JP2882214B2 - 活性エネルギー線硬化性含水樹脂組成物 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性含水樹脂組成物

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圭三 松本
基秀 亀石
知夏 田村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水混和性を有する活性エ
ネルギー線硬化性含水樹脂組成物に関する。更に詳しく
は、界面活性剤が含有されておらず、しかもノニオン性
ビヒクルからなる活性エネルギー線硬化性含水樹脂組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術】活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、
溶剤を含有していないため安全性に優れるほか、硬化性
に優れるため生産性、省エネルギーの観点からも特長を
有するものとして一般に認識されている。活性エネルギ
ー線硬化性樹脂組成物は、かかる特性に照らし各種プラ
スチックフィルム用オーバーコート剤、木工用塗料、印
刷インキなど各種用途で採用されている。
【0003】しかしながら、近年、大気汚染防止、消防
法上の規制、労働安全衛生等の観点より該組成物の水性
化がますます切望されている。既に、水系の活性エネル
ギー線硬化性樹脂組成物も種々開発されてはいるが、こ
れらは組成物中に界面活性剤を含有していたり、カルボ
キシル基、スルホン基、アミノ基などの強い親水性基を
有するビヒクル成分が導入されているため、前記非水系
の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に比べて一般に高
粘度であり、耐水性、硬化性、含水時の組成物の放置安
定性が劣る(水とビヒクルとの分離現象)などの不利が
あり、必ずしも満足すべき特性を発現するに至っていな
いのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水系活性エ
ネルギー線硬化性樹脂組成物に関する前記実情に鑑み、
非水系の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に比べて遜
色のない硬化性、耐水性を有し、かつ比較的低粘度で放
置安定性に優れる水系活性エネルギー線硬化性樹脂組成
物を収得することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく、組成物中のビヒクル構成成分の水混和率に
着目し、該構成成分の種類とそれらの使用割合につき鋭
意研究を行った結果、以下の特定ビヒクル成分と特定量
の水からなる組成物を選択することにより、意外にも上
記目的を満足する優れた水系活性エネルギー線硬化性樹
脂組成物が得られるとの知見を得た。本発明はかかる知
見に基づき完成されたものである。
【0006】すなわち本発明は、ビヒクルおよび水を必
須成分とする活性エネルギー線硬化性含水樹脂組成物に
おいて、該ビヒクル構成成分が(A)水混和率が10〜
50重量%である、ラジカル重合可能な不飽和結合を分
子内に少なくとも1つ有するノニオン性モノマーおよび
/またはオリゴマー 15〜50重量%、(B)水混和
率が100重量%以上である、ラジカル重合可能な不飽
和結合を分子内に少なくとも1つ有するノニオン性モノ
マーおよび/またはオリゴマー 15〜50重量%、な
らびに(C)水混和率が5重量%以下である、ラジカル
重合可能な不飽和結合を分子内に少なくとも1つ有する
ノニオン性モノマーおよび/またはオリゴマー 15〜
40重量%からなり且つこれら成分の合計が100重量
%であり、該組成物が界面活性剤を含有せず且つ前記ビ
ヒクル100重量部に対し水を5〜20重量部含有する
ことを特徴とする活性エネルギー線硬化性含水樹脂組成
物に関する。
【0007】本発明の活性エネルギー線硬化性含水樹脂
組成物中のビヒクルは、上記のように(A)、(B)お
よび(C)成分から構成される。(A)成分は水混和率
が10〜50重量%である、ラジカル重合可能な不飽和
結合を分子内に少なくとも1つ有するノニオン性モノマ
ーおよび/またはノニオン性オリゴマーである。なお、
本明細書において、「水混和率」とは各ビヒクル成分1
00重量部あたりに均一透明状態で混和しうる水の重量
部数を百分率で表した値をいう。(A)成分は上記定義
に基づく水混和率が10〜50重量%のものと規定しう
るが、該分子中に水酸基を有し該分子の水酸基価が通常
220〜320、好ましくは250〜280のものが該
当する。その具体例としては、例えばジプロピレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンジエポキ
シ(メタ)アクリレート、グリセリントリエポキシ(メ
タ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジエポキ
シ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジエ
ポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらは
それぞれ単独または組み合わせて使用できる。(A)成
分の使用量は、組成物中のビヒクル全量に対し通常15
〜50重量%、好ましくは25〜50重量%である。な
お、(A)成分の使用量が該範囲外となる場合には、後
述する(B)成分および(C)成分の各使用量を適宜に
調節したとしても本発明目的の性能を有する組成物を調
製できない。
【0008】(B)成分は水混和率が100重量%以上
である、ラジカル重合可能な不飽和結合を分子内に少な
くとも1つ有するノニオン性モノマーおよび/またはノ
ニオン性オリゴマーである。該成分は得られる組成物に
所望の水混和性を付与するために必須の構成成分とされ
る。(B)成分は前記(A)成分とは異なり、水混和率
が100重量%以上である限り該分子中に必ずしも水酸
基を有している必要はない。(B)成分の具体例として
は、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリレート、モルホリンア
クリルアミド、ヘキサエチレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリ
レートなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独または組
み合わせて使用できる。(B)成分の使用量は、組成物
中のビヒクル全量に対し15〜50重量%、好ましくは
20〜50重量%である。(B)成分の使用量が15重
量%に満たない場合には安定した含水組成物が得られ
ず、他方50重量%を越える場合には組成物の放置安定
性は良好であるものの、硬化皮膜の耐水性が低下するた
めいずれの場合も本発明目的の性能を有する組成物を調
製できない。
【0009】(C)成分は水混和率が5重量%以下であ
る、ラジカル重合可能な不飽和結合を分子内に少なくと
も1つ有するノニオン性モノマーおよび/またはノニオ
ン性オリゴマーである。該成分は得られる組成物の硬化
性、硬化皮膜の基材に対する密着性などの諸物性に影響
するため必須成分とされる。(C)成分は前記(B)成
分と同様、分子中に必ずしも水酸基を有している必要は
ない。(C)成分の具体例としては、例えばポリウレタ
ン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレー
ト、エステル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、こ
れらはそれぞれ単独または組み合わせて使用できる。
(C)成分は前記(A)成分や(B)成分に比べて疎水
性が強いため得られる組成物の含水時の安定性を低下さ
せる傾向があるため、該使用量は組成物中のビヒクル全
量に対し15〜40重量%、好ましくは20〜30重量
%とされる。
【0010】本発明の活性エネルギー線硬化性含水樹脂
組成物は、前記(A)、(B)及び(C)成分からなる
ビヒクル100重量部に対し、水を5〜20重量部の範
囲で含有することが必須とされる。該組成物は上記特定
量の水を含有させることにより、非含水樹脂組成物に比
較して、低粘度であり、硬化性に優れるという効果が発
揮されるのである。従って、該組成物の含水率が5重量
%に満たない場合には、該組成物の粘度低下が不充分で
あり、また硬化性の改良効果が得られない。他方、該組
成物の含水率が20重量%を越える場合には、該組成物
中のビヒクル含有率が相当小さくなり1回の塗布操作で
得られる膜厚が低下したり、硬化性や含水組成物の安定
性が低下する傾向がある。
【0011】本発明の活性エネルギー線硬化性含水樹脂
組成物には、前記必須成分であるビヒクルおよび水の他
に、必要に応じて低級アルコールなどの親水性溶剤、着
色料、光開始剤、その他レベリング改良剤などの添加剤
などを本発明の目的や効果を逸脱しない範囲内で適宜に
併用しうる。しかしながら、硬化皮膜の耐水性、特に浸
漬時の皮膜白化現象を防止することを考慮して、界面活
性剤は含有させてはならない。
【0012】本発明の活性エネルギー線硬化性含水樹脂
組成物の最適粘度は、用途により変動するため一義的に
決定はできないが、通常は50〜500cP程度である
のが好ましい。
【0013】上記のようにして得られる本発明の活性エ
ネルギー線硬化性含水樹脂組成物は優れた硬化性、耐水
性を有し、かつ比較的低粘度で良好な経時安定性を有す
るため、従来公知の非水系活性エネルギー線硬化性樹脂
組成物の使用されていた各種用途、例えば各種プラスチ
ックフィルム用オーバーコート剤、木工用塗料、印刷イ
ンキなどに同様に適用することができる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、非水系の活性エネルギ
ー線硬化性樹脂組成物に比べて遜色のない硬化性、耐水
性を有し、かつ比較的低粘度で良好な経時安定性を有す
る水系活性エネルギー線硬化性樹脂組成物印刷物を提供
できる。
【0015】
【実施例】以下に、実施例および比較例をあげて本発明
を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。なお以下「部」及び「%」は、特記し
ない限りいずれも重量基準である。
【0016】実施例1 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた200ml容のフラ
スコに、遮光下に(A)成分としてグリセリンジエポキ
シアクリレートとトリグリセリンジエポキシアクリレー
トとの混合物35部、(B)成分としてヘキサエチレン
グリコールジアクリレート35部、(C)成分としてロ
ジンエポキシアクリレート(荒川化学工業(株)製、商
品名「ビームセット101」)30部及び光開始剤(チ
バガイギー社製、商品名「イルガキュアー184」)を
仕込み、ついで撹拌しながら50〜60℃まで加温し、
30分間撹拌混合を続けた。室温まで冷却後、蒸留水1
0部を加え撹拌して、均一含水組成物を得た。
【0017】該組成物について、下記諸条件下に粘度、
安定性、硬化性、及び硬化皮膜の耐水性をそれぞれ測定
・評価した。 (粘度)E型粘度計(3度コーン)を使用し、25℃に
て測定した。 (安定性)組成物を調製し1日放置後、ワニスの外観変
化を肉眼観察し、下記基準で評価した。 評価基準: ○ 均一透明または半透明で変化がほとんどない × ビヒクル層と水層とが2層分離 (硬化性)黒色ガラス板上に組成物を硬化後の皮膜厚が
10μmとなるよう塗布し、ついで下記硬化条件下に紫
外線を照射した後、指触により該皮膜のタックの程度を
以下の基準で判定した。 硬化条件: 紫外線ランプ 80W/cm×1灯 ベルトスピード 55m/分、 照射距離 10cm 照射回数1回当たりの照射強度 10mJ、 照射回数 1〜4回 評価基準: ○ 全くタックなし △ わずかにタックあり × 相当タックが強い (硬化膜の耐水性)ガラス板上に、硬化後の皮膜厚が1
00μmとなるよう組成物を塗布し、ついで照射強度が
約500mJとなるよう紫外線を照射した後、皮膜を完
全硬化させた。ガラス板より該硬化皮膜を剥し、該皮膜
を蒸留水に24時間、室温下に浸漬した後、その外観変
化を肉眼観察し以下の基準で判定した。 評価基準: ○ 膨潤がなく、皮膜強度の低下がほとんどない × かなり膨潤し、皮膜の脆化が認められる
【0018】実施例2〜4 実施例1において、(A)〜(C)成分の種類及びそれ
らの使用割合のうちいずれか少なくとも1つを、表1に
示すように変化させた他は実施例1と同様にして各種の
均一組成物を得た。これら組成物は実施例1の評価方法
に準じて同様に性能評価を行った。結果は表1示す。な
お、実施例4で使用するビームセット551Bとは、荒
川化学工業(株)製の分子量900の2官能性ポリエス
テルポリウレタンアクリレートである。
【0019】比較例1〜5 実施例1において、(A)〜(C)成分の種類、または
それらの使用割合のいずれか少なくとも1つの項目を、
表1に示すように変化させた他は実施例1と同様にして
各種組成物を得た。これらは実施例1の評価方法に準じ
て同様に性能評価を行った。結果は表1示す。なお、比
較例4ではその安定性が劣悪であったため、粘度、硬化
性および硬化皮膜の耐水性に関する測定・評価は断念し
た。
【0020】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 2/00 C08F 2/46 - 2/56 C09D 4/00 - 4/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビヒクルおよび水を必須成分とする活性
    エネルギー線硬化性含水樹脂組成物において、該ビヒク
    ル構成成分が(A)水混和率が10〜50重量%であ
    る、ラジカル重合可能な不飽和結合を分子内に少なくと
    も1つ有するノニオン性モノマーおよび/またはオリゴ
    マー 15〜50重量%、(B)水混和率が100重量
    %以上である、ラジカル重合可能な不飽和結合を分子内
    に少なくとも1つ有するノニオン性モノマーおよび/ま
    たはオリゴマー 15〜50重量%、ならびに(C)水
    混和率が5重量%以下である、ラジカル重合可能な不飽
    和結合を分子内に少なくとも1つ有するノニオン性モノ
    マーおよび/またはオリゴマー 15〜40重量%から
    なり且つこれら成分の合計が100重量%であり、該組
    成物が界面活性剤を含有せず且つ前記ビヒクル100重
    量部に対し水を5〜20重量部含有することを特徴とす
    る活性エネルギー線硬化性含水樹脂組成物。
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