JP2004169033A

JP2004169033A - エラストマー用の新規なペイント組成物

Info

Publication number: JP2004169033A
Application number: JP2003390760A
Authority: JP
Inventors: Nathalie Thenault; ナタリーテナウル; Celine Desaindes; セリーヌデサインド
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2004-06-17
Also published as: EP1431358B1; FR2847259A1; ES2263936T3; ATE328047T1; DE60305618D1; FR2847259B1; DE60305618T2; US20040138374A1; EP1431358A1; BR0305318A; US7125927B2

Abstract

【課題】優れた耐磨耗性、耐光堅牢性、耐候性、振動音吸収性、柔軟性を有する、エラストマー製品用のペイントおよびワニスを得ることを課題とする。
【解決手段】固体として、
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１０〜５０重量部；
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１０〜３０重量部；
‐無機または有機の充填剤１０〜７０重量部；
‐加工助剤５〜２０重量部；
‐架橋剤０〜１０重量部；および
‐水４０〜１５０重量部
を含むペイントまたはワニス組成物により、上記の課題を解決する。
【選択図】なし

Description

本発明の主題は、エラストマーからできている物品への適用を意図した新規なペイントまたはワニス組成物である。本発明の主題は、該組成物で塗布されたエラストマー物品でもある。

自動車の車体用または建物中の開放灯用のシールは、一般にエラストマー材料で製造されており、高度のストレスにさらされている。

通常、それらは、液状のペイントを堆積し、次いで乾燥することによって得られる保護皮膜で覆われている。この種の保護皮膜は、エラストマー物品を磨耗から保護し、特に所望の色合いを付与して外観を改善し、その摩擦係数を減らし、光および風化に耐え、そして特に窓ガラスまたは車体部分と擦れるようなときに振動音を減らすことが期待されている。この種のペイントは、乾燥したときに、亀裂または襞を形成しないで、保護される物品の動きに従うように十分に柔軟でなければならない。

最後に、水をベースとするペイントまたはワニスは、一般にそれらが汚れ難いという理由で好まれており、コストの適正化のためにできるだけ有効であるペイントまたはワニスを製造するための努力が続けられている。

エラストマー物品用のペイントは市販されている。それらは一般にポリウレタンまたはシリコンあるいはフルオロポリマ−のいずれかをベースとしている。

しかし、これらのポリマーシステムはいずれも、かかる適用において十分に満足できるというわけではない。
シリコンをベースとするペイントは、摩擦係数を減らすという見地からは満足できるが、耐光堅牢性、振動音の吸収、外観および柔軟性に関しては適度に満足できるだけである。それらは、コストおよび摩耗抵抗に関しては不十分である。

ポリウレタンをベースとするペイントは、摩耗抵抗の見地からは満足できるが、コストおよび外観に関してはほどよく満足できるだけである。それらは、振動音の吸収に関して、また摩擦係数を減らすという点においては不十分である。それらは、耐光堅牢性および耐候性に関して極めて不十分である。

フルオロポリマーをベースとするペイントは、摩擦係数を減らすという見地からは満足できるが、耐光堅牢性、振動音の吸収、外観および摩耗抵抗性に関してはほどよく満足できるだけである。それらは、コストおよび柔軟性に関して不十分である。

したがって、本発明の目的は、上記の全ての評価基準に関して、満足できるまたは非常に満足できる結果をもたらすペイントまたはワニス組成物を提供することであった。さらに、それは環境破壊を最小化するために、水をベースとするペイントの分野における研究に向けられた。追加される選択基準は、洗車に通常用いられる洗浄製品または家庭用洗浄製品に対するペイント塗膜の良好な耐性であった。

本発明の主題は、固体として、
-水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１０〜５０重量部；
-水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１０〜３０重量部；
-無機または有機の充填剤１０〜７０重量部；
-加工助剤５〜２０重量部；および
-架橋剤０〜１０重量部
を含む、新規なペイントまたはワニス組成物であって、さらに上記の組成物は、それらの水相中でのポリマーの濃度および所望の希釈度に従って、水４０〜１５０重量部を含む。部は組成物中の活性材料の重量によって示される。水の重量部は、少なくともポリウレタンエマルジョンおよびアクリルポリマーまたはコポリマーのエマルジョンに含まれる水に相当し、−水は、特に適用モードに従って、その希釈度を調整するために組成物中に取り込まれ得る。

本発明の組成物中で用いられるポリウレタンは、ポリオールとポリイソシアネート、通常ジイソシアネートとの反応から生じる、水性エマルジョン中のポリマーである。用いられるポリオールとしては、特にポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびアクリルポリオールが挙げられる。脂肪族ポリエステルから誘導されるポリウレタン系のものを用いるのが好ましい。

次の基準を満たすポリウレタンを選択するのが好ましい：
- ２５ＭＰａ以上、好ましくは３０ＭＰａ以上の引張強さ;
- ４００％以上、好ましくは４５０％以上の破断点伸び;および
- １０ＭＰａ以下、好ましくは８ＭＰａ以下の１００％モジュラス。
これらの測定は、乾燥フィルムについて、ＮＦＴ４６−００２標準に従って、ダンベル形試験片について行われる。

本発明で用いられる市販のポリウレタンとしては、商標 Witcobond 781としてBaxenden社から販売されている製品などが特に挙げられる。

本発明で用いられるアクリルポリマーまたはコポリマーは、ガラス転移温度−４０℃〜＋５℃を有する水性エマルジョン中のポリマーまたはコポリマーである。本発明の組成物は、アクリルポリマーまたはコポリマーのブレンド−少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマーを含み、一方はガラス転移温度０〜５℃を有し、他方はガラス転移温度−４０℃〜−３０℃を有するものである。

本発明による組成物で用いられるアクリルポリマーまたはコポリマーとしては、商標Rhodopas DS 1022としてRhodia社から販売されているもの、および商標Neocryl XK-90としてAvecia社から販売されているものなどが特に挙げられる。
好都合には、Rhodopas DS 1022とNeocryl XK-90とのブレンドが用いられる。

本発明による組成物で用いられる充填剤としては、顔料、艶消剤および滑剤などが特に挙げられる。

本発明による組成物で用いられる加工助剤としては、特に組成物のレオロジーを修正するもの、とりわけ増粘剤などが挙げられる。

本発明による組成物で用いられる架橋剤としては、オルガノシラン系またはブロックイソシアネート系からの製品などを選択するのが好ましい。

本発明の方法によって、廉価で、かつ柔軟性であるが、磨耗から保護し、光に対して耐性であり、耐候性で、洗浄製品に抵抗性である保護皮膜を有するエラストマー物品を得ることができる。かかる保護皮膜は、物品の外観を改善し、特に所望の色合いを付与し、その摩擦係数を減らし、特に窓ガラスまたはボディ部分が擦れるために起こる振動音を軽減させる。好都合にも、本発明の物品は、エラストマー材料でできている部分より、次の基準の少なくとも1つに関して、優れた特性を備えている：磨耗からの保護、光と気候に対する耐性、洗浄製品に対する抵抗性、低い摩擦係数および低い振動音。

本発明の第１の好適な実施形態によれば、本発明のペイント組成物は、
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１０〜３０重量部；
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１０〜３０重量部；
‐無機または有機の充填剤１０〜４５重量部;
‐加工助剤５〜１５重量部;
‐架橋剤０〜１０重量部；および
‐水４０〜１５０重量部
を含む。

本発明のペイント組成物は、好ましくは、
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１５〜２５重量部；
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１５〜２５重量部；
‐無機または有機の充填剤１８〜３２重量部;
‐加工助剤８〜１２重量部;
‐架橋剤１〜４重量部；および
‐水５０〜７０重量部
を含む。

部は、組成物中の活性材料の重量によって示される。
本発明の組成物は、さらに好ましくは、活性材料の重量で、ほぼ等しい量のポリウレタンとアクリルポリマーまたはコポリマーとを含む。

好都合には、本発明の組成物は、おおよそ
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン２０重量部；
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー２０重量部；
‐艶消剤１０重量部;
‐充填剤１５重量部;
‐加工助剤１０重量部；
‐架橋剤２重量部；および
‐水６０重量部
を含む。

本発明の他の好ましい1つの実施形態として、本発明の組成物は、
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン２５〜４５重量部；
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１５〜２５重量部；
‐無機または有機の充填剤１８〜５０重量部;
‐加工助剤１０〜１８重量部;
‐ 架橋剤１〜４重量部；および
‐水５０〜７０重量部
を含む。
部は、組成物中の活性材料の重量によって示される。

好都合には、本発明の組成物は、おおよそ
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン４０重量部；
‐水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー２０重量部；
‐艶消剤１５重量部;
‐充填剤４０重量部；
‐加工助剤１５重量部;
‐架橋剤２重量部；および
‐水６０重量部
を含む。

本発明によるペイントおよびワニス組成物は、本質的にエラストマー物品に適用されることを意図している。

本発明の主題は、エラストマー物品を保護する方法でもあり、この方法では、
‐出発製品は加硫エラストマーでできている物品であり;
‐ エラストマー物品は、その表面に付着を許容するように処理され;
‐ 上記のペイントまたはワニス組成物は、エラストマー物品の全体または一部に適用され;そして
−ペイントまたはワニス皮膜でコートされた物品は乾燥される。

出発製品は、いかなるエラストマー材料からできていてもよい：本発明の方法で用いられるエラストマー材料は、天然ゴム、合成ゴムおよび熱可塑性エラストマーである。勿論、いくつかのエラストマーのブレンドを用いることもできる。

合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレン（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、フルオロカーボン（ＦＰＭ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ニトリル/ＰＶＣゴム（ＮＢＲ／ＰＶＣ）、ネオプレン（ＣＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ）、エピクロロヒドリンコポリマー（ＥＣＯ）、シリコン（ＶＭＱ）、フルオロシリコン（ＦＶＭＱ）、ポリエチルアクリレート（ＡＣＭ）およびポリイソブチレン（ＰＩＢ）が挙げられる。

熱可塑性エラストマーとしては、2つの大きな系統、すなわちイオノマーおよびブロックコポリマーが挙げられる。イオノマーは、その構成単位の小部分がイオン性の基であるコポリマーである。ブロックコポリマーは、主鎖の長い区分中に別々のコモノマーを含む。

熱可塑性エラストマーブロックコポリマーとしては、特に、スチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンコポリマー（ＳＩＳ）およびスチレン−エチレン／ブチレン−スチレンコポリマー（ＳＥＢＳ）が挙げられる。

熱可塑性エラストマーは、文献ＷＯ９７/４４３９０に記載されているように、メタロセンを触媒とする重合を用いて、エチレンまたはプロピレンのようなオレフィンモノマーから製造される。この種の熱可塑性エラストマーは、特に、好ましくはアクリル酸、無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレートでグラフトした、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびエチレン−プロピレンコポリマーを含み、重合はメタロセン、好ましくはポリオクテンを触媒として行われる。

本発明において好ましく用いられるエラストマーは、天然ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレン（ＣＲ）およびポリイソブチレン（ＰＩＢ）から選択されるものである。ＥＰＤＭが都合よく用いられる。

エラストマー物品の表面への付着性を促進することを意図した処理は、当業者によく知られている；特に、次の方法が挙げられる：コロナ処理;例えば商標Xylan 4016としてWhitford社から販売されている製品のような付着プライマーの適用；紫外線照射処理;プラズマ処理など。

ワニスまたはペイントは、当業者に知られているいかなる手段によっても、すなわち刷毛塗り、浸漬、エアスプレーガンまたは静電スプレーガンによって適用される。

エアガンを用いてペイントが適用されるとき、それは温度１００〜１３０℃で、加熱したエラストマー物品上に堆積される。静電スプレーガンを用いてペイントが適用されるとき、それは室温でエラストマー物品上に堆積される。好ましくは、エアスプレーガンまたは静電スプレーガンを使用して、ペイントが適用される。通常、５〜２５μm、好ましくは１０〜２０μm の厚さを有する皮膜を得るようにペイントは堆積される。
ペイントは、好ましくは１００℃以上の温度で乾燥される。

得られる皮膜の柔軟性は定量化され得る：一般に次の特性を有する皮膜が得られる：１００％以上、好ましくは１５０％以上、さらに好ましくは１８０％以上の破断点伸び、および３ＭＰａ以上、好ましくは４ＭＰａ以上の引張り強さ（これらの測定は、乾燥した皮膜に関して、ＮＦＴ４６−００２標準に従い、ダンベル形試験片について行われる）。

本発明の主題は、上記のワニスまたはペイント組成物を用いて、これらの特性を備えた皮膜を得ることでもある。

本発明の主題は、また本発明の方法によって得られるエラストマー物品でもある。かかる物品は、エラストマー材料でできている部分と、上記のペイントまたはワニス組成物をエラストマー部分の全体または一部の上に堆積させ、次いで該組成物を乾燥することによって得られる保護皮膜とから形成される。

実施例
装置：
SEPAPは、加速条件下で自然老化を再現するための、光加速老化室である。

次のペイント組成物を調製した。量は構成成分の重量部で表され、該構成成分はそれらの商標によって特定されている：
構成成分量
Witcobond 781 ４５
Neocryl XK-90 ２０
Rhodopas DS 1022 ３０
Byk 348 ０．５
Byk 024 ０．３
Ceraflour 920 ８
DC-84 ２
Borchigel LW-44 ２
Spheriglass 5000CP03 １０
NMP ４
顔料ベース３

本発明のペイント組成物をエラストマー（EPDM）シールに適用し、次いで乾燥した。得られた皮膜（厚さ１５μm）は、次の特徴を示した：
‐ 優れた耐光堅牢性（６０℃で２時間の加水分解とともに、ＳＥＰＡＰ中で３００時間紫外線に曝露：わずかな漂白だけが観察された）;
‐ 非常に良い老化耐性（９０℃で４日後に、残留する破断点伸びは９０％超）;
‐ 良好な耐薬品性：石鹸水およびフロントガラス洗浄器のような製品と接触後、ほとんど変化なし;
‐ 高い柔軟性：破断点伸びは２１２％に等しく、引張強さは５．６ＭＰａに等しい（これらの測定は、乾燥皮膜について、ＮＦＴ４６−００２標準に従って、ダンベル形試験片について行った）;ならびに
‐良好な摩耗抵抗：塗装されたシールに対して、織物布またはピアノ線による摩耗。

次のペイント組成物を調製した。量は構成成分の重量部で表され、該構成成分はそれらの商標によって特定されている：
構成成分量
Witcobond 781 ９０
Neocryl XK-90 ２０
Rhodopas DS 1022 ３０
Byk 348 ２
Byk 024 １
Ceraflour 920 １０
DC-84 ２
Borchigel LW-44 １
Spheriglass 5000CP03 １５
NMP ４
顔料ベース３
Fluoro AQ50 １０

次いで、本発明のペイント組成物をエラストマー（EPDM）シールに適用し、次いで乾燥した。得られた皮膜（厚さ１５μm）は、次の特徴を示した：
‐ 優れた耐光堅牢性（６０℃で２時間の加水分解とともに、ＳＥＰＡＰ中で３００時間紫外線に曝露：わずかな漂白だけが観察された）;
‐ 非常に良い老化耐性（９０℃で４日経過後に、残存する破断点伸び９０％超）;
‐ 良好な耐薬品性：石鹸水およびフロントガラス洗浄器のような製品と接触後、ほとんど変化なし;
‐ 高い柔軟性：破断点伸びは２１２％に等しく、引張強さは５．６ＭＰａに等しい（これらの測定は、乾燥皮膜について、ＮＦＴ４６−００２標準に従って、ダンベル形試験片について行った）;
‐極めて良好な摩耗抵抗（ペイントを塗ったシールに対する窓ガラス縁による摩耗）；ならびに
‐車体部分の摩擦のために生ずる振動音の減少または消滅。

本発明の方法に従って製造される物品は、特にシーリング部品として、とりわけ自動車産業におけるシ−リングストリップとして、あるいは防振部品として用いられる。それらはまた建物中のオープニングライトをシールするためにも用いられる。

Claims

固体として、
-水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１０〜５０重量部；
-水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１０〜３０重量部；
-無機または有機の充填剤１０〜７０重量部；
-加工助剤５〜２０重量部；および
-架橋剤０〜１０重量部
を含むペイントまたはワニス組成物であって、該組成物はさらに水４０〜１５０重量部を含み、部は組成物中の活性材料の重量によって与えられ、ここでアクリルポリマーまたはコポリマーは、一方がガラス転移温度０〜＋５℃を有し、他方がガラス転移温度−４０〜−３０℃を有するように選択される組成物。
ポリウレタンが脂肪族ポリエステルの誘導体から選択される、請求項１に記載の組成物。
ポリウレタンが次の基準を満たすものから選択される、請求項１または２に記載の組成物：
- ２５ＭＰａ以上、好ましくは３０ＭＰａ以上の引張強さ;
- ４００％以上、好ましくは４５０％以上の破断点伸び;および
- １０ＭＰａ以下、好ましくは８ＭＰａ以下の１００％モジュラス。
- 水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１０〜３０重量部;
- 水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１０〜３０重量部;
- 無機または有機の充填剤１０〜４５重量部;
- 加工助剤５〜１５重量部;
- 架橋剤０〜１０重量部を含む組成物であって、該組成物がさらに水４０〜１５０重量部を含み、部は組成物中の活性材料の重量によって与えられる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の組成物。
- 水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン１５〜２５重量部;
- 水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１５〜２５重量部;
- 無機または有機の充填剤１８〜３２重量部;
- 加工助剤８〜１２重量部;
- 架橋剤１〜４重量部；および
- 水５０〜７０重量部を含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の組成物。
活性材料の重量により、およそ等量のポリウレタンとアクリルポリマーまたはコポリマーとを含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載の組成物。
- 水性エマルジョンの形態中にある少なくとも１つのポリウレタン２５〜４５重量部;
- 水性エマルジョンの形態中にある少なくとも２つのアクリルポリマーまたはコポリマー１５〜２５重量部;
- 無機または有機の充填剤１８〜５０重量部;
- 加工助剤１０〜１８重量部;
- 架橋剤１〜４重量部；および
- 水５０〜７０重量部を含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の組成物。
- 出発製品が加硫エラストマーでできている物品であり;
- エラストマー物品がその表面に付着を許容するように処理され;
- 請求項１〜７のいずれか１つに記載のペイントまたはワニス組成物が、エラストマー物品の全体または一部に適用され;そして
- ペイントまたはワニス皮膜で被覆された物品が乾燥される方法である、エラストマー物品を保護する方法。
エラストマーが、天然ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、クロロプレン（ＣＲ）およびポリイソブチレン（ＰＩＢ）から選択される、請求項８に記載の方法。
ワニスまたはペイント組成物がエアスプレーガンまたは静電スプレーガンによって適用される、請求項８および９のいずれかに記載の方法。
ペイントが温度１００℃以上で乾燥される、請求項８〜１０のいずれか１つに記載の方法。
次の特性：破断点伸び１００％以上および引張強さ３ＭＰａ以上を有する皮膜を得るための、請求項１〜７のいずれか１つに記載の組成物の使用。
エラストマー材料でできている部分と、エラストマー部分の全体または一部上に請求項１〜７のいずれか１つに記載のペイントまたはワニス組成物を置き、該組成物を乾燥させることによって得られる保護皮膜とから形成される物品。
次の基準：磨耗からの保護、耐光性と耐候性、洗浄物品に対する抵抗性、低摩擦係数および低い振動音性の少なくとも1つに関して、それらが得られるエラストマー材料でできている部分より優れている特性を備えている、請求項１３に記載の物品。
物品がシーリングストリップまたは防振部分である、請求項１３または１４に記載の物品。