－新製品紹介－●UFOプロセスを利用した低分子量、低粘度タイプのアクリルアクリレート
Low-Molecular-Weight and Low-Viscosity Acryl Acrylate Based on UFO Process.
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望月克信

Ｋatsunobu Mochizuki

Key Word : Acryl Acrylate, UV Curing, Weatherability

１ 緒 言て、紹介する。
尚、現在、市販されているアクリルアクリレートは、多く分子内に複数個のアクリロイル基を有する多官能アクリレの場合、図２に示すように、エポキシ基を有するアクリルポート化合物は、熱、紫外線（ＵＶ）、電子線硬化性樹脂としリマーとアクリル酸とを反応させることにより、側鎖にアクて用いられ、コーティング材、インキ、接着剤、レジスト等リロイル基を有するアクリルアクリレートを合成している。

様々な分野で応用されている。

今回、紹介するアクリルアクリレートは、図３に示すように、一方、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等を重アクリロイル基とカルボン酸の間にスペーサーを有する不飽合して得られる、いわゆる、アクリルポリマーは、耐熱性、和カルボン酸化合物を用いて変性反応を行い、主鎖から離れ耐候性に優れる樹脂として、コーティング材、粘接着剤、各た位置にアクリロイル基を有するアクリルアクリレートを合種バインダー等に使用されている。当社でも、ＵＦＯプロセ成した。

スを利用して得られるアクリルポリマーを、商品名「ＡＲＵＦＯＮ」として市場展開している。ＵＦＯプロセスとは、高２ 新規アクリルアクリレート

温、高圧下で、連続重合することを特徴とするプロセスである（図１参照）１，２）。

２－１．アクリルアクリレートの性状
今回、ベース樹脂のガラス転移点およびアクリロイル基の供給タンクモノマー（開始剤等）濃度を変化させた４サンプルを合成した。そのアクリルアク未反応モノマーのリサイクル

リレートの性状を、表１に示す。ＡＣＡ－２３５およびＡＣ
100% のアクリルポリマーが短時間で効率よく取得可能

Ａ－２３６は、前駆体ポリマーのガラス転移点を－５０℃とし、室温で液状、粘度がそれぞれ、２２０００および４４０００ｍＰａｓの変性体を得た。ＡＣＡ－２３７およびＡＣＡ

分離機－２３８については、室温付近のガラス転移点で、常温固体反応器（高温、高圧）

固形状

液状状の樹脂の酢酸ブチル溶液を得た。
表１

図１ ＵＦＯプロセス概念図

本プロセスの特長としては、高温、高圧下で重合を行うため、開始剤、溶剤、連鎖移動剤をほとんど使用せず、不純物が少ないポリマーを得ることができる。また、高温下での重合であることに起因して、ポリマーへの連鎖移動反応が切断反応であるため３）、効率的に低分子量ポリマーを得ることができ、無溶剤あるいは低粘度のポリマーを容易に得ることができる。
本稿では、ＵＦＯプロセスで合成したポリマーの側鎖にアクリレート基を変性反応させた側鎖にアクリロイル基を有するアクリルポリマーである“アクリルアクリレート”についグレード ACA-235 ACA-236 ACA-237 ACA-238
不揮発分>98>987575(%)
重量平均
6800
7400
6700
7200
分子量
前駆体
-50-502925Tg（℃）
二重結合
当量
930
700930750(g/eq)
粘度/25℃
22000
44000
10000
5000(mPas)
軟質
軟質
硬質
硬質
特長
低ｱｸﾘﾚｰﾄ 高ｱｸﾘﾚｰﾄ 低ｱｸﾘﾚｰﾄ 高ｱｸﾘﾚｰﾄ
密度

東亞合成株式会社 Ｒ＆Ｄ総合センター 製品研究所
New Products Research Laboratory, General Center of R&D, Toagosei Co., Ltd.

東亞合成グループ研究年報

性状

19 TREND 2020 第23号

密度

密度

密度

＋

図２ 従来のアクリルアクリレート合成反応

図３ 新規アクリルアクリレート合成反応
市販のアクリルアクリレートが、溶剤希釈した３０～５留まった一方、硬質タイプであるＡＣＡ－２３７、２３８に０％溶液で、粘度が数千～１万ｍＰａｓであることと比較す

ついては、それぞれ、２３．５、４５．２ＭＰａと高い値をると、ＡＣＡ－２３７および２３８は、高樹脂分で、低粘度示し、かつ、伸び率も高い値を示した。ＡＣＡ－２３７と２の溶液が得られていることが分かる。

３８の強度、伸びの大幅な違いは、側鎖アクリロイル基の濃度の違いによるものと考えられる。また、アクリル酸による２－２．硬化物の引張物性変性物であるＡＣＡ－２０４の値と比較して、強度、伸びと合成したアクリルアクリレートについて、以下の条件で、もに高い値を示した。これは、側鎖アクリロイル基がポリマ

ＵＶ硬化を実施し、硬化物の引張試験を実施した。尚、ＡＣー主鎖から離れたところにあり、ガラス転移点が低下したこ

Ａ－２３８の合成に用いた前駆体ポリマーをアクリル酸で変と、および／またはＵＶ硬化によるアクリロイル基の転化率性させたＡＣＡ－２０４を比較サンプルとして、評価を実施が高かったことが理由と推測される。図４に、ＡＣＡ－２３した。

７、２３８および２０４の応力－歪曲線を示す。

＜評価条件＞

表２（配合条件）
合成樹脂／Ｏｍｎｉｒａｄ １８４Ｄ（ＩＧＭジャパン製）＝１００／３（硬化物作成条件）
ＰＥＴフィルム（ルミラーＴ６０）に塗工。

ACA-235 ACA-236 ACA-237 ACA-238 ACA-204
最大強度
（MPa）
破断伸び（％）

0.6

4.7

23.5

45.2

19.5

1915

31

70.7

応力（ MPa）

９０℃、１０分乾燥。

50

高圧水銀ランプ（集光式）

45５００ｍＷ／ｃｍ２、１６００ｍＪ／ｃｍ2で照射。

40

硬化物を切断後、ＰＥＴフィルムより剥離。

硬化物の引張物性

ACA-204

ACA-23735ACA-23830

試験片膜厚：１００±２０μｍ25

試験片幅：１０ｍｍ

2015（引張試験条件）

10

チャック間距離：５０ｍｍ5引張速度：５ｍｍ／分

00510152025

歪（ ％）引張物性の評価結果を表２に示す。軟質タイプであるＡＣ
Ａ－２３５、２３６については、最大強度が５ＭＰａ以下に東亞合成グループ研究年報

図４ 硬化物の応力－歪曲線

20 TREND 2020 第23号

3035

２－３．耐候性試験

３００時間試験を実施した結果、ＡＣＡ－２３５～２３８

次いで、ＵＶ硬化物について、促進耐候性試験を実施した。

は、いずれもＹｉ値の変化は、１以下の低い値を保った。一硬化物の作製方法は、引張試験に用いたサンプルと同じ方法

方、市販品のアクリルアクリレートは、４．１、ウレタンアで作製した。促進耐候性試験の条件については、以下の通り

クリレートも４．１の値を示した。

である。

市販品のアクリルアクリレートと比較して、ＡＣＡシリー（促進耐候性試験条件）

ズが低い値を示したのは、前駆体の重合方法に起因しており、試験装置： メタルウェザーKU-R4Ci-A型ＵＦＯプロセスによる開始剤残渣等の不純物が少ないポリマ（ダイプラウィンテス社製）ーを使用しているためと考えられる。

２

照度：８０ｍＷ／ｃｍ 、連続照射

一方、ヘーズの変化については、試験したいずれのサンプ

温度：６３℃、湿度：７０％ＲＨ

ルにも顕著な差異は認められなかった。

シャワー：２ｈに１回、２分２－４．耐熱性試験
促進耐候性試験によるイエローインデックス（Ｙｉ値、着同様に、硬化物について、耐熱性試験を実施した。９０℃

色の指標）の変化を表３に、ヘーズ（Ｈz値）の変化を表４

加熱を１５０および３００時間行い、加熱後のＹｉ値およびに示す。比較として、市販品のアクリルアクリレートおよびＨｚ値の変化を測定した。Ｙｉ値の変化を表５に、Ｈｚ値のウレタンアクリレートについても同様に試験を実施した。

変化を表６に示す。

尚、Ｙｉ値については、色差計によって測定されるＸ、Ｙ、

表５ 耐熱性試験結果（Yi値）

Ｚの値により、以下の式から求められる。

Yi 

Yi100  1 .28 X  1 .06 Z 

初期YYi

Yi

ACA-2350.7

1.30.6

1.20.5

ACA-2360.9

1.20.31.30.4

ACA-237

1.5

2.40.92.20.7

ACA-238

1.1

1.70.6

1.60.5

市販品
ｱｸﾘﾙｱｸﾘﾚｰﾄ

0.7

0.9

0.2

1.10.4

市販品
ｳﾚﾀﾝｱｸﾘﾚｰﾄ

0.6

0.6

00.5-0.1

表３ 促進耐候性試験結果（Yi 値）

Yi
初期150h300h

Yi

Yi

ΔYi

Yi

ACA-235

1.3

0.9-0.4

1.4

0.1

ACA-2361.2

0.7-0.5

0.9-0.3

ACA-2371.9

1.2-0.7

1.90ACA-238

1.41.402.50.913.5

2.55.14.1

市販品
ｱｸﾘﾙｱｸﾘﾚｰﾄ
市販品
ｳﾚﾀﾝｱｸﾘﾚｰﾄ

ΔYi

150h

2.82.24.7

Hz
初期
Hz150hHz300hΔHzHzΔHz

ACA-235

1.3

2.3

120.7

ACA-2360.5

1.20.7

1.5

1ACA-237

1.4

1.1-0.3

20.9

ACA-238

0.7

1.4

0.7

2.61.2

市販品
ｱｸﾘﾙｱｸﾘﾚｰﾄ

0.6

1.1

0.5

1.10.5

市販品
ｳﾚﾀﾝｱｸﾘﾚｰﾄ

0.8

ΔYi

Hz4.1

表４ 促進耐候性試験結果（Ｈz値）

Yi

表６ 耐熱性試験結果（Ｈz値）

初期0.6300h

ΔYi

Hz150hHz300hΔHzHz

ΔHz

ACA-235

1.9

3.1

1.23.31.4ACA-2361.53.11.63.21.7

ACA-2371.1割れ－割れ－

ACA-238

0.91.60.7割れ－

市販品
ｱｸﾘﾙｱｸﾘﾚｰﾄ

1.8割れ

－割れ

－

市販品
ｳﾚﾀﾝｱｸﾘﾚｰﾄ

1.120.92.51.4

耐熱性試験の結果、Ｙｉ値については、ＡＣＡシリーズおよび市販品ともに、ほとんど変化は認められなかった。Ｈｚ0.7-0.1

0.5-0.3の変化については、硬質タイプのアクリルアクリレートであるＡＣＡ－２３７、２３８および市販のアクリルアクリレー
トにおいて、ヘーズメーター測定時に割れを生じ、測定でき東亞合成グループ研究年報

21 TREND 2020 第23号

引用文献

なかった

２－５．塗膜物性評価1) 栢森聡, 木村次雄, 工業材料, 47, 106 (1999)..

硬質タイプのアクリルアクリレートのＵＶ硬化物について、塗膜物性の評価を行った。評価条件は、以下の通りである。

2)栢森聡, 東亞合成研究年報, 3, 42 (2000).

3)河合道弘， 東亞合成研究年報, 5, 2 (2002).

（配合条件）
合成樹脂／Ｏｍｎｉｒａｄ １８４Ｄ（ＩＧＭジャパン製）＝１００／３（硬化物作製条件）
基材フィルム：コスモシャインＡ４３００（５０μｍ）
高圧水銀ランプ（集光式）
５００ｍＷ／ｃｍ２、８００ｍＪ／ｃｍ2
硬化物膜厚：４～５μｍ（評価条件）
カール性：１００×１００ｍｍのフィルムの四隅の高さの平均値
評価結果を表７に示す。ＡＣＡ－２３７、２３８ともに、鉛筆硬度がＨを示し、屈曲性（マンドレル試験）、カール性ともに優れた値を示す結果となった。
表７ 硬化物の塗膜物性
鉛筆硬度

マンドレル試験（mmφ）

カール性（mm)

ACA-237
ACA-238

Ｈ
Ｈ＜２＜２００

市販品
ｱｸﾘﾙｱｸﾘﾚｰﾄ

２Ｈ３０４ まとめ新規アクリルアクリレートであるＡＣＡ２３０シリーズは、市販品と比較して低分子量であり、無溶剤で低粘度、あるいは高固形分でも低粘度である。また、低分子量であるため、他のアクリレート化合物との相溶性に優れ、配合設計の自由度が高くなることが期待できる。また、アクリロイル基の変性において、アクリロイル基とカルボン酸の間にスペーサーを有する不飽和カルボン酸化合物を使用することにより、優れた被膜物性が得られることを確認した。さらに、耐候性試
験において、優れた耐候性を示す結果が得られた。
これらのことより、今回紹介したアクリルアクリレートは、今後、コーティング材、粘接着剤等の幅広い分野で使用されることを期待する。

東亞合成グループ研究年報

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