JP3019424B2 - 新規なエナルギー線硬化型樹脂の製造方法 - Google Patents

新規なエナルギー線硬化型樹脂の製造方法

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JP3019424B2 JP3011930A JP1193091A JP3019424B2 JP 3019424 B2 JP3019424 B2 JP 3019424B2 JP 3011930 A JP3011930 A JP 3011930A JP 1193091 A JP1193091 A JP 1193091A JP 3019424 B2 JP3019424 B2 JP 3019424B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規にして有用なるエネ
ルギー線硬化型樹脂の製造方法に関する。さらに詳細に
は、本発明は有効成分として、特定の構造のオキシラン
環化合物と、特定のオキシラン環含有基と不飽和モノカ
ルボン酸化合物とを反応させることを特徴とする、エネ
ルギー線硬化型樹脂の製造方法に関する。
【0002】そして、かかる本発明のエネルギー線硬化
型樹脂組成物は、コーティング材、印刷インキならびに
接着剤などの広範なる用途に適した、極めて有用なる、
紫外線や電子線などの、いわゆるエネルギー線により硬
化可能な樹脂組成物である。
【0003】
【従来の技術】エネルギー線で硬化可能、就中、ラジカ
ル重合反応により硬化する樹脂は、不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂(エポキシ−アクリレー
ト)、各種オリゴアクリレートおよびジアリルフタレー
トプレポリマーなどの各種のものがあり、それぞれの用
途分野で特徴が活かされ、広く用いられている。
【0004】しかし、近年、その用途が広がるに伴っ
て、益々、その性能に対する要求が高まっているが、す
べての諸性能を満足させ得るような、エネルギー線によ
って硬化可能なる樹脂、そして樹脂組成物は、未だに、
得られていないというのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前述し
た如き諸情勢に鑑みて、既存の樹脂では、決して、満足
できないような用途に対しても用いることの出来る、耐
水性、耐溶剤性、耐薬品性、耐熱性ならびに硬化性など
に優れたラジカル硬化型樹脂の合成について、鋭意、研
究を開始した。
【0006】本発明が解決しようとする課題は、このよ
うに、とりわけ、耐水性、耐溶剤性、耐薬品性、耐熱性
ならびに硬化性などに優れたラジカル硬化型樹脂を見い
出すことであり、そして、かかる特徴を有するラジカル
硬化型樹脂を含んで成るエネルギー線硬化型樹脂組成物
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述した如き発明が解決しようとする課題に照準を合わ
せて、鋭意、検討を重ねた結果、特定の構造を有するオ
キシラン環含有化合物と、不飽和モノカルボン酸化合物
との反応によって得られるエネルギー線硬化型樹脂が、
上述したような塗膜の諸性能を満足することが出来るこ
とを知るに及んで、本発明を完成するに到った。
【0008】すなわち、本発明は基本的には、特定の構
造のオキシラン環含有化合物と不飽和モノカルボン酸化
合物との反応によって得られる必須の皮膜形成成分とし
て極めて有用性の高いエネルギー線硬化型樹脂の製造方
法を提供するものである。
【0009】そして具体的には、一般式
【0010】
【化6】
【0011】[ただし、式中のW、X、YおよびZは、
それぞれ、同一であっても異なっていてもよい、水素原
子または式
【0012】
【化7】
【0013】で示される基を表わすものとするが、W、
X、YまたはZのすべてが水素原子である場合は除くも
のとする。]で示される化合物の少なくとも一つのオキ
シラン環含有基と、不飽和モノカルボン酸化合物とを反
応させることを特徴とするエネルギー線硬化型樹脂の製
造方法を提供するものである。
【0014】ここにおいて、上述した通りのエネルギー
線硬化型樹脂〔以下、樹脂(A)ともいう。〕とは、前
掲した一般式〔1〕で示されるような特定の構造を有す
るオキシラン環含有化合物と不飽和モノカルボン酸とを
反応させたものを指称する。
【0015】当該樹脂(A)としては、勿論、上述した
ような各種の化合物を反応せしめたものであれば、いず
れも使用することが出来るが、それらのうちでも特に代
表的なもののみを例示するに留めれば、まず、前掲の一
般式[1]で示されるような特定の構造のエポキシ化合
物[以下、これを(a−1)として扱うものとする。]
と、この化合物(a−1)の少なくとも1つのオキシラ
ン環含有基と反応しうる不飽和モノカルボン酸化合物
[以下、これを(a−2)として扱うものとする。]と
から得られる特定の樹脂などである。
【0016】そのうち、上記樹脂を調製するために用い
られる、前記特定の構造のエポキシ化合物(a−1)と
して代表的なもののみを挙げるにとどめれば、2,7−
ジヒドロキシナフタレンの単独、あるいは、一部β−ナ
フトールを併用して、ホルマリンを酸触媒下で反応させ
生じるメチロール基同士が脱水縮合し、二量化して得ら
れる多官能水酸基化合物に、アルカリ化合物の存在下に
エピクロルヒドリンを反応させて得られるものが挙げら
れる。このときβ−ナフトールを併用すると官能基数が
減少したエポキシ化合物が得られる。
【0017】前掲の一般式〔1〕で示される化合物の
W、X、YおよびZが、それぞれ、グリシジルエーテル
基または水素原子となっている形の化合物(ただし、
W、X、YおよびZが、悉く、水素原子となっているも
のは除かれる。)などである。
【0018】他方、前記オキシラン環含有基と反応する
不飽和モノカルボン酸類(a−2)として特に代表的な
もののみを例示するにとどめれば、アクリル酸、メタク
リル酸、クロトン酸または桂皮酸などであり、これらは
2種以上の混合使用によってもよいが、特に、アクリル
酸の使用が望ましい。
【0019】かくして得られるエネルギー線硬化型樹脂
は、それ自体が、高感度のものであり、硬化後において
は、耐水性、耐溶剤性、耐薬品性ならびに耐熱性などに
優れた皮膜を与えるものとなる。
【0020】かくして得られる本発明のエネルギー線硬
化型樹脂を、必須の成分として、含んで成るエネルギー
線硬化型樹脂組成物には、さらに必要に応じて、本発明
の目的を逸脱しない範囲内で、とりわけ、保存安定性な
らびに耐水性、耐溶剤性、耐薬品性および耐熱性などを
保持しうる範囲内で、公知慣用の添加剤、就中、他のタ
イプの反応性希釈剤や有機溶剤などを添加せしめること
を、決して、妨げるものではない。
【0021】かかる反応性希釈剤としては、単官能性の
ものから多官能性のものまでが広く用いられるが、それ
らのうちでも特に代表的なもののみを例示するに留めれ
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、2−エチル
ヘキシル(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリド
ン、1−ビニルイミダゾール、イソボルニル(メタ)ア
クリレート、テトラヒドロフルフィリル(メタ)アクリ
レート、カルビトール(メタ)アクリレート、フェノキ
シエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエン
(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジ(メタ)アク
リレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコ
ールジ(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)アクリレートまたはジペンタエリスリトールヘ
キサ(メタ)アクリレートなどである。
【0022】また、溶剤として特に代表的なもののみを
例示するに止めれば、トルエンもしくはキシレンのごと
き芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトンもしくはシクロヘキサノンの如きケトン
類;酢酸メチル、酢酸エチルもしくは酢酸ブチルの如き
エステル類;メタノール、エタノール、プロパノールも
しくはブタノールの如きアルコール類、ヘキサン、ヘプ
タンの如き脂肪族炭化水素類をはじめ、セロソルブアセ
テート、カルビトールアセテート、ジメチルホルムアミ
ドまたはテトラヒドロフランなどである。
【0023】本発明でいう前記エネルギー線とは、電子
線、α線、β線、γ線、X線、中性子線、または紫外線
の如き、電離性放射線や光などを総称するものである。
本発明において、エネルギー線として紫外線を用いるこ
とによって本発明の樹脂組成物を硬化させる場合には、
波長が1,000〜8,000オングストロームなる紫
外線により解離してラジカルを発生するような光(重
合)開始剤を使用すべきであり、かかる光(重合)開始
剤としては公知慣用のものが、いずれも使用できるが、
そのうちでも特に代表的な例を挙げるにとどめれば、ア
セトフェノン類、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、
ベンジン、ベンゾイン・ベンゾエート、ベンゾイン、ベ
ンゾインメチルエーテル類、ベンジル・ジメチルケター
ル、α−アシロキシムエステル、チオキサントン類、ア
ンスラキノン類およびそれらの各種の誘導体などであ
る。
【0024】また、こうした光(重合)開始剤には、公
知慣用の光増感剤をも併用することができるが、かかる
光増感剤として特に代表的なもののみを例示するにとど
めれば、アミン類、尿素類、含硫黄化合物、含燐化合
物、含塩素化合物またはニトリル類もしくはその他の含
窒素化合物などである。
【0025】本発明のエネルギー線硬化型樹脂を含んで
成るエネルギー線硬化型樹脂組成物は、通常は、そのま
ま、上掲した如きエネルギー源を用いることにより、放
射線ないしは活性エネルギー線を照射させて硬化せしめ
ればよい。
【0026】
【実施例】次に、本発明を実施例および応用例により、
一層、具体的に説明する。以下において、部および%は
特に断りの無い限り、すべて重量基準であるものとす
る。
【0027】実施例1 温度計、攪拌機および環流冷却管を備えたフラスコに、
2,7−ジヒドロキシナフタレンに酸触媒とホルマリン
を加え、反応させ、平均4官能の2量体のヒドロキシ化
合物を得た。これにエピクロルヒドリンを反応させてエ
ポキシ化して得られた4官能エポキシ化合物の556g
(エポキシ当量:138g/eq.)とハイドロキノンモ
ノメチルエーテルの1.3gとを加え、さらにアクリル
酸の288g、トリフェニルフォスフォンの12.8g
をも加えて、エポキシ当量が15000以上となるま
で、110℃の温度で反応せしめて、反応物を得た。
【0028】以下、これを樹脂(A−1)と略記する。 実施例2 樹脂(A−1)を合成する際に、アクリル酸144gを
用いるように変更した以外は、実施例1と同様にして、
目的とするエネルギー線硬化型樹脂(A−2)を得た。
【0029】応用例1 実施例1で得られた樹脂(A−1)に対して、下記する
如き各成分を配合し、充分に混合し、攪拌して塗料を調
製した。
【0030】 樹脂(A−1) 100部 1−ヒドロキシヘキシルフェニルケトン 3部 メチルエチルケトン 30部 次いで、かくして得られた上記塗料を、水研ぎしたブリ
キ板に、20μmの厚さで塗布した。
【0031】しかるのち、80℃の温風乾燥器中で30
分間乾燥せしめ、次いで、これを80Wの高圧水銀灯
で、15cmの高さから、60秒間のあいだ紫外線を照
射し硬化させた。
【0032】その被覆板について行った性能評価試験の
結果を、第1表に示す。 応用例2 樹脂(A−1)に替えて、実施例2で得られた樹脂(A
−2)の同量を用いるように変更した以外は、応用例1
と同様にして塗料を得、塗布し、硬化させた。
【0033】その被覆板についても同様の性能評価を行った
処、第1表に示されるような結果が得られた。 応用例3 実施例1で得られた樹脂(A−1)に対して、下記のよ
うな各成分を配合し、充分に混合し、攪拌して塗料を調
製した。
【0034】 樹脂(A−1) 100部 1−ヒドロキシヘキシルフェニルケトン 3部 トリメチロールプロパントリアクリレート 20部 メチルエチルケトン 30部 以後は、応用例1と同様にして塗料を得、塗布し、硬化
させた。
【0035】その被覆板についても同様の性能評価を行
った処、第1表に示されるような結果が得られた。 応用例4 樹脂(A−1)に替えて、実施例2で得られた樹脂(A
−2)の同量を用いるように変更した以外は、応用例3
と同様にして塗料を得、塗布し、硬化させた。
【0036】その被覆板についても同様の性能評価を行った
処、第1表に示されるような結果が得られた。 比較例1 温度計、攪拌機および還流冷却管を備えたフラスコに、
エポキシ当量が188なる「エピクロン 850」〔大
日本インキ化学工業株式会社製のビスフェノールA型エ
ポキシ化合物〕の376gとハイドロキノンモノメチル
エーテルの1.3gとを加え、さらに、アクリル酸の1
44gをも加えて、酸価が3以下となるまで、110℃
の温度で反応せしめて、反応物(c−3−1)を得た。
【0037】以下、これを樹脂(C−1)と略記する。
以後は、樹脂(A−1)に替えて、比較例1で得られた
樹脂(C−1)の同量を用いるように変更した以外は、
応用例1と同様にして塗料を得、塗布し、硬化させた。
【0038】その被覆板についても同様の性能評価を行
った処、第1表に示されるような結果が得られた。
【0039】
【表1】
【0040】なお、各性能の評価は、次の用な要領で行
ったものである。 硬化性…………塗布した塗膜を80℃の温風中で15分
間乾燥させたのち、80W/cm2 なる強度の高圧水銀
ランプの下、15cmなる位置を50m/分なる速度で
通過せしめ、硬化するまでの回数を測定した。
【0041】耐水性…………ガーゼにイオン交換水を浸
し、硬化塗膜を40回擦ったのちの膜厚の減少度合いを
測定する。 ◎:5μm未満 ○:5μm〜10μm未満 △:10μm〜15μm未満 ×:15μm以上 耐溶剤性………ガーゼにアセトンを浸し、硬化塗膜を4
0回擦ったのちの膜厚の減少度合いを測定する。評価基
準は、耐水性と同じ。
【0042】耐アルカリ性…ガーゼに10%水酸化ナト
リウム水溶液を浸し、硬化塗膜を40回擦ったのちの膜
厚の減少度合いを測定する。評価基準は耐水と同じ。
【0043】耐熱性…………塗布した塗膜を80℃の温
風中で15分乾燥させたのち、80W/cm2 なる強度
の高圧水銀ランプの下、15cmなる位置を50m/分
なる速度で10回通過せしめた硬化塗膜を、200℃の
加熱炉中に40秒間置いてから直ちに塗膜面にガーゼを
圧着させ、冷却後にガーゼを剥がして、塗膜の変化の状
態を目視により判定した。
【0044】◎:全く変化が認められないもの ○:表面にガーゼの跡が、少々、付くもの ×:塗膜が溶融してしまい、ガーゼと共に剥がれるもの 第1表の結果からも明らかなように、本発明のエネルギ
ー線硬化型樹脂組成物は、常温で、あるいは、加熱下
で、自由にエネルギー線硬化させることが出来るし、し
かも、特定のオキシラン環含有化合物の構造に基ずいて
得られる諸性能により、硬化性にも優れるし、かつ、硬
化塗膜が耐水、耐溶剤、耐薬品性を有するし、耐熱性に
も優れるものであって、各種の用途に極めて有用なもの
である。
【0045】
【発明の効果】本発明で得られるエネルギー線硬化型樹
脂は、それ自体が高感度のものであり、しかも、硬化塗
膜は耐水性及び耐溶剤性ならびに耐薬品性および耐熱性
などに優れている処から、とりわけ、コーティング剤、
印刷インキならびに接着剤などとして、広範なる範囲に
おいて極めて有用なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 163/10 C09D 163/10 C09J 163/10 C09J 163/10 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/17 C07C 69/54 C08F 2/46 - 2/50 C08F 290/00 - 290/14 C08F 299/00 - 299/08 C09D 1/00 - 201/10 C09J 1/00 - 201/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式[1] 【化1】 [ただし、式中のW、X、Y及びZは、それぞれ、同一
    であっても異なっていてもよい、水素原子または式 【化2】 で示される基を表わすものとするが、W、X、Y及びZ
    のすべてが水素原子である場合を除くものとする。]で
    示される化合物の少なくとも一つのオキシラン環含有基
    と、不飽和モノカルボン酸化合物とを反応させることを
    特徴とする、エネルギー線硬化型樹脂の製造方法
  2. 【請求項2】前記した一般式 【化3】 [ただし、式中のW、X、Y及びZは、それぞれ、同一
    であっても異なっていてもよい、水素原子または式 【化4】 で示される基を表わすものとするが、W、X、Y及びZ
    のすべてが水素原子である場合を除くものとする。]で
    示される化合物の少なくとも一つのオキシラン環含有基
    が、一般式 【化5】 [ただし、式中の 1 は水素原子またはメチル基を、 2
    は水素原子、メチル基、シアノ基およびハロゲン原子を
    表わすものとする。]で示される基で置換されているも
    のである、請求項1に記載のエネルギー線硬化型樹脂
    製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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