JP2007092070A - Thermoset type aqueous ultra-violet ray protection paint, and ultra-violet light protection cut-glass bottle and plate glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は塗膜の硬度、耐熱性、耐水性、耐薬品性等を必要とする用途に適した紫外線カット塗料であって、人体および環境にやさしい水系樹脂エマルジョンをベースにした熱硬化型水性紫外線カット塗料、及びこの塗料を塗布して熱硬化した紫外線カットガラス瓶及び板ガラスに関するものである。 The present invention is a UV-cut paint suitable for applications that require coating hardness, heat resistance, water resistance, chemical resistance, etc., and is a thermosetting water-based ultraviolet ray based on a water-based resin emulsion that is friendly to the human body and the environment. The present invention relates to a cut paint, and an ultraviolet cut glass bottle and a plate glass that are thermally cured by applying the paint.
近年紫外線による人体への有害性が強く認識され、その防止が強く望まれている。さらに、プラスチック製の各種部品、部材をはじめ、飲料、食品等の紫外線による劣化、変質、変色に対しての有効な防止方法の検討が幅広く行われている。 In recent years, the harmful effects of ultraviolet rays on the human body have been strongly recognized and their prevention is strongly desired. Furthermore, a wide range of studies are being conducted on effective methods for preventing deterioration, deterioration, and discoloration of various parts and members made of plastic, as well as beverages, foods, and the like due to ultraviolet rays.
その防止方法の一つとして、プラスチック製の部品、部材や飲食物の容器への紫外線吸収剤の配合、いわゆる練り込み法が提案されている。この練り込み法は、部品、部材や容器の紫外線による劣化は防止できるが、容器内の飲食物等の劣化、変質、変色を防止するためには、多量の紫外線吸収剤を練り込む必要がある。このように多量の紫外線吸収剤を練り込むと、練り込まれた紫外線吸収剤が時間と共に表面にブリードアウトしてくるために、経時的に紫外線カット性能が低下してくるだけでなく、飲食物の容器として使用した際には、ブリードアウトした紫外線吸収剤が飲食物中に入り込み、安全衛生上大きな問題点となることが指摘されている。このような用途に対しては、多量の紫外線吸収剤を安定に配合できる紫外線カット塗料を外面に塗布する方法が有効である。 As one of the prevention methods, there has been proposed a so-called kneading method, in which an ultraviolet absorber is blended into plastic parts, members and food and drink containers. Although this kneading method can prevent deterioration of parts, members and containers due to ultraviolet rays, it is necessary to knead a large amount of ultraviolet absorbers in order to prevent deterioration, deterioration and discoloration of food and drink in the containers. . When a large amount of UV absorber is kneaded in this way, the kneaded UV absorber bleeds out to the surface over time, so not only the UV-cut performance deteriorates over time, but also food and drink When used as a container, it has been pointed out that bleed-out ultraviolet absorbers enter foods and drinks, which is a major problem in health and safety. For such applications, a method of applying an ultraviolet cut paint capable of stably blending a large amount of an ultraviolet absorber on the outer surface is effective.
また、前記プラスチック製の部品、部材や飲食物の容器の代わりに、ガラス瓶等の基材に紫外線カット塗料を塗布することが行われている。更に、オフィスビルや住宅、自動車等のガラス窓にも家具調度品の劣化防止、室内居住者への悪影響や断熱目的で紫外線カット塗料を塗布することも行われている。これらのガラス製品に塗布された塗膜が実際に使用される環境、条件に耐える必要があるため、塗膜の性能として、あるレベル以上の硬度、耐水性、耐薬品性等が要求される。これらの要求性能を満たすために、例えば特開平7−196959号公報に示されているように、有機溶剤系の紫外線カット塗料が使用されている。しかしながら、有機溶剤は引火による火災の問題や人体に有害であり、塗装時や乾燥時に蒸発した有機溶剤が建築物内に充満し、人体や環境に悪影響を与え、その対策が強く望まれていた。 In addition, instead of the plastic parts, members, and food and drink containers, an ultraviolet cut paint is applied to a base material such as a glass bottle. Further, UV cut paint is also applied to glass windows of office buildings, houses, automobiles and the like for the purpose of preventing deterioration of furniture furniture, adversely affecting indoor residents, and heat insulation. Since it is necessary to endure the environment and conditions in which the coating film applied to these glass products is actually used, the coating film performance is required to have a certain level of hardness, water resistance, chemical resistance, and the like. In order to satisfy these required performances, for example, as disclosed in JP-A-7-196959, an organic solvent-based UV-cut paint is used. However, organic solvents are harmful to the fire and the human body due to ignition, and the organic solvent evaporated during painting and drying fills the building and adversely affects the human body and the environment. .
この対策として、本出願人は水性紫外線カット塗料を開発して、特開2001−149845号を出願公開した。この公開特許公報では、コロイダルシリカ等ガラスに対し相容性の高い無機質微粒子の共存下にモノマー成分をエマルジョン重合させて透明度の高いアクリル系水性基材を生成し、コーティング厚み20μmで波長370nm以下の紫外線を95〜100%吸収する量の紫外線吸収剤を添加し、厚み10μmのときの可視光線に対する透過率が90%以上となるよう調合した水性で透明なアクリル系の紫外線カット用コーティング液材を提案している。このアクリル系の紫外線カット用コーティング液材は、透明性、紫外線吸収性、防水性、ガラスへの密着性等に優れているが、塗膜の硬度が高いとは言えず傷が付き易いという欠点があった。特に窓ガラスの場合、重大な欠点となる。
本発明の課題は、上記紫外線カット塗料の有する問題点を解決し、塗膜の硬度、耐熱性、耐水性、耐薬品性に優れ、人体および環境にやさしい熱硬化型水性紫外線カット塗料、及び紫外線カットガラス瓶及び板ガラスを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the problems of the above-described UV-cut paint, and is excellent in hardness, heat resistance, water resistance, chemical resistance of the coating film, and is thermosetting water-based UV cut paint that is friendly to human body and environment, and UV It is in providing a cut glass bottle and plate glass.
本発明者等は、上記課題を解決するために、従来の水性紫外線カット塗料、特に常温乾燥型塗料では、塗膜硬度、耐水性、耐薬品性、耐熱性のすべての面で、バランスのとれた塗膜を形成するのが難しいことから、保存安定性の良好な熱硬化型水性紫外線カット塗料に注目し本発明に到達したものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors are well balanced in all aspects of coating film hardness, water resistance, chemical resistance, and heat resistance with conventional water-based UV-cut paints, particularly room temperature dry paints. Since it is difficult to form a coated film, the present invention has been achieved by paying attention to a thermosetting water-based ultraviolet cut paint having good storage stability.
即ち、本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料は、水を分散媒または溶媒とし、(A)水性ウレタン樹脂の固形分量100重量部に対して、(B)紫外線吸収剤を5〜150重量部、(C)アミノ樹脂を3〜100重量部、および(D)シランカップリング剤を0.01〜20重量部配合してなり、固形分濃度が5〜60重量%であることを特徴とする。 That is, the thermosetting water-based UV-cut paint of the present invention uses water as a dispersion medium or solvent, and (A) 5 to 150 parts by weight of the UV absorber with respect to 100 parts by weight of the solid content of the water-based urethane resin. (C) 3 to 100 parts by weight of amino resin and (D) 0.01 to 20 parts by weight of silane coupling agent are blended, and the solid content concentration is 5 to 60% by weight. .
本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料において、(A)水性ウレタン樹脂が、エステル系、エーテル系、ポリカーボネート系およびアクリル複合系樹脂の群から選ばれた少なくとも1種であって、前記水性ウレタン樹脂を透明ガラスに塗布し、常温乾燥後、100℃で1時間加熱処理した塗膜の鉛筆硬度がH以上であることを特徴とする。 In the thermosetting water-based ultraviolet light-cut paint of the present invention, (A) the water-based urethane resin is at least one selected from the group of ester-based, ether-based, polycarbonate-based, and acrylic composite-based resins, and the water-based urethane resin Is coated on transparent glass, dried at room temperature, and then heat-treated at 100 ° C. for 1 hour, the pencil hardness is H or more.
また、本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料において、(B)紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系吸収剤であることを特徴とする。 Moreover, in the thermosetting water-based ultraviolet cut paint of the present invention, the (B) ultraviolet absorbent is a benzotriazole-based absorbent.
また、本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料において、(C)アミノ樹脂が、メラミン樹脂であることを特徴とする。 Moreover, in the thermosetting water-based ultraviolet ray-cut paint of the present invention, the (C) amino resin is a melamine resin.
本発明の紫外線カットガラス瓶は、前記熱硬化型水性紫外線カット塗料をガラス瓶に塗布して常温乾燥後、加熱硬化して得られる紫外線カットガラス瓶である。 The ultraviolet cut glass bottle of the present invention is an ultraviolet cut glass bottle obtained by applying the thermosetting water-based ultraviolet cut paint to a glass bottle, drying at room temperature, and then heat-curing.
また、本発明の紫外線カット板ガラスは、前記熱硬化型水性紫外線カット塗料を板ガラスに塗布して常温乾燥後、加熱硬化して得られる紫外線カット板ガラスである。 Moreover, the ultraviolet-cut plate glass of this invention is an ultraviolet-cut plate glass obtained by apply | coating the said thermosetting type water-based ultraviolet cut coating material to plate glass, drying at normal temperature, and heat-hardening.
本発明は、水性紫外線カット塗料であるので、従来の溶剤系塗料と比較し、引火による火災の問題、人体や環境に悪影響を及ぼすという問題点がなく、建築物の窓ガラス、ガラス戸や自動車のガラスの内側に塗布しても、室内居住者に不快感や悪影響を与えることがない。 Since the present invention is a water-based UV-cut paint, it does not have the problem of fire caused by ignition and the problem of adversely affecting the human body and the environment as compared with conventional solvent-based paints. Even if applied to the inside of the glass, there is no discomfort or adverse effect on indoor residents.
また、本発明の塗料は、水を分散媒または溶媒とし、(A)水性ウレタン樹脂100重量部をベース樹脂とし、(B)紫外線吸収剤を5〜150重量部、(C)アミノ樹脂を3〜100重量部、(D)シランカップリング剤を0.01〜20重量部配合しているので、透明なガラスに塗布して常温乾燥後、加熱硬化して得られる塗膜はガラスなどの基材に対する密着性に優れ、鉛筆硬度が3H以上と水性塗料にもかかわらず高硬度であり、かつ、膜厚10μm時の可視光領域の光線透過率が80%以上の高透明度を有し、370nm以下の紫外線を85%以上カットする高紫外線吸収性能を有している。 The paint of the present invention uses water as a dispersion medium or solvent, (A) 100 parts by weight of an aqueous urethane resin as a base resin, (B) 5 to 150 parts by weight of an ultraviolet absorber, and (C) 3 amino resins. ~ 100 parts by weight, (D) 0.01-20 parts by weight of silane coupling agent is blended, so the coating film obtained by applying to transparent glass, drying at room temperature, and heat curing is based on glass or the like. Excellent adhesion to the material, pencil hardness of 3H or higher, high hardness despite water-based paint, and high transparency with light transmittance of 80% or more in the visible light region when the film thickness is 10 μm, 370 nm It has high UV absorption performance that cuts 85% or more of the following UV rays.
更にまた、本発明の紫外線カットガラス瓶は、沸騰水中1時間浸漬処理後でも鉛筆硬度が3H以上、膜厚10μm時の可視光領域の光線透過率が80%以上、370nm以下の紫外線を85%以上カットする性能を維持しており、飲料用ガラス瓶などに塗布したものを、沸騰水中で1時間浸漬して殺菌処理することができる。 Furthermore, the ultraviolet-cut glass bottle of the present invention has a pencil hardness of 3H or more and a visible light region having a light transmittance of 80% or more and a UV transmittance of 370 nm or less of 85% or more even after immersion for 1 hour in boiling water. The performance to cut is maintained, and what was applied to a glass bottle for beverages can be sterilized by immersing in boiling water for 1 hour.
本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料は、水性ウレタン樹脂を透明板ガラスに塗布し、常温乾燥後、100℃で1時間加熱処理した塗膜の鉛筆硬度がH以上、好ましくは2H以上となる(A)水性ウレタン樹脂を用いると共に、前記の(C)アミノ樹脂を併用しているので、本発明の塗料を透明なガラスに塗布して常温乾燥後、150℃で30分間加熱処理した塗膜の鉛筆硬度が3H以上や4H以上の高硬度が得られる。 In the thermosetting water-based UV-cut paint of the present invention, a pencil hardness of a coating film obtained by applying an aqueous urethane resin to a transparent plate glass and drying at room temperature, followed by heat treatment at 100 ° C. for 1 hour, is H or more, preferably 2H or more ( A) Since the water-based urethane resin is used and the (C) amino resin is used in combination, the coating of the present invention is applied to a transparent glass, dried at room temperature, and then heated at 150 ° C. for 30 minutes. A high hardness with a pencil hardness of 3H or higher or 4H or higher is obtained.
以上の如く、本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料は溶剤系塗料に匹敵ないし凌駕する塗膜硬度、耐水性、耐薬品性などを有するもので、各種用途、即ち、一般住宅、オフィスビル、自動車、鉄道、バス等の窓ガラスに、また、お酒、ワインや各種食品類、化粧品類のガラス瓶の外に、プラスチック容器や木製品等の紫外線カット塗料として幅広く使用できるものである。 As described above, the thermosetting water-based UV-cut paint of the present invention has coating film hardness, water resistance, chemical resistance, etc. comparable to or surpassing that of solvent-based paints. It can be widely used as an ultraviolet cut paint for plastic containers, wooden products, etc., for glass windows for automobiles, railways, buses, etc., and for glass bottles for liquor, wine, various foods, and cosmetics.
次に、本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料の各組成について説明する。
(A)水性ウレタン樹脂
本発明で使用される水性ウレタン樹脂としては、主鎖中に導入されている構造からエステル系、エーテル系、ポリカーボネート系、アクリル複合系等の各種水性ウレタン樹脂を挙げることができるが、本発明の目的である、熱硬化後の塗膜物性を達成するために、ウレタン樹脂単体の塗膜物性を考慮して選択される。選択する各種水性ウレタン樹脂を透明な板ガラス上に塗布し、常温乾燥した後、常温乾燥後、100℃で1時間加熱処理して塗膜を作製し、この塗膜の中から鉛筆硬度H以上のもの、好ましくは2H以上のものを選定する。更に好ましくは耐水性、耐薬品性に優れた水性ウレタン樹脂を選定するために、塗膜を水、エタノール、トルエン、10%NaOH水溶液、10%酢酸水溶液中に、室温でそれぞれ5日間浸漬し、透明性、形状変化等の著しい外観変化の認められない塗膜を形成する水性ウレタン樹脂を選定する。Next, each composition of the thermosetting water-based UV-cut paint of the present invention will be described.
(A) Aqueous urethane resin Examples of the aqueous urethane resin used in the present invention include various aqueous urethane resins such as ester-based, ether-based, polycarbonate-based, and acrylic composite-based materials from the structure introduced in the main chain. However, in order to achieve the physical properties of the coating film after thermosetting, which is the object of the present invention, it is selected in consideration of the physical properties of the coating film of the urethane resin alone. Various water-based urethane resins to be selected are coated on a transparent plate glass, dried at room temperature, dried at room temperature, and then heat-treated at 100 ° C. for 1 hour to produce a coating film. A thing, Preferably the thing of 2H or more is selected. More preferably, in order to select an aqueous urethane resin having excellent water resistance and chemical resistance, the coating film is immersed in water, ethanol, toluene, 10% NaOH aqueous solution, 10% acetic acid aqueous solution for 5 days at room temperature, Select a water-based urethane resin that forms a coating that does not show significant changes in appearance such as transparency and shape changes.
(A)水性ウレタン樹脂としては、好ましくは高硬度塗膜を形成するエステル系ウレタン樹脂、エーテル系ウレタン樹脂の中から選ばれる。市販品の具体例としては、例えば、旭電化工業(株)製のアデカボンタイターHUX−232、HUX−240、HUX−320、HUX−350など、Hauthaway社製のHD−8208、HD−8261、HD−8284、HD−8533、HD−8588などが挙げられる。
次に前記で選定された水性ウレタン樹脂について、各種紫外線吸収剤の配合すなわち樹脂中へ安定にとけ込ますことのできる水性ウレタン樹脂と紫外線吸収剤の組み合わせを調べて最終選定する。The aqueous urethane resin (A) is preferably selected from ester urethane resins and ether urethane resins that form a high hardness coating film. Specific examples of commercially available products include, for example, Adekabon titer HUX-232, HUX-240, HUX-320, and HUX-350 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., such as HD-8208, HD-8261 manufactured by Hawthaway, HD-8284, HD-8533, HD-8588, etc. are mentioned.
Next, the water-based urethane resin selected above is finally selected by examining the combination of various UV absorbers, that is, the combination of the water-based urethane resin and the UV absorber that can be stably incorporated into the resin.
(B)紫外線吸収剤
(B)紫外線吸収剤は、入射した紫外線を吸収し、光エネルギーを熱エネルギーのような無害な形に変換することにより、紫外線の透過や、塗膜の劣化を抑制する作用がある。本発明で使用される(B)紫外線吸収剤としては、塗膜の透明性を考慮すると、有機系紫外線吸収剤が望ましく、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系等の各種紫外線吸収剤を挙げることができるが、使用する水性ウレタン樹脂との相溶性によって選定する。 (B) Ultraviolet absorber (B) The ultraviolet absorber absorbs incident ultraviolet light and converts light energy into a harmless form such as thermal energy, thereby suppressing ultraviolet light transmission and coating film deterioration. There is an effect. As the ultraviolet absorber (B) used in the present invention, an organic ultraviolet absorber is desirable in consideration of the transparency of the coating film. Various ultraviolet absorbers such as salicylate, benzophenone, benzotriazole, and triazine are used. The selection is made according to the compatibility with the aqueous urethane resin used.
サリシレート系吸収剤の具体例としては、フェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート、4−tert−ブチルフェニルサリシレートなどをあげることができる。 Specific examples of the salicylate-based absorbent include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, 4-tert-butylphenyl salicylate, and the like.
ベンゾフェノン系吸収剤の具体例としては、4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノントリヒドレート、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、ナトリウム2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、5−クロロ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジベンゾイルレゾルシノール、4,6−ジベンゾイルレゾルシノール、ヒドロキシドデシルベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノンなどをあげることができる。 Specific examples of the benzophenone-based absorbent include 4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-2′-carboxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone trihydrate, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octadecyloxy Benzophenone, sodium 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxy-5-sulfobenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 5-chloro-2 -Hydroxy Nzophenone, resorcinol monobenzoate, 2,4-dibenzoylresorcinol, 4,6-dibenzoylresorcinol, hydroxydodecylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4 (3-methacryloxy-2-hydroxypropoxy) benzophenone Can do.
ベンゾトリアゾール系吸収剤の具体例としては、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−4’−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−{2’−ヒドロキシ−3’−(3”,4”,5”,6”−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル}ベンゾトリアゾールなどをあげることができる。 Specific examples of the benzotriazole-based absorbent include 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- ( 2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2 -(2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3', 5'-di-t-amylphenyl) benzotriazole 2- (2′-hydroxy-4′-octoxyphenyl) benzotriazole, 2- {2′-hydroxy-3 ′-(3 ″, 4 ″, 5 ″, 6 ″ -tetrahydro Such as tall imide methyl) -5'-methylphenyl} benzotriazole and the like.
トリアジン系吸収剤の具体例としては、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−イソオクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジンン、2−[4((2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)−オキシ)−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンン、2−[4−((2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)−オキシ)−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンン2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンなどを挙げることができる。 Specific examples of the triazine-based absorbent include 2,4-bis (2,4-dimethylphenyl) -6- (2-hydroxy-4-isooctyloxyphenyl) -1,3,5-triazine, 2- [4 ((2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) -oxy) -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- [ 4-((2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl) -oxy) -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- ( 2,4-dihydroxyphenyl) -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine and the like.
また、紫外線吸収剤の機能、例えば、紫外線領域の吸収波長域などを考慮して選定し、その紫外線吸収剤単独ないし他の紫外線吸収剤との混合、複合系の状態で使用することが重要である。主成分としてはベンゾトリアゾール系、又はベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が好ましく、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤がより好ましい、特に、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾールおよびその誘導体、又は2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾールおよびその誘導体が好適に使用される。 It is also important to select the function of the UV absorber, for example, the absorption wavelength range of the UV region, and use the UV absorber alone or in a mixed system with other UV absorbers. is there. The main component is preferably a benzotriazole-based or benzophenone-based UV absorber, more preferably a benzotriazole-based UV absorber, particularly 2- (2′-hydroxy-5′-t-butylphenyl) benzotriazole and Its derivatives, or 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-butylphenyl) benzotriazole and its derivatives are preferably used.
紫外線吸収剤の配合量に関しては、使用される紫外線吸収剤の種類、すなわち、その紫外線吸収剤の有する吸収特性、吸収波長域などによって異なるが、通常は(A)水性ウレタン樹脂に含有される固形分100重量部に対して、紫外線吸収剤を5〜150重量部配合する。5重量部より少ないと、塗料の紫外線カット性能が不充分となり、一方150重量部より多く配合すると、紫外線吸収剤が塗膜からブリードアウトし易くなったり、塗膜の硬度が低下する場合があるので望ましくない。そして、塗膜硬度などを考慮すると、通常その配合量は10〜100重量部が望ましく、さらには20〜80重量部がより望ましい。 The blending amount of the UV absorber varies depending on the type of the UV absorber used, that is, the absorption characteristics of the UV absorber, the absorption wavelength range, etc., but usually (A) a solid contained in the aqueous urethane resin The ultraviolet absorber is blended in an amount of 5 to 150 parts by weight per 100 parts by weight. If the amount is less than 5 parts by weight, the UV-cutting performance of the paint becomes insufficient. On the other hand, if the amount is more than 150 parts by weight, the UV absorber may easily bleed out from the coating film, or the coating film hardness may decrease. So undesirable. And considering coating film hardness etc., the compounding quantity is usually desirably 10 to 100 parts by weight, and more desirably 20 to 80 parts by weight.
(C)アミノ樹脂
本発明で採用される熱硬化剤である(C)アミノ樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、尿素グリオキザール樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などの各種水性アミノ樹脂を挙げることができるが、上記紫外線吸収剤を配合した(A)水性ウレタン樹脂と良く相溶し、無色透明な塗膜を形成し、これを150℃で30分間加熱処理しても、透明性を保持したままで、鉛筆硬度が3H以上、好ましくは4H以上の塗膜を形成するものを選定する。この(C)アミノ樹脂の選定に際しては、アミノ樹脂を配合することにより、保存安定性が悪くならないこと、すなわち、塗料を40±1℃の密閉状態で保管した際、10日以上、さらに望ましくは1ヶ月以上放置しても安定で、異常が認められないことを基準にする。さらには、最終的に加熱硬化した塗膜の透明性が損なわれることなく、鉛筆硬度が3H以上、好ましくは4H以上の塗膜を形成するものを選定する。(C)アミノ樹脂のうち、前記選定基準を満足するメラミン樹脂が好ましい。また、アミノ樹脂と共に、熱硬化反応を促進する各種化合物、すなわち各種触媒を配合することもできる。 (C) Amino resin Examples of the (C) amino resin that is a thermosetting agent employed in the present invention include various aqueous amino resins such as melamine resin, urea resin, urea glyoxal resin, and benzoguanamine resin. It blends well with the (A) water-based urethane resin blended with the UV absorber to form a colorless and transparent coating film. Even if it is heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes, the pencil hardness is maintained while maintaining transparency. Is selected to form a coating film of 3H or more, preferably 4H or more. In the selection of the amino resin (C), the storage stability is not deteriorated by blending the amino resin. That is, when the paint is stored in a sealed state at 40 ± 1 ° C., it is more preferably 10 days or more. The standard is that it is stable even after being left for more than one month and no abnormality is observed. Further, a film that forms a coating film having a pencil hardness of 3H or more, preferably 4H or more is selected without impairing the transparency of the finally heat-cured coating film. (C) Among amino resins, melamine resins that satisfy the above selection criteria are preferred. Moreover, various compounds which accelerate | stimulate thermosetting reaction with an amino resin, ie, various catalysts, can also be mix | blended.
次に(C)アミノ樹脂の配合量に関しては、使用するアミノ樹脂の種類によって異なるが、アミノ樹脂の配合量が、(A)水性ウレタン樹脂の固形分100重量部に対して、3〜100重量部、望ましくは5〜80重量部とするのがよい。3重量部より少ないと、加熱硬化後の塗膜硬度、耐水性、耐薬品性などの性能が不充分となりやすく、逆に100重量部より多く配合すると、40±1℃での保存安定性が悪くなることがあるので好ましくない。 Next, regarding the compounding amount of (C) amino resin, although it changes with kinds of amino resin to be used, the compounding amount of amino resin is 3-100 weight with respect to 100 weight part of solid content of (A) water-based urethane resin. Parts, preferably 5 to 80 parts by weight. If it is less than 3 parts by weight, the film hardness, water resistance, chemical resistance and other properties after heat curing tend to be insufficient, and conversely if it is added in excess of 100 parts by weight, the storage stability at 40 ± 1 ° C. Since it may worsen, it is not preferable.
(D)シランカップリング剤
前記(A)水性ウレタン樹脂/(C)アミノ樹脂/(B)紫外線吸収剤の系では、特に板ガラスやガラス瓶への密着性が不充分であるため、これに(D)密着性向上剤を配合する。この際も密着性向上剤の種類によっては塗膜が失透したり、保存安定性が良くないなどの問題点が発生するが、本発明で採用される密着性向上剤としては、分子中にアルコキシシリル基と有機官能基を有する、いわゆる、シランカップリング剤が有用である。このシランカップリング剤としては、アミノ系、ウレイド系、エポキシ系、イソシアネート系、ビニル系、メタクリル系、メルカプト系などの各種シランカップリング剤を挙げることができる。このシランカップリング剤の選定に際しては、(C)アミノ樹脂の選定の時と同様、透明性、塗料の保存安定性、塗膜物性を考慮して選択する必要がある。このシランカップリング剤の配合量については、使用するシランカップリング剤の種類によって異なるが、通常は水性ウレタン樹脂の固形分100重量部に対してシランカップリング剤の有効成分量が0.01〜20重量部になるように、さらに望ましくは0.05〜10重量部になるように配合される。この際、配合量が0.01重量部より少ないと、ガラスなどの基材に対する密着性が不充分となり、20重量部より多く配合すると、塗料の保存安定性が悪くなるので望ましくない。 (D) Silane coupling agent The (A) water-based urethane resin / (C) amino resin / (B) UV absorber system has particularly insufficient adhesion to plate glass and glass bottles. ) Add an adhesion improver. In this case, depending on the type of the adhesion improver, the coating film may be devitrified or the storage stability is not good, but the adhesion improver employed in the present invention may be used in the molecule. A so-called silane coupling agent having an alkoxysilyl group and an organic functional group is useful. Examples of the silane coupling agent include amino, ureido, epoxy, isocyanate, vinyl, methacryl, and mercapto silane coupling agents. In selecting the silane coupling agent, it is necessary to select the silane coupling agent in consideration of the transparency, the storage stability of the paint, and the physical properties of the coating film as in the case of selecting the (C) amino resin. About the compounding quantity of this silane coupling agent, although it changes with kinds of silane coupling agent to be used, the amount of active ingredients of a silane coupling agent is 0.01-0.1 normally with respect to 100 weight part of solid content of aqueous | water-based urethane resin. It is blended so as to be 20 parts by weight, more desirably 0.05 to 10 parts by weight. At this time, if the blending amount is less than 0.01 parts by weight, the adhesion to a substrate such as glass becomes insufficient, and if it is blended more than 20 parts by weight, the storage stability of the paint is deteriorated, which is not desirable.
上記シランカップリング剤の中で、アミノ系シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ、ウレイド系シランカップリング剤としては、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリメトキシシラン、エポキシ系シランカップリング剤としては、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、イソシアネート系シランカップリング剤としては、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、ビニル系シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メタクリル系シランカップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプト系シランカップリング剤としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどがそれぞれ挙げられる。これらのうち、好ましくはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランである。 Among the above silane coupling agents, amino-based silane coupling agents include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane. , Γ-phenylaminopropyltrimethoxysilane, and the like. As the ureido silane coupling agent, ureidopropyltriethoxysilane, ureidopropyltrimethoxysilane, and epoxy silane coupling agent are β- (3,4 -Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, iso Examples of anate-based silane coupling agents include γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, and vinyl-based silane coupling agents include vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltris (β-methoxyethoxy). ) Silane, vinylmethyldimethoxysilane, methacrylic silane coupling agents include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, mercapto silane coupling agents Examples thereof include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane. Of these, γ-aminopropyltriethoxysilane and γ-aminopropyltrimethoxysilane are preferable.
水
なお、本発明の塗料中には、上記(A)〜(D)成分以外に、これらの(A)〜(D)成分の分散媒または溶媒として、水が含まれる。水には、水道水、イオン交換水、蒸留水などを使用できる。 Water It should be noted that the paint of the present invention, in addition to the above-mentioned (A) ~ (D) component, as a dispersion medium or a solvent thereof (A) ~ (D) components include water. Tap water, ion exchange water, distilled water, etc. can be used for water.
更に、上記基本組成からなる塗料に、必要に応じて、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、粘度調整剤、酸化防止剤等の添加剤を配合することができる。これらの添加剤の各構成成分と配合量は、水性紫外線カット塗料中に配合される各成分の配合量を変更した液を板ガラスに塗布し、常温乾燥後、150℃で30分間加熱処理した塗膜の鉛筆硬度が3H以上、好ましくは4H以上であること、膜厚10μm時の可視光領域の光線透過率が80%以上で、かつ370nm以下の紫外線を85%以上カットすることを必須条件として選定する。更に、飲料用ガラス瓶等に塗布する用途では、殺菌処理のために、塗布したガラス瓶を沸騰水中で1時間浸漬処理される場合があるので、前記板ガラスに塗布し、熱硬化したものを沸騰水中に1時間浸漬しても、塗膜はガラス基材から剥離することがなく、沸騰水処理前後の硬度、透明性、紫外線カット性能も同等であるものを選定する。 Furthermore, additives such as surfactants, leveling agents, antifoaming agents, viscosity modifiers, and antioxidants can be blended with the coating composition having the above basic composition as necessary. The components and blending amounts of these additives are applied to a plate glass with a solution in which the blending amount of each component blended in the aqueous UV-cutting paint is changed, dried at room temperature, and then heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes. The essential conditions are that the pencil hardness of the film is 3H or more, preferably 4H or more, the light transmittance in the visible light region when the film thickness is 10 μm is 80% or more, and the ultraviolet rays of 370 nm or less are cut by 85% or more. Select. Furthermore, in applications where it is applied to glass bottles for beverages, etc., the applied glass bottle may be immersed in boiling water for 1 hour for sterilization treatment. Even if immersed for 1 hour, the coating film does not peel off from the glass substrate, and the same hardness, transparency, and UV-cutting performance before and after boiling water treatment are selected.
界面活性剤としては、スルホン酸塩型、スルホネート型、リン酸エステル型などの陰イオン系界面活性剤、第4級カチオン型、イミダゾール型、アミンオキサイド型などの陽イオン系界面活性剤、アルキルフェノールエチレンオキシド型、アルコールエチレンオキシド型、プロピレンオキシド−エチレンオキシド共重合型、脂肪酸エステル型、アミド型、ポリエチレングリコールなどの非イオン系界面活性剤、ベタイン型の両性界面活性剤などが、レベリング剤としては、水に相溶する有機変性ポリシロキサン化合物、フルオロカーボン変性アクリル化合物などが、消泡剤としては、水に相溶する有機ポリマーと有機金属化合物からなる消泡剤,変性シリコーン系化合物からなる消泡剤などが、粘度調整剤としては、ポリカルボン酸アミド系化合物、特殊変性尿素化合物などが、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物などがそれぞれ好ましく使用される。 Surfactants include anionic surfactants such as sulfonate type, sulfonate type, and phosphate ester type, cationic surfactants such as quaternary cation type, imidazole type, and amine oxide type, and alkylphenol ethylene oxide. Type, alcohol ethylene oxide type, propylene oxide-ethylene oxide copolymer type, fatty acid ester type, amide type, polyethylene glycol and other nonionic surfactants, betaine type amphoteric surfactants, etc. Soluble organically modified polysiloxane compounds, fluorocarbon-modified acrylic compounds, etc., as antifoaming agents, antifoaming agents consisting of organic polymers and organometallic compounds compatible with water, antifoaming agents consisting of modified silicone compounds, etc. As viscosity modifiers, polycarboxylic acid amides Compounds, such as special-modified urea compounds, hindered phenol compounds as an antioxidant, such as hindered amine compounds each is preferably used.
本発明の塗料の調製方法は、(A)水性ウレタン樹脂に、特定の溶媒に溶解させた(B)紫外線吸収剤を添加混合して、紫外線吸収剤をウレタン樹脂中に溶け込ませた後、必要に応じてレベリング剤などの添加剤を配合して、まず、紫外線カット塗料を調製する。その際、水等を添加して所定の固形分濃度になるように適宜調整する。その後、(C)アミノ樹脂を添加して均一に混合攪拌し、ついで(D)シランカップリング剤を混合攪拌して、本発明の塗料液を調製する。この際、(C)アミノ樹脂と(D)シランカップリング剤の添加順序を逆にしたり、同時に添加することも可能である。そして、この液を、例えば、目開き1μmフィルターで濾過して精製する。また、本発明の塗料の固形分濃度は使用する用途、塗布方法に応じて、適宜調整するが、通常は5〜60重量%、好ましくは15〜40重量%となるよう、分散媒または溶媒として水を加えて調整する。 The preparation method of the paint of the present invention requires (A) an aqueous urethane resin, (B) an ultraviolet absorber dissolved in a specific solvent is added and mixed, and the ultraviolet absorber is dissolved in the urethane resin and then necessary. In accordance with the above, an additive such as a leveling agent is blended to prepare an ultraviolet cut paint. In that case, water etc. are added and it adjusts suitably so that it may become predetermined | prescribed solid content concentration. Thereafter, (C) the amino resin is added and mixed and stirred uniformly, and then (D) the silane coupling agent is mixed and stirred to prepare the coating liquid of the present invention. At this time, it is possible to reverse the addition order of (C) amino resin and (D) silane coupling agent or to add them simultaneously. And this liquid is refine | purified by filtering with a 1 micrometer opening filter, for example. Further, the solid content concentration of the coating material of the present invention is appropriately adjusted according to the application to be used and the coating method, but is usually 5 to 60% by weight, preferably 15 to 40% by weight, as a dispersion medium or solvent. Adjust by adding water.
本発明の塗料を塗布する基材としては、窓ガラスやガラス瓶等のガラス製品等の紫外線カット機能を必要とする比較的硬度の高い各種基材が挙げられる。 Examples of the base material to which the paint of the present invention is applied include various base materials having a relatively high hardness that require an ultraviolet cut function such as glass products such as window glass and glass bottles.
次に、本発明の塗料の効果を生かした用途について、従来技術と比較して具体的に説明する。 Next, applications that make use of the effects of the paint of the present invention will be specifically described in comparison with the prior art.
近年紫外線の有害性に対する認識が高まると共に、一般家庭、ビル、自動車、鉄道、バスなどの車輌の窓ガラスに紫外線吸収剤を練り込んだフィルムを貼り付けたり、塗料を塗布することが広く行われるようになっている。フィルムの場合には、大きな窓ガラスに貼り付ける際には継目が出るという欠点の他に、練り込んだ紫外線吸収剤がブリードアウトしてフィルムの紫外線カット性能が悪くなり長期間使用できず、また、フィルム表面に傷がつき易いという問題点がある。これに対して窓ガラスに紫外線カット機能を有する従来の塗料を塗布する方法では継目のない、耐久性に優れた塗膜を得ることができるが、塗膜の表面硬度が低く、爪などで容易に傷がつくため、使用範囲が極めて限定されているのが現状であった。これに対して、本発明の塗料は、塗膜の硬度が高く、爪による傷がつきにくく、さらに耐水性、耐薬品性、紫外線カット率に優れ、且つその効果が長期間持続するので、前記の各種窓ガラスの塗装に適している。 In recent years, awareness of the harmful effects of ultraviolet rays has increased, and it has been widely practiced to apply films containing UV absorbers and paints on window glass of vehicles such as ordinary households, buildings, automobiles, railways, and buses. It is like that. In the case of film, in addition to the disadvantage that seams appear when pasted on large window glass, the kneaded UV absorber bleeds out and the UV blocking performance of the film deteriorates, making it impossible to use for a long time. There is a problem that the film surface is easily damaged. On the other hand, the conventional method of applying UV paint to window glass can obtain a seamless and durable coating, but the surface hardness of the coating is low and easy with nails. As a result, the range of use is extremely limited. On the other hand, the coating material of the present invention has a high hardness of the coating film, hardly scratches by nails, is excellent in water resistance, chemical resistance, UV cut rate, and its effect lasts for a long time. Suitable for painting various window glass.
また、お酒、ワイン等の飲料品は紫外線によって、変色し、味が劣化すること、さらには食品、化粧品等も同様に変質、劣化することが知られているが、この対策として、容器自体を不透明にしたり、ガラス瓶等の容器そのものを紫外線が通りにくい色に着色することが行われている。さらに容器の表面に紫外線カット塗料を塗布することも行われているが、この際には、塗膜の硬度、耐水性、耐薬品性等を考慮して、火災の問題、人体や環境への悪影響を承知の上で、溶剤系紫外線カット塗料が使用されている。これに対して、本発明の熱硬化型水性紫外線カット塗料は、溶剤による火災の問題や人体、環境への悪影響を改善でき、硬度が高く、爪による傷がつきにくい塗料であり、紫外線カット率や耐熱水性に優れているので、前記各種ガラス容器、特にガラス瓶の塗装に適している。 In addition, it is known that beverages such as liquor and wine are discolored and deteriorated in taste due to ultraviolet rays, and that foods and cosmetics are similarly altered and deteriorated. Opacity is made opaque, or containers such as glass bottles themselves are colored in a color that makes it difficult for ultraviolet rays to pass through. In addition, UV cut paint is also applied to the surface of the container, but in this case, considering the hardness, water resistance, chemical resistance, etc. of the coating film, it may cause fire problems, damage to the human body and the environment. Solvent-based UV-cut paint is used with the knowledge of adverse effects. On the other hand, the thermosetting water-based UV cut paint of the present invention can improve the problem of fire caused by solvents and adverse effects on the human body and the environment. And is excellent in hot water resistance, it is suitable for coating various glass containers, particularly glass bottles.
本発明の塗料を塗布する方法としては、フローコート法、バーコート法、浸漬法、スプレー法などがあり、その用途、形状に応じて適宜選択して実施することができる。塗布した塗膜は、熱風乾燥機、遠赤外線ヒーターなどで加熱処理して、熱硬化反応させることにより、硬度、耐水性、耐薬品性に優れた塗膜を得ることができるが、その際の加熱温度は、使用するウレタン樹脂、アミノ樹脂、硬化触媒添加の有無によって異なるが、通常は60〜200℃の範囲、好ましくは80〜160℃の範囲で硬化できるようにするのが望ましい。 Examples of the method for applying the paint of the present invention include a flow coating method, a bar coating method, a dipping method, a spray method, and the like, which can be appropriately selected according to the application and shape. The applied coating can be heated with a hot air drier, far infrared heater, etc., and heat cured to obtain a coating with excellent hardness, water resistance, and chemical resistance. The heating temperature varies depending on the use of urethane resin, amino resin, and addition of a curing catalyst, but it is usually desirable to be able to cure in the range of 60 to 200 ° C, preferably in the range of 80 to 160 ° C.
本発明の塗料により得られる塗料の塗布量は、固形分換算で、通常、3〜50g/m2、好ましくは10〜30g/m2である。そして、この塗料の比重は約1であるので、塗膜の乾燥膜厚としては、3〜50μm、好ましくは10〜30μmとなる。また、上記手法による塗膜の塗布は、通常、1回で仕上げることができるが、2回以上塗布することもできる。The coating amount of the paint obtained by the paint of the present invention is usually 3 to 50 g / m 2 , preferably 10 to 30 g / m 2 in terms of solid content. And since the specific gravity of this coating material is about 1, as a dry film thickness of a coating film, it will be 3-50 micrometers, Preferably it will be 10-30 micrometers. Moreover, although the coating of the coating film by the above method can usually be finished once, it can be applied twice or more.
以上、本発明は無色透明タイプの熱硬化型水性紫外線カット塗料について説明してきたが、この塗料に各種顔料、染料を配合して着色することも可能である。この際には配合する顔料、染料によっては、可視光領域の光線透過率が80%以下となることがあるのは言うまでもないことである。 As described above, the present invention has been described with respect to the colorless and transparent type thermosetting water-based ultraviolet ray-cutting paint, but it is also possible to add various pigments and dyes to the paint and color it. In this case, it goes without saying that the light transmittance in the visible light region may be 80% or less depending on the pigments and dyes to be blended.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
[実施例1]
(水性ウレタン樹脂の選定)
各種水性ウレタン樹脂を透明板ガラスに塗布し、常温乾燥した後、100℃で1時間加熱して塗膜を作製し、この塗膜の中から鉛筆硬度がH以上の塗膜を選定した。次に、選定した塗膜を水、エタノール、トルエン、10%NaOH水溶液、10%酢酸水溶液中に、室温で5日間浸漬し、透明性、形状変化等の著しい外観変化の認められない塗膜を形成する水性ウレタン樹脂I(旭電化工業(株)製のアデカボンタイターHUX−240)を選定した。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
(Selection of water-based urethane resin)
Various aqueous urethane resins were applied to a transparent plate glass, dried at room temperature, then heated at 100 ° C. for 1 hour to prepare a coating film, and a coating film having a pencil hardness of H or higher was selected from these coating films. Next, the selected coating film is immersed in water, ethanol, toluene, 10% NaOH aqueous solution, 10% acetic acid aqueous solution for 5 days at room temperature, and a coating film in which no significant change in appearance such as transparency and shape change is observed. Aqueous urethane resin I to be formed (Adekabon titer HUX-240 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) was selected.
(塗料Aの調製)
前記水性ウレタン樹脂Iの固形分100重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製のTINUVIN1130を有効成分量が30重量部になるように、水性ウレタン樹脂I中に配合した。これにシリコーン系レベリング剤を混合溶解した水を加えて、全固形分濃度が30%になるように調整した後、目開きが1μmフィルターで濾過して、塗料Aを作製した。(Preparation of paint A)
Water based urethane resin so that the amount of active ingredient is 30 parts by weight of TINUVIN 1130 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., which is a benzotriazole-based ultraviolet absorber, with respect to 100 parts by weight of the solid content of water based urethane resin I. Formulated in I. To this was added water in which a silicone leveling agent was mixed and dissolved to adjust the total solids concentration to 30%, and then the mesh was filtered through a 1 μm filter to prepare Paint A.
この塗料Aを透明板ガラスに乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、常温乾燥した塗膜は370nm以下の紫外線を95%以上カットしており、可視光領域の光線透過率は90%以上であった。また、塗膜の鉛筆硬度はHであった。 The paint A was applied to a transparent plate glass so that the film thickness after drying was 10 μm, and the coating film dried at room temperature cuts 95% or more of ultraviolet rays of 370 nm or less, and the light transmittance in the visible light region was 90%. That was all. The pencil hardness of the coating film was H.
(アミノ樹脂の選定および塗料Bの調製)
各種アミノ樹脂を前記塗料Aに配合し、その液の保存安定性として40±1℃中で10日間以上安定であること、更に、熱硬化した塗膜の透明性よりメラミン系のアミノ樹脂である日本サイテックインダストリー(株)製のサイメル303を選定した。次に、選定したメラミン系のアミノ樹脂の有効成分量が、前記水性ウレタン樹脂Iの固形分100重量部に対して20重量部になるように配合し、混合攪拌した後、目開きが1μmのフィルターで濾過して、塗料Bを調製した。(Selection of amino resin and preparation of paint B)
Various amino resins are blended in the paint A, and the storage stability of the liquid is stable at 40 ± 1 ° C. for 10 days or more, and further, it is a melamine-based amino resin from the transparency of the heat-cured coating film. Cymel 303 manufactured by Nippon Cytec Industry Co., Ltd. was selected. Next, the active ingredient amount of the selected melamine-based amino resin is blended so as to be 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the aqueous urethane resin I, and after mixing and stirring, the opening is 1 μm. The paint B was prepared by filtering with a filter.
この塗料Bを透明板ガラスに乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、150℃で30分熱処理して無色透明な塗膜を作製した。この塗膜の鉛筆硬度は3〜4Hで、紫外線カット性能および可視光領域の光線透過率は塗料Aの塗膜とほぼ同等であった。この塗膜の板ガラスに対する密着性としてセロテープ剥離試験(板ガラス上の塗膜を1mm幅で100目クロスカットし、その上にセロテープを貼り付けた後、セロテープを剥離して、その剥離度合いを調べる)では殆どが剥離して不良であった。また、この板ガラスに塗布し、熱硬化した塗膜を沸騰水中に1時間浸漬処理したところ、塗膜が板ガラスから剥離するのが認められた。 This paint B was applied to a transparent plate glass so that the film thickness after drying was 10 μm, and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to produce a colorless and transparent coating film. The pencil hardness of this coating film was 3 to 4H, and the ultraviolet ray cutting performance and the light transmittance in the visible light region were almost the same as the coating film of the coating material A. As an adhesion of the coating film to the plate glass, a cello tape peeling test (the coating film on the plate glass is cross-cut at 100 mm with a width of 1 mm, and after the cello tape is pasted thereon, the cello tape is peeled off to examine the degree of peeling) Then, most were peeled off. Moreover, when the coating film applied to this plate glass and thermally cured was immersed in boiling water for 1 hour, it was found that the coating film was peeled off from the plate glass.
(シランカップリング剤の選定および本発明の塗料Iの調製)
アミノ樹脂の選定の際と同様、密着性向上剤として各種シランカップリング剤を前記塗料Bに配合し、その液の保存安定性と塗膜の透明性よりアミノ系のシランカップリング剤である日本ユニカー(株)製のA−1106を選定した。(Selection of silane coupling agent and preparation of coating material I of the present invention)
As in the case of selecting an amino resin, various silane coupling agents as an adhesion improver are blended into the paint B. Japan is an amino silane coupling agent due to the storage stability of the liquid and the transparency of the coating film. A-1106 manufactured by Unicar Co., Ltd. was selected.
次に、選定した前記アミノ系のシランカップリング剤の有効成分量が、水性ウレタン樹脂Iの固形分100重量部に対して、3重量部になるように配合し、混合攪拌した後、目開きが1μmフィルターで濾過して、本発明の塗料Iを調製した。この塗料Iを密閉状態で40±1℃恒温槽に放置しておいたが、1ヶ月経過後でも、ゲル化、沈降、分離といった異常は認められなかった。 Next, the active ingredient amount of the selected amino-based silane coupling agent is blended so as to be 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the aqueous urethane resin I. Was filtered through a 1 μm filter to prepare paint I of the present invention. Although this paint I was left standing in a 40 ± 1 ° C. thermostatic chamber in a sealed state, no abnormality such as gelation, sedimentation, or separation was observed even after one month.
この塗料Iを透明板ガラスに乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、150℃で30分間熱処理して、無色透明な塗膜を作製した。この塗膜の鉛筆硬度は3〜4Hであった。この塗膜は370nm以下の紫外線を90%以上カットしており、可視光領域の光線透過率は80〜85%であった。 The paint I was applied to a transparent plate glass so that the film thickness after drying was 10 μm, and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to produce a colorless and transparent coating film. The pencil hardness of this coating film was 3-4H. This coating cuts 90% or more of ultraviolet rays of 370 nm or less, and the light transmittance in the visible light region was 80 to 85%.
また、この塗膜のガラスに対する密着性は良好で、前記セロテープ剥離試験では剥離が全く認められなかった。さらに、この板ガラスに塗布、熱硬化した塗膜を沸騰水中に1時間浸漬し、常温乾燥後も、鉛筆硬度、剥離性、紫外線カット性、可視光領域の光線透過率等の性能は処理前の塗膜と殆ど同等であった。 Further, the adhesion of the coating film to glass was good, and no peeling was observed in the cello tape peeling test. Furthermore, the coating film coated and heat-cured on this plate glass is immersed in boiling water for 1 hour, and after being dried at room temperature, the performances such as pencil hardness, peelability, UV cut ability, and light transmittance in the visible light region are the same as before processing. It was almost the same as the coating film.
[実施例2]
(水性ウレタン樹脂の選定)
実施例1の選定基準に従って、水性ウレタン樹脂IIとして、Hauthaway社製のHD−8261を選定した。尚、この水性ウレタン樹脂HD−8261は、透明板ガラスに塗布し、常温乾燥後、100℃で1時間加熱処理した塗膜の鉛筆硬度は2Hであった。[Example 2]
(Selection of water-based urethane resin)
According to the selection criteria of Example 1, HD-8261 manufactured by Hawthaway was selected as the aqueous urethane resin II. The aqueous urethane resin HD-8261 was applied to a transparent plate glass, dried at room temperature, and then heat-treated at 100 ° C. for 1 hour, and the pencil hardness was 2H.
(塗料Cの調製)
水性ウレタン樹脂IIの固形分100重量部に対して、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤であるチバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)のTINUVIN1130 50重量部を水性ウレタン樹脂II中に配合した。これにシリコーン系レベリング剤を混合溶解した水を加えて、全固形分濃度が25%になるように調整した後、目開き1μmフィルターで濾過して、塗料Cを作製した。(Preparation of paint C)
50 parts by weight of TINUVIN 1130 of Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., which is a benzotriazole-based UV absorber, was blended in 100 parts by weight of the solid content of the aqueous urethane resin II in the aqueous urethane resin II. To this was added water in which a silicone leveling agent was mixed and dissolved to adjust the total solids concentration to 25%, followed by filtration with a 1 μm mesh filter to prepare paint C.
この塗料Cを透明板ガラスに乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、常温乾燥した塗膜は380nm以下の紫外線を90%以上カットしており、可視光領域の光線透過率は80〜85%であった。また鉛筆硬度は2Hであった。 The paint C was applied to a transparent plate glass so that the film thickness after drying was 10 μm, and the coating film dried at room temperature cuts 90% or more of ultraviolet rays of 380 nm or less, and the light transmittance in the visible light region was 80 to 80%. It was 85%. The pencil hardness was 2H.
(アミノ樹脂の選定および塗料Dの調製)
前記選定法に基づいて、大日本インキ化学工業(株)製のアミノ樹脂ウオーターゾールS−695を選定した。次に選定したアミノ樹脂の有効成分量が水性ウレタン樹脂IIの固形分100重量部に対して25部になるように配合し、混合攪拌した後、目開き1μmフィルターで濾過して、塗料Dを調製した。(Selection of amino resin and preparation of paint D)
Based on the above selection method, Amino Resin Watersol S-695 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. was selected. Next, the active ingredient amount of the selected amino resin is blended so as to be 25 parts with respect to 100 parts by weight of the solid content of the water-based urethane resin II, mixed and stirred, and then filtered through a 1 μm mesh filter to obtain paint D. Prepared.
この塗料Dを透明板ガラスに乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、150℃で30分熱処理して、無色透明な塗膜を作製した。この塗膜の鉛筆硬度は4〜5Hで紫外線カット性能および可視光の光線透過率は塗料Cとほぼ同等であった。この塗膜のセロテープ剥離試験は不良であった。また、沸騰水中1時間浸漬処理したところ、塗膜が板ガラスから剥離するのが認められた。 The paint D was applied to a transparent plate glass so that the film thickness after drying was 10 μm, and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to produce a colorless and transparent coating film. The pencil hardness of this coating film was 4 to 5H, and the ultraviolet ray blocking performance and the visible light transmittance were almost the same as those of the paint C. The cellophane peeling test of this coating film was poor. Moreover, when it immersed in boiling water for 1 hour, it was recognized that a coating film peels from plate glass.
(シランカップリング剤の選定および本発明の塗料IIの調製)
密着性向上剤として各種シランカップリング剤を塗料Dに配合し、その液の保存安定性と塗膜の透明性より、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)社製のAY43−031Hを選定した。(Selection of silane coupling agent and preparation of coating material II of the present invention)
Various silane coupling agents were blended in the coating material D as an adhesion improver, and AY43-031H manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. was selected from the storage stability of the liquid and the transparency of the coating film.
次に、このシランカップリング剤の有効成分量が、水性ウレタン樹脂IIの固形分100重量部に対して2重量部になるように配合し、混合攪拌した後、目開き1μmフィルターで濾過して本発明塗料IIを調製した。この塗料IIを40±1℃の恒温槽に密封状態で放置しておいたが、1ヶ月経過後でも、ゲル化、沈降、分離といった異常現象は認められなかった。 Next, the effective amount of the silane coupling agent is 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the aqueous urethane resin II, mixed and stirred, and then filtered through a 1 μm aperture filter. Inventive paint II was prepared. Although this paint II was left in a sealed state in a constant temperature bath of 40 ± 1 ° C., abnormal phenomena such as gelation, sedimentation and separation were not observed even after one month.
この本発明の塗料IIを透明ガラス瓶に乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、150℃で30分熱処理して、無色透明な塗膜を作製した。この塗膜の鉛筆硬度は4〜5Hで、爪でも殆ど傷が付かないことを確認した。この塗膜は380nm以下の紫外線を90%以上カットしており、可視光領域の光線透過率は80〜85%であった。 The paint II of the present invention was applied to a transparent glass bottle so that the film thickness after drying was 10 μm, and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to produce a colorless and transparent coating film. The pencil hardness of this coating film was 4-5H, and it was confirmed that there were almost no scratches even on the nails. This coating film cuts ultraviolet rays of 380 nm or less by 90% or more, and the light transmittance in the visible light region was 80 to 85%.
また、この塗膜のガラス瓶に対する密着性は良好で、前記セロテープ剥離試験では剥離は認められなかった。さらに、このガラス瓶を沸騰水中に1時間処理しても、剥離せず、常温乾燥後の鉛筆硬度、紫外線カット性、可視光領域の光線透過率などの性能は処理前の塗膜性能と殆ど同等であった。 Moreover, the adhesiveness of this coating film with respect to the glass bottle was good, and peeling was not recognized in the said cellophane peeling test. Furthermore, even if this glass bottle is treated in boiling water for 1 hour, it does not peel off, and performances such as pencil hardness after normal temperature drying, UV-cutting properties, and light transmittance in the visible light region are almost the same as the coating performance before treatment. Met.
各種プラスチック製品やコンクリート製品は長時間日光に晒すと紫外線によって劣化して脆くなるし、白木等の木製品も長時間日光に晒すと日焼けして変色し見栄えが悪くなるが、本発明の塗料は、硬度や紫外線カット率が高く、紫外線による劣化や変色を防止し、且つその効果が長期間持続するので、上記のガラス瓶や板ガラスの他に、硬質プラスチック、木製品、コンクリート製品等の各種紫外線防止用途に使用可能である。 Various plastic products and concrete products are deteriorated and become brittle by ultraviolet rays when exposed to sunlight for a long time, and wooden products such as white wood are also sunburned and discolored and deteriorate in appearance when exposed to sunlight for a long time. Hardness and UV cut rate are high, prevent deterioration and discoloration due to UV rays, and the effect lasts for a long time. In addition to the above glass bottles and plate glass, it can be used for various UV prevention applications such as hard plastics, wood products and concrete products. It can be used.
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
Claims (6)
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WO2013146469A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 日産化学工業株式会社 | Composition for forming cured film, orientation material, and phase difference material |
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2006
- 2006-09-04 JP JP2006271207A patent/JP2007092070A/en active Pending
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WO2013146469A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 日産化学工業株式会社 | Composition for forming cured film, orientation material, and phase difference material |
JPWO2013146469A1 (en) * | 2012-03-28 | 2015-12-10 | 日産化学工業株式会社 | Cured film forming composition, alignment material and retardation material |
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