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WO2017217522A1 - 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びこれを用いてなるコーティング剤 - Google Patents

活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びこれを用いてなるコーティング剤 Download PDF

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Publication number
WO2017217522A1
WO2017217522A1 PCT/JP2017/022246 JP2017022246W WO2017217522A1 WO 2017217522 A1 WO2017217522 A1 WO 2017217522A1 JP 2017022246 W JP2017022246 W JP 2017022246W WO 2017217522 A1 WO2017217522 A1 WO 2017217522A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
meth
acrylate
compound
curable resin
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/022246
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
亮輔 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd filed Critical Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Priority to KR1020187034599A priority patent/KR20190019924A/ko
Priority to JP2017533366A priority patent/JP6950527B2/ja
Publication of WO2017217522A1 publication Critical patent/WO2017217522A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds

Definitions

  • the present invention relates to an active energy ray-curable resin composition and a coating agent. More specifically, when a cured coating film is used, the coating film has excellent hardness and scratch resistance, and further has a water vapor barrier property and an oxygen barrier property.
  • the present invention relates to an active energy ray-curable resin composition capable of obtaining a cured coating film excellent in a well-balanced gas barrier property and flexibility, and a coating agent using the same.
  • active energy ray-curable resin compositions are cured by irradiation with active energy rays such as radiation and ultraviolet rays for a very short time, so that coating agents and adhesives for various substrates, anchor coating agents, etc.
  • active energy rays such as radiation and ultraviolet rays
  • plastic films are widely used as optical member applications such as liquid crystal displays, and these plastic films have the drawback of being easily scratched on the surface, so that they are coated to impart hardness and scratch resistance. It is used by applying an agent, particularly a hard coat coating agent.
  • these hard coat coating agents improve the process suitability of the plastic film on which the cured coating film has been formed.
  • it is required to have high flexibility so that cracks and the like do not occur even when a plastic film having a cured coating film is bent.
  • an organic EL that has been developed in recent years, it is known that the display element is weak against moisture and deteriorates due to humidity in the environment. Therefore, in a plastic film used for a display device using an organic EL, a high water vapor barrier property is required for the hard coat layer so as not to cause a display defect and a decrease in visibility due to moisture intrusion. Yes.
  • Patent Document 1 discloses an active energy ray containing urethane (meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, and a polymerization initiator.
  • a curable resin composition has been disclosed, and it has been shown that when this resin composition is applied to a plastic film, a high hardness can be obtained and a cured coating film having excellent flexibility can be obtained.
  • Patent Document 2 discloses a urethane having an ethylenically unsaturated double bond obtained by reacting a polyolefin polyol compound, an ethylenically unsaturated compound having a hydroxyl group, and a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • a photocurable resin composition containing a compound, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a urethane acrylate oligomer is disclosed, and has flexibility and low moisture permeability, and further has an adhesive property to a polyethylene terephthalate (PET) substrate. Shown to combine.
  • the cured coating film disclosed in Patent Document 1 has a flexibility evaluation of 6 to 10 using a mandrel tester (see Table 1). In the case of a flexible display application or when a film is bent, it is required that the evaluation of bendability by a mandrel testing machine is 5 or less. Therefore, the cured coating film disclosed in Patent Document 1 has bendability. Insufficient. Moreover, it does not have a water vapor barrier property.
  • Patent Document 2 Although it has water vapor barrier properties, the resin is soft, and when it is used as a cured coating film, it cannot satisfy hardness and scratch resistance, and is applicable to hard coat applications. It was difficult.
  • the inventor of the present invention contains a large amount of isocyanurate structure in one molecule in an active energy ray-curable resin composition containing a urethane (meth) acrylate compound.
  • a urethane (meth) acrylate compound By using a urethane (meth) acrylate compound, it is possible to obtain an active energy ray-curable resin composition having a good balance of hardness, scratch resistance, flexibility, and gas barrier properties when formed into a cured coating film. I found.
  • the gist of the present invention relates to an active energy ray-curable resin composition comprising a urethane (meth) acrylate compound (A) having three or more average isocyanurate structures per molecule. Moreover, this invention relates also to the coating agent formed using the said active energy ray curable resin composition.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention contains a urethane (meth) acrylate compound (A) having three or more average isocyanurate structures per molecule.
  • a cured coating film having gas barrier properties such as water vapor barrier properties and oxygen barrier properties, and also excellent in flexibility can be obtained.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) is a reaction product urethane of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure other than the isocyanurate compound (a1) and the component (a1).
  • the compound is a (meth) acrylate compound (A1)
  • the cured coating film is more excellent in balance between gas barrier properties and flexibility.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) is an isocyanurate compound (a1), a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure other than the component (a1), and a chain extender (a3).
  • the urethane (meth) acrylate compound (A2) is a reaction product, the balance between gas barrier properties and flexibility of the cured coating film is improved.
  • the cured coating film has better gas barrier properties.
  • the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate compound (A) is 1,000 to 20,000, the balance between the flexibility and hardness of the cured coating film is further improved.
  • the reaction product is formed by reacting at a molar ratio of 2 to 1:10, the content of the urethane acrylate compound can be sufficiently obtained, so that the flexibility is further improved.
  • the cured coating film is further improved due to the balance of scratch resistance, flexibility and gas barrier properties.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the curing component contained in the active energy ray-curable resin composition is 1.0 mmol / g or more, the gas barrier property, the flexibility of the cured coating film, and the balance of hardness are further improved. Become.
  • the active energy ray-curable resin composition When used as a coating agent, a cured coating film having a good balance in hardness, scratch resistance, flexibility, and water vapor barrier properties can be obtained.
  • (meth) acryl means acryl or methacryl
  • (meth) acrylate means acrylate or methacrylate
  • (meth) acryloyloxy means acryloyloxy or methacryloyloxy.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention is characterized by containing a urethane (meth) acrylate compound (A) having three or more average isocyanurate structures per molecule.
  • the number of average isocyanurate structures per molecule is preferably 3.5 or more, particularly preferably 4.0 or more, more preferably 4.5 or more, and the upper limit is usually 100, preferably 50. More preferably, the number is 30. If the number of average isocyanurate structures is small, gas barrier properties and flexibility will be reduced.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) used in the present invention has three or more average isocyanurate structures per molecule, and in order for the urethane (meth) acrylate compound to contain an isocyanurate structure, In a urethane (meth) acrylate compound obtained by reacting an isocyanate compound and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound, either or both of the isocyanate compound and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound is isocyanate. What is necessary is just to make it react using what has a nurate structure. Especially, what made it react using what has an isocyanurate structure in both is preferable at the point which is excellent in the gas-barrier property and flexibility of a cured coating film.
  • an isocyanurate compound (a1) is used as the isocyanate compound, and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (however, the isocyanurate)
  • a urethane (meth) acrylate compound (A1) obtained by reacting (a1) and (a2) using a system compound (a1) is a balance between gas barrier properties and flexibility of a cured coating film. It is preferable at the point which is excellent in.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) is an isocyanurate compound (a1), a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure, and a chain extender (a3). It is also preferred that the reaction product is a urethane (meth) acrylate compound (A2).
  • an isocyanurate compound (a1) is used as the isocyanate compound, and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (however, the isocyanurate)
  • a urethane (meth) acrylate compound (A2) obtained by reacting (a1) to (a3) with a chain extender (a3). This is preferable because the cured coating film has an excellent balance between gas barrier properties and flexibility.
  • the isocyanurate compound (a1) used as the isocyanate compound is a polyvalent isocyanate having an isocyanurate structure.
  • Aromatic polyisocyanates such as aromatic diisocyanates (eg, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, modified diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate); Aliphatic polyisocyanates such as aliphatic diisocyanates (eg, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate) and aliphatic triisocyanates (eg, lysine triisocyanate); Cycloaliphatic polyisocyanates such as cycloalipha
  • isocyanurate body although a trimer and a higher multimer are mention
  • isocyanurate of diisocyanate is preferable in terms of the excellent balance between scratch resistance and flexibility of the cured coating film, and isocyanurate of aliphatic diisocyanate is particularly preferable in terms of excellent water vapor barrier properties.
  • the isocyanurate of hexamethylene diisocyanate is more preferable in terms of excellent versatility.
  • Aromatic polyisocyanates such as aromatic diisocyanates (for example, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, modified diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, etc.); Aliphatic polyisocyanates such as aliphatic diisocyanates (eg, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate) and aliphatic
  • hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure is used as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound.
  • hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure for example, Isocyanuric acid ethylene oxide modified mono (meth) acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified di (meth) acrylate, isocyanuric acid propylene oxide modified mono (meth) acrylate, isocyanuric acid propylene oxide modified di (meth) acrylate, etc.
  • Isocyanuric acid polyalkylene oxides such as oxide-modified mono (meth) acrylate, isocyanuric acid triethylene oxide-modified di (meth) acrylate, isocyanuric acid tripropylene oxide-modified mono (meth) acrylate, isocyanuric acid tripropylene oxide-modified di (meth) acrylate
  • Modified mono- or di (meth) acrylate; 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • isocyanuric acid alkylene oxide modified mono (meth) acrylate isocyanuric acid alkylene oxide modified di (meth) acrylate, isocyanuric acid propylene oxide modified mono (meth) acrylate, isocyanuric acid propylene oxide modified di ( (Meth) acrylate is preferable, and isocyanuric acid ethylene oxide-modified mono (meth) acrylate and isocyanuric acid ethylene oxide-modified di (meth) acrylate are particularly preferable from the viewpoint of excellent balance of scratch resistance, flexibility and gas barrier properties of the cured coating film.
  • the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) having an isocyanurate structure is preferably 200 to 2,000 from the viewpoint of excellent gas barrier properties of the cured coating film, particularly preferably 300 to 1. , 500.
  • the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound may not have an isocyanurate structure.
  • the containing (meth) acrylate compound for example, Hydroxyalkyl (meta) such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, etc.
  • the chain extender (a3) has a function of increasing the molecular weight of the urethane (meth) acrylate compound.
  • a polyol compound is preferable, and an aliphatic polyol and a ring structure-containing polyol are preferable from the viewpoint of excellent gas barrier properties.
  • a cured film having a particularly high glass transition temperature (Tg) is obtained, and the gas barrier properties are excellent.
  • neopentyl glycol is a 1,1-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, ethylene oxide adduct of isocyanuric acid, propylene oxide adduct of isocyanuric acid among the ring structure-containing polyols. preferable.
  • These chain extenders (a3) can be used alone or in combination of two or more.
  • the number average molecular weight of the chain extender (a3) is preferably 30 to 500, more preferably 50 to 400, and particularly preferably 70 to 300. If it is too large, the hardness and gas barrier properties tend to decrease, and if it is too small, the flexibility tends to decrease.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A1) used in the present invention has a functional group molar ratio between the isocyanate group of the isocyanurate compound (a1) and the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2). It can be obtained by reacting the isocyanurate compound (a1) with the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2) using a reaction catalyst such as dibutyltin dilaurate or a polymerization inhibitor as necessary. it can.
  • reaction catalyst for the purpose of promoting the reaction.
  • dibutyltin Organometallic compounds such as dilaurate, trimethyltin hydroxide and tetra-n-butyltin, zinc octenoate, tin octenoate, tin octylate, cobalt naphthenate, stannous chloride, stannic chloride and other metal salts, triethylamine , Benzyldiethylamine, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-butane Amine-based catalysts such as diamine and N-ethylmorpholine
  • a polymerization inhibitor from the viewpoint of reaction stability during production.
  • an organic solvent having no functional group that reacts with an isocyanate group such as ethyl acetate, butyl acetate, etc.
  • Organic solvents such as esters, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and aromatics such as toluene and xylene can be used.
  • an ethylenically unsaturated compound (B) can be made into a dilution monomer, and can also be made to react in this presence.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A2) used in the present invention also includes the isocyanate group of the isocyanurate compound (a1), the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound (a2), and a chain extender (a3).
  • the reaction group such as dibutyltin dilaurate or a polymerization inhibitor, if necessary, isocyanurate compound (a1), hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound ( It can be obtained by reacting a2) and a chain extender (a3).
  • reaction conditions etc. it can carry out according to the case of a urethane (meth) acrylate type compound (A1).
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) used in the present invention preferably has an isocyanurate structure-containing concentration of 1.3 mmol / g or more, particularly preferably 1.5 to 3.0 mmol / g, more preferably Is 1.8 to 2.5 mmol / g.
  • the isocyanurate structure-containing concentration of the urethane (meth) acrylate compound (A) is too high, the cured coating film tends to be soft and the scratch resistance tends to decrease, and when it is too low, the gas barrier property tends to decrease. Moreover, since a cured coating film becomes hard, there exists a tendency for a flexibility to fall.
  • the isocyanurate structure-containing concentration of the urethane (meth) acrylate compound (A) is determined based on the constituent materials of the urethane (meth) acrylate compound (A) (isocyanate compound, hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound, (if necessary The chain extender)) is calculated from the following formula 1.
  • Isocyanurate structure-containing concentration (mmol / g) 1000 ⁇ ⁇ (N ⁇ W / M)
  • N Number of average isocyanurate structures contained in each constituent raw material
  • W Weight ratio of each constituent raw material in urethane (meth) acrylate compound (A)
  • M Number average molecular weight of each constituent raw material
  • N i (A i ⁇ M i / 4202) ⁇ 2
  • a i Weight ratio of isocyanate group contained in isocyanate compound
  • M i Number average molecular weight of isocyanate compound
  • the number average molecular weight is a number average molecular weight in terms of standard polystyrene molecular weight.
  • ACQUITY APC XT is used for high performance liquid chromatography (“Waters Corporation,“ ACQUITY APC system ”). It can be measured by using four lines of 200 ⁇ 1 and ACQUITY APC XT 45 ⁇ 2.
  • the isocyanurate structure-containing concentration of the urethane (meth) acrylate compound (A) is adjusted, for example, by changing the charging ratio between the reaction raw material containing the isocyanurate structure and the reaction raw material not containing the isocyanurate structure. Can do.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) used in the present invention preferably has a weight average molecular weight of 1,000 to 20,000, particularly preferably 1,200 to 18,000, and more preferably 1, 500 to 15,000, particularly preferably 2,000 to 10,000. If the weight average molecular weight is too large, the viscosity tends to be high and handling tends to be difficult. If it is too small, the balance between the flexibility and hardness of the cured coating film tends to be lowered.
  • said weight average molecular weight is a weight average molecular weight by standard polystyrene molecular weight conversion, for example, a column: ACQUITY APC XT 450x1 in a high performance liquid chromatography (the product made by Waters, "ACQUITY APC system"), ACQUITY APC XT 200 ⁇ 1 and ACQUITY APC XT 45 ⁇ 2 in series can be used for measurement.
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) can be used alone or in combination of two or more.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention can further contain an ethylenically unsaturated compound (B).
  • the ethylenically unsaturated compound (B) include an ethylenically unsaturated group-containing monomer having one ethylenically unsaturated group (monofunctional monomer) and an ethylenically unsaturated group-containing monomer having two or more ethylenically unsaturated groups. (Polyfunctional monomer).
  • the monofunctional monomer examples include styrene monomers such as styrene, vinyl toluene, chlorostyrene, ⁇ -methylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, acrylonitrile, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, 2-phenoxy-2-hydroxy Propyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, glycidyl (Meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclo
  • Examples of the polyfunctional monomer include a bifunctional monomer and a trifunctional monomer.
  • Examples of the bifunctional monomer include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and tetraethylene glycol di (meth).
  • Acrylate polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) Acrylate, ethylene oxide modified bisphenol A type di (meth) acrylate, propylene oxide modified bisphenol A type di (meth) acrylate, cyclohexane dimethano Rudi (meth) acrylate, ethoxylated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate Glycerin di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth
  • trifunctional or higher functional monomer examples include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa ( (Meth) acrylate, tri (meth) acryloyloxyethoxytrimethylolpropane, glycerin polyglycidyl ether poly (meth) acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified triacrylate, caprolactone modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, caprolactone modified dipentaerythritol hexa (Meth) acrylate, caprolactone-modified pentaerythritol tri (meth) acrylate, capro Kuton modified pentaerythrito
  • a Michael adduct of acrylic acid or 2-acryloyloxyethyl dicarboxylic acid monoester can be used in combination.
  • examples of such a Michael adduct of acrylic acid include acrylic acid dimer, methacrylic acid dimer, acrylic acid trimer, methacrylic acid trimer, Acrylic acid tetramer, methacrylic acid tetramer, etc. are mentioned.
  • the 2-acryloyloxyethyl dicarboxylic acid monoester is a carboxylic acid having a specific substituent, such as 2-acryloyloxyethyl succinic acid monoester, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid monoester, 2-acryloyloxyethyl.
  • Examples thereof include phthalic acid monoester, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid monoester, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid monoester, and 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid monoester. Furthermore, other oligoester acrylates can be mentioned.
  • trimethylolpropane tri (meth) acrylate trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth)
  • a polyfunctional ethylenically unsaturated group-containing monomer such as acrylate.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, carbitol (meth) acrylate, (meth) acryloyl morpholine. It is preferable to contain a monofunctional ethylenically unsaturated group-containing monomer such as phosphorus.
  • isocyanuric acid ethylene oxide modified triacrylate caprolactone modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, caprolactone modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, caprolactone modified pentaerythritol tri (meta) ) Acrylate, caprolactone modified pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ethylene oxide modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethylene oxide modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol tri (meth) acrylate, ethylene oxide High molecular weights such as modified pentaerythritol tetra (meth) acrylate Preferably contains an ethylenically unsaturated group-containing monomer.
  • an ethylenically unsaturated group-containing monomer (B1) having an isocyanurate structure it is preferable to contain an ethylenically unsaturated group-containing monomer (B1) having an isocyanurate structure. Moreover, it is preferable to contain the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B1) having an isocyanurate structure in terms of excellent balance between scratch resistance and flexibility of the cured coating film and gas barrier properties, and the hardness of the cured coating film, From the point of excellent balance in all of scratch resistance, flexibility and gas barrier properties, isocyanuric acid ethylene oxide-modified diacrylate, isocyanuric acid ethylene oxide-modified triacrylate, etc.
  • ethylenically unsaturated group-containing monomer having a nurate structure It is particularly preferable to contain an ethylenically unsaturated group-containing monomer having a nurate structure.
  • Such ethylenically unsaturated compounds (B) may be used alone or in combination of two or more.
  • the ethylenically unsaturated compound (B) containing 50% by weight or more of the ethylenically unsaturated group-containing monomer (B1) having an isocyanurate structure balances the gas barrier property and flexibility of the cured coating film.
  • it is preferably 60% by weight or more, particularly 70% by weight or more.
  • the upper limit is usually 100% by weight.
  • the content of the ethylenically unsaturated compound (B) is preferably 10 to 900 parts by weight, particularly preferably 25 to 400 parts by weight, based on 100 parts by weight of the urethane (meth) acrylate compound (A). More preferably, it is 40 to 250 parts by weight.
  • the content of the ethylenically unsaturated compound (B) is too large, the balance between scratch resistance and flexibility of the resulting cured coating film tends to be impaired, and when it is too small, the hardness of the cured coating film tends to decrease. There is.
  • the ethylenically unsaturated compound (B) may be separately added to the active energy ray-curable resin composition of the present invention, or a raw material for producing a urethane (meth) acrylate compound (A) or the like. Alternatively, a part of the product may remain in the system during production.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention preferably further contains a photopolymerization initiator (C) in order to efficiently perform curing with active energy rays.
  • C photopolymerization initiator
  • the photopolymerization initiator (C) is not particularly limited as long as it generates radicals by the action of light. Diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl Phenyl ketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone, 2-hydroxy-2-methyl- 1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone oligomer, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2- Hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -fur Sulfon
  • Benzophenones 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2- (3-dimethylamino-2-hydroxy) -3,4- Thioxanthones such as dimethyl-9H-thioxanthone-9-one mesochloride; 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenyl Acyl phosphine oxides such as phosphine oxide, 1,2-octanediene-1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)], ethanone-1- [
  • auxiliary agents for these photopolymerization initiators (C) include triethanolamine, triisopropanolamine, 4,4′-dimethylaminobenzophenone (Michler ketone), 4,4′-diethylaminobenzophenone, 2-dimethylaminoethyl.
  • Benzoic acid ethyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate (n-butoxy), isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, 2,4-diethylthioxanthone 2,4-diisopropylthioxanthone can also be used in combination.
  • These auxiliaries can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the photopolymerization initiator (C) is 100 parts by weight of the urethane (meth) acrylate compound (A) (in the case where the ethylenically unsaturated compound (B) is contained, the total with (B)).
  • the amount is preferably 0.1 to 20 parts by weight, particularly preferably 1 to 10 parts by weight, and further preferably 2 to 5 parts by weight. If the content is too small, the curing rate tends to decrease or the adhesive strength tends to decrease. If the content is too large, the curability is not improved and yellowing tends to occur under high temperature conditions.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention can contain a polythiol compound from the viewpoint of suppressing unreacted components and improving adhesion.
  • the polythiol compound is not particularly limited, but a compound having 2 to 6 mercapto groups in the molecule is preferable.
  • aliphatic polythiols such as alkanedithiol having about 2 to 20 carbon atoms, aromatics such as xylylenedithiol, etc.
  • Polythiols polythiols obtained by replacing halogen atoms of halohydrin adducts of alcohols with mercapto groups, polythiols consisting of hydrogen sulfide reaction products of polyepoxide compounds, polyhydric alcohols having 2 to 6 hydroxyl groups in the molecule And polythiols composed of esterified products with thioglycolic acid, ⁇ -mercaptopropionic acid, or ⁇ -mercaptobutanoic acid, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. .
  • the content of the polythiol compound is 0.01 with respect to 100 parts by weight of the urethane (meth) acrylate compound (A) (the total of (A) and (B) when the ethylenically unsaturated compound (B) is contained).
  • the amount is preferably ⁇ 10 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention includes a urethane (meth) acrylate compound (A), an ethylenically unsaturated compound (B) contained as necessary, and a photopolymerization initiator (C). Furthermore, if necessary, urethane (meth) acrylate compounds other than urethane (meth) acrylate compounds (A), other crosslinkable group-containing compounds (D), acrylic resins, surface conditioners, leveling agents, polymerization Inhibitors can be added, and oils, antioxidants, flame retardants, antistatic agents, fillers, stabilizers, reinforcing agents, matting agents, abrasives, organic fine particles, inorganic particles, etc. It is also possible to do.
  • Examples of the other crosslinkable group-containing compound (D) include epoxy compounds, oxetane compounds, carboxylic acid compounds, aziridine compounds, polyisocyanate compounds, polyol compounds, and polyamine compounds.
  • the content when the other crosslinkable group-containing compound (D) is contained is 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curing component contained in the active energy ray-curable resin composition. It is preferably 0.5 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention preferably uses an organic solvent for dilution in order to adjust the viscosity during coating, if necessary.
  • organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol and i-butanol, ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, cellosolves such as ethyl cellosolve, toluene, xylene Aromatic glycols such as propylene glycol monomethyl ether, acetates such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, and diacetone alcohol.
  • organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • two or more types are used in combination, it is preferable from the viewpoint of the coating film appearance that two or more types are selected and combined from glycol ethers, ketones, acetate esters, and alcohols.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention requires that the isocyanurate structure-containing concentration in the curing component contained in the active energy ray-curable resin composition is usually 1.0 mmol / g or more, preferably Is 1.4 to 3.0 mmol / g, more preferably 1.6 to 2.5 mmol / g, and particularly preferably 1.8 to 2.2 mmol / g. If the isocyanurate structure-containing concentration is too high, the cured coating film becomes soft and the scratch resistance is lowered, and if it is too low, the water vapor barrier property is lowered, and the cured coating film becomes hard and the flexibility is also lowered.
  • the curing component includes a urethane (meth) acrylate compound (A), if necessary, the urethane (meth) acrylate compound other than the ethylenically unsaturated compound (B) and (A), and other crosslinkable properties.
  • a urethane (meth) acrylate compound (A) if necessary, the urethane (meth) acrylate compound other than the ethylenically unsaturated compound (B) and (A), and other crosslinkable properties.
  • group-containing compound (D) is contained, these are included.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the curing component contained in the active energy ray-curable resin composition is a urethane (meth) acrylate compound (A), an ethylenically unsaturated compound (B), and other crosslinkable group content. Based on each component of the compound (D), it is calculated by the following formula 3.
  • N i (A i ⁇ M i / 4202) ⁇ 2
  • a i Weight ratio of isocyanate group contained in isocyanate compound
  • M i Number average molecular weight of isocyanate compound
  • the urethane (meth) acrylate compound (A) is preferably at least 25% by weight, particularly preferably at least 30% by weight, more preferably at least 35% by weight, particularly preferably. Contains 40% by weight or more.
  • the upper limit is usually 100% by weight from the viewpoint of flexibility.
  • the viscosity (60 ° C.) of the active energy ray-curable resin composition of the present invention is preferably from 100 to 200,000 mPa ⁇ s, particularly preferably from 500 to 100,000 mPa ⁇ s from the viewpoint of coating property and the like. More preferably, it is 1,000 to 50,000 mPa ⁇ s. If the viscosity is too low, it tends to be difficult to control the film thickness at the time of coating, and if it is too high, handling tends to be difficult or the coating property tends to be lowered.
  • the viscosity is a viscosity measured using an E-type viscometer.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention is effectively used as a curable resin composition for coating film formation, such as a top coat agent and an anchor coat agent for various substrates.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention is useful for applications in which a cured coating film requires flexibility and gas barrier properties in addition to hardness and scratch resistance. It is useful as a surface coating agent for a protective member for a display member or touch panel, a coating agent for punching, or an adhesive between optical display members.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention is irradiated with active energy rays after being applied to a base material (after further drying if a composition diluted with an organic solvent is applied). Can be cured.
  • Examples of the base material to which the active energy ray-curable resin composition of the present invention is applied include polyolefin resin, polyester resin, polycarbonate resin, acrylic resin acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS), and polystyrene resin.
  • Metals aluminum, copper, iron, etc.
  • plastic base materials such as resins and their molded products (films, sheets, cups, etc.), composite base materials thereof, or composite base materials of the above-mentioned materials mixed with glass fibers and inorganic substances SUS, zinc, magnesium, alloys thereof, and the like, including a metal film such as a metal vapor deposition film), and a base material provided with a primer layer on a base material such as glass.
  • Examples of the coating method include wet coating methods such as spray, shower, dipping, roll, spin, curtain, flow, slit, die, gravure, comma, dispenser, screen printing, inkjet printing, etc. It can be applied to a substrate under normal temperature conditions.
  • rays such as far ultraviolet rays, ultraviolet rays, near ultraviolet rays, infrared rays, electromagnetic waves such as X rays and ⁇ rays, electron beams, proton rays, neutron rays, etc.
  • Curing by ultraviolet irradiation is advantageous because of its availability and price.
  • electron beam irradiation it can harden
  • UV irradiation When curing by ultraviolet irradiation, use a high-pressure mercury lamp, ultra-high pressure mercury lamp, carbon arc lamp, metal halide lamp, xenon lamp, chemical lamp, electrodeless discharge lamp, LED, etc. that emits light in the wavelength range of 150 to 450 nm.
  • ultraviolet rays of 30 to 3000 mJ / cm 2 (preferably 100 to 1500 mJ / cm 2 ) can be irradiated. After the ultraviolet irradiation, heating can be performed as necessary to complete the curing.
  • the film thickness of the cured film is usually 1 to 1000 ⁇ m, preferably 2 to 500 ⁇ m, and particularly preferably 5 to 200 ⁇ m.
  • the water vapor permeability of the cured coating film is preferably 100 g / m 2 ⁇ day or less, particularly 90 g / m 2 ⁇ day or less, more preferably 80 g / m 2 ⁇ day or less. .
  • the lower limit of the water vapor permeability is 0 g / m 2 ⁇ day.
  • the water vapor transmission rate is a value measured in a 40 ° C., 90% RH atmosphere by using a cup method according to JIS Z 0208 using a cured coating single layer having a film thickness of about 50 ⁇ m.
  • the cured film has an oxygen permeability of preferably 20 cc / m 2 ⁇ day ⁇ atm or less, particularly 15 cc / m 2 ⁇ day ⁇ atm or less, more preferably 10 cc / m 2 ⁇ day ⁇ atm.
  • the following is preferable.
  • the lower limit of oxygen permeability is 0 cc / m 2 ⁇ day ⁇ atm.
  • the oxygen permeability is measured under the conditions of 23 ° C. and 80% RH using a PET film provided with a coating layer having a film thickness of about 70 ⁇ m and using an oxygen permeability tester (manufactured by MOCON, “Oxtran 100A”). Went. Thereafter, the oxygen permeability (cc / m 2 ⁇ day ⁇ atm) of a cured coating single layer having a thickness of 100 ⁇ m was calculated.
  • reaction was terminated when it became 3% or less, and urethane (meth) acrylate compound (A′-2) having no isocyanurate structure (A′-2) (weight average molecular weight (Mw): 2,200), 44.0 g, 8.6 g of unreacted portion of dipentaerythritol pentaacrylate (B-3); A mixture with 47.4 g of dipentaerythritol hexaacrylate (B-2) was obtained.
  • Example 1 A mixture of 45 parts of the urethane (meth) acrylate compound (A1-1) obtained in Production Example 1 above and 55 parts of isocyanuric acid ethylene oxide-modified triacrylate (B1-1), 1 as the photopolymerization initiator (C) 4 parts of hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (manufactured by BASF Japan, “Irgacure 184”) and 150 parts of ethyl acetate as a diluting solvent were uniformly mixed to obtain an active energy ray-curable resin composition.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the cured component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 2.02 mmol / g.
  • Example 2 A mixture of 44 parts of the urethane (meth) acrylate compound (A1-2) obtained in Production Example 2 above and 56 parts of isocyanuric acid ethylene oxide-modified triacrylate (B1-1), 1 as the photopolymerization initiator (C) 4 parts of hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (manufactured by BASF Japan, “Irgacure 184”) and 150 parts of ethyl acetate as a diluting solvent were uniformly mixed to obtain an active energy ray-curable resin composition.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the cured component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 1.97 mmol / g.
  • Example 3 A mixture of 44 parts of the urethane (meth) acrylate compound (A1-3) obtained in Production Example 3 above and 56 parts of isocyanuric acid ethylene oxide-modified triacrylate (B1-1), 1 as the photopolymerization initiator (C) 4 parts of hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (manufactured by BASF Japan, “Irgacure 184”) and 150 parts of ethyl acetate as a diluting solvent were uniformly mixed to obtain an active energy ray-curable resin composition.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the cured component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 1.94 mmol / g.
  • Example 4 A mixture of 73 parts of the urethane (meth) acrylate compound (A1-4) obtained in Production Example 4 and 27 parts of isocyanuric acid ethylene oxide-modified triacrylate (B1-1), 1 as the photopolymerization initiator (C) 4 parts of hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (manufactured by BASF Japan, “Irgacure 184”) and 150 parts of ethyl acetate as a diluting solvent were uniformly mixed to obtain an active energy ray-curable resin composition.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the cured component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 2.02 mmol / g.
  • Example 5 A mixture of 51 parts of the urethane (meth) acrylate compound (A2-1) obtained in Production Example 5 above and 49 parts of isocyanuric acid ethylene oxide-modified triacrylate (B1-1), 1 as the photopolymerization initiator (C) 4 parts of hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (manufactured by BASF Japan, “Irgacure 184”) and 150 parts of ethyl acetate as a diluting solvent were uniformly mixed to obtain an active energy ray-curable resin composition.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the curing component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 1.91 mmol / g.
  • An active energy ray-curable resin composition was obtained.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the cured component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 0 mmol / g.
  • ⁇ Comparative example 4 100 parts of the urethane (meth) acrylate compound (A′-3) obtained in Comparative Production Example 3 above, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (manufactured by BASF Japan, “Irgacure” as a photopolymerization initiator (C) 184 ”) and 150 parts of toluene as a diluent solvent were uniformly mixed to obtain an active energy ray-curable resin composition.
  • the isocyanurate structure-containing concentration in the cured component contained in the obtained active energy ray-curable resin composition was 0 mmol / g.
  • the active energy ray-curable resin composition obtained in Comparative Example 4 above was cured using a bar coater on a 125 ⁇ m-thick PET film provided with an easy-adhesion layer.
  • the film was coated so as to have a film thickness, and dried at 90 ° C. for 3 minutes.
  • two passes of ultraviolet irradiation (accumulated irradiation amount 800 mJ / cm 2 ) were carried out at a conveyor speed of 3.4 m / min from a height of 18 cm to form a cured coating film. .
  • the film thickness after curing of the active energy ray-curable resin compositions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 is about 50 ⁇ m.
  • the laminate was laminated with a release PET film. Then cut into a 7cm diameter circle, and using a high pressure mercury lamp 80W and 1 lamp, 2 passes of UV irradiation (cumulative irradiation dose 500mJ / cm 2 ) from a height of 18cm at a conveyor speed of 5.1m / min. A sheet with a cured coating film was formed.
  • the untreated PET film and the peeled PET film were peeled off from the above sheet, and the cured coating film single layer was taken out and used as a sample for measuring water vapor permeability. Further, the active energy ray-curable resin composition obtained in Comparative Example 4 was applied on an untreated PET film using an applicator so that the film thickness after curing was about 50 ⁇ m, and 90 ° C. For 20 minutes, and then laminated with a release PET film. Then cut into a circle with a diameter of 7 cm, and using a high pressure mercury lamp 80 W and one lamp, two passes of UV irradiation (accumulated dose 800 mJ / cm 2 ) from a height of 18 cm at a conveyor speed of 3.4 m / min.
  • a sheet with a cured coating film was formed.
  • the untreated PET film and the peeled PET film were peeled off from the above sheet, and the cured coating film single layer was taken out and used as a sample for measuring water vapor permeability.
  • the water vapor transmission rate was measured by a cup method according to JIS Z 0208 and evaluated in an atmosphere of 40 ° C. and 90% RH.
  • the evaluation criteria are as follows. (Evaluation) ⁇ ... Water vapor permeability is 50 g / m 2 ⁇ day or less ⁇ ... Water vapor permeability is greater than 50 g / m 2 ⁇ day
  • the film thickness after curing of the active energy ray-curable resin compositions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 is about 70 ⁇ m.
  • the film thickness after curing of the active energy ray-curable resin compositions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 is about 70 ⁇ m.
  • the active energy ray-curable resin composition obtained in Comparative Example 4 was applied onto an untreated PET film using an applicator so that the film thickness after curing was approximately 70 ⁇ m, and 90 ° C.
  • the evaluation criteria are as follows. (Evaluation) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Oxygen permeability is less than 10cc / m 2 ⁇ day ⁇ atm ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Oxygen permeability is greater than 10cc / m 2
  • the active energy ray-curable resin compositions of Examples 1 to 5 can provide cured coatings having a good balance in hardness, scratch resistance, flexibility, water vapor barrier property and oxygen barrier property. . Therefore, even when the active energy ray-curable resin compositions of Examples 1 to 5 were used as a coating agent, they were excellent in balance in hardness, scratch resistance, flexibility, water vapor barrier property and oxygen barrier property.
  • Comparative Example 1 in which the number of isocyanurate structures per molecule in the composition is lower than that defined in the present invention, the cured film has insufficient flexibility. Further, in Comparative Example 2 containing a urethane (meth) acrylate compound having no isocyanurate structure and not containing a urethane (meth) acrylate compound having an isocyanurate structure, water vapor permeability and oxygen permeability are high, The gas barrier property was inferior and the flexibility was not obtained. In Comparative Example 3 which did not contain a urethane (meth) acrylate compound and used only an ethylenically unsaturated monomer having an isocyanurate structure, the flexibility of the cured coating film was insufficient.
  • Comparative Example 4 that was not performed was inferior in hardness and scratch resistance. That is, in the active energy ray-curable resin composition of the comparative example that does not satisfy the constituent requirements of the present invention, a cured coating film that satisfies all of the hardness, scratch resistance, flexibility, and gas barrier properties in a well-balanced manner cannot be obtained. there were.
  • the active energy ray-curable resin composition of the present invention is useful as various film forming materials.
  • it is useful as various coating agents such as optical display members, touch panel protective film coatings, and undercoats.
  • It is also useful as an adhesive layer between optical display members and a sealing material for organic EL display elements.
  • a gas barrier film or sheet can also be formed.

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Abstract

硬度や耐擦傷性に加えて、水蒸気バリア性や酸素バリア性等のガスバリア性及び屈曲性にもバランスよく優れた硬化塗膜を形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物として、1分子あたり平均イソシアヌレート構造を3個以上有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を提供する。

Description

活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びこれを用いてなるコーティング剤
 本発明は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物及びコーティング剤に関し、さらに詳しくは、硬化塗膜とした際に、塗膜の硬度、耐擦傷性に優れ、さらには、水蒸気バリア性、酸素バリア性等のガスバリア性や屈曲性にもバランスよく優れた硬化塗膜を得ることができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、及びそれを用いたコーティング剤に関するものである。
 従来、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、ごく短時間の放射線や紫外線等の活性エネルギー線の照射により硬化が完了することから、各種基材へのコーティング剤や接着剤、またはアンカーコート剤等として幅広く用いられている。例えば、液晶ディスプレイ等の光学部材用途として、プラスチックフィルムが広く使用されており、これらのプラスチックフィルムは、表面に傷が付きやすいという欠点があるため、硬度や耐擦傷性を付与するために、コーティング剤、とりわけハードコート用コーティング剤を塗布して使用されている。
 これらのハードコート用コーティング剤には、硬化塗膜の硬度や耐擦傷性に加えて、硬化塗膜を形成したプラスチックフィルムの打ち抜き加工等の加工適正を向上させたり、近年開発が進んでいるフレキシブルディスプレイ用途で使用するために、硬化塗膜を形成したプラスチックフィルムを曲げてもクラック等が生じないよう、高い屈曲性を有することが求められるようになっている。
 さらに、例えば近年開発が進んでいる有機ELにおいては、表示素子が水分に弱く、環境中の湿度により劣化することが知られている。そのため、有機ELを用いた表示装置に使われるプラスチックフィルムにおいては、水分の侵入による表示不良や視認性の低下が生じないように、ハードコート層に高い水蒸気バリア性が要求されるようになっている。
 このように、ハードコート用コーティング剤には、要求される項目が多く、これらの物性を全て満足する硬化塗膜を形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が求められている。
 このような要望に応える活性エネルギー線硬化性樹脂組成物として、例えば、特許文献1には、ウレタン(メタ)アクリレート、トリペンタエリスルトールオクタ(メタ)アクリレート及び重合開始剤を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が開示され、この樹脂組成物をプラスチックフィルムに塗工した際に高い硬度が得られ、且つ、屈曲性にも優れる硬化塗膜を得られることが示されている。
 また、特許文献2には、ポリオレフィンポリオール化合物、ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和化合物及び1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物を反応させて得られるエチレン性不飽和二重結合を有するウレタン化合物、光重合性単量体、光重合開始剤、及びウレタンアクリレートオリゴマーを含有する光硬化性樹脂組成物が開示され、柔軟性と低透湿性、さらにポリエチレンテレフタレート(PET)基材に対する接着性を兼ね備えることが示されている。
特開2013-23585号公報 特開2010-144000号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された硬化塗膜は、マンドレル試験機による屈曲性の評価が6~10である(表1を参照)。フレキシブルディスプレイ用途の場合や、フィルムを折り曲げ加工する際には、マンドレル試験機による屈曲性の評価が5以下であることが要求されるため、特許文献1に開示された硬化塗膜では屈曲性が不充分である。また、水蒸気バリア性を有するものでもない。
 また、特許文献2の技術では、水蒸気バリア性は有するものの、樹脂が柔らかく、硬化塗膜とした際には、硬度や耐擦傷性を満足することができないものであり、ハードコート用途には適用し難いものであった。
 そこで、本発明では、このような背景下において、硬化塗膜を形成した際に、硬度や耐擦傷性に加えて、水蒸気バリア性や酸素バリア性等のガスバリア性及び屈曲性にもバランスよく優れた硬化塗膜を形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、及びこれを用いてなるコーティング剤を提供する。
 しかるに本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物において、イソシアヌレート構造を1分子中に多く含有してなるウレタン(メタ)アクリレート系化合物を用いることにより、硬化塗膜にした際に、硬度、耐擦傷性、屈曲性、ガスバリア性の全てにバランスよく優れる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得ることができることを見出した。
 すなわち、本発明の要旨は、1分子あたり平均イソシアヌレート構造を3個以上有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関するものである。
 また、本発明は、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いてなるコーティング剤にも関するものである。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、1分子あたり平均イソシアヌレート構造を3個以上有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)を含有することにより、硬度、耐擦傷性に加えて、水蒸気バリア性や酸素バリア性等のガスバリア性を有し、さらに屈曲性にもバランスよく優れる硬化塗膜を得ることができる。
 上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)が、イソシアヌレート系化合物(a1)及び上記(a1)成分以外のイソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の反応生成物のウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)であると、硬化塗膜のガスバリア性と屈曲性のバランスにより優れるようになる。
 上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)が、イソシアヌレート系化合物(a1)、上記(a1)成分以外のイソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)及び鎖延長剤(a3)の反応生成物のウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2)であると、硬化塗膜のガスバリア性と屈曲性のバランスにより優れるようになる。
 上記イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の数平均分子量が200~2,000であると、硬化塗膜のガスバリア性により優れるようになる。
 上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)の重量平均分子量が1,000~20,000であると、硬化塗膜の屈曲性と硬度のバランスに一層優れるようになる。
 上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)が、上記イソシアヌレート系化合物(a1)と上記イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)とを(a1):(a2)=1:2~1:10のモル比で反応してなる反応生成物であると、ウレタンアクリレート系化合物の含有量が充分得られるため屈曲性に一層優れるようになる。
 さらに、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマー(B1)を含有するものであると、硬化塗膜の耐擦傷性と屈曲性、ガスバリア性のバランスにより一層優れるようになる。
 上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度が1.0mmol/g以上であると、ガスバリア性、硬化塗膜の屈曲性と硬度のバランスにより一層優れるようになる。
 上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をコーティング剤として用いた場合には、硬度、耐擦傷性、屈曲性、水蒸気バリア性にバランスよく優れた硬化塗膜が得られるようになる。
 以下、本発明を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
 なお、本明細書において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートを、(メタ)アクリロイロキシはアクリロイロキシあるいはメタクリロイロキシを、それぞれ意味するものである。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、1分子あたり平均イソシアヌレート構造を3個以上有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)を含有することを特徴とするものである。1分子あたりの平均イソシアヌレート構造の数は、好ましくは3.5個以上、特に好ましくは4.0個以上、さらに好ましくは4.5個以上であり、上限は通常100個、好ましくは50個、更に好ましくは30個である。平均イソシアヌレート構造の数が少ないとガスバリア性、屈曲性が低下することとなる。
<ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)>
 本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)は、1分子あたり平均イソシアヌレート構造を3個以上有するものであり、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物にイソシアヌレート構造を含有させるには、イソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物とを反応させてなるウレタン(メタ)アクリレート系化合物において、イソシアネート系化合物と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物とのいずれかに、または、両方にイソシアヌレート構造を有するものを用い反応させればよい。なかでも特に、両方にイソシアヌレート構造を有するものを用い反応させてなるものが硬化塗膜のガスバリア性と屈曲性のバランスに優れる点で好ましい。
 具体的には、イソシアネート系化合物としてイソシアヌレート系化合物(a1)を用い、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物としてイソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)(但し、前記イソシアヌレート系化合物(a1)を除く。)を用いて、(a1)及び(a2)を反応させてなるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)を用いることが硬化塗膜のガスバリア性と屈曲性のバランスに優れる点で好ましい。
 また、本発明においては、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)が、イソシアヌレート系化合物(a1)、イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)及び鎖延長剤(a3)の反応生成物のウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2)であることも好ましい。
 具体的には、イソシアネート系化合物としてイソシアヌレート系化合物(a1)を用い、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物としてイソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)(但し、前記イソシアヌレート系化合物(a1)を除く。)を用い、さらに、鎖延長剤(a3)を用いて、(a1)~(a3)を反応させてなるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2)を用いることも硬化塗膜のガスバリア性と屈曲性のバランスに優れる点で好ましい。
〈イソシアネート系化合物〉
 イソシアネート系化合物として用いられる上記イソシアヌレート系化合物(a1)は、イソシアヌレート構造を有する多価イソシアネートであり、例えば、
芳香族系ジイソシアネート(例えば、ト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、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、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)等の芳香族系多価イソシアネート;
脂肪族系ジイソシアネート(例えば、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等)や脂肪族系トリイソシアネート(例えば、リジントリイソシアネート等)等の脂肪族系多価イソシアネート;
脂環式系ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナト)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナト)シクロヘキサン、ノルボルネンジイソシアネート等)等の脂環式系多価イソシアネート;
等、各種多価イソシアネートのイソシアヌレート体があげられ、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、イソシアヌレート体としては、三量体やそれ以上の多量体があげられるが、汎用性の点から三量体が好ましい。
 また、上記の中でも、硬化塗膜の耐擦傷性と屈曲性のバランスに優れる点で、ジイソシアネートのイソシアヌレート体が好ましく、水蒸気バリア性にも優れる点で脂肪族系ジイソシアネートのイソシアヌレート体が特に好ましく、汎用性にも優れる点でヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体がさらに好ましい。
 本発明において、イソシアヌレート構造が水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物に多く含有されている場合には、イソシアネート系化合物にイソシアヌレート構造を有しなくてもよいことがあり、このときに用いるイソシアヌレート構造を有しない多価イソシアネートとしては、例えば、
芳香族ジイソシアネート(例えば、ト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、ジフェニルメタンジイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、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)等の芳香族系多価イソシアネート;
脂肪族系ジイソシアネート(例えば、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等)や脂肪族系トリイソシアネート(例えば、リジントリイソシアネート等)等の脂肪族系多価イソシアネート;
脂環式系ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナト)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナト)シクロヘキサン、ノルボルネンジイソシアネート等)等の脂環式系多価イソシアネート;及び
これら多価イソシアネートを用いて得られるアロファネート体及びビュレット体;
等があげられる。これらイソシアネート系化合物は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
〈水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物〉
 本発明において、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物として、イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)が用いられる。
 イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)としては、例えば、
イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のイソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性モノまたはジ(メタ)アクリレート;
イソシアヌル酸ジエチレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジプロピレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリエチレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリプロピレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のイソシアヌル酸ポリアルキレンオキサイド変性モノまたはジ(メタ)アクリレート;
等があげられ、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 これらの中でも、ガスバリア性に優れる点でイソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートが好ましく、硬化塗膜の耐擦傷性と屈曲性、ガスバリア性のバランスに優れる点でイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性モノ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
 また、イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の数平均分子量は200~2,000であることが硬化塗膜のガスバリア性に優れる点から好ましく、特に好ましくは300~1,500である。
 本発明において、イソシアヌレート構造がイソシアネート系化合物に多く含有されている場合には、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物にはイソシアヌレート構造を有しなくてもよいことがあり、このときに用いる水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物としては、例えば、
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、脂肪酸変性-グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を1つ含有する(メタ)アクリレート系化合物;
グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイル-オキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を2つ含有する(メタ)アクリレート系化合物;
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性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トリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和基を3つ以上含有する(メタ)アクリレート系化合物;
等があげられる。これら水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物は、1種を単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
〈鎖延長剤(a3)〉
 上記の鎖延長剤(a3)は、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物の分子量を大きくさせる機能を有するものであり、具体的には例えば、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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,12-ドデカンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオール、1,1-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、イソシアヌル酸のエチレンオキサイド付加体、イソシアヌル酸のプロピレンオキサイド付加体等の環構造含有ポリオール等のポリオール化合物、3,3’-ジアミノジプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、ジアミノシクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンビス(メチルアミン)、イソホロンジアミン等のアミン化合物、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、キシレンジチオール、1,4-ブタンジオールビス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等のチオール化合物等があげられる。なかでもポリオール化合物が好ましく、ガスバリア性に優れる点で脂肪族ポリオール及び環構造含有ポリオールが好ましく、特にガラス転移温度(Tg)の高い硬化膜が得られ、ガスバリア性に優れることから、脂肪族ポリオールの中でもネオペンチルグリコールが、環構造含有ポリオールの中でも1,1-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、イソシアヌル酸のエチレンオキサイド付加体、イソシアヌル酸のプロピレンオキサイド付加体が好ましい。これらの鎖延長剤(a3)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
 上記鎖延長剤(a3)の数平均分子量としては、30~500が好ましく、さらには50~400、特には70~300が好ましい。大きすぎると硬度、ガスバリア性が低下する傾向があり、小さすぎると屈曲性が低下する傾向がある。
 本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)は、上記のイソシアヌレート系化合物(a1)のイソシアネート基と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の水酸基との官能基モル比を調整し、必要に応じてジブチル錫ジラウレート等の反応触媒や、重合禁止剤を用いて、イソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)とを反応させて得ることができる。
 具体的には、イソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)との反応モル比は、例えば、イソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)とが(a1):(a2)=1:2~1:10のモル比で反応してなることが好ましく、特には1:2.1~1:8、さらには1:2.2~1:6である。
 このイソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)との付加反応においては、反応系の残存イソシアネート基含有率が0.1重量%以下になる時点で反応を終了させることにより、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)が得られる。
 かかるイソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)との反応においては、反応を促進する目的で反応触媒を用いることが好ましく、かかる反応触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、トリメチル錫ヒドロキシド、テトラ-n-ブチル錫等の有機金属化合物、オクテン酸亜鉛、オクテン酸錫、オクチル酸錫、ナフテン酸コバルト、塩化第1錫、塩化第2錫等の金属塩、トリエチルアミン、ベンジルジエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン、N,N,N',N'-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N-エチルモルホリン等のアミン系触媒、硝酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、硫化ビスマス等の他、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等の有機ビスマス化合物や、2-エチルヘキサン酸ビスマス塩、ナフテン酸ビスマス塩、イソデカン酸ビスマス塩、ネオデカン酸ビスマス塩、ラウリル酸ビスマス塩、マレイン酸ビスマス塩、ステアリン酸ビスマス塩、オレイン酸ビスマス塩、リノール酸ビスマス塩、酢酸ビスマス塩、ビスマスリビスネオデカノエート、ジサリチル酸ビスマス塩、ジ没食子酸ビスマス塩等の有機酸ビスマス塩等のビスマス系触媒、無機ジルコニウム、有機ジルコニウム、ジルコニウム単体等のジルコニウム系触媒、2-エチルヘキサン酸亜鉛/ジルコニウムテトラアセチルアセトナート等の2種類以上の触媒を併用したものがあげられ、なかでも、ジブチル錫ジラウレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセンが好適である。なお、これらの触媒は1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
 また、イソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)との反応においては、重合禁止剤を製造時の反応安定性の点から用いることが好ましく、重合禁止剤としては、例えば、4-メトキシフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N'-ヘキサン-1,6-ジイルビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]等があげられ、なかでも4-メトキシフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルクレゾールが好ましい。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
 また、イソシアヌレート系化合物(a1)と水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)との反応においては、イソシアネート基に対して反応する官能基を有しない有機溶剤、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族類等の有機溶剤を用いることができる。
 また、後記で説明するエチレン性不飽和化合物(B)を含有する際には、エチレン性不飽和化合物(B)を希釈モノマーとし、この存在下で反応させることもできる。
 本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2)も、上記のイソシアヌレート系化合物(a1)のイソシアネート基、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の水酸基、さらに鎖延長剤(a3)の官能基の官能基モル比を調整し、必要に応じてジブチル錫ジラウレート等の反応触媒や、重合禁止剤を用いて、イソシアヌレート系化合物(a1)、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)及び鎖延長剤(a3)を反応させて得ることができる。なお、反応条件等については、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)の場合に準じて行うことができる。
 本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)は、イソシアヌレート構造含有濃度が1.3mmol/g以上であることが好ましく、特に好ましくは1.5~3.0mmol/g、さらに好ましくは1.8~2.5mmol/gである。
 かかるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)のイソシアヌレート構造含有濃度が高すぎると、硬化塗膜が軟らかくなり耐擦傷性が低下する傾向があり、低すぎると、ガスバリア性が低下する傾向があり、また、硬化塗膜が硬くなるため屈曲性も低下する傾向がある。
 ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)のイソシアヌレート構造含有濃度は、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)の各構成原料(イソシアネート系化合物、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物、(必要に応じて鎖延長剤))につき、下記式1より算出されるものである。
[式1]
 イソシアヌレート構造含有濃度(mmol/g)=1000×Σ(N×W/M)
  N:各構成原料に含まれる平均イソシアヌレート構造の数
  W:各構成原料が、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)中に占める重量割合
  M:各構成原料の数平均分子量
 またイソシアネート系化合物に含まれる平均イソシアヌレート構造の数Niは下記式2より求めるものとする。
[式2]
 Ni=(Ai×Mi/4202)-2
  Ai:イソシアネート系化合物に含まれるイソシアネート基の重量割合
  Mi:イソシアネート系化合物の数平均分子量
 なお、数平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による数平均分子量であり、例えば、高速液体クロマトグラフィー(Waters社製、「ACQUITY APCシステム」)に、カラム:ACQUITY APC XT 450×1本、ACQUITY APC XT 200×1本、ACQUITY APC XT 45×2本の4本直列を用いることにより測定することができる。
 ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)のイソシアヌレート構造含有濃度は、例えば、イソシアヌレート構造を含有する反応原料と、イソシアヌレート構造を含有しない反応原料との仕込み比率を変えること等により調整することができる。
 本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)は、重量平均分子量が1,000~20,000であることが好ましく、特に好ましくは1,200~18,000、さらに好ましくは1,500~15,000、殊に好ましくは2,000~10,000である。
 かかる重量平均分子量が大きすぎると粘度が高くなり取り扱いが困難となる傾向があり、小さすぎると硬化塗膜の屈曲性と硬度のバランスが低下する傾向がある。
 なお、上記の重量平均分子量とは、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、例えば、高速液体クロマトグラフィー(Waters社製、「ACQUITY APCシステム」)に、カラム:ACQUITY APC XT 450×1本、ACQUITY APC XT 200×1本、ACQUITY APC XT 45×2本の4本直列を用いることにより測定することができる。
 上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
<活性エネルギー線硬化性樹脂組成物>
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、さらに、エチレン性不飽和化合物(B)を含有することができる。
 エチレン性不飽和化合物(B)としては、エチレン性不飽和基を1個有するエチレン性不飽和基含有モノマー(単官能モノマー)、エチレン性不飽和基を2個以上有するエチレン性不飽和基含有モノマー(多官能モノマー)があげられる。
 上記単官能モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、α-メチルスチレン等のスチレン系モノマー、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)-メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンスピロ-2-(1,3-ジオキソラン-4-イル)-メチル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、γ-ブチロラクトン(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノールエチレンオキサイド変性(n=2)(メタ)アクリレート、ノニルフェノールプロピレンオキサイド変性(n=2.5)(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルフタレート等のフタル酸誘導体のハーフ(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルフォリン、ポリオキシエチレン第2級アルキルエーテルアクリレート等の(メタ)アクリレート系モノマー、2-ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ビニルピロリドン、2-ビニルピリジン、酢酸ビニル等があげられる。
 上記多官能モノマーとしては、2官能モノマーや、3官能モノマー等があげられ、2官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)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、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート等があげられる。
 上記3官能以上のモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート等があげられる。
 また、アクリル酸のミカエル付加物あるいは2-アクリロイルオキシエチルジカルボン酸モノエステルも併用可能であり、かかるアクリル酸のミカエル付加物としては、アクリル酸ダイマー、メタクリル酸ダイマー、アクリル酸トリマー、メタクリル酸トリマー、アクリル酸テトラマー、メタクリル酸テトラマー等があげられる。
 上記2-アクリロイルオキシエチルジカルボン酸モノエステルとしては、特定の置換基をもつカルボン酸であり、例えば2-アクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸モノエステル、2-アクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2-メタクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル、2-メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸モノエステル等があげられる。さらに、その他オリゴエステルアクリレートもあげられる。
 これらの中でも、硬度の点では、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能のエチレン性不飽和基含有モノマーを含有することが好ましい。
 また、屈曲性の点では、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルフォリン等の単官能のエチレン性不飽和基含有モノマーを含有することが好ましい。
 さらに、硬度と屈曲性のバランスに優れる点では、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の高分子量の多官能のエチレン性不飽和基含有モノマーを含有することが好ましい。
 ガスバリア性の点では、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマー(B1)を含有することが好ましい。
 また、硬化塗膜の耐擦傷性と屈曲性、ガスバリア性のバランスに優れる点で、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマー(B1)を含有することが好ましく、硬化塗膜の硬度、耐擦傷性、屈曲性、ガスバリア性の全てにバランスよく優れる点からは、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート等の、2~6官能、特には2~3官能のイソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマーを含有することが特に好ましい。
 かかるエチレン性不飽和化合物(B)は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 ここで、エチレン性不飽和化合物(B)中において、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマー(B1)を50重量%以上含有することが、硬化塗膜のガスバリア性と屈曲性のバランスに優れる点で好ましく、さらには60重量%以上、特には70重量%以上である。なお、上限は通常100重量%である。
 かかるエチレン性不飽和化合物(B)の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)100重量部に対して10~900重量部であることが好ましく、特に好ましくは25~400重量部、さらに好ましくは40~250重量部である。
 かかるエチレン性不飽和化合物(B)の含有量が多すぎると、得られる硬化塗膜の耐擦傷性と屈曲性のバランスが損なわれる傾向があり、少なすぎると硬化塗膜の硬度が低下する傾向がある。
 なお、かかるエチレン性不飽和化合物(B)は、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に別途配合するものであってもよいし、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)等の製造原料として製造時に一部を系中に残存させたものであってもよい。
 また、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)とイソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマー(B1)のイソシアヌレート構造含有濃度比は、(A)/(B1)=20/80~80/20が好ましく、30/70~70/30が特に好ましく、40/60~60/40がさらに好ましい。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物においては、活性エネルギー線による硬化を効率的に行なうために、さらに光重合開始剤(C)を含有することが好ましい。
 上記光重合開始剤(C)としては、光の作用によりラジカルを発生するものであれば特に限定されず、例えば、
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、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、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-オン等のアセトフェノン類;
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;
ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;
2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;
2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類、1,2-オクタンジエン-1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;
等があげられる。
 これら光重合開始剤(C)は、単独、もしくは2種以上を併せて用いることができる。
 また、これら光重合開始剤(C)の助剤として、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4’-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、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(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、2,4-ジエチルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。
 これらの助剤も単独、もしくは2種以上を併せて用いることができる。
 かかる光重合開始剤(C)の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)(エチレン性不飽和化合物(B)を含有する場合は、さらに(B)との合計)100重量部に対して、0.1~20重量部であることが好ましく、特に好ましくは1~10重量部、さらに好ましくは2~5重量部である。かかる含有量が少なすぎると硬化速度が低下したり、接着力が低下したりする傾向があり、多すぎても硬化性は向上せず、高温条件下において黄変が発生する傾向がある。
 さらに、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、未反応成分の抑制、密着力の向上の点からポリチオール化合物を含有することができる。
 ポリチオール化合物としては、特に制限されないが、分子内にメルカプト基を2~6個有する化合物が好ましく、例えば、炭素数2~20程度のアルカンジチオール等の脂肪族ポリチオール類、キシリレンジチオール等の芳香族ポリチオール類、アルコール類のハロヒドリン付加物のハロゲン原子をメルカプト基で置換してなるポリチオール類、ポリエポキシド化合物の硫化水素反応生成物からなるポリチオール類、分子内に水酸基2~6個を有する多価アルコール類と、チオグリコール酸、β-メルカプトプロピオン酸、またはβ-メルカプトブタン酸とのエステル化物からなるポリチオール類等をあげることができ、これらは1種を単独でまたは2種以上を併用することができる。
 ポリチオール化合物の含有量は、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)(エチレン性不飽和化合物(B)を含有する場合は(A)と(B)の合計)100重量部に対し、0.01~10重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.1~5重量部である。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)、必要に応じて含有されるエチレン性不飽和化合物(B)、光重合開始剤(C)以外に、さらに必要に応じて、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)以外のウレタン(メタ)アクリレート系化合物や、その他の架橋性基含有化合物(D)、アクリル樹脂、表面調整剤、レベリング剤、重合禁止剤等を添加することができ、さらには、油、酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤、充填剤、安定剤、補強剤、艶消し剤、研削剤、有機微粒子、無機粒子等を配合することも可能である。
 上記その他の架橋性基含有化合物(D)としては、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、カルボン酸化合物、アジリジン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物、ポリアミン化合物等があげられる。
 なお、上記その他の架橋性基含有化合物(D)を含有する場合の含有量としては、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分100重量部に対して0.1~20重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.5~15重量部、さらに好ましくは1~10重量部である。
 また、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、塗工時の粘度を調整するために、希釈のための有機溶剤を使用することも好ましい。かかる有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、トルエン、キシレン等の芳香族類、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、ジアセトンアルコール等があげられる。これら上記の有機溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合は、グリコールエーテル類、ケトン類、酢酸エステル類、アルコール類の中から2種以上を選択して組み合わせることが塗膜外観の点で好ましい。
 かくして本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が得られる。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度が通常1.0mmol/g以上であることが必要であり、好ましくは1.4~3.0mmol/g、さらに好ましくは1.6~2.5mmol/g、特に好ましくは1.8~2.2mmol/gである。イソシアヌレート構造含有濃度が高すぎると硬化塗膜が軟らかくなり、耐擦傷性が低下し、低すぎると水蒸気バリア性が低下し、また硬化塗膜が硬くなるため屈曲性も低下する。
 上記硬化成分には、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)、必要に応じてさらに上記エチレン性不飽和化合物(B)や(A)以外のウレタン(メタ)アクリレート系化合物、及びその他の架橋性基含有化合物(D)を含有する場合は、これらが含まれるものとする。
 上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)、エチレン性不飽和化合物(B)、及びその他の架橋性基含有化合物(D)の各成分に基づき、下記式3で算出されるものである。
[式3]
 イソシアヌレート構造含有濃度(mmol/g)=1000×Σ(N×W/M)
  N:各硬化成分に含まれる平均イソシアヌレート構造の数
  W:各硬化成分が、硬化成分中に占める重量割合
  M:各硬化成分の数平均分子量
 またイソシアネート系化合物に含まれる平均イソシアヌレート構造の数Niは下記式4より求めるものとする。
[式4]
 Ni=(Ai×Mi/4202)-2
  Ai:イソシアネート系化合物に含まれるイソシアネート基の重量割合
  Mi:イソシアネート系化合物の数平均分子量
 なお、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)以外のウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有する場合は、これらの各構成原料に基づき、上記式3に含めて算出するものである。
 かかる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物においては、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)を、好ましくは25重量%以上、特に好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは35重量%以上、殊に好ましくは40重量%以上含有するものである。なお、上限は屈曲性の点から通常100重量%である。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の粘度(60℃)は、塗工性等の点から、100~200,000mPa・sであることが好ましく、特に好ましくは500~100,000mPa・s、さらに好ましくは1,000~50,000mPa・sである。粘度が低すぎると塗工の際に膜厚の制御が困難になる傾向があり、高すぎると取り扱いが困難になったり、塗工性が低下したりする傾向がある。
 なお、上記粘度は、E型粘度計を用いて測定した粘度である。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、各種基材へのトップコート剤やアンカーコート剤等、塗膜形成用の硬化性樹脂組成物として有効に用いられるものである。
 特に、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、硬化塗膜に硬度、耐擦傷性に加えて、屈曲性やガスバリア性が要求される用途に有用であり、例えば、フレキシブルディスプレイ等の光学表示用部材やタッチパネルの保護フィルムの表面コーティング剤や、打ち抜き加工用等のコーティング剤、光学表示用部材間の接着剤として有用である。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、基材に塗工した後(有機溶剤で希釈した組成物を塗工した場合には、さらに乾燥させた後)、活性エネルギー線を照射することにより硬化させることができる。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工する対象である基材としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、ポリスチレン系樹脂等やそれらの成型品(フィルム、シート、カップ等)等のプラスチック基材、それらの複合基材、またはガラス繊維や無機物を混合した前記材料の複合基材等、金属(アルミニウム、銅、鉄、SUS、亜鉛、マグネシウム、これらの合金等であり、金属蒸着膜等の金属膜を含む。)や、ガラス等の基材上にプライマー層を設けた基材等があげられる。
 塗工方法としては、例えば、スプレー、シャワー、ディッピング、ロール、スピン、カーテン、フロー、スリット、ダイ、グラビア、コンマ、ディスペンサー、スクリーン印刷、インクジェット印刷等のようなウェットコーティング法があげられ、通常は常温の条件下で基材に塗工することができる。
 活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線照射による硬化が有利である。なお、電子線照射を行う場合は、光重合開始剤(C)を用いなくても硬化し得る。
 紫外線照射により硬化させる際には、150~450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、LED等を用いて、通常30~3000mJ/cm2(好ましくは100~1500mJ/cm2)の紫外線を照射することができる。
 紫外線照射後は、必要に応じて加熱を行って硬化の完全を図ることもできる。
 硬化後の塗膜の膜厚としては、通常1~1000μmであり、好ましくは2~500μm、特に好ましくは5~200μmである。
 また、硬化後の塗膜の水蒸気透過度が、100g/m2・day以下であることが好ましく、特には90g/m2・day以下、さらには80g/m2・day以下であることが好ましい。通常水蒸気透過度の下限値は、0g/m2・dayである。
 なお、上記水蒸気透過度は、膜厚約50μmの硬化塗膜単層を用い、JIS Z 0208に準じたカップ法で行い、40℃、90%RH雰囲気下で測定した値である。
 また、硬化後の塗膜の酸素透過度が、20cc/m2・day・atm以下であることが好ましく、特には15cc/m2・day・atm以下、さらには10cc/m2・day・atm以下であることが好ましい。通常酸素透過度の下限値は、0cc/m2・day・atmである。
 なお、上記酸素透過度は、膜厚約70μmのコーティング層を設けたPETフィルムを用い、酸素透過度試験機(MOCON社製、「Oxtran100A」)を用い、23℃、80%RH条件下で測定を行った。その後、100μm厚の硬化塗膜単層の酸素透過度(cc/m2・day・atm)を算出した。
 以下、実施例をあげ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限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。また、重量平均分子量の測定、イソシアヌレート構造含有濃度の算出は、上記に記載の方法にしたがって行なった。
〔製造例1:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-1)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソシアヌレート構造を有するヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(a1-1)(イソシアネート基含有量:21.1%、平均イソシアネート基数4.6、平均イソシアヌレート構造数2.6、数平均分子量923)14.7g(0.025モル)、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(a2-1)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物(含有重量比:(a2-1)/(B1-1)=35/65、水酸基価49.7mgKOH/g、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量532)85.3g(0.076モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.08gを仕込み、70℃で6時間反応させた。残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-1)44.6g(重量平均分子量(Mw):3,300)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)55.4gとの混合物を得た。
〔製造例2:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-2)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソシアヌレート骨格を有するヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(a1-2)(イソシアネート基含有量:23.4%、平均イソシアネート基数3.7、平均イソシアヌレート構造数1.7、数平均分子量664)13.5g(0.025モル)、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(a2-1)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物(含有重量比:(a2-1)/(B1-1)=35/65、水酸基価49.7mgKOH/g、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量532)86.5g(0.077モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.08gを仕込み、70℃で6時間反応させた。残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-2)43.8g(重量平均分子量(Mw):2,400)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)56.2gとの混合物を得た。
〔製造例3:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-3)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソシアヌレート骨格を有するヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(a1-3)(イソシアネート基含有量:23.0%、平均イソシアネート基数3.5、平均イソシアヌレート構造数1.5、数平均分子量632)13.7g(0.025モル)、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(a2-1)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物(含有重量比:(a2-1)/(B1-1)=35/65、水酸基価49.7mgKOH/g、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量532)86.3g(0.076モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.08gを仕込み、70℃で6時間反応させた。残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-3)43.9g(重量平均分子量(Mw):2,300)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)56.1gとの混合物を得た。
〔製造例4:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-4)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソシアヌレート骨格を有するヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(a1-3)(イソシアネート基含有量:23.0%、平均イソシアネート基数3.5、平均イソシアヌレート構造数1.5、数平均分子量632)28.4g(0.052モル)、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(a2-1)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性モノアクリレート(a2-2)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物(含有重量比:(a2-1)/(a2-2)/(B1-1)=50/13/37、水酸基価124mgKOH/g、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量524)71.6g(0.158モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.08gを仕込み、70℃で6時間反応させた。残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-4)73.5g(重量平均分子量(Mw):5,200)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)26.5gとの混合物を得た。
〔製造例5:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2-1)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソシアヌレート骨格を有するヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(a1-3)(イソシアネート基含有量:23.0%、平均イソシアネート基数3.5、平均イソシアヌレート構造数1.5、数平均分子量632)20.3g(0.037モル)、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(a2-1)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物(含有重量比:(a2-1)/(B1-1)=35/65、水酸基価49.7mgKOH/g、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量532)41.8g(0.037モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.08gを仕込み、70℃で3時間反応させた後、鎖延長剤としてシクロヘキサンジメタノール(a3-1)3.2g(0.022モル)を仕込み70℃で3時間反応させた。さらにイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(a2-1)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物(含有重量比:(a2-1)/(B1-1)=35/65、水酸基価49.7mgKOH/g、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量884)34.7g(0.031モル)を仕込み3時間反応させた後、残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2-1)50.8g(重量平均分子量(Mw):8,600)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)49.2gとの混合物を得た。
〔比較製造例1:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-1)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソシアヌレート骨格を有するヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(a1-1)(イソシアネート基含有量:21.1%、平均イソシアネート基数4.6、平均イソシアヌレート構造数2.6、数平均分子量923)28.7g(0.048モル)、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物(水酸基価117.2mgKOH/g)を71.3g(0.149モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.08gを仕込み、70℃で6時間反応させた。残存イソシアネート基が0.1%となった時点で反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-1)70.0g(重量平均分子量(Mw):9,900)とペンタエリスリトールテトラアクリレート30.0gとの混合物を得た。
〔比較製造例2:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-2)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート6.6g(0.03モル)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(水酸基価48mgKOH/g)93.4g、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.06g、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02gを仕込み、60℃で反応させ、残存イソシアネート基が0.3%以下となった時点で反応を終了し、イソシアヌレート構造を有しないウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-2)(重量平均分子量(Mw):2,200)44.0gと、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(B-3)の未反応分8.6gと、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B-2)47.4gとの混合物を得た。
〔比較製造例3:ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-3)〕
 温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート18.1g(0.081モル)、2官能水添ポリブタジエンポリオール(水酸基価65.5mgKOH/g、数平均分子量1,700)69.8g(0.041モル)、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02gを仕込み、80℃で6時間反応させた後、4-ヒドロキシブチルアクリレート12.0g(0.083モル)、重合禁止剤として2,6-ジ-tert-ブチルクレゾール0.04gを仕込み、60℃で3時間反応させ、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了し、イソシアヌレート構造を有しないウレタンアクリレート(A’-3)(重量平均分子量(Mw):7,800)100gを得た。
<実施例1>
 上記製造例1で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-1)45部とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)55部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、2.02mmol/gであった。
<実施例2>
 上記製造例2で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-2)44部とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)56部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、1.97mmol/gであった。
<実施例3>
 上記製造例3で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-3)44部とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)56部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、1.94mmol/gであった。
<実施例4>
 上記製造例4で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1-4)73部とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)27部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、2.02mmol/gであった。
<実施例5>
 上記製造例5で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2-1)51部とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)49部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、1.91mmol/gであった。
<比較例1>
 上記比較製造例1で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-1)70部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(B-1)30部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、0.82mmol/gであった。
<比較例2>
 上記比較製造例2で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A'-2)44部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(B-2)47部と、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(B-3)9部との混合物、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、0mmol/gであった。
<比較例3>
 イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(B1-2)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(B1-1)との混合物100部(含有重量比:(B1-2)/(B1-1)=10/90、平均イソシアヌレート構造数1.0、数平均分子量532)、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤として酢酸エチル150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、1.88mmol/gであった。
<比較例4>
 上記比較製造例3で得られたウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A’-3)100部、光重合開始剤(C)として1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASFジャパン社製、「イルガキュア184」)を4部、希釈溶剤としてトルエン150部を均一に混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度は、0mmol/gであった。
 実施例1~5、比較例1~4の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物について、下記の通り評価した。結果を表1に示す。
〔評価用の塗膜サンプルの作製〕
 上記の実施例1~5、比較例1~4で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、易接着層を設けた厚み125μmPETフィルム上にバーコーターを用いて、硬化後の膜厚が下記の各評価に則した膜厚となるよう塗工し、60℃で3分間乾燥させた。その後、高圧水銀ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから5.1m/分のコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量500mJ/cm2)を行い、硬化塗膜を形成した。
 また、上記の比較例4で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、易接着層を設けた厚み125μmPETフィルム上にバーコーターを用いて、硬化後の膜厚が下記の各評価に則した膜厚となるよう塗工し、90℃×3分間乾燥させた。その後、高圧水銀ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから3.4m/分のコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量800mJ/cm2)を行い、硬化塗膜を形成した。
<鉛筆硬度>
 上記で得られた硬化塗膜(膜厚10μm)について、JIS K 5600-5-4に準じて鉛筆硬度を測定した。
 (評価)
  ○・・・H以上
  ×・・・F以下
<耐擦傷性>
 上記で得られた硬化塗膜(膜厚10μm)について、真鍮製2桁ブラシを用いて、5往復して塗膜に傷を付け、表面の傷付き度合いを目視により観察し、以下のとおり評価した。
 (評価)
  ○・・・傷が付かなかった
  ×・・・傷が付いた
<屈曲性>
 上記で得られた硬化塗膜(膜厚5μm)について、JIS K 5600-5-1に準じて、円筒形マンドレル屈曲試験機を用いて屈曲性を評価した。評価用硬化塗膜を試験棒に巻き付けた際に、割れまたは剥がれが生じる最大の径(整数値、mm)を測定し、下記のとおり評価した。
 (評価)
  ○・・・2未満(2mmの径でも割れまたは剥がれが生じない)
  ×・・・2以上
<水蒸気バリア性>
 実施例1~5、比較例1~4において、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)または(A’)とエチレン性不飽和化合物(B)の合計100部に対して希釈溶剤の量を11部に変更した以外は同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。
 (測定方法)
 上記の実施例1~5、比較例1~3で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、未処理PETフィルム上にアプリケーターを用いて、硬化後の膜厚がおよそ50μmとなるように塗工し、60℃で20分間乾燥させた後、剥離PETフィルムでラミネートした。その後、直径7cmの円形に切り出し、高圧水銀ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから5.1m/分のコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量500mJ/cm2)を行い、硬化塗膜つきシートを形成した。上記シートから未処理PETフィルム及び剥離PETフィルムを剥がし、硬化塗膜単層を取り出し、水蒸気透過度測定用サンプルとした。
 また、上記の比較例4で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、未処理PETフィルム上にアプリケーターを用いて、硬化後の膜厚がおよそ50μmとなるように塗工し、90℃で20分間乾燥させた後、剥離PETフィルムでラミネートした。その後、直径7cmの円形に切り出し、高圧水銀ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから3.4m/分のコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量800mJ/cm2)を行い、硬化塗膜つきシートを形成した。上記シートから未処理PETフィルム及び剥離PETフィルムを剥がし、硬化塗膜単層を取り出し、水蒸気透過度測定用サンプルとした。
 水蒸気透過度測定に関しては、JIS Z 0208に準じたカップ法で行い、40℃、90%RH雰囲気下で評価した。評価基準は下記の通りである。
 (評価)
  ○・・・水蒸気透過度が50g/m2・day以下
  ×・・・水蒸気透過度が50g/m2・dayより大きい
<酸素バリア性>
 実施例1~5、比較例1~4において、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)または(A’)とエチレン性不飽和化合物(B)の合計100部に対して希釈溶剤の量を11部に変更した以外は同様にして活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。
 (測定方法)
 上記の実施例1~5、比較例1~4で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、未処理PETフィルム上にアプリケーターを用いて、硬化後の膜厚がおよそ70μmとなるように塗工し、60℃で20分間乾燥させた後、高圧水銀ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから5.1m/分のコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量500mJ/cm2)を行い、酸素透過度測定用サンプルを得た。
 また、上記の比較例4で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、未処理PETフィルム上にアプリケーターを用いて、硬化後の膜厚がおよそ70μmとなるように塗工し、90℃で20分間乾燥させた後、高圧水銀ランプ80W、1灯を用いて、18cmの高さから3.4m/分のコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量800mJ/cm2)を行い、酸素透過度測定用サンプルを得た。
 酸素透過度試験機(MOCON社製、「Oxtran100A」)を用い、23℃、80%RH条件下で測定を行った。その後、100μm厚の硬化塗膜単層の酸素透過度(cc/m2・day・atm)を算出した。
 酸素透過度測定に関しては、JIS K 7126に準じた方法で行い、23℃、80%RH雰囲気下で評価した。評価基準は下記の通りである。
(評価)
  ○・・・酸素透過度が10cc/m2・day・atm以下
  ×・・・酸素透過度が10cc/m2・day・atmより大きい
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、実施例1~5の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、硬度、耐擦傷性、屈曲性、水蒸気バリア性及び酸素バリア性にバランスよく優れた硬化塗膜が得られることが分かる。したがって、実施例1~5の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をコーティング剤として用いた場合にも、硬度、耐擦傷性、屈曲性、水蒸気バリア性及び酸素バリア性にバランスよく優れていた。
 これに対して、組成物中の1分子あたりのイソシアヌレート構造の数が本発明で規定するよりも低い比較例1では、硬化塗膜の屈曲性が充分に得られないものであった。
 また、イソシアヌレート構造を有しないウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有し、イソシアヌレート構造を有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有しない比較例2においては、水蒸気透過度及び酸素透過度が高く、ガスバリア性に劣るものであり、屈曲性も得られないものであった。
 ウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有せず、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和モノマーのみを用いた比較例3においては、硬化塗膜の屈曲性が充分でないものであった。
 さらに、イソシアヌレート構造を有しないウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有し、イソシアヌレート構造を有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物を含有せず、かつ、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和モノマーも含有しない比較例4は、硬度及び耐擦傷性に劣るものであった。
 即ち、本発明の構成要件を満たさない比較例の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物では、硬度、耐擦傷性、屈曲性、ガスバリア性の全てをバランスよく満足する硬化塗膜を得られないものであった。
 上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
 本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、各種の被膜形成材料として有用である。特に、光学表示用部材、タッチパネルの保護フィルムのコーティング、アンダーコート等、各種コーティング剤として有用である。また、光学表示用部材間の接着剤層、有機EL表示素子の封止材としても有用である。ガスバリア性フィルムやシートを成形することもできる。

Claims (9)

  1.  1分子あたり平均イソシアヌレート構造を3個以上有するウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  2.  上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)が、イソシアヌレート系化合物(a1)及び上記(a1)成分以外のイソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の反応生成物のウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)であることを特徴とする請求項1記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  3.  上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)が、イソシアヌレート系化合物(a1)、上記(a1)成分以外のイソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)及び鎖延長剤(a3)の反応生成物のウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A2)であることを特徴とする請求項1記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  4.  上記イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)の数平均分子量が200~2,000であることを特徴とする請求項2または3記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  5.  上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A)の重量平均分子量が1,000~20,000であることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  6.  上記ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)が、上記イソシアヌレート系化合物(a1)と上記イソシアヌレート構造を有する水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物(a2)とを(a1):(a2)=1:2~1:10のモル比で反応してなる反応生成物であることを特徴とする請求項2記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  7.  さらに、イソシアヌレート構造を有するエチレン性不飽和基含有モノマー(B1)を含有することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  8.  活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる硬化成分中のイソシアヌレート構造含有濃度が1.0mmol/g以上であることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いてなることを特徴とするコーティング剤。
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