JP2001146559A - Method for coating hard plastic surface - Google Patents
Method for coating hard plastic surfaceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質プラスチック
表面の塗装方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for coating a hard plastic surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂等の硬質プラスチックの表
面に塗装を施す方法としては、ベースコートとして二液
型アクリル−ウレタン塗料を塗布して硬化させ、その上
にトップコートとして紫外線重合性化合物を塗布して、
紫外線照射等の手段を用いて硬化させて塗装していた。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of applying a coating on the surface of a hard plastic such as an AS resin, an ABS resin, an acrylic resin, and a polycarbonate resin, a two-pack type acrylic-urethane paint is applied as a base coat, cured and then applied. Apply a UV-polymerizable compound as a top coat on
The coating was performed by curing using means such as ultraviolet irradiation.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の塗装方法では、ベースコートが二液型アクリ
ル−ウレタン塗料であるため、作業時に、ポットライフ
などの影響で、同一塗料での長時間塗装及び短時間乾燥
に難点があった。また、使用後の残塗料は、貯蔵安定性
が低いため、廃棄処分しなければならず、廃塗料及び産
業廃棄処理に多大なる経費が必要になる等の問題があっ
た。However, in such a conventional coating method, since the base coat is a two-pack type acrylic-urethane paint, it is difficult to apply the same paint for a long time during the operation due to the pot life and the like. And there was a difficulty in drying for a short time. In addition, the residual paint after use has low storage stability, and therefore must be disposed of, and there is a problem in that waste paint and industrial waste treatment require enormous costs.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記問題
を解決するために鋭意検討した結果、トップコートに用
いる紫外線重合性化合物を含んだ一液型アクリル樹脂系
ベースコートを用いることにより、上記の目的が達成さ
れることを見出し、本発明に到達した。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by using a one-pack type acrylic resin-based base coat containing an ultraviolet polymerizable compound used for a top coat, The present inventors have found that the above objects can be achieved, and have reached the present invention.
【０００５】即ち、本発明の硬質プラスチック表面の塗
装方法は、硬質プラスチック表面に、アクリル樹脂１０
０重量部に対し、紫外線重合性化合物を２．５〜５０重
量部含有するアクリル樹脂系一液型ベースコートを塗布
し、乾燥してベースコート層を形成後、該ベースコート
層上に前記ベースコートで使用したのと同種の紫外線重
合性化合物、光開始剤からなるトップコートを塗布した
後、紫外線を照射してトップコート層を形成することを
特徴とする。That is, according to the method for coating a hard plastic surface of the present invention, an acrylic resin 10
An acrylic resin-based one-pack type base coat containing 2.5 to 50 parts by weight of an ultraviolet polymerizable compound was applied to 0 part by weight, and dried to form a base coat layer. Then, the base coat layer was used on the base coat layer. After applying a top coat composed of the same type of ultraviolet-polymerizable compound and photoinitiator as above, the top coat layer is formed by irradiating ultraviolet rays.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【０００７】本発明で使用する硬質プラスチックとして
は、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブ
チレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリメチ
ルメタクリレート樹脂、ポリアリルジグリコールカーボ
ネート樹脂等が挙げられる。The hard plastic used in the present invention includes AS resin, ABS resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyamide resin, polymethyl methacrylate resin, polyallyl diglycol carbonate resin and the like. No.
【０００８】本発明で使用するベースコートには、アク
リル樹脂１００重量部に対し、紫外線重合性化合物を
２．５〜５０重量部含有させる必要があり、２．５〜２
５重量部含有させることが好ましい。光重合硬化性樹脂
の含有量が２．５重量部未満の場合、ベースコートとト
ップコートとの層間での付着性が不十分となる。逆に光
重合硬化性樹脂の含有量が５０重量部を越えた場合、外
観がユズ肌傾向となる。The base coat used in the present invention must contain 2.5 to 50 parts by weight of an ultraviolet-ray polymerizable compound based on 100 parts by weight of the acrylic resin.
It is preferable to contain 5 parts by weight. When the content of the photopolymerization-curable resin is less than 2.5 parts by weight, the adhesion between the base coat and the top coat becomes insufficient. On the other hand, when the content of the photopolymerization-curable resin exceeds 50 parts by weight, the appearance tends to be tinged.
【０００９】本発明で使用するアクリル樹脂としては、
アクリル酸またはメタクリル酸、またはこれらのエステ
ルを重合して得られるもののことである。アクリル酸ま
たはメタクリル酸（以下（メタ）アクリル酸という）の
エステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メ
タ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、
（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウ
リル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシ
ジル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノメチル等が挙
げられる。本発明に用いられるアクリル樹脂を構成する
（メタ）アクリル酸エステルとしては、（メタ）アクリ
ル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル等が好ましい。The acrylic resin used in the present invention includes:
It is obtained by polymerizing acrylic acid or methacrylic acid or their esters. Esters of acrylic acid or methacrylic acid (hereinafter referred to as (meth) acrylic acid) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate,
Hexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, dimethylaminomethyl (meth) acrylate, and the like. . As the (meth) acrylate constituting the acrylic resin used in the present invention, methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate and the like are preferable.
【００１０】更に、本発明で使用するアクリル樹脂に
は、（メタ）アクリル酸エステルとこれらと共重合可能
な重合性単量体とを重合して得られる樹脂も包含される
が、それらの重合性単量体を多量に使用してアクリル樹
脂の有する特性を損なうようになったものは使用できな
い。使用可能な重合性単量体の量は、使用する（メタ）
アクリル酸エステル及び重合性単量体の種類及び適用す
る基材の種類等を勘案して定めればよい。Further, the acrylic resin used in the present invention includes a resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid ester and a polymerizable monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester. Those which use a large amount of a water-soluble monomer to impair the properties of the acrylic resin cannot be used. The amount of polymerizable monomer that can be used is
It may be determined in consideration of the type of the acrylate ester and the polymerizable monomer, the type of the base material to be applied, and the like.
【００１１】本発明では、上記アクリル樹脂の数平均分
子量が３０，０００〜７０，０００、ガラス転移温度
（Ｔｇ）が８０〜９５℃のアクリル樹脂が特に好まし
い。アクリル樹脂の数平均分子量が３０，０００未満の
場合、表面硬度が不十分となり易く、トップコートを塗
装した場合リフティングが発生し易く好ましくない。逆
に数平均分子量が７０，０００を越えると、基材との付
着性が不十分となり易く好ましくない。アクリル樹脂の
ガラス転移温度が８０℃未満の場合、表面硬度が不十分
となり易く好ましくない。逆にガラス転移温度が９５℃
を越えると、トップコートとの付着性が不十分となり易
く好ましくない。In the present invention, an acrylic resin having a number average molecular weight of 30,000 to 70,000 and a glass transition temperature (Tg) of 80 to 95 ° C. is particularly preferred. When the number average molecular weight of the acrylic resin is less than 30,000, the surface hardness tends to be insufficient, and when a top coat is applied, lifting tends to occur, which is not preferable. Conversely, if the number average molecular weight exceeds 70,000, the adhesion to the substrate tends to be insufficient, which is not preferable. If the glass transition temperature of the acrylic resin is less than 80 ° C., the surface hardness tends to be insufficient, which is not preferable. Conversely, glass transition temperature is 95 ° C
If it exceeds, the adhesion to the top coat tends to be insufficient, which is not preferred.
【００１２】本発明で使用する紫外線重合性化合物とし
ては、分子内にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有
する化合物が用いられる。具体的には、比較的低分子量
のポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリエーテル樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリブタジエン樹脂、アクリル系オリゴマ
ーまたはプレポリマー及び２−エチルヘキシル（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、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、
ジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、トリ
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチ
ロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の反応性モ
ノマーの単独または混合物が代表的なものとして挙げら
れる。また、紫外線重合性化合物としてカチオン開環重
合型のビニル−２−エチルヘキシルエーテル、ビニルデ
シルエーテル、１，２−エポキシシクロヘキサン、ジシ
クロペンタジエンジオキサイド、ソルビトールポリグリ
シジルエーテル等も使用できる。As the UV-polymerizable compound used in the present invention, a compound having a radically polymerizable unsaturated double bond in the molecule is used. Specifically, relatively low molecular weight polyester resin, alkyd resin, polyether resin, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, silicone resin, polybutadiene resin, acrylic oligomer or prepolymer, and 2-ethylhexyl (meth)
Acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate,
Dipropylene glycol mono (meth) acrylate,
Typical ones or mixtures of reactive monomers such as (meth) acrylamide, N-vinylpyrrolidone, triethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate It is listed as. Further, as the UV-polymerizable compound, cationic ring-opening polymerization type vinyl-2-ethylhexyl ether, vinyl decyl ether, 1,2-epoxycyclohexane, dicyclopentadienedioxide, sorbitol polyglycidyl ether and the like can also be used.
【００１３】また、本発明で使用するベースコートに
は、アクリル樹脂１００重量部に対し、アセチルブチル
セルロース（以下、ＣＡＢと呼ぶ）を２．５〜１００重
量部、更には１５〜３５重量部含有させることが好まし
い。ＣＡＢの含有量が２．５重量部以上の場合、表面硬
度が向上し好ましい。また、ＣＡＢの配合量が１００重
量部以下の場合、基材との付着性が向上し好ましい。The base coat used in the present invention contains 2.5 to 100 parts by weight, and more preferably 15 to 35 parts by weight of acetyl butyl cellulose (hereinafter referred to as CAB) based on 100 parts by weight of the acrylic resin. Is preferred. When the content of CAB is 2.5 parts by weight or more, the surface hardness is improved, which is preferable. Further, when the blending amount of CAB is 100 parts by weight or less, the adhesion to the substrate is improved, which is preferable.
【００１４】次に、本発明で使用するトップコートに
は、前記ベースコートで使用したのと同種の紫外線重合
性化合物を含有させる。ここで、同種とは、例えば同じ
アクリルウレタンオリゴマーを用いるのであれば、分子
量、官能基数等が異なっていてもよい。Next, the same kind of UV-polymerizable compound as used in the base coat is contained in the top coat used in the present invention. Here, the same type may be different in molecular weight, number of functional groups, and the like, for example, if the same acrylic urethane oligomer is used.
【００１５】また、光開始剤としてはベンゾイン、ベン
ゾフェノンまたはこれらエステル、過酸化ベンゾイル、
アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジサルファイ
ド、Ｎ−メチルジエタノールアミン、アシルフォスフィ
ンオキサイド、２，５−ジエトキシ−４−（ｐ−トリル
チオ）ベンゼンアゾニウムヘキサフルオロホスフェー
ト、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブ
チロフェノン等の通常の反応開始剤が挙げられる。Further, benzoin, benzophenone or esters thereof, benzoyl peroxide,
Azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, N-methyldiethanolamine, acylphosphine oxide, 2,5-diethoxy-4- (p-tolylthio) benzeneazonium hexafluorophosphate, benzyldimethyl ketal, α-hydroxyisobutyrophenone And the like.
【００１６】また、本発明で使用するトップコートに
は、以上に挙げた紫外線重合性化合物及び光開始剤の他
に、体質顔料、溶剤等を配合することができる。The top coat used in the present invention may contain an extender, a solvent, and the like, in addition to the above-mentioned ultraviolet-polymerizable compound and photoinitiator.
【００１７】体質顔料としては、珪砂、珪酸塩、タル
ク、カオリン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、粉末
状、フレーク状、ファイバー状のガラス、ポリウレタ
ン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹
脂粉末等が代表的なものとして挙げられる。Typical extender pigments include silica sand, silicate, talc, kaolin, barium sulfate, calcium carbonate, powdery, flake-like, fiber-like glass, and resin powders such as polyurethane, polyester, polyethylene, and polystyrene. Are listed.
【００１８】更に、溶剤としては、トルオール、キシロ
ール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等が
代表的なものとして挙げられる。Further, typical examples of the solvent include toluene, xylol, acetone, methyl ethyl ketone, and ethyl acetate.
【００１９】尚、紫外線を照射するために用いられる光
源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライド
ランプ、カーボンアーク灯、キセノンランプ、ケミカル
ランプ等を使用することができる。As a light source used for irradiating ultraviolet rays, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a carbon arc lamp, a xenon lamp, a chemical lamp and the like can be used.
【００２０】[0020]
【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。尚、実施例中の「部」、「％」は重量基準で表
す。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the examples, “parts” and “%” are expressed on a weight basis.
【００２１】＜アクリル樹脂系一液型ベースコートＡ〜
Ｄの調整＞アクリル樹脂、ＣＡＢ、着色顔料、アクリル
ウレタンオリゴマー、添加剤、溶剤成分を以下の表１の
ように配合し、アクリル樹脂系一液型ベースコートＡ〜
Ｄを調製した。<Acrylic resin-based one-pack type base coat A->
Adjustment of D> Acrylic resin, CAB, coloring pigment, acrylic urethane oligomer, additive, and solvent component are blended as shown in Table 1 below, and acrylic resin-based one-pack type base coats A to
D was prepared.
【００２２】＜トップコートの調整＞アクリルウレタン
オリゴマー、光開始剤、添加剤、溶剤成分を以下の表２
のように配合し、トップコートを調製した。<Adjustment of Top Coat> An acrylic urethane oligomer, a photoinitiator, an additive and a solvent component are shown in Table 2 below.
To prepare a top coat.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】注１）アロセット５２２１（日本触媒社製
商品名、分子量５０，０００、Ｔｇ８０℃、ＮＶ４５
％） 注２）ＣＡＢ５５１−０２−２０％（Ｅａｓｙｍａｎ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製商品名、酢酸ブチル２０％溶液） 注３）ビームセット５１０（荒川化学工業社製商品名、
分子量２，６００、官能基数２、ＮＶ１００％） 注４）イリオジン１１１ＷII（メルクジャパン社製商品
名、干渉パール）Note 1) Alloset 5221 (trade name, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., molecular weight: 50,000, Tg: 80 ° C., NV: 45)
%) Note 2) CAB551-02-20% (Easyman
* 3) Beam set 510 (trade name, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.)
(Molecular weight 2,600, number of functional groups 2, NV 100%) Note 4) Iriodin 111WII (trade name, manufactured by Merck Japan, interference pearl)
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】注５）ディスパロンＳＲ５１０−３Ｘ（楠
本化成社製商品名、表面張力２８ｄｙｎ／ｃｍ2 ） 注６）ディスパロンＬＣ−９１５（楠本化成社製商品
名、表面張力２８ｄｙｎ／ｃｍ2 ） 注７）ビームセット５７７（荒川化学工業社製商品名、
分子量１，２００、官能基数６、ＮＶ１００％） 注８）ＣＵＲＥＮＯＸ−ＳＦ（ＳＨＩＮＷＯＯ ＣＨＥ
ＭＩＣＡＬＳ社製商品名、２−ヒドロキシ−２−メチル
プロピオフェノン） 注９）ＫＡＹＡＣＨＲＥ ＢＰ−１００（日本化薬社製
商品名、ベンゾフェノン）Note 5) Dispalon SR510-3X (Kusumoto Kasei Co., Ltd., surface tension 28 dyn / cm 2 ) Note 6) Dispalon LC-915 (Kusumoto Kasei Co., Ltd., surface tension 28 dyn / cm 2 ) Note 7) Beam set 577 (trade name, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.
(Molecular weight 1,200, number of functional groups 6, NV 100%) Note 8) CURENOX-SF (SHINWOO CHE)
Note 9) KAYACHRE BP-100 (trade name, Nippon Kayaku Co., Ltd., benzophenone)
【００２７】＜実施例１〜２及び比較例１〜２＞表１で
調製されたアクリル樹脂系一液型ベースコートをエアー
スプレーガンにより膜厚４〜８μｍになるように塗装を
行い、６０℃で１０分熱風乾燥炉にて乾燥を行い、その
後室温にて１０分放置し、その後、表２で調製されたト
ップコートをエアースプレーガンにより膜厚６〜１０μ
ｍになるように塗装を行い、熱風乾燥炉により６０℃で
５分乾燥させた後、高圧水銀ランプにより８００ｍＪ／
ｃｍ2 の光を照射して重合を行い、乾燥塗膜とし、以下
の表３に示す各種試験を行った。結果を表３に示す。<Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2> The acrylic resin-based one-pack base coat prepared in Table 1 was applied by an air spray gun so as to have a thickness of 4 to 8 μm. After drying in a hot air drying oven for 10 minutes, and then left at room temperature for 10 minutes, the top coat prepared in Table 2 was coated with an air spray gun to a film thickness of 6 to 10 μm.
m, dried in a hot air drying oven at 60 ° C. for 5 minutes, and then 800 mJ /
Polymerization was performed by irradiation with light of cm 2 to obtain a dried coating film, and various tests shown in Table 3 below were performed. Table 3 shows the results.
【００２８】[0028]
【表３】 [Table 3]
【００２９】注１０）１ｍｍ碁盤目テープ剥離の残数を
１００／１００で数えた。Note 10) The remaining number of 1 mm cross-cut tapes was counted at 100/100.
【００３０】注１１）８５℃で１２０ｈｒ後、−４０℃
で１２０ｈｒ後、また−４０℃で１ｈｒ次いで８５℃で
１ｈｒを１００サイクル繰り返した後の１ｍｍ碁盤目テ
ープ剥離の残数を１００／１００で数えた。Note 11) After 120 hours at 85 ° C, -40 ° C
And the remaining number of 1 mm grid tape peeling after repeating 100 cycles of 1 hr at −40 ° C. and then 1 hr at 85 ° C. was counted at 100/100.
【００３１】注１２）８５℃の水に浸して２４ｈｒ後の
塗膜の状態を目視判定し、更に１ｍｍ碁盤目テープ剥離
の残数を１００／１００で数えた。Note 12) The state of the coating film after 24 hours of immersion in water at 85 ° C. was visually judged, and the number of remaining 1 mm square tape peelings was counted at 100/100.
【００３２】注１３）５０℃、９８％ＲＨで１２０ｈｒ
後の１ｍｍ碁盤目テープ剥離の残数を１００／１００で
数えた。Note 13) 120 hours at 50 ° C. and 98% RH
The number of remaining 1 mm crosscut tape peelings was counted at 100/100.
【００３３】注１４）三菱鉛筆で塗膜の破壊の起きない
最高硬度を示した。Note 14) The maximum hardness at which the coating film was not broken was shown with a Mitsubishi pencil.
【００３４】注１５）学振試験器による５００ｇ×１，
０００回後の素地露出の有無を目視で判定した。Note 15) 500 g × 1, measured by Gakushin tester
The presence or absence of the substrate exposure after 000 times was visually determined.
【００３５】注１６）学振試験器による５００ｇ×１，
０００回後の素地露出の有無を目視で判定した。Note 16) 500 g x 1, measured by Gakushin tester
The presence or absence of the substrate exposure after 000 times was visually determined.
【００３６】注１７）学振試験器による５００ｇ×１，
０００回後の素地露出の有無を目視で判定した。Note 17) 500 g x 1, measured by Gakushin tester
The presence or absence of the substrate exposure after 000 times was visually determined.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明の硬質プラスチック表面の塗装方
法を行うことにより、塗装作業時に塗装時間を長時間取
ることができ、残塗料についても再利用が可能となっ
た。According to the method for coating a hard plastic surface of the present invention, a long coating time can be taken during the coating operation, and the remaining paint can be reused.
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Claims (1)
１００重量部に対し、紫外線重合性化合物を２．５〜５
０重量部含有するアクリル樹脂系一液型ベースコートを
塗布し、乾燥してベースコート層を形成後、該ベースコ
ート層上に前記ベースコートで使用したのと同種の紫外
線重合性化合物、光開始剤からなるトップコートを塗布
した後、紫外線を照射してトップコート層を形成するこ
とを特徴とする硬質プラスチック表面の塗装方法。1. An ultraviolet-polymerizable compound is added to a hard plastic surface in an amount of 2.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of an acrylic resin.
An acrylic resin-based one-component base coat containing 0 parts by weight is applied and dried to form a base coat layer, and then the same top type UV-polymerizable compound as used in the base coat and a photoinitiator are formed on the base coat layer. A method for coating a hard plastic surface, comprising applying a coat and irradiating ultraviolet rays to form a top coat layer.
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