JP2011132290A - 家電用塗装部品、塗料及び家電製品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の家電用塗装部品としての蓋体1は、樹脂製の基材3と、前記基材3の表面に形成された塗膜2と、を有するものであって、前記塗膜2は、架橋性官能基を一分子中に3以上有する多官能(メタ)アクリレートの重合物、及び(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンを含み、前記塗膜2中の、前記多官能(メタ)アクリレートの重合物の質量(Ma)及び前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の合計量に対する前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の質量百分率(100Mb/(Ma+Mb))が、40%以上、60%以下であることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
しかしながら、この着色技術は、顔料の使用量が多くなるために、成形性の点で大型の家電用部品への適用が難しいという課題がある。また、この着色技術によって得られた家電用部品は、顔料を多く含むために、リサイクル性が悪くなる課題がある。
しかしながら、プライマーを使用する塗装方法は、下塗り工程が増加するだけでなく、使用する溶剤量が増加することによる環境負荷への影響が新たな課題となる。
この塗料によれば、プライマーを使用せずに樹脂上に直接塗布することができる。したがって、このプライマーレス塗料によれば、プライマーに含まれる分の溶剤を使用しなくてもよいので環境負荷を低く抑えることができる。
従来のプライマーレス塗料(例えば、特許文献2参照)の塗膜は、洗剤、漂白剤等に対する薬品耐性や硬度が不十分となる新たな課題もある。
したがって、従来のプライマーレス塗料(例えば、特許文献2参照)は、十分な薬品耐性及び硬度を有することが要求される家電用部品に適用することができなかった。
図1(a)に示すように、洗濯乾燥機Lは、ベース4の上部に鋼板と樹脂成形品で組合わされて構成された外枠5が載せられている。外枠5の上方には洗濯物を出し入れする開口(図示省略)を開閉自在に塞ぐ蓋体1が配置されている。
なお、洗濯乾燥機Lは、特許請求の範囲にいう「家電製品」に相当し、蓋体1は、特許請求の範囲にいう「家電用塗装部品」に相当する。
このポリプロピレンとしては、ゴム成分が少なく、薬品耐性に優れるグレードのものが望ましい。ちなみに、一般に、ゴム成分が少ないポリプロピレンは、特に塗膜の密着性が悪いとされている。
なお、図1(b)は、基材3の上側、つまり図1(a)に示す蓋体1の上側のみを部分的に示している。また、図1(b)には、次に説明する塗膜2が基材3の上側面にのみ形成された様子を示しているが、この塗膜2は、基材3の表面の全て(表裏、及びエッジを含む全て)を覆うように形成されている。
顔料としては、特に制限はなく、公知の顔料を使用することができる。中でも、厚さ0.01mm以下の鱗片状の金属箔や、粉末状の無機物は、少ない使用量で塗膜2に金属色や反射輝度の高い表面状態を付与することができ、家電用塗装部品の意匠性を多様にすることができるので特に好ましい。
粉末状の無機物としては、例えば、マイカ、チタニア、ガラス等が挙げられる。
このような範囲で顔料を含む塗膜2は、基材3(ポリプロピレン)に対する密着性、硬度及び薬品耐性が阻害されることなく、顔料による風合いを発現することができる。
このような有機分子としては、顔料の粒子の表面に存在する官能基と共有結合する官能基と、前記した多官能(メタ)アクリレートの架橋性官能基と重合する架橋性官能基とを有するものが望ましい。
なお、このような有機分子の顔料に対する被覆量としては、顔料の表面に有機分子の単分子膜が形成される程度でよい。
本実施形態に係る塗料は、ポリプロピレンの塗装に最も適したものであって、後記するように、本実施形態では、特許請求の範囲にいう「樹脂成形体」としてのポリプロピレン製の基材3(図2(a)参照)に適用される。
この塗料は、前記したように、架橋性官能基を一分子中に3以上有する多官能(メタ)アクリレートと、(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンと、多官能(メタ)アクリレートの重合反応を開始させる重合開始剤と、を含んでいる。
(メタ)アクリルモノマーとしては、具体的には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンは、水酸基含有(メタ)アクリルモノマーを、過酸化物存在下で、塩素化ポリオレフィンにグラフト重合させて得られる、水酸基含有(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンであってもよい。
ここで使用される水酸基含有(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの塩素化度(塩素含有率)は、1〜50質量%の範囲内に設定されたものが望ましい。
ちなみに、(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの数平均分子量(Mn)、塩素化度(塩素含有率)、グラフト重合条件等のパラメータは、前記した多官能(メタ)アクリレートや後記する重合開始剤、溶剤等の塗料の他の成分に対する相溶性、更には塗膜2(図1(b)参照)に付与する硬度等の物性を考慮して適宜に設定することができる。
このような本実施形態での(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンとしては、上市品を使用することもできる。
ちなみに、本実施形態での多官能(メタ)アクリレートの配合量は、多官能(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの合計量100質量部に対して、40質量部以上、60質量部以下となるが、この配合量は全ての多官能(メタ)アクリレートが重合した場合の配合量で規定している。
この重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤、遷移金属系の各種重合触媒等が挙げられる。また、光重合を行う際には、光源としてのメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、紫外線LED等の種別に応じて、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサンソン系、パーオキシド系の各種光重合開始剤(ラジカル重合開始剤)を適宜選択して使用することができる。
本実施形態での重合開始剤としては、上市品を使用することもできる。
このような範囲で重合開始剤を含む塗料は、より良好な耐久性及び物性を有する塗膜2(図1(b)参照)を形成することができる。
塗料中の顔料の配合量は、多官能(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの配合量の合計量100質量部に対して、50質量部以下であることが望ましい。
この塗料においては、顔料の配合量を前記した範囲とすることで、図1(b)に示す基材3(ポリプロピレン)に対する密着性、光沢、硬度及び薬品耐性が阻害されることなく、顔料による風合いを発現することができる。
この溶媒としては、例えば2−ブタノン、ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−メチルプロパノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等が挙げられる。これらの溶媒は、塗料を調製する環境の温度や湿度に応じて1種、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、これらの溶媒と併せて又は単独で、単官能(メタ)アクリレート、ビニルモノマー等の反応性希釈剤を溶媒として使用することもできる。
次に、家電用塗装部品としての蓋体1(図1(b)参照)の製造方法について説明する。次に参照する図2(a)から(c)は、蓋体1の製造工程を模式的に示す工程図である。
図2(a)に示すように、この製造方法では、まず基材3を用意する。この基材3は、図1(a)に示す蓋体1(後半体)の外形と略同じ形状を呈したポリプロピレンの成形体である。この基材3は、特許請求の範囲にいう「樹脂成形体」に相当する。
この表面処理としては、例えば、水、エタノール、ヘキサン等による洗浄処理、火炎処理、紫外線照射、コロナ放電、プラズマ等による洗浄処理が挙げられる。
なお、塗装方法としては、特に制限はなく、スプレー法等の公知の塗装方法を使用することができる。
その結果、図2(c)に示すように、基材3上に塗膜2を有する家電用塗装部品としての蓋体1が得られる。
なお、硬化した塗膜2は、多官能(メタ)アクリレートの重合物中に、(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンが均一に存在することとなる。
また、本実施形態に係る塗料によれば、基材3(ポリプロピレン)上に、プライマーを介さないで1コートの塗膜2を有する蓋体1(家電用塗装部品)、及びこの蓋体1を使用した洗濯乾燥機L(家電製品)を得ることができる。
したがって、本実施形態に係る塗料、蓋体1(家電用塗装部品)、及び洗濯乾燥機L(家電製品)によれば、プライマーを使用しないので、製造工程及び製造コストが低減して生産性が向上すると共に、プライマーに含まれる分の溶剤を使用しなくてもよいので環境負荷を低く抑えることができる。特に、本実施形態に係る塗料は、特にゴム成分の少ないポリプロピレンにも塗膜2を密着させることができる。
前記実施形態では、ポリプロピレン用の塗料、及びポリプロピレン製の基材3を有する蓋体1(家電用塗装部品)、及びこの蓋体1を使用した洗濯乾燥機L(家電製品)について説明したが、本発明の塗料は、ポリスチレン等の他のポリオレフィンや、その他の樹脂(例えばABS樹脂等)からなる基材3にも使用することができ、その塗膜2は、基材3に対する密着性、硬度及び薬品耐性に優れるものとなる。
(実施例1から実施例5)
本実施例では、蓋体1(後半体1b)と略同じ形状を有する樹脂製の板状部材(基材3)を射出成形法により作製した。
樹脂には、ポリプロピレン(サンアロマー社製、商品名PM970W)を使用した。
その一方で、実施例1から実施例5で使用した塗料をそれぞれ調製した。
塗料は、以下の表1に示す多官能アクリルモノマー、アクリル変性塩素化ポリオレフィン(日本製紙ケミカル社製、商品名スーパークロン(登録商標)223M)、及び重合開始剤(長瀬産業社製、商品名イルガキュア(登録商標)184)を表1に示す配合量で含むと共に、更に、溶剤としてのトルエンを100質量部含み、これらが均一に混合されたものを使用した。
その結果、実施例1から実施例5では、樹脂製の板状部材(基材3)の表面に平均厚さが15μmのクリアな塗膜2が形成され、家電用塗装部品としての蓋体1(後半体1b)が得られた。
この密着性試験では、JIS−K5600−5−6に準拠したクロスカット法により、基材3に対する塗膜2の密着性を評価した。粘着テープには、ニチバン社製、商品名セロテープ(登録商標)No.405を使用した。その評価結果を表1に示す。
密着性の評価は、塗膜2の剥離が認められなかったものを「○」とし、クロスカットの角部の塗膜2が剥離したものを「△」とし、塗膜2のほとんどが剥離したものを「×」とした。
この光沢判定では、塗膜2を自然昼光のもとで目視にて観察することで光沢の有無を判定した。その結果を表1に示す。光沢判定は、光沢が認められたものを「○」とし、認められなかったものを「×」とした。
この硬度試験では、JIS−K5600−5−4に準拠した引っかき硬度(鉛筆硬度)を評価した。鉛筆には、三菱鉛筆社製、商品名Hi−uniを使用した。その結果を硬度として表1に示す。
この薬品耐性試験では、塗膜2に、洗濯用液体柔軟剤(ライオン社製、商品名アクロン)及び洗濯用液体洗剤(花王社製、商品名アタック)の原液をそれぞれ塗膜2に滴下し、40℃にて24時間放置した後の外観の変化を目視で観察した。その結果を表1に示す。薬品耐性の評価は、洗濯用液体柔軟剤及び洗濯用液体洗剤の両方に対して外観の変化を生じなかったものを「○」とし、洗濯用液体柔軟剤及び洗濯用液体洗剤のいずれかに対して、僅かに曇りを生じたものを「△」とし、洗濯用液体柔軟剤及び洗濯用液体洗剤のいずれかに対して、明確な曇りを生じたものを「×」とした。
本比較例では、表1に示す多官能アクリルモノマー、アクリル変性塩素化ポリオレフィン(日本製紙ケミカル社製、商品名スーパークロン(登録商標)223M)、及び重合開始剤(長瀬産業社製、商品名イルガキュア(登録商標)184)を表1に示す配合量で含むと共に、更に、溶剤としてのトルエンを100質量部含み、これらが均一に混合された塗料を使用した以外は、実施例1から実施例5と同様に、塗料を調製し、この塗料を使用して、実施例1から実施例5と同様に、基材3上に塗膜2を形成した。
なお、表1の比較例5において、多官能アクリルモノマーとして「HDDA」と略記した1,6−ヘキサンジオールジアクリレートは、架橋性官能基を2つ有するものである。
そして、得られた塗膜2について、実施例1から実施例5と同様に、密着性試験、光沢判定、硬度試験、及び薬品耐性試験を行った。その結果を表1に示す。
本実施例では、表1に示す多官能アクリルモノマー、アクリル変性塩素化ポリオレフィン(日本製紙ケミカル社製、商品名スーパークロン(登録商標)223M)、及び重合開始剤(長瀬産業社製、商品名イルガキュア(登録商標)184)を表1に示す配合量で含むと共に、溶剤としてのトルエンを100質量部、更には表1に示す顔料を5質量部含み、これらが均一に混合された塗料を調製した。
実施例6の表面処理アルミフレークは、次の手法で得られたものである。
この手法では、まず3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製、商品名KBM503)0.01gをトルエン50gに溶解したシランカップリング剤溶液を調製した。次に、70℃に加熱したシランカップリング剤溶液に、アルミフレーク(東洋アルミ社製、商品名5660NS)1gをトルエン50gに分散させた分散液を加えて10分間攪拌混合した。その後、この混合物を室温まで冷却して沈殿物を分離し、この沈殿物をトルエンで洗浄し、乾燥することで表面処理アルミフレークを得た。
そして、得られた塗膜2について、実施例1から実施例5と同様に、密着性試験、光沢判定、硬度試験、及び薬品耐性試験を行った。その結果を表1に示す。
実施例1から実施例5の塗膜2は、表1に示すように、密着性試験、光沢判定、硬度試験、及び薬品耐性試験のいずれにおいても良好な結果を示している。
また、(メタ)アクリル基を有するシランカップリング剤で表面処理された顔料を含む実施例6及び実施例7の塗膜2は、密着性試験、光沢判定、硬度試験、及び薬品耐性試験のいずれにおいても特に良好な結果を示している。
1a 前半体(家電用塗装部品)
1b 後半体(家電用塗装部品)
2 塗膜
3 基材(樹脂成形体)
10 塗料
L 洗濯乾燥機(家電製品)
Claims (8)
- 樹脂製の基材と、
前記基材の表面に形成された塗膜と、
を有する家電用塗装部品であって、
前記塗膜は、架橋性官能基を一分子中に3以上有する多官能(メタ)アクリレートの重合物、及び(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンを含み、
前記塗膜中の、前記多官能(メタ)アクリレートの重合物の質量(Ma)及び前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の合計量に対する前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の質量百分率(100Mb/(Ma+Mb))が、40%以上、60%以下であることを特徴とする家電用塗装部品。 - 前記塗膜は、顔料を更に含み、
前記塗膜中の、前記多官能(メタ)アクリレートの重合物の質量(Ma)及び前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の合計量に対する前記顔料の質量(Mc)の比(100Mc/(Ma+Mb))が、50以下であることを特徴とする請求項1に記載の家電用塗装部品。 - 前記顔料の粒子の表面は、有機分子で被覆されており、
前記有機分子は、前記多官能(メタ)アクリレートの重合物と化学的に結合していることを特徴とする請求項2に記載の家電用塗装部品。 - 架橋性官能基を一分子中に3以上有する多官能(メタ)アクリレートと、
(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンと、
前記多官能(メタ)アクリレートの重合反応を開始させる重合開始剤と、
を含む樹脂成形体用の塗料であって、
前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの配合量は、前記多官能(メタ)アクリレート及び前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの合計量100質量部に対して、40質量部以上、60質量部以下であることを特徴とする塗料。 - 前記顔料の配合量は、前記多官能(メタ)アクリレート及び前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの配合量の合計量100質量部に対して、50質量部以下であることを特徴とする請求項4に記載の塗料。
- 前記顔料の粒子の表面は、前記多官能(メタ)アクリレートの架橋性官能基と重合する架橋性官能基を有する有機分子で被覆されていることを特徴とする請求項5に記載の塗料。
- 樹脂製の基材と、
前記基材の表面に形成された塗膜と、
を有する家電用塗装部品を使用した家電製品であって、
前記塗膜は、架橋性官能基を一分子中に3以上有する多官能(メタ)アクリレートの重合物、及び(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンを含み、
前記塗膜中の、前記多官能(メタ)アクリレートの重合物の質量(Ma)及び前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の合計量に対する前記(メタ)アクリル変性塩素化ポリオレフィンの質量(Mb)の質量百分率(100Mb/(Ma+Mb))が、40%以上、60%以下であることを特徴とする家電製品。 - 洗濯乾燥機、洗濯機又は乾燥機であることを特徴とする請求項7に記載の家電製品。
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