JP2005119167A - Decorative material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住宅等の建築物における壁材、床材、天井材等の内外装材や建具、家具、什器、住設機器や家電製品の外装材、車両等の輸送機器の内外装材等として使用される化粧材に関するものであり、特に、表面硬度が高く、しかも、塗膜強度や耐候性にも優れることに加え、帯電防止機能も付加された化粧材に関するものである。 The present invention relates to interior and exterior materials such as wall materials, floor materials and ceiling materials in buildings such as houses, furniture, furniture, exterior equipment for household equipment and home appliances, interior and exterior materials for transportation equipment such as vehicles, etc. In particular, the present invention relates to a cosmetic material having high surface hardness, excellent coating film strength and weather resistance, and an antistatic function.
上記の分野における従来の化粧材としては、最表層の表面保護層に電離放射線硬化型樹脂等の硬質の樹脂を使用し、且つ例えばシリカやアルミナ、炭化珪素等のように硬度の高いフィラーを混合したものがあった(特許文献1〜2)。しかし、このようにすると、表面硬度は向上していく反面、表面保護層の塗膜自体が脆くなって、衝撃力等に対する塗膜強度が低下する傾向にあった。また、樹脂の架橋密度を高めるにつれて、フィラーは樹脂との結合が少ないために、樹脂がフィラーを保持する力が弱まり、フィラーが塗膜の表面から離脱し易くなる傾向もあった。このような事情により、表面硬度と塗膜強度との両立が難しいことが問題となっていた。 As a conventional cosmetic material in the above-mentioned field, a hard resin such as ionizing radiation curable resin is used for the outermost surface protective layer, and a high hardness filler such as silica, alumina, silicon carbide, etc. is mixed. (Patent Documents 1 and 2). However, when this is done, the surface hardness is improved, but the coating film itself of the surface protective layer becomes brittle, and the coating film strength against impact force and the like tends to decrease. Further, as the crosslink density of the resin is increased, since the filler has less bonding with the resin, the resin has a weaker force for holding the filler, and the filler tends to be easily detached from the surface of the coating film. Under such circumstances, it has been a problem that it is difficult to achieve both surface hardness and coating strength.
また、化粧材に帯電防止機能を付加する方法としては、最表層の表面保護層に界面活性剤を添加する方法がよく用いられている(特許文献3〜4)。しかし、樹脂と界面活性剤との相性が悪いと、帯電防止効果がうまく発現しない場合もあった。そのほか、経時により界面活性剤が塗膜からブリードアウトして、密着不良や耐汚染性の低下、界面活性剤の絶対量が減少することによる帯電防止機能の低下などが生じるという欠点もあった。 Moreover, as a method of adding an antistatic function to a decorative material, a method of adding a surfactant to the outermost surface protective layer is often used (Patent Documents 3 to 4). However, when the compatibility between the resin and the surfactant is poor, the antistatic effect may not be exhibited well. In addition, over time, the surfactant bleeds out from the coating film, resulting in defects such as poor adhesion, reduced stain resistance, and reduced antistatic function due to a decrease in the absolute amount of surfactant.
先行技術文献情報。
本発明は、上記の問題に鑑み、表面保護層の表面硬度と衝撃力等に対する塗膜強度との両立を可能とすると共に、永続的な帯電防止機能を付加し、しかも耐候性も改善した化粧材を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention makes it possible to achieve both the surface hardness of the surface protective layer and the coating strength against impact force and the like, and has a permanent antistatic function and improved weather resistance. The problem is to provide materials.
本発明の化粧材は、基材上に1層以上の硬化型樹脂層からなる表面保護層が設けられてなる化粧材において、前記1層以上の硬化型樹脂層の内の少なくとも1層が、フラーレン又はその誘導体を含有することを特徴とするものである。 The decorative material of the present invention is a decorative material in which a surface protective layer composed of one or more curable resin layers is provided on a base material, and at least one of the one or more curable resin layers includes: It is characterized by containing fullerene or a derivative thereof.
特に、前記硬化型樹脂層は少なくとも2層以上からなり、前記フラーレン又はその誘導体は、最表層の硬化型樹脂層に含有されていることを特徴とするものである。 In particular, the curable resin layer is composed of at least two layers, and the fullerene or a derivative thereof is contained in the outermost curable resin layer.
特に、前記硬化型樹脂層は少なくとも2層以上からなり、前記フラーレン又はその誘導体は、最表層以外の硬化型樹脂層に含有されていることを特徴とするものである。 In particular, the curable resin layer comprises at least two layers, and the fullerene or a derivative thereof is contained in a curable resin layer other than the outermost layer.
また特に、前記フラーレン又はその誘導体を含む硬化型樹脂層を構成する硬化型樹脂は、少なくとも電離放射線硬化型樹脂を含むことを特徴とするものである。 In particular, the curable resin constituting the curable resin layer containing the fullerene or a derivative thereof includes at least an ionizing radiation curable resin.
本発明の化粧材は、1層以上の硬化型樹脂層からなる表面保護層の中の少なくとも1層に、フラーレン又はその誘導体(以下、フラーレン等という)を含有させたので、そのフラーレン等の硬度により塗膜の表面硬度が向上すると共に、フラーレン等は炭素の同素体であることから樹脂との親和性にも優れているので、無機物系フィラーの場合とは異なり塗膜を脆くさせることはなく、むしろ樹脂強化剤として働き、樹脂の伸びや曲げ強度等の樹脂強度を向上させるので、衝撃力等に対する塗膜強度を向上させることができる。 Since the cosmetic material of the present invention contains fullerene or a derivative thereof (hereinafter referred to as fullerene or the like) in at least one of the surface protective layers composed of one or more curable resin layers, the hardness of the fullerene or the like. As the surface hardness of the coating is improved, fullerene is an allotrope of carbon, so it has excellent affinity with the resin, so it does not make the coating brittle, unlike the case of inorganic fillers, Rather, it works as a resin reinforcing agent and improves the resin strength such as the elongation and bending strength of the resin, so that the coating strength against impact force and the like can be improved.
また、フラーレン等は、その骨格内のπ電子系により導電性を有していることから、塗膜に導電性が付与され、従って表面保護層としては帯電防止性が付与される。この帯電防止性は、塗膜内のフラーレン等がブリードアウトすることがないため、永続的に持続する。さらに、フラーレン等は紫外線吸収性を有しているので、化粧材の耐候性を向上させることもできる。 In addition, fullerene and the like have conductivity due to the π-electron system in the skeleton, so that conductivity is imparted to the coating film, and thus antistatic property is imparted to the surface protective layer. This antistatic property lasts permanently because fullerenes in the coating film do not bleed out. Furthermore, since fullerene and the like have ultraviolet absorptivity, the weather resistance of the decorative material can be improved.
特に、フラーレン等を含む塗膜が電離放射線硬化型樹脂を含み、電離放射線の照射によって硬化されている場合には、フラーレン等の骨格内のπ結合により、電離放射線硬化型樹脂との間に架橋結合を形成して、より表面強度や塗膜強度を向上させることができる。さらに、電離放射線の照射によるフラーレン等の自己架橋により導電性が向上するので、帯電防止機能をさらに向上させることもできる。 In particular, when the coating film containing fullerene or the like contains an ionizing radiation curable resin and is cured by irradiation with ionizing radiation, it is crosslinked between the ionizing radiation curable resin and a π bond in the skeleton such as fullerene. Bonds can be formed to further improve the surface strength and coating strength. Furthermore, since the conductivity is improved by self-crosslinking of fullerene or the like by irradiation with ionizing radiation, the antistatic function can be further improved.
本発明において、基材1の種類は特に限定されず、従来公知の化粧材における基材と同種のものを使用することができる。具体的には、薄葉紙、チタン紙、上質紙、樹脂含浸紙、樹脂混抄紙、紙間強化紙等の建材用紙や、織布、編布、不織布等の繊維素材、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂等の合成樹脂からなるフィルム又はシートや成形体、合板、集成材、中密度繊維板、パーティクルボード等の木質系基材、ガラス、陶磁器、石膏ボード、珪酸カルシウム板、セメント板、コンクリート板等の無機質系基材、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属の板や成形体等である。また、これらの複数種類の素材の混合物、複合体、積層体等であっても良い。さらには、木目模様等の絵柄の印刷が施されていても良い。 In this invention, the kind of base material 1 is not specifically limited, The same kind as the base material in a conventionally well-known decorative material can be used. Specific examples include thin paper, titanium paper, fine paper, resin-impregnated paper, resin-mixed paper, paper-reinforced paper, and other building materials, fiber materials such as woven fabrics, knitted fabrics, and non-woven fabrics, polyolefin resins, and polyester resins. Films or sheets made of synthetic resins such as acrylic resins, styrene resins, and polyvinyl resins, molded products, plywood, laminated materials, medium density fiberboards, particle boards, wooden substrates, glass, ceramics, gypsum boards Inorganic base materials such as calcium silicate plates, cement plates and concrete plates, and metal plates such as iron, copper, brass, aluminum and stainless steel, and molded bodies. Moreover, a mixture, a composite, a laminated body, etc. of these several types of raw materials may be sufficient. Furthermore, printing of a pattern such as a wood grain pattern may be performed.
図1に示したのは本発明の化粧材の一例である化粧シートであり、これにおける基材1は、オレフィン系シートOの表面に絵柄の印刷Dが施され、該印刷D面上にオレフィン系クリア樹脂層Cが形成されると共に、オレフィン系シートOの裏面にプライマー層樹脂Pが施されて構成されている。 FIG. 1 shows a decorative sheet which is an example of the decorative material of the present invention. In this case, the base material 1 has a print D printed on the surface of an olefin-based sheet O, and an olefin is formed on the printed D surface. A clear resin layer C is formed, and a primer layer resin P is applied to the back surface of the olefin sheet O.
基材1の表面、すなわち上記化粧シートにおけるオレフィン系クリア樹脂層Cの表面には、リコート層Rと、トップコート層Tとの2層からなる表面保護層2が形成されている。これらリコート層R及びトップコート層Tは、いずれも硬化型樹脂を主成分として構成されている。該硬化型樹脂としては、例えばメラミン系樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱硬化型樹脂や、アクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の電離放射線硬化型樹脂等が、それぞれ単独又は複数種の混合系で使用される。
On the surface of the substrate 1, that is, on the surface of the olefin-based clear resin layer C in the decorative sheet, a surface
そして、リコート層Rとトップコート層Tとの一方又は両方には、フラーレン等が添加される。フラーレンは、炭素原子が球殻状に結合した分子構造を持つ炭素の同素体で、炭素原子の数が60個、70個、78個、80個、84個のものなど多数の種類が知られている。最も代表的なものは、炭素原子60個からなるバックミンスターフラーレンC60で、炭素の5員環と6員環がサッカーボール状に配置しているため、サッカーボール分子とも言われる。本発明に使用するフラーレンは、このC60であっても良いし、他の分子構造を持つフラーレンであっても良い。 Then, fullerene or the like is added to one or both of the recoat layer R and the topcoat layer T. Fullerene is an allotrope of carbon having a molecular structure in which carbon atoms are bonded in a spherical shell, and many types are known such as those having 60, 70, 78, 80, 84 carbon atoms. Yes. The most typical is the buckminsterfullerene C 60 composed of 60 carbon atoms, for 5-membered ring and six-membered rings of carbon is arranged in a form soccer ball, it is also referred to as a soccer ball molecule. Fullerene to be used in the present invention may be a The C 60, it may be a fullerene having other molecular structures.
フラーレンは、炭素の同素体としてはダイヤモンドに次ぐ硬さを有しており、表面保護層2を形成する塗料樹脂に添加することにより、塗膜硬度を向上させることができる。のみならず、樹脂との親和性に優れていることから、樹脂への添加により樹脂の伸びや曲げ強度を向上させ、衝撃力等に対する塗膜強度をも向上させることができる。特に、塗膜樹脂が電離放射線硬化型樹脂を含む場合には、フラーレン分子の骨格中のπ結合によって樹脂と架橋することができるので、塗膜強度の向上に更に有効であるほか、フラーレン分子同士が自己架橋によりネットワークを形成するので、帯電防止機能が飛躍的に高まる利点もある。
Fullerene has the hardness next to diamond as an allotrope of carbon, and the coating film hardness can be improved by adding it to the coating resin forming the surface
また、フラーレン分子を構成する炭素原子の一部に、例えばアルキル基、フェニル基、水酸基等の表面修飾基を結合させたフラーレン誘導体を使用すると、樹脂との親和性を更に向上させ、塗膜強度の向上に更に有効である。特に、塗膜樹脂がイソシアネート硬化型ポリウレタン樹脂等の熱硬化型樹脂を含む場合には、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の活性水素基で修飾したフラーレン誘導体を使用すると、これらの活性水素基を介して樹脂との間で架橋を形成することにより、塗膜強度の向上に更に有効である。 In addition, using fullerene derivatives in which surface modifying groups such as alkyl groups, phenyl groups, and hydroxyl groups are bonded to some of the carbon atoms constituting the fullerene molecule, the affinity with the resin is further improved, and the coating strength It is further effective in improving the above. In particular, when the coating film resin includes a thermosetting resin such as an isocyanate curable polyurethane resin, when a fullerene derivative modified with an active hydrogen group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group is used, these active hydrogen groups are reduced. By forming a cross-link with the resin via the resin, it is further effective for improving the coating film strength.
フラーレン等は、非常に細かい微粒子であり、多少の溶剤を選ぶが分散性は一般に良好である。但し、あまり大量に添加すると、塗膜の着色が激しくなるので、一般的には樹脂固形分100重量部当たりの添加量を30重量部以下程度に抑えることが望ましい。その範囲内ならば要求物性に合わせて添加量を適宜調整すれば良いが、あまり少な過ぎても効果が期待できないので、少なくとも1重量部以上とすることが望ましい。 Fullerenes and the like are very fine particles, and some solvents are selected, but dispersibility is generally good. However, since the coating film becomes intensely colored when added in a large amount, it is generally desirable to suppress the amount added per 100 parts by weight of resin solids to about 30 parts by weight or less. If it is within the range, the amount added may be appropriately adjusted in accordance with the required physical properties. However, since the effect cannot be expected even if the amount is too small, it is desirable that the amount be at least 1 part by weight.
表面保護層2の透明性が重視される場合には、フラーレン等の添加量を抑えれば透明性は良くなるが、その反面、フラーレン等の添加による効果は乏しくなる。そこで、表面保護層2を2層以上に分け、そのうち一部の層のみにフラーレン等を添加すれば、表面保護層2の物性面、特に帯電防止機能面において、十分な効果が容易に得られ易いと共に、面積当たりのフラーレン等の存在量は少なく抑えられるので、十分な透明性を容易に確保することができる。
When importance is attached to the transparency of the surface
表面保護層2が2層以上から構成される場合には、フラーレン等は、そのうち1層以上に添加されていれば良い。例えば、図1に示した様に、表面保護層2がリコート層Rとトップコート層Tとの2層から構成される場合には、フラーレン等は、リコート層Rのみに添加されていても、トップコート層Tのみに添加されていても、両方に添加されていても良い。表面硬度や帯電防止機能を優先する場合には、少なくとも最表層、つまりトップコート層Tに添加することが有利であるが、表面平滑性を優先する場合には、最表層には添加せずに、最表層以外の層、つまりリコート層Rに添加することが有利である。
In the case where the surface
表面保護層2が3層以上から構成される場合、すなわちリコート層Rが2層以上から構成される場合であって、トップコート層Tにはフラーレン等を添加しない場合には、フラーレン等は2層以上からなるリコート層Rの内のいずれの層に添加しても良い。但し、帯電防止機能の面からは、フラーレン等を添加した層が最表層に近い程、効果が高いので、1層のみにフラーレン等を添加する場合には、トップコート層Tの直下のリコート層Rに添加することが望ましい。
When the surface
木目印刷Dの施されたオレフィン系シートOの裏面にプライマー樹脂層Pを設け、印刷D面上にオレフィン系クリア樹脂層Cをラミネートして、化粧シート用の基材1を作製した。この基材1のクリア樹脂層C面に、リコート層Rとして、ポリエステルポリオール樹脂100重量部に対して、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤10重量部を混合し、適当な粘度に希釈後、ダイレクトナチュラルグラビアコート方式によって乾燥後の塗布量2g/m2に塗布し、乾燥、熱硬化させた。続いて、トップコート層Tとして、電子線硬化型樹脂(NKオリゴ、DPHA、TMPTAの混合組成物)100重量部に、事前に溶剤分散されたフラーレンC60を固形分換算で15重量部添加し、更に耐候処方を施し、希釈溶剤で適切な粘度に希釈した後、ダイレクトリバースグラビア方式(周速比150%)により塗工により乾燥後の塗布量10g/m2塗布し、乾燥後、照射線量50kGyの電子線を照射し完全硬化させて、本発明の化粧材である化粧シートを得た。 A primer resin layer P was provided on the back surface of the olefin-based sheet O to which the wood grain printing D was applied, and an olefin-based clear resin layer C was laminated on the printed D surface to prepare a base material 1 for a decorative sheet. On the surface of the clear resin layer C of the substrate 1, 10 parts by weight of a hexamethylene diisocyanate curing agent is mixed as a recoat layer R with 100 parts by weight of a polyester polyol resin, diluted to an appropriate viscosity, and then a direct natural gravure. the coating method was applied to the coating amount 2 g / m 2 after drying, dried and thermally cured. Subsequently, as a top coat layer T, 15 parts by weight of fullerene C 60 dispersed in advance in a solvent is added to 100 parts by weight of an electron beam curable resin (a mixed composition of NK oligo, DPHA and TMPTA). Furthermore, after applying a weather-resistant formulation and diluting to an appropriate viscosity with a diluent solvent, the coating amount after drying is applied by a direct reverse gravure method (peripheral speed ratio 150%), 10 g / m 2 applied, and after drying, the irradiation dose A decorative sheet as a decorative material of the present invention was obtained by irradiating with 50 kGy electron beam and completely cured.
上記実施例1において、トップコート層Tの樹脂分を、上記電子線硬化型樹脂と、アクリルウレタン系樹脂(アクリルポリオール樹脂100重量部と、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤20重量部との混合物)との等量混合物に変更し、フラーレンに代えて水酸化フラーレンを使用し、電子線の照射後に40℃での養生を5日間行った他は、上記実施例1と同様にして化粧シートを得た。 In Example 1, the resin content of the topcoat layer T is divided into the electron beam curable resin, an acrylic urethane resin (a mixture of 100 parts by weight of acrylic polyol resin and 20 parts by weight of a hexamethylene diisocyanate curing agent), and A decorative sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fullerene hydroxide was used in place of the fullerene and hydroxylated fullerene was used and curing was performed at 40 ° C. for 5 days after irradiation with the electron beam. .
上記実施例1において、トップコート層Tの樹脂分をアクリルウレタン系樹脂(アクリルポリオール樹脂100重量部と、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤20重量部との混合物)に変更し、フラーレンに代えて水酸化フラーレンを使用し、電子線の照射に代えて40℃での養生を5日間行った他は、上記実施例1と同様にして化粧シートを得た。 In Example 1 above, the resin content of the topcoat layer T was changed to an acrylic urethane resin (a mixture of 100 parts by weight of acrylic polyol resin and 20 parts by weight of a hexamethylene diisocyanate curing agent), and hydroxylated instead of fullerene. A decorative sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that fullerene was used and curing at 40 ° C. was performed for 5 days instead of electron beam irradiation.
上記実施例1に使用したものと同一の基材1上に、まず第1のリコート層R1として、上記実施例1におけるリコート層Rと同一の塗膜を形成し、その上に第2のリコート層R2として、上記実施例3におけるトップコート層Tと同一の塗膜を形成し、その上にトップコート層Tとして、ポリウレタンポリオール100重量部とイソシアネート硬化剤10重量部との混合物からなるポリウレタン系樹脂を乾燥後の塗布量2g/m2に塗工し、乾燥後、40℃での養生を5日間行って硬化させて、化粧シートを得た。 On the same base material 1 as used in Example 1, the same coating film as the recoat layer R in Example 1 was first formed as the first recoat layer R1, and the second recoat was then formed thereon. As the layer R2, the same coating film as the topcoat layer T in Example 3 above is formed, and the topcoat layer T is formed thereon as a polyurethane system comprising a mixture of 100 parts by weight of a polyurethane polyol and 10 parts by weight of an isocyanate curing agent. The resin was applied to a coating amount of 2 g / m 2 after drying, and after drying, curing was performed at 40 ° C. for 5 days to obtain a decorative sheet.
<比較例1>
上記実施例1において、トップコート層Tにフラーレンを配合せず、その他は上記実施例1と同様にして化粧シートを得た。
<Comparative Example 1>
In Example 1, a cosmetic sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that fullerene was not added to the topcoat layer T.
<比較例2>
上記実施例1において、フラーレンに代えてシリカ粉末を配合し、その他は上記実施例1と同様にして化粧シートを得た。
<Comparative example 2>
In Example 1, silica powder was blended in place of fullerene, and the rest was obtained in the same manner as in Example 1 to obtain a decorative sheet.
<評価>
上記の様に作製した各化粧シートについて、表面抵抗値及び耐候性を評価すると共に、各化粧シートを、中密度繊維板にエチレン−酢酸ビニル樹脂系接着剤(イソシアネート系硬化剤配合)にて貼り合わせて化粧板を作製し、表面硬度を評価した。また、各化粧シートを、上記と同一の接着剤にて厚さ12mmの合板に貼り合わせて化粧板を作製し、耐衝撃性を評価した。但し、各評価条件は以下の通りである。
<Evaluation>
About each decorative sheet produced as described above, the surface resistance value and weather resistance were evaluated, and each decorative sheet was attached to a medium density fiberboard with an ethylene-vinyl acetate resin adhesive (containing an isocyanate curing agent). In addition, a decorative board was produced and the surface hardness was evaluated. Each decorative sheet was bonded to a 12 mm thick plywood with the same adhesive as described above to produce a decorative board, and the impact resistance was evaluated. However, each evaluation condition is as follows.
1.表面硬度:JIS K 5600に規定の鉛筆硬度試験に準拠、荷重1kg。 1. Surface hardness: conforms to the pencil hardness test specified in JIS K 5600, load 1 kg.
2.耐衝撃性:500gの鋼球を高さ50cmより落下させた時の凹み状態(周辺のクラック等)を観察。 2. Impact resistance: Observed indentation (peripheral cracks, etc.) when a 500 g steel ball is dropped from a height of 50 cm.
3.表面抵抗値:23℃60%RH雰囲気下、High Megohm Meterを用いて、500Vを印加した時の表面抵抗値[Ω]を測定。 3. Surface resistance value: The surface resistance value [Ω] when 500 V is applied is measured using a High Megameter Meter at 23 ° C. and 60% RH.
4.耐候性:メタルウェザー耐候性試験機(ダイプラウィンテス(株)製)を用いて、照度65mW/cm2、20時間照射、4時間暗黒の計24時間を1サイクルとして、印刷色の退色が始まる経過時間を測定。 4). Weathering resistance: Using a metal weather weathering tester (manufactured by Daipla Wintes Co., Ltd.), the color fading of the printed color starts with an illuminance of 65 mW / cm 2 , 20 hours of irradiation, and 4 hours of darkness for a total of 24 hours as one cycle. Measure elapsed time.
評価結果は下記表1の通りである。 The evaluation results are as shown in Table 1 below.
1 基材
P プライマー樹脂層
O オレフィン系シート
D 印刷
C オレフィン系クリア樹脂層
2 表面保護層
R リコート層
T トップコート層
1 Base material P Primer resin layer O Olefin-based sheet D Print C Olefin-based
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