JP2004160389A - 硬化塗膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧水銀灯が光源である紫外線照射装置を用いた場合に生じる問題（例えば、高電圧の電源の必要性、品質の低下、作業者への危険性など）を克服し、高圧水銀灯を用いた場合と同様な性能（例えば、耐汚染性、基材との密着性など）を有する硬化塗膜を形成でき、さらに、単位面積あたりの塗膜硬化時間が高圧水銀灯（１００Ｖ仕様）を用いた場合と比べて短い硬化塗膜の形成方法を提供すること。
【解決手段】光重合性樹脂および３８０ｎｍ以上に吸収を持つ光重合開始剤を含む紫外線硬化型コーティング剤を基材に塗布後、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し、塗膜を硬化させることを特徴とする、硬化塗膜の形成方法。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化塗膜の形成方法に関する。詳細には、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いた硬化塗膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
これまで、光硬化型コーティング剤からなる塗膜の硬化は、発熱量が大きい高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置を用いるのが主流であった。特に現場施工においては、光源が高圧水銀灯である移動可能な紫外線照射装置が用いられていた。
【０００３】
しかしながら、光源が高圧水銀灯である紫外線照射装置を用いると様々な問題が生じる。例えば、光源が高圧水銀灯である紫外線照射装置を用いようとすると、大きな電気容量が必要なため、高電圧の電源（例えば、２００Ｖ専用の電源）等の大がかりな装置等が必要であり、特に現場施工においては、現場に高電圧の電源がない場合には２００Ｖ未満の電源を使用しなくてはならない。１００Ｖ電源を使用すると、ランプの大きさや数に大きな制限ができ、小面積の照射しかできず、作業時間が長くなってしまうという問題がある。
また、高圧水銀灯は発熱量が大きいため、照射を所定の時間よりも長く行うと基材および／または塗膜が焦げたり、変形（ゆがみ、曲がり、そりなど）、さらにはクラックなどが発生して品質が低下し易く、また作業者が誤って火傷を負ってしまう危険があった。
【０００４】
低圧水銀灯を光源として用いた場合、塗膜の硬化が不十分となる場合があり、十分に硬化させるには高圧水銀灯を光源とする場合よりも硬化に時間がかかるといった問題があるが、その反面、必要な電気容量が高圧水銀灯ほど大きくないので高電圧の電源を確保する必要がなく、また低圧水銀灯は発熱量が小さいので作業者に対して安全であり、照射を所定の時間よりも長く行っても高圧水銀灯を用いた場合のように基材および／または塗膜が焦げたり、変形（ゆがみ、曲がり、そりなど）、さらにクラックなどが発生することがなく、品質の低下が生じにくいといった利点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高圧水銀灯が光源である紫外線照射装置を用いた場合に生じる問題（例えば、高電圧の電源の必要性、品質の低下、作業者への危険性など）を克服し、高圧水銀灯を用いた場合と同様な性能（例えば、耐汚染性、基材との密着性など）を有する硬化塗膜を形成でき、さらに、単位面積あたりの塗膜硬化時間が高圧水銀灯（１００Ｖ仕様）を用いた場合と比べて短い硬化塗膜の形成方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、光重合性樹脂および３８０ｎｍ以上に吸収を持つ光重合開始剤を含む光硬化型コーティング剤を基材に塗布後、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いて紫外線を照射して、塗膜を硬化させることにより、高圧水銀灯が光源である紫外線照射装置を用いた場合に生じる問題（例えば、高電圧の電源の必要性、品質の低下、作業者への危険性など）を解決できるだけでなく、高圧水銀灯を用いた場合と同様な性能（例えば、耐汚染性、基材との密着性など）を有する硬化塗膜を形成でき、さらに、単位面積あたりの塗膜硬化時間が高圧水銀灯（１００Ｖ仕様）を用いた場合と比べて短いことを見出した。
【０００７】
また、塗膜に紫外線照射を行うと紫外線照射装置から紫外線が漏れる場合がある。この漏れた紫外線の光量は塗膜を硬化させるのに十分な量ではないため、漏れた紫外線に照射された領域は紫外線光量不足領域となる。十分な紫外線光量照射領域と紫外線光量不足領域とは近接しており、これらの領域の境界付近に亀の甲羅状の模様（以下、コウラという）や縮み織り状の模様（以下、チヂミという）や極微細な凹凸模様（以下、ツヤビケという）などの塗膜欠陥が生じる。この問題を解決するため、本発明者らは、３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合開始剤を含む光硬化型コーティング剤を用いることにより、驚くべきことに、コウラ、チヂミ、ツヤビケなどの塗膜欠陥の発生を抑制できるという優れた効果が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明は以下の通りである。
（１） 光重合性樹脂および３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合開始剤を含む光硬化型コーティング剤を基材に塗布後、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し、塗膜を硬化させることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
（２） （１）において、光重合性樹脂に１分子あたりの平均官能基数が４以上である光硬化型オリゴマーが含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
（３） （１）において、光重合性樹脂に１分子あたりの平均官能基数が５以上である光硬化型オリゴマーが含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
（４） （１）において、光重合性樹脂に１分子あたりの平均官能基数が６以上である光硬化型オリゴマーが含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
（５） （１）〜（４）において、光重合性樹脂にウレタン（メタ）アクリレート樹脂が含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
（６） 光硬化型コーティング剤を床面に塗布後、移動可能な紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し、塗膜を硬化させることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかの硬化塗膜の形成方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
１．光硬化型コーティング剤
本発明における光硬化型コーティング剤は、必須成分として、光重合性樹脂および３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合開始剤を含んでおり、該コーティング剤を基材に塗布後、紫外線照射することにより、基材表面に硬化塗膜を形成することができる。本発明の光硬化型コーティング剤は、基材表面を保護したり、美観を付与する目的で使用することができる塗膜材料であり、例えば、塗料、ポリッシュ、ワックス、ハードコート、表面処理剤等として使用されうる。以下に、光重合性樹脂および光重合開始剤について説明する。
【００１０】
本発明者は、塗膜の硬化が不十分であったり、高圧水銀灯を光源として用いる場合に比べて硬化に時間を要することから、これまで硬化塗膜の形成にほとんど使用されることのなかった低圧水銀灯を、紫外線照射装置の光源として用いることを検討し、低圧水銀灯を光源として用いても高圧水銀灯を用いた場合と同様な性能（例えば、耐汚染性、基材との密着性など）を有する硬化塗膜を形成でき、かつ、単位面積あたりの塗膜硬化時間が高圧水銀灯（１００Ｖ仕様）を用いた場合と比べて短い光硬化型コーティング剤について研究した。その結果、光硬化型コーティング剤中に３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合性開始剤を含有し、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いることが非常に適していることを見出した。
【００１１】
１−１．光重合性樹脂
本発明における光重合性樹脂は、光重合開始剤の存在下、２００〜８００ｎｍの波長に感光することにより硬化する樹脂であれば特に限定はなく、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂などが挙げられ、好ましくはウレタン（メタ））アクリレート樹脂であり、これらは１または２以上配合してもよい。
【００１２】
上記不飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、無水フタル酸とプロピレンオキサイドとアクリル酸との反応により合成されるアクリレート；アジピン酸と１，６−ヘキサンジオールとアクリル酸との反応により合成されるアクリレート；トリメリット酸とジエチレングリコールとアクリル酸との反応により合成されるアクリレート；１，２−プロピレングリコールと無水フタル酸と無水マレイン酸とからなる不飽和ポリエステル；トリメチロールプロパンジアリルエーテル（ＴＭＰＤＡ）、トリメチロールプロパントリアリルエーテル（ＴＭＰＴＡＥ）、トリアリルイソシアネート、ジアリルフタレートなどのアリル基含有化合物とスチレンとが配合された不飽和ポリエステルなどが挙げられる。
【００１３】
上記エポキシ（メタ）アクリレート樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＡ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＳとエピクロロヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＳ型エポキシアクリレート、ビスフェノールＦとエピクロロヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるビスフェノールＦ型エポキシアクリレート、フェノールノボラックとエピクロロヒドリンとアクリル酸との反応により合成されるフェノールノボラック型エポキシアクリレートなどが挙げられる。
【００１４】
上記ウレタン（メタ）アクリレート樹脂とは、分子中に（メタ）アクリロイル基（ＣＨ２＝ＣＨＣ（Ｏ）−またはＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）Ｃ（Ｏ）−）およびウレタン結合をそれぞれ少なくとも１つ含有する樹脂のことであり、（メタ）アクリロイル基およびウレタン結合はどのような割合で含有されていてもよい。上記ウレタン（メタ）アクリレート樹脂は、通常のウレタン（メタ）アクリレートの製造と同様な方法で製造することができ、例えば（１）イソシアネート化合物と分子内に（メタ）アクリロイル基を有するヒドロキシル化合物とのウレタン化反応、あるいは（２）分子内に（メタ）アクリロイル基を有するイソシアネート化合物とヒドロキシル化合物とのウレタン化反応により得ることができる。
【００１５】
本発明における光硬化型オリゴマー１分子当たりの平均官能基数とは光硬化型オリゴマー１分子中に含まれる官能基の数の平均値をいう。この平均官能基数は光硬化型オリゴマーが複数種類の場合にはその光硬化型オリゴマーの平均分子量を用いて計算した値となる。光硬化型オリゴマーが２種類である場合における、平均分子量を用いた１分子当たりの平均官能基数の計算方法について例示説明する。２種類の光硬化型オリゴマーの平均分子量をＭａ、Ｍｂとし、その添加重量をＷａ、Ｗｂ、１分子当たりの平均官能基数をＮａ、Ｎｂとすると、１分子当たりの平均官能基数Ｎは、Ｎ＝｛（Ｗａ／Ｍａ）・Ｎａ＋（Ｗｂ／Ｍｂ）・Ｎｂ｝／｛（Ｗａ／Ｍａ）＋（Ｗｂ／Ｍｂ）｝であらわされる。光硬化型コーティング剤がモノマーを含有する場合には、モノマーの平均官能基数は、上記光硬化型オリゴマーの平均官能基数には含まれない。モノマーは光硬化型オリゴマーとともに硬化反応をおこすが、実質的にモノマー配合は塗膜の光沢保持性能に影響を与えないからである。その理由は、モノマー配合量は光硬化型オリゴマーに比べて少ないからであると考えられる。上記光硬化型オリゴマーは、１分子当たりの平均官能基数が４以上である。これにより、床材表面に、光沢劣化を防止し得る塗膜を形成することができる。一方、４未満の場合には、光沢劣化のおそれがある。
【００１６】
光硬化型オリゴマーの１分子当たりの平均官能基数は、５以上であり、更には６以上であることが好ましい。これにより、光沢劣化防止効果が更に高くなる。また、光硬化型オリゴマーの１分子当たりの平均官能基数の上限は、１５〜２０程度であることが好ましい。１分子あたりの官能基数が多くなると官能基の反応率が低下するからであり、また官能基を極めて多くすることが合成上困難であるからである。
【００１７】
ここでいう「官能基」とは一般的な不飽和結合（炭素−炭素の多重結合であって水素、ハロゲン、ハロゲン化水素などが付加して飽和結合となり得る結合）であり、かつ、そのまま又は硬化剤の存在下、加熱、光や電子線照射などにより、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合などで硬化する結合であることを意味する。本発明における「官能基」としては、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、ビニル基、ビニリデン基などに由来する不飽和結合が挙げられ、好ましくはアクリロイル基、メタクリロイル基またはアリル基に由来する不飽和結合が挙げられ、このうち光硬化により床面被覆体を得る場合には、重合速度が速いことからアクリロイル基に由来する不飽和結合が特に好ましい。これらは、光硬化型オリゴマー中、１種または２種以上含まれていてもよい。また、以下、アクリロイル基とメタクリロイル基とを併せて（メタ）アクリロイル基ともいう。
【００１８】
１−２．光重合開始剤
本発明の光重合開始剤としては、３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ物質であれば特に限定はなく、例えば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイド、アシルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、２，６−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシホ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ホスフィンオキサイド、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどが挙げられ、好ましくは２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。
【００１９】
本発明の全光重合開始剤の使用量は、光重合性樹脂１００重量部に対して、通常０．０１〜２０重量部であり、好ましくは０．１〜１０重量部である。３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合開始剤の使用量は全光重合開始剤１００重量部に対して、好ましくは２６重量部以上、より好ましくは５０重量部以上である。
【００２０】
３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収がある物質とは３８０ｎｍ以上の吸収が最大の吸収ピーク以外であって、必ずしもピークを形成する必要はなく、３８０ｎｍ以上の最大吸光係数（ｍｌ／ｇ ｃｍ ｉｎメタノール）が１００以上の物質である。
【００２１】
１−３．その他の成分
本発明の光硬化型コーティング剤には、必須成分以外に、さらに一般公知の反応性希釈剤を配合してもよい。
上記反応性希釈剤とは、不飽和結合を１個有する反応性希釈剤、不飽和結合を２個有する反応性希釈剤、不飽和結合を３個以上有する反応性希釈剤などが挙げられる。これらの反応性希釈剤は、いずれも単独で用いることも、複数種組み合わせて用いることもできる。
【００２２】
反応性希釈剤の使用量は、光重合性樹脂１００重量部に対して、通常４００重量部以下が好ましく、より好ましくは１００重量部以下である。反応性希釈剤の濃度が４００重量部を超える場合には、硬化塗膜の、耐汚染性、耐摩擦性、耐薬品性および耐候性が低下するおそれがある。
【００２３】
当該不飽和結合を１つ有する反応性希釈剤としては、例えば（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキル、（メタ）アクリル酸ジアルキルアミノアルキル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸カルビトール、（メタ）アクリル酸イソボルニル、アクリロイルモルホリンなどが挙げられる。
【００２４】
上記（メタ）アクリル酸アルキルにおけるアルキル部は、炭素数が好ましくは１〜２０、より好ましくは２〜１０である直鎖状または分岐鎖状のアルキルであって、ヒドロキシ基、フェノキシ基、グリシジル基、カルボキシル基などで１またはそれ以上置換されていてもよい。（メタ）アクリル酸アルキルの具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルなどが挙げられ、好ましくは２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００２５】
上記（メタ）アクリル酸ジアルキルアミノアルキルにおけるアルキル部は、炭素数が好ましくは１〜２０、より好ましくは２〜８である直鎖状または分岐鎖状のアルキルであり、ジアルキル部のアルキルは、独立して、同一または異なっていてもよく、炭素数が好ましくは１〜２０、より好ましくは２〜８である直鎖状または分岐鎖状のアルキルである。（メタ）アクリル酸ジアルキルアミノアルキルの具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノエチルなどが挙げられ、好ましくは（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノエチルが挙げられる。
【００２６】
不飽和結合を２つ有する反応性希釈剤としては、例えばアルカンジオールジ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００２７】
上記アルカンジオールジ（メタ）アクリレートにおけるアルカン部は、炭素数が好ましくは１〜２０、より好ましくは２〜８である直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素であって、ヒドロキシ基、フェノキシ基で１またはそれ以上置換されていてもよい。アルカンジオールジ（メタ）アクリレートの具体例としては、１，６−ヘキサンジオールジ（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、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００２８】
上記ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートにおけるアルキレンは、炭素数が好ましくは１〜２０、より好ましくは２〜１０である直鎖状または分岐鎖状のアルキレンである。ポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートの具体例としては、ポリエチレングリコールジ（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、カプロラクタム変性ジ（メタ）アクリレートなどが挙げられ、好ましくはポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００２９】
不飽和結合を３つ以上有する反応性希釈剤としては、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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（β−ヒドロキシエチル）エチルジアミンのアクリル酸エステルなどが挙げられる。
【００３０】
また、不飽和ウレタン化合物の不飽和結合がアリル基に由来する場合の反応性希釈剤としては、例えば、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルアジペートなどが挙げられる。
【００３１】
また、不飽和ウレタン化合物の不飽和結合がビニル基に由来する場合の反応性希釈剤としては、例えば、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニルトルエン、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
【００３２】
本発明における光硬化型コーティング剤には、本発明の目的を阻害しなければ、通常用いられる添加剤をさらに配合しても良く、例えば、着色剤、顔料、艶消し剤、消泡剤、脱泡剤、湿潤剤、レベリング剤、帯電防止剤、粘度調整剤、貯蔵安定剤、抗菌剤、防腐剤、滑り止め剤、塗膜ひび割れ防止剤、密着促進剤、分散剤、界面活性剤、体質顔料、離型剤、シランカップリング剤、安定剤、難燃剤等が挙げられる。
【００３３】
２．基材
本発明における基材としては、特に限定はなく、例えば、塩化ビニル材、ポリエステル化粧板、メラミン化粧板、木材、石材、セラミック、プラスチック、金属、紙、布等が挙げられる。
【００３４】
３．プライマー
本発明の光硬化型コーティング剤は、基材に直接塗布しても、適切なプライマーを先に基材へ塗布後、プライマー層上に塗布してもどちらでもよいが、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いて硬化させた場合、後者の方が硬化後の基材と塗膜との密着性がよい。このため、基材にプライマーを塗布後、紫外線硬化型コーティング剤を塗布するのが、光硬化型コーティング剤を直接基材に塗布するよりも好ましい。
【００３５】
上記プライマー層とは、光硬化型コーティング剤層と基材との間に様々な目的で設けられた層であり、その目的に応じてプライマーの種類を選択すればよい。例えば、光硬化型コーティング剤と基材との密着性を高めるため、光硬化型コーティング剤が基材に浸透する場合にはそれを阻害するため、基材の保護のためにプライマー層を設けることができる。必要な性能を有するプライマーを基材に適宜必要な量塗布すればよく、プライマー層は、何層設けてもよく、作業効率を考慮すれば１層または２層が好ましい。
【００３６】
上記プライマーとしては、本発明の目的を阻害しなければ特に限定はなく、例えばポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素含有樹脂、アルキッド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルローズ樹脂（例えば、ニトロセルローズ、セルローズアセテートブチレートなど）、油脂類（例えば、ロジン誘導体、アマニ油、桐油、大豆油、ヒマシ油など）などのような天然および合成高分子が挙げられ、光照射によって変色や劣化が生じ難い点から、ポリウレタン樹脂およびアクリル樹脂が好ましい。
【００３７】
上記プライマーとしては、自然乾燥型、加熱乾燥型、２液反応型、光硬化型など従来公知のいかなる乾燥方法でもよい。
【００３８】
上記プライマーには、本発明の目的を阻害しなければ、さらに通常用いられる添加剤を配合してもよく、例えば増感剤、着色剤、消泡剤、脱泡剤、湿潤剤、レベリング剤、帯電防止剤、粘度調整剤、貯蔵安定剤、抗菌剤、防腐剤、滑り止め剤、塗膜ひび割れ防止剤、密着促進剤、分散剤、界面活性剤、体質顔料、離型剤、シランカップリング剤、安定剤、難燃剤などが挙げられ、これらは単独または組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
上記プライマーは、有機溶剤系の形態（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ミネラルスピリットなどの有機溶剤の系）、無溶剤系の形態、水性の形態（水を溶媒として用いる、例えば、水溶液系、水性エマルション系、水性ディスパーション系などの形態）といった様々な形態をとり得るが、水性の形態の場合、乾燥の際に、溶剤が蒸発しても臭気や有毒ガスを発生することがなく、環境上および塗装者の健康上好ましく、その上、洗浄用有機溶剤が不要であるため、現場施工においては水性の形態が好ましい。また、水性の形態であるプライマーは一般に粘度が低いため、刷毛、ローラー、ムートン、モップ、吹き付けなどの簡易な塗布方法に適している。
【００４０】
４．紫外線照射装置
本発明における紫外線照射装置は、光源が低圧水銀灯であるのが特徴である。一般的に、水銀灯とは、水銀蒸気を内部に封入したランプのことであり、内圧１ｍｍＨｇのものを低圧水銀灯いい、低圧水銀灯は光エネルギーの大部分が２５３．７ｎｍに集中していて、蛍光灯や殺菌灯等に用いられている（岩波 理化学辞典 第５版、６８３頁）。本発明における低圧水銀灯は、上記定義に準ずるが、厳密に上記の通りである必要はなく、いわゆるＵＶ−Ｃ領域に主波長が存在しており、かつ、その主波長のひとつが２５３．７ｎｍ（２５４ｎｍ）であれば特に形状や大きさなどに制限はなく、具体的にはＱＧＬ−１００−２Ｘ（岩崎電気株式会社製）などが挙げられ、塗膜の硬化性の点から、より高出力型のランプを使うことが好ましい。
【００４１】
低圧水銀灯は、高圧水銀灯と比較して発熱量が少ないため、作業者が照射直後のランプを誤って触ってしまった場合でも火傷を負う危険性がなく、また必要とする電気容量が小さいので現場施工時に一般の１００Ｖ電源が使用でき、しかも十分な硬化能力を発揮することができる。しかも、低圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置は、高圧水銀灯を光源とした場合には必要であった冷却装置（ファンや断熱板）よりも小型のものを使用することができ、紫外線照射装置全体として軽量化されて作業効率が良くなるなど、低圧水銀灯を光源として用いた紫外線照射装置を用いると様々な利点がある。
【００４２】
床に光硬化型コーティング剤を塗布した場合には紫外線照射装置として、例えば、ＵＳ６，０９６，３８３および日本特許公報２５８８１００号などで開示されている移動可能な紫外線照射装置を用いるのが好ましい。
【００４３】
５．硬化塗膜の形成方法
本発明における硬化塗膜は、以下のようにして形成することができる。基材へ本発明の光硬化型コーティング剤を塗布し、本発明の紫外線照射装置を用いてこれに紫外線を照射し、塗膜を硬化させることにより、硬化塗膜を形成することができる。また、必要に応じて、基材に光硬化型コーティング剤を塗布する前に、プライマーを基材に塗布することもできる。
【００４４】
本発明の光硬化型コーティング剤は基材へ塗布する際、無溶剤で用いることもできるが、塗布適性を与えるために、有機溶剤や水などを加えたものを用いても良い。有機溶剤の例としては、例えば、キシレン、トルエンのような芳香族系、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル系、メタノール、エタノールのようなアルコール系等が挙げられる。水を溶剤として用いた場合、その形態には限定はなく、例えば、エマルション、分子分散、ディスパーション等が挙げられる。作業者の健康と環境への負荷を考慮して、溶剤を用いる場合は水を溶剤としたこれらの形態とするのが好ましい。
【００４５】
該光硬化型コーティング剤の基材への塗布は、公知の方法に従って行えば良く、例えば、エアスプレー、エアレススプレー、刷毛、ローラー、ムートン等により塗布することができる。
【００４６】
本発明のプライマーの基材への塗布も、上記光硬化型コーティング剤の基材への塗布方法と同様な方法で行うことができる。光硬化型コーティング剤のプライマー層への塗布は、基材への塗布と同様に行えばよいが、プライマー層の乾燥後に行うことが必要である。
【００４７】
照射面での照射光量は、好ましくは１〜５０００ｍＪ／ｃｍ２であり、より好ましくは１０〜３０００ｍＪ／ｃｍ２である。照射面での照射光量が１ｍＪ／ｃｍ２未満の場合には、光硬化型コーティング剤からなる塗膜の硬化速度が遅くなったり未反応成分が残ったりして、塗膜の光沢保持性や耐汚染性が発現しない恐れがある。また、照射面での照射光量が５０００ｍＪ／ｃｍ２を超える場合には、照射能力の低い設備を用いるときは長い照射時間が必要となり、また、短時間でその照射光量を照射しようとすると、照射能力の高い設備が必要となるため設備費が高くなり、その上、塗膜劣化の恐れがある。
【００４８】
本発明の硬化塗膜の形成方法は、どのような場所でも適用でき、例えば、壁、床、テーブル、椅子などが挙げられ、床面に対して使用する場合には、光硬化型コーティング剤を床面に塗布後、移動可能な紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し、塗膜を硬化させることにより、硬化塗膜を形成することができる。
【００４９】
【実施例】
以下に本発明における実施例を説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。以下の、実施例および比較例において、「部」とは、特にその趣旨に反しない限り「重量部」のことである。
【００５０】
実施例１〜７、比較例１〜６
下記の中から選ばれる光重合性樹脂、光重合開始剤および希釈剤を適宜組み合わせて配合して攪拌機で混合し、添加剤を加え、均一にして光硬化型コーティング剤を調製した。各光硬化型コーティング剤を硬化後の膜厚が２０ミクロンとなるようにコンポジション系塩化ビニル床タイル（東リ（株）、マチコＶ）に塗布し、室温で１時間乾燥させた後、低圧水銀灯を用いた移動式照射装置（アイグラフィックス（株）：Ｗ１００）を用いて１０秒間照射した。
〔光重合性樹脂〕
Ａ：エベクリル１２９０（ウレタンアクリレート樹脂、ダイセル・ユーシービー（株）製）
Ｂ：エベクリル３４０４（エポキシアクリレート樹脂、ダイセル・ユーシービー（株）製）
Ｃ：アロニックスＭ１１１（反応性希釈剤、東亞合成（株）製）
〔光重合開始剤〕
Ａ：ルシリンＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）
Ｂ：イルガキュアー８１９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）
Ｃ：イルガキュアー３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）
Ｄ：イルガキュアー１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）
Ｅ：ダロキュア１１７３（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）
Ｆ：ヴァイキュアー５５（アクゾノーベル（株）製）
Ｇ：ＥＳＡＣＵＲＥ ＫＩＰ１５０（ｌａｍｂｅｒｔｉ社製）
Ａ、Ｂ、Ｃが３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合開始剤である。
〔希釈剤〕
Ａ：メタノール
以下、各組み合わせおよび配合量を表１に示す。なお表中、光重合性樹脂、光重合開始剤、希釈剤の配合の単位は、「重量部」である。
【表１】

【００５１】
硬化後の塗膜欠陥の評価方法
低圧水銀灯を用いた移動式照射装置（アイグラフィックス（株）：Ｗ１００）を用いて１０秒間照射後、３０分間室温で放置してＷ１００灯体外側の低圧水銀灯のもれ照射部０ｃｍから５ｃｍに発生するコウラ、チヂミ、ツヤビケの有無を目視で観察した。
○：コウラ、チヂミ、ツヤビケのいずれも全く発生していない。
×：コウラ、チヂミ、ツヤビケのいずれかが発生している。
【００５２】
光沢保持性能の評価方法
実施例１〜７および比較例１〜６で得られた塗膜の光沢保持性能は、以下の方法により評価した。当該塗膜表面上に珪砂８号を介して１２００ｇ／ｃｍ２の金属塊をのせ、この金属塊を４０回往復させる試験を行い、試験前後の光沢変化を目視判断した。
○：ほとんど光沢変化が認められない。
×：はっきりした光沢変化が認められる。
【００５３】
耐汚染性能の評価方法
実施例１〜７および比較例１〜６で得られた塗膜の耐汚染性能は、水性赤インク（パイロットインキ；（株）パイロット製）、および油性黒インク（油性マジックインキＮｏ．５００）を用いて、以下の方法により評価した。当該表面に上記汚染物質をそれぞれ付着させ、該当部を時計皿で覆い、室温で３時間放置した。次に、時計皿を除いて該当部を水道水で洗浄し、さらに油性黒インクを付着させた場合には石油ベンジンを染み込ませたウエスでふき取った後、耐汚染性能を次の基準に従い評価した。
○：ほとんど痕跡が認められない。
×：はっきりと痕跡が認められる。
実施例１〜７および比較例１〜６の評価結果を表２に示す。
【表２】

【００５４】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、高圧水銀灯が光源である紫外線照射装置を用いた場合に生じる問題（例えば、高電圧の電源の必要性、品質の低下、作業者への危険性など）を克服し、高圧水銀灯を用いた場合と同様な性能（例えば、耐汚染性、基材との密着性など）を有する硬化塗膜を形成でき、さらに、単位面積あたりの塗膜硬化時間が高圧水銀灯（１００Ｖ仕様）を用いた場合と比べて短い硬化塗膜の形成方法を提供することができ、特に、体育館、教室、デパート、事務所、店舗、ショールーム等の床面に有用である。

Claims (6)

1. 光重合性樹脂および３８０ｎｍ以上に少なくとも副吸収を持つ光重合開始剤を含む光硬化型コーティング剤を基材に塗布後、光源が低圧水銀灯である紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し、塗膜を硬化させることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
2. 請求項１において、光重合性樹脂に１分子あたりの平均官能基数が４以上である光硬化型オリゴマーが含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
3. 請求項１において、光重合性樹脂に１分子あたりの平均官能基数が５以上である光硬化型オリゴマーが含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
4. 請求項１において、光重合性樹脂に１分子あたりの平均官能基数が６以上である光硬化型オリゴマーが含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
5. 請求項１〜４において、光重合性樹脂にウレタン（メタ）アクリレート樹脂が含有されていることを特徴とする硬化塗膜の形成方法。
6. 光硬化型コーティング剤を床面に塗布後、移動可能な紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し、塗膜を硬化させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の硬化塗膜の形成方法。