JP2005097565A - 硬化性コーティング組成物、該コーティング組成物を有する被覆金属プレートを作製する方法、及びそれにより作製された被覆金属プレート - Google Patents
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Abstract
【課題】表面上にエンボスを形成し得るコーティング組成物及び該コ−ティング組成物から形成されたエンボス−様テクスチャ−を有する被覆金属プレ−トを作製するための方法を提供する。
【解決手段】 ポリエステル、ポリエステルを硬化させるための硬化剤、硬化触媒、ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒、及びポリエステルと不相溶性のワックスを含む硬化性コーティング組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 ポリエステル、ポリエステルを硬化させるための硬化剤、硬化触媒、ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒、及びポリエステルと不相溶性のワックスを含む硬化性コーティング組成物。
【選択図】 なし
Description
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、コーティング組成物、より詳しくは硬化性コーティング組成物に関する。本発明はまた、該コーティング組成物から形成されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを作製するための方法、及び、該方法により作製されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートに関する。
１．発明の分野
本発明は、コーティング組成物、より詳しくは硬化性コーティング組成物に関する。本発明はまた、該コーティング組成物から形成されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを作製するための方法、及び、該方法により作製されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートに関する。
２．関連分野の説明
裸眼によって認識可能な立体パターンであるエンボスパターンを有する金属プレート又はロールを作製するための２つの従来法が存在する。従来法の１つは、約２００μｍの厚さで熱可塑性ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）のコーティングを金属プレートに塗布する工程、エンボスローラーを用いることによってコーティングをホットプレスする工程、及び被覆金属をクエンチして金属プレート上にエンボスパターンを形成する工程を包含する。しかしながら、前記従来法は、以下の不利な点を有する：
１）ＰＶＣコーティングは、典型的に、可塑剤（ジオクチルフタレート又はトリクレシルホスフェートのような）を含むが、これは、移動しやすく、それゆえ環境汚染を引き起こしやすい。可塑剤の使用は、非常に近い将来、規制される可能性が高い。
裸眼によって認識可能な立体パターンであるエンボスパターンを有する金属プレート又はロールを作製するための２つの従来法が存在する。従来法の１つは、約２００μｍの厚さで熱可塑性ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）のコーティングを金属プレートに塗布する工程、エンボスローラーを用いることによってコーティングをホットプレスする工程、及び被覆金属をクエンチして金属プレート上にエンボスパターンを形成する工程を包含する。しかしながら、前記従来法は、以下の不利な点を有する：
１）ＰＶＣコーティングは、典型的に、可塑剤（ジオクチルフタレート又はトリクレシルホスフェートのような）を含むが、これは、移動しやすく、それゆえ環境汚染を引き起こしやすい。可塑剤の使用は、非常に近い将来、規制される可能性が高い。
２）ホットプレスを行うためには、コーティングは２００μｍの厚さであるべきであり、これは、言い換えれば、製造コストを増大させる。
３）熱又はストレスに曝されたとき、コーティングのエンボスパターンが消えやすい。さらに、被覆金属プレート製品が戸外で使用されたとき、コーティングが光及び熱により劣化しやすい。それゆえ、金属プレート製品は、高温において有用でない。
他方の従来法は、エンボスされ且つパターニングされたＰＶＣシートを金属支持体へ接着する工程、及び、金属支持体に対してＰＶＣシートをプレスして、エンボス（ｅｍｂｏｓｓｍｅｎｔ）を有する金属プレート又はロールを作製する工程を包含する。ポリビニルクロライドもまたこの方法において使用されるので、やはり、前記の不利な点に直面する。その上、ＰＶＣシートを金属支持体へ付着させるために一連の工程が必要であるため、製造が比較的複雑であり且つ費用がかかる。さらに、ＰＶＣシートは、単調な色であり、製品の外観のバラエティーに制限がある。
発明の要旨
本発明の目的は、前記の先行技術の不利な点を克服するため、その表面上にエンボスを形成し得る硬化性コーティング組成物を提供することである。
本発明の目的は、前記の先行技術の不利な点を克服するため、その表面上にエンボスを形成し得る硬化性コーティング組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、該コーティング組成物から形成されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを作製するための方法を提供することである。
本発明の更なる目的は、該方法によって作製されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを提供することである。
最初の局面に従って、本発明は、ポリエステル、ポリエステルを硬化させるための硬化剤、ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒、及びポリエステルと不相溶性のワックスを含む硬化性且つエンボスを形成し得るコーティング組成物を提供する。
コーティング組成物がベースフィルム（ｂａｓｅ ｆｉｌｍ）又はプライマーコーティング（ｐｒｉｍｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）へ塗布される場合、ポリエステル用混合溶媒の異なる溶解力に起因して、プライマーコーティングとコーティング組成物の層との間に界面張力の差が生じ、そのため、コーティング組成物がプライマーコーティング上で完全には平坦になり得ない。不完全なレベリングにより、結果的に、コーティング組成物の表面上にむら（ｕｎｅｖｅｎｎｅｓｓ）が生じる。ポリエステルとワックスとの不相溶性によってむらの効果が高められ、それにより、コーティング組成物を硬化させたときに、クリアーなエンボス−様テクスチャーが作り出される。
エンボス−様テクスチャーにおけるしぼ（ｇｒａｉｎｓ）のサイズ及び形状は、混合溶媒のタイプ、ワックスのタイプ、及びコーティング組成物中に含まれる成分のパーセンテージを変えることによって、制御又は調整され得る。
第二の局面に従って、本発明は、エンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを作製するための方法を提供する。該方法は、以下の工程を包含する：
（ｉ）金属プレートへポリエステルベースのプライマーコーティングを塗布し、ベースフィルムを形成すること；
（ｉｉ）ベースフィルム上へ硬化性コーティング組成物を塗布し、トップフィルムを形成すること（該硬化性コーティング組成物は、ポリエステル、ポリエステルを硬化させるための硬化剤、ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒、及びポリエステルと不相溶性のワックスを含む）；及び
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）の後に、金属プレートを加熱して、硬化性コーティング組成物を硬化させること。
（ｉ）金属プレートへポリエステルベースのプライマーコーティングを塗布し、ベースフィルムを形成すること；
（ｉｉ）ベースフィルム上へ硬化性コーティング組成物を塗布し、トップフィルムを形成すること（該硬化性コーティング組成物は、ポリエステル、ポリエステルを硬化させるための硬化剤、ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒、及びポリエステルと不相溶性のワックスを含む）；及び
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）の後に、金属プレートを加熱して、硬化性コーティング組成物を硬化させること。
第３の局面に従って、本発明は、該方法によって作製されたエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを提供する。
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照し、以下の好ましい実施形態の詳細な説明において、明らかになるであろう。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１及び２に関して、図１において最もよく示されるように、硬化性コーティング組成物３の好ましい実施形態は、金属プレート１上のベースフィルム２へ塗布される。コーティング組成物３が硬化した後、金属プレート１は、図２に示されるようなエンボス−様テクスチャー５を有する。
図１及び２に関して、図１において最もよく示されるように、硬化性コーティング組成物３の好ましい実施形態は、金属プレート１上のベースフィルム２へ塗布される。コーティング組成物３が硬化した後、金属プレート１は、図２に示されるようなエンボス−様テクスチャー５を有する。
コーティング組成物３は、主成分としてのポリエステル、ポリエステルを硬化させるための硬化剤、硬化触媒、混合溶媒、及びポリエステルに不相溶性のワックス４を含む。混合溶媒は、ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含み、それにより、コーティング組成物３が金属プレート１の表面へ塗布されたとき、図１において示されるように、該コーティング組成物３は、完全には平坦化され得ない。さらに、ワックス４は、ポリエステルと不相溶性であるので、図２において示されるように、金属プレート１の表面上へエンボス−様しぼ（ｇｒａｉｎｓ）を作り出すことができる。
好ましくは、混合溶媒は、環状ケトン及び芳香族溶媒を含む。好ましくは、環状ケトンは、シクロヘキサノンであり、そして、芳香族溶媒は、１９２〜２０７℃の範囲の沸点を有するＣ9-12芳香族炭化水素（例えば、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｏｒｐ．から市販されているＳ１５０）、２２６〜２８５℃の範囲の沸点を有するＣ9-12芳香族炭化水素（例えば、Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｏｒｐ．から市販されているＳ２００）、又はそれらの混合物である。より好ましくは、芳香族溶媒は、Ｓ２００である。
本発明に適したワックスは、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、又はその混合物である。より好ましくは、ワックスは、ポリプロピレンワックスである。
好ましくは、ポリエステルは、２０００〜８０００の範囲の重量平均分子量、５〜４０の範囲のヒドロキシル価、及び３より低い酸価を有する。
本発明における使用に適した硬化剤は、ポリアミン、イソシアネート化合物、又はその混合物である。より好ましくは、硬化剤がメラミンである。
本発明において使用可能な硬化触媒は、低酸性の触媒（ｌｏｗ ａｃｉｄｉｃ ｃａｔａｌｙｓｔｓ）である。硬化触媒の例としては、スルホフェニル含有スルホン酸（ｐ−トルエンスルホン酸、ジノニルスルホン酸、又はその混合物のような）である。好ましくは、硬化触媒は、ｐ−トルエンスルホン酸である。
ポリエステル、硬化剤、硬化触媒、混合溶媒、及びワックスのパーセンテージは、コーティング組成物の総重量に基づいて、それぞれ、７０−８０ｗｔ％、６−１０ｗｔ％、 ０．５−１．０ｗｔ％、１３．３−２５ｗｔ％、及び、０．２−０．５ｗｔ％であり得る。
本発明に従うコーティング組成物は、当該分野において周知の任意の適当な手段によって（例えば、前記成分を混ぜ合わせることによって）調製され得る。
コーティング組成物３の成分の量は、被覆金属プレート上に形成されることが求められる特定のパターンに依存して、選択され得る。さらに、必要に応じて、慣用の添加剤（金属顔料、スペーサー等）がコーティング組成物３へ添加され、コーティング組成物３によって提供されるパターン及びテクスチャーが促進され得る。
本発明に従うエンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを作製するための方法の好ましい実施形態は、以下の工程を包含する：
（ｉ） 予め決定した厚さで、ポリエステルベースのプライマーコーティングを金属プレート１へ塗布し、ベースフィルム２を形成すること；
（ｉｉ） 予め決定した厚さで、硬化性コーティング組成物３をベースフィルム２上へ塗布し、トップフィルムを形成すること；及び
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）の後に、金属プレート１を加熱して、硬化性コーティング組成物３を硬化させ、それにより、エンボス形成フィルム（ｅｍｂｏｓｓｍｅｎｔ−ｆｏｒｍｉｎｇ ｆｉｌｍ）を有する被覆金属プレートを作製すること。
（ｉ） 予め決定した厚さで、ポリエステルベースのプライマーコーティングを金属プレート１へ塗布し、ベースフィルム２を形成すること；
（ｉｉ） 予め決定した厚さで、硬化性コーティング組成物３をベースフィルム２上へ塗布し、トップフィルムを形成すること；及び
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）の後に、金属プレート１を加熱して、硬化性コーティング組成物３を硬化させ、それにより、エンボス形成フィルム（ｅｍｂｏｓｓｍｅｎｔ−ｆｏｒｍｉｎｇ ｆｉｌｍ）を有する被覆金属プレートを作製すること。
ポリエステルベースのプライマーコーティングとしての使用に適した材料は、主成分として、比較的高い分子量を有するポリエステルが挙げられる。好ましくは、ポリエステルベースのプライマーコーティングとして使用される材料は、以下を含む改変された硬化性コーティングである：
（ａ）１００００〜２００００の範囲の分子量、１０〜４０の範囲のヒドロキシル価、及び５以下の酸価を有するポリエステル；
（ｂ） 硬化剤として使用されるメチル化されたポリアミン及びイソシアネート；
（ｃ）イソシアネートを触媒するため、並びに、金属プレート１についての耐蝕性及び接着性を改善するために使用されるジ−ｎ−ブチルチンラウレート；
（ｄ）メチル化されたポリアミンを触媒するために使用されるｐ−トルエンスルホン酸；及び
（ｅ）プライマーコーティングの完全なレベリングを容易にするための真溶媒（ｔｒｕｅ ｓｏｌｖｅｎｔ）（単一成分溶媒、或いは、互いに混和し得る２又はそれ以上の溶媒からなる）（個々に使用される芳香族溶媒、エステル及びケトンのような）。
（ａ）１００００〜２００００の範囲の分子量、１０〜４０の範囲のヒドロキシル価、及び５以下の酸価を有するポリエステル；
（ｂ） 硬化剤として使用されるメチル化されたポリアミン及びイソシアネート；
（ｃ）イソシアネートを触媒するため、並びに、金属プレート１についての耐蝕性及び接着性を改善するために使用されるジ−ｎ−ブチルチンラウレート；
（ｄ）メチル化されたポリアミンを触媒するために使用されるｐ−トルエンスルホン酸；及び
（ｅ）プライマーコーティングの完全なレベリングを容易にするための真溶媒（ｔｒｕｅ ｓｏｌｖｅｎｔ）（単一成分溶媒、或いは、互いに混和し得る２又はそれ以上の溶媒からなる）（個々に使用される芳香族溶媒、エステル及びケトンのような）。
さらに、コーティング組成物３の調製において用いるコンセプトに次いで、必要に応じて、適切な慣例的な添加剤（テフロン（登録商標）ワックス、ポリプロピレンワックス、又はポリエチレンワックスのような）をポリエステルベースのプライマーコーティングへ添加し、ベースフィルム２とコーティング組成物３から形成されたトップフィルムとの間の界面張力を調整し、それにより、エンボス−様テクスチャーの形成を促進させてもよい。さらに、所望の場合、顔料及び耐蝕剤が添加され得る。プライマーコーティングは、当該分野において周知の任意の適当な手段によって調製され得る。
好ましくは、工程（ｉｉｉ）は、２１０〜２５０℃の範囲の温度において行われる。工程（ｉｉｉ）における加熱時間は、好ましくは、２０秒〜５分の範囲である。
金属プレート１、ベースフィルム２、及びコーティング組成物３から形成されるトップフィルムの総厚さは、２５μｍ以下である。さらに好ましくは、ベースフィルム２の厚さは、１２〜２０μｍの範囲である。
本発明において使用される金属プレートは、銅プレート、亜鉛めっきスチールプレート、ガルバリューム（ｇａｌｖａｌｕｍｅ）スチールプレート、又はステンレススチールプレートであり得る。
以下の実施例は、例示目的のみのためであって、いかなる方法においても、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
第１表において列挙される成分及びその量（ｗｔ％）を使用して、コーティング組成物３及びプライマーコーティングを調製するために使用し、次いでこれらを使用して、本発明の方法に従って、被覆金属プレートを作製する。プライマーコーティングを、０．４７６ｍｍの厚さを有するガルバリュームスチールプレート１へ１２μｍの厚さで塗布し、スチールプレート１上にベースフィルム２を形成する。次に、コーティング組成物３を７μｍの厚さでベースフィルム２へ塗布し、トップフィルムを形成する。ベースフィルム２及びトップフィルムでコーティングされたスチールプレート１を、オーブン中で、２１０〜２５０℃の温度にて、２０秒〜５分の間硬化し、エンボス−様テクスチャーを有する被覆金属プレートを形成する。被覆金属プレートの顕微鏡写真を図３に示す（×２）。被覆金属プレートの物理的性質を第２表に示す。
前述のことを考慮すると、本発明のコーティング組成物は、先行技術において要求される可塑剤を含まないので、可塑剤の使用に帰する不利な点を取除くことができる。さらに、先行技術に比べると、本発明のコーティング組成物の厚さは、比較的小さく、それゆえ、製造コストを低減させることができる。さらに、顔料をコーティング組成物へ添加することによって、コーティング組成物の色を、所望の通り容易に変化させることができる。
本発明は、考えられる最も実用的且つ好ましい実施形態であるもの関連づけて記載されているが、本発明は、開示された実施形態に制限されず、しかしながら、最も広い解釈の精神及び範囲内に含まれる種々のアレンジメントを範囲に含むことが意図され、全てのこのような改変及び同等のアレンジメントを包含すると理解される。
Claims (18)
- ポリエステル；
該ポリエステルを硬化させるための硬化剤；
該ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒；及び
ポリエステルと不相溶性のワックス（４）
によって特徴付けられる、エンボス−様テクスチャー（５）を形成し得る硬化性コーティング組成物（３）。 - 前記混合溶媒が環状ケトン及び芳香族溶媒を含むことを特徴とする、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記環状ケトンがシクロヘキサノンであることを特徴とする、請求項２に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記芳香族溶媒が、１９２〜２０７℃の範囲の沸点を有するＣ9-12芳香族炭化水素、及び、２２６〜２８５℃の範囲の沸点を有するＣ9-12芳香族炭化水素からなる群より選択されることを特徴とする、請求項２に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記ワックス（４）が、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックスからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記ポリエステルが２０００〜８０００の範囲の重量平均分子量、５〜４０の範囲のヒドロキシル価、及び３より低い酸価を有することを特徴とする、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記硬化剤が、ポリアミン及びイソシアネート化合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記硬化剤がメラミンであることを特徴とする、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 硬化触媒によってさらに特徴付けられる、請求項１に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記硬化触媒がスルホフェニル含有スルホン酸であることを特徴とする、請求項９に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記硬化触媒が、ｐ−トルエンスルホン酸及びジノニルスルホン酸からなる群より選択されることを特徴とする、請求項１０に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- 前記ポリエステル、前記硬化剤、前記硬化触媒、前記混合溶媒、及び前記ワックス（４）のパーセンテージが、前記硬化性コーティング組成物（３）の総重量に基づいて、それぞれ、７０−８０ｗｔ％、６−１０ｗｔ％、０．５−１．０ｗｔ％、１３．３−２５ｗｔ％、及び０．２−０．５ｗｔ％であることを特徴とする、請求項９に記載の硬化性コーティング組成物（３）。
- （ｉ）金属プレート（１）へポリエステルベースのプライマーコーティングを塗布し、ベースフィルム（２）を形成する工程；
（ｉｉ）前記ベースフィルム（２）上へ硬化性コーティング組成物（３）を塗布し、トップフィルムを形成する工程（該硬化性コーティング組成物（３）は、ポリエステル、該ポリエステルを硬化させるための硬化剤、硬化触媒、該ポリエステルに対して異なる溶解力を有する少なくとも２種の溶媒を含む混合溶媒、及び該ポリエステルと不相溶性のワックス（４）を含む）；及び
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）の後に、該金属プレート（１）を加熱して、該硬化性コーティング組成物（３）を硬化させる工程、
によって特徴付けられる、エンボス−様テクスチャー（５）を有する被覆金属プレートを作製するための方法。 - 前記ポリエステルが１００００〜２００００の範囲の分子量、１０〜４０の範囲のヒドロキシル価、５以下の酸価を有することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 工程（ｉｉｉ）が２１０〜２５０℃の範囲の温度において行われることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 工程（ｉｉｉ）における加熱時間が２０秒〜５分の範囲であることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 前記金属プレート（１）が、銅プレート、亜鉛めっきスチールプレート、ガルバリューム（ｇａｌｖａｌｕｍｅ）スチールプレート及びステンレススチールプレートからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
- 請求項１３の方法により作製された、エンボス−様テクスチャー（５）を有する被覆金属プレート。
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