WO2019182155A1 - 硬化性組成物、硬化物、硬化物の製造方法、硬化物の傷の修復方法 - Google Patents
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- WO2019182155A1 WO2019182155A1 PCT/JP2019/012277 JP2019012277W WO2019182155A1 WO 2019182155 A1 WO2019182155 A1 WO 2019182155A1 JP 2019012277 W JP2019012277 W JP 2019012277W WO 2019182155 A1 WO2019182155 A1 WO 2019182155A1
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
Definitions
- the present invention relates to a curable composition, a cured product, a method for producing a cured product, and a method for repairing scratches on the cured product.
- the present application is filed on March 23, 2018, Japanese Patent Application No. 2018-057022 filed in Japan, March 23, 2018, Japanese Patent Application No. 2018-057023 filed in Japan, and March 23, 2018. Claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-057025 filed in Japan, the contents of which are incorporated herein by reference.
- Non-Patent Document 2 proposes a photoresist by two-stage curing in which a DA network and an acrylate network are combined.
- the conjugated diene and dienophile react with each other to form a DA network, and the DA network forms a solid photoresist in which the acrylate is supported.
- an acrylate network is formed.
- the DA network is decomposed by the rDA reaction, dissociated into the original conjugated diene and dienophile, and then removed by development together with the unexposed acrylate.
- the compound (1) is a compound (4) represented by the following formula (4)
- the compound (2) is a compound (5) represented by the following formula (5)
- the cured product of [1] wherein the compound (3) is the compound (6) represented by the following formula (6).
- the curable composition was applied to the surface of the 100 ⁇ m-thick polyethylene terephthalate film that had been subjected to the release treatment with an applicator so that the thickness after curing was 35 ⁇ m, and the coating film was heated at 70 ° C. for 30 minutes. Then, the coating film is irradiated with ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp under the condition of an integrated light quantity of 500 mJ / cm 2 and cured at 23 ° C. for 1 day to form a cured film.
- ⁇ 2 >> The curable composition according to ⁇ 1 >>, wherein the component (C) has a mass average molecular weight of 3000 or more.
- ⁇ 13 The curable composition according to any one of the above ⁇ 1 >> to ⁇ 10 >> is subjected to a retro Diels Alder reaction at a temperature equal to or higher than a temperature at which the above component (A) and the above component (B) are subjected to a Diels Alder reaction. ) And the component (B) at a temperature lower than the dissociation temperature to obtain a semi-cured product, and the semi-cured product is irradiated with active energy rays to obtain a cured product.
- (Meth) acrylate is a general term for acrylate and methacrylate.
- (Meth) acryloyl group is a general term for an acryloyl group and a methacryloyl group.
- (Meth) acrylamide is a general term for acrylamide and methacrylamide.
- DA reaction means Diels Alder reaction.
- RDA reaction means Retro Diels Alder reaction.
- Mass average molecular weight of component (C) is determined by gel permeation chromatography measurement (GPC measurement).
- the “tensile modulus of the cured film at 23 ° C.” is obtained as follows. A cured film peeled off from a polypropylene plate and cut to a width of 10 mm was obtained by performing a tensile test using a tensile tester under the conditions of a temperature of 23 ° C., a humidity of 55% RH, a tensile speed of 50 mm / min, and a distance between chucks of 50 mm.
- the straight line connecting the stress at 0% elongation and the stress at 0.5% elongation of the stress-strain curve is extended, and the stress converted at 100% elongation is taken as the tensile modulus.
- the “storage elastic modulus of the cured film at 23 ° C. or 150 ° C.” is measured as follows. About the cured film which peeled from the polypropylene plate and cut
- the reason why the cured product of the present invention exhibits the effects of the present invention is as follows.
- the cured product of the present invention forms a thermoreversible DA network as described above. Further, the cured product of the present invention forms a urethane (meth) acrylate network in which urethane (meth) acrylate is cured and reacted.
- the hybrid polymer network in which the DA network having covalent crosslinks and the urethane (meth) acrylate network are combined has a higher elastic modulus than the cured product of the urethane (meth) acrylate network alone, and is a hard cured product. There is a tendency.
- the sum of the number of moles of the compound (1) contained in the cured product and the smaller number of moles contained in 1 g of the cured product in the compounds (2) and (3) is 0.05 mmol or more.
- the wound can be filled by oozing out into the scratched part. Therefore, the wound repairability of the cured product of the present invention is improved.
- the ratio of the DA network in the cured product is sufficient, at a temperature lower than the temperature at which the rDA reaction occurs, strong cross-linking due to carbon-carbon bonds is formed, and chemical resistance is improved.
- the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured product is sufficiently high, the hard coat property is excellent, the cured product is difficult to be damaged, and the elastic recovery force tends to repair the scratch.
- Compound (1) is represented by the following formula (1).
- R 1 to R 4 , R 7 and R 8 are not particularly limited.
- R 1 to R 4 , R 7 and R 8 may be, for example, a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl which may have a substituent, or a substituent. Good heteroaryl, alkoxy group and the like can be mentioned.
- R 1 to R 4 , R 7 and R 8 are mutually independent substituents, and may be the same or different from each other.
- X 1 is not particularly limited as long as it is a divalent group.
- Specific examples of X 1 include, for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, an alkylene group which may have a substituent; a phenylene group which may have a substituent; —Si (R 31 ) R
- Organic groups such as 32- groups are mentioned.
- R 31 and R 32 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
- oxygen atoms are preferable as R 31 and R 32 from the viewpoint of small steric hindrance and ease of raw material procurement.
- the carbon number of the alkylene group which may have a substituent is preferably 1 or more, and more preferably 2 or more.
- the alkylene group which may have a substituent has preferably 20 or less, more preferably 10 or less. Therefore, the alkylene group which may have a substituent preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 2 to 10 carbon atoms.
- the solubility of the compound (1) in an organic solvent tends to be improved, which can be advantageous in processes such as coating and film formation.
- X 2 is not particularly limited as long as it is a divalent group.
- Specific examples of X 2 include an oxygen atom, a nitrogen atom, an alkylene group which may have a substituent; an imide group; an —NR 12 — group; a combination of these groups, and the like.
- R 12 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
- Alkylene group which may have a substituent has the same meaning as the alkylene group which may have a substituent at X 1 of the above.
- the details and preferred embodiments of the alkylene group for X 2 are the same as the alkylene group which may have a substituent for X 1 .
- X 2 is preferably an imide group from the viewpoint of stability of compound (1), heat resistance, and ease of procurement of raw materials.
- the electron withdrawing group include, for example, an imide group, an amide group, a carboxyl group, a carbonyl group, a fluoro group, a chloro group, a bromo group, an iodo group, a trifluoro group, a cyano group, a nitro group, a sulfoxide group, and a sulfone group.
- an imide group is preferable from the viewpoints of stability of compound (1), heat resistance, ease of procurement of raw materials, and the like.
- the following compound (4) is preferable.
- R 1 to R 4 , R 7 and R 8 are substituents
- R 11 is an oxygen atom or —NR 12 —
- R 12 is a substituent
- X 3 is an oxygen atom
- Y and Z are an oxygen atom or a sulfur atom
- At least one of R 1 to R 4 and X 3 is a group having an electron donating group
- At least one of R 7 , R 8 and R 11 is a group having an electron withdrawing group.
- the following compound (7) or compound (10) is more preferable, and the following compound (13) is more preferable.
- Compound (2) is represented by the following formula (2).
- Compound (3) is represented by the following formula (3).
- R 1 to R 4 are substituents, X 1 is a divalent group, and at least one of R 1 to R 4 and X 1 is a group having an electron donating group.
- R 7 and R 8 are substituents, X 2 is a divalent group, and at least one of R 7 , R 8 and X 2 is a group having an electron withdrawing group.
- R 1 ⁇ R 4 in Formula (2) or Formula (3) R 7, R 8, X 1, X 2 is, R 1 ⁇ R 4 in the formula (1), R 7, R 8, X 1, X 2 is synonymous with each other.
- the compound (2) the following compound (5) is preferable.
- the compound (3) the following compound (6) is preferable.
- R 1 to R 4 are substituents
- X 3 is an oxygen atom, a nitrogen atom or an alkylene group which may have a substituent
- R 1 to R 4 and X 3 At least one is a group having an electron donating group.
- R 7 and R 8 are substituents
- R 11 is an oxygen atom or —NR 12 —
- R 12 is a substituent
- Y and Z are oxygen atoms or sulfur atoms
- At least one of R 7 , R 8 and R 11 is a group having an electron withdrawing group.
- R 1 to R 4 , R 7 , R 8 , X 3 , R 11 , Y and Z in formula (5) or formula (6) are the same as R 1 to R 4 , R 7 , R 8 , X 3 , R 11 , Y and Z have the same meanings.
- the following compound (8) is preferable, the following compound (11) is more preferable, and the following compound (14) is more preferable.
- the compound (6) the following compound (9) is preferable, the following compound (12) is more preferable, and the following compound (15) is more preferable.
- R 1 to R 4 and R 14 are substituents, and at least one of R 1 to R 4 and R 14 is a group having an electron donating group; R 7 and R 8 are substituents; R 12 is a substituent, and at least one of R 7 , R 8 and R 12 is a group having an electron withdrawing group.
- R 1 to R 4 , R 7 , R 8 , R 12 , R 14 in formula (8), (9), (11), (12), (14) or (15) are represented by formula (1), formula It is synonymous with R 1 to R 4 , R 7 , R 8 , R 12 , R 14 in (4) or Formula (13).
- the rDA reaction and DA reaction of the DA network containing each of the compound (4), the compound (7) and the compound (10) are expressed as follows.
- the wound repair property of the cured product is particularly remarkably improved.
- the reason is not clear, it is possible to improve compatibility with urethane (meth) acrylate and improve affinity with compound (3) when rDA reaction occurs.
- the following compound (2-1) can be mentioned.
- R 101 to R 103 are n-valent organic groups
- R 104 to R 106 are single bonds or alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms
- R 107 to R 115 are A hydrogen atom or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
- X 10 is preferably an oxygen atom or a sulfur atom.
- R 101 to R 103 have the same meaning as Q 1 described later.
- the chemical resistance of the cured product is particularly improved.
- the reason for this is not clear, but the fact that the core part is biuret-type, the furan part spreads in the three-dimensional direction, the degree of crosslinking tends to be higher, and a dense DA network is formed.
- the following compound (2-2) may be mentioned.
- the compound (2) is the following component (A).
- a compound (3) is the following component (B).
- component (A) and the component (B) will be described.
- Component (A) Compound having a conjugated diene structure.
- Component (B) Compound having a dienophile structure (excluding urethane (meth) acrylate).
- conjugated diene structure examples include a cyclic conjugated diene structure and a chain conjugated diene structure.
- a cyclic conjugated diene structure is preferable because the diene structure is chemically stable and easily causes an rDA reaction.
- a cyclic conjugated diene structure having a hetero atom is more preferable, and a furan skeleton is particularly preferable.
- Specific examples of the conjugated diene structure include the following structures.
- Some hydrogen atoms of the conjugated diene structure may be substituted with one or both of other atoms and other atomic groups constituting the compound.
- Examples of other atoms include halogen atoms.
- Examples of the other atomic group include a monovalent organic group or a divalent or higher organic group that links two or more conjugated diene structures.
- the content of the conjugated diene structure in component (A) is preferably more than 2 mmol / g, more preferably 2.2 mmol / g or more. Moreover, 10 mmol / g or less is preferable and 7.5 mmol / g or less is more preferable.
- the combination of the upper and lower limits is not particularly limited, but is preferably more than 2 mmol / g and not more than 10 mmol / g, more preferably not more than 2.2 to 7.5 mmol / g. If the content of the conjugated diene structure is not less than the lower limit of the above range, a DA network can be sufficiently formed.
- Component (A) preferably does not have an acid group from the viewpoint of obtaining a cured product having excellent chemical resistance.
- the acid group include a carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a phosphonic acid group, and a sulfonic acid group.
- Component (A) preferably contains a compound having two or more conjugated diene structures from the viewpoint of easily forming a DA network.
- the number of conjugated diene structures is preferably an integer of 2 to 4 from the viewpoint of easy availability of raw materials.
- the component (A) preferably has a urethane bond or a urea bond from the viewpoint that the compatibility with the component (C) is good and a transparent cured product is obtained.
- the component (A) preferably has no sulfur atom in the molecule from the viewpoints of odor and storage stability. Specifically, it is preferable not to use a compound having a sulfur-containing group such as a thiol group (furfuryl mercaptan or the like) as a raw material for the component (A).
- Component (A) is a compound represented by the following formula (I) from the point of easily forming a DA network, the point of obtaining a cured product excellent in chemical resistance, the point of obtaining a transparent cured product and the point of odor. It is preferable that (I) is included.
- Q 1 is an n-valent organic group
- R 201 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms
- n is an integer of 2 or more
- R 202 to R 204 are any groups.
- Q 1 preferably has no acid group and no sulfur atom.
- X 30 is preferably an oxygen atom or a sulfur atom.
- R 201 is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methylene group, from the viewpoint of easy availability of raw materials.
- n is preferably an integer of 2 to 4 from the viewpoint of easy availability of raw materials.
- Specific examples of Q 1 include the following groups.
- R 210 is a divalent hydrocarbon group
- R 211 is a trivalent hydrocarbon group
- a plurality of R 210 are the same or different. May be.
- the divalent hydrocarbon group include an alkylene group, a cycloalkylene group, and an arylene group.
- the alkylene group, cycloalkylene group, arylene group and the like are not particularly limited, and may have a substituent. Although carbon number of an alkylene group is not specifically limited, 1 or more are preferable and 2 or more are more preferable.
- the alkylene group preferably has 20 or less carbon atoms, more preferably 10 or less.
- the alkylene group may be linear or branched.
- carbon number of a cycloalkylene group is not specifically limited, 3 or more are preferable and 4 or more are more preferable.
- the carbon number of the cycloalkylene group is preferably 20 or less, and more preferably 10 or less.
- the arylene group is not particularly limited, and examples thereof include a group derived from a single ring or a plurality of rings.
- the number of rings contained in the groups derived from a plurality of rings is not particularly limited, but is usually 2 to 4 and preferably 3 or less.
- carbon number of an arylene group is not specifically limited, It is 6 or more, 20 or less are preferable and 15 or less are more preferable.
- Examples of the substituent that the alkylene group, cycloalkylene group, and arylene group may have include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a halogen atom.
- the trivalent hydrocarbon group may contain an aromatic or alicyclic structure, and may have an alkyl group, a hydroxyl group or the like as a branch.
- the trivalent hydrocarbon group may have an ether bond, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond, a urea bond, an amide bond, a ketone group, and the like.
- carbon number of a trivalent hydrocarbon group is not specifically limited, It is 1 or more, 50000 or less are preferable and 40000 or less are more preferable.
- the compound represented by the formula (I) can be obtained, for example, by reacting a polyisocyanate with a furan compound having a hydroxyl group or an amino group (furfuryl alcohol, furfurylamine, etc.).
- the compound represented by the formula (I) is preferably a reaction product of polyisocyanate and furfuryl alcohol from the viewpoint of easy availability of raw materials.
- Component (B) A compound having a dienophile structure (excluding component (C)) is a component that forms a thermoreversible DA network by DA reaction with component (A).
- a component (B) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- a maleimide skeleton is particularly preferable because the dienophile structure is chemically stable and easily causes an rDA reaction.
- Specific examples of the dienophile structure include the following structures.
- Some hydrogen atoms having a dienophile structure may be substituted with one or both of other atoms and other atomic groups constituting the compound.
- other atoms include halogen atoms.
- the other atomic group include a monovalent organic group or a divalent or higher valent organic group that connects two or more dienophile structures.
- Component (B) preferably has no acid group from the viewpoint of obtaining a cured product having excellent chemical resistance.
- the acid group include a carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a phosphonic acid group, and a sulfonic acid group.
- Component (B) preferably contains a compound having two or more dienophile structures from the viewpoint of easily forming a DA network.
- the number of dienophile structures is preferably 2.
- Component (B) is a compound (II) represented by the following formula (II) from the viewpoint of easily forming a DA network, a cured product having further excellent chemical resistance, and the availability of raw materials. ) Is preferably included.
- phenylene bismaleimide 4,4′-bismaleimide diphenylmethane, polyphenylmethane maleimide, 3,3′-dimethyl-5,5 ′ are preferable in view of availability.
- -Diethyl-4,4'-diphenylmethane bismaleimide is preferred.
- Urethane (meth) acrylate is a component that forms an irreversible urethane (meth) acrylate network by a curing reaction with active energy rays. In the cured product of the present invention, the urethane (meth) acrylate forms a urethane (meth) acrylate network. Urethane (meth) acrylate may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- Urethane (meth) acrylate preferably has no acid group from the viewpoint of excellent chemical resistance.
- the acid group include a carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a phosphonic acid group, and a sulfonic acid group.
- the mass average molecular weight (Mw) of urethane (meth) acrylate is not particularly limited.
- the mass average molecular weight (Mw) of the urethane (meth) acrylate is preferably 1500 or more, more preferably 3000 or more, and still more preferably 4000 or more. Moreover, 300000 or less is preferable, 200000 or less is more preferable, 100000 or less is further more preferable, 50000 or less is more preferable, 40000 or less is especially preferable. If the mass average molecular weight (Mw) is not less than the lower limit of the above range, the three-dimensional processability of the cured product tends to be good.
- the mass average molecular weight (Mw) of the urethane (meth) acrylate is preferably 1500 to 300000, more preferably 3000 to 200000, further preferably 4000 to 100000, particularly preferably 4000 to 50000, and most preferably 4000 to 40000.
- the mass average molecular weight (Mw) can be determined by gel permeation chromatography measurement (GPC measurement).
- the urethane (meth) acrylate preferably has a storage elastic modulus at 23 ° C. of the cured film III formed by the following method of 5 ⁇ 10 4 Pa or more, and more preferably 1 ⁇ 10 5 Pa or more.
- the storage elastic modulus at 23 ° C. of the cured film III is preferably 5 ⁇ 10 12 Pa or less, more preferably 5 ⁇ 10 10 Pa or less, and further preferably 1 ⁇ 10 9 Pa or less. If the storage elastic modulus at 23 ° C. of the cured film III is not less than the lower limit of the above range, in addition to the wound repair by dissociation of the DA network by the rDA reaction into the compound (2) and the compound (3), Repair can also be expected.
- the storage elastic modulus at 23 ° C. of the cured film III is not more than the upper limit of the above range, the wound repair by the dissociation into the compound (2) and the compound (3) by the rDA reaction of the DA network and the wound repair by the elastic recovery force There is no hindrance and the cured product of the curable composition of the present invention tends to have excellent wound repairability.
- the storage elastic modulus of the cured film III at 23 ° C. is preferably 5 ⁇ 10 4 to 5 ⁇ 10 12 Pa, more preferably 5 ⁇ 10 4 to 5 ⁇ 10 10 Pa, and 5 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10. 10 Pa is more preferable.
- the storage elastic modulus at 23 ° C. of the cured film III is appropriately adjusted depending on the hydrogen bond density of the urethane bond and the covalent bond density of the (meth) acryloyl group.
- the storage elastic modulus of the cured film III can be adjusted by adding another polyol to the urethane (meth) acrylate raw material in addition to the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms.
- Thickness after curing is 35 ⁇ m on the surface of the peel-treated side of a 100 ⁇ m-thick polyethylene terephthalate film obtained by removing a mixture of urethane (meth) acrylate dissolved in a solvent (methyl ethyl ketone, butyl acetate, cyclohexanone, etc.)
- a solvent methyl ethyl ketone, butyl acetate, cyclohexanone, etc.
- the film is applied with an applicator, heated at 70 ° C. for 30 minutes, irradiated with ultraviolet rays under a condition of an integrated light quantity of 500 mJ / cm 2 using a high pressure mercury lamp, and cured at 23 ° C. for 1 day.
- polyisocyanate examples include chain aliphatic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate. It is preferable that polyisocyanate contains alicyclic polyisocyanate from the point which raises the hardness of hardened
- chain aliphatic polyisocyanates examples include aliphatic diisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, etc.), aliphatic triisocyanates (tris (isocyanatohexyl) isocyanurate, etc.), and the like. .
- aromatic polyisocyanate examples include aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, etc.).
- alicyclic polyisocyanates examples include alicyclic diisocyanates (bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, cyclohexane diisocyanate, bis (isocyanatocyclohexyl) methane, isophorone diisocyanate, etc.), alicyclic triisocyanates (tris (isocyanate isophorone) isocyanurate, etc.) Isophorone diisocyanate is preferable.
- chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,2-butane.
- chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,2-butane.
- Examples thereof include diol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol and the like.
- the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms is preferably ethylene glycol or 1,4-butanediol from the viewpoint of stain resistance of the cured product, wear resistance, and handling properties of the curable composition. Is particularly preferred. Here, it can be said that these specific examples are chain aliphatic diols having 2 to 5 carbon atoms.
- the proportion of the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms is preferably 40% by mass or more of the total diol component from the viewpoint of stain resistance of the cured product, wear resistance, and handleability of the curable composition. More preferably, it is more preferably 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more.
- the upper limit of the proportion of the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms is usually 100% by mass.
- the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms is a concept including a chain aliphatic diol having 2 to 5 carbon atoms.
- Examples of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group include bisphenol A diglycidyl ether diacrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether diacrylate, ethylene glycol diglycidyl ether diacrylate, 1,4-butanediol diglycidyl ether.
- Examples include diacrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether diacrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
- (meth) acrylate having a hydroxyl group from the viewpoint of the mechanical strength of the cured film, (meth) acrylate such as pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, etc. )
- a hydroxyalkyl poly (meth) acrylate having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms between an acryloyl group and a hydroxyl group is preferred.
- the molecular weight of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group is preferably 100 or more, and more preferably 200 or more.
- the molecular weight of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group is preferably 800 or less, and more preferably 500 or less, from the viewpoint of the mechanical strength of the cured film. From the above, the molecular weight of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group is preferably from 100 to 800, more preferably from 200 to 500.
- the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group is an addition reactant or a polymer
- the molecular weight is a number average molecular weight by GPC measurement.
- a raw material for the component (C1) other than polyisocyanate, a chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms, and a polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group, as long as the effects of the present invention are not impaired.
- These raw materials may be used.
- Other raw materials include C6-C16 chain aliphatic diol, polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polyacryl polyol, alicyclic diol, polyalkylene glycol, high molecular weight polyol (excluding polyalkylene glycol) .), Hydroxyalkyl mono (meth) acrylates, chain extenders and the like.
- the urethane bond amount of the component (C1) is preferably 0.1 ⁇ 10 ⁇ 3 to 10.0 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g, and is preferably 0.2 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g to 9.0 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / G is more preferable, 0.5 ⁇ 10 ⁇ 3 to 9.0 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g is more preferable, and 1.0 ⁇ 10 ⁇ 3 to 8.0 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g is particularly preferable.
- the urethane bond amount is at least the lower limit of the above range, the stain resistance of the cured product and the handleability of the curable composition are improved.
- the amount of urethane bonds in component (C1) is the number of urethane bonds (the total number of isocyanate groups (the total value of the number of moles of polyisocyanate multiplied by the number of isocyanate group functional groups)) and isocyanate groups such as hydroxyl groups and amino groups.
- the smaller of the total number of equivalents of all functional groups to be reacted is the total amount of the constituent components of component (C1) (the total amount of each raw material component excluding the amount of components added in excess (not the amount charged). ) Divided by.
- the amount of the (meth) acryloyl group of the component (C1) is preferably 0.2 ⁇ 10 ⁇ 3 to 3.0 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g, and 0.4 ⁇ 10 ⁇ 3 to 2.7 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / G is more preferable, and 0.5 ⁇ 10 ⁇ 3 to 2.5 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g is more preferable. If the amount of (meth) acryloyl group is not less than the lower limit of the above range, the stain resistance and wear resistance of the cured product will be improved. If the amount of the (meth) acryloyl group is not more than the upper limit of the above range, the stretchability of the cured product is improved.
- the amount of the (meth) acryloyl group of the component (C1) is the number of (meth) acryloyl groups (the number of (meth) acryloyl group functional groups is added to the number of moles of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group excluding the excessively added component amount.
- the sum of the multiplied values) is divided by the total amount of the constituent components of the component (C1) (the total amount of each raw material component excluding the excessively added component amount (not the charged amount)).
- Component (C1) can be produced by subjecting polyisocyanate to a polyfunctional (meth) acrylate having a chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms and a hydroxyl group. Specifically, it can be produced by the method described in JP 2016-186039 A.
- the amount of all isocyanate groups in component (C1) and the amount of all functional groups that react with isocyanate groups such as hydroxyl groups and amino groups are usually equimolar. Therefore, the polyisocyanate used as the raw material, the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms, the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group, and the other raw materials are used in an amount equal to the amount of all isocyanate groups in the component (C1).
- the amount of the total functional group reacting with it is an equivalent amount or an amount which is 50 to 200 equivalent% in terms of the equivalent percentage of the total functional group reacting with it relative to the isocyanate group.
- the amount of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group is preferably 3 to 70 mol%, more preferably 5 to 50 mol%, of the total amount of the compound having a functional group that reacts with an isocyanate group. 30 mol% or less is more preferable.
- the molecular weight of the component (C1) can be controlled by the amount of the polyfunctional (meth) acrylate having a hydroxyl group.
- a catalyst may be used.
- the catalyst include tin-based catalysts (such as dibutyltin laurate, dibutyltin dioctate, dioctyltin dilaurate, and dioctyltin dioctate), bismuth-based catalysts (such as bismuth tris (2-ethylhexanate)), and the like.
- the reaction temperature is preferably 20 to 120 ° C, more preferably 40 to 100 ° C, and further preferably 60 to 100 ° C.
- the reaction temperature is preferably not higher than the boiling point of the organic solvent.
- the reaction temperature is preferably 70 ° C. or less from the viewpoint of preventing the (meth) acryloyl group from reacting excessively.
- the reaction time is usually 5 to 20 hours.
- the number of moles of compound (1) contained in 1 g of the cured product of the present invention is 0.05 mmol or more.
- the number of moles of compound (1) is n 11 mol / g
- the number of moles of compound (2) is n 21 mmol / g
- the number of moles of compound (3) is n 31.
- the number of moles (n 11 mole) is equal to or greater than the above lower limit with respect to the total of 100 mole% of the number of moles (n 11 mole), the number of moles (n 21 mole), and the number of moles (n 31 mole), curing is achieved. Even if the reaction is sufficiently advanced, the cured product has sufficient hardness, and the effect of the cured product of the present invention is easily obtained.
- the upper limit of the total number of moles (n 11 moles), the number of moles (n 11 moles), the number of moles (n 21 moles), and the number of moles (n 31 moles) is not particularly limited.
- it may be 99 mol% or less, 90 mol% or less, or 80 mol% or less with respect to the total 100 mol% of the number of moles (n 11 mole), the number of moles (n 21 mole), and the number of moles (n 31 mole). .
- cured material of this invention are not specifically limited.
- the ratio (n 21 / n 31 ) of the number of moles (n 21 mole) of compound (2) to the number of moles (n 31 mole) of compound (3) in 1 g of the cured product is preferably 1 to 10. 5 to 10 is more preferable, 1.5 to 5 is more preferable, 1.5 to 3 is further preferable, and 1.5 to 2 is particularly preferable. If the ratio (n 21 / n 31 ) is within the above range, the elongation at break of the cured product tends to be improved.
- the molecular weight of the DA network is lowered, the cured product is soft, and when it is made into a film, it tends to be a flexible film.
- the ratio (n 21 / n 31 ) is, for example, 1 to 1.5, the elastic modulus of the cured product tends to be improved.
- the molecular weight of the DA network is high, and there is a tendency that damage repairability, chemical resistance, and a decrease in elastic modulus during heating tend to occur, especially for applications that require chemical resistance. Become.
- the ratio (n 21 / n 31 ) is, for example, 1.5 to 2
- there is a tendency to easily exhibit flaw repairability, chemical resistance, and a decrease in elastic modulus during heating Tend to be useful for certain applications.
- N 1 0.05mm Appl how to the sum N 1 0.05mm Appl more it is not particularly limited.
- the sum of the number of moles of compound (1) and the smaller number of moles of compound (2) and compound (3) is The method etc. which mix a compound (2), a compound (3), and urethane (meth) acrylate so that it may become 0.05 mmol or more at the time of solid content 1g conversion are mentioned.
- the proportions of urethane (meth) acrylate, compound (1), compound (2), and compound (3) in the cured product of the present invention may be appropriately adjusted depending on the application.
- Ratio of the total mass of compound (1), compound (2) and compound (3) with respect to the total mass (100 mass%) of urethane (meth) acrylate, compound (1), compound (2) and compound (3) W is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, further preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 75% by mass or less. If the said ratio W is below the said upper limit, it is excellent in the dryness to the touch of the surface of hardened
- the ratio W is preferably 4% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. If the ratio W is greater than or equal to the lower limit, dissociation of the compound (1) into the compound (2) and the compound (3) occurs due to the rDA reaction of the compound (1) in the molding temperature range, and the elastic modulus decreases, thereby reducing the urethane (meta ) Three-dimensional processability is better than the cured acrylate alone. From the above, the proportion W is preferably 4 to 95% by mass, more preferably 4 to 90% by mass, further preferably 4 to 80% by mass, particularly preferably 4 to 75% by mass, and most preferably 10 to 75% by mass. preferable. If the ratio W is within the above range, a cured product that is hard and excellent in three-dimensional formability, chemical resistance, and shape retention at high temperatures tends to be obtained.
- the ratio of urethane (meth) acrylate from the viewpoint of wound repairability Is preferably 99% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, still more preferably 75% by mass or less, and particularly preferably 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the cured product.
- 30 mass% or more is preferable and, as for the ratio of urethane (meth) acrylate, 50 mass% or more is more preferable.
- the proportion of urethane (meth) acrylate is preferably 30 to 99% by mass, more preferably 30 to 80% by mass, still more preferably 30 to 75% by mass, and more preferably 30 to 70% by mass with respect to 100% by mass of the cured product. % Is particularly preferable, and 50 to 70% by mass is most preferable.
- the ratio of urethane (meth) acrylate is 100% by mass of cured product from the viewpoint of wound repairability. 75 mass% or less is preferable, 70 mass% or less is more preferable, 65 mass% or less is more preferable, 60 mass% or less is especially preferable. Moreover, 10 mass% or more is preferable with respect to 100 mass% of hardened
- the proportion of urethane (meth) acrylate is preferably 10 to 75% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, further preferably 10 to 65% by mass, with respect to 100% by mass of the cured product. % Is particularly preferable, and 30 to 60% by mass is most preferable.
- cured material of this invention may further have other components other than a compound (1), a compound (2), a compound (3), and urethane (meth) acrylate. What is necessary is just to adjust suitably the kind and ratio of another component according to a use etc. Specific examples of the other components include the same components as those described for the curable composition of the present invention described later.
- the cured product of the present invention is excellent in shape retention at high temperatures.
- the cured product of the present invention preferably has shape retention at 80 ° C or higher, more preferably has shape retention at 90 ° C or higher, and shape retention at 100 ° C or higher. Further preferred.
- the fact that the cured product has a high-temperature shape-retaining property means that it does not drip (no fluidity) after holding the cured product (standing upright so that the film surface is vertical if it is a film) in a high-temperature environment. )
- the glass transition point (Tg) of the cured product of the present invention is preferably 20 ° C. or higher.
- the glass transition point (Tg) is, for example, preferably 20 to 200 ° C., more preferably 25 to 160 ° C.
- the glass transition point (Tg) of the cured product can be measured by a method such as dynamic viscosity measurement (DMA measurement).
- the haze value of the cured product of the present invention is preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
- the lower limit of the haze value of the cured product is not particularly limited, and when the cured product is applied to a use requiring transparency, the haze value is preferably as small as possible.
- the lower limit value of the haze value of the cured product is, for example, 0.001% or more.
- the haze value of the cured product can be measured according to JIS K 7105 using a haze meter (for example, Haze Computer HZ-2 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
- cured material of this invention is not specifically limited.
- the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured product is preferably 20 MPa or more, and more preferably 30 MPa or more.
- cured material is not specifically limited, 3000 MPa or less is preferable and 2000 MPa or less is more preferable.
- the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured product is preferably 20 to 3000 MPa, more preferably 30 to 2000 MPa. When the tensile elastic modulus at 23 ° C.
- the cured product is further excellent in scratch repairability and the hardness is further improved. If the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured product is equal to or higher than the lower limit value, stickiness of the cured film surface and an increase in friction coefficient tend to be suppressed. Further, if the tensile modulus of the cured product at 23 ° C. is not more than the above upper limit value, it is difficult to prevent migration during the rDA reaction of each compound (2) and compound (3), and further excellent wound repair properties are obtained. Tend to be obtained. The tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured product can be measured by a method using a Tensilon tensile tester.
- the storage elastic modulus at 150 ° C. of the cured product of the present invention is preferably 5 ⁇ 10 4 Pa or more, and more preferably 1 ⁇ 10 5 Pa or more. Further, the storage elastic modulus of the cured product at 150 ° C. is preferably 5 ⁇ 10 12 Pa or less, and more preferably 1 ⁇ 10 10 Pa or less. If the storage elastic modulus at 150 ° C. of the cured product is equal to or higher than the lower limit, in addition to the flaw repairability by dissociation of the DA network into the compound (2) and the compound (3) by the rDA reaction, flaw repair by elastic recovery force is also possible. It tends to be expected. If the storage elastic modulus at 150 ° C.
- the storage elastic modulus at 150 ° C. of the cured product of the present invention can be adjusted by the ratio between the urethane (meth) acrylate network density and the DA network density.
- a method of decreasing the proportion of urethane (meth) acrylate, storage of a single cured product of urethane (meth) acrylate In the case where the elastic modulus is lower than the cured product of the DA network alone, a method of increasing the proportion of urethane (meth) acrylate can be considered.
- the method for repairing scratches on the cured product of the present invention is a method for repairing scratches generated on the cured product of the present invention.
- a DA network formed by a DA reaction between the compound (2) and the compound (3) is converted into a compound ( In this method, the mixture is heated to a temperature at which it is dissociated into 2) and the compound (3) and then cooled.
- R 1 to R 4 are substituents, X 1 is a divalent group, and at least one of R 1 to R 4 and X 1 is a group having an electron donating group.
- R 7 and R 8 are substituents, X 2 is a divalent group, and at least one of R 7 , R 8 and X 2 is a group having an electron withdrawing group.
- the details and preferred embodiments of the compound (2), the compound (3) and the urethane (meth) acrylate are the same as those described for the cured product of the present invention. It can also be said that the compound (2) is the above-mentioned component (A). Similarly, it can be said that the compound (3) is the above-mentioned component (B). The details and preferred embodiments of the component (A) and the component (B) are the same as those described for the cured product of the present invention.
- the curable composition of the present invention among the solid content of the composition, the smaller number of moles of the number of moles of the conjugated diene structure possessed by the compound (2) and the number of moles of the dienophile structure possessed by the compound (3)
- the sum of the number of moles of compound (1) is 0.05 mmol / g or more. Therefore, there is a sufficient DA network in the cured product obtained from the curable composition, and when the cured product is scratched, it can ooze out into the scratched portion and fill the scratch.
- chemical resistance is improved at a temperature lower than the temperature at which the rDA reaction occurs, because strong cross-linking is formed by carbon-carbon bonds.
- the curable composition of the present invention may further contain component (E): a polymerization initiator.
- the curable composition of the present invention may further contain component (F): a liquid medium.
- the curable composition of the present invention further contains components other than the components (A) to (F) (hereinafter also referred to as “other components”) as necessary within the range not impairing the effects of the present invention. You may go out.
- the polymerization initiator is a component that improves the initiation efficiency of the polymerization reaction of the (meth) acryloyl group of component (C) that proceeds by irradiation with active energy rays.
- the active energy ray used for the polymerization reaction of the (meth) acryloyl group is an electron beam
- the curable composition of the present invention may not contain the component (E).
- Examples of the component (E) include a photo radical polymerization initiator that generates radicals by light.
- photo radical polymerization initiators benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4,4-bis (diethylamino) benzophenone, 4-phenylbenzophenone, methyl orthobenzoylbenzoate, thioxanthone, diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, chlorothioxanthone, 2-ethylanthraquinone, t-butylanthraquinone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, Benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, methylbenzoyl formate,
- benzophenone 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, , 4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2-hydroxy-1- [4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -phenyl] -2-methyl-propan-1-one 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2-hydroxy-1- [4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -phenyl 2-methyl-propan-1-one is more preferred.
- the curable composition may contain a photocationic polymerization initiator as a polymerization initiator. It is preferable that the curable composition of this invention does not contain a photoinitiator. By not containing a photopolymerization initiator, there is a tendency that the modification of the curable composition due to the initiator decomposition product and the decrease in the mechanical strength of the cured product can be suppressed.
- composition (F) Component (F):
- the liquid medium is a component for dissolving the components (A) to (E), adjusting the viscosity when curing the curable composition, and obtaining a uniform cured product.
- an organic solvent having a solubility parameter at 25 ° C. (hereinafter also referred to as “SP value”) of 8.0 to 11.5 is preferable. If SP value in 25 degreeC is more than the lower limit of the said range, the solubility of a component (C) is good. If SP value in 25 degreeC is below the upper limit of the said range, transparency of a curable composition is good.
- Numerical values in parentheses are SP values at 25 ° C. The SP value is calculated by the method proposed by Fedors et al. Specifically, ROBERT F.R. FEDORS, “POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, FEBRUARY”, Vol. 14, No. 2, 1974, p. 147 to 154.
- Examples of other components include an active energy ray-reactive monomer, an active energy ray-curable oligomer (excluding component (C)), a photosensitizer, an epoxy compound, and other additives.
- Examples of active energy ray reactive monomers include vinyl compounds, (meth) acrylamide compounds, (meth) acrylates, and the like.
- Examples of the active energy ray-curable oligomer include epoxy (meth) acrylate, acrylic (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, polycarbonate (meth) acrylate, polybutadiene (meth) acrylate, and polyether (meth) acrylate.
- ethanolamine diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, amyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminoacetophenone Etc.
- additives include fillers (glass fiber, glass beads, silica, alumina, calcium carbonate, mica, zinc oxide, titanium oxide, mica, talc, kaolin, metal oxide, metal fiber, iron, lead, metal powder, Carbon fiber, carbon black, graphite, carbon nanotube, fullerene, etc.), antioxidant, heat stabilizer, UV absorber, hindered amine light stabilizer (HALS), anti-fingerprint agent, surface hydrophilizing agent, antistatic agent, slipperiness Giving agent, plasticizer, mold release agent, antifoaming agent, leveling agent, anti-settling agent, surfactant, thixotropy imparting agent, lubricant, flame retardant, flame retardant aid, polymerization inhibitor, filler, silane coupling agent , Pigments, dyes, hue adjusting agents, curing agents, catalysts, curing accelerators and the like.
- fillers glass fiber, glass beads, silica, alumina, calcium carbonate, mica, zinc oxide, titanium oxide, mica, talc, kaolin,
- the sum N 2 is preferably not less than 0.3mm Cincinnatil / g, more preferably at least 0.5mm Cincinnatil / g.
- the upper limit value of the sum N 2 is not particularly limited.
- the sum N 2 may be appropriately adjusted according to the application of the curable composition.
- the sum N 2 is preferably 10 mmol / g or less, more preferably 5 mmol / g or less, and further preferably 3 mmol / g or less.
- the number of moles of compound (1) in 1 g of curable composition (n 12 mole) and the number of moles of compound (2) in 1 g of curable composition (n 22 mole) The total number of moles (n 12 mole) of the compound (1) in 1 g of the curable composition is 80 mol% with respect to 100 mole% in total with the number of moles (n 32 mole) of the compound (3) in 1 g of the curable composition.
- the following is preferable, 60 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is more preferable.
- the lower limit of the total number of moles (n 12 moles), the number of moles (n 12 moles), the number of moles (n 22 moles), and the number of moles (n 32 moles) is not particularly limited.
- may be a number of moles (n 12 m beginnerl) the moles (n 22 m réellel) the moles (n 32 m réellel) 1mol% or more relative to the total 100 mol% of the may be 10 mol% or more, may be 20 mol% or more .
- the molar ratio of the conjugated diene structure of component (A) to the dienophile structure of component (B) in the curable composition of the present invention is preferably more than 1.0 and 10 or less, 1.1 More preferably, it is 2.5 or less. If the conjugated diene structure / dienophile structure is at least the lower limit of the above range, the unreacted dienophile structure (maleimide skeleton, etc.) in the component (B) decreases after the DA reaction between the component (A) and the component (B). .
- the amount of component (D) in the curable composition of the present invention is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of component (C), active energy ray-reactive monomer and active energy ray-curable oligomer. 5 parts by mass or less is more preferable. If the amount of component (D) is less than or equal to the lower limit of the above range, the mechanical strength of the cured product is unlikely to decrease due to the decomposition product of component (D).
- the solid content concentration of the curable composition of the present invention is preferably 5 to 90% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, further preferably 15 to 70% by mass, and particularly preferably 15 to 60% by mass.
- Solid content is all the components except a component (E), and includes not only a solid state thing but a semi-solid thing, and a viscous liquid substance.
- the compounding amount of other components in the curable composition of the present invention is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass in total of the components (A) to (C). If the blending amount of other components is not more than the upper limit of the above range, the effects of the present invention are unlikely to be impaired.
- the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured film I formed by the following method is preferably 1 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, further preferably 10 MPa or more, further preferably 20 MPa or more, and 30 MPa. The above is particularly preferable, and 35 MPa or more is most preferable.
- the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured film I is preferably 2000 MPa or less, more preferably 1500 MPa or less, further preferably 1000 MPa or less, and still more preferably 500 MPa or less. If the tensile modulus at 23 ° C.
- the cured film I has a tensile modulus of elasticity at 23 ° C. that is less than or equal to the upper limit of the above range, the wound repair by the dissociation of the DA network into the component (A) and the component (B) by the rDA reaction and the wound repair by the elastic recovery force There is no hindrance and the cured product of the curable composition of the present invention tends to have excellent wound repairability.
- the tensile elastic modulus at 23 ° C. of the cured film I can be adjusted by the mixing ratio of the component (C) and the DA network component (component (A) and component (B)).
- the tensile modulus of the component (C) single film (the cured film III described above) is higher than that of the DA network single film, the proportion of the component (C) is decreased.
- the tensile modulus of the component (C) single film is DA. If it is lower than the network single membrane, the proportion of the component (C) may be increased.
- Method for forming cured film I The curable composition was applied to a 1 mm thick polypropylene plate that had been peeled off with an applicator so that the thickness after curing was 50 ⁇ m.
- the coating film is irradiated with ultraviolet rays under conditions of 500 mJ / cm 2 and cured at 23 ° C. for 1 day to form a cured film I.
- the curable composition is coated on a glass or polypropylene plate having a thickness of 1 mm with a bar coater to form a coating film, and then dried at 70 ° C. for 30 minutes.
- the storage elastic modulus at 150 ° C. of the cured film II formed by the following method is preferably 5 ⁇ 10 4 Pa or more, and more preferably 1 ⁇ 10 5 Pa or more.
- the storage elastic modulus of the cured film II at 150 ° C. is preferably 5 ⁇ 10 12 Pa or less, and more preferably 1 ⁇ 10 10 Pa or less. If the storage modulus at 150 ° C. of the cured film II is equal to or higher than the lower limit of the above range, scratches due to elastic recovery force in addition to wound repair by dissociation of component (A) and component (B) by the rDA reaction of the DA network There is a tendency to expect repairs. If the storage elastic modulus at 150 ° C.
- the wound repair by the dissociation into the component (A) and the component (B) by the rDA reaction of the DA network and the wound repair by the elastic recovery force There is no hindrance, and the wound repairability of the cured product of the curable composition of the present invention is excellent.
- Method for forming cured film II The curable composition was applied to the surface of the 100 ⁇ m-thick polyethylene terephthalate film that had been subjected to the release treatment with an applicator so that the thickness after curing was 50 ⁇ m, and the coating film was heated at 70 ° C. for 30 minutes. Then, the coating film is irradiated with ultraviolet rays using a high-pressure mercury lamp under the condition of an integrated light quantity of 500 mJ / cm 2 and cured at 23 ° C. for 1 day to form a cured film II.
- the breaking elongation at 23 ° C. of the cured film I can be adjusted by the mixing ratio of the component (C) and the sum of the component (A) and the component (B).
- cured material of a component (C) is suitably adjusted with the hydrogen bond density of a urethane bond, and the covalent bond density of a (meth) acryloyl group.
- the hydrogen bond density of the urethane bond is high, the elongation at break of the cured product of the component (C) is lowered, but the dryness to touch is improved.
- the elongation at break of the cured product of component (C) is low, but the dryness to the touch is improved. If necessary, the elongation at break of the cured product of component (C) can be adjusted by adding other polyol to the chain aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms to the raw material of component (C). it can.
- the hard coat film can be formed, for example, as follows.
- the curable composition of the present invention is applied to the surface of a substrate and heated to form a semi-cured film having a DA network.
- the semi-cured film is irradiated with active energy rays to form a hard coat film having a hybrid polymer network in which a DA network and a urethane (meth) acrylate network are combined.
- the heating temperature at the time of forming the semi-cured film is not less than the temperature at which the component (A) and the component (B) are DA-reacted and less than the temperature at which the component (A) and the component (B) are dissociated by the rDA reaction.
- the heating temperature for forming the semi-cured film is preferably 40 to 95 ° C., and 70 to 90 ° C is more preferred.
- the thickness of the hard coat film is appropriately set according to the application.
- the thickness of the hard coat film is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 2 to 50 ⁇ m, and even more preferably 2 to 20 ⁇ m. If the thickness of the hard coat film is equal to or greater than the lower limit of the above range, the design and function will be good. If the thickness of the hard coat film is not more than the upper limit of the above range, the internal curability and the three-dimensional processability are good.
- the heating temperature when the DA network is decomposed in the hard coat film is equal to or higher than the temperature at which the DA network dissociates into the component (A) and the component (B) by the rDA reaction.
- the heating temperature for decomposing the DA network is preferably 100 to 160 ° C., and 110 to 150 ° C. Is more preferable.
- the component (C) may have a storage elastic modulus at 23 ° C. of a cured film III ′ formed by the following method of 5 ⁇ 10 2 Pa or more, and 5 ⁇ 10 3.
- the pressure may be Pa or higher, 5 ⁇ 10 4 Pa or higher, or 1 ⁇ 10 5 Pa or higher. If the storage elastic modulus at 23 ° C. of the cured film III ′ is equal to or higher than the lower limit of the above range, in addition to the wound repair by dissociation of the DA network into the component (A) and the component (B) by the rDA reaction, Wound repair can also be expected. If the storage elastic modulus at 23 ° C.
- the wound repair by the dissociation into the component (A) and the component (B) by the rDA reaction of the DA network and the wound repair by the elastic recovery force The cured product of the curable composition of the first aspect of the present invention tends to have excellent wound repairability.
- Method for forming cured film III ′ A mixture of component (C) dissolved in a solvent (methyl ethyl ketone, butyl acetate, cyclohexanone, etc.) has a thickness of 50 ⁇ m after curing on the surface of the peel-treated side of a 100 ⁇ m-thick polyethylene terephthalate film.
- the coated film is heated at 70 ° C. for 30 minutes, irradiated with ultraviolet light under a condition of an integrated light quantity of 500 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp, and cured at 23 ° C. for 1 day to obtain a cured film III.
- a solvent methyl ethyl ketone, butyl acetate, cyclohexanone, etc.
- the storage elastic modulus at 150 ° C. of the cured film II ′ is not more than the upper limit of the above range, the wound repair by the dissociation of the DA network into the component (A) and the component (B) by the rDA reaction and the wound repair by the elastic recovery force
- the cured product of the curable composition of the first aspect of the present invention is excellent in wound repairability.
- n is an integer of about 0 to 20
- m is an integer of about 0 to 20.
- HEA 2-hydroxyethyl acrylate
- V-300 mixture of 40-45% by mass of pentaerythritol triacrylate and 35-40% by mass of pentaerythritol tetraacrylate (catalog value) (trade name Biscoat 300, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.)
- OH Value OH group equivalent (molecular weight per hydroxyl group) 468 is calculated from 120 (analysis table item), and all components are defined as consisting of pentaerythritol triacrylate (PET3A) and pentaerythritol tetraacrylate (PET4A).
- GMA glycidyl methacrylate (trade name “Blemmer (registered trademark) GH” manufactured by NOF Corporation)
- MMA Methyl methacrylate (trade name “Acryester (registered trademark) M” manufactured by Mitsubishi Rayon)
- -EA ethyl acrylate-AA: acrylic acid-MEK-ST: methyl ethyl ketone-dispersed colloid (silica sol average primary particle size: 15 nm (catalog value), silica solid content: 30% by mass) (trade name "MEK-” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) ST ”)
- N 1 Sum of the number of moles of the compound (1) contained in 1 g of the cured product and the number of moles of the compound having the smaller number of moles contained in 1 g of the cured product among the compounds (2) and (3)
- Mmol Mmol
- N 2 Of the solid content of the composition, the smaller number of moles of the number of moles of the conjugated diene structure possessed by the compound (2) and the number of moles of the dienophile structure possessed by the compound (3); Sum with moles (mmol)
- R is C 6 H 12 .
- a component (A-5) represented by the following formula (A-5) (a trifunctional furan compound described in Non-Patent Document 1) was obtained.
- the furfuryl group content was 3.6 mmol / g.
- component (B-3) represented by the following formula (B-3) (3,3′-dimethyl-5,5′-diethyl-4,4′-diphenylmethane bismaleimide, manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd., BMI-5100 ) was prepared.
- a component (B-1) (4,4′-bismaleimide diphenylmethane) represented by the following formula (B-1) was prepared.
- reaction mixture was cooled to 60 ° C., dioctyltin dilaurate: 0.08 g, methylhydroquinone: 0.20 g, MEK: 46 g were added, and R-167: 45 g was added dropwise to initiate the reaction.
- the reaction was carried out for 10 hours while heating to 70 ° C. in an oil bath.
- MEK 193 g was added, and component 4 -1 (urethane (meth) acrylate) was obtained.
- reaction mixture was cooled to 60 ° C., and then dioctyltin dilaurate: 0.08 g, methylhydroquinone: 0.20 g, MEK: 12 g were added, and HEA: 12 g was added dropwise to initiate the reaction.
- the reaction was carried out for 10 hours while heating to 70 ° C. in an oil bath. After confirming the end point of the reaction by disappearance of the peak derived from the isocyanate (NCO) group in the infrared absorption spectrum, MEK: 200 g was added, and component 4 -2 was obtained.
- NCO isocyanate
- the reaction mixture was cooled to 60 ° C., and then 0.32 g of bismuth tris (2-ethylhexanoate), 0.20 g of methylhydroquinone, and 128 g of MEK were added, and 128 g of V-300 (PET3A: 82 g / PET4A: 46g)
- the reaction was started dropwise.
- the reaction was carried out for 10 hours while heating to 70 ° C. in an oil bath.
- MEK 200 g was added, and component 4 -4 was obtained.
- the weight average molecular weight was 5600 and the number average molecular weight was 2900.
- Component 4-6 This was designated as Component 4-6.
- the weight average molecular weight was 29,000, the number average molecular weight was 3,500, the urethane bond amount was 3.31 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g, and the acryloyl group amount was 6.61 ⁇ 10 ⁇ 4 eq / g. .
- AA 49.7 g and tri (p-tris) phosphine: 1.83 g were added and reacted at 110 ° C. for 6 hours, whereby an acryloyl group and a methoxysilyl group, a glycidyl group and a carboxyl group, A (meth) acrylic acid ester-based polymer having a hydroxyl group generated by the above reaction and having a mass average molecular weight (Mw) of 12,000 and an unsaturated double bond concentration of 4.6 mmol / g and a hydroxyl group concentration of 4.6 mmol / g is obtained.
- Component (AA-1) solid content: 30% by mass).
- a cured film was produced from each curable composition by the following method.
- the film-forming method A was used for the curable composition containing a polymerization initiator.
- the film-forming method B was used for the curable composition which does not contain a polymerization initiator.
- the curable composition is applied onto a blue plate glass or polypropylene plate using a bar coater or an applicator, the coating film is heated at 70 ° C. for 30 minutes, and an electrodeless ultraviolet irradiation device (D bulb) (manufactured by Heraeus) is used.
- D bulb electrodeless ultraviolet irradiation device
- the haze value of the cured film obtained by the film forming method was measured.
- the haze value was measured according to JIS K7105 using a haze meter (“HAZE METER HM-65W” manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). Here, it means that transparency is so high that a haze value is small.
- X Repair rate is less than 35%.
- ⁇ Repair rate is 35% or more and less than 50%.
- A The repair rate is 50% or more.
- the haze value was measured according to JIS K7105 using a haze meter (“HAZE METER HM-65W” manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.).
- E represents a power.
- “1.10E + 08” represents “1.10 ⁇ 10 8 ”.
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Abstract
本発明は、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物及びその製造方法;前記硬化物を得ることができる硬化性組成物;硬化物の傷の修復方法を提供する。 式(1)で表される化合物(1)と式(2)で表される化合物(2)と式(3)で表さる化合物(3)とウレタン(メタ)アクリレートとを含む硬化物であり、硬化物1gに含まれる化合物(1)のモル数と、化合物(2)及び化合物(3)のうち硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和が0.05mmоl以上である硬化物。[式(1)~(3)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1、X2は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
Description
本発明は、硬化性組成物、硬化物、硬化物の製造方法、硬化物の傷の修復方法に関する。
本願は、2018年3月23日に、日本に出願された特願2018-057022号、2018年3月23日に、日本に出願された特願2018-057023号及び2018年3月23日に、日本に出願された特願2018-057025号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2018年3月23日に、日本に出願された特願2018-057022号、2018年3月23日に、日本に出願された特願2018-057023号及び2018年3月23日に、日本に出願された特願2018-057025号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
共役ジエンとジエノフィル(親ジエン)との反応によって環構造を形成するディールスアルダー(DA)反応は、熱可逆性の平衡反応であり、比較的高温においてレトロディールスアルダー(rDA)反応が起こって元の共役ジエンとジエノフィルとに解離することが知られている。
このような共役ジエンとジエノフィルとによる熱可逆的なディールスアルダー(DA)ネットワークを利用した接着剤等が提案されている(特許文献1、2)。
また、熱可逆的なDAネットワークと他のポリマーのネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを利用することが提案されている(非特許文献1、2)。
また、熱可逆的なDAネットワークと他のポリマーのネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを利用することが提案されている(非特許文献1、2)。
非特許文献1には、DAネットワークとポリウレタンネットワークとを組み合わせた自己修復可能なハイブリッドポリマーネットワークが提案されている。このハイブリッドポリマーネットワークからなる膜に傷が生じた場合、膜を加熱することによってDAネットワークのみがrDA反応によって分解し、元の共役ジエンとジエノフィルとに解離する。ポリウレタンネットワークは残ったままであるため、膜の形状を保ちつつ、共役ジエン及びジエノフィルが傷の部分にしみ出して傷を埋める。膜を冷却すると、再びDA反応によってDAネットワークが形成され、傷が修復される。
非特許文献2には、DAネットワークとアクリレートネットワークとを組み合わせた二段階硬化によるフォトレジストが提案されている。加熱によって共役ジエン及びジエノフィルがDA反応してDAネットワークが形成され、DAネットワークによってアクリレートが支持された固体状のフォトレジストとなる。これに光を照射するとアクリレートネットワークが形成される。DAネットワークはrDA反応によって分解し、元の共役ジエンとジエノフィルとに解離した後、未露光部分のアクリレートとともに現像によって除去される。
Gayla Berg Lyon,外2名,"Scaffolded Thermally Remendable Hybrid Polymer Networks",Advanced Functional Materials,第26巻,2016年,p.1477-1485
Gayla J.Berg,外3名,"A Dual-Cure,Solid-State Photoresist Combining a Thermoreversible Diels-Alder Network and a Chain Growth Acrylate Network",Macromolecules,第47巻,2014年,p.3473-3482
しかし、本発明の発明者の検討によると、非特許文献1に記載されたハイブリッドポリマーネットワークは、ポリウレタンネットワークを含むため、硬化物が柔らかく、ハードコート膜に適していない。また、ポリウレタンネットワークを含むため、硬化物の耐薬品性が不充分であった。
また、非特許文献2に記載されたハイブリッドポリマーネットワークは、架橋密度の高いアクリレートネットワークを含むため、硬化物の傷修復性が不充分であった。
また、非特許文献2に記載されたハイブリッドポリマーネットワークは、架橋密度の高いアクリレートネットワークを含むため、硬化物の傷修復性が不充分であった。
また、硬化物には、硬化性組成物を一旦硬化させた後、硬化物を変形させて3次元形状に加工すること、すなわち3次元加工適性が求められることがある。しかし、非特許文献2に記載されたハイブリッドポリマーネットワークは、延伸性が不充分であり、3次元加工には適していないことを本発明の発明者が見出した。
本発明は、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物を得ることができる硬化性組成物;硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物及びその製造方法;硬化物の傷の修復方法を提供する。
本発明の第1の態様は、熱可逆的なDAネットワークを形成できるとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる硬化物を得ることができる硬化性組成物;熱可逆的なDAネットワークを有するとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる硬化物及びその製造方法を提供する。
本発明の第2の態様は、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物を得ることができる硬化性組成物;硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物及びその製造方法;及び硬化物の傷の修復方法を提供する。
本発明の第3の態様は、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物を得ることができる硬化性組成物;硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物及びその製造方法;及び硬化物の傷の修復方法を提供する。
本発明の第2の態様は、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物を得ることができる硬化性組成物;硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物及びその製造方法;及び硬化物の傷の修復方法を提供する。
本発明の第3の態様は、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物を得ることができる硬化性組成物;硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物及びその製造方法;及び硬化物の傷の修復方法を提供する。
本発明は、以下の態様を有する。
[1]下記式(1)で表される化合物(1)と、下記式(2)で表され、前記化合物(1)の前駆体である化合物(2)と、下記式(3)で表され、前記化合物(1)の前駆体である化合物(3)と、ウレタン(メタ)アクリレートと、を含む硬化物であり、前記硬化物1gに含まれる前記化合物(1)のモル数と、前記化合物(2)及び前記化合物(3)のうち、前記硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1が、0.05mmоl以上である、硬化物。
[式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[2]前記化合物(1)が、下記式(4)で表される化合物(4)であり、前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、[1]の硬化物。
[式(4)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[3]動的粘性測定で測定されるガラス転移点が、20℃以上である、[1]又は[2]の硬化物。
[4]JIS K 7105に準拠して測定されるヘイズ値が、10%以下である、[1]~[3]のいずれかの硬化物。
[5]前記ウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、[1]~[4]のいずれかの硬化物。
[6]傷修復性を具備する、[1]~[5]のいずれかの硬化物。
[7]下記式(2)で表される化合物(2)と、下記式(3)で表される化合物(3)と、下記式(1)で表され、前記化合物(2)及び前記化合物(3)の反応物である化合物(1)と、ウレタン(メタ)アクリレートと、を含む組成物であり、前記組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が、0.05mmol/g以上である、硬化性組成物。
[式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[8] 前記化合物(1)が、下記式(4)で表される化合物(4)であり、
前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、
前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、[7]の硬化性組成物。
[式(4)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[9]前記化合物(2)、前記化合物(3)及び前記ウレタン(メタ)アクリレートが、酸基を有さない、[7]又は[8]の硬化性組成物。
[10]光重合開始剤を含まない、[7]~[9]のいずれかの硬化性組成物。
[11]前記化合物(3)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、[7]~[10]のいずれかの硬化性組成物。
[12]前記ウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、[7]~[11]のいずれかの硬化性組成物。
[13]下記式(2)で表される化合物(2)と、下記式(3)で表される化合物(3)と、ウレタン(メタ)アクリレートと、を含む組成物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
[式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[14]前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、[13]の硬化物の製造方法。
[式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[15][1]~[6]のいずれかの硬化物に生じた傷を修復する方法であり、傷が生じた前記硬化物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とのディールスアルダー反応によって形成されたディールスアルダーネットワークがレトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する、硬化物の傷の修復方法。
[1]下記式(1)で表される化合物(1)と、下記式(2)で表され、前記化合物(1)の前駆体である化合物(2)と、下記式(3)で表され、前記化合物(1)の前駆体である化合物(3)と、ウレタン(メタ)アクリレートと、を含む硬化物であり、前記硬化物1gに含まれる前記化合物(1)のモル数と、前記化合物(2)及び前記化合物(3)のうち、前記硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1が、0.05mmоl以上である、硬化物。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[2]前記化合物(1)が、下記式(4)で表される化合物(4)であり、前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、[1]の硬化物。
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[3]動的粘性測定で測定されるガラス転移点が、20℃以上である、[1]又は[2]の硬化物。
[4]JIS K 7105に準拠して測定されるヘイズ値が、10%以下である、[1]~[3]のいずれかの硬化物。
[5]前記ウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、[1]~[4]のいずれかの硬化物。
[6]傷修復性を具備する、[1]~[5]のいずれかの硬化物。
[7]下記式(2)で表される化合物(2)と、下記式(3)で表される化合物(3)と、下記式(1)で表され、前記化合物(2)及び前記化合物(3)の反応物である化合物(1)と、ウレタン(メタ)アクリレートと、を含む組成物であり、前記組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が、0.05mmol/g以上である、硬化性組成物。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[8] 前記化合物(1)が、下記式(4)で表される化合物(4)であり、
前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、
前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、[7]の硬化性組成物。
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[9]前記化合物(2)、前記化合物(3)及び前記ウレタン(メタ)アクリレートが、酸基を有さない、[7]又は[8]の硬化性組成物。
[10]光重合開始剤を含まない、[7]~[9]のいずれかの硬化性組成物。
[11]前記化合物(3)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、[7]~[10]のいずれかの硬化性組成物。
[12]前記ウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、[7]~[11]のいずれかの硬化性組成物。
[13]下記式(2)で表される化合物(2)と、下記式(3)で表される化合物(3)と、ウレタン(メタ)アクリレートと、を含む組成物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[14]前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、[13]の硬化物の製造方法。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
[15][1]~[6]のいずれかの硬化物に生じた傷を修復する方法であり、傷が生じた前記硬化物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とのディールスアルダー反応によって形成されたディールスアルダーネットワークがレトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する、硬化物の傷の修復方法。
本発明の第1の態様は、下記<1>~<10>に関する。
<1>成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)と、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートとを含む、硬化性組成物。
<2>成分(D):重合開始剤をさらに含む、前記<1>の硬化性組成物。
<3>前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)が、酸基を有さない、前記<1>又は<2>の硬化性組成物。
<4>前記成分(A)における共役ジエン構造が、フラン骨格であり、前記成分(B)におけるジエノフィル構造が、マレイミド骨格である、前記<1>~<3>のいずれかの硬化性組成物。
<5>前記成分(A)が、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含む、前記<1>~<4>のいずれかの硬化性組成物。
<6>前記成分(B)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、前記<1>~<5>のいずれかの硬化性組成物。
<7>前記成分(C)が、ポリイソシアネートと、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、前記<1>~<6>のいずれかの硬化性組成物。
<8>前記<1>~<7>のいずれかの硬化性組成物が硬化した硬化物。
<9>ハードコート膜である、前記<8>の硬化物。
<10>前記<1>~<7>のいずれかの硬化性組成物を、前記成分(A)と前記成分(B)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
<1>成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)と、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートとを含む、硬化性組成物。
<2>成分(D):重合開始剤をさらに含む、前記<1>の硬化性組成物。
<3>前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)が、酸基を有さない、前記<1>又は<2>の硬化性組成物。
<4>前記成分(A)における共役ジエン構造が、フラン骨格であり、前記成分(B)におけるジエノフィル構造が、マレイミド骨格である、前記<1>~<3>のいずれかの硬化性組成物。
<5>前記成分(A)が、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含む、前記<1>~<4>のいずれかの硬化性組成物。
<6>前記成分(B)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、前記<1>~<5>のいずれかの硬化性組成物。
<7>前記成分(C)が、ポリイソシアネートと、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、前記<1>~<6>のいずれかの硬化性組成物。
<8>前記<1>~<7>のいずれかの硬化性組成物が硬化した硬化物。
<9>ハードコート膜である、前記<8>の硬化物。
<10>前記<1>~<7>のいずれかの硬化性組成物を、前記成分(A)と前記成分(B)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
本発明の第2の態様は、下記≪1≫~≪13≫に関する。
≪1≫成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)と、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートとを含み、下記方法で形成した硬化膜の23℃における破断伸度が、50%以上である、硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
≪2≫前記成分(C)の質量平均分子量が、3000以上である、前記≪1≫の硬化性組成物。
≪3≫前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)が、酸基を有さない、前記≪1≫又は≪2≫の硬化性組成物。
≪4≫前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計質量に対する、前記成分(A)及び前記成分(B)の合計質量の割合が、1~95質量%である、前記≪1≫~≪3≫のいずれかの硬化性組成物。
≪5≫前記成分(A)における共役ジエン構造が、フラン骨格である、前記≪1≫~≪4≫のいずれかの硬化性組成物。
≪6≫前記成分(B)におけるジエノフィル構造が、マレイミド骨格である、前記≪1≫~≪5≫のいずれかの硬化性組成物。
≪7≫前記成分(A)が、ウレタン結合又はウレア結合を有する、前記≪1≫~≪6≫のいずれかの硬化性組成物。
≪8≫前記成分(A)が、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含む、前記≪1≫~≪7≫のいずれかの硬化性組成物。
≪9≫前記成分(B)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、前記≪1≫~≪8≫のいずれかの硬化性組成物。
≪10≫前記成分(C)が、ポリイソシアネートと、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、前記≪1≫~≪9≫のいずれかの硬化性組成物。
≪11≫前記≪1≫~≪10≫のいずれかの硬化性組成物が硬化した硬化物。
≪12≫ハードコート膜である、前記≪11≫の硬化物。
≪13≫前記≪1≫~≪10≫のいずれかの硬化性組成物を、前記成分(A)と前記成分(B)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
≪1≫成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)と、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートとを含み、下記方法で形成した硬化膜の23℃における破断伸度が、50%以上である、硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
≪2≫前記成分(C)の質量平均分子量が、3000以上である、前記≪1≫の硬化性組成物。
≪3≫前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)が、酸基を有さない、前記≪1≫又は≪2≫の硬化性組成物。
≪4≫前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計質量に対する、前記成分(A)及び前記成分(B)の合計質量の割合が、1~95質量%である、前記≪1≫~≪3≫のいずれかの硬化性組成物。
≪5≫前記成分(A)における共役ジエン構造が、フラン骨格である、前記≪1≫~≪4≫のいずれかの硬化性組成物。
≪6≫前記成分(B)におけるジエノフィル構造が、マレイミド骨格である、前記≪1≫~≪5≫のいずれかの硬化性組成物。
≪7≫前記成分(A)が、ウレタン結合又はウレア結合を有する、前記≪1≫~≪6≫のいずれかの硬化性組成物。
≪8≫前記成分(A)が、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含む、前記≪1≫~≪7≫のいずれかの硬化性組成物。
≪9≫前記成分(B)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、前記≪1≫~≪8≫のいずれかの硬化性組成物。
≪10≫前記成分(C)が、ポリイソシアネートと、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、前記≪1≫~≪9≫のいずれかの硬化性組成物。
≪11≫前記≪1≫~≪10≫のいずれかの硬化性組成物が硬化した硬化物。
≪12≫ハードコート膜である、前記≪11≫の硬化物。
≪13≫前記≪1≫~≪10≫のいずれかの硬化性組成物を、前記成分(A)と前記成分(B)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
本発明の第3の態様は、下記〔1〕~〔17〕に関する。
〔1〕成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)と、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートとを含み、下記方法で形成した硬化膜の23℃における引張弾性率が、1MPa以上である、硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
〔2〕前記成分(C)が、下記方法で形成した硬化膜の23℃における引張弾性率が3000MPa以下となるウレタン(メタ)アクリレートである、前記〔1〕の硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
成分(C)を溶媒に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
〔3〕前記成分(A)及び前記成分(B)が、下記方法で形成した硬化膜の23℃における引張弾性率が0.1MPa以上となる組み合わせである、前記〔1〕又は〔2〕の硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
成分(A)における共役ジエン構造と成分(B)におけるジエノフィル構造とのモル比(共役ジエン構造/ジエノフィル構造)が1となるように成分(A)及び成分(B)を溶媒に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが40μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
〔4〕前記成分(A)における共役ジエン構造の含有量が、2mmol/g超である、前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔5〕前記成分(C)の質量平均分子量が、3000以上である、前記〔1〕~〔4〕のいずれかの硬化性組成物。
〔6〕前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)が、酸基を有さない、前記〔1〕~〔5〕のいずれかの硬化性組成物。
〔7〕前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計質量に対する、前記成分(A)及び前記成分(B)の合計質量の割合が、20~99質量%である、前記〔1〕~〔6〕のいずれかの硬化性組成物。
〔8〕前記成分(A)における共役ジエン構造が、フラン骨格である、前記〔1〕~〔7〕のいずれかの硬化性組成物。
〔9〕前記成分(B)におけるジエノフィル構造が、マレイミド骨格である、前記〔1〕~〔8〕のいずれかの硬化性組成物。
〔10〕前記成分(A)が、ウレタン結合又はウレア結合を有する、前記〔1〕~〔9〕のいずれかの硬化性組成物。
〔11〕前記成分(A)が、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含む、前記〔1〕~〔10〕のいずれかの硬化性組成物。
〔12〕前記成分(B)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、前記〔1〕~〔11〕のいずれかの硬化性組成物。
〔13〕前記成分(C)が、ポリイソシアネートと、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、前記〔1〕~〔12〕のいずれかの硬化性組成物。
〔14〕前記〔1〕~〔13〕のいずれかの硬化性組成物が硬化した硬化物。
〔15〕ハードコート膜である、前記〔14〕の硬化物。
〔16〕前記〔1〕~〔13〕のいずれかの硬化性組成物を、前記成分(A)と前記成分(B)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
〔17〕前記〔14〕又は〔15〕の硬化物に生じた傷を修復する方法であり、傷が生じた前記硬化物を、前記化合物(A)と前記化合物(B)とのディールスアルダー反応によって形成されたディールスアルダーネットワークがレトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する、硬化物の傷の修復方法。
〔1〕成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)と、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートとを含み、下記方法で形成した硬化膜の23℃における引張弾性率が、1MPa以上である、硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
〔2〕前記成分(C)が、下記方法で形成した硬化膜の23℃における引張弾性率が3000MPa以下となるウレタン(メタ)アクリレートである、前記〔1〕の硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
成分(C)を溶媒に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
〔3〕前記成分(A)及び前記成分(B)が、下記方法で形成した硬化膜の23℃における引張弾性率が0.1MPa以上となる組み合わせである、前記〔1〕又は〔2〕の硬化性組成物。
(硬化膜の形成方法)
成分(A)における共役ジエン構造と成分(B)におけるジエノフィル構造とのモル比(共役ジエン構造/ジエノフィル構造)が1となるように成分(A)及び成分(B)を溶媒に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが40μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、23℃で1日養生して硬化膜を形成する。
〔4〕前記成分(A)における共役ジエン構造の含有量が、2mmol/g超である、前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔5〕前記成分(C)の質量平均分子量が、3000以上である、前記〔1〕~〔4〕のいずれかの硬化性組成物。
〔6〕前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)が、酸基を有さない、前記〔1〕~〔5〕のいずれかの硬化性組成物。
〔7〕前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計質量に対する、前記成分(A)及び前記成分(B)の合計質量の割合が、20~99質量%である、前記〔1〕~〔6〕のいずれかの硬化性組成物。
〔8〕前記成分(A)における共役ジエン構造が、フラン骨格である、前記〔1〕~〔7〕のいずれかの硬化性組成物。
〔9〕前記成分(B)におけるジエノフィル構造が、マレイミド骨格である、前記〔1〕~〔8〕のいずれかの硬化性組成物。
〔10〕前記成分(A)が、ウレタン結合又はウレア結合を有する、前記〔1〕~〔9〕のいずれかの硬化性組成物。
〔11〕前記成分(A)が、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含む、前記〔1〕~〔10〕のいずれかの硬化性組成物。
〔12〕前記成分(B)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、前記〔1〕~〔11〕のいずれかの硬化性組成物。
〔13〕前記成分(C)が、ポリイソシアネートと、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、前記〔1〕~〔12〕のいずれかの硬化性組成物。
〔14〕前記〔1〕~〔13〕のいずれかの硬化性組成物が硬化した硬化物。
〔15〕ハードコート膜である、前記〔14〕の硬化物。
〔16〕前記〔1〕~〔13〕のいずれかの硬化性組成物を、前記成分(A)と前記成分(B)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
〔17〕前記〔14〕又は〔15〕の硬化物に生じた傷を修復する方法であり、傷が生じた前記硬化物を、前記化合物(A)と前記化合物(B)とのディールスアルダー反応によって形成されたディールスアルダーネットワークがレトロディールスアルダー反応によって前記成分(A)と前記成分(B)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する、硬化物の傷の修復方法。
本発明の硬化物は、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる。
本発明の硬化性組成物によれば、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物の製造方法によれば、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の硬化物の傷の修復方法によれば、硬化物に生じた傷を充分に修復できる。
本発明の硬化性組成物によれば、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物の製造方法によれば、硬く、3次元加工適性に優れ、耐薬品性及び/又は傷修復性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の硬化物の傷の修復方法によれば、硬化物に生じた傷を充分に修復できる。
本発明の第1の態様の硬化性組成物によれば、熱可逆的なDAネットワークを形成できるとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる硬化物を得ることができる。
本発明の第1の態様の硬化物は、熱可逆的なDAネットワークを有するとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる。
本発明の第1の態様の硬化物の製造方法によれば、熱可逆的なDAネットワークを有するとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の第1の態様の硬化物は、熱可逆的なDAネットワークを有するとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる。
本発明の第1の態様の硬化物の製造方法によれば、熱可逆的なDAネットワークを有するとともに、硬く、3次元加工適性及び耐薬品性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の第2の態様の硬化性組成物によれば、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物を得ることができる。
本発明の第2の態様の硬化物は、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる。
本発明の第2の態様の硬化物の製造方法によれば、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の第2の態様の硬化物の傷の修復方法によれば、硬化物に生じた傷を十分に修復できる。
本発明の第2の態様の硬化物は、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる。
本発明の第2の態様の硬化物の製造方法によれば、硬く、3次元加工適性及び傷修復性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の第2の態様の硬化物の傷の修復方法によれば、硬化物に生じた傷を十分に修復できる。
本発明の第3の態様の硬化性組成物によれば、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物を得ることができる。
本発明の第3の態様の硬化物は、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる。
本発明の第3の態様の硬化物の製造方法によれば、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の第3の態様の硬化物の傷の修復方法によれば、硬化物に生じた傷を十分に修復できる。
本発明の第3の態様の硬化物は、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる。
本発明の第3の態様の硬化物の製造方法によれば、硬く、3次元加工適性、耐薬品性及び傷修復性に優れる硬化物を製造できる。
本発明の第3の態様の硬化物の傷の修復方法によれば、硬化物に生じた傷を十分に修復できる。
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と記載する。他の式で表される化合物も同様に記載する。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。
「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及びメタクリルアミドの総称である。
「DA反応」は、ディールスアルダー反応を意味する。
「rDA反応」は、レトロディールスアルダー反応を意味する。
「活性エネルギー線」は、紫外線、電子線、可視光線、熱線(赤外線等)、X線、α線、β線、γ線等を意味する。
「成分(A)における共役ジエン構造の含有量」は、1H-NMR分析結果から共役ジエンのモル数を算出して求める。
硬化物又は硬化膜における各化合物の含有量は、C-O-C伸縮振動と推定される1200cm-1とベンゼン環由来の1600cm-1、830cm-1を基準としてピーク強度の比を指標とすることによって、算出して求める。
「成分(C)の質量平均分子量」は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー測定(GPC測定)によって求める。
「硬化膜の23℃における引張弾性率」は、以下のようにして求める。
ポリプロピレン板から剥離し、10mm幅に切断した硬化膜について、引張試験機を用いて温度23℃、湿度55%RH、引張速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で引張試験を行い、得られた応力-ひずみ曲線の0%伸び時の応力と0.5%伸び時の応力とを結んだ直線を延長し、100%伸び時に換算した応力を引張弾性率とする。
「硬化膜の23℃又は150℃における貯蔵弾性率」は、以下のようにして測定する。
ポリプロピレン板から剥離し、4mm幅に切断した硬化膜について、動的粘弾性測定装置(例えば、SSI社製、DMS6100)を用いて温度23℃から200℃までの貯蔵弾性率を、昇温速度2℃/分、周波数0.1Hzの条件で測定する。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と記載する。他の式で表される化合物も同様に記載する。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。
「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及びメタクリルアミドの総称である。
「DA反応」は、ディールスアルダー反応を意味する。
「rDA反応」は、レトロディールスアルダー反応を意味する。
「活性エネルギー線」は、紫外線、電子線、可視光線、熱線(赤外線等)、X線、α線、β線、γ線等を意味する。
「成分(A)における共役ジエン構造の含有量」は、1H-NMR分析結果から共役ジエンのモル数を算出して求める。
硬化物又は硬化膜における各化合物の含有量は、C-O-C伸縮振動と推定される1200cm-1とベンゼン環由来の1600cm-1、830cm-1を基準としてピーク強度の比を指標とすることによって、算出して求める。
「成分(C)の質量平均分子量」は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー測定(GPC測定)によって求める。
「硬化膜の23℃における引張弾性率」は、以下のようにして求める。
ポリプロピレン板から剥離し、10mm幅に切断した硬化膜について、引張試験機を用いて温度23℃、湿度55%RH、引張速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で引張試験を行い、得られた応力-ひずみ曲線の0%伸び時の応力と0.5%伸び時の応力とを結んだ直線を延長し、100%伸び時に換算した応力を引張弾性率とする。
「硬化膜の23℃又は150℃における貯蔵弾性率」は、以下のようにして測定する。
ポリプロピレン板から剥離し、4mm幅に切断した硬化膜について、動的粘弾性測定装置(例えば、SSI社製、DMS6100)を用いて温度23℃から200℃までの貯蔵弾性率を、昇温速度2℃/分、周波数0.1Hzの条件で測定する。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
<硬化物>
本発明の硬化物は、化合物(1)と、前記化合物(1)の前駆体である化合物(2)と、前記化合物(1)の前駆体である化合物(3)と、ウレタン(メタ)アクリレートとを含む硬化物であり、
前記硬化物1gに含まれる前記化合物(1)のモル数と、前記化合物(2)及び前記化合物(3)のうち、前記硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1が、0.05mmоl以上である。
[式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
本発明の硬化物は、化合物(1)と、前記化合物(1)の前駆体である化合物(2)と、前記化合物(1)の前駆体である化合物(3)と、ウレタン(メタ)アクリレートとを含む硬化物であり、
前記硬化物1gに含まれる前記化合物(1)のモル数と、前記化合物(2)及び前記化合物(3)のうち、前記硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1が、0.05mmоl以上である。
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。]
本発明の硬化物においては、下記反応式に示すようなメカニズムにて、DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークの形成及びDAネットワークの分解が起こる。ここで、DAネットワークは、化合物(1)及び前記化合物(1)由来の繰り返し単位を含む。
本発明の硬化物を、DAネットワークのrDA反応が起こる温度以上に加熱すると、DAネットワークが化合物(2)と化合物(3)とに解離する。DAネットワークが化合物(2)の成分と化合物(3)の成分とに解離した後、rDA反応によって化合物(2)と化合物(3)とに解離する温度未満に冷却すると、化合物(2)と化合物(3)とがDA反応し、再びDAネットワークが形成される。
本発明の硬化物が本発明の効果を奏する理由としては、以下が挙げられる。
本発明の硬化物は、前記のように熱可逆的なDAネットワークを形成している。また、本発明の硬化物は、ウレタン(メタ)アクリレートが硬化反応したウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成している。共有結合性の架橋を有するDAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークにおいては、ウレタン(メタ)アクリレートネットワーク単独の硬化物と比較して弾性率が高く、硬い硬化物である傾向にある。
DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークからなる硬化物に傷が生じた場合、硬化物を加熱することによってDAネットワークのみがrDA反応によって分解し、元の化合物(2)と化合物(3)とに解離する。一方、ポリウレタンネットワークは残ったままなので、硬化物の形状を保ちつつ、化合物(2)及び化合物(3)が傷の部分にしみ出して傷を埋める。硬化物を冷却すると、再びDA反応によってDAネットワークが形成され、傷が修復される。この際、硬化物中に含まれる化合物(1)と、化合物(2)及び化合物(3)において硬化物1gに含まれるモル数の少ない方とのモル数の和が0.05mmol以上であることで、硬化物中を占めるDAネットワークが充分にあり、傷の部分にしみだして傷を埋めることができる。よって、本発明の硬化物の傷修復性が向上する。
また、硬化物中に占めるDAネットワークの割合が充分であるため、rDA反応が起きる温度未満の温度では、炭素-炭素結合による強固な架橋が形成され、耐薬品性が向上する。加えて、硬化物の23℃における引張弾性率が充分に高い場合、ハードコート性に優れ、硬化物に傷が入りにくく、また弾性回復力により傷が修復される傾向にある。
本発明の硬化物は、前記のように熱可逆的なDAネットワークを形成している。また、本発明の硬化物は、ウレタン(メタ)アクリレートが硬化反応したウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成している。共有結合性の架橋を有するDAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークにおいては、ウレタン(メタ)アクリレートネットワーク単独の硬化物と比較して弾性率が高く、硬い硬化物である傾向にある。
DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークからなる硬化物に傷が生じた場合、硬化物を加熱することによってDAネットワークのみがrDA反応によって分解し、元の化合物(2)と化合物(3)とに解離する。一方、ポリウレタンネットワークは残ったままなので、硬化物の形状を保ちつつ、化合物(2)及び化合物(3)が傷の部分にしみ出して傷を埋める。硬化物を冷却すると、再びDA反応によってDAネットワークが形成され、傷が修復される。この際、硬化物中に含まれる化合物(1)と、化合物(2)及び化合物(3)において硬化物1gに含まれるモル数の少ない方とのモル数の和が0.05mmol以上であることで、硬化物中を占めるDAネットワークが充分にあり、傷の部分にしみだして傷を埋めることができる。よって、本発明の硬化物の傷修復性が向上する。
また、硬化物中に占めるDAネットワークの割合が充分であるため、rDA反応が起きる温度未満の温度では、炭素-炭素結合による強固な架橋が形成され、耐薬品性が向上する。加えて、硬化物の23℃における引張弾性率が充分に高い場合、ハードコート性に優れ、硬化物に傷が入りにくく、また弾性回復力により傷が修復される傾向にある。
(化合物(1))
化合物(1)は、下式(1)で表される。
化合物(1)は、下式(1)で表される。
式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
R1~R4、R7及びR8は、特に限定されない。R1~R4、R7及びR8としては、例えば、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール、置換基を有していてもよいヘテロアリール、アルコキシ基等が挙げられる。R1~R4、R7及びR8は、互いに独立の置換基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。
置換基を有していてもよいアルキル基としては、直鎖でも分岐していてもよい。アルキル基の炭素数は1以上が好ましく、2以上がより好ましい、アルキル基の炭素数は、20以下が好ましく、10以下がより好ましい。以上より、アルキル基の炭素数は、1~20が好ましく、2~10がより好ましい。アルキル基の炭素数が前記範囲内にあれば、化合物(1)の有機溶媒に対する溶解性がよくなる傾向があり、塗布、成膜等のプロセスにおいて有利となり得る。
置換基を有していてもよいアリール基としては特に限定されない。置換基を有していてもよいアリール基としては、単環又は複数の環由来の基が挙げられる。複数の環由来の基に含まれる環の数は特に限定されないが、通常、2~4であり、3以下が好ましい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、6~20が好ましく、6~15がより好ましい。アリール基の炭素数が前記範囲内にあれば、化合物(1)の有機溶媒に対する溶解性がよくなる傾向があり、塗布、成膜等のプロセスにおいて有利となり得る。
置換基を有していてもよいヘテロアリール基は、単環又は複数の環由来の基が挙げられる。複数の環由来の基に含まれる環の数は特に限定されないが、通常、2~4であり、2又は3が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、6~20が好ましく、6~15がより好ましい。具体的には、チエニル基、フリル基、ピリジル基、ピラジル基、トリアジル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基等が挙げられる。好ましくはチエニル基、フリル基等が挙げられる。ヘテロアリール基の炭素数が前記範囲内にあれば、DA反応の反応点が増加する効果が得られる傾向にある。
これらの中でも、DA反応が進みやすい傾向にある点及び原料の調達がしやすい点から、R1~R4、R7及びR8としては、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましい。
R1~R4、R7及びR8が有していてもよい置換基は特に制限されない。R1~R4、R7及びR8が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、エステル基等が挙げられる。複数の置換基を有する場合、これらの置換基は隣接する置換基同士で連結して環を形成していてもよい。
R1~R4、R7及びR8が有していてもよい置換基は特に制限されない。R1~R4、R7及びR8が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、エステル基等が挙げられる。複数の置換基を有する場合、これらの置換基は隣接する置換基同士で連結して環を形成していてもよい。
X1は2価の基であれば、特に限定されない。X1の具体例としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、置換基を有していてもよいアルキレン基;置換基を有していてもよいフェニレン基;-Si(R31)R32-基等の有機基が挙げられる。ここで、R31及びR32は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基である。これらの中でも、立体障害が小さく、また原料調達のしやすさの点から、R31及びR32としては、酸素原子が好ましい。
置換基を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。置換基を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、20以下が好ましく、10以下がより好ましい。よって、置換基を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1~20が好ましく、2~10がより好ましい。置換基を有していてもよいアルキレン基の炭素数が前記範囲内であれば、化合物(1)の有機溶媒に対する溶解性がよくなる傾向があり、塗布、成膜等のプロセスにおいて有利となり得る。
アルキレン基が有していてもよい置換基は、特に限定されない。アルキレン基が有していてもよい置換基の具体例としては、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、エステル基等が挙げられる。アルキレン基が複数の置換基を有する場合、複数の置換基は隣接する置換基同士で互いに連結して環を形成していてもよい。
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する。R1~R4及びX1が電子供与基であってもよい。また、R1~R4及びX1における電子供与基の位置は特に限定されない。
電子供与基は、分子の特定の位置について、電子密度を増加させる効果を奏する基である。電子供与基の具体例としては、例えば、アルキル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アルキレン基、フェニレン基、アルコキアルキル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基等が挙げられる。これらの中でも、化合物(1)の有機溶媒に対する溶解性がよくなる傾向があり、塗布、成膜等のプロセスにおいて有利となり得ることから、アルコキアルキル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基が好ましい。
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つが電子供与基を有する場合、化合物(2)(ジエン)のHOMO準位が上がり、DA反応の反応性が向上する。
電子供与基は、分子の特定の位置について、電子密度を増加させる効果を奏する基である。電子供与基の具体例としては、例えば、アルキル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アルキレン基、フェニレン基、アルコキアルキル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基等が挙げられる。これらの中でも、化合物(1)の有機溶媒に対する溶解性がよくなる傾向があり、塗布、成膜等のプロセスにおいて有利となり得ることから、アルコキアルキル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基が好ましい。
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つが電子供与基を有する場合、化合物(2)(ジエン)のHOMO準位が上がり、DA反応の反応性が向上する。
X2は2価の基であれば、特に限定されない。X2の具体例としては、例えば、酸素原子、窒素原子、置換基を有していてもよいアルキレン基;イミド基;-NR12-基;これらの基の組み合わせ等が挙げられる。R12は炭素数1~20のアルキル基が好ましい。
置換基を有していてもよいアルキレン基は、上述のX1における置換基を有していてもよいアルキレン基と同義である。X2におけるアルキレン基の詳細及び好ましい態様は、X1における置換基を有していてもよいアルキレン基と同様である。
これらの中でも、化合物(1)の安定性、耐熱性、原料の調達のしやすさの点から、X2はイミド基が好ましい。
置換基を有していてもよいアルキレン基は、上述のX1における置換基を有していてもよいアルキレン基と同義である。X2におけるアルキレン基の詳細及び好ましい態様は、X1における置換基を有していてもよいアルキレン基と同様である。
これらの中でも、化合物(1)の安定性、耐熱性、原料の調達のしやすさの点から、X2はイミド基が好ましい。
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する。R7、R8及びX2が電子吸引基であってもよい。また、R7、R8及びX2における電子吸引基の位置は特に限定されない。
電子吸引基は、分子の特定の位置について、電子密度を減弱させる効果を奏する基である。電子吸引基の具体例としては、例えば、イミド基、アミド基、カルボキシル基、カルボニル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、トリフルオロ基、シアノ基、ニトロ基、スルホキシド基、スルホン基等が挙げられる。これらの中でも、化合物(1)の安定性、耐熱性、原料の調達のしやすさ等の点から、イミド基が好ましい。
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つが電子吸引基を有する場合、化合物(3)(ジエノフィル)のLUMO準位が下がり、DA反応の反応性が向上する。
電子吸引基は、分子の特定の位置について、電子密度を減弱させる効果を奏する基である。電子吸引基の具体例としては、例えば、イミド基、アミド基、カルボキシル基、カルボニル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、トリフルオロ基、シアノ基、ニトロ基、スルホキシド基、スルホン基等が挙げられる。これらの中でも、化合物(1)の安定性、耐熱性、原料の調達のしやすさ等の点から、イミド基が好ましい。
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つが電子吸引基を有する場合、化合物(3)(ジエノフィル)のLUMO準位が下がり、DA反応の反応性が向上する。
化合物(1)としては、下記の化合物(4)が好ましい。
式(4)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
化合物(1)としては、下記の化合物(7)又は化合物(10)がより好ましく、下記の化合物(13)がさらに好ましい。
式(7)、式(10)又は式(13)中、
R1~R4及びR14は置換基であり、R1~R4及びR14のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8は置換基であり、
R12は置換基であり、R7、R8及びR12のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
ここで、式(7)、式(10)又は式(13)におけるR1~R4、R7、R8、R12は、式(1)又は式(4)におけるR1~R4、R7、R8、R12と同義である。
R1~R4及びR14は置換基であり、R1~R4及びR14のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8は置換基であり、
R12は置換基であり、R7、R8及びR12のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
ここで、式(7)、式(10)又は式(13)におけるR1~R4、R7、R8、R12は、式(1)又は式(4)におけるR1~R4、R7、R8、R12と同義である。
(化合物(2)、化合物(3))
化合物(2)は、下式(2)で表される。化合物(3)は下式(3)で表される。
化合物(2)は、下式(2)で表される。化合物(3)は下式(3)で表される。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)又は式(3)におけるR1~R4、R7、R8、X1、X2は、式(1)におけるR1~R4、R7、R8、X1、X2とそれぞれ同義である。
化合物(2)としては、下記の化合物(5)が好ましい。化合物(3)としては、下記の化合物(6)が好ましい。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)又は式(6)におけるR1~R4、R7、R8、X3、R11、Y及びZは、式(4)におけるR1~R4、R7、R8、X3、R11、Y及びZとそれぞれ同義である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)又は式(6)におけるR1~R4、R7、R8、X3、R11、Y及びZは、式(4)におけるR1~R4、R7、R8、X3、R11、Y及びZとそれぞれ同義である。
化合物(5)としては、下記の化合物(8)が好ましく、下記の化合物(11)がより好ましく、下記の化合物(14)がさらに好ましい。
化合物(6)としては、下記の化合物(9)が好ましく、下記の化合物(12)がより好ましく、下記の化合物(15)がさらに好ましい。
化合物(6)としては、下記の化合物(9)が好ましく、下記の化合物(12)がより好ましく、下記の化合物(15)がさらに好ましい。
式(8)、(9)、(11)、(12)、(14)又は(15)において、
R1~R4及びR14は置換基であり、R1~R4及びR14のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8は置換基であり、
R12は置換基であり、R7、R8及びR12のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(8)、(9)、(11)、(12)、(14)又は(15)におけるR1~R4、R7、R8、R12、R14は、式(1)、式(4)、又は式(13)におけるR1~R4、R7、R8、R12、R14と同義である。
R1~R4及びR14は置換基であり、R1~R4及びR14のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8は置換基であり、
R12は置換基であり、R7、R8及びR12のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(8)、(9)、(11)、(12)、(14)又は(15)におけるR1~R4、R7、R8、R12、R14は、式(1)、式(4)、又は式(13)におけるR1~R4、R7、R8、R12、R14と同義である。
化合物(1)を含むDAネットワークと同様に、化合物(4)、化合物(7)、化合物(10)のそれぞれを含むDAネットワークのrDA反応、DA反応は以下で表される。
また、化合物(2)において、コア部位がヌレートの場合、硬化物の傷修復性が特に顕著に向上する。その理由は明らかにはなっていないが、ウレタン(メタ)アクリレートとの相溶性が向上し、rDA反応が起きた際の化合物(3)との親和性が向上することが挙げられる。コア部位がヌレートである場合の、化合物(2)の一例として、下記の化合物(2-1)が挙げられる。
式(2-1)中、R101~R103は、n価の有機基であり、R104~R106は、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基であり、R107~R115は水素原子又は炭素数1~20のアルキレン基である。X10は酸素原子又は硫黄原子が好ましい。R101~R103は、後述のQ1と同義である。
また、化合物(2)において、コア部位がビウレットの場合、硬化物の耐薬品性が特に顕著に向上する。その理由は明らかにはなっていないが、コア部位がビウレット型であることで、フラン部位が3次元方向に広がり、より架橋度が高くなりやすく、密度の高いDAネットワークを形成することが挙げられる。コア部位がビウレットの場合の化合物(2)の一例として、下記の化合物(2-2)が挙げられる。
式(2-2)中、R116~R118は、n価の有機基であり、R119、R123、R127は、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基であり、R120~R122、R124~R126、R128~R130は水素原子又は炭素数1~20のアルキレン基であり、X20は酸素原子又は硫黄原子が好ましい。R116~R118は、後述のQ1と同義である。
本発明の硬化物においては、化合物(2)は下記の成分(A)であるとも言える。また、本発明の硬化物においては、化合物(3)は下記の成分(B)であるとも言える。以下、成分(A)、成分(B)について説明する。
成分(A):共役ジエン構造を有する化合物。
成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、ウレタン(メタ)アクリレートを除く)。
成分(A):共役ジエン構造を有する化合物。
成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、ウレタン(メタ)アクリレートを除く)。
(成分(A))
成分(A):共役ジエン構造を有する化合物は、成分(B)とDA反応することによって熱可逆的なDAネットワークを形成する成分である。
成分(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
成分(A):共役ジエン構造を有する化合物は、成分(B)とDA反応することによって熱可逆的なDAネットワークを形成する成分である。
成分(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
共役ジエン構造としては、環状共役ジエン構造、鎖状共役ジエン構造が挙げられ、ジエン構造が化学的に安定であり、rDA反応を起こしやすい点から、環状共役ジエン構造が好ましく、環の一部にヘテロ原子を有する環状共役ジエン構造がより好ましく、フラン骨格が特に好ましい。
共役ジエン構造の具体例としては、下記の構造が挙げられる。
共役ジエン構造の具体例としては、下記の構造が挙げられる。
共役ジエン構造の水素原子の一部は、化合物を構成する他の原子及び他の原子団のいずれか一方又は両方に置換されていてもよい。他の原子としては、ハロゲン原子等が挙げられる。他の原子団としては、1価の有機基、又は2個以上の共役ジエン構造を連結する2価以上の有機基が挙げられる。
成分(A)における共役ジエン構造の含有量は、2mmol/g超が好ましく、2.2mmol/g以上がより好ましい。また、10mmol/g以下が好ましく、7.5mmol/g以下がより好ましい。上下限の組み合わせは特に制限されないが、2mmol/g超10mmol/g以下がより好ましく、2.2~7.5mmol/g以下がさらに好ましい。共役ジエン構造の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークを充分に形成できる。共役ジエン構造の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークの密度が過密になり過ぎず、硬化物の脆さを軽減できる。また、共役ジエン構造の含有量が前記範囲内であれば、本発明の硬化性組成物の硬化物に傷修復性を付与できる傾向にある。
成分(A)は、耐薬品性に優れる硬化物が得られる点から、酸基を有さないことが好ましい。酸基としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。
成分(A)は、DAネットワークを形成しやすい点から、共役ジエン構造を2個以上有する化合物を含むことが好ましい。共役ジエン構造の数は、原料の入手のしやすさの点から、2~4の整数が好ましい。
成分(A)は、成分(C)との相溶性がよく、透明な硬化物が得られる点から、ウレタン結合又はウレア結合を有することが好ましい。
成分(A)は、臭気、保存安定性の点から、分子中に硫黄原子を有さないことが好ましい。具体的には、成分(A)の原料にチオール基等の含硫黄基を有する化合物(フルフリルメルカプタン等)を用いないことが好ましい。
成分(A)は、成分(C)との相溶性がよく、透明な硬化物が得られる点から、ウレタン結合又はウレア結合を有することが好ましい。
成分(A)は、臭気、保存安定性の点から、分子中に硫黄原子を有さないことが好ましい。具体的には、成分(A)の原料にチオール基等の含硫黄基を有する化合物(フルフリルメルカプタン等)を用いないことが好ましい。
成分(A)は、DAネットワークを形成しやすい点、耐薬品性に優れる硬化物が得られる点、透明な硬化物が得られる点及び臭気の点から、下記式(I)で表される化合物(I)を含むことが好ましい。
前記式(I)において、
Q1は、n価の有機基であり、R201は、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基であり、nは、2以上の整数であり、R202~R204は任意の基である。
Q1は、酸基及び硫黄原子を有さないことが好ましい。X30は酸素原子又は硫黄原子が好ましい。R201は、原料の入手のしやすさの点から、炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。nは、原料の入手のしやすさの点から、2~4の整数が好ましい。Q1の具体例としては、下記の基が挙げられる。
Q1は、n価の有機基であり、R201は、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基であり、nは、2以上の整数であり、R202~R204は任意の基である。
Q1は、酸基及び硫黄原子を有さないことが好ましい。X30は酸素原子又は硫黄原子が好ましい。R201は、原料の入手のしやすさの点から、炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。nは、原料の入手のしやすさの点から、2~4の整数が好ましい。Q1の具体例としては、下記の基が挙げられる。
ただし、*は、結合手であり、R210は、2価の炭化水素基であり、R211は、3価の炭化水素基であり、複数のR210は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
2価の炭化水素基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等が挙げられる。アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等は特に限定されず、また、置換基を有していてもよい。
アルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。アルキレン基の炭素数は、20以下が好ましく、10以下がより好ましい。アルキレン基は、直鎖であっても分岐していてもよい。
シクロアルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。シクロアルキレン基の炭素数は、20以下が好ましく、10以下がより好ましい。
アリーレン基は、特に限定されないが、単環又は複数の環由来の基が挙げられる。複数の環由来の基に含まれる環の数は特に限定されないが、通常、2~4であり、3以下が好ましい。アリーレン基の炭素数は特に限定されないが、6以上であり、20以下が好ましく、15以下がより好ましい。
アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基が有していてもよい置換基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
3価の炭化水素基は、芳香族又は脂環構造を含んでもよく、分岐としてアルキル基、水酸基等を有していてもよい。3価の炭化水素基は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ウレア結合、アミド結合、ケトン基等を有してもよい。3価の炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、1以上であり、50000以下が好ましく、40000以下がより好ましい。
2価の炭化水素基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等が挙げられる。アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等は特に限定されず、また、置換基を有していてもよい。
アルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。アルキレン基の炭素数は、20以下が好ましく、10以下がより好ましい。アルキレン基は、直鎖であっても分岐していてもよい。
シクロアルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。シクロアルキレン基の炭素数は、20以下が好ましく、10以下がより好ましい。
アリーレン基は、特に限定されないが、単環又は複数の環由来の基が挙げられる。複数の環由来の基に含まれる環の数は特に限定されないが、通常、2~4であり、3以下が好ましい。アリーレン基の炭素数は特に限定されないが、6以上であり、20以下が好ましく、15以下がより好ましい。
アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基が有していてもよい置換基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
3価の炭化水素基は、芳香族又は脂環構造を含んでもよく、分岐としてアルキル基、水酸基等を有していてもよい。3価の炭化水素基は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ウレア結合、アミド結合、ケトン基等を有してもよい。3価の炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、1以上であり、50000以下が好ましく、40000以下がより好ましい。
式(I)で表される化合物は、例えば、ポリイソシアネートに、水酸基又はアミノ基を有するフラン化合物(フルフリルアルコール、フルフリルアミン等)を反応させることによって得ることができる。
式(I)で表される化合物としては、原料を入手しやすい点から、ポリイソシアネートとフルフリルアルコールとの反応物が好ましい。
式(I)で表される化合物としては、原料を入手しやすい点から、ポリイソシアネートとフルフリルアルコールとの反応物が好ましい。
(成分(B))
成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)は、成分(A)とDA反応することによって熱可逆的なDAネットワークを形成する成分である。
成分(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物(ただし、成分(C)を除く)は、成分(A)とDA反応することによって熱可逆的なDAネットワークを形成する成分である。
成分(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ジエノフィル構造としては、ジエノフィル構造が化学的に安定であり、rDA反応を起こしやすい点から、マレイミド骨格が特に好ましい。
ジエノフィル構造の具体例としては、下記の構造が挙げられる。
ジエノフィル構造の具体例としては、下記の構造が挙げられる。
ジエノフィル構造の水素原子の一部は、化合物を構成する他の原子及び他の原子団のいずれか一方又は両方に置換されていてもよい。他の原子としては、ハロゲン原子等が挙げられる。他の原子団としては、1価の有機基、又は2個以上のジエノフィル構造を連結する2価以上の有機基が挙げられる。
成分(B)は、耐薬品性に優れる硬化物が得られる点から、酸基を有さないことが好ましい。酸基としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。
成分(B)は、DAネットワークを形成しやすい点から、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含むことが好ましい。原料の入手のしやすさの点から、ジエノフィル構造の数は、2が好ましい。
成分(B)は、DAネットワークを形成しやすい点、耐薬品性がさらに優れる硬化物が得られる点及び原料の入手のしやすさの点から、下記式(II)で表される化合物(II)を含むことが好ましい。
ただし、Q2は、2価の有機基である。Q2は、酸基を有さないことが好ましい。
Q2の具体例としては、下記の基が挙げられる。
Q2の具体例としては、下記の基が挙げられる。
ただし、*は、結合手であり、pは、1以上の整数であり、qは、1以上の整数であり、rは、1以上の整数である。
式(II)で表される化合物としては、入手のしやすさの点から、フェニレンビスマレイミド、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ポリフェニルメタンマレイミド、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミドが好ましい。
式(II)で表される化合物としては、入手のしやすさの点から、フェニレンビスマレイミド、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ポリフェニルメタンマレイミド、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミドが好ましい。
(ウレタン(メタ)アクリレート)
ウレタン(メタ)アクリレートは、活性エネルギー線による硬化反応によって不可逆的なウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成する成分である。
本発明の硬化物においては、ウレタン(メタ)アクリレートは、ウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成している。ウレタン(メタ)アクリレートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ウレタン(メタ)アクリレートは、活性エネルギー線による硬化反応によって不可逆的なウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成する成分である。
本発明の硬化物においては、ウレタン(メタ)アクリレートは、ウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成している。ウレタン(メタ)アクリレートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ウレタン(メタ)アクリレートは、耐薬品性に優れる点から、酸基を有さないことが好ましい。酸基としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量(Mw)は特に限定されない。ウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量(Mw)は、1500以上が好ましく、3000以上がより好ましく、4000以上がさらに好ましい。また、300000以下が好ましく、200000以下がより好ましく、100000以下がさらに好ましく、50000以下がよりさらに好ましく、40000以下が特に好ましい。質量平均分子量(Mw)が前記範囲の下限値以上であれば、硬化物の3次元加工適性が良好となる傾向にある。質量平均分子量(Mw)が前記範囲の上限値以下であれば、粘度が適正であり塗装性が良好となる傾向にある。
以上より、ウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量(Mw)は、1500~300000が好ましく、3000~200000がより好ましく、4000~100000がさらに好ましく、4000~50000が特に好ましく、4000~40000が最も好ましい。
質量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー測定(GPC測定)によって求めることができる。
以上より、ウレタン(メタ)アクリレートの質量平均分子量(Mw)は、1500~300000が好ましく、3000~200000がより好ましく、4000~100000がさらに好ましく、4000~50000が特に好ましく、4000~40000が最も好ましい。
質量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー測定(GPC測定)によって求めることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、下記方法で形成した硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率が、5×104Pa以上となるものが好ましく、1×105Pa以上となるものがより好ましい。
硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率は、5×1012Pa以下が好ましく、5×1010Pa以下がより好ましく、1×109Pa以下がさらに好ましい。硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による化合物(2)と化合物(3)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる。硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による化合物(2)と化合物(3)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる傾向にある。
以上より、硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率は、5×104~5×1012Paが好ましく、5×104~5×1010Paがより好ましく、5×104~1×1010Paがさらに好ましい。
硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率は、5×1012Pa以下が好ましく、5×1010Pa以下がより好ましく、1×109Pa以下がさらに好ましい。硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による化合物(2)と化合物(3)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる。硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による化合物(2)と化合物(3)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる傾向にある。
以上より、硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率は、5×104~5×1012Paが好ましく、5×104~5×1010Paがより好ましく、5×104~1×1010Paがさらに好ましい。
硬化膜IIIの23℃における貯蔵弾性率は、ウレタン結合の水素結合密度と、(メタ)アクリロイル基の共有結合密度によって適宜調整される。ウレタン結合の水素結合密度が高いと貯蔵弾性率は高くなり、(メタ)アクリロイル基の共有結合密度が高いと貯蔵弾性率は高くなる。硬化膜IIIの貯蔵弾性率は、必要に応じ、ウレタン(メタ)アクリレートの原料に、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールに加え、他のポリオールを加えることで調整することができる。
硬化膜IIIの形成方法:
ウレタン(メタ)アクリレートを溶媒(メチルエチルケトン、酢酸ブチル、シクロヘキサノン等)に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜IIIを形成する。
ウレタン(メタ)アクリレートを溶媒(メチルエチルケトン、酢酸ブチル、シクロヘキサノン等)に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが35μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜IIIを形成する。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、公知のウレタン(メタ)アクリレートを用いることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、硬さと延伸性(柔軟性)を兼ね備え、耐薬品性及び高温時の硬化物の形状保持性がさらに優れる硬化物が得られる点から、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物(以下、成分(C1)とも記す。)が好ましい。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、硬さと延伸性(柔軟性)を兼ね備え、耐薬品性及び高温時の硬化物の形状保持性がさらに優れる硬化物が得られる点から、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物(以下、成分(C1)とも記す。)が好ましい。
ポリイソシアネートとしては、鎖状脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート等が挙げられる。
ポリイソシアネートは、硬化物の硬さを高める点から、脂環式ポリイソシアネートを含むことが好ましい。
ポリイソシアネートは、硬化物の硬さを高める点から、脂環式ポリイソシアネートを含むことが好ましい。
鎖状脂肪族ポリイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等)、脂肪族トリイソシアネート(トリス(イソシアネートヘキシル)イソシアヌレート等)等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等)等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、脂環式ジイソシアネート(ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、シクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアネートシクロヘキシル)メタン、イソホロンジイソシアネート等)、脂環式トリイソシアネート(トリス(イソシアネートイソホロン)イソシアヌレート等)等が挙げられ、イソホロンジイソシアネートが好ましい。
炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールの具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール等が挙げられる。炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールとしては、硬化物の耐汚染性、耐摩耗性、硬化性組成物のハンドリング性の点から、エチレングリコール、1,4-ブタンジオールが好ましく、エチレングリコールが特に好ましい。
ここで、これらの具体例は、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールであるともいえる。
ここで、これらの具体例は、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールであるともいえる。
炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールの割合は、硬化物の耐汚染性、耐摩耗性、硬化性組成物のハンドリング性の点から、全ジオール成分のうち40質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールの割合の上限値は、通常100質量%である。
ここで、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールは、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含む概念である。
ここで、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールは、炭素数2~5の鎖状脂肪族ジオールを含む概念である。
水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジアクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルジアクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジアクリレート、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテルジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジアクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとしては、硬化膜の機械的強度の点から、ペンタエリスリトールジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基と水酸基との間に炭素数が2~4のアルキレン基を有するヒドロキシアルキルポリ(メタ)アクリレートが好ましい。
水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートの分子量は、100以上が好ましく、200以上がより好ましい。水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートの分子量は、硬化膜の機械的強度の点から、800以下が好ましく、500以下がより好ましい。
以上より、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートの分子量は、100~800が好ましく、200~500がより好ましい。
ここで、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートが付加反応体又は重合体である場合、分子量はGPC測定による数平均分子量である。
以上より、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートの分子量は、100~800が好ましく、200~500がより好ましい。
ここで、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートが付加反応体又は重合体である場合、分子量はGPC測定による数平均分子量である。
成分(C1)の原料として、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、ポリイソシアネート、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオール及び水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート以外の他の原料を用いてもよい。他の原料としては、炭素数6~16の鎖状脂肪族ジオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール、脂環式ジオール、ポリアルキレングリコール、高分子量ポリオール(ポリアルキレングリコールを除く。)、ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート、鎖延長剤等が挙げられる。
成分(C1)のウレタン結合量は、0.1×10-3~10.0×10-3eq/gが好ましく、0.2×10-3eq/g~9.0×10-3eq/gがより好ましく、0.5×10-3~9.0×10-3eq/gがさらに好ましく、1.0×10-3~8.0×10-3eq/gが特に好ましい。ウレタン結合量が前記範囲の下限値以上であれば、硬化物の耐汚染性、硬化性組成物のハンドリング性が向上する。ウレタン結合量が前記範囲の上限値以下であれば、硬化性組成物の溶液安定性、ハンドリング性が向上する。
成分(C1)のウレタン結合量は、ウレタン結合数(イソシアネート基(ポリイソシアネートのモル数にイソシアネート基官能基数を乗じた値の合計値)の総当量数と、水酸基、アミノ基等のイソシアネート基と反応する全官能基の総当量数との少ない方の値)を成分(C1)の構成成分の総量(過剰に加えている成分量を除いた各原料成分量の合計(仕込み量ではない。))で除して算出される。
成分(C1)のウレタン結合量は、ウレタン結合数(イソシアネート基(ポリイソシアネートのモル数にイソシアネート基官能基数を乗じた値の合計値)の総当量数と、水酸基、アミノ基等のイソシアネート基と反応する全官能基の総当量数との少ない方の値)を成分(C1)の構成成分の総量(過剰に加えている成分量を除いた各原料成分量の合計(仕込み量ではない。))で除して算出される。
成分(C1)の(メタ)アクリロイル基量は、0.2×10-3~3.0×10-3eq/gが好ましく、0.4×10-3~2.7×10-3eq/gがより好ましく、0.5×10-3~2.5×10-3eq/gがさらに好ましい。(メタ)アクリロイル基量が前記範囲の下限値以上であれば、硬化物の耐汚染性、耐摩耗性が向上する。(メタ)アクリロイル基量が前記範囲の上限値以下であれば、硬化物の延伸性が向上する。
成分(C1)の(メタ)アクリロイル基量は、(メタ)アクリロイル基数(過剰に加えている成分量を除いた水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートのモル数に(メタ)アクリロイル基官能基数を乗じた値の合計値)を成分(C1)の構成成分の総量(過剰に加えている成分量を除いた各原料成分量の合計(仕込み量ではない。))で除して算出される。
成分(C1)の(メタ)アクリロイル基量は、(メタ)アクリロイル基数(過剰に加えている成分量を除いた水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートのモル数に(メタ)アクリロイル基官能基数を乗じた値の合計値)を成分(C1)の構成成分の総量(過剰に加えている成分量を除いた各原料成分量の合計(仕込み量ではない。))で除して算出される。
成分(C1)は、ポリイソシアネートに、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオール及び水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートを付加反応させることによって製造できる。具体的には、特開2016-186039号公報に記載の方法によって製造できる。
成分(C1)における全イソシアネート基の量と、水酸基、アミノ基等のイソシアネート基と反応する全官能基の量は、通常、理論的に当モルである。このため、原料として用いるポリイソシアネート、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオール、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート及び他の原料の使用量は、成分(C1)における全イソシアネート基の量とそれと反応する全官能基の量とが等当量又はイソシアネート基に対するそれと反応する全官能基の当量%で50~200当量%になる量である。
水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートの使用量は、イソシアネート基と反応する官能基を有する化合物の総使用量のうち、3~70モル%が好ましく、5~50モル%がより好ましく、5~30モル%以下がさらに好ましい。水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートの使用量によって、成分(C1)の分子量を制御できる。
成分(C1)の製造において、粘度の調整を目的に有機溶媒を用いてもよい。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
成分(C1)の製造において、触媒を用いてもよい。触媒としては、スズ系触媒(ジブチルスズラウレート、ジブチルスズジオクテート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジオクテート等)、ビスマス系触媒(ビスマストリス(2-エチルヘキサネート)等)等が挙げられる。
成分(C1)の製造において、重合禁止剤を用いてもよい。重合禁止剤としては、フェノール類(ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノエチルエーテル、ジブチルヒドロキシトルエン等)、アミン類(フェノチアジン、ジフェニルアミン等)、銅塩(ジブチルジチオカルバミン酸銅等)、マンガン塩(酢酸マンガン等)、ニトロ化合物、ニトロソ化合物等が挙げられる。
成分(C1)の製造において、反応温度は、20~120℃が好ましく、40~100℃がより好ましく、60~100℃がさらに好ましい。有機溶媒を用いる場合、反応温度は有機溶媒の沸点以下が好ましい。水酸基を有する多官能(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が含まれる場合、(メタ)アクリロイル基が過剰に反応することを防ぐ点から、反応温度は70℃以下が好ましい。
反応時間は、通常5~20時間である。
反応時間は、通常5~20時間である。
(各化合物の割合)
本発明の硬化物1gに含まれる、化合物(1)のモル数と、
化合物(2)及び化合物(3)のうち、硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1は、0.05mmоl以上である。
例えば、硬化物1gに対し、化合物(1)のモル数がn11mol/gであり、化合物(2)のモル数がn21mmоl/gであり、化合物(3)のモル数がn31mmоl/gであり、n21>n31である場合、前記和N1は、n11+n31である。この場合、本発明の硬化物は、n11+n31≧0.05mmоl/gを満たす。
前記和N1は、硬化物1gに対して、0.1mmоl以上が好ましく、0.3mmоl以上がより好ましい。また、特に傷修復性を重視する場合、前記和N1は0.3mmоl以上が好ましく、0.5mmоl以上がより好ましい。また、前記和N1の上限値は特に限定されず、用途等に応じて適宜調整すればよい。本発明の硬化物を加工性フィルム等に用いる場合、前記和N1は10mmоl以下が好ましく、5mmоl以下がより好ましく、3mmol以下がさらに好ましい。
以上より、前記和N1は0.05~10mmоl/gが好ましく、0.1~10mmоl/gがより好ましく、0.3~10mmоl/gがさらに好ましく、0.5~10mmоl/gが特に好ましく、0.5~5mmоl/gが最も好ましい。
本発明の硬化物1gに含まれる、化合物(1)のモル数と、
化合物(2)及び化合物(3)のうち、硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1は、0.05mmоl以上である。
例えば、硬化物1gに対し、化合物(1)のモル数がn11mol/gであり、化合物(2)のモル数がn21mmоl/gであり、化合物(3)のモル数がn31mmоl/gであり、n21>n31である場合、前記和N1は、n11+n31である。この場合、本発明の硬化物は、n11+n31≧0.05mmоl/gを満たす。
前記和N1は、硬化物1gに対して、0.1mmоl以上が好ましく、0.3mmоl以上がより好ましい。また、特に傷修復性を重視する場合、前記和N1は0.3mmоl以上が好ましく、0.5mmоl以上がより好ましい。また、前記和N1の上限値は特に限定されず、用途等に応じて適宜調整すればよい。本発明の硬化物を加工性フィルム等に用いる場合、前記和N1は10mmоl以下が好ましく、5mmоl以下がより好ましく、3mmol以下がさらに好ましい。
以上より、前記和N1は0.05~10mmоl/gが好ましく、0.1~10mmоl/gがより好ましく、0.3~10mmоl/gがさらに好ましく、0.5~10mmоl/gが特に好ましく、0.5~5mmоl/gが最も好ましい。
本発明の硬化物においては、硬化物1g中の化合物(1)のモル数(n11mоl)と硬化物1g中の化合物(2)のモル数(n21mоl)と硬化物1g中の化合物(3)のモル数(n31mоl)との合計100mol%に対して、硬化物1g中の化合物(1)のモル数(n11mоl)は25mol%以上が好ましく、40mol%以上がより好ましく、50mol%以上がさらに好ましい。モル数(n11mоl)が、モル数(n11mоl)とモル数(n21mоl)とモル数(n31mоl)との合計100mol%に対して、前記下限値以上であれば、硬化反応が充分に進んだ状態であるといえ、硬化物が充分な硬さを具備し、本発明の硬化物の効果が得られやすい。
モル数(n11mоl)の、モル数(n11mоl)とモル数(n21mоl)とモル数(n31mоl)との合計100mol%に対する上限値は特に限定されない。例えば、モル数(n11mоl)とモル数(n21mоl)とモル数(n31mоl)との合計100mol%に対して99mol%以下でもよく、90mol%以下でもよく、80mol%以下でもよい。
モル数(n11mоl)の、モル数(n11mоl)とモル数(n21mоl)とモル数(n31mоl)との合計100mol%に対する上限値は特に限定されない。例えば、モル数(n11mоl)とモル数(n21mоl)とモル数(n31mоl)との合計100mol%に対して99mol%以下でもよく、90mol%以下でもよく、80mol%以下でもよい。
また、本発明の硬化物中の化合物(2)及び化合物(3)の含有量の大小、比等は特に限定されない。硬化物1g中の化合物(2)のモル数(n21mоl)と化合物(3)のモル数(n31mоl)との比(n21/n31)は、1~10が好ましく、1.5~10がより好ましく、1.5~5がさらに好ましく、1.5~3がさらに好ましく、1.5~2が特に好ましい。前記比(n21/n31)が前記範囲内であれば、特に硬化物の破断伸度が向上する傾向にある。加えて、DAネットワークの分子量が下がり、硬化物が柔らかく、膜にした場合にしなやかな膜となる傾向にある。
前記比(n21/n31)が例えば1~1.5であると、硬化物の弾性率が向上する傾向がある。これらの範囲であると、DAネットワークの分子量が高くなり、傷修復性、耐薬品性、加熱時の弾性率低下が発現しやすい傾向にあり、特に耐薬品性を求められる用途に有用な傾向となる。また、前記比(n21/n31)が例えば1.5~2であると、傷修復性、耐薬品性、加熱時の弾性率低下が発現しやすい傾向にあり、特に傷修復性を求められる用途に有用な傾向となる。
前記比(n21/n31)が例えば1~1.5であると、硬化物の弾性率が向上する傾向がある。これらの範囲であると、DAネットワークの分子量が高くなり、傷修復性、耐薬品性、加熱時の弾性率低下が発現しやすい傾向にあり、特に耐薬品性を求められる用途に有用な傾向となる。また、前記比(n21/n31)が例えば1.5~2であると、傷修復性、耐薬品性、加熱時の弾性率低下が発現しやすい傾向にあり、特に傷修復性を求められる用途に有用な傾向となる。
前記和N1を0.05mmоl以上とする方法は特に限定されない。例えば、硬化物を得るための組成物を製造する際に、化合物(1)のモル数と、化合物(2)と化合物(3)のうち少ない方のモル数との和が、組成物中の固形分1g換算時に0.05mmol以上となるように、化合物(2)と化合物(3)とウレタン(メタ)アクリレートとを混合する方法等が挙げられる。また、硬化物中の化合物(1)の割合を増やす場合には、組成物の塗布等を行った後に、rDA反応が起きる温度未満の温度で1~100分、加温処理を施す方法等が挙げられる。
本発明の硬化物中のウレタン(メタ)アクリレート、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)の割合は、用途に応じて適宜調整すればよい。
ウレタン(メタ)アクリレートと化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)との合計質量(100質量%)に対する、化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)の合計質量の割合Wは、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましく、75質量%以下が特に好ましい。前記割合Wが、前記上限値以下であれば、硬化物の表面の指触乾燥性に優れ、3次元成形性が良好である。
また、前記割合Wは、4質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。前記割合Wが、前記下限値以上であれば、成形温度領域で化合物(1)のrDA反応により化合物(2)と化合物(3)への解離が起き、弾性率が下がることにより、ウレタン(メタ)アクリレートの硬化物単体と比べ3次元加工適性が良好である。
以上より、前記割合Wは、4~95質量%が好ましく、4~90質量%がより好ましく、4~80質量%がさらに好ましく、4~75質量%が特に好ましく、10~75質量%が最も好ましい。前記割合Wが前記範囲内であれば、硬く、3次元成形性、耐薬品性及び高温時の形状保持性に優れる硬化物が得られる傾向にある。
ウレタン(メタ)アクリレートと化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)との合計質量(100質量%)に対する、化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)の合計質量の割合Wは、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、80質量%以下がさらに好ましく、75質量%以下が特に好ましい。前記割合Wが、前記上限値以下であれば、硬化物の表面の指触乾燥性に優れ、3次元成形性が良好である。
また、前記割合Wは、4質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。前記割合Wが、前記下限値以上であれば、成形温度領域で化合物(1)のrDA反応により化合物(2)と化合物(3)への解離が起き、弾性率が下がることにより、ウレタン(メタ)アクリレートの硬化物単体と比べ3次元加工適性が良好である。
以上より、前記割合Wは、4~95質量%が好ましく、4~90質量%がより好ましく、4~80質量%がさらに好ましく、4~75質量%が特に好ましく、10~75質量%が最も好ましい。前記割合Wが前記範囲内であれば、硬く、3次元成形性、耐薬品性及び高温時の形状保持性に優れる硬化物が得られる傾向にある。
例えば、本発明の硬化物が化合物(2)として実施例で示される化合物2-0、2-1,2-3を含む場合においては、傷修復性の点から、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して99質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、75質量%以下がさらに好ましく、70質量%以下が特に好ましい。また、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
この場合、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して30~99質量%が好ましく、30~80質量%がより好ましく、30~75質量%がさらに好ましく、30~70質量%が特に好ましく、50~70質量%が最も好ましい。
この場合、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して30~99質量%が好ましく、30~80質量%がより好ましく、30~75質量%がさらに好ましく、30~70質量%が特に好ましく、50~70質量%が最も好ましい。
また、本発明の硬化物が化合物(2)として実施例で示される化合物2-2を含む場合、傷修復性の点から、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して75質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、65質量%以下がさらに好ましく、60質量%以下が特に好ましい。また、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して、10質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。
この場合、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して10~75質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましく、10~65質量%がさらに好ましく、10~60質量%が特に好ましく、30~60質量%が最も好ましい。
この場合、ウレタン(メタ)アクリレートの割合は、硬化物100質量%に対して10~75質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましく、10~65質量%がさらに好ましく、10~60質量%が特に好ましく、30~60質量%が最も好ましい。
(他の成分)
本発明の硬化物は、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)及びウレタン(メタ)アクリレート以外の他の成分をさらに有していてよい。他の成分の種類、割合は用途等に応じて適宜調整すればよい。他の成分の具体例としては、後述の本発明の硬化性組成物について説明する他の成分と同様のものが挙げられる。
本発明の硬化物は、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)及びウレタン(メタ)アクリレート以外の他の成分をさらに有していてよい。他の成分の種類、割合は用途等に応じて適宜調整すればよい。他の成分の具体例としては、後述の本発明の硬化性組成物について説明する他の成分と同様のものが挙げられる。
(高温時の形状保持性)
本発明の硬化物は、高温時の形状保持性に優れる。本発明の硬化物は、好ましくは80℃以上で形状保持性を具備することが好ましく、90℃以上で形状保持性を具備することがより好ましく、100℃以上で形状保持性を具備することがさらに好ましい。硬化物が高温の形状保持性を具備することは、高温環境下において、硬化物を(膜であれば膜面が垂直になるように立てて)保持した後、液だれしない(流動性がない)ことで確認できる。
本発明の硬化物は、高温時の形状保持性に優れる。本発明の硬化物は、好ましくは80℃以上で形状保持性を具備することが好ましく、90℃以上で形状保持性を具備することがより好ましく、100℃以上で形状保持性を具備することがさらに好ましい。硬化物が高温の形状保持性を具備することは、高温環境下において、硬化物を(膜であれば膜面が垂直になるように立てて)保持した後、液だれしない(流動性がない)ことで確認できる。
(ガラス転移点)
本発明の硬化物のガラス転移点(Tg)は20℃以上が好ましい。ガラス転移点(Tg)は、例えば、20~200℃が好ましく、25~160℃がより好ましい。ガラス転移点(Tg)が前記範囲内であれば、rDA反応の際に化合物(2)又は化合物(3)が泳動しやすくなる傾向がある。
硬化物のガラス転移点(Tg)は、動的粘性測定(DMA測定)等の方法で測定できる。
本発明の硬化物のガラス転移点(Tg)は20℃以上が好ましい。ガラス転移点(Tg)は、例えば、20~200℃が好ましく、25~160℃がより好ましい。ガラス転移点(Tg)が前記範囲内であれば、rDA反応の際に化合物(2)又は化合物(3)が泳動しやすくなる傾向がある。
硬化物のガラス転移点(Tg)は、動的粘性測定(DMA測定)等の方法で測定できる。
(ヘイズ値)
本発明の硬化物のヘイズ値は、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。硬化物のヘイズ値の下限は、特になく、透明性が求められる用途に硬化物を適用する場合、ヘイズ値は、小さければ小さいほど好ましい。硬化物のヘイズ値の下限値は、例えば0.001%以上である。
硬化物のヘイズ値は、ヘイズメーター(例えば、スガ試験機社製、Haze Computer HZ-2)を用いて、JIS K 7105に準拠して測定できる。
本発明の硬化物のヘイズ値は、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。硬化物のヘイズ値の下限は、特になく、透明性が求められる用途に硬化物を適用する場合、ヘイズ値は、小さければ小さいほど好ましい。硬化物のヘイズ値の下限値は、例えば0.001%以上である。
硬化物のヘイズ値は、ヘイズメーター(例えば、スガ試験機社製、Haze Computer HZ-2)を用いて、JIS K 7105に準拠して測定できる。
(引張弾性率)
本発明の硬化物の23℃における引張弾性率は特に限定されない。硬化物の23℃における引張弾性率は、20MPa以上が好ましく、30MPa以上がより好ましい。硬化物の23℃における引張弾性率の上限値は、特に限定されないが、3000MPa以下が好ましく、2000MPa以下がより好ましい。
以上より、硬化物の23℃における引張弾性率は、20~3000MPaが好ましく、30~2000MPaがより好ましい。硬化物の23℃における引張弾性率が前記範囲内であると、硬化物が傷修復性にさらに優れ、硬度がさらによくなる。
硬化物の23℃における引張弾性率が前記下限値以上であれば、硬化膜表面のベタつき、摩擦係数の上昇を抑制することができる傾向にある。また、硬化物の23℃における引張弾性率が前記上限値以下であれば、化合物(2)及び化合物(3)の各化合物のrDA反応の際の泳動を妨げにくく、さらに良好な傷修復性を得ることができる傾向となる。硬化物の23℃における引張弾性率は、テンシロン引張試験機を用いた方法等で測定できる。
本発明の硬化物の23℃における引張弾性率は特に限定されない。硬化物の23℃における引張弾性率は、20MPa以上が好ましく、30MPa以上がより好ましい。硬化物の23℃における引張弾性率の上限値は、特に限定されないが、3000MPa以下が好ましく、2000MPa以下がより好ましい。
以上より、硬化物の23℃における引張弾性率は、20~3000MPaが好ましく、30~2000MPaがより好ましい。硬化物の23℃における引張弾性率が前記範囲内であると、硬化物が傷修復性にさらに優れ、硬度がさらによくなる。
硬化物の23℃における引張弾性率が前記下限値以上であれば、硬化膜表面のベタつき、摩擦係数の上昇を抑制することができる傾向にある。また、硬化物の23℃における引張弾性率が前記上限値以下であれば、化合物(2)及び化合物(3)の各化合物のrDA反応の際の泳動を妨げにくく、さらに良好な傷修復性を得ることができる傾向となる。硬化物の23℃における引張弾性率は、テンシロン引張試験機を用いた方法等で測定できる。
(貯蔵弾性率)
本発明の硬化物の150℃における貯蔵弾性率は、5×104Pa以上が好ましく、1×105Pa以上がより好ましい。また、硬化物の150℃における貯蔵弾性率は、5×1012Pa以下が好ましく、1×1010Pa以下がより好ましい。硬化物の150℃における貯蔵弾性率が前記下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による化合物(2)と化合物(3)への解離による傷修復性に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる傾向にある。硬化物の150℃における貯蔵弾性率が前記上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応の際の化合物(2)と化合物(3)の解離による傷修復性、弾性回復力による傷修復が妨げられにくい傾向がある。
本発明の硬化物の150℃における貯蔵弾性率は、5×104Pa以上が好ましく、1×105Pa以上がより好ましい。また、硬化物の150℃における貯蔵弾性率は、5×1012Pa以下が好ましく、1×1010Pa以下がより好ましい。硬化物の150℃における貯蔵弾性率が前記下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による化合物(2)と化合物(3)への解離による傷修復性に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる傾向にある。硬化物の150℃における貯蔵弾性率が前記上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応の際の化合物(2)と化合物(3)の解離による傷修復性、弾性回復力による傷修復が妨げられにくい傾向がある。
本発明の硬化物の150℃における貯蔵弾性率は、ウレタン(メタ)アクリレートネットワークの密度とDAネットワーク密度との割合によって調整できる。ウレタン(メタ)アクリレートの単独の硬化物の貯蔵弾性率がDAネットワーク単独の硬化物よりも高い場合は、ウレタン(メタ)アクリレートの割合を下げる方法、ウレタン(メタ)アクリレートの単独の硬化物の貯蔵弾性率がDAネットワーク単独の硬化物よりも低い場合は、ウレタン(メタ)アクリレートの割合を上げる方法等が考えられる。
(硬化物の傷の修復方法)
本発明の硬化物の傷の修復方法は、本発明の硬化物に生じた傷を修復する方法である。本発明の硬化物の傷の修復方法は、傷が生じた本発明の硬化物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とのDA反応によって形成されたDAネットワークがrDA反応によって化合物(2)と化合物(3)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する方法である。
本発明の硬化物の傷の修復方法は、本発明の硬化物に生じた傷を修復する方法である。本発明の硬化物の傷の修復方法は、傷が生じた本発明の硬化物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とのDA反応によって形成されたDAネットワークがrDA反応によって化合物(2)と化合物(3)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する方法である。
<硬化物の製造方法>
本発明の硬化物の製造方法では、
下記式(2)で表される化合物(2)と、
下記式(3)で表される化合物(3)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む組成物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る。
本発明の硬化物の製造方法では、
下記式(2)で表される化合物(2)と、
下記式(3)で表される化合物(3)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む組成物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
化合物(2)、化合物(3)及びウレタン(メタ)アクリレートのそれぞれの詳細及び好ましい態様は、上述の本発明の硬化物について説明した内容と同様である。
また、化合物(2)は上述の成分(A)であるとも言える。同様に、化合物(3)は上述の成分(B)であるとも言える。成分(A)及び成分(B)のそれぞれの詳細及び好ましい態様は、上述の本発明の硬化物について説明した内容と同様である。
また、化合物(2)は上述の成分(A)であるとも言える。同様に、化合物(3)は上述の成分(B)であるとも言える。成分(A)及び成分(B)のそれぞれの詳細及び好ましい態様は、上述の本発明の硬化物について説明した内容と同様である。
まず、化合物(2)と化合物(3)とウレタン(メタ)アクリレートとを含む組成物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって化合物(2)と化合物(3)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を(1段目の反応)。
ついで、半硬化物に活性エネルギー線を照射して、ウレタン(メタ)アクリレートの硬化反応(ウレタン(メタ)アクリレートの重合反応)によるウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成し、DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有する硬化物を得る(2段目の反応)。
ついで、半硬化物に活性エネルギー線を照射して、ウレタン(メタ)アクリレートの硬化反応(ウレタン(メタ)アクリレートの重合反応)によるウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成し、DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有する硬化物を得る(2段目の反応)。
<硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、
下記式(2)で表される化合物(2)と、
下記式(3)で表される化合物(3)と、
下記式(1)で表され、前記化合物(2)及び前記化合物(3)の反応物である化合物(1)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む組成物であり、
前記組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が、0.05mmol/g以上である。
本発明の硬化性組成物は、
下記式(2)で表される化合物(2)と、
下記式(3)で表される化合物(3)と、
下記式(1)で表され、前記化合物(2)及び前記化合物(3)の反応物である化合物(1)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む組成物であり、
前記組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が、0.05mmol/g以上である。
式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
本発明の硬化性組成物においては、化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)及びウレタン(メタ)アクリレートのそれぞれの詳細及び好ましい態様は、上述の本発明の硬化物について説明した内容と同様である。
また、本発明の硬化性組成物においても、本発明の硬化物と同様に、化合物(2)は上述の成分(A)であるとも言える。また、化合物(3)は上述の成分(B)であるとも言える。成分(A)及び成分(B)のそれぞれの詳細及び好ましい態様は、上述の本発明の硬化物について説明した内容と同様である。
以下の説明において、ウレタン(メタ)アクリレートを成分(C)と記載し、
化合物(1)を成分(D)と記載することがある。ここで、成分(C)は、ウレタン(メタ)アクリレートと同義であり、成分(D)は化合物(1)と同義である。
また、本発明の硬化性組成物においても、本発明の硬化物と同様に、化合物(2)は上述の成分(A)であるとも言える。また、化合物(3)は上述の成分(B)であるとも言える。成分(A)及び成分(B)のそれぞれの詳細及び好ましい態様は、上述の本発明の硬化物について説明した内容と同様である。
以下の説明において、ウレタン(メタ)アクリレートを成分(C)と記載し、
化合物(1)を成分(D)と記載することがある。ここで、成分(C)は、ウレタン(メタ)アクリレートと同義であり、成分(D)は化合物(1)と同義である。
本発明の硬化性組成物においては、例えば、下記反応式に示すようなメカニズムにて、DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークの形成及びDAネットワークの分解が起こる。ここで、本発明の硬化性組成物におけるハイブリッドポリマーネットワークの形成及びDAネットワークの分解は、下記反応式に示す態様及び化合物に限定されない。
まず、本発明の硬化性組成物を、成分(A)と成分(B)とがDA反応する温度以上、rDA反応する温度未満で加熱してDAネットワークを形成し、半硬化物を得る(1段目の反応)。
次いで、半硬化物に活性エネルギー線を照射して、成分(C)の硬化反応((メタ)アクリレートの重合反応)によるウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成し、DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有する硬化物を得る(2段目の反応)。
次いで、半硬化物に活性エネルギー線を照射して、成分(C)の硬化反応((メタ)アクリレートの重合反応)によるウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成し、DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有する硬化物を得る(2段目の反応)。
本発明の硬化性組成物から得られた硬化物を、DAネットワークのrDA反応が起きる温度以上に加熱すると、DAネットワークが成分(A)と成分(B)とに解離する。DAネットワークが成分(A)と成分(B)とに解離した後、rDA反応によって成分(A)と成分(B)とに解離する温度未満に冷却すると、成分(A)と成分(B)とがDA反応し、再びDAネットワークが形成される(3段目の反応)。
このような熱可逆的なDAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有する硬化物は、自己修復可能なハードコート膜、二段階硬化によるフォトレジスト、再加工可能な硬化物等として利用できる。
本発明の硬化性組成物が本発明の効果を奏する理由としては、以下が挙げられる。
本発明の硬化性組成物にあっては、成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物とを含むため、成分(A)と成分(B)とがDA反応して熱可逆的なDAネットワークを形成できる。また、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートを含むため、成分(C)が硬化反応してウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成できる。ウレタン(メタ)アクリレートネットワークを含む硬化物は、ポリウレタンネットワークやアクリレートネットワークを含む硬化物に比べて弾性率が高いため、硬い硬化物を得ることができる。
DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークからなる硬化物に傷が生じた場合、硬化物を加熱することによってDAネットワークのみがrDA反応によって分解し、元の成分(A)と成分(B)とに解離する。ポリウレタンネットワークは残ったままなので、硬化物の形状を保ちつつ、成分(A)及び成分(B)が傷の部分にしみ出して傷を埋める。硬化物を冷却すると、再びDA反応によってDAネットワークが形成され、傷が修復される。
本発明の硬化性組成物にあっては、成分(A):共役ジエン構造を有する化合物と、成分(B):ジエノフィル構造を有する化合物とを含むため、成分(A)と成分(B)とがDA反応して熱可逆的なDAネットワークを形成できる。また、成分(C):ウレタン(メタ)アクリレートを含むため、成分(C)が硬化反応してウレタン(メタ)アクリレートネットワークを形成できる。ウレタン(メタ)アクリレートネットワークを含む硬化物は、ポリウレタンネットワークやアクリレートネットワークを含む硬化物に比べて弾性率が高いため、硬い硬化物を得ることができる。
DAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークからなる硬化物に傷が生じた場合、硬化物を加熱することによってDAネットワークのみがrDA反応によって分解し、元の成分(A)と成分(B)とに解離する。ポリウレタンネットワークは残ったままなので、硬化物の形状を保ちつつ、成分(A)及び成分(B)が傷の部分にしみ出して傷を埋める。硬化物を冷却すると、再びDA反応によってDAネットワークが形成され、傷が修復される。
本発明の硬化性組成物においては、組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数の和が0.05mmol/g以上である。そのため、硬化性組成物から得られる硬化物中を占めるDAネットワークが充分にあり、硬化物に傷がついた場合には傷の部分にしみだして傷を埋めることができる。また、硬化物中を占めるDAネットワークが充分にあるため、rDA反応が起きる温度未満の温度では、炭素―炭素結合による強固な架橋を形成するため耐薬品性が向上する。
本発明の硬化性組成物は、成分(E):重合開始剤をさらに含んでいてもよい。
本発明の硬化性組成物は、成分(F):液状媒体をさらに含んでいてもよい。
本発明の硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて成分(A)~成分(F)以外の成分(以下、「他の成分」とも記す。)をさらに含んでいてもよい。
本発明の硬化性組成物は、成分(F):液状媒体をさらに含んでいてもよい。
本発明の硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて成分(A)~成分(F)以外の成分(以下、「他の成分」とも記す。)をさらに含んでいてもよい。
(成分(E))
成分(E):重合開始剤は、活性エネルギー線の照射で進行する成分(C)の(メタ)アクリロイル基の重合反応の開始効率を向上させる成分である。
(メタ)アクリロイル基の重合反応に用いる活性エネルギー線が電子線である場合、本発明の硬化性組成物は、成分(E)を含んでいなくてもよい。
成分(E):重合開始剤は、活性エネルギー線の照射で進行する成分(C)の(メタ)アクリロイル基の重合反応の開始効率を向上させる成分である。
(メタ)アクリロイル基の重合反応に用いる活性エネルギー線が電子線である場合、本発明の硬化性組成物は、成分(E)を含んでいなくてもよい。
成分(E)としては、光によってラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、メチルオルトベンゾイルベンゾエート、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、2-エチルアントラキノン、t-ブチルアントラキノン、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、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、メチルベンゾイルホルメート、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-オン、2,6-ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2-ヒドロキシ-1-〔4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル〕-2-メチル-プロパン-1-オン等が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、メチルオルトベンゾイルベンゾエート、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、2-エチルアントラキノン、t-ブチルアントラキノン、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、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、メチルベンゾイルホルメート、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-オン、2,6-ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2-ヒドロキシ-1-〔4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル〕-2-メチル-プロパン-1-オン等が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤としては、硬化速度が速く、架橋密度を充分に上昇できる点から、ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2-ヒドロキシ-1-〔4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル〕-2-メチル-プロパン-1-オンが好ましく、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2-ヒドロキシ-1-〔4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル〕-2-メチル-プロパン-1-オンがより好ましい。
硬化性組成物にエポキシ基等のカチオン重合性基を有する化合物が含まれる場合、硬化性組成物は、重合開始剤として光カチオン重合開始剤を含んでいてもよい。
本発明の硬化性組成物は、光重合開始剤を含まないことが好ましい。光重合開始剤を含まないことで、開始剤分解物による硬化性組成物の変性、硬化物の機械的強度の低下を抑制できる傾向にある。
本発明の硬化性組成物は、光重合開始剤を含まないことが好ましい。光重合開始剤を含まないことで、開始剤分解物による硬化性組成物の変性、硬化物の機械的強度の低下を抑制できる傾向にある。
(成分(F))
成分(F):液状媒体は、成分(A)~成分(E)を溶解し、硬化性組成物を硬化する際の粘度を調整し、均一な硬化物を得るための成分である。
成分(F):液状媒体は、成分(A)~成分(E)を溶解し、硬化性組成物を硬化する際の粘度を調整し、均一な硬化物を得るための成分である。
液状媒体としては、25℃における溶解度パラメーター(以下、「SP値」とも記す。)が、8.0~11.5である有機溶媒が好ましい。25℃におけるSP値が前記範囲の下限値以上であれば、成分(C)の溶解性がよい。25℃におけるSP値が前記範囲の上限値以下であれば、硬化性組成物の透明性がよい。有機溶媒としては、トルエン(9.1)、キシレン(9.1)、酢酸エチル(8.7)、酢酸ブチル(8.7)、シクロヘキサノン(9.8)、メチルエチルケトン(9.0)、メチルイソブチルケトン(8.7)、N-メチルピロリドン(11.2)、1-メトキシ-2-プロパノール(10.2)等が挙げられる。括弧内の数値は、25℃におけるSP値である。
SP値は、Fedorsらが提案した方法によって計算される。具体的には、ROBERT F.FEDORS,”POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,FEBRUARY”,第14巻,第2号,1974年,p.147~154を参照して求められる。
SP値は、Fedorsらが提案した方法によって計算される。具体的には、ROBERT F.FEDORS,”POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,FEBRUARY”,第14巻,第2号,1974年,p.147~154を参照して求められる。
(他の成分)
他の成分としては、活性エネルギー線反応性モノマー、活性エネルギー線硬化性オリゴマー(成分(C)を除く。)、光増感剤、エポキシ化合物、他の添加剤等が挙げられる。
他の成分としては、活性エネルギー線反応性モノマー、活性エネルギー線硬化性オリゴマー(成分(C)を除く。)、光増感剤、エポキシ化合物、他の添加剤等が挙げられる。
活性エネルギー線反応性モノマーとしては、ビニル系化合物、(メタ)アクリルアミド系化合物、(メタ)アクリレート等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性オリゴマーとしては、エポキシ(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリカーボネート(メタ)アクリレート、ポリブタジエン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性オリゴマーとしては、エポキシ(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリカーボネート(メタ)アクリレート、ポリブタジエン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
光増感剤としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸アミル、4-ジメチルアミノアセトフェノン等が挙げられる。
他の添加剤としては、フィラー(ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、雲母、酸化亜鉛、酸化チタン、マイカ、タルク、カオリン、金属酸化物、金属繊維、鉄、鉛、金属粉、炭素繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレン等)、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)、耐指紋剤、表面親水化剤、帯電防止剤、滑り性付与剤、可塑剤、離型剤、消泡剤、レベリング剤、沈降防止剤、界面活性剤、チクソトロピー付与剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤、重合禁止剤、充填剤、シランカップリング剤、顔料、染料、色相調整剤、硬化剤、触媒、硬化促進剤等が挙げられる。
(各成分の割合)
本発明の硬化性組成物の固形分のうち、成分(A)が有する共役ジエン構造のモル数と成分(B)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、成分(D)のモル数との和N2は、0.05mmоl/g以上である。本発明の硬化性組成物における前記和N2は、0.1mmоl/g以上が好ましく、0.3mmоl/g以上がより好ましい。また、特に傷修復性を重視する場合、前記和N2は、0.3mmоl/g以上が好ましく、0.5mmоl/g以上がより好ましい。前記和N2が、前記下限値以上であることで硬化物の傷修復性、耐薬品性が向上する。
前記和N2の上限値は特に限定されない。前記和N2は、硬化性組成物の用途等に応じて適宜調整すればよい。硬化性組成物を加工性フィルムの製造等に用いる場合、前記和N2は、10mmоl/g以下が好ましく、5mmоl/g以下がより好ましく、3mmоl/g以下がさらに好ましい。
前記和N2が、前記上限値以下であれば、本発明の硬化性組成物から得られる硬化物にしなやかさが付与される傾向がある。
以上より、前記和N2は、0.05~10mmоl/gが好ましく、0.1~5mmоl/gがより好ましく、0.3~3mmоl/gがさらに好ましく、0.5~3mmоl/gが特に好ましい。
本発明の硬化性組成物の固形分のうち、成分(A)が有する共役ジエン構造のモル数と成分(B)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、成分(D)のモル数との和N2は、0.05mmоl/g以上である。本発明の硬化性組成物における前記和N2は、0.1mmоl/g以上が好ましく、0.3mmоl/g以上がより好ましい。また、特に傷修復性を重視する場合、前記和N2は、0.3mmоl/g以上が好ましく、0.5mmоl/g以上がより好ましい。前記和N2が、前記下限値以上であることで硬化物の傷修復性、耐薬品性が向上する。
前記和N2の上限値は特に限定されない。前記和N2は、硬化性組成物の用途等に応じて適宜調整すればよい。硬化性組成物を加工性フィルムの製造等に用いる場合、前記和N2は、10mmоl/g以下が好ましく、5mmоl/g以下がより好ましく、3mmоl/g以下がさらに好ましい。
前記和N2が、前記上限値以下であれば、本発明の硬化性組成物から得られる硬化物にしなやかさが付与される傾向がある。
以上より、前記和N2は、0.05~10mmоl/gが好ましく、0.1~5mmоl/gがより好ましく、0.3~3mmоl/gがさらに好ましく、0.5~3mmоl/gが特に好ましい。
本発明の硬化性組成物においては、硬化性組成物1g中の化合物(1)のモル数(n12mоl)と硬化性組成物1g中の化合物(2)のモル数(n22mоl)と硬化性組成物1g中の化合物(3)のモル数(n32mоl)との合計100mol%に対して、硬化性組成物1g中の化合物(1)のモル数(n12mоl)は80mol%以下が好ましく、60mol%以下がより好ましく、50mol%以下がさらに好ましい。モル数(n12mоl)が、モル数(n12mоl)とモル数(n22mоl)とモル数(n32mоl)との合計100mol%に対して、前記上限値以下であれば、硬化反応が充分に進む前の組成物の状態であると言え、本発明の硬化性組成物が充分な流動性を具備し、本発明の硬化性組成物の効果が得られやすい。また、前記上限値以下であることで、化合物(1)、化合物(2)及び化合物(3)の溶解性が向上し、硬化性組成物が均一となる傾向にある、そのため、得られる硬化物の均一性も向上する傾向にある。
モル数(n12mоl)の、モル数(n12mоl)とモル数(n22mоl)とモル数(n32mоl)との合計100mol%に対する下限値は特に限定されない。例えば、モル数(n12mоl)とモル数(n22mоl)とモル数(n32mоl)との合計100mol%に対して1mol%以上でもよく、10mol%以上でもよく、20mol%以上でもよい。
モル数(n12mоl)の、モル数(n12mоl)とモル数(n22mоl)とモル数(n32mоl)との合計100mol%に対する下限値は特に限定されない。例えば、モル数(n12mоl)とモル数(n22mоl)とモル数(n32mоl)との合計100mol%に対して1mol%以上でもよく、10mol%以上でもよく、20mol%以上でもよい。
本発明の硬化性組成物における成分(A)の共役ジエン構造と成分(B)のジエノフィル構造とのモル比(共役ジエン構造/ジエノフィル構造)は、1.0超10以下が好ましく、1.1以上2.5以下がより好ましい。共役ジエン構造/ジエノフィル構造が前記範囲の下限値以上であれば、成分(A)と成分(B)とのDA反応後に、成分(B)における未反応のジエノフィル構造(マレイミド骨格等)が少なくなる。未反応のジエノフィル構造が多くなると、ジエノフィル構造の重合による他のポリマーネットワークが形成され、熱可逆的なDAネットワークによる効果を充分に発揮できないおそれがある。共役ジエン構造/ジエノフィル構造が前記範囲の上限値以下であれば、成分(A)と成分(B)とのDA反応に寄与しない無駄な共役ジエン構造が少なくなる。
本発明の硬化性組成物における成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計質量(100質量%)に対する、成分(A)及び成分(B)の合計質量の割合((A+B)/(A+B+C))は、硬化性組成物の硬化物の用途に応じて適宜設定すればよい。(A+B)/(A+B+C)は、99質量%以下が好ましい。また、(A+B)/(A+B+C)は、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、4質量%以上がさらに好ましく、10質量%以上がさらに好ましく、30質量%以上が特に好ましく、40質量%以上が最も好ましい。(A+B)/(A+B+C)が前記範囲の下限値以上であれば、成分(A)と成分(B)との反応物のrDA反応による傷修復性に優れる傾向にある。(A+B)/(A+B+C)が前記範囲の上限値以下であれば、硬化物の表面の指触乾燥性に優れ、3次元成形性が良好な傾向にある。
本発明の硬化性組成物における成分(D)の配合量は、成分(C)、活性エネルギー線反応性モノマー及び活性エネルギー線硬化性オリゴマーの合計100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。成分(D)配合量が前記範囲の下限値以下であれば、成分(D)の分解物による硬化物の機械的強度の低下が起こりにくい。
本発明の硬化性組成物の固形分濃度は、5~90質量%が好ましく、10~80質量%がより好ましく、15~70質量%がさらに好ましく、15~60質量%が特に好ましい。固形分は、成分(E)を除いた全成分であり、固体状態のものだけではなく、半固形のもの、粘稠な液状物も含む。
本発明の硬化性組成物における他の成分の配合量は、成分(A)~成分(C)の合計100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。他の成分の配合量が前記範囲の上限値以下であれば、本発明の効果を損ないにくい。
本発明の硬化性組成物は、各成分を混合、撹拌することによって調製できる。
例えば、硬化性組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が0.05mmol以上となるように、化合物(2)と化合物(3)とウレタン(メタ)アクリレートとを混合する方法等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物の粘度は、硬化性組成物の使用形態等に応じて適宜調整すればよい。取り扱い性、塗工性、成形性、立体造形性等の点から、E型粘度計(ローター1°34’×R24)における25℃での粘度は、10~50000mPa・sが好ましく、30~10000mPa・sがより好ましく、30~5000mPa・sがさらに好ましく、30~2000mPa・sが特に好ましい。
例えば、硬化性組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が0.05mmol以上となるように、化合物(2)と化合物(3)とウレタン(メタ)アクリレートとを混合する方法等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物の粘度は、硬化性組成物の使用形態等に応じて適宜調整すればよい。取り扱い性、塗工性、成形性、立体造形性等の点から、E型粘度計(ローター1°34’×R24)における25℃での粘度は、10~50000mPa・sが好ましく、30~10000mPa・sがより好ましく、30~5000mPa・sがさらに好ましく、30~2000mPa・sが特に好ましい。
(引張弾性率)
本発明の硬化性組成物において、下記方法で形成した硬化膜Iの23℃における引張弾性率は、1MPa以上が好ましく、5MPa以上がより好ましく、10MPa以上がさらに好ましく、20MPa以上がさらに好ましく、30MPa以上が特に好ましく、35MPa以上が最も好ましい。硬化膜Iの23℃における引張弾性率は、2000MPa以下が好ましく、1500MPa以下がより好ましく、1000MPa以下がさらに好ましく、500MPa以下がよりさらに好ましい。硬化膜Iの23℃における引張弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる傾向にある。硬化膜Iの23℃における引張弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる傾向にある。
本発明の硬化性組成物において、下記方法で形成した硬化膜Iの23℃における引張弾性率は、1MPa以上が好ましく、5MPa以上がより好ましく、10MPa以上がさらに好ましく、20MPa以上がさらに好ましく、30MPa以上が特に好ましく、35MPa以上が最も好ましい。硬化膜Iの23℃における引張弾性率は、2000MPa以下が好ましく、1500MPa以下がより好ましく、1000MPa以下がさらに好ましく、500MPa以下がよりさらに好ましい。硬化膜Iの23℃における引張弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる傾向にある。硬化膜Iの23℃における引張弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる傾向にある。
硬化膜Iの23℃における引張弾性率は、成分(C)とDAネットワーク成分(成分(A)及び成分(B))との混合比率によって調整することができる。成分(C)の単膜(上述の硬化膜III)の引張弾性率がDAネットワーク単膜よりも高い場合は成分(C)の割合を下げる、成分(C)の単膜の引張弾性率がDAネットワーク単膜よりも低い場合は成分(C)の割合を上げる、等が考えられる。
硬化膜Iの形成方法:
硬化性組成物を剥離処理された厚さ1mmのポリプロピレン板に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜Iを形成する。
活性エネルギー線硬化の場合は、硬化性組成物を、厚さ1mmのガラス又はポリプロピレン板上にバーコーターで塗工して塗膜を形成した後、70℃で30分間乾燥させ、電子線照射装置(キュアトロンEBC-200-AA3、NHVコーポレーション製社製)を用いて、加速電圧165kV、照射線量5Mradの条件で2回電子線を乾燥塗膜に照射し、更に23℃で1日養生して硬化膜を形成した後、ポリプロピレン板から硬化膜を剥離して膜厚約50μmの硬化膜を得る。
硬化性組成物を剥離処理された厚さ1mmのポリプロピレン板に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜Iを形成する。
活性エネルギー線硬化の場合は、硬化性組成物を、厚さ1mmのガラス又はポリプロピレン板上にバーコーターで塗工して塗膜を形成した後、70℃で30分間乾燥させ、電子線照射装置(キュアトロンEBC-200-AA3、NHVコーポレーション製社製)を用いて、加速電圧165kV、照射線量5Mradの条件で2回電子線を乾燥塗膜に照射し、更に23℃で1日養生して硬化膜を形成した後、ポリプロピレン板から硬化膜を剥離して膜厚約50μmの硬化膜を得る。
本発明の硬化性組成物は、下記方法で形成した硬化膜IIの150℃における貯蔵弾性率が、5×104Pa以上が好ましく、1×105Pa以上がより好ましい。硬化膜IIの150℃における貯蔵弾性率は、5×1012Pa以下が好ましく、1×1010Pa以下がより好ましい。硬化膜IIの150℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる傾向にある。硬化膜IIの150℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる。
硬化膜IIの150℃における貯蔵弾性率は、ウレタン(メタ)アクリレートネットワークの密度とDAネットワーク密度との割合によって調製することができる。成分(C)の単膜(上述の硬化膜III)の貯蔵弾性率がDAネットワーク単膜よりも高い場合は成分(C)の割合を下げる、成分(C)の単膜の貯蔵弾性率がDAネットワーク単膜よりも低い場合は成分(C)の割合を上げる、等が考えられる。
硬化膜IIの形成方法:
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜IIを形成する。
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜IIを形成する。
(破断伸度)
本発明の硬化性組成物は、前記方法で形成した硬化膜Iの23℃における破断伸度は、50%以上が好ましく、80~500%がより好ましく、100~300%がさらに好ましい。硬化膜Iの23℃における破断伸度が、50%以上であると、3次元加工適性に優れる傾向にある。
硬化膜Iの23℃における破断伸度が前記範囲の下限値以上であれば、硬化物が、成形同時加飾に用いるのに充分な3次元加工適性を具備する傾向にある。硬化膜Iの23℃における破断伸度が前記範囲の上限値以下であれば、硬化物の指触乾燥性が充分である傾向にある。
本発明の硬化性組成物は、前記方法で形成した硬化膜Iの23℃における破断伸度は、50%以上が好ましく、80~500%がより好ましく、100~300%がさらに好ましい。硬化膜Iの23℃における破断伸度が、50%以上であると、3次元加工適性に優れる傾向にある。
硬化膜Iの23℃における破断伸度が前記範囲の下限値以上であれば、硬化物が、成形同時加飾に用いるのに充分な3次元加工適性を具備する傾向にある。硬化膜Iの23℃における破断伸度が前記範囲の上限値以下であれば、硬化物の指触乾燥性が充分である傾向にある。
硬化膜Iの23℃における破断伸度は、成分(C)と、成分(A)及び成分(B)の合計との混合比率によって調整することができる。なお、成分(C)の硬化物の破断伸度は、ウレタン結合の水素結合密度と、(メタ)アクリロイル基の共有結合密度によって適宜調整される。ウレタン結合の水素結合密度が高いと成分(C)の硬化物の破断伸度は低くなるが、指触乾燥性は向上する。(メタ)アクリロイル基の共有結合密度が高いと成分(C)の硬化物の破断伸度は低くなるが、指触乾燥性は向上する。成分(C)の硬化物の破断伸度は、必要に応じ、成分(C)の原料に、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールに加え、他のポリオールを加えることで調整することができる。
本発明の硬化性組成物は、用途に応じた成形を行い、硬化物として用いることができる。特に限定されず、膜等に成形して用いることもでき、他の構造体に積層するなどして用いることもできる。以下、ハードコート膜として用いる場合を挙げ説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(ハードコート膜)
ハードコート膜は、例えば、以下のようにして形成できる。
本発明の硬化性組成物を基材の表面に塗布し、加熱してDAネットワークを有する半硬化膜を形成する。半硬化膜に活性エネルギー線を照射してDAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有するハードコート膜を形成する。
ハードコート膜は、例えば、以下のようにして形成できる。
本発明の硬化性組成物を基材の表面に塗布し、加熱してDAネットワークを有する半硬化膜を形成する。半硬化膜に活性エネルギー線を照射してDAネットワークとウレタン(メタ)アクリレートネットワークとを組み合わせたハイブリッドポリマーネットワークを有するハードコート膜を形成する。
基材の材質としては、プラスチック、ガラス、金属等が挙げられる。プラスチックとしては、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリアミド、ポリカーボネート、(メタ)アクリル樹脂等が挙げられる。
基材の形状としては、フィルム、シート、板、各種立体形状等が挙げられる。
基材の形状としては、フィルム、シート、板、各種立体形状等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物の塗布方法としては、バーコート法、アプリケーター法、カーテンフローコート法、ロールコート法、スプレー法、グラビアコート法、コンマコート法、リバースロールコート法、リップコート法、ダイコート法、スロットダイコート法、エアーナイフコート法、ディップ法等が挙げられる。
半硬化膜を形成する際の加熱温度は、成分(A)と成分(B)とがDA反応する温度以上、rDA反応によって成分(A)と成分(B)とに解離する温度未満である。成分(A)における共役ジエン構造がフラン骨格であり、成分(B)におけるジエノフィル構造がマレイミド骨格である場合、半硬化膜を形成する際の加熱温度は、40~95℃が好ましく、70~90℃がより好ましい。
半硬化膜に照射する活性エネルギー線としては、装置コスト及び生産性の点から、電子線又は紫外線が好ましい。光源としては、電子線照射装置、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、Arレーザー、He-Cdレーザー、固体レーザー、キセノンランプ、高周波誘導水銀ランプ、太陽光等が挙げられる。
活性エネルギー線の照射量は、活性エネルギー線の種類に応じて適宜設定する。電子線の照射量は、1~15Mradが好ましい。紫外線の照射量は、50~1500mJ/cm2が好ましい。
活性エネルギー線の照射量は、活性エネルギー線の種類に応じて適宜設定する。電子線の照射量は、1~15Mradが好ましい。紫外線の照射量は、50~1500mJ/cm2が好ましい。
ハードコート膜の厚さは、用途に応じて適宜設定される。ハードコート膜の厚さは、1~100μmが好ましく、2~50μmがより好ましく、2~20μmがさらに好ましい。ハードコート膜の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、意匠性、機能発現が良好となる。ハードコート膜の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、内部硬化性、3次元加工適性が良好となる。
ハードコート膜においてDAネットワークを分解する際の加熱温度は、DAネットワークがrDA反応によって成分(A)と成分(B)とに解離する温度以上である。成分(A)における共役ジエン構造がフラン骨格であり、成分(B)におけるジエノフィル構造がマレイミド骨格である場合、DAネットワークを分解する際の加熱温度は、100~160℃が好ましく、110~150℃がより好ましい。
以上、本発明の一態様について説明したが、本発明は上述の態様に限定されない。以下、本発明の第1の態様、第2の態様、第3の態様について説明する。
<第1の態様>
本発明の第1の態様においては、成分(C)は、下記方法で形成した硬化膜III’の23℃における貯蔵弾性率が、5×102Pa以上となるものでもよく、5×103Pa以上となるものでもよく、5×104Pa以上となるものでもよくでもよく、1×105Pa以上となるものでもよい。
硬化膜III’の23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる。硬化膜III’の23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の第1の態様の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる傾向にある。
本発明の第1の態様においては、成分(C)は、下記方法で形成した硬化膜III’の23℃における貯蔵弾性率が、5×102Pa以上となるものでもよく、5×103Pa以上となるものでもよく、5×104Pa以上となるものでもよくでもよく、1×105Pa以上となるものでもよい。
硬化膜III’の23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる。硬化膜III’の23℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の第1の態様の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる傾向にある。
硬化膜III’の形成方法:
成分(C)を溶媒(メチルエチルケトン、酢酸ブチル、シクロヘキサノン等)に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜III’を形成する。
成分(C)を溶媒(メチルエチルケトン、酢酸ブチル、シクロヘキサノン等)に溶解した混合物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜III’を形成する。
本発明の第1の態様の硬化性組成物においては、下記方法で形成した硬化膜II’の150℃における貯蔵弾性率が、5×102Pa以上でもよく、1×104Pa以上でもよく、1×105Pa以上でもよい。硬化膜II’の150℃における貯蔵弾性率は、5×1012Pa以下でもよく、1×1010Pa以下でもよい。硬化膜II’の150℃における貯蔵弾性率が前記範囲の下限値以上であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復に加え、弾性回復力による傷修復も期待できる傾向にある。硬化膜II’の150℃における貯蔵弾性率が前記範囲の上限値以下であれば、DAネットワークのrDA反応による成分(A)と成分(B)への解離による傷修復や弾性回復力による傷修復を妨げることがなく、本発明の第1の態様の硬化性組成物の硬化物の傷修復性に優れる。
硬化膜II’の形成方法:
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜II’を形成する。
硬化性組成物を剥離処理された厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理された側の表面に硬化後の厚さが50μmとなるようにアプリケーターで塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、高圧水銀灯を用いて積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線を塗膜に照射し、23℃で1日養生して硬化膜II’を形成する。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制限されるものではない。
<測定方法>
[共役ジエン構造の含有量]
成分(A)におけるフルフリル基の含有量は、1H-NMR測定により内標法を用いて積分値より換算した。
[共役ジエン構造の含有量]
成分(A)におけるフルフリル基の含有量は、1H-NMR測定により内標法を用いて積分値より換算した。
[成分(C)の分子量]
GPC装置(東ソー社製、HLC-8120GPC)を用い、下記条件にて各成分(C)の質量平均分子量及び数平均分子量を求めた。
溶媒:テトラヒドロフラン、
標準サンプル:ポリスチレン、
カラム:TSKgel superH1000+H2000+H3000、
送液速度:0.5mL/分、
カラムオーブン温度:40℃。
GPC装置(東ソー社製、HLC-8120GPC)を用い、下記条件にて各成分(C)の質量平均分子量及び数平均分子量を求めた。
溶媒:テトラヒドロフラン、
標準サンプル:ポリスチレン、
カラム:TSKgel superH1000+H2000+H3000、
送液速度:0.5mL/分、
カラムオーブン温度:40℃。
<原料>
実施例及び比較例において用いた原料及び溶媒の略称は下記の通りである。
[ジイソシアネート]
・IPDI:イソホロンジイソシアネート(エボニック デグサ ジャパン社製 商品名「VESTANAT IPDI」)
実施例及び比較例において用いた原料及び溶媒の略称は下記の通りである。
[ジイソシアネート]
・IPDI:イソホロンジイソシアネート(エボニック デグサ ジャパン社製 商品名「VESTANAT IPDI」)
[ジオール]
・EG:エチレングリコール
・1,4-BD:1,4-ブタンジオール
・T4691:旭化成社製 ポリカーボネートポリオール「デュラノール T4691」1,4-ブタンジオール/1,6-ヘキサンジオール=9/1(質量比)、数平均分子量=1000、水酸基価:115.2mg-KOH/g
・PCL210N:ダイセル社製 ポリカプロラクトンジオール「プラクセル 210N」、数平均分子量=1000、水酸基価:113.9mg-KOH/g
・T-33:下記式(T-33)で示されるポリオール(大和化成(株)社製 商品名「ダインソーブT-33」)
・T-35:下記式(T-35)で示されるポリオール(大和化成(株)社製 商品名「ダインソーブT-35」)
・EG:エチレングリコール
・1,4-BD:1,4-ブタンジオール
・T4691:旭化成社製 ポリカーボネートポリオール「デュラノール T4691」1,4-ブタンジオール/1,6-ヘキサンジオール=9/1(質量比)、数平均分子量=1000、水酸基価:115.2mg-KOH/g
・PCL210N:ダイセル社製 ポリカプロラクトンジオール「プラクセル 210N」、数平均分子量=1000、水酸基価:113.9mg-KOH/g
・T-33:下記式(T-33)で示されるポリオール(大和化成(株)社製 商品名「ダインソーブT-33」)
・T-35:下記式(T-35)で示されるポリオール(大和化成(株)社製 商品名「ダインソーブT-35」)
式(T-35)中、nは0~20程度の整数であり、mは0~20程度の整数である。
[ヒドロキシアクリレート]
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・V-300:ペンタエリスリトールトリアクリレート40-45質量%とペンタエリスリトールテトラアクリレート35-40質量%の混合物(カタログ値)(大阪有機社製 商品名ビスコート300)(OH価:120(分析表項目)よりOH基当量(ヒドロキシル基1個当たりの分子量)468を算出し、全成分がペンタエリスリトールトリアクリレート(PET3A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PET4A)から成ると定義付け、PET3A/PET4A=298/(468-298)=64/36質量%を算出した)
・R-167:1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジアクリレート(日本化薬社製 「カヤラッド(登録商標)R-167」
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
・V-300:ペンタエリスリトールトリアクリレート40-45質量%とペンタエリスリトールテトラアクリレート35-40質量%の混合物(カタログ値)(大阪有機社製 商品名ビスコート300)(OH価:120(分析表項目)よりOH基当量(ヒドロキシル基1個当たりの分子量)468を算出し、全成分がペンタエリスリトールトリアクリレート(PET3A)とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PET4A)から成ると定義付け、PET3A/PET4A=298/(468-298)=64/36質量%を算出した)
・R-167:1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジアクリレート(日本化薬社製 「カヤラッド(登録商標)R-167」
[液状媒体]
・BA:酢酸ブチル
・MEK:メチルエチルケトン
・PGM:1-メトキシ-2-プロパノール
・CHN:シクロヘキサノン
・BA:酢酸ブチル
・MEK:メチルエチルケトン
・PGM:1-メトキシ-2-プロパノール
・CHN:シクロヘキサノン
[重合開始剤]
・Irg.184:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製、Irgacure(登録商標)184)
・Irg.184:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製、Irgacure(登録商標)184)
[界面活性剤]
・S―651:サーフロン S-651(AGCセイミケミカル株式会社製)を10%含むメチルエチルケトン溶液
・S―651:サーフロン S-651(AGCセイミケミカル株式会社製)を10%含むメチルエチルケトン溶液
[成分(AA-1)の原料]
・GMA:グリシジルメタクリレート(日油製 商品名「ブレンマー(登録商標)GH」)
・MMA:メチルメタクリレート(三菱レイヨン製 商品名「アクリエステル(登録商標)M」)
・EA:エチルアクリレート
・AA:アクリル酸
・MEK-ST:メチルエチルケトン分散コロイダル(シリカゾル平均一次粒子径:15nm(カタログ値)、シリカ固形分:30質量%)(日産化学工業社製 商品名「MEK-ST」)
・GMA:グリシジルメタクリレート(日油製 商品名「ブレンマー(登録商標)GH」)
・MMA:メチルメタクリレート(三菱レイヨン製 商品名「アクリエステル(登録商標)M」)
・EA:エチルアクリレート
・AA:アクリル酸
・MEK-ST:メチルエチルケトン分散コロイダル(シリカゾル平均一次粒子径:15nm(カタログ値)、シリカ固形分:30質量%)(日産化学工業社製 商品名「MEK-ST」)
[各化合物の割合]
・N1:硬化物1gに含まれる化合物(1)のモル数と、化合物(2)及び化合物(3)のうち、硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和(mmol)
・N2:組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和(mmol)
・N1:硬化物1gに含まれる化合物(1)のモル数と、化合物(2)及び化合物(3)のうち、硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和(mmol)
・N2:組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和(mmol)
<成分(A)>
[混合物2-1の製造]
ポリイソシアネート(旭化成社製、デュラネートTSA-100)の61.4gと、フルフリルアルコールの32.5gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の2.5gと、テトラヒドロフランの400mLとを混合し、60℃で13時間加熱撹拌した。テトラヒドロフランを減圧留去し、下記式(A-1)で表される成分(A-1)を含む混合物2-1を得た。混合物2-1のフルフリル基の含有量は3.2mmol/gであった。
[混合物2-1の製造]
ポリイソシアネート(旭化成社製、デュラネートTSA-100)の61.4gと、フルフリルアルコールの32.5gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の2.5gと、テトラヒドロフランの400mLとを混合し、60℃で13時間加熱撹拌した。テトラヒドロフランを減圧留去し、下記式(A-1)で表される成分(A-1)を含む混合物2-1を得た。混合物2-1のフルフリル基の含有量は3.2mmol/gであった。
[混合物2-2の製造]
ポリイソシアネート(Evonic社製、VESTANAT T1890/100)の34.6gと、フルフリルアルコールの14.4gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の2.5gと、酢酸エチルの200mLとを混合し、60℃で13時間加熱撹拌した。酢酸エチルを減圧留去し、下記式(A-2)で表される成分(A-2)を含む混合物2-2を得た。混合物2-2のフルフリル基の含有量は2.7mmol/gであった。
ポリイソシアネート(Evonic社製、VESTANAT T1890/100)の34.6gと、フルフリルアルコールの14.4gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の2.5gと、酢酸エチルの200mLとを混合し、60℃で13時間加熱撹拌した。酢酸エチルを減圧留去し、下記式(A-2)で表される成分(A-2)を含む混合物2-2を得た。混合物2-2のフルフリル基の含有量は2.7mmol/gであった。
[混合物2-3の製造]
ポリイソシアネート(旭化成社製、デュラネート24A-100)の62.7gと、フルフリルアルコールの35.3gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の6.0gと、酢酸エチルの160gとを混合し、60℃で4時間加熱撹拌した。酢酸エチルを減圧留去し、下記式(A-3)で表される成分(A-3)を含む混合物2-3を得た。混合物2-3のフルフリル基の含有量は3.2mmol/gであった。
ポリイソシアネート(旭化成社製、デュラネート24A-100)の62.7gと、フルフリルアルコールの35.3gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の6.0gと、酢酸エチルの160gとを混合し、60℃で4時間加熱撹拌した。酢酸エチルを減圧留去し、下記式(A-3)で表される成分(A-3)を含む混合物2-3を得た。混合物2-3のフルフリル基の含有量は3.2mmol/gであった。
式(A-3)中、RはC6H12である。
[混合物2-0の製造]
ポリイソシアネート(東ソー社製、コロネートHL)の10.42gと、フルフリルアルコールの2.51gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の191mgと、テトラヒドロフランの30mLとを混合し、60℃で3日間撹拌して、下記式(A-0)で表される成分(A-0)を含む混合物2-0を得た。混合物2-0のフルフリル基の含有量は1.6mmol/gであった。
ポリイソシアネート(東ソー社製、コロネートHL)の10.42gと、フルフリルアルコールの2.51gと、2-エチルヘキサン酸スズ(II)の191mgと、テトラヒドロフランの30mLとを混合し、60℃で3日間撹拌して、下記式(A-0)で表される成分(A-0)を含む混合物2-0を得た。混合物2-0のフルフリル基の含有量は1.6mmol/gであった。
[成分2-5の製造]
Macromolecules,第45巻,2012年,p.7634を参考に下記の合成を実施した。
200mLの丸底フラスコに、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(東京化成工業社製)の10.0g、塩化メチレン(和光純薬工業社製)の50mLを加えて均一化した。これに、2-フルフリルメルカプタン(東京化成工業社製)の8.88g、トリエチルアミン(東京化成工業社製)の0.188gを加えて撹拌子を用い室温で4時間以上撹拌した。これからエバポレータで溶剤等を除去した後、テトラヒドロフランの100mL、オクチルメルカプタン(東京化成工業社製)の16.08g、トリエチルアミンの0.6gを加えて油温80℃の油浴に入れて15時間撹拌した。これを濃縮し、シリカゲルカラムクトマトグラフィ(ヘキサン/酢酸エチル=70/30(質量比))で目的物の3.0g(収率25%)を分取した。下記式(A-5)で表される成分(A-5)(非特許文献1に記載の3官能フラン化合物)を得た。フルフリル基の含有量は3.6mmol/gであった。1H-NMR(CDCl3-TMS):7.37(3H,m),6.30(3H,m),6.20(3H,m),4.14(8H,s),3.74(6H,s),2.75(8H,m),2.61-2.50(10H,m),1.54(2H,t),1.30(12H,m),0.90(3H,t)。
Macromolecules,第45巻,2012年,p.7634を参考に下記の合成を実施した。
200mLの丸底フラスコに、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(東京化成工業社製)の10.0g、塩化メチレン(和光純薬工業社製)の50mLを加えて均一化した。これに、2-フルフリルメルカプタン(東京化成工業社製)の8.88g、トリエチルアミン(東京化成工業社製)の0.188gを加えて撹拌子を用い室温で4時間以上撹拌した。これからエバポレータで溶剤等を除去した後、テトラヒドロフランの100mL、オクチルメルカプタン(東京化成工業社製)の16.08g、トリエチルアミンの0.6gを加えて油温80℃の油浴に入れて15時間撹拌した。これを濃縮し、シリカゲルカラムクトマトグラフィ(ヘキサン/酢酸エチル=70/30(質量比))で目的物の3.0g(収率25%)を分取した。下記式(A-5)で表される成分(A-5)(非特許文献1に記載の3官能フラン化合物)を得た。フルフリル基の含有量は3.6mmol/gであった。1H-NMR(CDCl3-TMS):7.37(3H,m),6.30(3H,m),6.20(3H,m),4.14(8H,s),3.74(6H,s),2.75(8H,m),2.61-2.50(10H,m),1.54(2H,t),1.30(12H,m),0.90(3H,t)。
<成分(B)>
[成分3-1の製造]
非特許文献2のp.3475に記載の方法にしたがって、下記式(B-2)で表される成分(B-2)(非特許文献1に記載の1,13-ビスマレイミド-4,7,10-トリオキサトリデカン)を得た。
[成分3-1の製造]
非特許文献2のp.3475に記載の方法にしたがって、下記式(B-2)で表される成分(B-2)(非特許文献1に記載の1,13-ビスマレイミド-4,7,10-トリオキサトリデカン)を得た。
[成分3-2の製造]
下記式(B-3)で表される成分(B-3)(3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、大和化成工業社製、BMI-5100)を用意した。
下記式(B-3)で表される成分(B-3)(3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、大和化成工業社製、BMI-5100)を用意した。
[成分3-3の製造]
下記式(B-1)で表される成分(B-1)(4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン)を用意した。
下記式(B-1)で表される成分(B-1)(4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン)を用意した。
<成分(C)>
[成分4-1の製造]
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:110g、1,4-BD:20g、T4691:222gを入れ、さらにMEK:351g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた後、T-33:3.2g、MEK:9gを添加し反応を5時間行った。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:46gを加え、R-167:45gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:193gを加え、成分4-1(ウレタン(メタ)アクリレート)を得た。
[成分4-1の製造]
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:110g、1,4-BD:20g、T4691:222gを入れ、さらにMEK:351g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた後、T-33:3.2g、MEK:9gを添加し反応を5時間行った。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:46gを加え、R-167:45gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:193gを加え、成分4-1(ウレタン(メタ)アクリレート)を得た。
[成分4-2の製造]
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:123g、1,4-BD:24g、T4691:222gを入れ、さらにMEK:369g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた後、T-35:19g、MEK:19gを添加し、反応を5時間行った。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:12gを加え、HEA:12gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-2を得た。
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:123g、1,4-BD:24g、T4691:222gを入れ、さらにMEK:369g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた後、T-35:19g、MEK:19gを添加し、反応を5時間行った。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:12gを加え、HEA:12gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-2を得た。
[成分4-3の製造]
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:147g、1,4-BD:41g、PCL210N:163gを入れ、さらにMEK:350g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:50gを加え、R-167:49gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-3を得た。質量平均分子量は16000であり、数平均分子量は2900であった。
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:147g、1,4-BD:41g、PCL210N:163gを入れ、さらにMEK:350g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:50gを加え、R-167:49gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-3を得た。質量平均分子量は16000であり、数平均分子量は2900であった。
[成分4-4の製造]
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:218g、EG:54gを入れ、さらにMEK:272g、ビスマストリス(2-エチルヘキサノエート):0.02gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにビスマストリス(2-エチルヘキサノエート)0.32g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:128gを加え、V-300を128g(PET3A:82g/PET4A:46g)滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-4を得た。質量平均分子量は5600であり、数平均分子量は2900であった。
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:218g、EG:54gを入れ、さらにMEK:272g、ビスマストリス(2-エチルヘキサノエート):0.02gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにビスマストリス(2-エチルヘキサノエート)0.32g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:128gを加え、V-300を128g(PET3A:82g/PET4A:46g)滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-4を得た。質量平均分子量は5600であり、数平均分子量は2900であった。
[成分4-5の製造]
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:115g、1,4-BD:23g、T4691:213gを入れ、さらにMEK:350g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:50gを加え、R-167:49gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-5を得た。質量平均分子量は5000であり、数平均分子量は2500であった。
攪拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、IPDI:115g、1,4-BD:23g、T4691:213gを入れ、さらにMEK:350g、ジオクチルスズジラウレート:0.04gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら9時間反応させた。反応終了後60℃まで冷却した後、さらにジオクチルスズジラウレート:0.08g、メチルハイドロキノン:0.20g、MEK:50gを加え、R-167:49gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外吸収スペクトルでのイソシアネート(NCO)基に由来したピークの消失により反応の終点を確認した後、MEK:200gを加え、成分4-5を得た。質量平均分子量は5000であり、数平均分子量は2500であった。
[成分4-6の製造]
撹拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート:86.3g、1,4-ブタンジオール:40g、MEK:344g、ジオクチルスズジラウレート:0.03gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら2時間反応させた。これに、ポリカプロラクトンジオール(ダイセル社製、プラクセル210N)の160gを滴下し、5時間反応させた。60℃まで冷却した後、ジオクチルスズジラウレートの0.08g、メチルハイドロキノンの0.20gを加え、エピクロルヒドリン変性1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート(日本化薬社製、KAYARAD R-167)の48.5gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外線吸収スペクトルでのイソシアネート基に由来するピークの消失によってウレタン化反応の終点を確認した。これに、MEK:585gを加え、ウレタンアクリレートを得た。これを成分4-6とした。質量平均分子量は29000であり、数平均分子量は3500であり、ウレタン結合量は3.31×10-3eq/gであり、アクリロイル基量は6.61×10-4eq/gであった。
撹拌器、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度計を取り付けた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート:86.3g、1,4-ブタンジオール:40g、MEK:344g、ジオクチルスズジラウレート:0.03gを入れてオイルバスにて80℃に加熱しながら2時間反応させた。これに、ポリカプロラクトンジオール(ダイセル社製、プラクセル210N)の160gを滴下し、5時間反応させた。60℃まで冷却した後、ジオクチルスズジラウレートの0.08g、メチルハイドロキノンの0.20gを加え、エピクロルヒドリン変性1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート(日本化薬社製、KAYARAD R-167)の48.5gを滴下して反応を開始させた。反応はオイルバスにて70℃に加熱しながら10時間行い、赤外線吸収スペクトルでのイソシアネート基に由来するピークの消失によってウレタン化反応の終点を確認した。これに、MEK:585gを加え、ウレタンアクリレートを得た。これを成分4-6とした。質量平均分子量は29000であり、数平均分子量は3500であり、ウレタン結合量は3.31×10-3eq/gであり、アクリロイル基量は6.61×10-4eq/gであった。
[成分(AA-1)の製造]
温度計、攪拌機及び還流冷却管を備えたフラスコに、PGM:150.0g、GMA:98.0g、MMA:1.0g、EA:1.0g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン:1.9g、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル):1.0gを入れ、65℃で3時間反応させた。その後、さらに2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル):0.5gを加えて3時間反応させた後、PGM:199.3gとp-メトキシフェノール:0.45gとを加え100℃まで加熱した。次に、AA:49.7g、及びトリ(p-トリス)ホスフィン:1.83gを添加して、110℃で6時間反応させることで、アクリロイル基とメトキシシリル基、及びグリシジル基とカルボキシル基との反応で生じた水酸基を有する、質量平均分子量(Mw)12,000で不飽和二重結合濃度4.6mmol/g、水酸基濃度4.6mmol/gの(メタ)アクリル酸エステル系重合体を得て、成分(AA-1)(固形分:30質量%)とした。
温度計、攪拌機及び還流冷却管を備えたフラスコに、PGM:150.0g、GMA:98.0g、MMA:1.0g、EA:1.0g、メルカプトプロピルトリメトキシシラン:1.9g、及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル):1.0gを入れ、65℃で3時間反応させた。その後、さらに2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル):0.5gを加えて3時間反応させた後、PGM:199.3gとp-メトキシフェノール:0.45gとを加え100℃まで加熱した。次に、AA:49.7g、及びトリ(p-トリス)ホスフィン:1.83gを添加して、110℃で6時間反応させることで、アクリロイル基とメトキシシリル基、及びグリシジル基とカルボキシル基との反応で生じた水酸基を有する、質量平均分子量(Mw)12,000で不飽和二重結合濃度4.6mmol/g、水酸基濃度4.6mmol/gの(メタ)アクリル酸エステル系重合体を得て、成分(AA-1)(固形分:30質量%)とした。
[DAマスターバッチの製造]
混合物2-0:0.8g(フルフリル基:2.1mmol)、成分3-2:0.2g(マレイミド基:1.1mmol)、MEK:4.3g、S-651:0.50gをサンプル瓶に加え完溶させ、DAマスターバッチ2-0-2.0を得た。
DAマスターバッチ2-0-2.0と同様にして、表1に示す各材料をサンプル瓶に加え完溶させ、下記のDAマスターバッチをそれぞれ調製した。
・DAマスターバッチ2-1-1.0
・DAマスターバッチ2-1-2.0
・DAマスターバッチ2-2-1.0
・DAマスターバッチ2-2-2.0
・DAマスターバッチ2-3-1.0
・DAマスターバッチ2-3-2.0
・DAマスターバッチ2-1-1.0-30
・DAマスターバッチ2-1-1.1-30
・DAマスターバッチ2-1-1.5-30
・DAマスターバッチ2-1-2.0-30
・DAマスターバッチ2-2-1.1-30
・DAマスターバッチ2-2-2.0-30
・DAマスターバッチ2-3-2.0-30
混合物2-0:0.8g(フルフリル基:2.1mmol)、成分3-2:0.2g(マレイミド基:1.1mmol)、MEK:4.3g、S-651:0.50gをサンプル瓶に加え完溶させ、DAマスターバッチ2-0-2.0を得た。
DAマスターバッチ2-0-2.0と同様にして、表1に示す各材料をサンプル瓶に加え完溶させ、下記のDAマスターバッチをそれぞれ調製した。
・DAマスターバッチ2-1-1.0
・DAマスターバッチ2-1-2.0
・DAマスターバッチ2-2-1.0
・DAマスターバッチ2-2-2.0
・DAマスターバッチ2-3-1.0
・DAマスターバッチ2-3-2.0
・DAマスターバッチ2-1-1.0-30
・DAマスターバッチ2-1-1.1-30
・DAマスターバッチ2-1-1.5-30
・DAマスターバッチ2-1-2.0-30
・DAマスターバッチ2-2-1.1-30
・DAマスターバッチ2-2-2.0-30
・DAマスターバッチ2-3-2.0-30
[UAマスターバッチ、AAマスターバッチの製造]
成分4-1:7.5g、BA:10.3g、MEK:5.2g、S-651:2.3g、Irg.184:0.1gをサンプル瓶に加え完溶させ、UAマスターバッチ4-1-1を得た。
UAマスターバッチ4-1-1と同様にして、表2に示す組成にしたがって、各材料をサンプル瓶に加え完溶させ、下記のUAマスターバッチ、AAマスターバッチをそれぞれ調製した。
・UAマスターバッチ4-2-1
・UAマスターバッチ4-2-2
・UAマスターバッチ4-3-1
・UAマスターバッチ4-4-1
・UAマスターバッチ4-5-1
・UAマスターバッチ4-5-2
・UAマスターバッチ4-2-3
・UAマスターバッチ4-6-3
・AAマスターバッチ(AA-1-1)
成分4-1:7.5g、BA:10.3g、MEK:5.2g、S-651:2.3g、Irg.184:0.1gをサンプル瓶に加え完溶させ、UAマスターバッチ4-1-1を得た。
UAマスターバッチ4-1-1と同様にして、表2に示す組成にしたがって、各材料をサンプル瓶に加え完溶させ、下記のUAマスターバッチ、AAマスターバッチをそれぞれ調製した。
・UAマスターバッチ4-2-1
・UAマスターバッチ4-2-2
・UAマスターバッチ4-3-1
・UAマスターバッチ4-4-1
・UAマスターバッチ4-5-1
・UAマスターバッチ4-5-2
・UAマスターバッチ4-2-3
・UAマスターバッチ4-6-3
・AAマスターバッチ(AA-1-1)
[実施例1の硬化性組成物の製造]
成分(A-2)の103mg(フルフリル基:0.4mmol)、成分(B-2)の38mg(マレイミド基:0.2mmol)、成分(C1-1)の120mg、Irg.184の1.5mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の755mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して硬化性組成物を得た。
成分(A-2)の103mg(フルフリル基:0.4mmol)、成分(B-2)の38mg(マレイミド基:0.2mmol)、成分(C1-1)の120mg、Irg.184の1.5mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の755mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して硬化性組成物を得た。
[実施例1~87、比較例1~21の硬化性組成物の製造]
上記DA及びUAの各マスターバッチを用い、表3~9に示す組成比にてDAマスターバッチ及びUAマスターバッチを混合し、各例の硬化性組成物を製造した。
ここで、比較例6及び比較例7においては、UAマスターバッチに代えてアクリルマスターバッチ(AA-1-1)を用いた。
上記DA及びUAの各マスターバッチを用い、表3~9に示す組成比にてDAマスターバッチ及びUAマスターバッチを混合し、各例の硬化性組成物を製造した。
ここで、比較例6及び比較例7においては、UAマスターバッチに代えてアクリルマスターバッチ(AA-1-1)を用いた。
[硬化物の製造]
各硬化性組成物を以下方法にて硬化膜を製造した。重合開始剤を含む硬化性組成物には成膜方法Aを使用した。重合開始剤を含まない硬化性組成物には、成膜方法Bを使用した。
(成膜方法A)
硬化性組成物を青板ガラスまたはポリプロピレン板上にバーコーターあるいはアプリケーターを用いて塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、無電極紫外線照射装置(Dバルブ)(ヘレウス社製)を用いて塗膜に積算光量500mJ/cm2の紫外線を照射して、さらに23℃で1日養生して硬化膜を形成した。
(成膜方法B)
硬化性樹脂組成物を青板ガラスあるいはポリプロピレン板上にバーコーターで塗工して塗膜を形成した後、70℃で30分間乾燥させ、電子線照射装置(キュアトロンEBC-200-AA3、NHVコーポレーション製社製)を用いて、加速電圧165kV、照射線量5Mradの条件で2回電子線を乾燥塗膜に照射し、さらに23℃で1日養生して硬化膜を形成した。
各硬化性組成物を以下方法にて硬化膜を製造した。重合開始剤を含む硬化性組成物には成膜方法Aを使用した。重合開始剤を含まない硬化性組成物には、成膜方法Bを使用した。
(成膜方法A)
硬化性組成物を青板ガラスまたはポリプロピレン板上にバーコーターあるいはアプリケーターを用いて塗布し、塗膜を70℃で30分間加熱し、無電極紫外線照射装置(Dバルブ)(ヘレウス社製)を用いて塗膜に積算光量500mJ/cm2の紫外線を照射して、さらに23℃で1日養生して硬化膜を形成した。
(成膜方法B)
硬化性樹脂組成物を青板ガラスあるいはポリプロピレン板上にバーコーターで塗工して塗膜を形成した後、70℃で30分間乾燥させ、電子線照射装置(キュアトロンEBC-200-AA3、NHVコーポレーション製社製)を用いて、加速電圧165kV、照射線量5Mradの条件で2回電子線を乾燥塗膜に照射し、さらに23℃で1日養生して硬化膜を形成した。
得られた硬化膜の透明性、ヘイズ、引張弾性率、ガラス転移点(Tg)、貯蔵弾性率、耐薬品性、傷修復性(傷修復性(SW)又は傷修復性(CT))の評価を行った。結果を表3~9に示す。ここで、傷修復性、透明性、ヘイズ及び耐薬品性試験の硬化膜の膜厚は10μmとした。透明性の試験の硬化膜の膜厚は35μmとした。引張試験、貯蔵弾性率(DMA)の硬化膜の膜厚は50μmとした。
[硬化膜の23℃における引張弾性率]
上記方法で得られた硬化膜を10mm幅に切断し、テンシロン引張試験機(オリエンテック社製、RTC-1210A)を用いて温度23℃、湿度55%RH、引張速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で引張試験を行い、得られた応力-ひずみ曲線の0%伸び時の応力と0.5%伸び時の応力とを結んだ直線を延長し、100%伸び時に換算した応力を引張弾性率とした。
上記方法で得られた硬化膜を10mm幅に切断し、テンシロン引張試験機(オリエンテック社製、RTC-1210A)を用いて温度23℃、湿度55%RH、引張速度50mm/分、チャック間距離50mmの条件で引張試験を行い、得られた応力-ひずみ曲線の0%伸び時の応力と0.5%伸び時の応力とを結んだ直線を延長し、100%伸び時に換算した応力を引張弾性率とした。
[硬化膜の透明性]
上記成膜方法にて得られた硬化膜を目視で確認し、下記評価基準で透明性を評価した。
○:硬化膜Iを通して下に書いてある文字が読める。
×:硬化膜Iを通して下に書いてある文字が読めない。
上記成膜方法にて得られた硬化膜を目視で確認し、下記評価基準で透明性を評価した。
○:硬化膜Iを通して下に書いてある文字が読める。
×:硬化膜Iを通して下に書いてある文字が読めない。
[ヘイズ値]
上記成膜方法にて得られた硬化膜のヘイズ値を測定した。
ヘイズ値は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所(株)社製「HAZE METER HM-65W」)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。ここで、ヘイズ値が小さいほど、透明性が高いことを意味する。
上記成膜方法にて得られた硬化膜のヘイズ値を測定した。
ヘイズ値は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所(株)社製「HAZE METER HM-65W」)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。ここで、ヘイズ値が小さいほど、透明性が高いことを意味する。
[傷修復性]
(傷修復性(SW):スチールウール(SW)による摩耗傷の修復)
上記製膜方法で得られた硬化膜について耐スチールウール摩耗試験前に測定したヘイズ値をH1とした。23℃、55%RHの雰囲気下、日本スチールウール(株)製スチールウール(#0000)に500gf(面積5.7cm2あたり)の錘を載せ、上記製膜方法で青板ガラス上に積層された硬化膜について青板ガラス上に積層された硬化膜面を15往復擦り傷を入れ、直後に測定したヘイズ値をH2とした。
硬化膜を150℃で10分間加熱し、直後に測定したヘイズ値をH3とした。
H2とH1との差:△H21(△H21=H2-H1)とし、修復率:(H2-H3)/H21を求め、傷修復性(SW)を下記基準にて評価した。
×:修復率が35%未満である。
○:修復率が35%以上50%未満である。
◎:修復率が50%以上である。
ヘイズ値は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所(株)社製「HAZE METER HM-65W」)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。
(傷修復性(SW):スチールウール(SW)による摩耗傷の修復)
上記製膜方法で得られた硬化膜について耐スチールウール摩耗試験前に測定したヘイズ値をH1とした。23℃、55%RHの雰囲気下、日本スチールウール(株)製スチールウール(#0000)に500gf(面積5.7cm2あたり)の錘を載せ、上記製膜方法で青板ガラス上に積層された硬化膜について青板ガラス上に積層された硬化膜面を15往復擦り傷を入れ、直後に測定したヘイズ値をH2とした。
硬化膜を150℃で10分間加熱し、直後に測定したヘイズ値をH3とした。
H2とH1との差:△H21(△H21=H2-H1)とし、修復率:(H2-H3)/H21を求め、傷修復性(SW)を下記基準にて評価した。
×:修復率が35%未満である。
○:修復率が35%以上50%未満である。
◎:修復率が50%以上である。
ヘイズ値は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所(株)社製「HAZE METER HM-65W」)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。
(傷修復性(CT):カッターによる裂傷の修復)
上記製膜方法で得られた硬化膜にカッターで約100μm幅の傷3cm(衣類のファスナー等によるひっかき傷相当)を入れた。硬化膜を110℃で15分間、150℃で10分間、150℃で60分間加熱し、傷の修復具合を目視及び顕微鏡にて確認し、下記基準にて評価した。
○:目視で傷が見えない。
×:傷にまったく変化がない。
上記製膜方法で得られた硬化膜にカッターで約100μm幅の傷3cm(衣類のファスナー等によるひっかき傷相当)を入れた。硬化膜を110℃で15分間、150℃で10分間、150℃で60分間加熱し、傷の修復具合を目視及び顕微鏡にて確認し、下記基準にて評価した。
○:目視で傷が見えない。
×:傷にまったく変化がない。
[耐薬品性試験]
上記成膜方法で得られた硬化膜の表面に、アプリケーターを用いて5cm×5cm×厚さ50μm(0.125g換算)の日焼け止め(ジョンソン・エンド・ジョンソン社製、ニュートロジーナ(登録商標))を塗布した。80℃で1時間加熱した後、日焼け止めを水で洗い流した。硬化膜の表面の水をふき取り、直後にヘイズを測定し下記基準にて評価した。なお、ヘイズ値は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所(株)社製「HAZE METER HM-65W」)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。
◎:ヘイズ値が10%未満である。
○:ヘイズ値が10%以上40%未満である。
×:ヘイズ値が40%以上である。
上記成膜方法で得られた硬化膜の表面に、アプリケーターを用いて5cm×5cm×厚さ50μm(0.125g換算)の日焼け止め(ジョンソン・エンド・ジョンソン社製、ニュートロジーナ(登録商標))を塗布した。80℃で1時間加熱した後、日焼け止めを水で洗い流した。硬化膜の表面の水をふき取り、直後にヘイズを測定し下記基準にて評価した。なお、ヘイズ値は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所(株)社製「HAZE METER HM-65W」)を用いて、JIS K7105に準拠して測定した。
◎:ヘイズ値が10%未満である。
○:ヘイズ値が10%以上40%未満である。
×:ヘイズ値が40%以上である。
[貯蔵弾性率(DMS)]
上記成膜方法で得られた硬化膜を、ガラス板又はポリプロピレン板から剥離し、5mm幅に切断した。切断した硬化膜について、動的粘弾性測定装置(例えば、SSI社製、DMS6100)を用いて温度23℃から200℃までの貯蔵弾性率を、昇温速度3℃/分、周波数0.1Hzの条件で測定した。
上記成膜方法で得られた硬化膜を、ガラス板又はポリプロピレン板から剥離し、5mm幅に切断した。切断した硬化膜について、動的粘弾性測定装置(例えば、SSI社製、DMS6100)を用いて温度23℃から200℃までの貯蔵弾性率を、昇温速度3℃/分、周波数0.1Hzの条件で測定した。
表4の貯蔵弾性率の欄において、「E」はべき乗を表す。例えば、「1.10E+08」は、「1.10×108」を表す。
(実施例88)
成分2-5の103mg(フルフリル基:0.4mmol)、成分3-1の38mg(マレイミド基:0.2mmol)、成分4―6の120mg、Irg.184の1.5mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の755mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例88の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。実施例88においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)に優れ、耐薬品性に優れる結果であった。結果を表9に示す。
成分2-5の103mg(フルフリル基:0.4mmol)、成分3-1の38mg(マレイミド基:0.2mmol)、成分4―6の120mg、Irg.184の1.5mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の755mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例88の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。実施例88においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)に優れ、耐薬品性に優れる結果であった。結果を表9に示す。
(実施例89)
混合物2-0の200mg(フルフリル基:0.32mmol)、成分3-3の29mg(マレイミド基:0.16mmol)、成分4-6の219mg、Irg.184の2.4mg、シクロヘキサノンの1225mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例89の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。評価結果を表9に示す。実施例89においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)は充分であり、耐薬品性に優れる結果であった。結果を表9に示す。
混合物2-0の200mg(フルフリル基:0.32mmol)、成分3-3の29mg(マレイミド基:0.16mmol)、成分4-6の219mg、Irg.184の2.4mg、シクロヘキサノンの1225mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例89の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。評価結果を表9に示す。実施例89においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)は充分であり、耐薬品性に優れる結果であった。結果を表9に示す。
(実施例90)
混合物2-1の150mg(フルフリル基:0.49mmol)、成分3-2の54mg(マレイミド基:0.24mmol)、成分4-6の175mg、Irg.184の2.2mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の1087mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例90の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。実施例90においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)に優れ、耐薬品性に優れる結果であった。結果を表9に示す。
混合物2-1の150mg(フルフリル基:0.49mmol)、成分3-2の54mg(マレイミド基:0.24mmol)、成分4-6の175mg、Irg.184の2.2mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の1087mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例90の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。実施例90においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)に優れ、耐薬品性に優れる結果であった。結果を表9に示す。
(実施例91)
成分4-6の2.68g(MEK50%溶液で5.36g)、混合物2-1の2.56g(フルフリル基:7.9mmol)、成分3-3の0.7g(マレイミド基:3.9mmol)、Irg.184の0.3g、シクロヘキサノンの11.4gをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例91の硬化性組成物を得た。結果を表9に示す。
成分4-6の2.68g(MEK50%溶液で5.36g)、混合物2-1の2.56g(フルフリル基:7.9mmol)、成分3-3の0.7g(マレイミド基:3.9mmol)、Irg.184の0.3g、シクロヘキサノンの11.4gをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して実施例91の硬化性組成物を得た。結果を表9に示す。
(比較例21)
成分4-6の1006mg、Irg.184の13mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の1505mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して比較例21の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。比較例21においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)が不充分であり、耐薬品性も不充分であった。結果を表9に示す。
成分4-6の1006mg、Irg.184の13mg、BA/MEK=2/1(質量比)の混合溶媒の1505mgをサンプル瓶に入れ、ミックスローターで1時間撹拌して比較例21の硬化性組成物を得た。
硬化膜を上記方法で形成し、傷修復性及び耐薬品性を評価した。比較例21においては、カッターによる裂傷の傷修復性(CT)が不充分であり、耐薬品性も不充分であった。結果を表9に示す。
Claims (15)
- 下記式(1)で表される化合物(1)と、
下記式(2)で表され、前記化合物(1)の前駆体である化合物(2)と、
下記式(3)で表され、前記化合物(1)の前駆体である化合物(3)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む硬化物であり、
前記硬化物1gに含まれる前記化合物(1)のモル数と、前記化合物(2)及び前記化合物(3)のうち、前記硬化物1gに含まれるモル数が少ない方の化合物のモル数との和N1が、0.05mmоl以上である、硬化物。
[式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。] - 前記化合物(1)が、下記式(4)で表される化合物(4)であり、
前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、
前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、請求項1に記載の硬化物。
[式(4)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。] - 動的粘性測定で測定されるガラス転移点が、20℃以上である、請求項1又は2に記載の硬化物。
- JIS K 7105に準拠して測定されるヘイズ値が、10%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化物。
- 前記ウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化物。
- 傷修復性を具備する、請求項1~5のいずれか1項に記載の硬化物。
- 下記式(2)で表される化合物(2)と、
下記式(3)で表される化合物(3)と、
下記式(1)で表され、前記化合物(2)及び前記化合物(3)の反応物である化合物(1)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む組成物であり、
前記組成物の固形分のうち、化合物(2)が有する共役ジエン構造のモル数と化合物(3)が有するジエノフィル構造のモル数のうち少ない方のモル数と、化合物(1)のモル数との和N2が、0.05mmol/g以上である、硬化性組成物。
[式(1)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、
R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、
R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。] - 前記化合物(1)が、下記式(4)で表される化合物(4)であり、
前記化合物(2)が、下記式(5)で表される化合物(5)であり、
前記化合物(3)が、下記式(6)で表される化合物(6)である、請求項7に記載の硬化性組成物。
[式(4)中、R1~R4、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。
式(5)中、R1~R4は置換基であり、X3は酸素原子、窒素原子又は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、R1~R4及びX3のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(6)中、R7、R8は置換基であり、R11は酸素原子又は-NR12-であり、R12は置換基であり、Y、Zは酸素原子又は硫黄原子であり、
R7、R8及びR11のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。] - 前記化合物(2)、前記化合物(3)及び前記ウレタン(メタ)アクリレートが、酸基を有さない、請求項7又は8に記載の硬化性組成物。
- 光重合開始剤を含まない、請求項7~9のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 前記化合物(3)が、ジエノフィル構造を2個以上有する化合物を含む、請求項7~10のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 前記ウレタン(メタ)アクリレートが、ポリイソシアネートと、炭素数2~12の鎖状脂肪族ジオールを含むポリオールと、水酸基を有する多官能(メタ)アクリレートとの反応物である、請求項7~11のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 下記式(2)で表される化合物(2)と、
下記式(3)で表される化合物(3)と、
ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含む組成物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とがディールスアルダー反応する温度以上、レトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度未満で加熱して半硬化物を得て、
前記半硬化物に活性エネルギー線を照射して硬化物を得る、硬化物の製造方法。
[式(2)中、R1~R4は置換基であり、X1は2価の基であり、R1~R4及びX1のうち少なくとも一つは電子供与基を有する基である。
式(3)中、R7、R8は置換基であり、X2は2価の基であり、R7、R8及びX2のうち少なくとも一つは電子吸引基を有する基である。] - 請求項1~6のいずれか1項に記載の硬化物に生じた傷を修復する方法であり、傷が生じた前記硬化物を、前記化合物(2)と前記化合物(3)とのディールスアルダー反応によって形成されたディールスアルダーネットワークがレトロディールスアルダー反応によって前記化合物(2)と前記化合物(3)とに解離する温度以上に加熱した後、冷却する、硬化物の傷の修復方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022069948A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Kaneka Corporation | High temperature benzoxazine resins, methods, and uses thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11349877A (ja) * | 1998-04-23 | 1999-12-21 | Tektronix Inc | 相変化インク・キャリア組成物 |
| JP2004307859A (ja) * | 2003-04-05 | 2004-11-04 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 電子デバイス製造 |
| JP2006193629A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 硬化性組成物およびその硬化物 |
| JP2009067971A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Kawasaki Kasei Chem Ltd | ラジカル重合性組成物、その重合方法及びその重合物 |
| JP2016027116A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 接着剤組成物、積層シート、太陽電池用裏面保護シート |
-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11349877A (ja) * | 1998-04-23 | 1999-12-21 | Tektronix Inc | 相変化インク・キャリア組成物 |
| JP2004307859A (ja) * | 2003-04-05 | 2004-11-04 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 電子デバイス製造 |
| JP2006193629A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 硬化性組成物およびその硬化物 |
| JP2009067971A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Kawasaki Kasei Chem Ltd | ラジカル重合性組成物、その重合方法及びその重合物 |
| JP2016027116A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 接着剤組成物、積層シート、太陽電池用裏面保護シート |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022069948A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Kaneka Corporation | High temperature benzoxazine resins, methods, and uses thereof |
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