JP2003183590A - ポリオレフィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成物 - Google Patents

ポリオレフィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成物

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JP2003183590A JP2001383747A JP2001383747A JP2003183590A JP 2003183590 A JP2003183590 A JP 2003183590A JP 2001383747 A JP2001383747 A JP 2001383747A JP 2001383747 A JP2001383747 A JP 2001383747A JP 2003183590 A JP2003183590 A JP 2003183590A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリオレフィン系樹脂樹脂との密着性、及びそ
の表面に塗装される塗料等との密着性に優れ、硬化物が
着色及び臭気の問題がないポリオレフィン系樹脂用活性
エネルギー線硬化型プライマー組成物の提供。 【解決手段】マレイミド基を有する共重合体を含有して
なるポリオレフィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型プ
ライマー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン系
樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成物に関す
るものであり、本発明の組成物は、ポリオレフィン系樹
脂に対する密着性に優れ、更に当該プライマー表面に塗
工される、塗料、インキ及び接着剤等との密着性に優れ
るものであり、これら技術分野で賞用され得るものであ
る。
【0002】
【従来の技術】自動車内装部品、家電製品及び事務用品
等の分野においては、軽量化、防錆及びその他の目的
で、従来の金属に代え、プラスチックが使用されてきて
いる。それらの中でも、ポリエチレン及びポリプロピレ
ン等のポリオレフィン系樹脂は、成形性、軽量性、低コ
スト及びリサイクル性等の優れた点を有していることか
ら、使用量が拡大している。
【0003】しかしながら、ポリオレフィン系樹脂は一
般に結晶性が高く、極性も小さいことから、ポリオレフ
ィン系樹脂に塗装、印刷及び接着等を行う場合において
は、これらに使用する塗料、インキ及び接着剤等(以下
これらをまとめて塗料等という)が密着しにくいという
欠点を有しているものであった。
【0004】ポリオレフィン系樹脂に対する塗料等の密
着性を改良する方法としては、ポリオレフィン系樹脂表
面に表面処理を行う方法がある。具体的には、研磨等の
物理的処理、クロム酸混液及び溶剤等による化学的処
理、並びにその他プラズマやコロナ放電による処理等が
あるが、これら前処理工程には、大がかりな設備を必要
とすること、樹脂の形状によっては均一に処理できない
等の問題を有するものであった。
【0005】前記表面処理以外の方法としては、ポリオ
レフィン系樹脂に密着性に優れる各種プライマーを塗工
する方法が知られている。しかしながら、従来のプライ
マーは、トップコートとの層間付着や耐候性等の塗膜性
能が不十分であり、実用性に乏しい問題を有するもので
あった。ポリオレフィン系樹脂に対する密着性、耐溶剤
性及び硬度等の塗膜性能に優れるプライマーとしては、
塩素化ポリオレフィンとアクリル系重合体とからなる組
成物が知られている。しかしながら、当該プライマー
は、塩素化ポリオレフィンとアクリル系重合体との相溶
性が不十分であり、樹脂との密着性が不十分であるいう
問題があるため、使用する塩素化ポリオレフィンとし
て、特定塩素含有率のものや、グラフト化した樹脂を配
合した組成物が知られているが、それでも保存安定性や
密着性が満足の行くものでなかった。これらの問題を解
決するため、塩素化ポリオレフィンのグラフト化樹脂に
ついて、種々の改良が試みられているが、プライマー表
面にトップコートとしてアクリル系塗料を使用した場合
には、密着性が低下するという問題を有するものであっ
た。さらに、近年では、環境問題等の点で、塩素系化合
物の使用が敬遠される傾向にあり、塩素化ポリオレフィ
ンを使用しないてポリオレフィン系樹脂に対する密着性
を改善する方法が要求されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記課題を解決するプ
ライマーとして、(メタ)アクリレートを含む活性エネル
ギー線硬化型組成物が知られている。しかしながら、当
該組成物で使用されるベンゾフェノン等の光重合開始剤
は、水素引き抜き能の強いものであり、基材から水素を
ラジカル的に引き抜き化学結合を形成させ付着性を向上
させるというものである。しかしながら、この方法も、
ベンゾフェノン等の低分子量の光重合開始剤が、組成物
の硬化後の硬化物中にも残存してしまい、得られる硬化
物の耐候性を悪化させ、着色や退色、塗膜の剥がれやク
ラック等を発生させるため、耐候性が要求される用途に
は不充分なものであった。又、硬化後に硬化物中に存在
する、ベンゾフェノン等の低分子の分解物は、硬化物の
臭気の原因となる場合があった。
【0007】本発明者らは、ポリオレフィン系樹脂樹脂
との密着性、及びその表面に塗装される塗料等との密着
性に優れ、硬化物が着色及び臭気の問題がないポリオレ
フィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成
物を見出すため鋭意検討を行ったのである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため種々の検討を行った結果、マレイミド基
を有する重合体を含む組成物が、得られる硬化物がポリ
オレフィン系樹脂樹脂との密着性、及びその表面に塗装
される塗料等との密着性に優れ、さらに該組成物は、光
重合開始剤を配合しないか、又は少量の配合で活性エネ
ルギー線の照射で容易に硬化するため、得られる硬化物
に着色及び臭気等の問題がないことを見出し本発明を完
成した。尚、本明細書においては、アクリレート及び/
又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと、アクリ
ル酸及び/又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と、
アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を(メタ)
アクリロイル基と総称して表す。又、酸価の単位はmg
KOH/gであり、以下その記載を省略する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、マレイミド基を有する
重合体(A)を含有してなるポリオレフィン系樹脂用活性
エネルギー線硬化型プライマー組成物に関するものであ
る。以下、マレイミド基を有する重合体について説明す
る。
【0010】1.マレイミド基を有する重合体(A) 本発明のマレイミド基を有する重合体(A)〔以下(A)成分
という〕を含有するものである。(A)成分は、マレイミ
ド基を有するため、活性エネルギー線の照射によりマレ
イミド基同志が二量化反応して容易に架橋し、その被膜
は密着性、硬度、耐水性及び耐薬品性に優れたものとな
る。さらに紫外線により架橋させる場合でも、光重合開
始剤を全く配合しないか又は少量の光重合開始剤の配合
で優れた架橋性を有するため、着色や臭気の問題もな
い。(A)成分において、マレイミド基としては、種々の
ものを使用することが可能であり、下記式(1)で表され
るものが好ましい。
【0011】
【化1】
【0012】〔但し、式(1)において、R1及びR2はそ
れぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
アルケニル基若しくはアリール基を表すか、又はR1
びR2は一つとなって5員環若しくは6員環を形成する
飽和の炭化水素基を表す。〕
【0013】アリール基としてはフェニル基等を挙げる
ことができる。一つとなって5員環若しくは6員環を形
成する飽和の炭化水素基としては、基−CH2CH2CH
2−、−CH2CH2CH2CH2−等が挙げられる。
【0014】R1及びR2としては、一方が水素原子で他
方が炭素数4以下のアルキル基、R 1及びR2の両方が炭
素数4以下のアルキル基、並びにそれぞれが一つとなっ
て炭素環を形成する飽和炭化水素基が、重合体を容易に
製造でき、溶解性、保存安定性に優れ、得られる組成物
の架橋塗膜の耐水性に優れる点で好ましい。さらに、こ
れらの中でも、それぞれが一つとなって炭素環を形成す
る飽和炭化水素基がより好ましく、特に好ましくは基−
CH2CH2CH2CH2−である。マレイミド基の具体例
を以下の式(2)〜式(7)に示す。これらの中でも、溶解
性、保存安定性に優れる点で、式(2)又は式(3)で表され
るマレイミド基が好ましい。
【0015】
【化2】
【0016】
【化3】
【0017】
【化4】
【0018】本発明の(A)成分は、種々の方法で製造さ
れたものが使用できる。(A)成分としては、製造が容易
である点で、マレイミド基を有するエチレン性不飽和単
量体(以下マレイミド単量体という)の単独重合体、又
はマレイミド単量体及びこれと共重合可能なエチレン性
不飽和単量体(以下単に不飽和単量体という)の共重合
体が好ましい。以下、マレイミド単量体及び不飽和単量
体について説明する。
【0019】1-1-1.マレイミド単量体 マレイミド単量体としては、エチレン性不飽和基と、前
記式(1)で表されるマレイミド基を有する化合物が好ま
しい。
【0020】マレイミド単量体における、エチレン性不
飽和基としては、ビニル基、及び、(メタ)アクリロイ
ル基が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
【0021】マレイミド単量体としては、下記一般式
(8)で表される化合物〔以下イミド(メタ)アクリレー
トという〕が好ましい。
【0022】
【化5】
【0023】但し、式(8)において、R1及びR2は前記
と同様の基である。R3はアルキレン基で、R4は水素又
はメチル基であり、nは1〜6の整数である。
【0024】式(8)の中でも、nが1〜2のものが好ま
しく、より好ましいものは、1のものである。R3とし
ては、炭素数1〜6のものが好ましく、より好ましくは
エチレン基及びプロピレン基が挙げられる。
【0025】1-1-2.不飽和単量体 本発明における(A)成分としては、マレイミド単量体と
不飽和単量体の共重合体が、得られる組成物の紫外線照
射時の硬化速度に優れる点で好ましい。不飽和単量体と
しては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、(メ
タ)アクリロニトリル、酢酸ビニル及び(メタ)アクリ
レート等が挙げられる。(メタ)アクリレートの具体的
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)アクリレート及び2−エチルヘキシル
(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
レート等の置換アリール(メタ)アクリレート、2−メ
トキシエチル(メタ)アクリレート及び2−エトキシエ
チル(メタ)アクリレート等のアルコキシ(メタ)アク
リレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、並びに
アルコキシシリル基含有(メタ)アクリレートが挙げら
れる。又、これら単量体以外にも、マクロモノマー型単
量体を使用することができる。これにより(A)成分は、
グラフト共重合体又はブロック共重合体となる。マクロ
モノマー型単量体としては、ポリシロキサンを有するも
の、フッ素系ポリマー鎖を有するもの等を挙げることが
できる。これら単量体は、2種類以上併用しても良い。
【0026】1-1-3.(A)成分の製造方法 (A)成分の製造方法としては、前記単量体を溶液重合
法、乳化重合法及び高温連続重合法等の常法に従い重合
して製造することができる。溶液重合法で合成する場合
は、使用する原料単量体を有機溶剤に溶解し、熱重合開
始剤を添加し、加熱攪拌することにより得られる。溶液
重合法でラジカル重合により合成する場合は、使用する
原料単量体を有機溶剤に溶解し、熱ラジカル重合開始剤
を添加し、加熱攪拌することにより得られる。又、必要
に応じて、重合体の分子量を調節するために連鎖移動剤
を使用することができる。使用される熱重合開始剤の例
としては、熱によりラジカル種を発生する過酸化物、ア
ゾ化合物、レドックス開始剤等が挙げられる。過酸化物
の例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、
クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキ
シド、ジクミルペルオキシド等が挙げられる。アゾ化合
物の例としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビ
ス−2,4−ジメチルバレロニトリル等が挙げられる。
レドックス開始剤の例としては、過酸化水素−鉄(II)
塩、ペルオキソ二硫酸塩−亜硫酸水素ナトリウム、クメ
ンヒドロペルオキシド−鉄(II)塩等が挙げられる。使
用される有機溶剤は、ベンゼン、トルエン、酢酸エチ
ル、メタノール、ジメチルホルムアミド等が挙げられ
る。連鎖移動剤としては、ドデシルメルカプタン、キサ
ントゲン酸ジスルフィド、ジアゾチオエーテル、2−プ
ロパノール等が挙げられる。
【0027】又、(A)成分は、必要に応じて高温連続重
合により製造することもできる。高温連続重合法によれ
ば、低分子量で粘度の低いプレポリマーを得ることがで
き、さらに当該重合方法は、熱重合開始剤を用いる必要
がないか、又は熱重合開始剤を用いる場合でも少量の使
用で目的の分子量のプレポリマーが得られるため、共重
合体は熱や光によりラジカル種を発生するような不純物
をほとんど含有しない純度の高いものとなり安定した物
性が得られるため好ましい。高温連続重合法としては、
特開昭57-502171号、同59-6207号、同6
0-215007号等に開示された公知の方法に従えば
良い。例えば、加圧可能な反応器を溶媒で満たし、加圧
下で所定温度に設定した後、単量体及び必要に応じて重
合溶媒とからなる単量体混合物を一定の供給速度で反応
器へ供給し、単量体混合物の供給量に見合う量の反応液
を抜き出す方法が挙げられる。又、単量体混合物には、
必要に応じて熱重合開始剤を配合することもできる。反
応温度は150〜350℃が好ましい。圧力は、反応温
度と使用する単量体混合物及び溶媒の沸点に依存するも
ので、反応に影響を及ぼさないが、前記反応温度を維持
できる圧力であればよい。単量体混合物の滞留時間は、
2〜60分であることが好ましい。
【0028】(A)成分におけるマレイミド基の割合とし
ては、0.04〜4mmol/gが好ましく、より好ま
しくは0.2〜4mmol/gである。この割合が0.
04mmol/gに満たない場合は、耐候性が不足した
り、硬化又は架橋(以下単に硬化という)が不十分にな
り硬度不足になってしまうことがあり、他方4mmol
/gを超えると厚膜硬化した場合、硬化膜が表面だけで
進行し、密着性が不良となってしまうことがある。(A)
成分の数平均分子量は、1000〜100万であること
が好ましく、より好ましくは3000〜50万である。
この値が1000に満たないものは、耐候性が不足した
り、密着性が不十分になったりし、他方100万を超え
るものは、溶液の安定性が損なわれることがある。尚、
本発明において、数平均分子量とは、溶媒としてテトラ
ヒドロフランを使用し、ゲルパーミュエーションクロマ
トグラフィ(以下GPCと略する)により測定した分子
量をポリスチレンの分子量を基準にして換算した値であ
る。
【0029】本発明の組成物は、(A)成分を必須とする
ものであり、その形態としては、(A)成分の有機溶剤溶
液、(A)成分の水性分散体及び(A)成分と後記する(B)成
分からなる組成物等が挙げられる。この場合、(A)成分
の割合としては、有機溶剤溶液の場合は、5〜95重量
%が好ましく、水性分散体の場合は、10〜70重量%
が好ましく、より好ましくは20〜60重量%であり、
(B)成分と併用する場合は、後記の通りである。
【0030】1-2.マレイミド基及びエチレン性不飽和基
を有する重合体 本発明における(A)成分としては、活性エネルギー線に
よる硬化性に優れるため、マレイミド基にさらにエチレ
ン性不飽和基を有する重合体(以下不飽和重合体とい
う)が好ましい。不飽和重合体としては、種々の方法で
得られた重合体が使用できる。製造方法としては、種々
の方法があり、以下の〜に示す、官能基及びマレイ
ミド基を有するプレポリマーを製造しておき、これに当
該官能基と反応し得る官能基を有する化合物を反応させ
る方法、及び以下の及びに示す、官能基を有するプ
レポリマーを製造しておき、これに当該官能基と反応し
得る官能基とマレイミド基を有する化合物を反応させる
方法が好ましい。
【0031】マレイミド基及び水酸基含有プレポリマ
ーに、エチレン性不飽和基及びイソシアネート基を有す
る化合物(以下イソシアネート系不飽和化合物という)
を付加する方法。 マレイミド基及び酸性基含有プレポリマーに、エチレ
ン性不飽和基及びエポキシ基を有する化合物(以下エポ
キシ系不飽和化合物という)を付加する方法。 マレイミド基及びエポキシ基含有プレポリマーに、エ
チレン性不飽和基及び酸性基を有する化合物(以下酸性
不飽和化合物という)を付加する方法。 マレイミド基及びイソシアネート基含有プレポリマー
に、エチレン性不飽和基及び水酸基を有する化合物(以
下水酸系不飽和化合物という)を付加する方法。 マレイミド基及び酸無水物基含有プレポリマーに、水
酸系不飽和化合物を付加する方法。 酸無水物基含有プレポリマーに、マレイミド基及び水
酸基を有する化合物(以下マレイミドアルコールとい
う)及び水酸系不飽和化合物を付加する方法。 エポキシ基含有プレポリマーに、マレイミド基及びカ
ルボキシル基を有する化合物及び酸性不飽和化合物を付
加する方法。 以下、それぞれの製造方法について説明する。
【0032】1-2-1.プレポリマーの製造方法 上記の〜の方法におけるマレイミド基を有するプレ
ポリマーを製造する方法としては、マレイミド単量体
と、水酸系不飽和化合物〔前記の方法〕、酸性不飽和
化合物〔前記の方法〕、エポキシ系不飽和化合物〔前
記の方法〕、イソシアネート系不飽和化合物〔前記
の方法〕及びエチレン性不飽和基及び酸無水物基を有す
る化合物(以下酸無水物系化合物という)〔前記の方
法〕をそれぞれ共重合することによりプレポリマーを得
ることができる。
【0033】マレイミド単量体としては、前記1-1-1項
で挙げたものと同様のものが使用できる。
【0034】水酸系不飽和化合物としては、ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート及びヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)
アクリレート、並びにヒドロキシブチルビニルエーテル
等のヒドロキシアルキルビニルエーテル等が挙げられ
る。
【0035】酸性不飽和化合物において、酸性基として
は、カルボキシル基、スルホニル基及びリン酸基等が挙
げられる。エチレン性不飽和基としては、ビニル基及び
(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
【0036】これらの中でも、得られる組成物の安定性
に優れ、硬化膜が耐水性に優れる点で、カルボキシル基
を有する不飽和化合物が好ましい。当該化合物の例とし
ては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロ
トン酸、イタコン酸、桂皮酸、(メタ)アクリル酸の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)アクリレート及びコハク酸モノヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0037】エポキシ系不飽和化合物としては、グリシ
ジル(メタ)アクリレート及び下記式(9)で表されるシ
クロヘキセンオキサイド基含有(メタ)アクリレート等
のエポキシ基含有(メタ)アクリレート等が挙げられ
る。
【0038】
【化6】
【0039】イソシアネート系不飽和化合物としては、
(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート及び
下記式(10)で表されるジメチル-m-イソプロペニルベン
ジルイソシアネート等が挙げられる。
【0040】
【化7】
【0041】酸無水物系不飽和化合物としては、無水マ
レイン酸及びイタコン酸等を挙げることができる。
【0042】又、前記の方法においては、酸無水物系
不飽和化合物を重合することにより、又前記の方法に
おいては、エポキシ系不飽和化合物を重合することによ
りプレポリマーを得ることができる。
【0043】プレポリマーには、必要に応じてこれら化
合物と共重合可能な単量体を共重合させることができ
る。当該単量体としては、前記不飽和単量体と同様のも
のが使用できる。
【0044】プレポリマーの製造方法としては、前記単
量体を溶液重合法、乳化重合法及び高温連続重合法等の
常法に従い重合して製造することができる。具体的方法
は、前記1-1-3項で挙げた方法と同様の方法が挙げられ
る。
【0045】1-2-2.不飽和重合体の製造方法 前記〜の方法においては、各種官能基を有するマレ
イミド基含有プレポリマーに、それぞれイソシアネート
系不飽和化合物〔前記の方法〕、エポキシ系不飽和化
合物〔前記の方法〕、酸性不飽和化合物〔前記の方
法〕及び水酸系不飽和化合物〔前記の方法〕を付加す
ることにより重合体を得ることができる。又、前記の
方法においては、酸無水物基含有プレポリマーに、マレ
イミド基及び水酸基を有する化合物及び水酸系不飽和化
合物を付加し、前記の方法においてはエポキシ基含有
プレポリマーに、マレイミド基及びカルボキシル基を有
する化合物及び酸性不飽和化合物を付加することにより
重合体を得ることができる。
【0046】イソシアネート系不飽和化合物、エポキシ
系不飽和化合物、酸性不飽和化合物及び水酸系不飽和化
合物を有する化合物としては、前記と同様のものが挙げ
られる。
【0047】の方法におけるマレイミドアルコールと
しては、下記式(11)で表される化合物等が挙げられる。
【0048】
【化8】
【0049】〔但し、式(11)において、R1、R2は前記
と同様の意味を示す。又、R5は炭素数1〜6の直鎖状
又は分岐状アルキレン基を表す。〕
【0050】の方法で用いるマレイミド基を有するカ
ルボキシル基含有化合物としては、下記式(12)で表され
る化合物等が挙げられる。
【0051】
【化9】
【0052】〔但し、式(12)において、R1、R2は前記
と同様の意味を示す。又、R5は炭素数1〜6の直鎖状
又は分岐状アルキレン基を表す。〕
【0053】いずれの場合においても、有機溶媒中、水
媒体中又は無溶剤で、プレポリマーに各化合物を付加す
ることにより製造することができる。各付加反応の条件
としては、各反応に応じて反応温度、反応時間及び触媒
を選択すれば良い。
【0054】不飽和重合体中のマレイミド基の割合とし
ては、前記と同様の理由で、0.04〜4mmol/g
が好ましく、より好ましくは0.2〜4mmol/gで
ある。不飽和重合体におけるエチレン性不飽和基の割合
としては、0.1〜4mmol/gであることが好まし
い。この割合が0.1mmol/gに満たない場合は、
耐候性が不足したり硬化が不十分になり硬度不足にとな
ってしまい、他方4mmol/gを超えると、密着性が
不良となってしまうことがある。不飽和重合体の数平均
分子量は、前記と同様の理由で、1000〜100万で
あることが好ましく、より好ましくは3000〜50万
である。
【0055】1-3.マレイミド基及び酸性基を含有する重
合体又はその塩 本発明における組成物を水系組成物として使用する場合
には、(A)成分として、マレイミド基及び酸性基を含有
する重合体(以下酸性重合体いう)又はその塩〔以下酸
性重合体(塩)という〕を使用することが好ましい。酸
性重合体(塩)酸性基又はその塩の親水性により、水性
媒体中に溶解するか、又は自己分散するものである。
【0056】酸性重合体におけるマレイミド基及びエチ
レン性不飽和基としては、前記と同様のものが好まし
い。
【0057】酸性重合体としては、種々の重合体が使用
可能であり、以下の(1)〜(6)に挙げる重合体等を挙げる
ことができる。 (1)マレイミド単量体と酸性不飽和化合物を重合して得
られる重合体 (2)カルボキシル基又は酸無水物基を有する重合体とマ
レイミドアルコールのエステル化物 (3)カルボキシル基を有する重合体とマレイミド基及び
アミノ基を有する化合物(以下マレイミドアミンとい
う)のアミド化物 (4)カルボキシル基を有する重合体とマレイミド基及び
エポキシ基を有する化合物の付加物 (5)イソシアネート基を有する重合体と、マレイミドア
ルコール又はマレイミドアミンの付加物 (6)エポキシ基を有する重合体とマレイミド基及びカル
ボキシル基を有する化合物の付加物 (7)マレイミド基及び水酸基を有する重合体と酸無水物
とのエステル化物等が挙げられる。
【0058】これらの酸性重合体の中でも、製造が容易
である点で、(1)の製造方法で得るられた重合体、即ち
マレイミド単量体と酸性不飽和化合物を構成単量体単位
とする共重合体〔以下共重合体(1)という〕が、1段階
で製造することができるため好ましい。以下、前記(1)
の製造方法について説明する。
【0059】マレイミド単量体としては、前記1-1-1項
で挙げたものと同様のものが使用でき、酸性不飽和化合
物としては、前記1-2-1項で挙げたものと同様のものが
使用できる。
【0060】酸性不飽和化合物の共重合割合としては、
得られる共重合体の酸価が、後記する好ましい酸価を満
たす値となる割合が好ましい。
【0061】共重合体(1)は、マレイミド単量体と酸性
不飽和化合物に加え、必要に応じてこれら単量体と共重
合可能なエチレン性不飽和基含有単量体(以下その他単
量体という)とを共重合したものであっても良い。
【0062】その他単量体としては、マレイミド単量体
及び酸性不飽和化合物以外のものであれば種々のものが
使用でき、前記と同様のものを使用できる。
【0063】これらの単量体の中でも、共重合体(1)が
乳化剤として優れた性能を示すことから、疎水性単量体
が好ましい。本発明において疎水性単量体とは、20℃
における水への溶解度が2重量%以下の単量体を意味す
る。具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレ
ート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)
アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、
ラウリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)
アクリレート等の炭素数が1〜22のアルキル基を有す
るメタクリレート及び炭素数が2〜22のアクリレー
ト、パーフルオロアルキル(メタ)アクリレート、プロ
ピオン酸ビニル、スチレン、並びにα−メチルスチレン
等が挙げられ。共重合体(1)中の疎水性単量体単位の割
合は、全単量体に対して20重量%以上であることが好
ましく、より好ましくは40重量%以上である。
【0064】又、これら単量体以外にも、マクロモノマ
ー型単量体を使用することができる。これにより、共重
合体(1)はグラフト共重合体となり、マクロモノマーの
種類により、ポリシロキサン鎖、フッ素系ポリマー鎖を
グラフトした共重合体となる。
【0065】共重合体(1)は、上記単量体を常法に従い
重合したものであれば良く、溶液重合、乳化重合及び懸
濁重合等が挙げられる。これらの重合方法は、目的に応
じて採用すれば良く、経済性が要求される場合は、乳化
重合方法が好ましく、酸性不飽和化合物の水溶性が高い
場合は、溶液重合法が好ましい。
【0066】溶液重合法を採用する場合、常法に従えば
良いが、組成分布を狭くするために原料単量体を逐次反
応器に仕込む半回分法が好ましい。溶剤としては公知の
ものが使用することができるが、生成する共重合体を溶
解するものが好ましい。重合開始剤としては熱によりラ
ジカル種を発生する過酸化物、アゾ化合物、及びレドッ
クス重合開始剤等が挙げられ、前記と同様のものが使用
できる。又必要に応じて、重合体の分子量を調整するた
めに連鎖移動剤を使用することもができる。連鎖移動剤
としては、前記と同様のものが使用できる溶液重合によ
り得られた共重合体の水溶化、又は水分散化についても
常法に従えば良い。例えば、水性媒体中へ攪拌下に共重
合体を添加する方法、共重合体をアルカリ性化合物によ
り中和して共重合体の塩とした後、これを水性媒体中へ
攪拌下に添加する方法等が挙げられる。共重合体として
は、共重合後の有機溶剤溶液をそのまま用いても良い
し、又は共重合体の有機溶剤溶液を、あらかじめ蒸留又
は再沈殿法等により有機溶剤を除いた固体又は液体状の
共重合体を用いても良い。共重合体の有機溶剤溶液を使
用する場合は、これを水性媒体中に分散させた後、減圧
下で有機溶剤を留去することが好ましい。本発明では、
有機溶剤を除いた共重合体を使用することが、本発明で
最終的に得られる水性組成物の臭気や着色等の問題がほ
とんどないため好ましい。共重合体(1)は、乳化重合法
により製造することもできる。但し、乳化重合において
は、酸性不飽和化合物として水溶性が大きいものを使用
した場合、重合が不安定になったり、酸性不飽和化合物
がポリマー粒子内に取り込まれず主に水相で重合するこ
とがある。従って、乳化重合法を採用する場合は、使用
する酸性不飽和化合物としては、メタクリル酸程度の親
油性を有するものが好ましい。
【0067】乳化重合における共重合体(1)の製造にお
いては、後記する好ましい分子量に調整するために、重
合開始剤量を多くしたり、連鎖移動剤を使用することが
できる。重合開始剤としては、後記の重合で挙げられる
ものが例示され、連鎖移動剤は、前記と同様のものが挙
げられる。
【0068】乳化剤としては、種々のものが使用できる
が、耐水性が要求される用途においては、乳化剤による
耐水性低下を防止するために、反応性乳化剤を使用する
方法や、乳化剤を使用せず重合開始剤切片により粒子を
乳化させ重合を行う無乳化剤重合法が好ましい。
【0069】乳化重合法では、重合終了後に直接アルカ
リ性化合物を添加して、共重合体の塩として、水溶化又
は水分散化させることができる。
【0070】酸性重合体の重量平均分子量は、1,00
0〜500,000が好ましく、より好ましくは2,0
00〜100,000である。この値が1000より小
さい場合は、硬化膜の強度、耐水性、ポリオレフィン系
樹脂への密着性が不十分になってしまうことがあり、他
方、この値が500,000を超える場合は、酸性重合
体(塩)の存在下に行われる重合反応が不安定となり凝
集等の問題が発生することがある。
【0071】酸性重合体中のマレイミド基の割合として
は、0.04〜4mmol/gが好ましく、より好まし
くは0.2〜4mmol/gである。この割合が0.0
4mmol/gに満たないと、架橋性が低下し、満足な
硬化膜物性が得られない場合があり、他方4mmol/
gを超えると、製造が困難となったり、後記する(メ
タ)アクリロイル基を有する化合物を配合した場合、硬
化膜に白濁を生じることがある。
【0072】酸性重合体の酸価は20〜400であるこ
とが好ましく、より好ましくは40〜200である。酸
価が20に満たない場合は、酸性重合体(塩)の存在下
に行う単量体の重合において重合安定性が低下すること
があり、酸価が400を超えると硬化膜の耐水性や耐ア
ルカリ性、ポリオレフィン系樹脂への濡れ性が低下して
しまうことがある。共重合体を構成する単量体として、
2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキ
シル(メタ)アクリレート及びスチレン等の疎水性の強
い単量体を使用する場合は、酸価が100〜400であ
ることが好ましい。
【0073】酸性重合体の酸性基がカルボキシル基であ
る場合、アルカリ性化合物により共重合体中のカルボキ
シル基の一部又は全部を中和して、共重合体の塩とする
ことが好ましい。これにより得られる水性組成物が安定
性に優れるものとなる。アルカリ性化合物としては、ア
ンモニア、有機アミン、並びに水酸化ナトリウム及び水
酸化カリウム等の無機塩基等を挙げることができる。こ
れらの中でも、乾燥時に硬化膜中から蒸発飛散し、最終
的に得られる硬化膜が耐水性に優れるため、アンモニア
又は低分子量の有機アミンが好ましい。低分子量有機ア
ミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン及
びトリブチルアミン等のトリアルキルアミン、並びに
N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタ
ノールアミン及びトリエタノールアミン等のヒドロキシ
アルキルアミン等が挙げられる。
【0074】組成物に、後記する(メタ)アクリロイル
基を有する化合物を配合する場合は、上記アミンの中で
も(メタ)アクリロイル基に付加することが無い3級ア
ミンを使用することが好ましい。
【0075】酸性重合体の中和割合としては、重合体中
のカルボキシル基の全量に対して、10〜100モル%
が中和されていることが好ましく、より好ましくは30
〜100モル%である。この割合が10モル%に満たな
い場合は、共重合体が水系媒体中に溶解又は分散し難く
なる場合がある。アルカリ性化合物の添加割合として
は、同様に重合体中のカルボキシル基の全量に対して、
10〜100モル%が好ましく、より好ましくは30〜
100モル%である。この割合が10モル%に満たない
場合は、前記と同様に、重合体が水性媒体中に溶解又は
分散し難くなる場合があり、他方100モル%を越える
場合は、特にアルカリ性化合物としてアンモニア又はア
ミンを使用した場合、得られる水系組成物に臭気が残る
場合がある。
【0076】1-4.マレイミド基、エチレン性不飽和基及
び酸性基を含有する重合体又はその塩 本発明の酸性重合体としては、マレイミド基及び酸性基
に加え、さらにエチレン性不飽和基を有する重合体(以
下酸性不飽和重合体という)又はその塩〔以下酸性不飽
和重合体(塩)という〕が、硬化性に優れるため好まし
い。マレイミド基、エチレン性不飽和基及び酸性基とし
ては、前記と同様のものが挙げられ、前記と同様のもの
が好ましい。
【0077】本発明における酸性不飽和重合体として
は、種々の方法で製造されたものが使用でき、以下の
(1)'〜(6)'に示す方法で製造されたものが好ましい。 (1)'マレイミド基及び酸性基を有するプレポリマーに、
エポキシ系不飽和化合物を付加する方法。 (2)'マレイミド基及びエポキシ基を有するプレポリマー
に、酸性不飽和化合物を付加させ、この反応で生成する
水酸基に酸無水物を付加する方法。 (3)'マレイミド基、水酸基及び酸性基を有するプレポリ
マーに、イソシアネート系不飽和化合物を付加する方
法。 (4)'マレイミド基、イソシアネート基及び酸性基を有す
るプレポリマーに、水酸系不飽和化合物を付加する方
法。 (5)'マレイミド基及び酸無水物基を有するプレポリマー
に、水酸系不飽和化合物を付加する方法。 (6)'酸無水物基を有するプレポリマーに、マレイミドア
ルコール及び水酸系不飽和化合物を付加する方法。
【0078】1-4-1.プレポリマーの製造方法 前記の(1)'〜(5)'の方法におけるマレイミド基を有する
プレポリマーを製造する方法としては、マレイミド単量
体と、それぞれ酸性不飽和化合物〔前記(1)'の方法〕、
エポキシ系不飽和化合物〔前記(2)'の方法〕、水酸系不
飽和化合物及び酸性系不飽和化合物〔前記(3)'の方
法〕、イソシアネート系不飽和化合物及び酸性系不飽和
化合物〔前記(4)'の方法〕、並びに酸無水物系不飽和化
合物〔前記(5)'の方法〕を共重合することによりプレポ
リマーを得ることができる。これら不飽和化合物として
は、前記と同様のものが挙げられる。
【0079】プレポリマーには、必要に応じてその他の
単量体を共重合させることができる。その他の単量体と
しては、前記と同様のものを挙げることができる。
【0080】プレポリマーの製造方法としては、原料単
量体を溶液重合法、乳化重合法及び高温連続重合法等の
常法に従い重合して製造することができる。尚、プレポ
リマーの製造において、水による分解を受けてしまうイ
ソシアネート系不飽和化合物及び酸無水物系不飽和化合
物を使用しない、前記(1)'及び(2)'製造方法において
は、溶液重合法、乳化重合法及び高温連続重合法のいず
れも採用することができ、イソシアネート系不飽和化合
物を使用する前記(3)'〜(6)'の製造方法においては、溶
液重合法及び高温連続重合法を採用することが好まし
い。但し、乳化重合においては、酸性系不飽和化合物と
して水溶性が大きいものを使用した場合、重合が不安定
になったり、酸性系不飽和化合物がポリマー粒子内に取
り込まれず主に水相で重合することがある。従って、乳
化重合法を採用する場合は、使用する酸性系不飽和化合
物としては、メタクリル酸程度の親油性を有するものが
好ましい。
【0081】溶液重合法、高温連続重合法及び乳化重合
法としては、前記と同様の方法を挙げることができる。
【0082】本発明においては、重合安定性をより向上
させるために、耐水性、耐薬品性等の物性を損わない範
囲内で、組成物に、さらにその他の乳化剤を併用するこ
とができる。その他の乳化剤としては、前記したものと
同様のものを挙げることができる。
【0083】1-4-2.酸性不飽和重合体の製造方法 前記(1)'〜(5)'の方法においては、各種官能基を有する
マレイミド基含有プレポリマーに、それぞれエポキシ系
不飽和化合物〔前記(1)'の方法〕、酸性不飽和化合物及
び酸無水物〔前記(2)'の方法〕、イソシアネート系不飽
和化合物〔前記(3)'の方法〕、水酸系不飽和化合物〔前
記(4)'、(5)'の方法〕を付加することにより酸性不飽和
重合体を得ることができる。又、前記(6)'の方法におい
ては、酸無水物基含有プレポリマーに、マレイミドアル
コールを付加することにより酸性重合体を得ることがで
きる。これら不飽和化合物としては、前記と同様のもの
が挙げられる。
【0084】プレポリマーの製造又は不飽和化合物の付
加反応において、水による分解を受けてしまうイソシア
ネート系不飽和化合物及び酸無水物系不飽和化合物を使
用することのない、前記(1)'及び(2)'製造方法において
は、有機溶媒中、水媒体中又は無溶剤で、プレポリマー
に各不飽和化合物を付加することにより酸性重合体を製
造することができる。又、イソシアネート系不飽和化合
物及び酸無水物系不飽和化合物を使用する前記(3)'〜
(6)'の製造方法においては、有機溶媒中又は無溶剤で、
プレポリマーに各不飽和化合物を付加することが好まし
い。各付加反応の条件としては、各反応に応じて反応温
度、反応時間及び触媒を選択すれば良い。
【0085】酸性不飽和重合体中のマレイミド基の割合
としては、前記と同様の理由で0.04〜4mmol/
gが好ましく、より好ましくは0.2〜4mmol/g
である。酸性不飽和重合体におけるエチレン性不飽和基
の割合としては、前記と同様の理由で0.1〜4mmo
l/gであることが好ましい。酸性不飽和重合体の重量
平均分子量は、前記と同様の理由で1,000〜50
0,000が好ましく、より好ましくは2,000〜1
00,000である。酸性不飽和重合体の酸価は、前記
と同様の理由で20〜400であることが好ましく、よ
り好ましくは40〜200である。
【0086】本発明の組成物においては、酸性不飽和重
合体における酸性基の一部又は全部をアルカリ性化合物
により中和し、酸性不飽和重合体の塩として、水性媒体
中に溶解又は分散させて、水性組成物として使用するこ
とが好ましい。これより得られる水性組成物が安定性に
優れるものとなる。酸性不飽和重合体の塩とする方法と
しては、前記と同様の方法が挙げられる。
【0087】酸性不飽和重合体の中和割合としては、前
記と同様の理由で、、重合体中の酸性基の全量に対し
て、10〜100モル%が中和されていることが好まし
く、より好ましくは30〜100モル%である。
【0088】2.その他の成分 2-1.エチレン性不飽和基を有する化合物(B) 本発明の組成物には、塗膜の強度、柔軟性及び生産性の
調整を行う目的のため、必要に応じて(A)成分以外のエ
チレン性不飽和基を有する化合物(B)〔以下(B)成分とい
う〕を配合することができる。(B)成分しては、(A)成分
以外のものであれば種々のものが使用でき、モノマー及
びオリゴマーのいずれも使用できる。
【0089】2-1-1.モノマー モノマーとしては、(メタ)アクリレート及びビニルエ
ーテル等が挙げられる。(メタ)アクリレートとして
は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2
−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロ
キシアルキル(メタ)アクリレート;フェノキシエチル
(メタ)アクリレート等のフェノールのアルキレンオキ
シド付加物のアクリレート類及びそのハロゲン核置換
体;エチレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレ
ート、メトキシエチレングリコールのモノ(メタ)アク
リレート、テトラエチレングリコールのモノ又はジ(メ
タ)アクリレート及びトリプロピレングリコールのモノ
又はジ(メタ)アクリレート等のグリコールのモノ又は
ジ(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、トリヒドロキシエチルイソシア
ヌレートトリ(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)アクリレート及びジペンタエリスリトー
ルヘキサアクリレート等のポリオールの(メタ)アクリ
レート、並びにこれらポリオールのアルキレンオキサイ
ド付加物の(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0090】ビニルエーテルとしては、トリエチレング
リコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノー
ルジビニルエーテル及びヒドロキシエチルビニルエーテ
ル等が挙げられる。
【0091】上記以外のモノマーの例としては、N−ビ
ニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリロ
イルモルホリン、N−ビニルホルムアミド及びN−ビニ
ルアセトアミド等が挙げられる。
【0092】2-1-2.オリゴマー オリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、
ポリエステル(メタ)アクリレート及びエポキシ(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。ウレタン(メタ)ア
クリレートオリゴマーとしては、ポリオールと有機ポリ
イソシアネート反応物に対して、さらにヒドロキシル基
含有(メタ)アクリレートを反応させた反応物等が挙げ
られる。ここで、ポリオールとしては、低分子量ポリオ
ール、ポリエチレングリコール及びポリエステルポリオ
ール等がある。低分子量ポリオールとしては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサンジ
メタノール及び3−メチル−1,5−ペンタンジオール
等が挙げられ、ポリエーテルポリオールとしては、ポリ
エチレングリコール及びポリプロピレングリコール等が
挙げられ、ポリエステルポリオールとしては、これら低
分子量ポリオール又は/及びポリエーテルポリオール
と、アジピン酸、コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロフ
タル酸及びテレフタル酸等の二塩基酸又はその無水物等
の酸成分との反応物が挙げられる。有機ポリイソシアネ
ートとしては、ト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、4,4’−ジシク
ロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネート及びイソホロンジイソシアネート等が挙
げられる。ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートと
しては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及
び2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒ
ドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられ
る。
【0093】ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴ
マーとしては、ポリエステルポリオールと(メタ)アク
リル酸との脱水縮合物が挙げられる。ポリエステルポリ
オールとしては、エチレングリコール、ポリエチレング
リコール、シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−
1,5−ペンタンジオール、プロピレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール及
びトリメチロールプロパン等の低分子量ポリオール、並
びにこれらのアルキレンオキシド付加物等のポリオール
と、アジピン酸、コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロフ
タル酸及びテレフタル酸等の二塩基酸又はその無水物等
の酸成分とからの反応物等が挙げられる。
【0094】エポキシアクリレートは、エポキシ樹脂に
(メタ)アクリル酸を付加反応させたもので、ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、フェ
ノール又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の(メ
タ)アクリレート及びポリエーテルのジグリシジルエー
テルの(メタ)アクリル酸付物等が挙げられる。
【0095】(B)成分としては、1分子中に(メタ)ア
クリロイル基を2個以上有するものが、得られる硬化物
の硬度及び耐摩耗性に優れるため好ましい。又、(B)成
分としては、脂肪族及び脂環族の化合物を使用すること
が、芳香族環を有する化合物に比べ耐候性及び硬化性に
優れるため好ましい。
【0096】(B)成分としては、相溶性パラメーター
(以下SP値と略す)が7.5〜9.5の範囲にあるも
のが好ましく、より好ましくは、8.0〜9.3の範囲
にあるものである。(B)成分のSP値が7.5未満の場
合は、硬化膜の上に塗装される塗料等との密着性が低下
する場合があり、9.5より大きいと、組成物のポリオ
レフィン系樹脂に対する濡れ性が低下することがある。
尚、本発明におけるSP値とは、マイケル コールマン
(Michael M. Coleman)等著;スペシフィック インタ
ーアクション アンド ザ ミシビリティーオブ ポリ
マー ブレンズ(Specific Interactions and the misc
ibility of Polymer Blends);テクノミック出版社(T
echomic Publishing Co., Inc.)(ペンシルバニア
州),1991年発行で定義されている値である。
【0097】(B)成分を配合する場合、(B)成分の組成物
中の割合としては、(A)成分と(B)成分の合計量を基準と
して、(B)成分が95〜0質量%であることが好まし
く、より好ましくは90〜20質量%である。(B)成分
の割合が95重量%を超えると、硬化性が低下してしま
うことがある又、組成物の界面張力が、45dyn/c
m以下であること好ましく、より好ましくは、41dy
n/cm以下である。
【0098】2-2.光重合開始剤 本発明の組成物は、活性エネルギー線照射により硬化す
るもので、紫外線による硬化においても、光重合開始剤
の配合なしに問題なく硬化するものであるが、さらなる
硬化性の向上を目的として、耐候性を損なわない範囲で
光重合開始剤を配合することができる。
【0099】光重合開始剤としては、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及び
ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとその
アルキルエーテル、アセトフェノン、2,2−ジメトキ
シ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ
−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセ
トフェノン、1−ヒドロキシアセトフェノン、1−ヒド
ロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び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−オン等のアセトフェノン、2−メチ
ルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−タ
ーシャリーブチルアントラキノン、1−クロロアントラ
キノン及び2−アミルアントラキノン等のアントラキノ
ン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチ
ルチオキサントン、2−クロロチオキサントン及び2,
4−ジイソピルチオキサントン等のチオキサントン、ア
セトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケ
タール等のケタール、ベンゾフェノン等のベンゾフェノ
ン、並びにキサントン等がある。これら光重合開始剤
は、単独で使用することも、安息香酸系、アミン系等の
光重合開始促進剤と組み合わせて使用することもでき
る。これら光重合開始剤の好ましい配合割合は、組成物
100重量部に対して5重量部以下で、より好ましくは
2重量部以下である。
【0100】2-3.耐候性向上剤 本発明の組成物には、さらなる耐候性の向上を目的とし
て、紫外線吸収剤、光安定剤及び酸化防止剤から選択さ
れる1種以上の耐候性向上剤を配合することもできる。
【0101】紫外線吸収剤としては、2−(5−メチル
−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール及び2
−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニ
ル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系の紫
外線吸収剤等が挙げられる。
【0102】光安定剤としては、ヒンダードアミン系及
びベンゾエート系の光安定剤等が挙げられる。ヒンダー
ドアミン系の光安定剤としては、ビス(1,2,2,
6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート
及び2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベ
ンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,
6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)等が挙げられ
る。ベンゾエート系の光安定剤としては、2、4−ジ−
t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシベンゾエート等が挙げられる。
【0103】酸化防止剤としては、トリエチレングリコ
ール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−
ヒドロキシルフェニル)プロピオネート]及び1,6−
ヘキサンジオール−ビス[3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等のヒンダー
ドフェノール系の酸化防止剤等が挙げられる。
【0104】耐候性向上剤の好ましい配合割合として
は、組成物100質量部に対して、0.01〜5質量部
である。この割合が0.01質量部に満たないと、耐候
性向上剤成分を配合した効果が得られず、他方5質量部
を超えると、組成物の硬化性が低下したり、得られる組
成物の硬化物の耐摩耗性が低下する場合がある。
【0105】3.ポリオレフィン系樹脂用活性エネルギ
ー線硬化型プライマー組成物 本発明の組成物は、ポリオレフィン系樹脂のプライマー
として使用する。用途としては、自動車内装部品、家電
製品及び事務用品等の分野おけるポリオレフィン樹脂の
プライマーとして使用できる。本発明の組成物が適用可
能なポリオレフィン系樹脂としては、種々のものに適用
可能であり、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹
脂、ポリブタジエン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、
TPO樹脂、EPDMゴム等及びこれらと他材料のアロ
イ・複合樹脂等が挙げられる。
【0106】組成物の使用方法としては、常法に従えば
よい。具体的には、所望のポリオレフィン系樹脂に対し
て、例えばスプレー塗装、ロール塗装及びハケ塗り等の
一般的な塗装方法により塗布した後、紫外線及び電子線
等の活性エネルギー線を照射する方法等が挙げられる。
【0107】得られた硬化膜表面には、目的に応じて、
塗料、インキ及び接着剤等が、常法に従い、塗装、印刷
及び接着される。塗料、インキ及び接着剤等を構成する
樹脂としては、ウレタン系樹脂及びシリコン系樹脂等が
好ましい。
【0108】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をより具体的に
説明する。尚、以下において、%は質量%を、部は質量
部を意味する。又、使用した略号を以下に示す。 MMA:メチルメタクリレート BA:ブチルアクリレート CHMA:シクロヘキシルメタクリレート MAA:メタクリル酸 GMA:グリシジルメタクリレート HEA:ヒドロキシエチルアクリレート MOI:メタクリロキシエチルイソシアネート THPI−A:3,4,5,6-テトラヒドロフタルイミドエチ
ルアクリレート、下記式で表される化合物
【0109】
【化10】
【0110】DMI−M:ジメチルマレイミドエチルメ
タクリレート、下記式で表される化合物
【0111】
【化11】
【0112】PGM:プロピレングリコールモノメチル
エーテル AMBN:2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニト
リル) M−350:東亞合成(株)製アロニックスM−35
0、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド3モル
変成トリアクリレート M−320:東亞合成(株)製アロニックスM−32
0、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド6モ
ル変成トリアクリレート M−305:東亞合成(株)製アロニックスM−30
5、ペンタエリスリトールトリアクリレート イルガキュア184:光重合開始剤、チバガイギー
(株)製、ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノン
【0113】○製造例1(重合体A−1の製造) 攪拌機、温度計及び冷却管を備えたフラスコに、室温で
THPI−Aを30g、MMAを15g、BAを10
g、CHMAを20g、MAAを15g及びPGMを1
00g仕込み、攪拌して溶解させた後、さらにAMBN
を3g仕込み、均一に溶解させた。窒素気流下、85℃
で2時間、100℃で1時間攪拌し、重合体A−1を含
む溶液を得た。これを重合体溶液A−1という。得られ
た重合体溶液A−1について、重合体A−1の数平均分
子量(以下Mnと略す)及び重量平均分子量(以下Mw
と略す)、並びに不揮発分(以下Nvと略す)を表1に
示す。
【0114】○製造例2(不飽和重合体A−2の製造) 製造例1で得られた重合体A−1の溶液に、GMAを1
0g、トリエチルアミンを0.5g及びハイドロキノン
を0.1g添加し、攪拌溶解させた。さらに100℃で
5時間、加熱攪拌して、不飽和重合体A−2を含む溶液
を得た。これを重合体溶液A−2という。得られた重合
体溶液A−2について、重合体A−2のMn、Mw及び
Nvを表1に示す。
【0115】○製造例3(不飽和重合体A−3の製造) 製造例1においてTHPI−Aを30g、MMAを26
g、BAを20g、MAAを14g、PGMを100g
及びAMBNを3g使用した以外は製造例1と同様の方
法で、重合体を得た。得られた重合体の溶液に、GMA
を10g、トリエチルアミンを0.5g及びハイドロキ
ノンを0.1g添加し、攪拌溶解させた。さらに100
℃で5時間、加熱攪拌し、不飽和重合体A−3を含む溶
液を得た。これを重合体溶液A−3という。得られた重
合体溶液A−3について、重合体A−3のMn、Mw及
びNvを表1に示す。
【0116】○製造例4(不飽和重合体A−4の製造) 製造例1においてDMI−Mを40g、MMAを20
g、BAを14g、HEAを11g、酢酸ブチルを10
0g及びAMBNを3g使用した以外は製造例1と同様
の方法で、重合体を得た。得られた重合体の溶液に、M
OIを15g、ジブチルスズラウレートを0.1g及び
ハイドロキノンを0.1g添加し、攪拌溶解した。さら
に60℃で3時間加熱攪拌し、不飽和重合体A−4を含
む溶液を得た。これを重合体溶液A−4という。得られ
た重合体溶液A−4について、重合体A−4のMn、M
w及びNvを表1に示す。
【0117】
【表1】
【0118】○製造例5(酸性重合体塩A−5の製造) 攪拌機、温度計及び冷却器を備えたフラスコに、イオン
交換水145gを仕込み、ウォーターバスにセットして
窒素を吹き込みながら内温を80℃とした。次いで重合
開始剤の過硫酸アンモニウム1gを、イオン交換水3g
に溶解させて添加した。添加後5分後、THPI−Aを
30g、MMAを15g、BAを10g、CHMAを2
5g、MAAを15g、OTGを5g混合した単量体及
び連鎖移動剤を含む混合物100部を2時間かけて滴下
して重合させた。単量体混合物の滴下終了後1.5時間
熟成した。尚、反応温度は80℃±1℃の範囲で制御し
た。重合は極めて安定であり、凝集物の生成はなかっ
た。その結果、酸価98、Mw10,400の酸性重合
体A−5を含むエマルションを得た。この重合体のエマ
ルションの性状は固形分40.1%(155℃で30分
の加熱により揮発性分を除去した後に残留する不揮発性
分の割合、以下同じ)であった。さらに、このエマルシ
ョンにトリエチルアミン(以下TEAと略す)17.6部
を加え、さらに固形分が30%となるようにイオン交換
水を加えて攪拌し、酸性重合体A−5の塩が、水中に分
散した液を得た。これを重合体水溶液A−5という。得
られた重合体水溶液A−5について、重合体A−5のM
w、酸価及びNvを表2に示す。
【0119】○製造例6(酸性重合体塩A−6の製造) THPI−Aを30g、MMAを23g、BAを20
g、MAAを14g、OTGを3g混合した単量体及び
連鎖移動剤の組成に変更する以外は製造例5と同様の方
法に従い、酸性重合体A−6を製造した。得られた酸性
重合体2のエマルションの性状は、固形分40.3%で
あった。さらに、製造例5と同様にこのエマルションに
TEA9.9gを加え、固形分が30%となるようにイ
オン交換水を加えて攪拌し、酸性重合体A−6の塩が、
水中に分散した液を得た。これを重合体水溶液A−6と
いう。得られた重合体水溶液A−6について、重合体A
−6のMw、酸価及びNvを表2に示す。
【0120】○製造例7(酸性不飽和重合体A−7の製
造) 製造例6の重合体水溶液A−6に、GMAを9.2g及
びハイドロキノンを0.1g添加し、攪拌溶解した。さ
らに100℃で5時間、加熱攪拌し、酸性不飽和重合体
A−7の塩が、水中に分散した液を得た。これを重合体
水溶液A−7という。得られた重合体水溶液A−7につ
いて、重合体A−7のMw、酸価及びNvを表2に示
す。
【0121】
【表2】
【0122】○比較製造例1(重合体C−1の製造) 製造例1において、下記表3に示す成分及び組成を使用
する以外は製造例1と同様の方法で重合を行ない、重合
体C−1を含む溶液を得た。これを重合体溶液C−1と
いう。得られた重合体溶液C−1について、重合体C−
1のMn、Mw及びNvを表3に示す。
【0123】
【表3】
【0124】○比較製造例2 製造例5において、下記表4に示す成分及び組成を使用
する以外は製造例5と同様の方法で重合を行ない重合体
C−2の塩が、水中に分散した液を得た。これを重合体
水溶液C−2という。得られた重合体水溶液C−2につ
いて、重合体C−2のMw、酸価及びNvを表4に示
す。
【0125】
【表4】
【0126】○実施例1 製造例1で得られた重合体溶液A−1の50部(ただ
し、固形分換算した部数)、M−350(SP値:9.
24)の50部及び組成物の固形分100部に対してイ
ルガキュア184の3部を、常法に従い混合して活性エ
ネルギー線硬化型組成物を製造した。得られた組成物に
ついて、下記の方法に従い、表面張力、硬化性及び密着
性を評価した。それらの結果を表5に示す。
【0127】○評価 組成物の界面張力 自動界面張力計〔CBVP−Z型、協和界面科学(株)
社製〕を使用し、測定開始から10分後の値を組成物の
界面張力とした。
【0128】硬化性 基材としてEPDMゴム基材を使用し、得られた組成物
を基材に膜厚10μで塗工し、下記の条件で乾燥させた
後、120W/cm集光型高圧水銀灯(1灯)下、5m
/minのコンベアスピードで通過させ、手で触れて表
面のタックが無くなるまでのパス回数で評価した。
【0129】<乾燥条件> 実施例1〜12及び比較例1〜4:50℃×15min
乾燥 実施例13〜20及び比較例5〜8:90℃×15mi
n乾燥
【0130】ポリオレフィン系樹脂との密着性 硬化性試験後のサンプルを使用し、JISK−5400
の試験法に従って、セロハンテープ剥離にて、100升
中の残存した升目により、以下の4段階で評価した。 ◎:100、○:90以上、△:10〜90、×:10
以下
【0131】トップコート塗料との密着性 得れた硬化膜上にトップコート塗料を塗装し、トップコ
ート塗料との密着性を評価した。トップコート塗料とし
ては、以下の組成の紫外線硬化型組成物を使用した。 <使用した塗料組成物>ペンタエリスリトールヘキサア
クリレート(80部)、ポリマー(20部、下記単量体
組成)及びIrg1844)(光重合開始剤)3部からな
る組成物。 ・ポリマー組成 メチルメタクリレート(50部)、イソボルニルメタク
リレート(10部)、スチレン(40部)の共重合体
で、Mw45000のポリマー。 <密着性試験>塗料組成物を膜厚10μmになるように
塗布し、120W/cm集光型高圧水銀灯(1灯)下、
5m/minのコンベアスピードで3回、通過させ硬化
させた後、JISK−5400の試験法に従って、セロ
ハンテープ剥離にて、100升中の残存した升目によ
り、以下の4段階で評価した。 ◎:100、○:90以上、△:10〜90、×:10
以下
【0132】○実施例2〜12 下記表5に示す重合体溶液及び(B)成分を使用した以外
は実施例1と同様の方法で、プライマー用組成物を調整
した。尚、全ての組成物には、組成物の固形分100部
に対してイルガキュア184の3部を配合したが、表5
ではその記載を省略する。得れた組成物を使用し、実施
例1と同様の方法で評価した。それらの結果を表5に示
す。
【0133】
【表5】
【0134】○比較例1 下記表6に示す重合体溶液及び(B)成分を使用した以外
は実施例1と同様の方法で、プライマー用組成物を調整
した。尚、全ての組成物には、組成物の固形分100部
に対してイルガキュア184の3部を配合したが、表6
ではその記載を省略する。得れた組成物を使用し、実施
例1と同様の方法で評価した。それらの結果を表6に示
す。
【0135】
【表6】
【0136】○実施例14 製造例5で得られた酸性重合体A−5の50部(ただ
し、固形分換算した部数)、M−350の50部及び組
成物の固形分100部に対してイルガキュア184の3
部を常法に従い混合し、プライマー用組成物を調製し
た。得れた組成物を使用し、実施例1と同様の方法で評
価した。それらの結果を表7に示す。
【0137】○実施例15〜21 下記表7に示す重合体溶液及び(B)成分を使用した以外
は実施例13と同様の方法で、プライマー用組成物を調
製した。尚、全ての組成物には、組成物の固形分100
部に対してイルガキュア184の3部を配合したが、表
7ではその記載を省略する。得れた組成物を使用し、実
施例1と同様の方法で評価した。それらの結果を表7に
示す。
【0138】
【表7】
【0139】○比較例2 下記表8に示す重合体水溶液及び(B)成分を使用した以
外は実施例13と同様の方法で、プライマー用組成物を
調整した。得れた組成物を使用し、実施例1と同様の方
法で評価した。それらの結果を表8に示す。
【0140】
【表8】
【0141】
【発明の効果】本発明のポリオレフィン系樹脂用活性エ
ネルギー線硬化型プライマー組成物は、ポリオレフィン
系樹脂に対する密着性に優れ、更にトップにコートされ
る塗料等との密着性にも優れ、自動車内装部品、家電製
品及び事務用品等の種々の分野で使用されるおけるポリ
オレフィン系樹脂用プライマーとして有用であり、工業
的価値は極めて大きい。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マレイミド基を有する重合体(A)を含有し
    てなるポリオレフィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型
    プライマー組成物。
  2. 【請求項2】前記(A)成分が、マレイミド基及びエチレ
    ン性不飽和基を有する重合体である請求項1記載のポリ
    オレフィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー
    組成物。
  3. 【請求項3】前記(A)成分が、マレイミド基及び酸性基
    を含有する重合体又はその塩であり、さらに水性媒体を
    含んでなる請求項1又は請求項2記載のポリオレフィン
    系樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成物。
  4. 【請求項4】前記(A)成分が、マレイミド基、エチレン
    性不飽和基及び酸性基を含有する重合体又はその塩であ
    る請求項3記載のポリオレフィン系樹脂用活性エネルギ
    ー線硬化型プライマー組成物。
  5. 【請求項5】さらに(A)成分以外のエチレン性不飽和基
    を有する化合物(B)を含有してなる請求項1〜請求項4
    のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂用活性エネル
    ギー線硬化型プライマー組成物。
  6. 【請求項6】前記(B)成分が、溶解性パラメータ7.5
    〜9.5の範囲にある請求項5記載のポリオレフィン系
    樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成物。
  7. 【請求項7】組成物の界面張力が45dyn/cm以下
    である請求項1〜請求項6のいずれかに記載のポリオレ
    フィン系樹脂用活性エネルギー線硬化型プライマー組成
    物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006131672A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Dainippon Toryo Co Ltd プラスチック基材用下塗塗料組成物及びその塗装方法
JP2014084360A (ja) * 2012-10-22 2014-05-12 Toagosei Co Ltd 活性エネルギー線硬化型アンダーコート用組成物及び積層体

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