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JP2016113518A - (メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーを有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物 - Google Patents

(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーを有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物 Download PDF

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JP2016113518A
JP2016113518A JP2014252249A JP2014252249A JP2016113518A JP 2016113518 A JP2016113518 A JP 2016113518A JP 2014252249 A JP2014252249 A JP 2014252249A JP 2014252249 A JP2014252249 A JP 2014252249A JP 2016113518 A JP2016113518 A JP 2016113518A
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meth
acrylamide
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JP2014252249A
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清貞 俊次
Shunji Kiyosada
俊次 清貞
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KJ Chemicals Corp
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KJ Chemicals Corp
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Abstract

【課題】硬化前は低粘度で操作性に優れ、酸素存在下でも硬化性が高く、硬化物は非反応性希釈剤のブリードアウトがなく、良好な粘着性や接着性などを示し、粘着剤、接着剤、電子材料、インク、コーティング剤、光硬化型のレジスト用途、付加製造用途等に有用な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】末端もしくは側鎖に(メタ)アクリルアミド基を有する(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー、N−置換(メタ)アクリルアミド及び非反応性希釈剤を用いることを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、粘着剤、接着剤、電子材料、インク、コーティング剤、光硬化型のレジスト用途、付加製造用途等に有用な、酸素存在下でも硬化性が高く、粘度を低く抑えハンドリングを向上させた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物およびその成形品に関するものである。
活性エネルギー線硬化技術は速硬化であるため高生産性であることや、無溶剤やハイソリッドなどの環境配慮型の技術であり、パターニングや付加製造にも利用できるため、粘着剤、接着剤、電子材料、インキ、コーティング剤、光硬化型のレジスト用途、付加製造用途等の様々な分野で使用されている。活性エネルギー線硬化技術には、カチオン開環重合性モノマーとプロトン酸を光活性種とする光カチオン重合反応と、アクリル系モノマーを使用し光ラジカル開始剤により重合反応を進行させる光ラジカル重合反応が多く利用されている。光カチオン重合反応は酸素による重合阻害を受けず、硬化収縮率が低いなどの利点があるものの、硬化速度が遅い欠点がある。一方で光ラジカル重合反応は酸素阻害を受けやすく、硬化収縮率が高いなどの欠点があるものの、硬化速度が速く、汎用のアクリルモノマーを使用できる事から広く利用されている。
更に(メタ)アクリル系のモノマーを使用した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は粘度を低く抑えやすく、使用時のハンドリングが良好であり、様々な用途に利用可能である。例えば光硬化型接着剤組成物では、塗工性能を改善するためには30〜3000mPa・sが好ましい粘度領域であるとしており、オリゴマーを30〜50質量%、(メタ)アクリレート類や(メタ)アクリルアミド類を50〜70質量%使用している(特許文献1)。またインクジェットインキとして使用される場合、安定吐出の観点から2〜30mPa・sが好ましい粘度範囲とされており、(メタ)アクリル系のモノマーだけでなく、有機溶剤も併用して低粘度化している(特許文献2)。
また光ラジカル重合反応において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を使用する際には、特許文献1に示される様にアクリルモノマーの他に(メタ)アクリル基を導入した重合性ウレタンオリゴマーを使用することが多く報告されている。それは、重合性ウレタンオリゴマーが多様な骨格構造をバランスよく持つことによって、用途に応じた接着性、粘着性、可撓性、屈曲性、柔軟性、強靭性、耐溶剤性、耐摩耗性等様々な性能を容易に付与することができるためである。このような重合性ウレタンオリゴマーは通常、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させ、両末端に水酸基またはイソシアネート基を有するポリウレタンを得、その後、水酸基含有(メタ)アクリレートまたはイソシアネート基含有(メタ)アクリレートとさらに反応することにより合成されている(特許文献3〜5)。また、水酸基含有アクリレートとポリイソシアネートとを反応させてから、ポリオールの末端に付ける合成方法も提案されている(特許文献6)。
また、全般的に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化性を改善するため、(メタ)アクリルアミド基を導入した重合性ウレタンオリゴマーやモノマーとして水酸基含有(メタ)アクリルアミドを使用する方法が提言されている(特許文献7、8)。
一方で実際に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を粘着剤、接着剤、電子材料、インキ、コーティング剤、光硬化型のレジスト用途、付加製造用途等の様々な分野で使用する際には、重合性ウレタンオリゴマーとアクリルモノマーだけでは要求物性が満たせず、非反応性希釈剤として可塑剤や柔軟化剤が使用される場合がある。非反応性希釈剤は低粘度化による操作性の向上だけでなく、硬化物に内包されることで硬化収縮率の低減や用途に応じて硬化物の物性を調整することができる。例えば、液晶パネルの組み立てにおいて、カバーガラスと液晶表示部の組み立てを光硬化型粘着剤いわゆる液状OCAにより行う場合、パネルへの充填を良好に行うための低粘度化と、硬化収縮による歪を防止するための低硬化収縮率化を図って、非反応性希釈剤として液状ポリブタジエン等が使用されている(特許文献9、10)。また付加製造用途においては、粘度や剥離性調整などのためにアルキレングリコール等の非反応性希釈剤が添加されている(特許文献11、12)。
しかし、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の高硬化性、低粘度化、低硬化収縮率化をバランスよく行うことは極めて困難である。例えば、非反応性希釈剤を使用しない特許文献7では粘度が1000mPa・s以上と高く、ハンドリングの悪い樹脂となっていた。また、特許文献8では、低粘度かつ良好な接着性を有する樹脂が得られるものの、硬化には1000mJ/cmの積算光量が必要となっており、硬化性が不十分であった。さらにモノマーが80質量%以上使用されている事から、硬化収縮率の改善には寄与できず、厚膜粘着シートや付加製造用途などでは歪が大きくなるため、使用し難い懸念があった。一方で低粘度化するために有機溶剤を使用した特許文献2では、インクジェットインキとして操作性に優れているものの、活性エネルギー線による硬化前に有機溶剤を除去させる乾燥工程が必要とされており、生産性が劣る事となっていた。さらに、特許文献9、10に記される様な非反応性希釈剤を使用する光硬化型粘着剤では、6000mJ/cmの高い積算光量が必要となっており、硬化性が十分ではなかった。また、付加製造用途でも非反応性希釈剤を使用しているが、特許文献11では低粘度化等は図られているが、硬化には1000mJ/cmの積算光量が必要であり硬化性が十分ではなく、特許文献12では非反応性希釈剤を使用した場合、高硬化性、低粘度化は行えるものの、硬化物からの非反応性希釈剤のブリードアウトの防止が不十分であった。そのため、硬化前の樹脂においては高硬化性、低粘度化といったハンドリングが良好であり、硬化後の接着性や粘着性等の物性に優れた硬化物が得られる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の開発が望まれていた。
特開2007−177169号公報 特開2010−092012号公報 特開昭61−21120号公報 特開2010−267703号公報 特開平6−145276号公報 WO2013/088889号公報 特開2001−270973号公報 特開2013−177547号公報 特開2014−095080号公報 特開2008−282000号公報 特開2012−111226号公報 特開2010−155889号公報
本発明は、低粘度で操作性に優れ、酸素存在下でも活性エネルギー線による高い硬化性を有し、硬化物は非反応性希釈剤のブリードアウトがなく、良好な粘着性や接着性等を示す、粘着剤、接着剤、電子材料、インク、コーティング剤、光硬化型のレジスト用途、付加製造用途等に有用な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、末端もしくは側鎖に(メタ)アクリルアミド基を有するウレタンオリゴマー、N−置換(メタ)アクリルアミド及び非反応性希釈剤を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いることで前記の目標を達成しえることを見出し、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明は
(1)組成物全量100質量%に対して、1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)と、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(a2)と、一般式(1)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)との付加反応で得られる(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)は0.5〜30.0質量%、N−置換(メタ)アクリルアミド(B)は10.0〜69.0質量%及び非反応性希釈剤(C)は1.0〜80.0質量%を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)、
(式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、R3は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基を表す。)
(2)一般式(1)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)がN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドであることを特徴とする前記(1)に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)、
(3)N−置換(メタ)アクリルアミド(B)が、一般式(2)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミドであることを特徴とする前記(1)又は前記(2)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)、
(式中、R4は水素原子又はメチル基、R5は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、R6は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基を表す。)
(4)水酸基を有する(メタ)アクリルアミドが、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)、
(5)非反応性希釈剤(C)が一般式(3)で示されるアルキレングリコール基を含む化合物であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)、
(式中、R7は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R8は水素原子又はメチル基、R9は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基又はアセチル基、nは1〜100の整数を表す。)
(6)一般式(3)で示される非反応性希釈剤(C)がエチレングリコール基を含有する化合物であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)、
(7)1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)がポリアルキレングリコールであることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)、
(8)非反応性希釈剤(C)が40.0〜80.0質量%である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする粘着剤、
(9)非反応性希釈剤(C)が1.0〜40.0質量%である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする接着剤、
(10)非反応性希釈剤(C)が30.0〜80.0質量%である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とするインク、
(11)非反応性希釈剤(C)が1.0〜25.0質量%である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする付加製造用途に用いるモデル材、
(12)非反応性希釈剤(C)が30.0〜80.0質量%である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする付加製造用途に用いるサポート材
を提供するものである。
本発明によれば、分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)と、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(a2)と、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)との付加反応で得られる(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)は0.5〜30.0質量%、N−置換(メタ)アクリルアミド(B)は10.0〜69.0質量%及び非反応性希釈剤(C)は1.0〜80.0質量%を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)を用いることにより、低粘度で操作性に優れ、活性エネルギー線に対して高硬化速度を有する硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)を用いることにより、非反応性希釈剤のブリードアウトがなく、粘着性や接着性に優れた成形品を提供することが可能である。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)は、分子の末端もしくは側鎖に(メタ)アクリルアミド基を有することを特徴とする。(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)の使用量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)全体に対して0.5〜30質量%である。0.5質量%以上である場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)を活性エネルギー線照射により重合して得られる硬化物の引張強度、硬度、弾性等が良く、かつ、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが抑制できるため好ましい。また、30質量%以下である場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が低く、塗布操作等の操作性が良好であるため好ましい。1質量%以上である場合、硬化物の引張強度、硬度、弾性等がさらに良くなり、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが更に抑制され、20質量%以下である場合に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度がさらに低くなり、塗布工程の操作性がさらに良好となるためより好ましい。
本発明の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)の合成方法は、特に限定することがなく、公知のウレタン化反応技術により合成することができる。即ち、分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)と、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(a2)及び水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)との反応から合成できる。また、ポリオールとイソシアネート化合物とを反応させ、分子中に1個以上のイソシアネート基を有するポリウレタンを合成し、その後、水酸基を有する(メタ)アクリルアミドモノマーを用いてウレタン化合物中のイソシアネート基とさらに反応させ、目的の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーを取得する方法がある。後者は、ポリイソシアネート化合物(a2)と水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)からなる副生成物の発生を抑制することができるため好ましい。
1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)と1分子内に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(a2)との付加反応により、1分子中に1個以上のイソシアネート基を有するウレタン化合物を得ることができる。また、イソシアネート基と反応し得る1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)の水酸基の合計に対してポリイソシアネート化合物(a2)のイソシアネート基の合計は当量以上となるよう反応させることが好ましく、中でも当量比(モル比)(水酸基/イソシアネート基)は1/1.01〜1/2.0となるような割合で反応させる方法が好ましい。
本発明の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)に用いられる1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)は主鎖骨格の末端又は側鎖に1個以上の水酸基を有する炭素数2〜9のアルキレングリコール、炭素数2〜6のポリアルキレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオールが挙げられる。これらのポリオールは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
アルキレングリコールは主鎖骨格の末端又は側鎖に1個以上の水酸基を有するもので、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタングリコール、2−メチル−1,3−プロピレングリコール、2−メチル−1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。これらのアルキレングリコールは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリアルキレングリコールは分子中にポリエーテル骨格を含む末端又は側鎖に水酸基を有するもので、付加反応時の混和性の面から常温で液体であることが好ましい。ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリメチルペンタングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等があり、また、市販品としては、例えば、アデカポリエーテルのP、BPX、G、T、EDP、AM、BM、CM、PR、GRシリーズ(ADEKA社製)、PTMGシリーズ(三菱化学社製)、PEGシリーズ、ユニオックスGシリーズ、ユニオールD、TG、PBシリーズ(日油社製)等が挙げられる。これらのポリアルキレングリコールは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリエステルポリオールは多価カルボン酸とジオールからなり、分子中にポリエステル骨格を含む両末端又は側鎖に水酸基を有するものである。多価カルボン酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などが挙げられ、ジオール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−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、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。次工程のウレタン化反応時の混和性の面から常温で液体であるポリエステルポリオールが好ましい。また、市販品としては、例えば、アデカニューエースシリーズ(ADEKA社製)、クラレポリオールP、F、Nシリーズ(クラレ社製)、プラクセルシリーズ(ダイセル化学社製)等が挙げられる。これらのポリエステルポリオールは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる
ポリカーボネートポリオールはカルボニル成分とジオールからなり、分子中にカーボネート骨格を含む両末端又は側鎖に水酸基を有するものである。カルボニル成分としてホスゲン、クロロギ酸エステル、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート及びアルキレンカーボネート等が挙げられ、ジオール成分としてはエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−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、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。次工程のウレタン化反応時の混和性の面から常温で液体であるポリカーボネートポリオールが好ましい。また、市販品としては、例えば、プラクセルCDシリーズ(ダイセル化学工業社製)、ETERNACOLL UH、UHC、UC、UMシリーズ(宇部興産社製)、デュラノールシリーズ(旭化成ケミカルズ社製)、NIPPOLLAN 982R(日本ポリウレタン社製)、クラレポリオールシリーズ(クラレ社製)等が挙げられる。これらのポリカーボネートポリオールは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオールは分子中に1,4−ビニル結合及び/または1,2−ビニル結合を含む、もしくはそれらビニル基の水素添加物を含む両末端又は側鎖に水酸基を有する液状樹脂である。ポリブタジエンポリオールとしては、例えば市販品でNISSO−PBシリーズ(日本曹達社製)のG−1000、G−2000、G−3000、Poly bdシリーズ(出光興産社製)のR−15HT、R−45HT、Krasolシリーズ(クレイバレー社製)のLBH2000、LBH−P2000、LBH−3000、LBH−P3000等が挙げられる。また、水添ポリブタジエンポリオールとしては、例えばNISSO−PBシリーズ(日本曹達社製)のGI−1000、GI−2000、GI−3000、Krasolシリーズ(クレイバレー社製)のHLBH−P2000、HLBH−P3000等が挙げられる。ポリイソプレンポリオールとしては、Poly ip(出光興産社製)等が挙げられる。また、水添ポリイソプレンポリオールとしては、EPOL(出光興産社製)等が挙げられる。これらのポリブタジエンポリオールは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)の品種においては、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトを防止する観点から非反応性希釈剤(C)と類似の構造を選択することが好ましい。非反応性希釈剤(C)がアルキレングリコール基を含む物質が好ましいことから、1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)は炭素数2〜4のポリアルキレングリコールが好ましい。
1分子内に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(a2)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−ブチレンジイソンアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート類、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−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、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート類、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロ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、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類、又は、これらのアダクトタイプ、イソシアヌレートタイプ、ビュレットタイプ等の多量体が挙げられる。これらのポリイソシアネートは、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)は、一般式(1)(式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、R3は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基を表す。)で示される化合物である。
本発明に用いられる、上記一般式(1)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)としては、例えば、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらの水酸基を含有する(メタ)アクリルアミドは1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。またR1が水素原子である水酸基を有するアクリルアミド化合物は硬化性が高いため好ましく、特にN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドが、皮膚刺激性(PII=0)が低いので安全性が高くて取り扱い易く、さらに好ましい。
アルコール化合物(a1)とポリイソシアネート化合物(a2)との付加反応により得られる1分子中に1個以上のイソシアネート基を有するウレタン化合物と、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)との付加反応において、水酸基の合計がイソシアネート基の合計に対して当量比(水酸基/イソシアネート基)が1.0以上であることが好ましい。1.0当量以上の場合、イソシアネート基を有するウレタン化合物のイソシアネート基がすべて反応し、残存するイソシアネート基による製品の安定性低下を招く可能性がなくなるため好ましい。
本発明のウレタン化反応は、アルコール化合物(a1)とポリイソシアネート化合物(a2)との反応、及びアルコール化合物(a1)とポリイソシアネート化合物(a2)との付加反応により得られるウレタン化合物と水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)との反応があるが、何れも反応成分を混合し、所望により温度を上げ、公知の方法で実施することができる。この反応は10〜160℃、好ましくは20〜140℃の温度で行うことが望ましい。前記反応成分の混合は、公知の方法で行うことができる。また、前記反応成分の添加は所望によりいくつかの段階に分けて行うことができる。また、前記反応は無溶媒でも可能であるが、必要に応じて有機溶媒中、反応性希釈剤中で実施できる。使用できる有機溶媒としては、イソシアネートと反応しないものであれば特に限定されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、脂肪族炭化水素系溶剤(石油エーテル等)等の存在下で行うことができる。また、使用できる反応性希釈剤としては、イソシアネートと反応しないものであれば特に限定されないが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、長鎖脂肪族アクリレート、アリルアクレート、シクロヘキシルアクリレート、1,6−ヘキサンジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、N−アクリロイルモルホリン等が例示される。有機溶媒又は反応性希釈剤の使用量は(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)の原料成分の合計重量に対して0〜400質量%、好適には0〜200質量%である。
また、かかる反応においては、反応促進の目的で触媒を添加することができる。当該触媒としては、例えば、アルキルホスホン酸のカリウムもしくはナトリウム塩など、炭素数8〜20の脂肪酸のナトリウム、カリウム、ニッケル、コバルト、カドミウム、バリウム、カルシウム、亜鉛などの金属塩、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫マレエート、ジブチルジブトキシ錫、ビス(2−エチルヘキシル)錫オキサイド、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジアセトキシジスタノキサンなどの有機錫化合物が挙げられ、これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。触媒の使用量は、(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)の原料成分の合計重量に対して通常5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。
水酸基を有する(メタ)アクリルアミドモノマー(a3)の重合性二重結合のラジカル重合を抑制するために、必要に応じてラジカル重合禁止剤を使用することができる。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ベンゾキノン、p−tert−ブチルカテコール等のキノン系重合禁止剤;2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール等のアルキルフェノール系重合禁止剤;アルキル化ジフェニルアミン、N,N′−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン等のアミン系重合禁止剤、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル等のN−オキシル類;ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅等のジチオカルバミン酸銅系重合禁止剤等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの重合禁止剤の添加量としては、水酸基を有する(メタ)アクリルアミドモノマーの種類や配合量等に応じて適宜に設定すればよいが、重合抑制効果、生産上の簡便性および経済性の観点から、(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)の原料成分の合計重量に対して通常0.001〜5質量%であることが好ましく、0.01〜1質量%であることがさらに好ましい。
本発明の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーの重量平均分子量は1,000〜50,000であり、さらに2,000〜20,000であることが好ましい。重量平均分子量が1,000未満では、分子量に対する不飽和基の占める割合が大きく、得られる硬化物の硬化収縮率は十分に抑えなくなる恐れがあった。一方、重量平均分子量は50,000を超えると高粘度となるためハンドリング性が悪くなり、好ましくない。
本発明の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーのガラス転移温度は特に指定されるものではなく、使用する用途に応じてアルコール化合物(a1)とポリイソシアネート化合物(a2)の組み合わせにより適宜設計することができる。例えば、粘着剤として用いる場合、ガラス転移温度が0℃未満と低く、一方、コーティング剤として使用する場合、ガラス転移温度が50℃以上と高く設計することができる。
本発明に用いられるN−置換(メタ)アクリルアミドは、N−モノ置換(メタ)アクリルアミドトN,N−ジ置換(メタ)アクリルアミドであり、具体的には、モノ又はジ置換アルキル(メタ)アクリルアミド、モノ又はジ置換アルコキシルアルキル(メタ)アクリルアミド、モノ又はジ置換(メタ)アクリルアミド重合性イオン液体、アミノ基を含有するモノ又はジ置換(メタ)アクリルアミド、水酸基を含有するモノ又はジ置換(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらのN−置換(メタ)アクリルアミドは1種類単独で使用してもよいし、また2種類以上併用してもよい。
水酸基を含有するモノ又はジ置換(メタ)アクリルアミド、即ち、水酸基を有する(メタ)アクリルアミドは、一般式(2)(式中、R4は水素原子又はメチル基、R5は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、R6は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基を表す。)で示される化合物である。
本発明に用いられる、上記一般式(2)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(B)としては、例えば、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(6−ヒドロキシヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(ヒドロキシメチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)−N−(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(4−ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらの水酸基を含有する(メタ)アクリルアミドは1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
またR4が水素原子である水酸基を有するアクリルアミド化合物が、硬化性が高いため好ましく、特にN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドが、皮膚刺激性(PII=0)が低いので安全性が高くて取り扱い易く、さらに好ましい。
本発明に用いられるモノ又はジ置換アルキル(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−プロピル)(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(n−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(i−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(t−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ヘプチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−オクチル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−ドデシル)(メタ)アクリルアミド、N−(n−オクタデシル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−プロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(i−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(t−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−ペンチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−ヘキシル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−ヘプチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−オクチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−ドデシル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−オクタデシル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
本発明に用いられるモノ又はジ置換アルコキシルアルキル(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
本発明に用いられるアミノ基を含有するモノ又はジ置換(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N−[3−(ジメチルアミノ)]エチル(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジエチルアミノ)]エチル(メタ)アクリルアミド、N−{3−[ジ(n−プロピル)アミノ]}エチル(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)]プロピル(メタ)アクリルアミド、N−[3−(ジエチルアミノ)]プロピル(メタ)アクリルアミド、N−{3−[ジ(n−プロピル)アミノ]}プロピル(メタ)アクリルアミド、1-(メタ)アクリロイルイミダーゾール等が挙げられる。
本発明に用いられるモノ又はジ置換(メタ)アクリルアミド重合性イオン液体としては、例えば、カチオンとして(メタ)アクリルアミド系のアンモニウムイオンやイミダゾリウムイオン、アニオンとしてはCl、Br、I等のハロゲンイオン又はOH、CHCOO、NO 、ClO 、PF 、BF 、HSO 、CHSO 、CFSO 、CHSO 、CSO 、(CFSO,SCN等の無機酸アニオン又は有機酸アニオンが挙げられる。
本発明におけるN−置換(メタ)アクリルアミド化合物(B)の使用量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)全体に対して10〜69質量%である。10質量%以上である場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が低く、塗布の操作性が良好になり、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトを抑制できるため好ましい。また、69質量%以下である場合には、得られる硬化物の硬化収縮率を低く抑える事ができるため好ましく、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)全体に対して20〜55質量%である場合には更に好ましい。
本発明に用いられる、上記一般式(1)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)と上記一般式(2)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミドはいずれも水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物であり、異なる化合物を用いてもよいし、同一の化合物を用いてもよい。また、製造工程の簡便化及び安全性向上の観点から、全製造工程において、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3とB)としてN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを用いることが特に好ましい。
本発明で用いる非反応性希釈剤(C)としては、(メタ)アクリルアミド化合物と反応しない、かつ非重合性のものであれば特に限定されないが、アルキレングリコール類、ポリアルキレングリコール類、グリコールエーテル類、グリコールエステル類、カルボン酸エステル類、ポリオレフィン類、ポリオレフィン誘導体、液状ポリエステル類、液状ポリカーボネート類等が挙げられ、これらの非反応性希釈は、1種を単独、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
アルキレングリコール類としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,5−ペンタングリコール、2−メチル−1,3−プロピレングリコール、2−メチル−1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
ポリアルキレングリコール類としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジテトラメチレングリコール、トリテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジメチルペンタンジオール、トリメチルペンタンジオール、ポリメチルペンタンジオール等が挙げられる。
グリコールエーテル類としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルプロピルエーテル、エチレングリコールエチルプロピルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールエチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルプロピルエーテル、トリエチレングリコールエチルプロピルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールメチルエチルエーテル、ポリエチレングリコールジエチルエーテル、ポリエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ポリエチレングリコールエチルプロピルエーテル、ポリエチレングリコールジプロピルエーテル、ポリエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールメチルプロピルエーテル、プロピレングリコールエチルプロピルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールエチルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルプロピルエーテル、トリプロピレングリコールエチルプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールジメチルエーテル、ポリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ポリプロピレングリコールジエチルエーテル、ポリプロピレングリコールメチルプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールエチルプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールジプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールジブチルエーテル、テトラメチレングリコールモノメチルエーテル、テトラメチレングリコールモノエチルエーテル、テトラメチレングリコールモノプロピルエーテル、テトラメチレングリコールモノブチルエーテル、テトラメチレングリコールモノペンチルエーテル、テトラメチレングリコールジメチルエーテル、テトラメチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラメチレングリコールジエチルエーテル、テトラメチレングリコールメチルプロピルエーテル、テトラメチレングリコールエチルプロピルエーテル、テトラメチレングリコールジプロピルエーテル、テトラメチレングリコールジブチルエーテル、ジテトラメチレングリコールモノメチルエーテル、ジテトラメチレングリコールモノエチルエーテル、ジテトラメチレングリコールモノプロピルエーテル、ジテトラメチレングリコールモノブチルエーテル、ジテトラメチレングリコールモノペンチルエーテル、ジテトラメチレングリコールジメチルエーテル、ジテトラメチレングリコールメチルエチルエーテル、ジテトラメチレングリコールジエチルエーテル、ジテトラメチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジテトラメチレングリコールエチルプロピルエーテル、ジテトラメチレングリコールジプロピルエーテル、ジテトラメチレングリコールジブチルエーテル、トリテトラメチレングリコールモノメチルエーテル、トリテトラメチレングリコールモノエチルエーテル、トリテトラメチレングリコールモノプロピルエーテル、トリテトラメチレングリコールモノブチルエーテル、トリテトラメチレングリコールモノペンチルエーテル、トリテトラメチレングリコールジメチルエーテル、トリテトラメチレングリコールメチルエチルエーテル、トリテトラメチレングリコールジエチルエーテル、トリテトラメチレングリコールメチルプロピルエーテル、トリテトラメチレングリコールエチルプロピルエーテル、トリテトラメチレングリコールジプロピルエーテル、トリテトラメチレングリコールジブチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノメチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノエチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノブチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノペンチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジメチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールメチルエチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジエチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールメチルプロピルエーテル、ポリテトラメチレングリコールエチルプロピルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジプロピルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジブチルエーテル、メチルペンタンジオールモノメチルエーテル、メチルペンタンジオールモノエチルエーテル、メチルペンタンジオールモノプロピルエーテル、メチルペンタンジオールモノブチルエーテル、メチルペンタンジオールモノヘキシルエーテル、メチルペンタンジオールジメチルエーテル、メチルペンタンジオールメチルエチルエーテル、メチルペンタンジオールジエチルエーテル、メチルペンタンジオールメチルプロピルエーテル、メチルペンタンジオールエチルプロピルエーテル、メチルペンタンジオールジプロピルエーテル、メチルペンタンジオールジブチルエーテル、メチルペンタンジオールジヘキシルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)モノメチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)モノエチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)モノプロピルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)モノブチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)モノヘキシルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)ジメチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)メチルエチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)ジエチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)メチルプロピルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)エチルプロピルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)ジプロピルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)ジブチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)ジヘキシルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)モノメチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)モノエチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)モノプロピルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)モノブチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)モノヘキシルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)ジメチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)メチルエチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)メチルプロピルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)エチルプロピルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)ジプロピルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)ジエチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)ジブチルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)ジヘキシルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)モノメチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)モノエチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)モノプロピルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)モノブチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)モノヘキシルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)ジメチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)メチルエチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)ジエチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)メチルプロピルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)エチルプロピルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)ジプロピルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)ジブチルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)ジヘキシルエーテル等が挙げられる。
グリコールエステル類としては、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ポリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、ポリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ポリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ポリエチレングリコールブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ポリプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸ポリプロピレングリコールメチルエーテル、ポリプロピレングリコールエチルエーテルアセテート、ポリプロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、ポリプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、テトラメチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸テトラメチレングリコールメチルエーテル、テトラメチレングリコールエチルエーテルアセテート、テトラメチレングリコールプロピルエーテルアセテート、テトラメチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジテトラメチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸ジテトラメチレングリコールメチルエーテル、ジテトラメチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジテトラメチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジテトラメチレングリコールブチルエーテルアセテート、トリテトラメチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリテトラメチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリテトラメチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリテトラメチレングリコールブチルエーテルアセテート、ポリテトラメチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸ジテトラメチレングリコールプロピルエーテル、ポリテトラメチレングリコールエチルエーテルアセテート、ポリテトラメチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ポリテトラメチレングリコールブチルエーテルアセテート、メチルペンタンジオールメチルエーテルアセテート、プロピオン酸メチルペンタンジオールメチルエーテル、メチルペンタンジオールエチルエーテルアセテート、メチルペンタンジオールプロピルエーテルアセテート、メチルペンタンジオールブチルエーテルアセテート、メチルペンタンジオールヘキシルエーテルアセテート、ジ(メチルペンタンジオール)メチルエーテルアセテート、プロピオン酸ジ(メチルペンタンジオール)メチルエーテル、ジ(メチルペンタンジオール)エチルエーテルアセテート、ジ(メチルペンタンジオール)プロピルエーテルアセテート、ジ(メチルペンタンジオール)ブチルエーテルアセテート、ジ(メチルペンタンジオール)ヘキシルエーテルアセテート、トリ(メチルペンタンジオール)メチルエーテルアセテート、プロピオン酸トリ(メチルペンタンジオール)プロピルエーテル、トリ(メチルペンタンジオール)エチルエーテルアセテート、トリ(メチルペンタンジオール)プロピルエーテルアセテート、トリ(メチルペンタンジオール)ブチルエーテルアセテート、トリ(メチルペンタンジオール)ヘキシルエーテルアセテート、ポリ(メチルペンタンジオール)メチルエーテルアセテート、プロピオン酸ポリ(メチルペンタンジオール)プロピルエーテル、ポリ(メチルペンタンジオール)エチルエーテルアセテート、ポリ(メチルペンタンジオール)プロピルエーテルアセテート、ポリ(メチルペンタンジオール)ブチルエーテルアセテート、ポリ(メチルペンタンジオール)ヘキシルエーテルアセテート等が挙げられる。
カルボン酸エステル類としてはフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ビス(メトキシエチル)、フタル酸ビス(ブトキシエチル)、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジノニル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジウンデシル、アジピン酸ビス(メトキシエチル)、アジピン酸ビス(ブトキシエチル)、トリメリット酸トリメチル、トリメリット酸トリエチル、トリメリット酸トリプロピル、トリメリット酸トリヘキシル、トリメリット酸トリ(2-エチルヘキシル)、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリノニル、トリメリット酸トリソノニル、トリメリット酸トリソデシル、トリメリット酸トリウンデシル、トリメリット酸トリ(メトキシエチル)、トリメリット酸トリ(ブトキシエチル)等が挙げられる。
ポリオレフィン、ポリオレフィン誘導体としては液状水添ポリブタジエン、水酸基末端液状水添ポリブタジエン、液状水添ポリイソプレン、水酸基末端液状水添ポリイソプレン等が例示される。
液状ポリエステル類としては、多価カルボン酸とジオールからなり、分子中にポリエステル骨格を含む液状樹脂で、多価カルボン酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などが挙げられ、ジオール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−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、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。ポリオールの市販品としては、例えば、アデカニューエースシリーズ(ADEKA社製)、クラレポリオールP、F、Nシリーズ(クラレ社製)、プラクセルシリーズ(ダイセル化学社製)等が挙げられる。
液状ポリカーボネート類はカルボニル成分とジオールからなり、分子中にカーボネート骨格を含む化合物で、カルボニル成分としてホスゲン、クロロギ酸エステル、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネートおよびアルキレンカーボネートなどが挙げられ、ジオール成分としてはエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−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、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。液状ポリカーボネート類の市販品としては、例えば、プラクセルCDシリーズ(ダイセル化学工業社製)、ETERNACOLL UH、UHC、UC、UMシリーズ(宇部興産社製)、デュラノールシリーズ(旭化成ケミカルズ社製)、NIPPOLLAN 982R(日本ポリウレタン社製)、クラレポリオールシリーズ(クラレ社製)等が挙げられる。
また、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド(B)との相溶性が高く、容易に溶解することから、非反応性希釈剤(C)としては、下記一般式(3) (式中、R7は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R8は水素原子又はメチル基、R9は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基又はアセチル基、nは1〜100の整数を表す。)で示されるアルキレングリコール基を含む化合物であることが好ましい。さらに、前記のN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドと同様なヒドロキシエチル基を有するエチレングリコール類が、優れる相溶性を有する同時にブリードアウトしないため、より好ましい。
本発明で用いる非反応性希釈剤(C)の使用量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)全体に対して1〜80質量%である。1質量%以上である場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が低く、塗布等の操作性が良好であるため好ましい。また、80質量%以下である場合には、活性エネルギー線により重合して得られる硬化物の引張強度、硬度、弾性等が十分に満足でき、非反応性希釈剤(C)がブリードアウトせず、好ましい。
また、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)が粘着剤として用いられる場合、非反応性希釈剤(C)の含有量が、(D)全体に対して40〜80質量%であることがより好ましい。この範囲において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度も塗布操作性も良好で、得られる硬化物に関して、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが認められないと同時に、ショアA硬度が20以下の柔軟な硬化物が得られ、基材に対する密着性や粘着性に優れるため、より好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)が接着剤として用いられる場合、非反応性希釈剤(C)の含有量が、(D)全体に対して1〜40質量%であることがより好ましい。この範囲において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度も塗布操作性も良好で、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが認められないと同時に、ゴム硬度が10以上と高くなり、硬化物に十分な弾性、凝集力を持たせる事ができるため、基材に対する密着性や得られる成形品の接着力が最も高いためである。一方で、非反応性希釈剤(C)の使用量が40質量%超えると、硬化物のゴム硬度が低下し、接着成形品に十分な弾性や凝集力が付与できなくなる事があり、接着性や耐久性が経時的に低下する恐れがある。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)がインキとして用いられる場合、非反応性希釈剤(C)の含有量が、(D)全体に対して30〜80質量%であることがより好ましい。この範囲において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が低く、操作性に優れ、硬化したインクの基材への密着性に優れ、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが認められないため好ましい。一方で、非反応性希釈剤(C)の使用量が30質量%未満の場合、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が100mPa・s以上となりインクジェット印刷の際の吐出安定性が低下し、良好な印字や画像形成が出来なくなる恐れがある。
さらに、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)がインキとして用いられる場合、非反応性希釈剤(C)がエチレングリコール基を含む化合物であることがより好ましい。この場合、(D)の粘度が30mPa・s以下となるので、吐出安定性に優れるだけでなく、硬化物が白化し、顔料等の添加無しに隠蔽性の高い白色硬化膜を形成できるためインクジェットインキとして好適に用いることができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)が付加製造用途に用いるモデル材として使用する場合、非反応性希釈剤(C)の含有量が、(D)全体に対して1〜25質量%であることがより好ましい。この範囲において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が低く、操作性に優れ、また硬化した成形物の引張強度、硬度、弾性等が良く、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが認められず、かつ、成形物からサポート剤を水洗などにより除去する際に、モデル剤の膨潤性が低く、成型物の変形や破損などが生じないため好ましい。さらに、非反応性希釈剤(C)が1〜10質量%である場合は膨潤性がほぼ見られないためより好ましい。一方で、非反応性希釈剤(C)の使用量が25質量%より大きくなる場合、硬化物の引張強度、硬度、弾性等が低下したり、膨潤性が高くなる恐れがある。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)が付加製造用途のサポート材として用いられる場合、非反応性希釈剤(C)の含有量が、(D)全体に対して30〜80質量%であることがより好ましい。この範囲において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度が低く、操作性に優れ、硬化後のサポート材から非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが認められないため好ましい。さらに、この範囲では、サポート材を成型物から容易に剥離することができる。また、50質量%以上になる場合、剥離時間がより短縮されるため、特に好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)は活性エネルギー線照射により硬化することができる。本発明の活性エネルギー線とは、電磁波または荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するもの、すなわち、可視光、電子線、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線等の光エネルギー線などを指す。活性エネルギー線源としては、例えば、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、紫外線LED、電子線加速装置、放射性元素などの線源が挙げられる。照射する活性エネルギー線としては、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の保存安定性と硬化速度及び有害性の低さから紫外線が好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させる際には、光重合開始剤(E)が、活性エネルギー線として電子線を用いる場合には特に必要はないが、可視光や紫外線を用いる場合には必要となる。光重合開始剤(E)はアセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、αアミノケトン系、キサントン系、アントラキノン系、高分子光開始剤系等の通常のものから適宜選択すればよい。例えば、アセトフェノン類としては、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1、ベンゾイン類としては、ベンゾイン、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン、α−アリルベンゾイン、α−ベンゾイルベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン類としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、αアミノケトン類としては、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルホリニル)−1−プロパノン、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、キサントン類としては、キサントン、チオキサントン、アントラキノン類としては、アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、高分子光開始剤としては、{2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパン−1−オン}のポリマーなどが挙げられる。これらの光重合開始剤(E)は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明で用いる光重合開始剤(E)の使用量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)全体に対して0.1〜10質量%が好ましい。0.1質量%以上である場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)を活性エネルギー線により重合させる際に必要な積算光量が十分であり、得られる硬化物の残存モノマー量が少なく、硬化物の引張強度、硬度、弾性等が良く。また、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが抑制できるため好ましい。10質量%以下である場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)のポットライフが長く、保管中のゲル化などのトラブルが発生しないため好ましく、0.1〜5質量%である場合がさらに好ましい。
必要な活性エネルギー線照射量(積算光量)は、特に制限するものではない。活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)に用いられる水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)、N−置換(メタ)アクリルアミド(B)及び光重合開始剤(E)の種類と添加量によって変動し、50mJ/cm以上1000mJ/cm以下であることが好ましく、200mJ/cm以上600mJ/cm以下であることがより好ましい。積算光量が50mJ/cm以上であると、十分な硬化が進行し、硬化物の引張強度、硬度、弾性等が良好であり、非反応性希釈剤(C)のブリードアウトが抑制されるため好ましい。また、積算光量が1000mJ/cm以下であると、過剰のエネルギーによる分解などの副反応が起こり難く、硬化物の着色も抑制されるので好ましく、200mJ/cm以上600mJ/cm以下であることがより好ましい。さらに、積算光量は600mJ/cm以下であると、活性エネルギー線の照射時間が短くなり、生産性の向上につながるため、特に好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)は、上記N−置換(メタ)アクリルアミド(B)以外のエチレン性不飽和化合物(F)を、さらに使用することもできる。エチレン性不飽和化合物(F)としては単官能の(メタ)アクリレートやビニル化合物、多官能の(メタ)アクリレート、多官能の(メタ)アクリルアミド、重合性イオン液体等であり、これらのエチレン性不飽和化合物(F)は1種類単独で使用してもよいし、また2種類以上併用してもよい。エチレン性不飽和化合物(F)の添加量は、本発明による活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)が発現する特性に悪影響を与えない程度であれば特に限定されず、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)に対して30質量%以下の範囲が好ましい。
前記の単官能(メタ)アクリレートは、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、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−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、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(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−ヒドロキシブチル(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、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−メチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記のビニル化合物として、酢酸ビニル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、スチレン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等が挙げられる。
前記の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジテトラエチレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(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、1,7−ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(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、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレートやグリセリンアルコキシトリ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスルトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(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、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アクリレートエステル(ジオキサングリコールジアクリレート)、アルコキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等のモノマーとオリゴマーが挙げられる。
前記の多官能(メタ)アクリルアミドとしては、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジアリル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
前記の重合性イオン液体としてはイオン性ビニルモノマーが挙げられる。イオン性ビニルモノマーとは、カチオンとアニオンを組み合わせたオニウム塩であり、具体的には、カチオンとして(メタ)アクリレート系あるいは(メタ)アクリルアミド系のアンモニウムイオンやイミダゾリウムイオン、アニオンとしてはCl、Br、I等のハロゲンイオン又はOH、CHCOO、NO 、ClO 、PF 、BF 、HSO 、CHSO 、CFSO 、CHSO 、CSO 、(CFSO,SCN等の無機酸アニオン又は有機酸アニオンが挙げられる。
本発明に用いられる重合性イオン液体の合成方法としては、一般的には、重合性基を有する第3級アミンをハロゲン化アルキル、ジアルキル硫酸類、p−トルエンスルホン酸メチルなどの4級化剤で4級化する方法、4級化により得られた4級アンモニウム塩をさらに、目的のアニオンを有する塩を用いてアニオン交換を行う方法や、陰イオン交換樹脂を用いて4級アンモニウム塩を水酸化物に変換した後に目的のアニオンを有する酸で中和する方法などがあり、詳細は特許文献13〜17の記載が参考できる(
特開2011−012240号公報、 特開2011−074216号公報、 特開2011−140448号公報、 特開2011−140455号公報)。
前記の重合性基を有する第3級アミンとしては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−[3−(ジメチルアミノ)]プロピルアクリルアミド等が挙げられる。
重合性イオン液体のイオンは塗布基材との間に水素結合やイオン結合を形成し易く、また、導電性や帯電防止性を付与することができるので、ぬれ性が向上し、より均一に塗布でき、より安定に膜を形成できる。さらに、重合性4級塩イオン液体自身も活性エネルギー線硬化性化合物であるため、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)と共重合することにより、ブリードアウトせず、永久的に導電性や帯電防止性を付与する補助効果及び密着性向上効果が提供できる。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)は、必要に応じて各種添加剤を使用できる。添加剤としては、熱重合禁止剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線増感剤、防腐剤、リン酸エステル系およびその他の難燃剤、界面活性剤、帯電防止剤、着色剤、可塑剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤などが挙げられる。これら各種樹脂や添加剤の添加量は、本発明による活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)が発現する特性に悪影響を与えない程度であれば特に限定されず、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)に対して5質量%以下の範囲が好ましい。
熱重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、β−ナフトールなどが挙げられる。
老化防止剤としては、例えば、ブチル化ヒドロキシトルエン及びブチルヒドロキシアニソール等のヒンダードフェノール系、ベンゾトリアゾール系、及びヒンダードアミン系の化合物が挙げられる。
界面活性剤としては、例えばノニルフェノールのポリエチレンオキサイド付加物、ラウリン酸ポリエチレンオキサイド付加物、ステアリン酸ポリエチレンオキサイド付加物等のアルキレンオキサイド付加型非イオン界面活性剤、ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等の多価アルコール型非イオン界面活性剤、パーフルオロアルキルポリエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等のフッ素含有界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンオイル、(メタ)アクリレート変性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイルが挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)の粘度は、塗布操作性が良好となる低い粘度が好ましいが、粘度が低すぎる事によって製膜時にはじき等が生じやすくなる場合がある。そのため25℃で1〜2000mPa・sであることが好ましく、また、5〜500mPa・sであるとことが、塗布操作等の操作性が更に良好になるためより好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を紙、布、不織布、ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ジアセテートセルロース、トリアセテートセルロース、アクリル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ポリ塩化ビニル、セロハン、セルロイド、ポリカーボネート、ポリイミドなどのプラスチック及び金属等の基材の表面や間に塗布し、紫外線等の活性エネルギー線照射で硬化させることにより、高性能の粘着剤、接着剤、コーティング層、インキ層、付加製造物のモデル材および形状支持用のサポート材を得ることができる。また、この樹脂組成物を基材上に塗布する方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、ディッピング法、グラビアロール法、ナイフコート法、リバースロール法、スクリーン印刷法、バーコーター法、インクジェット法等通常の塗膜形成法が用いられることができる。また、基材間に塗布する方法としては、ラミネート法、ロールツーロール法等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下において「部」及び「%」は特記しない限りすべて質量基準である。
製造例1 (メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−1)の製造
攪拌機、温度計、還流冷却器を備えた300mLセパラフラスコに水酸基価 374mgKOH/g 数平均分子量300の末端水酸基を有するポリエチレングリコール(a1−1)44.07g、重合禁止剤としてメチルハイドロキノン(以下、MHQと略書する。) 0.2gを添加し、そこにポリイソシアネートとしてトリレンジイソシアネート(a2−1)(以下、TDIと略書する。)38.31gを添加し、窒素雰囲気中で攪拌しながら、60℃で3時間反応させた。更に、この反応物に、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物としてN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(a3−1)17.40g、及び触媒としてジブチルスズジラウレート(以下、DBSLと略書する。) 0.02gを添加し、60℃で3時間反応して、IR測定で2230cm−1のイソシアネート基の吸収ピークが消失したことを確認した。その後、反応容器を冷却し、重量平均分子量4800の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−1)を得た。
製造例2 (メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−2)の製造
攪拌機、温度計、還流冷却器を備えた300mLセパラフラスコに水酸基価 374mgKOH/g 数平均分子量300の末端水酸基を有するポリエチレングリコール(a1−1)39.83g、及びMHQ 0.2gを添加し、そこにポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート(a2−2)(以下、IPDIと略書する。)44.20g及び触媒としてDBSL 0.02gを添加し、攪拌しながら窒素雰囲気中、60℃で3時間反応させた。更に、この反応物に、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物としてN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(a3−1)15.73g、及び触媒としてDBSL 0.02gを添加し、60℃で3時間反応して、IR測定で2230cm−1のイソシアネート基の吸収ピークが消失したことを確認した。その後、反応容器を冷却し、重量平均分子量5000の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−2)を得た。
製造例3、4、6〜8 (メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−3)、(A−4)、(A−6)〜(A−8)の製造
表1に示した組成で、製造例2と同様の操作を行うことにより、表1に示す数平均分子量の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−3)、(A−4)、(A−6)〜(A−8)を得た。
製造例5 (メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−5)の製造
攪拌機、温度計、還流冷却器を備えた300mLセパラフラスコに水酸基価 374.0mgKOH/g数平均分子量300の末端水酸基を有するポリエチレングリコール(a1−1)22.82g、及びMHQ 0.1gを添加し、更にジエチレングリコールエチルエーテルアセテート50.0gを加え、均一になるまで攪拌した。そこにポリ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(a2−3)(以下、HDIと略書する。)19.16g及び触媒としてDBSL 0.01gを添加し、攪拌しながら窒素雰囲気中、60℃で3時間反応させた。更に、この反応物に、水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物として2−ヒドロキシメチルアクリルアミド(a3−2)7.90g、及び触媒としてDBSL 0.01gを添加し、60℃で3時間反応して、IR測定で2230cm−1のイソシアネート基の吸収ピークが消失したことを確認した。その後、反応容器を冷却し、重量平均分子量13600の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−5)を50質量%含む、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート溶液を得た。
製造例9 (メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−9)の製造
表1に示した組成で、製造例3と同様の操作を行うことにより、表1に示す数平均分子量の(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−9)の溶液を得た。
分子量測定
得られた(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーの重量平均分子量は、高速液体クロマトグラフィー(株式会社島津製作所製のLC−10Aを用いて、カラムはShodex GPC KF−806L(排除限界分子量:2×107、分離範囲:100〜2×10、理論段数:10,000段/本、充填剤材質:スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:10μm)の3本を直列し、溶離液としてテトラヒドロフランを使用した。)により測定し、標準ポリスチレン分子量換算により算出した。
表1
表1中の略号の説明
A:(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー
a1:1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物
a1−1:数平均分子量300、水酸基価373mgKOH/gのポリエチレングリコールであるPEG300(東邦化学工業株式会社社製)
a1−2:数平均分子量1000、水酸基価112mgKOH/gの1,2−ポリプロピレングリコールであるユニオールD1000(日油株式会社社製)
a1−3: 1,6−ヘキサンジオール(水酸基価948mgKOH/g)
a1−4:数平均分子量1500、水酸基価75mgKOH/g、1,2−ポリブタジエン構造を80質量%以上有するポリブタジエンを水添して得られる水酸基を有する水添ポリブタジエンであるGI−1000(日本曹達株式会社製)
a1−5:数平均分子量500、水酸基価224mgKOH/gのメチルペンタンジオール/アジピン酸からなるポリエステルジオールであるクラレポリオールP510(株式会社クラレ製)
a1−6:数平均分子量1000、水酸基価112mgKOH/gのメチルペンタンジオール/1,6−ヘキサンジオール=9/1からなるポリカーボネートジオールであるクラレポリオールC1090(株式会社クラレ製)
a2:1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物
a2−1:トリレンジイソシアネート(TDI)(2,4−トリレンジイソシアナート 80%と2,6−トリレンジイソシアナート 20%の混合物)
a2−2:イソホロンジイソシアネート(IPDI)
a2−3:1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)
a3:水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物
a3−1:N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド
a3−2:N−ヒドロキシメチルアクリルアミド
a3−3:N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド
EDGAc:ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート
MHQ:メチルハイドロキノン
DBSL:ジブチルスズジラウレート
実施例1
製造例1で製造した(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−1)7.0質量部、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(B−1)10.0質量部、ユニオールD400(数平均分子量400の1,2−ポリプロピレングリコール(日油株式会社社製))(C−1)80.0質量部、IRGACURE 184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン (BASFジャパン株式会社製))(E−1)3.0質量部をそれぞれ容器に仕込み、25℃で1時間攪拌することにより、均一透明な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−1)を得た。
実施例2〜9、11〜15、17、18、20〜22
表2に示した組成で、実施例1と同様の操作を行うことにより、表2に示す組成の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−2)〜(D−9)、(D−11)〜(D−15)、(D−17)、(D−18)、(D−20)〜(D−22)を得た。
実施例10
製造例5で製造した(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−5)の50質量%ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート溶液を10.0質量部((メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−5)5.0質量部、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート(C−7)5.0質量部)、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(B−1)69.0質量部、ユニオールD1000(数平均分子量1000の1,2−ポリプロピレングリコール(日油株式会社社製))(C−6)20.0質量部、IRGACURE 184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン (BASFジャパン株式会社製))(E−1)1.0質量部をそれぞれ容器に仕込み、25℃で1時間攪拌することにより、均一透明な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−10)を得た。
実施例16
製造例5で製造した(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−5)の50質量%ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート溶液を20.0質量部((メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−5)10.0質量部、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート(C−7)10.0質量部)、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(B−1)20.0質量部、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート(C−7)59.0質量部、IRGACURE 184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン (BASFジャパン株式会社製))(E−1)1.0質量部をそれぞれ容器に仕込み、25℃で1時間攪拌することにより、均一透明な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−16)を得た。
実施例19
製造例9で製造した(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−9)の50質量%ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート溶液を20.0質量部((メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A−9)10.0質量部、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート(C−7)10.0質量部)、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(B−1)20.0質量部、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート(C−7)50.0質量部、IRGACURE 184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン (BASFジャパン株式会社製))(E−1)10.0質量部をそれぞれ容器に仕込み、25℃で1時間攪拌することにより、均一透明な活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−19)を得た。
比較例1〜8
表2に示した組成で、実施例1と同様の操作を行うことにより、表2に示す組成の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の比較例(H−1)〜(H−8)を得た。ここにおいて、比較例1は、特許文献9(特開2012−111226号公報)に記載の実施例2−2、比較例2は特許文献10(特開2010−155889号公報)に記載の実施例9を参考にした。
表2
表2中の略号の説明
B:N−置換(メタ)アクリルアミド化合物
B−1:N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド
B−2:N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド
B−3:N−エチルアクリルアミド
B−4:N−アクロイルモルホリン
B−5:1−プロパンアミニウム,N,N,N−トリメチル−3−[(1−オキソ−2−プロペン−1−イル)アミノ]−,4−メチルベンゼンスルホネート
C:非反応性希釈剤
C−1:数平均分子量400の1,2−ポリプロピレングリコールであるユニオールD400(日油株式会社社製)
C−2:エチレングリコール
C−3:数平均分子量200のポリエチレングリコールであるPEG200(東邦化学工業株式会社社製)
C−4:プロピレングリコール
C−5:ジエチレングリコールエチルエーテル
C−6:数平均分子量1000の1,2−ポリプロピレングリコールであるユニオールD1000(日油株式会社社製)
C−7:ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート
C−8: フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)
C−9:エチレングリコールジメチルエーテル
C−10:エチレングリコールブチルエーテルアセテート
C−11:フタル酸ジメチル
E:光重合開始剤
E−1:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(IRGACURE 184 (BASFジャパン株式会社製))
E−2:1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(IRGACURE 2959 (BASFジャパン株式会社製))
E−3:2,4,6−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(IRGACURE TPO (BASFジャパン株式会社製))
F:B以外のエチレン生不飽和化合物
F−1:4−ヒドロキシブチルアクリレート
F−2:イソボルニルアクリレート
F−3:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
G:その他の添加物
G−1:エマノーン1112(ラウリン酸ポリエチレンオキサイド(12E.O.)付加物(花王株式会社製))
G−2:KF−6011(ポリエチレンオキサイド(11E.O.)メチルエーテルジメチコン(信越化学工業株式会社製))
G−3:ポリエチレングリコール(分子量1000)のジアクリレート(サートマー社製)
G−4:2,4−ジフェニル−4−メチル−ペンテン
実施例1〜22、比較例1〜8で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の評価を以下の方法で実施し、結果を表3〜表7に示す。
粘度測定
コーンプレート型粘度計(装置名:RE550型粘度計 東機産業株式会社製)を使用し、JIS K5600−2−3に準じて、25℃にて、各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の粘度を測定した。
硬化性
水平に設置したガラス板上に厚さ75μmの重剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムE7001)(処理面を表に)を密着させ、バーコーターにて各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を50μmの厚みに塗布し、空気下にて紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化するパス回数を測定した。またここで記載する硬化とは塗膜の表面がベタ付かなくなる状態とする。
硬化物のゴム硬度測定
水平に設置したガラス板上に厚さ75μmの重剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムE7001)を密着させ、厚さ1mm、内部が60mm×90mmのスペーサーを設置し、スペーサーの内側に各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を充填した後、更にその上に厚さ50μmの軽剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムE7002)を重ね、紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた。また紫外線を照射するパス回数は上記91項で得られたパス回数とした。その後、両側の剥離PETフィルムを取り除いて作成した硬化物を6枚重ねにして、JIS K6253「ゴムの硬さ試験方法」によりショアA硬度を測定した。
耐ブリードアウト性
水平に設置したガラス板上に厚さ75μmの重剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムE7001)を密着させ、厚さ1mm、内部が20mm×40mmのスペーサーを設置し、スペーサーの内側に各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を充填した後、更にその上に厚さ50μmの軽剥離PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムE7002)を重ね、紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた。また紫外線を照射するパス回数は上記91項で得られたパス回数とした。その後、両側の剥離PETフィルムを取り除いて作成した硬化物を試験片として用い、25℃、50%RHに設定した恒温恒湿槽中に168時間静置し、静置前後の試験片表面を目視により評価を行った。
◎:静置前、静置後共にブリードアウト物が認められない。
○:静置前にブリードアウトが見られないが、静置後にブリードアウトが僅かに認められる。
△:静置前にブリードアウトが僅かに認められ、静置後にブリードアウト物が若干認められる。
×:静置前にブリードアウトが若干認められ、静置後にブリードアウト物が激しく認められる。
対ガラス粘着性
水平に設置したガラス板上に厚さ100μmの表面処理PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムA4100)(処理面を表面)を密着させ、バーコーターにて各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を50μmの厚みに塗布し、空気下にて紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた。また紫外線を照射するパス回数は上記91項で得られたパス回数として、粘着シートを得た。得られたシート部材を25×100mmの寸法に切断し、露出した粘着部材面を幅30mm×長さ100mm×厚み2.0mmのフロートガラスに気泡の巻き込みなく貼り合わせ、試験片とした。次に、試験片をオートクレーブに入れ、40℃、0.5MPaにて30分間の処理を行った。オートクレーブから取り出し、試験片を23℃湿度50%の条件下にそれぞれ24時間放置した後、引っ張り試験機(島津製作所製 オートグラフAGXS−X 500N)を用いて、23℃湿度50%における180°剥離角度、300mm/分の剥離速度でガラス界面からシート部材を剥離させ、ガラス板に対する粘着強度(N/25mm)を測定した。
◎:10.0(N/25mm)以上
○:5.0(N/25mm)以上、10.0(N/25mm)未満
△:1.0(N/25mm)以上、5.0(N/25mm)未満
×:1.0(N/25mm)未満
PETへの密着性
水平に設置したガラス板上に厚さ100μmの表面処理PETフィルム(東洋紡株式会社製、ポリエステルフィルムA4100)(処理面を表面)を密着させ、バーコーターにて各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を50μmの厚みに塗布し、空気下にて紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた。また紫外線を照射するパス回数は上記91項で得られたパス回数として、硬化物シートを得た。得られたシート部材を23℃湿度50%の条件下にそれぞれ24時間放置した後、JIS K 5600に準拠して、1mm角のマス目を100個作成し、セロハンテープ〔ニチバン(株)製、CT24〕を用い、硬化物層に密着させた後剥離した。PETへの接着性は、100マスのうち、剥離しないマス目の数を、○○/100として表した。例えば、全く剥離しない場合は100/100、完全に剥離する場合は0/100として表した。
ポリメチルメタクリレート(PMMA)板への密着性
水平に設置した厚さ1mmのPMMA板にバーコーターにて各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を50μmの厚みに塗布し、空気下にて紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた。また紫外線を照射するパス回数は上記91項で得られたパス回数として、硬化物シートを得た。得られたシート部材を23℃湿度50%の条件下にそれぞれ24時間放置した後、JIS K 5600に準拠して、1mm角のマス目を100個作成し、セロハンテープ〔ニチバン(株)製、CT24〕を用い、硬化物層に密着させた後剥離した。PMMAへの粘着性は、100マスのうち、剥離しないマス目の数を、○○/100として表した。例えば、全く剥離しない場合は100/100、完全に剥離する場合は0/100として表した。
偏光フィルムへの接着性
卓上型ロール式ラミネーター機(Royal Sovereign製 RSL−382S)を用いて、2枚のアクリルフィルム間に1枚の偏光フィルムを挟んで、フィルムの間に各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を厚さ10μmになるように貼り合わせた。得られた積層フィルムの上面から紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製 インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製 M04−L41、紫外線照度:700mW/cm2、積算光量:1000mJ/cm2)し、偏光フィルムの両側にアクリルフィルムを有する偏光板を作製した。得られた偏光板を温度23℃、相対湿度50%の条件下、20mm×150mmに裁断し、引っ張り試験機(島津製作所製 オートグラフAGXS−X 500N)に取り付けた試験板に両面接着テープを用いて貼り付けた。両面接着テープを貼付していない方のアクリルフィルムと偏光フィルムの一片を、20〜30mm程度あらかじめ剥がしておき、上部つかみ具にチャックし、剥離速度300mm/minにて90°剥離強度(N/20mm)を測定した。
◎:3.0(N/20mm)以上
○:1.5(N/20mm)以上、3.0(N/20mm)未満
△:1.0(N/20mm)以上、1.5(N/20mm)未満
×:1.0(N/20mm)未満
膨潤性
上記93項記載の方法にて得られた硬化物を剥離PETから剥離した後、25℃のイオン交換水に24時間浸漬し、その後硬化物長い辺の長さを測定し、下記計算式により膨潤率を算出した。
膨潤率(%)={浸漬後の硬化物の長さ(mm)−浸漬前の硬化物の長さ(mm)}/浸漬前の硬化物の長さ(mm)×100
洗浄性
水平に設置した厚さ1mmのPMMA板に厚さ1mm、内部が30mm×40mmのスペーサーを設置し、スペーサーの内側に各実施例と比較例で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を充填した後、紫外線を照射(装置:アイグラフィックス製、インバーター式コンベア装置ECS−4011GX、メタルハライドランプ:アイグラフィックス製M04−L41、紫外線照度300mW/cm、1パスでの積算光量200mJ/cm)し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させた。また紫外線を照射するパス回数は上記91項で得られたパス回数とした。その後、得られたPMMA板上の硬化物を水流にて洗浄し、硬化物のPMMA板上からの剥離状態を確認し、下記の評価方法により評価した。
◎:硬化物がPMMA板に粘着しておらず、PMMA板上から容易に残渣なく剥離する。
○:水洗によりPMMA板上から硬化物が除かれ、硬化物由来の残渣が見られない。
△:水洗によりPMMA板上から硬化物が除かれるが、硬化物由来の残渣が見られる。
×:水洗ではPMMA板上から硬化物が剥離しない。
表3
表3の結果から明らかなように、実施例1〜8において得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−1)〜(D−8)は、25℃において500mPa・s以下の粘度であり、塗膜形成性や平滑性に優れており、非反応性希釈剤のブリードアウトが抑制されており、更に硬化物のショアA硬度が10以下となることにより、実施例1、4、6、8では5N/25mm以上のガラスに対する粘着力を示し、実施例2、3、5、7では10N/25mm以上のガラスに対する粘着力を示しており、粘着剤として好適に用いることができる。一方で、特許文献9(特開2012−111226号公報)記載の実施例2−2に相当する比較例1では、(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーを使用しておらず、十分な架橋構造を形成できないため非反応性希釈剤のブリードアウトが多量に見られ、粘着性の見られない硬化物となっていた。特許文献10(特開2010−155889号公報)記載の実施例9に相当する比較例2では(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマーの替わりに、SR−740A(ポリエチレングリコール(分子量1000)のジアクリレート(サートマー社製))を使用し、更に連鎖移動剤を用いている。そのため、低粘度ではあるが、連鎖移動剤により硬化物の分子量が上がらず、硬化物が脆く、十分な強度を維持できなくなるため粘着性は見られなくなっていた。比較例3は良好な粘着性を示すものの、N−置換(メタ)アクリルアミドの代わりにヒドロキシブチルアクリレートを使用したため、硬化に2000mJ/cmの積算光量が必要となり、硬化性に劣った組成物となっている。比較例4では水酸基を有する(メタ)アクリルアミドの代わりにヒドロキシエチルメタクリレートを使用しているため、5000mJ/cmの積算光量でも硬化せず物性評価は実施できなかった。非反応性希釈剤(C)を使用しない比較例5及び(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)を多量に導入した比較例6では、粘度が2000mPa・s以上となり、樹脂組成物の塗布など操作性が悪かった。また非反応性希釈剤の使用量が40質量%未満である比較例5、6、8では、硬化物のショアA硬度が30以上と高くなっていって、粘着性剤として適用しない組成物となっていた。非反応性希釈剤(C)の使用量が87質量%と過剰である比較例7では、モノマー濃度が低いため硬化に2000mJ/cmの積算光量が必要であり、また非反応性希釈剤のブリードアウトが見られ、粘着性が5N/25mm以下と低かったなどの問題があった。
表4
表4の結果から明らかなように、実施例9〜15において得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−9)〜(D−15)は、25℃において1000mPa・s以下の粘度を有し、塗膜操作性や形成性、平滑性に優れて、酸素存在下でも600mJ/cm以下の紫外線照射により硬化可能な高い硬化性を示し、同時に非反応性希釈剤のブリードアウトが抑制されている。また、PETやPMMA基材に対して良好な密着性や接着性を示し、接着剤として好適に用いられることがわかる。一方で、比較例1では、非反応性希釈剤のブリードアウトが多量に見られ、密着性や接着力も低かった。比較例2では硬化物が脆く、密着性が見られず、また十分な接着力を示さなかった。非反応性希釈剤(C)を使用しない比較例5では、組成物の粘度が高く、塗膜操作性が悪かった。また、非反応性希釈剤による可塑効果が見られないため、樹脂が脆くなり、密着性も接着性が不十分であった。比較例6ではPET、PMMAに対して良好な密着性が認められたが、組成物の粘度が5000mPa・s以上と塗布操作性や均一性及び接着力が劣っていた。非反応性希釈剤(C)の使用量が87質量%と多く配合した比較例7では、モノマー濃度が低いため硬化性が劣っており、また非反応性希釈剤のブリードアウトが見られ、PETやPMMAに密着も接着もできなかった。
表5
表5の結果から明らかなように、実施例15、16、17において得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−15)〜(D−17)は、25℃において30mPa・s以下の粘度を有するため、インクジェットインクとして良好な吐出性を提供できる。また、酸素存在下でも200mJ/cmの紫外線照射により硬化可能な高硬化性を有し、UV硬化型のインクとして乾燥性に優れている。さらに、これらの樹脂組成物がPETに対する密着性が高く、非反応性希釈剤のブリードアウトを生じないため、紙やPETフィルムなどへの印刷に好適に用いられ、印刷品のにじみや転写も抑制できる。また、実施例15〜17の樹脂組成物は、硬化による白化し、顔料等の添加無しに隠蔽性の高い白色硬化膜を形成できるため記録用UV硬化型のインクジェットインクとして好適に用いる事ができる。一方で比較例1、2と7はいずれも25℃における組成物の粘度が30mPa・s以上であり、インクジェットインクとしては吐出性が満足できず、また比較例5や比較例6の粘度が2000mPa・s以上であるため、塗工適正や平滑性にも問題があった。さらに、比較例1と7では非反応性希釈剤のブリードアウトが多量に見られ、インクとして良好な乾燥性や耐にじみ性等得られない問題があった。
表6
表6の結果から明らかなように、実施例11、12と18において、得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−11)、(D−12)と(D−18)は、25℃において1000mPa・s以下の粘度を有し、操作性に優れ、また、酸素存在下でも200mJ/cmの紫外線照射により硬化可能な高い硬化性を有している。硬化物はショアA硬度60以上であり、十分な硬度が付与でき、非反応性希釈剤のブリードアウトも抑制されている。さらに、水に対する膨潤性も24時間で5%以下に抑えられているため、製造後にサポート材除去の水洗工程などもおいても、変形せず、十分な形状保持性を期待できる。一方で、比較例3は、N−置換(メタ)アクリルアミドの代わりにヒドロキシブチルアクリレートを使用したため、硬化には2000mJ/cmの積算光量が必要となり、モデル材として硬化性が不十分であった。比較例5と6の樹脂組成物の粘度が2000mPa・s以上と高く、成形工程の操作性や成形品の繊細さが比較的悪かった。また非反応性希釈剤の使用量が87質量%である比較例7では、硬化物が水に溶解し、膨潤率を測定できず、モデル材としては使用できないことがわかった。比較例8ではN−置換(メタ)アクリルアミドの配合が73質量%と多かったため、水に対する膨潤率が高く、サポート材の水洗工程における変形が大きく、モデル材に適さなかった。
表7
表7の結果から明らかなように、実施例16、19〜22において得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D−16)、(D−19)〜(D−22)は、25℃において500mPa・s以下の粘度であり、操作性に優れ、また酸素存在下でも1000mJ/cm以下の紫外線照射により硬化可能な高い硬化性を有している。硬化物は非反応性希釈剤のブリードアウトが抑制されており、また付加製造で用いられるメタクリル樹脂(PMMA)に付着するが、水洗により容易に剥離可能な状態であり、付加製造において容易な洗浄の行えるサポート材として活用できることがわかる。一方で、比較例1の硬化物が水洗により容易に溶解し、大部分はモデル材から除去できたが、モデル材の表面と隙間の側面に油滴状のものが残留し、成形物の表面と内部隙間の汚れ問題があった。また比較例2では硬化物が脆く、水洗等によりサポート材の大部分が高速に崩れ落ちてしまって、繊細な部分において完全に除去し切れず、モデル材表面、特に隙間に付着したままの状態であり、サポート材として極めて好ましくない結果であった。
以上説明してきたように、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は組成物全量100質量%に対して、(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)が0.5〜30.0質量%及、N−置換(メタ)アクリルアミド(B)10.0〜69.0質量%及び非反応性希釈剤(C)1.0〜80.0質量%を含有するため、25℃において1000mPa・s以下の粘度とし、操作性に優れる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とすることができる。また(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)を含有することで硬化物に架橋構造を持たせ、非反応性希釈剤のブリードアウトが抑制された硬化物を得ることができる。またN−置換(メタ)アクリルアミド(B)を使用することで、酸素存在下でも1000mJ/cm以下の紫外線照射により硬化可能な、優れた硬化性を有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とすることができる。更に非反応性希釈剤(C)の添加量をコントロールすることにより粘着性や接着性の付与、更なる低粘度化、水に対する膨潤性やアクリル樹脂からの剥離性などを制御した硬化物が得ることができる。さらに、必要に応じて単官能、多官能モノマー、イオン性モノマー、活性エネルギー線重合開始剤、顔料などを混合して使用することにより、粘着剤、接着剤、電子材料、インク、コーティング剤、光硬化型のレジスト用途、付加製造用途に好適に用いることができる。

Claims (12)

  1. 組成物全量100質量%に対して、1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)と、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(a2)と、一般式(1)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)との付加反応で得られる(メタ)アクリルアミド系ウレタンオリゴマー(A)は0.5〜30.0質量%、N−置換(メタ)アクリルアミド(B)は10.0〜69.0質量%及び非反応性希釈剤(C)は1.0〜80.0質量%を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(D)。
    (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、R3は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基を表す。)
  2. 一般式(1)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミド化合物(a3)がN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドであることを特徴とする請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)。
  3. N−置換(メタ)アクリルアミド(B)が、一般式(2)で示される水酸基を有する(メタ)アクリルアミドであることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)。
    (式中、R4は水素原子又はメチル基、R5は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、R6は炭素数1〜6のアルキレン基、フェニレン基を表す。)
  4. 水酸基を有する(メタ)アクリルアミドが、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)。
  5. 非反応性希釈剤(C)が一般式(3)で示されるアルキレングリコール基を含む化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)。
    (式中、R7は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R8は水素原子又はメチル基、R9は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基又はアセチル基、nは1〜100の整数を表す。)
  6. 一般式(3)で示される非反応性希釈剤(C)がエチレングリコール基を含有する化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)。
  7. 1分子中に1個以上の水酸基を有するアルコール化合物(a1)がポリアルキレングリコールであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物(D)。
  8. 非反応性希釈剤(C)が40.0〜80.0質量%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする粘着剤。
  9. 非反応性希釈剤(C)が1.0〜40.0質量%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする接着剤。
  10. 非反応性希釈剤(C)が30.0〜80.0質量%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とするインク。
  11. 非反応性希釈剤(C)が1.0〜25.0質量%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする付加製造用途に用いるモデル材。
  12. 非反応性希釈剤(C)が30.0〜80.0質量%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性液状樹脂組成物の硬化物を含有することを特徴とする付加製造用途に用いるサポート材。
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