製した硬化膜層を有するフィルムを10mm×60mmサイズに裁断し、オートグラフを用いてチャック間距離が40mmとなるようセットした後、25℃、60RH%の条件下、50mm/minの引張速度にて引張試験を行い、硬化膜にクラックが生じたときの伸度を決定した。引張伸度の評価基準は下記のとおりである。
◎:引張伸度が50%以上である。
○:引張伸度が30〜50%未満である。
△:引張伸度が20〜30%未満である。
×:引張伸度が20%未満である。
<Tensile elongation>
The film having the cured film layer thus prepared is cut to a size of 10 mm × 60 mm, and set so that the distance between chucks is 40 mm using an autograph, and then at a tensile speed of 50 mm / min under conditions of 25 ° C. and 60 RH%. A tensile test was performed to determine the elongation when cracks occurred in the cured film. The evaluation criteria for the tensile elongation are as follows.
A: Tensile elongation is 50% or more.
○: The tensile elongation is 30 to less than 50%.
Δ: Tensile elongation is less than 20-30%.
X: The tensile elongation is less than 20%.
<耐薬品性>
作製した硬化膜層を有するフィルムにエタノールを0.5mL滴下し、23℃、60RH%の条件下で30分間放置した後、ガーゼでエタノールを除去し、硬化物の表面状態を目視によって下記の基準により判定した。
◎:表面に白化、膨潤、剥離等の異常が全く確認できなかった。
○:表面に白化、膨潤、剥離等の異常がほとんど確認できなかった。
×:表面に白化、膨潤、剥離等の異常が確認された
<Chemical resistance>
0.5 mL of ethanol was dropped on the prepared film having a cured film layer and left for 30 minutes under conditions of 23 ° C. and 60 RH%. Then, ethanol was removed with gauze, and the surface condition of the cured product was visually checked as follows. Judged by.
A: No abnormalities such as whitening, swelling, and peeling were observed on the surface.
A: Almost no abnormality such as whitening, swelling, or peeling was observed on the surface.
X: Abnormalities such as whitening, swelling, and peeling were confirmed on the surface
<低収縮性>
10cm×10cmにカットした硬化膜を有するフィルムを、80℃、60RH%の条件下で1時間加熱した後、25℃に冷却してから水平な台に硬化膜面を上にして置いたとき、浮き上がった4辺それぞれの高さの平均値を計測し、寸法安定性を下記の基準により判定した。
◎:高さの平均値が3mm未満である。
○:高さの平均値が3mm〜5mm未満である。
△:高さの平均値が5mm〜9mm未満である。
×:高さの平均値が9mm以上である。
<Low shrinkage>
When a film having a cured film cut to 10 cm × 10 cm is heated for 1 hour under the conditions of 80 ° C. and 60 RH%, after being cooled to 25 ° C. and placed on a horizontal table with the cured film surface facing upward, The average value of the height of each of the four sides that floated was measured, and dimensional stability was determined according to the following criteria.
A: The average height is less than 3 mm.
A: The average height is 3 mm to less than 5 mm.
(Triangle | delta): The average value of height is 5 mm-less than 9 mm.
X: The average value of height is 9 mm or more.
なお、表2中における略号は以下の化合物を表す。
・V#2100:2−アクリロイルオキシプロピルフタレート、製品名:ビスコート#2100、大阪有機化学工業(株)製
・ACMO:アクリロイルモルホリン、製品名:ACMO、興人(株)製
・Irg184:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名:イルガキュア184、BASFジャパン(株)製
・BYK−3570:(メタ)アクリロイル基を有するポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、製品名:BYK−3570、ビックケミー・ジャパン(株)製
・NANOBYK−3650:有機化合物により表面処理されたシリカ粒子分散液、製品名:NANOBYK−3650、平均粒子径20nm、ビックケミー・ジャパン(株)製
In addition, the symbol in Table 2 represents the following compounds.
V # 2100: 2-acryloyloxypropyl phthalate, product name: Biscote # 2100, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. ACMO: acryloylmorpholine, product name: ACMO, manufactured by Kojin Co., Ltd., Irg184: 1-hydroxy Cyclohexyl phenyl ketone, product name: Irgacure 184, manufactured by BASF Japan Ltd., BYK-3570: polyester-modified polydimethylsiloxane having a (meth) acryloyl group, product name: BYK-3570, manufactured by BYK Japan Japan Ltd., NANOBYK -3650: Silica particle dispersion surface-treated with an organic compound, product name: NANOBYK-3650, average particle size 20 nm, manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.
上表2の評価結果より、本発明に係る実施例1〜8の硬化性樹脂組成物は、一旦付いた軽微な傷が復元して消失する傷復元性、引張伸度、密着性、耐薬品性、及び耐カール性のすべてに優れていた。他方、ポリカプロラクトンジ又はトリオールが本発明の規定外であるウレタン(メタ)アクリレートを使用した比較例1及び2の硬化性樹脂組成物によっては、傷復元性、引張伸度、密着性、耐薬品性、及び耐カール性のすべてを満足する硬化被膜を得ることができなかった。アロファネート結合を含まないジイソシアネートモノマー又はイソシアヌレート変性体を用いた比較例3及び5の硬化性樹脂組成物によって形成された硬化膜は、架橋構造の弾性が低く、傷が復元せずに残ってしまった。また、ポリカプロラクトンジ又はトリオールを用いなかった比較例4の硬化性樹脂組成物は、形成された硬化膜における架橋構造の弾性が低く、傷が復元せずに残ってしまい、かつ、引張伸度も十分ではなかった。 From the evaluation results shown in Table 2 above, the curable resin compositions of Examples 1 to 8 according to the present invention show that the slight scratches once attached are restored and disappeared, the tensile elongation, the adhesion, and the chemical resistance. It was excellent in all properties and curl resistance. On the other hand, depending on the curable resin composition of Comparative Examples 1 and 2 using a urethane (meth) acrylate in which polycaprolactone di or triol is outside the scope of the present invention, scratch resilience, tensile elongation, adhesion, chemical resistance The cured film satisfying all the properties and curl resistance could not be obtained. The cured films formed by the curable resin compositions of Comparative Examples 3 and 5 using a diisocyanate monomer or isocyanurate modified product not containing an allophanate bond have low elasticity of the crosslinked structure, and the scratches remain without being restored. It was. In addition, the curable resin composition of Comparative Example 4 that did not use polycaprolactone di or triol has low elasticity of the crosslinked structure in the formed cured film, the scratches remain without being restored, and the tensile elongation Was not enough.
Claims (3)
(a)1分子中に2〜3個の水酸基を有し、かつ、水酸基1個当たりの数平均分子量が100〜900の範囲であるポリカプロラクトンジ又はトリオール
(b)アロファネート変性ジ又はトリイソシアネート
(c)水酸基含有(メタ)アクリレート Curable resin composition containing urethane (meth) acrylate (X) obtained by making the following (a)-(c) component react.
(A) polycaprolactone di or triol having 2 to 3 hydroxyl groups in one molecule and having a number average molecular weight per hydroxyl group in the range of 100 to 900 (b) allophanate modified di or triisocyanate ( c) Hydroxyl group-containing (meth) acrylate
The curing according to claim 1 or 2, wherein the allophanate-modified di- or triisocyanate (b) is an allophanate-modified product of an aliphatic and / or alicyclic diisocyanate and an aliphatic monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms. Resin composition.
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