JP2009197148A - 水系１液塗料組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】１コートで傷つき抵抗性に優れたソフトな好触感の塗膜を広範囲の素材に対して良好に付着、形成させることができ、かつ、環境問題を生じない水系１液塗料組成物を提供する。
【解決手段】カーボネート結合を有するポリウレタン等のポリウレタンディスパージョン（ａ）と、塩素化度：１０〜３０質量％の塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）と、Ｔｇ：−５０〜１０℃のアクリル樹脂等のアクリル樹脂エマルジョン（ｃ）と、ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）とを含有する水系１液塗料組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、傷つき抵抗性に優れたソフトな好触感塗膜を１コートで形成することができる水系１液塗料組成物に関する。

車両の内装材、内装建材などの質感を高める方法として、例えば、内装材等の基材の表面に植毛したり、バックスキンを貼着する方法が知られている。
しかし、これらの方法では、コスト、工数等がかさむほか、ソフトで触感に優れたものが得られない。

そこで、しっとり感やさらさら感等の好触感の塗膜を形成するため、例えば、特許文献１には、親水性ポリウレタンポリオールを含有する主剤と、親水性ポリイソシアネートを含有する硬化剤とに、更に微小中空体や充填剤を配合した水系２液型ポリウレタン塗料組成物が提案されている。
特開２００４−１５５８８３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の水系２液型ポリウレタン塗料組成物では、２液混合機を使用しなければならず、更に作業時間やコストが１コート塗装の２倍以上となってしまうという問題がある。

本発明は、前記従来公知技術の問題点を解決して、１コートで傷つき抵抗性に優れたソフトな好触感の塗膜を広範囲の素材に対して良好に付着、形成させることができ、かつ、環境問題を生じない水系１液塗料組成物を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は次の（１）〜（６）である。
（１） ポリウレタンディスパージョン（ａ）と塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）とアクリル樹脂エマルジョン（ｃ）とポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）とを含有すること、を特徴とする水系１液塗料組成物。
（２） 前記ポリウレタンディスパージョン（ａ）が、カーボネート結合を有するポリウレタンのディスパージョンである、前記（１）の水系１液塗料組成物。
（３） 前記ポリウレタンディスパージョン（ａ）が、Ｔｇ：−５０〜１０℃のポリウレタンのディスパージョンである、前記（１）の水系１液塗料組成物。
（４） 前記塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）が、塩素化度：１０〜３０質量％の塩素化ポリプロピレンのディスパージョンである、前記（１）〜（３）のいずれかの水系１液塗料組成物。
（５） 前記アクリル樹脂エマルジョン（ｃ）が、Ｔｇ：−５０〜１０℃のアクリル樹脂のエマルジョンである、前記（１）〜（４）のいずれかの水系１液塗料組成物。
（６） 前記ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）が、平均粒径：１０〜３０μｍのポリウレタン樹脂ビーズである、前記（１）〜（５）のいずれかの水系１液塗料組成物。

本発明により初めて、作業時間やコストの点で有利な１コートで傷つき抵抗性に優れたソフトな好触感の塗膜を広範囲の素材に対して良好に付着、形成させることができ、かつ、環境問題を生じない水系１液塗料組成物を提供することが可能となった。そのため、本発明により形成される塗膜は、特に自動車内装用途に好適に使用することができる。

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に用いるポリウレタンディスパージョン（ａ）は、ポリウレタンを界面活性剤と共に水中で強制撹拌して分散させたものである。このポリウレタンは、有機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物とを反応させて得られる。本発明において、ポリウレタンとしては、カーボネート結合を有するポリウレタン、更にＴｇが−５０〜１０℃のポリウレタンが好ましい。

有機ポリイソシアネートとしては、具体的には例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート等のトルエンジイソシアネート類、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２′−ジフェニルメタンジイソシアネート等のジフェニルメタンジイソシアネート類、１，２−フェニレンジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート等のフェニレンジイソシアネート類、２，４，６−トリメチルフェニル−１，３−ジイソシアネート、２，４，６−トリイソプロピルフェニル−１，３−ジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート等のナフタレンジイソシアネート類、クロロフェニレン−２，４−ジイソシアネート、４，４′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、３，３′−ジメトキシジフェニル−４，４′−ジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート、ｏ−キシリレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート等のキシリレンジイソシアネート類などの芳香脂肪族ジイソシアネート、１，４−シクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トルエンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネートが挙げられる。更に、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、クルードトルエンジイソシアネートなどの有機ポリイソシアネートも使用できる。また、これらの有機ポリイソシアネートを変性して得られる、ウレトジオン結合、イソシアヌレート結合、アロファネート結合、ビュレット結合、ウレトンイミン結合、カルボジイミド結合、ウレタン結合、ウレア結合などを１以上含有する変性イソシアネートも使用できる。
これらはいずれも単独で或いは２種以上を混合して使用することができる。

前記活性水素基含有化合物としては、低分子や高分子のポリオール、アミノアルコール、ポリアミンなど公知の活性水素基含有化合物を挙げることができる。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の低分子のポリオールや、ポリオキシアルキレン系ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等の高分子のポリオールなどを挙げることができる。
これらはいずれも単独で或いは２種以上を混合して使用できる。

前記界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤及び両性界面活性剤をいずれも使用することができる。これらのうち、ポリグリセリンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤、ポリグリセリン脂肪酸エステル系非イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル系非イオン界面活性剤、ポリオキシアルキルアミノエーテル系非イオン界面活性剤、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル系非イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル系非イオン界面活性剤などの非イオン界面活性剤が好ましい。
これらはいずれも単独で或いは２種以上を混合して使用できる。
本発明におけるポリウレタンディスパージョン（ａ）の製造において界面活性剤は、ポリウレタン（固形分）に対して０．０１〜１５．０質量％、更に０．１〜１０．０質量％使用するのが好ましい。

ポリウレタンディスパージョン（ａ）として使用することのできる具体的製品としては、旭電化社製のボンタイターＨＵＸ３８６、ＨＵＸ４８３、ＨＵＸ５６１、日本ポリウレタン工業社製のＷＰＣ−１０１、ＷＮＳ−３５３などを挙げることができる。

本発明に用いる塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）としては、塩素化ポリプロピレンを前記のポリウレタンディスパージョン（ａ）製造におけるのと同様の界面活性剤と共に水中で強制撹拌して分散させたものである。この塩素化ポリプロピレンとしては、塩素化度：１０〜３０質量％の塩素化ポリプロピレンが好ましい。塩素化ポリプロピレンは更に、塩素化度が１５〜２４．５質量％かつ数平均分子量が３０，０００〜９０，０００のものが好ましい。
塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）として使用することのできる具体的製品としては、東洋化成工業社製のハードレンＥＷ７３１５、ＥＷ７３０６、日本製紙社製のスーパークロンＳ４１６３、Ｓ４１９６などを挙げることができる。
本発明における塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）の製造において界面活性剤は、塩素化ポリプロピレン（固形分）に対して０．０１〜１５．０質量％、更に０．１〜１０．０質量％使用するのが好ましい。

本発明に用いるアクリル樹脂エマルジョン（ｃ）としては、親水性のアクリル樹脂を水中で強制撹拌して乳化させたものであり、一部分散させた乳化物であってもよい。この際に、前記のポリウレタンディスパージョン（ａ）製造におけるのと同様の界面活性剤を使用してもよい。このアクリル樹脂エマルジョン（ｃ）としては、Ｔｇが−５０〜１０℃のアクリル樹脂のエマルジョンが好ましい。

前記の親水性のアクリル樹脂としては、例えば、アクリル酸やメタクリル酸と、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸２−エチルへキシルやメタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉｓｏ−ブチル、メタクリル酸２−エチルへキシルなどのアクリル酸やメタクリル酸のエステルとの共重合物を好適に挙げることができる。
これらは単独で或いは２種以上を混合して使用することができる。

アクリル樹脂エマルジョン（ｃ）として使用することのできる具体的製品としては、三菱レイヨン社製のダイヤナールＡＸ２２３４、ＡＸ２４１４、ＡＸ２３７６などを挙げることができる。

本発明に用いるポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）としては、平均粒径：１０〜３０μｍのポリウレタン樹脂ビーズが好ましい。このポリウレタン樹脂は、有機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物とを反応させて得られるものであり、有機ポリイソシアネートとしては、前記のポリウレタンディスパージョン（ａ）製造における脂肪族ジイソシアネートや脂環族ジイソシアネートが好ましく、活性水素基含有化合物としては、前記のポリウレタンディスパージョン（ａ）製造における低分子や高分子のポリオール、アミノアルコール、ポリアミンなどを挙げることができる。ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）として使用することのできる具体的製品としては、根上社製のアートパールＣ−４００などを挙げることができる。
これらは単独で或いは２種以上を混合して使用することができる。

本発明の水系１液塗料組成物においては、固形分１００質量％換算で、ポリウレタンディスパージョン（ａ）のポリウレタン１００質量部に対して、塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）の塩素化ポリプロピレンは５〜３００質量部の割合で、アクリル樹脂エマルジョン（ｃ）のアクリル樹脂は１〜１００質量部の割合で、ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）は１〜５０質量部の割合で、更に、塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）の塩素化ポリプロピレンは１０〜１００質量部の割合で、アクリル樹脂エマルジョン（ｃ）のアクリル樹脂は３〜５０質量部の割合で、ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）は５〜３０質量部の割合で使用するのが好ましい。

本発明の水系１液塗料組成物には更に、充填剤、体質顔料、着色顔料、染料、湿潤剤、分散安定剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、レベリング剤、消泡剤、造膜助剤、有機溶剤、風合い剤（例えばシリコーンオイル）等の添加剤を配合することができる。

本発明の水系１液塗料組成物を塗装する基材には何ら限定は無く、具体的には、プラスチック材料類（特にＡＢＳ、ＰＣ、ＰＰ及びＴＰＯ）、金属類、無機材料類、木材等が挙げられる。

基材への水系１液塗料組成物の塗布は、ドクターブレード、リバースロール、グラビアロール、スピンナーコート、エクストルーダ、スプレーコート、ディップコート、フローコート、ワイヤーコート等の公知の方法により行うことができる。
塗布量は、固形分１００質量％換算で、１〜３００ｇ／ｍ^２、特に１〜２００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。
塗布後、４０〜１００℃、更に５０〜８０℃で、１０〜６０分間、更に２０〜４０分間放置して塗膜を硬化させることができる。
このようにして形成される塗膜の厚さは、乾燥状態で１〜１００μｍ、特に１０〜５０μｍが好ましい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれ等により限定して解釈されるものではない。

実施例１〜５
（１）塗料組成物の調製
ポリカーボネート系ポリウレタンディスパージョン（ａ）として旭電化社製のボンタイターＨＵＸ５６１（Ｔｇ−１５℃、ＳＰ値１０．４、固形分４０質量％）と、塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）として日本製紙社製のスーパークロンＳ４１９６（塩素化度２０質量％、Ｔｇ７０℃、ＳＰ値８．４、固形分３０質量％）と、アクリル樹脂エマルジョン（ｃ）として三菱レイヨン社製のダイヤナールＡＸ２３７６（Ｔｇ−１０℃、ＳＰ値８．４、固形分３５質量％）と、ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）として根上社製のアートパールＣ−４００（球状、平均粒径１２〜１７μｍ）とを、表１に示す組成割合で配合した。次いで、塗装適性粘度になるように、水と添加剤（湿潤剤、レベリング剤など）を更に添加して混合し、塗料を調製した。
（２）塗膜の形成
前記（１）にて調製した塗料を基材の被塗布面に、スプレーがンを用いて塗膜の乾燥膜厚が２０〜３０μｍとなるように塗装し、８０℃で３０分間乾燥して、塗膜を形成した。
得られた乾燥塗膜について次の性能試験を行った。
（３）性能試験
ａ）付着性試験
得られた乾燥塗膜の表面を１ｍｍ角碁盤目１００マスカットした後にセロテープ（登録商標）剥離試験を行い、次の基準で評価した。
評価基準
○：剥離なし。
△：一部剥離あり。
×：剥離あり。
ｂ）触感試験
得られた乾燥塗膜の表面について、超微小硬さ試験機（フィッシャーインストルメント社製、フィッシャースコープＨ−１００）を用いて塗膜の表面硬度（ユニバーサル硬さ値ＨＵＫ）を測定した。
また、乾燥塗膜の表面について、指触により触感を判定した。
評価基準
○：ソフト感を感じる。
△：ソフト感をやや感じる。
×：ソフト感は感じない。
ｃ）傷つき抵抗性試験
ポリプロピレン素材上に形成した塗膜をテスター産業社製テーパースクラッチテスターＨＡ−２０１型で試験し、傷が認められたときの荷重（ｇ）を調べた。
これら性能試験の結果をまとめて表２に示す。

Claims (6)

1. ポリウレタンディスパージョン（ａ）と塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）とアクリル樹脂エマルジョン（ｃ）とポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）とを含有すること、を特徴とする水系１液塗料組成物。
2. 前記ポリウレタンディスパージョン（ａ）が、カーボネート結合を有するポリウレタンのディスパージョンである、請求項１に記載の水系１液塗料組成物。
3. 前記ポリウレタンディスパージョン（ａ）が、Ｔｇ：−５０〜１０℃のポリウレタンのディスパージョンである、請求項１に記載の水系１液塗料組成物。
4. 前記塩素化ポリプロピレンディスパージョン（ｂ）が、塩素化度：１０〜３０質量％の塩素化ポリプロピレンのディスパージョンである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水系１液塗料組成物。
5. 前記アクリル樹脂エマルジョン（ｃ）が、Ｔｇ：−５０〜１０℃のアクリル樹脂のエマルジョンである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水系１液塗料組成物。
6. 前記ポリウレタン樹脂ビーズ（ｄ）が、平均粒径：１０〜３０μｍのポリウレタン樹脂ビーズである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の水系１液塗料組成物。