JP2001270973A - 紫外線及び電子線硬化性樹脂用反応性希釈剤及び組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な速硬性と塗膜硬度を有し、皮膚刺激性
と臭気がない安全な紫外線及び電子線硬化性樹脂用光反
応性希釈剤及び該希釈剤を含有した組成物を提供する。 【構成】 ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミドを
主成分とする紫外線及び電子線硬化性樹脂用光反応性希
釈剤。紫外線及び電子線硬化性樹脂中に、５〜６０重量
％含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線及び電子線
に対して高い感度を示す塗料、インクなどに使用される
紫外線及び電子線硬化性樹脂用光反応性希釈剤及び該希
釈剤を含有した組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、家具、床材、缶などの表面に
耐久性や美観を与えるために塗装が施されているが、近
年塗料の乾燥・硬化に要するエネルギーコスト、生産効
率、有機溶媒の揮散防止などの問題により紫外線及び電
子線硬化性塗料組成物が多く用いられている。紫外線及
び電子線硬化性塗料組成物はオリゴマー、反応性希釈
剤、光開始剤、光増感剤、着色剤、その他添加物からな
るが、通常オリゴマーは極めて粘度が高く、塗装可能な
粘度に調整するためには、反応性希釈剤や有機溶媒を大
量に添加する必要がある。反応性希釈剤は１）速硬性、
２）低粘度、３）低臭気、４）低皮膚刺激性（ＰＩＩ
値）、５）高引火点、６）塗膜硬度が要求される。

【０００３】塗膜に親水性と密着性を与えるために、従
来、末端に水酸基をもつヒドロキシエチル（メタ）アク
リレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートな
どが、反応性希釈剤としてポリウレタンアクリレート、
ポリエステルアクリレートなどのオリゴマーに配合され
ている。しかしながら、これらは光硬化速度が十分でな
く、ポリマーのＴｇが低いため塗膜の硬度が足らず、ア
クリレートであるため皮膚刺激性が高く、独特の臭気を
持つため取扱者が不快感を有するという問題があった。
一方、塗膜の硬度を高めるためにトリメチロールプロパ
ントリアクリレートなど多官能アクリレートが用いられ
るが、硬化速度は速いものの、それ自体の粘度が高く希
釈剤にならないうえ、皮膚刺激性は高いという欠点を有
している。また、アクリルアミド類の中で末端に水酸基
を持つものとしてヒドロキシメチル（メタ）アクリルア
ミドが用いられているが、このものは固体であり希釈剤
とはなりえず、また他の希釈剤・オリゴマーとの相溶性
も悪く、塗膜も可撓性がないなどの問題点を有してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の反応性希釈剤の問題点を解決するためになされた
もので、十分な速硬性と塗膜硬度を有し、皮膚刺激性と
臭気がない安全な紫外線及び電子線硬化性樹脂用反応性
希釈剤及び組成物を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明では、従来のアクリレート系反応性希釈剤
に代えてヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミドを用
い、各種の光硬化性オリゴマーと組み合わせることによ
り、速硬性と十分な塗膜硬度を有し、皮膚刺激性と臭気
がない安全な紫外線及び電子線硬化性樹脂組成物を得る
に至った。すなわち本発明は、（１）ヒドロキシエチル
（メタ）アクリルアミドを主成分とすることを特徴とす
る紫外線及び電子線硬化性樹脂用光反応性希釈剤、
（２）ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミドを含有
することを特徴とする紫外線及び電子線硬化性樹脂組成
物、（３）ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミドの
含有量が５〜６０重量％である、上記（２）記載の紫外
線及び電子線硬化性樹脂組成物、を提供するものであ
る。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
光反応性希釈剤であるヒドロキシ（メタ）アクリルアミ
ドは、後述するように、ＰＩＩが０と皮膚刺激性が全く
ないという極めて優れた特徴を有している。更に、かか
る安全性のみならず、各種オリゴマーに対する希釈性も
優れており、これらオリゴマーと共に用いることにより
速硬性と十分な塗膜強度を与える。本発明の希釈剤は他
の光反応希釈剤と併用して用いることができ、これらと
しては、例えば、長鎖脂肪族アクリレート、アリルアク
レート、シクロヘキシルアクリレート、１，６−ヘキサ
ンジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリ
レート、アクリロイルモルホリン、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリ
アクリレート、イソボルニルアクリレート、ジエチルア
クリルアミドなどを挙げることができる。併用する場合
のヒドロキシ（メタ）アクリルアミドの割合は、目的、
用途等に応じて任意であるが、安全性の観点からはＰＩ
Ｉが２以下となるように他の希釈剤との混合割合を決定
することが好ましい。

【０００７】本発明では、更に、ヒドロキシ（メタ）ア
クリルアミドを含有した紫外線及び電子線硬化性樹脂組
成物が提供される。該組成物に用いられるオリゴマーと
しては、例えば、ポリウレタンアクリレート、エポキシ
アクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテ
ルアクリレート、アルキッドアクリレートなどが挙げら
れる。また、光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエー
テルなどのベンゾイン系化合物、２，２−ジメトキシ−
２−フェニルアセトフェノン、４−フェノキシジクロロ
アセトフェノン、４−ｔｅｒｔ−ブチル−ジクロロアセ
トフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトンなどのアセトフェノン
系化合物、ベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェンな
どのベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−ク
ロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン
などのチオキサントン系化合物が挙げられる。その他、
必要に応じて、増感剤、安定剤、紫外線及び電子線吸収
剤、艶消し剤、ブロッキング防止剤などの添加剤を添加
することができる。

【０００８】該組成物中のヒドロキシエチル（メタ）ア
クリルアミドの配合量は、使用するオリゴマーの粘度、
他の希釈モノマーの配合量、樹脂組成物に要求される物
性によるので、特に限定されるものではないが、硬化性
樹脂に対して５〜６０重量部が好ましい。配合量が５重
量部未満ではその効果が認められず、６０重量部を越え
ると、塗膜の硬度は増すが、弾力性が失われて割れやす
くなる。

【０００９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。表１に本発明のヒドロキシエチル（メタ）アク
リルアミドおよび他のアクリレート系モノマーの物性を
比較した。

【００１０】

【表１】

【００１１】本発明のヒドロキシエチルアクリルアミド
およびヒドロキシエチルメタクリルアミドはいずれもＰ
ＩＩ値＝０で全く皮膚刺激性がなく、沸点が高いためい
ずれも室温ではほとんど臭気を有さない。ヒドロキシエ
チルアクリレートは刺激臭と高いＰＩＩを示し、トリメ
チロールプロパントリアクリレートはほとんど臭気を有
さないが、ヒドロキシエチルアクリレートと同様高いＰ
ＩＩを示すため、取り扱い上懸念がある。

【００１２】実施例１〜３及び比較例１〜３ 表２に実施例１〜３および比較例１〜３の紫外線及び電
子線硬化性塗料組成物の組成を示した。

【００１３】

【表２】

【００１４】塗膜組成物の性能を以下の試験により評価
し、表３にその特性評価結果をまとめた。 （試験例） Ａ．サンプルの調製 希釈モノマー、オリゴマーと光重合開始剤を表１記載の
組成で混合し、均一に混ぜ、紫外線及び電子線硬化性樹
脂溶液を得た。 Ｂ．塗装と紫外線硬化 試料板（ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート製；縦１００×横１００×厚さ５ｍｍ）を
動かないように水平面に固定し、板の先方の端に調製し
た樹脂溶液を帯状に滴下して、バーコーター（ＲＤＳ６
０）で全体に均等な力がかかるように両端を押さえ、回
転させずに同じ速さ（５ｃｍ／ｓｅｃ）で手前まで引き
塗膜を得た。塗膜の付着状態を目視によって観察し、塗
膜の形成性を評価した（◎：優れている；○：良い；
△：やや悪い；×：悪い）。次に塗面を上向きにして紫
外線照射を行って硬化させた。紫外線硬化条件は、出力
３００ｗ、単位当たり出力５０ｗ／ｃｍの高圧水銀灯一
本を設置した紫外線照射装置（オーク製作所 モデルＯ
ＨＤ３２０Ｍ）を使用し、１秒当たりに紫外線エネルギ
ーは１０ｍＪ／ｃｍ^２ であるように試料板とランプの
距離を調節した。塗膜の表面がベタ付かなくなるまでに
必要な照射時間を硬化時間として測定した。硬化後、各
試験板上の塗膜の密着性、鉛筆硬度、耐水性及び耐溶剤
性試験を行った。 Ｃ．密着性試験 試料板上の塗膜の上にセロハン粘着テープを貼り付け、
気泡がないようにテープを擦り、塗膜に完全に付着させ
た。１分後テープの一方の端を持って塗面に対して９０
度に保ったまま、瞬間的にテープを剥がし、塗膜の付着
状態を目視により観察した（◎：優れている；○：良
い；△：やや悪い；×：悪い）。 Ｄ．鉛筆硬度試験 ＪＩＳ Ｋ５４００ ８．４．２に準じて鉛筆硬度試験
を行った。 Ｅ．耐水性試験 試験板から塗膜を剥がし、得られたフィルムを２５℃に
おいて水中に２４時間浸漬して、その吸水率を下式に従
って算出した。 吸水率（％）＝（浸漬後の重量−浸漬前の重量）／浸漬
前の重量×１００ Ｆ．耐溶剤性試験 試験板から塗膜を剥がし、得られたフィルムを２５℃に
おいてトルエン中に２４時間浸漬して、その膨潤率を下
式に従って算出した。 膨潤率（％）＝（浸漬後の重量−浸漬前の重量）／浸漬
前の重量×１００

【００１５】

【表３】

【００１６】実施例１〜３及び比較例１〜２の特性評価
結果より、ヒドロキシエチルアクリレートに比べてヒド
ロキシエチルアクリルアミドおよびヒドロキシエチルメ
タアクリルアミドを配合した方が、硬化に要するエネル
ギーが少なく、また得られた塗膜の硬度も高いことが分
かる。しかも、塗膜形成性、密着性、耐水性、耐溶剤性
などは従来と変わらない塗膜が得られた。また比較例３
より同程度の硬化性を有するトリメチロールプロパント
リアクリレートを含む樹脂と比べてかなり低粘度で、塗
膜形成性、密着性について優れていることが分かる。

【００１７】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明の光反応
性希釈剤は、皮膚刺激性、臭気がなく安全性に優れてい
ると共に、低粘度で他の希釈剤やオリゴマーとの相溶性
もよい。また、該光反応性希釈剤を含有した樹脂組成物
は、塗膜形成性、密着性、耐水性、耐溶剤性などに優れ
ていると共に、十分な速硬性と塗膜硬度を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 4/06 Ｃ０９Ｄ 4/06 // Ｃ０９Ｄ 11/10 11/10 Ｆターム(参考） 4J002 BG131 CD002 CK002 EE036 EV306 FD146 4J038 CG171 DB371 DD241 DF041 DG321 KA03 KA06 NA04 NA12 NA24 NA27 PA17 PC02 PC06 PC08 4J039 AC01 AD10 EA06 EA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミ
   ドを主成分とすることを特徴とする紫外線及び電子線硬
   化性樹脂用光反応性希釈剤。
2. 【請求項２】 ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミ
   ドを含有することを特徴とする紫外線及び電子線硬化性
   樹脂組成物。
3. 【請求項３】 ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミ
   ドの含有量が５〜６０重量％である、請求項２記載の紫
   外線及び電子線硬化性樹脂組成物。