JP2016030770A - 被膜形成組成物及び被膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、特定の組成からなる被膜形成組成物を塗布することにより、特にポリカーボネート等の透明な基材に対して、外観不良を改善した被膜の形成を実現することができる。
【解決手段】
以下構成からなる、被膜形成組成物。
（ａ）質量平均分子量が２００００〜１０００００の水溶性アクリル重合体 １００質量部
（ｂ）以下の化学構造を有する有機化合物 ４０〜２００質量部
Ｒ^１−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＲ^２Ｒ^３−ＯＨ
（式中Ｒ^１は炭素数が１〜６の、分岐構造を有しても良い炭化水素基であり、Ｒ^２は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であり、Ｒ^３は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であって、Ｒ^２とＲ^３は同一であっても異なっていても良い）
（ｃ）水 ２５〜７５質量部
（ｄ）前記（ｂ）以外の常温で液状のアルコール １５０〜５００質量部
【選択図】なし

Description

本発明は、被膜形成に用いる組成物に関するもので、特に自動車のヘッドライト等の、透明性と耐候性が求められる部材に適用される、透明性被膜を形成するための組成物に関するものである。また当該被膜形成組成物を用いた、透明部材に対する被膜形成方法、特に黄変やくすみ等の生じたヘッドライト等の部材に対する、透明性を復元するための被膜形成方法に関する。

従来より、ポリカーボネートやアクリル樹脂といった、高分子素材から成る透明材料は、その加工性や軽量性、コスト優位性などから、自動車等の輸送機器のヘッドライト等の燈火類やリアウィンド、建築材料、水槽、照明カバー、ショーウィンドー等の産業材料として、身の回りで日常的に使用されている。

しかしながら、この様な透明な材料、特に屋外で使用されるものは、紫外線等の影響により高分子素材が劣化したり、添加剤等が分解することにより経時的に黄変する、という問題を生じる。さらに使用状況によっては、細かな擦過により表面が傷つけられ、徐々にくすみが生じ透明性を喪失してしまう、という問題も孕んでいる。

上記問題を解決するため、前記透明材料の透明性を復元されるための方策として引用文献１では、透明部材の表面を無機粒子等を含んで成る前処理剤で研磨処理した後、ここに湿気硬化性のシリコーンレジン等を含んで成るコーティング組成物を塗布するという、透明性回復の手法が提案されている。引用文献２には、損傷したプラスチック表面を予め、特定のグリッド粒度を有する艶出し研磨剤で研磨した後、これに異なるグリッド粒度を有した光沢付与研磨材で処理し、ここにさらにアクリルポリマー、エチレングリコールモノブチルエーテルなどを含んでなる紫外線防御コーティング組成物を塗布することによる、透明性と光透過性の回復手法について提案されている。

また引用文献３では、当該透明材料と近似する屈折率、光線透過率を有する合成樹脂エマルジョン含有の透明性復元剤、具体的にはカルボキシル基変性アクリル樹脂エマルジョンを含んで成る水性の組成物を、研磨等の前処理をなされていない透明材料に塗布して塗膜を形成する、という透明性復元の手法が提案されている。

特開２０１０−０１３５２３号公報 特表２０１２−５１６２４５号公報 特開平６−０１６９７７号公報

このように、高分子材料からなる透明部材の黄変、くすみを取り除き、透明性を復元するための手法については知られているが、いずれも課題を有している。例えば特許文献１、２の技術では、透明性の復元に際し、対象となる部材を予め特定の研磨材等で前処理を行う必要があり、これにより当該基材の表面を所定の状態、すなわちその粗度、あるいは化学状態を精密に調整された状態に変質させておく必要があった。他方で特許文献３の技術では、基材に何ら下処理がなされていないため、組成物の基材に対する密着性は十分ではなく、外部からの物理的刺激により容易に剥離するものである。また基材の透明性復元には当該組成物の塗布を行うのみの処理であるため、塗布後の透明性については十分なものとは言えない。

本発明では、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、基材の表面を精密に制御する必要なく塗布することができるものでありながら、優れた特性の被膜を形成することができる、被膜形成組成物を実現するに至った。即ち、以下（ａ）〜（ｄ）の成分を含んで成る被膜形成組成物である。
（ａ）質量平均分子量が２００００〜１０００００の水溶性アクリル重合体 １００質量部
（ｂ）以下の化学構造を有する有機化合物 ４０〜２００質量部
Ｒ^１−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＲ^２Ｒ^３−ＯＨ
（式中Ｒ^１は炭素数が１〜６の、分岐構造を有しても良い炭化水素基であり、Ｒ^２は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であり、Ｒ^３は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であって、Ｒ^２とＲ^３は同一であっても異なっていても良い）
（ｃ）水 ２５〜７５質量部
（ｄ）前記（ｂ）以外の常温液状のアルコール １５０〜５００質量部

また本発明は、以下の実施態様も含む。
第二の実施態様は、前記（ｂ）成分が、ブチルグリコール、またはイソブチルグリコールを含んでなるものである、前記第一の実施態様に記載の被膜形成組成物である。
第三の実施態様は、前記（ｂ）成分がさらにメチルプロピレングリコールを含んでなるものである、前記第二の実施態様に記載の被膜形成組成物である。
第四の実施態様は、前記（ａ）成分を構成するアクリルモノマーが、（メタ）アクリル酸ブチルを含んでなるものである、前記第一乃至三のいずれかの実施態様に記載の被膜形成組成物である。
第五の実施態様は、前記（ｄ）成分が、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−２−プロパノールを含むものである、前記実施態様一乃至四のいずれかの実施態様に記載の被膜形成組成物である。
第六の実施態様は、前記の被膜形成組成物が、透明な基材に適用するものである、前記実施態様一乃至五のいずれかの実施態様に記載の被膜形成組成物である。

また本発明は上記被膜形成組成物を用いた被膜形成方法にも関する。即ち、本発明の第七の実施態様は、基材表面に前記被膜形成組成物を塗布し、揮発成分を揮発させることにより被膜を形成する、被膜形成方法である。
第八の実施態様は、前記基材が、ポリカーボネート、アクリル樹脂から選ばれる透明材料である、前記第七の実施態様に記載の被膜形成方法である。
第九の実施態様は、前記透明材料表面を予め研磨した上で、前記被膜形成組成物を塗布するものである、前記第八の実施態様に記載の被膜形成方法である。

本発明の被膜形成組成物は、自動車のヘッドライト等の燈火類、リアウィンド、店舗等のショーウィンド、ショーケース、水槽等の、特に高い透明性が求められる部材に塗布して用いることで、保護層となる被膜を形成する。ここで、黄変やくすみが生じている基材の表面を予め研磨しておくことで、被膜形成後に透明性を有した表面を復元することができ、またその透明性を長期間に渡って保持することができる。

本発明の被膜形成組成物は、前記構成を含むことにより好ましい特性を発揮することができるようになる。以下に各構成について説明する。

（ａ）質量平均分子量が２００００〜１０００００の水溶性アクリル重合体について
本発明で用いる水溶性アクリル重合体は、本発明の被膜形成組成物において被膜を形成する主要な要素である。本発明でいう水溶性とは、当該化合物と水、必要によりアルコールなどの媒介物質を混ぜ合わせた際において、質量比で当該化合物と水の割合が少なくとも１０／１にて均一に混合でき、常温で静置しても１０日以上は分離や沈降を示さないものである。当該化合物を得る方法としては、アクリル重合体の原料となる単量体中に水との親和性の高い官能基を有する化合物を用いる、または重合体を界面活性剤で修飾して水との親和性を高める、或いはこれらの手法を組み合わせることなどが挙げられる。当該化合物の質量平均分子量としては、２００００〜１０００００の範囲にあるものであり、より好ましくは２５０００〜７５０００である。質量平均分子量が２００００以上であることにより、形成した被膜は適切な強靱さを保持することができる。他方で質量平均分子量が１０００００以下であることにより、形成した被膜は適切な柔軟さを有することができ、同時に塗布に好適な粘性を確保することができ、また水中への好適な分散、溶解性を付与することができる。ここで、本発明において定義する質量平均分子量（Ｍｗ）の値は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて以下条件の下ポリスチレン換算相対分子量分布を測定することにより得られるものである。
測定機種 ＴＯＳＯＨ ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ
カラム ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅ ＨＺ−Ｍ（４本）
溶離液 ＴＨＦ
温度 カラム恒温槽 ４０℃
流速 ０．３５ｍＬ／ｍｉｎ
注入量 ４０μＬ
検出器 示差屈折計（ＲＩ）

本発明で用いる前記水溶性アクリル重合体は、（メタ）アクリルモノマーを重合してなる、水溶性の重合体である。当該重合体の骨格を構成する要素が（メタ）アクリルモノマーであれば、その種類を特定するものではなく、例えば（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−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸２−トリフルオロエチル等の（メタ）アクリル酸の（フルオロ）アルキルエステル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸メチルグリシジル、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルホリン、（メタ）アクリル酸アリル等から選ばれる一種以上の（メタ）アクリルモノマーを構成単位としてなるアクリル重合体から適宜選択できる。。なお本発明において（メタ）アクリルと表記しているものは、アクリルまたはメタクリルの意である。

本発明における前記水溶性アクリル重合体を構成する化合物として特に好適には、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチルを含んでなるものである。更には、当該化合物を構成モノマーとして５０質量％以上含んでいることが好ましく、より好適には６５質量％以上含むものである。当該化合物の構成モノマー比が５０質量％以上であることで、重合体は塗膜にした際に良好な柔軟性、耐久性、透明性等を確保することができる。（メタ）アクリル酸ブチル以外の構成（メタ）アクリルモノマーは、これと共重合できる化合物から任意に選択することができるが、当該共重合性化合物としては、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル等の水酸基含有アクリルモノマーが好適で、水分散性の観点から前記水酸基含有アクリルモノマーを１〜１０質量%の割合で含んでいることが特に好ましい。また本発明のアクリル重合体としては上記アクリル化合物を構成モノマーに含むのであれば、スチレン、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のアクリル化合物でない化合物と共重合させてなる共重合体でも構わず、塗膜への強度付与等の観点から、スチレンを共重合化合物として含んでいることが好ましい

（ｂ）成分について
（ｂ）成分は、以下の化学構造を有する有機化合物である。
Ｒ^１−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＲ^２Ｒ^３−ＯＨ （化１）
ここで、式中Ｒ^１は炭素数が１〜６の、分岐構造を有しても良い炭化水素基であり、Ｒ^２は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であり、Ｒ^３は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であって、Ｒ^２とＲ^３は同一であっても異なっていても良い。ここで、前記Ｒ^１の中には酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子で連結された炭化水素構造、例えばエーテル構造を有しないものである。より好ましくは、Ｒ^１は炭素数が１〜４の範囲にあるものであり、Ｒ^２、Ｒ^３はいずれか一方が水素で、他方は水素またはメチル基であることが好適である。本発明の（ｂ）成分としては当該範囲内にあれば特にその構造を限定するものではなく、例えばメチルグリコール、メチルプロピレングリコール、エチルグリコール、エチルプロピレングリコール、プロピルグリコール、プロピルプロピレングリコール、イソプロピルグリコール、イソプロピルプロピレングリコール、ブチルグリコール、ブチルプロピレングリコール、イソブチルグリコール、イソブチルプロピレングリコール、ｔ−ブチルグリコール、ｔ−ブチルプロピレングリコール、ペンチルグリコール、ペンチルプロピレングリコール、ヘキシルグリコール、ヘキシルプロピレングリコール、フェニルグリコール、フェニルプロピレングリコール等から選ばれる一種以上の化合物を挙げることができる。本発明で特に好適に用いることができる化合物としては、ブチルグリコール、イソブチルグリコール、メチルプロピレングリコールから選ばれる一種以上であり、さらに好ましくはブチルグリコールまたはイソブチルグリコールとメチルプロピレングリコールの組み合わせである。

当該（ｂ）成分は、本発明の被膜形成組成物にて被膜を形成した際、好適な特性を付与するための成分である。具体的には、被膜に透明性、レベリング性、肉盛性、耐久性等を付与するために加えられるものである。またその組成量としては、前記（ａ）成分１００質量部に対して４０〜２００質量部であることが好ましく、より好適には７５〜１７０質量部である。当該成分が４０質量部未満であると、被膜は十分にその特性を発現できず、透明性が低下する、均一な表明形成ができない、長期使用時に性能の低下が早まる、といった問題が生じうる。他方で２００質量部を超えると、肉盛性の低下、密着性の低下、といった問題を惹起しうる。

（ｃ）水について
本発明では希釈、分散媒として水を用いている。当該成分を用いることで、人体や自然環境への悪影響を低減できることは勿論であるが、塗布時に基材への悪影響を最小限に抑え、また飛散あるいは垂れにより基材以外に付着した組成物が、塗装面等を冒す可能性を低減できる。当該成分の組成量は、前記（ａ）成分１００質量部に対して２５〜７５質量部であることが好ましく、より好適には３０〜７０質量部である。当該成分が２５質量部未満であると、組成物が十分な流動性を得ることができず、７５質量部を超えると、組成物が十分に分散、溶解できず、また被膜に濁りが生じる可能性がある。

（ｄ）前記（ｂ）以外の常温液状のアルコールについて
本発明の（ｄ）成分としては、常温で液状のアルコールである。当該成分は、前記（ａ）〜（ｃ）成分をそれぞれ相溶させ、組成物を安定に保ち、また適度の揮発性を確保するために用いるものである。常温、すなわち２５℃で液状のアルコールであれば特に構造を問うものではないが、前記（ｂ）とは異なるものとして用いる必要がある。当該成分の化合物としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、３−イソアミルアコール、ｔ−アミルアコール、シクロペンタノール、1−ヘキサノール、２−ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、ｃｉｓ／ｔｒａｎｓ−２−メチルシクロヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、３−ヘプタノール等から選ばれる一種以上の化合物を挙げることができる。本発明における当該成分としては、塗布後の揮発性等の観点から、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール（２−メチル−２−プロパノール）等の、沸点が１００℃未満のものを（ｄ）成分全体のうち５０％以上含んでなることが好ましく、入手容易性や人体、環境への負荷の小ささ、臭気の少なさと適切な揮散性の観点から、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールから選ばれる１種以上のアルコールであることが特に好適である。当該成分の組成量は、前記（ａ）成分１００質量部に対して１５０〜５００質量部であることが好ましく、より好適には２００〜３５０質量部である。当該成分が１５０質量部未満であると、前記（ａ）〜（ｃ）成分を系中に均一に分散させることが困難となり、沈殿や凝集等を起こして透明な塗膜を形成することが困難となってしまう。他方当該成分が５００質量部を超えると、組成物の揮発性が低下し、平滑な塗膜の形成が困難となってしまう。

また本発明においては、発明の効果を妨げない範囲で上記の他に透明充填材、防錆剤、界面活性剤、可塑剤、分散剤、接着助剤、防腐剤、消泡剤、湿潤剤、着色剤、乳化剤、希釈剤、ｐＨ調整剤、粘弾性調整剤、レオロジー調整剤などの添加剤を含ませることができる。特に本発明ではレオロジー調整剤等を含んだ界面活性剤を添加することにより、塗膜の平滑性の向上や泡噛みの低減、硬化速度の調整等を図ることができる。

さらに本発明は、前記の被膜形成組成物を用いた被膜形成方法にも関する。当該被膜形成方法は、基材表面に、前記被膜形成組成物を塗布し、揮発成分を揮発させることにより被膜を形成する、というものである。ここで、前記基材は特に限定するものでなく、各種材質からなる部材に適用することができるが、本発明における基材としてはポリカーボネート、アクリル樹脂等からなる透明性を有した高分子材質であることが特に好ましく、より好適にはポリカーボネートを含んでなる透明性樹脂である。また、前記揮発成分の揮発方法としては、常温での自然乾燥でも、加温しての促進乾燥でも構わないが、好適には３０度乃至５０度程度に加温することによる促進乾燥である。当該加温方法としては特に限定するものではなく、熱線照射、温風、暖房による環境温度上昇等を用いることができるが、平滑な塗膜を形成する観点から熱線照射がより好適である。

さらに本発明では、前記基材が透明性を有した材料である場合、当該透明材料の表面を予め研磨した上で、前記被膜形成組成物を塗布するものであることが好ましい。当該研磨により予め前記表明に微少な凹凸を設けることで、本発明の被膜形成組成物を基材表面に付着し易くすることができる。また当該研磨を行うことにより、基材表面に存在している擦過傷等を均すことで、被膜形成後の被膜形成組成物が平坦な表面を形成することができ、これにより前記傷に起因する基材表面のくすみを低減することができる。さらに基材表面に析出した透明性樹脂材料中に含まれる添加剤等や、劣化した高分子成分を研磨により除去することで、これらに起因した機材の黄変等を低減させることができる。前記透明材料としては、特に美観向上が求められる自動車のヘッドランプやテールランプ、各種ウィンドウ、また店舗に設置されたショウウィンドウ、自動販売機の表示部カバー、照明の保護部、水槽といった部材を挙げることができ、本発明ではこれら部材に対して好適に用いることができる。

本発明においては、前記研磨の方法としてその条件を厳密に制御する必要がないことを特徴とするものであり、一般的な研磨方法により行うことができる。例えば、耐水研磨紙、あるいは液状の研磨材等を用いた手作業による研磨、ポリッシャーを用いた機械研磨等を適宜選択することができる。研磨状態の目安としては、対象となる部材表面が一様に研磨され、当該箇所の擦過傷が目視にて概ね均一に曇った状態となっていることが好ましい。本発明における研磨方法の一例としては、予め清浄な状態にした基材表面を＃１０００〜５０００番の耐水研磨紙等で均等に研磨するのみ、あるいは予め＃１００〜１０００番の耐水研磨紙で均等に研磨した後、＃１０００〜５０００番の耐水研磨紙等で仕上げの研磨を行う、という段階的な研磨を挙げることができる。当該研磨の後、基材表面に付着した研磨滓は、エアブローや高圧水流による除去、または清浄なウェスで拭き取ることによる除去を行うことが好ましい。

また本発明の被膜形成組成物は、耐圧容器中に噴射剤と共に充填することで、エアゾールとして梱包されるものであっても良い。その場合、エアゾール噴射剤としては公知の物質を用いることができる。当該噴射剤としては、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、二酸化炭素、液化石油ガス（ＬＰＧ）、窒素、亜酸化窒素、イソブタン、ハロアルキル等から選択することができるが、入手容易性、安全性、環境負荷等の観点から、ＤＭＥ、二酸化炭素、窒素が特に好適である。

本発明の被膜形成組成物をエアゾールとして用いる場合、被膜形成組成物１００質量部に対する前記噴射剤の充填量は、５０〜１５０質量部であることが好ましく、７０〜１３０質量部であることがさらに好適である。エアゾールとして用いることで、噴射のための設備等を準備する必要が無く、また作業時の取り回し性が向上するため、自動車等の大型機材の部品に対する塗布が容易に行えるようになる。

以下、実施例により本発明の効果を詳説するが、これら実施例は本発明の態様の限定を意図するものでは無い。

本発明の被膜形成組成物の特性は、以下方法による実施例にて評価検討を行った。また本発明の実施例、比較例にて評価した被膜形成性組成物に含まれる構成成分は、以下に示す材料を用いた。またそれぞれの組成は、表１，２に記載の組成比に従い調製した。なお表中に記載の数値は、各成分の添加質量比である。

［被膜形成組成物検体の材料］
・（ａ）：質量平均分子量が２００００〜１０００００の水溶性アクリル樹脂、及びその比較成分
（ａ−１）：アクリセットＡＲＬ−４６８ 日本触媒社製品 構成モノマーとして、メタクリル酸ブチルを８０〜９０質量％、スチレンを１〜２０質量％、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸を１〜１０質量％、その他共重合性成分を残余としてなる質量平均分子量（Ｍｗ）約３６０００のアクリル系共重合体、固形分質量が約４５％の水溶液
（ａ−２）：アクリセットＡＲＬ−４６９ 日本触媒社製品 質量平均分子量（Ｍｗ）約６００００のアクリル系重合体、固形分質量が約４５％の水溶液
（ａ’−１）：ポリゾールＴＫＫ−１０２０ 昭和電工社製品 アクリルモノマー、メタクリルモノマー、スチレンからなる、アクリル系共重合体、固形分質量比が約４４％のエマルジョン
（ａ’−２）：コーガムＨＷ−６００ 昭和電工社製品 構成モノマーとして、メチルメタクリレートを９０〜９９質量％、２−エチルヘキシルメタクリル酸を１〜１０質量％、その他共重合性成分を残余としてなる質量平均分子量（Ｍｗ）約１８０００のアクリル系共重合体、固形分質量比が約４０％の水溶液
なお上記（ａ）及びその比較成分は、表中では樹脂固形分の質量のみ記載しており、当該製品中の溶剤その他の揮発性成分は、表中にそれぞれ別記した。
・（ｂ）：以下の化学構造を有する有機化合物、及びその比較成分
Ｒ^１−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＲ^２Ｒ^３−ＯＨ
（ｂ−１）：エチレングリコールモノイソブチルエーテル（イソブチルグリコール、ＩＢＧ） 化１中、Ｒ^１がイソブチル基、Ｒ^２、Ｒ^３が共に水素である構造の化合物
（ｂ−２）：エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルグリコール、ＢＧ） 化１中、Ｒ^１がブチル基、Ｒ^２、Ｒ^３が共に水素である構造の化合物
（ｂ−３）：プロピレングリコールモノメチルエーテル（メチルプロピレングリコール、ＭＦＧ） 化１中、Ｒ^１がメチル基、Ｒ^２が水素、Ｒ^３がメチル基である構造の化合物
（ｂ’−１）：ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルジグリコール、ＢＤＧ） 化１中、Ｒ^１がブトキシエチル基、Ｒ^２、Ｒ^３が共に水素である構造の化合物
（ｂ’−２）：ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（メチルプロピレンジグリコール、ＭＦＤＧ） 化１中、Ｒ^１がメトキシイソプロピル基、Ｒ^２が水素、Ｒ^３がメチル基である構造の化合物
（ｂ’−３）：ジエチレングリコールジエチルエーテル（ジエチルジグリコール、ＤＥＤＧ） 化１中、Ｒ^１がエトキシエチル基、Ｒ^２、Ｒ^３が共に水素であり、かつ水酸基がエトキシ基に置換した構造の化合物
（ｂ’−４）：ジエチレングリコールジブチルエーテル（ジブチルジグリコール、ＤＢＤＧ） 化１中、Ｒ^１がブトキシエチル基、Ｒ^２、Ｒ^３が共に水素であり、かつ水酸基がブトキシ基に置換した構造の化合物
・（ｃ）：イオン交換水
・（ｄ）：常温液状のアルコール
（ｄ−１）：エタノール
（ｄ−２）：ｎ−プロパノール

上記の各材料を用いて、次の処方により実施例、比較例にて特性評価に用いた被膜形成組成物検体を製造した。

［被膜形成組成物の製造方法］
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及びそれぞれの比較成分と、造膜助剤としてのミネラルターペンを、表１，２に示した組成質量比にて投入し、均一になるよう混合攪拌を行った。然る後、湿潤剤（日信化学工業社製品、サーフィノール１０４）を組成物全体の０．１質量％となるよう添加し、混合攪拌を行った。

上記方法により調製した被膜形成組成物は、以下の方法によりその特性の評価を行った。
［液外観評価］
前記の被膜形成組成物の検体を透明な試験管に封入し、液の濁り、沈殿、分離の発生等を目視で確認することにより評価した。評価基準は以下の通り。
○：濁り、沈殿、分離等の発生が認められなかったものを合格として表記
×：濁り、沈殿、分離等の発生が認められたものを不合格として表記

［被膜外観評価］
ポリカーボネート製のテストピース（ＮＦ−２０００、２．０×７０×１５０ｍｍ、三菱エンジニアリングプラスチック社製品）の表面をアルコールにて脱脂洗浄した後、３０００番の耐水研磨紙にて均一に表面を研磨し、くすみの生じた透明な樹脂材料として調製した。ここに、前記の被膜形成組成物の検体を約１ｍｌ滴下し、７０番のバーコーターを用いることにより一様な被膜を形成した。これを２５℃、５５％ＲＨ環境下で２４時間静置、乾燥させることで膜厚が２０〜４０μｍの被膜形成試験片を作成した。当該試験片の外観を目視にて確認し、塗膜の外観について評価した。評価基準は以下の通り。
○：くすみが無くなり、透明な表面が形成できているものを合格として表記
×：くすみの残存等の外観不良が認められたものを不合格として表記

［乾燥性評価］
ＪＩＳ−Ｇ−３３０３で規定されるＳＰＴＥテストピース上に前記の被膜形成組成物の検体を約１ｍｌ滴下し、７０番のバーコーターを用いることにより膜厚が２０〜４０μｍとなる一様な被膜を形成した。これを２５℃５５%RH環境下に静置し、３０分経過後に脱脂した指で触れ、指先への付着の有無にて乾燥性の評価を行った。評価基準は以下の通り。
○：指先への付着が認められなかったものを合格として表記
×：指先への付着が認められたものを不合格として表記

［密着性評価］
前記乾燥性評価と同様の方法にてポリカーボネート製テストピース（ＮＦ−２０００、２．０×７０×１５０ｍｍ、三菱エンジニアリングプラスチック社製品）上に被膜形成組成物の検体を塗布し、これを２５℃、５５％ＲＨ環境下で２４時間静置、乾燥させることで膜厚が２０〜４０μｍの被膜を形成した試験片を作成した。当該試験片を、ＪＩＳ−Ｋ−５４００−５−６に規定される、クロスカット法、所謂碁盤目試験により付着性の評価を行った。評価基準は以下の通り。
○：残存する被膜が、１００／１００であるものを合格として表記
×：残存する被膜が、１００／１００未満であるものを不合格として表記

［耐久性評価］
前記密着性評価と同様の方法にてポリカーボネート製テストピース上に膜厚が２０〜４０μｍの被膜を形成した試験片を作成した。当該試験片を、キセノンアークランプ式促進耐候性試験機中に３００時間静置したものを目視にて確認し、黄変の発生、または被膜の剥離脱落等の外観不良について評価を行った。評価基準は以下の通り。
○：黄変等の外観不良の発生、または被膜の剥がれが認められなかったものを合格として表記
×：黄変等の外観不良の発生、または被膜の剥がれが認められたものを不合格として表記

［噴射性評価］
被膜形成組成物の各検体をそれぞれエアゾール耐圧容器に入れ、これを等量の噴射剤（ジメチルエーテル）と共に密封充填することでエアゾール試料として準備した。エアゾールとして噴射した際の、噴射の均一性、詰まりの有無について評価を行った。評価基準は以下の通り。
○：噴射口の詰まりが生じず、均一な噴射ができたものを合格として表記
×：噴射口に詰まりが生じ、または詰まりが無くとも均一な噴射を行えなかったものを不合格として表記

［厚膜性評価］
ポリカーボネート製のテストピース（ＮＦ−２０００、２．０×７０×１５０ｍｍ、三菱エンジニアリングプラスチック社製品）の表面をアルコールにて脱脂洗浄した後、前記の噴射性評価にて作成したエアゾール試料を、２０ｃｍの距離からテストピース表面に対し１０秒かけて、均等な膜厚となるよう噴射塗布を行った。然る後、これを２５℃、５５％ＲＨ環境下で２４時間静置、乾燥することにより、厚膜評価のための試験片を作成した。当該試験片の中央部５箇所についてダイヤルゲージにて計測し、それぞれの計測値から試験片の厚さを減じたものの平均値を被膜の膜厚として記録し、評価を行った。評価基準は以下の通り。
○：被膜の膜厚が０．２ｍｍ以上で平滑に形成されているものを合格として表記
×：被膜の膜厚が０．２ｍｍ未満である、または平滑な塗膜が形成されていないものを不合格として表記

（ａ）成分の構造等の影響の検証

（ｂ）成分の構造、添加量の影響の検証

上記実施例に記載の通り、本発明に含まれる被膜形成組成物は、その特性において極めて良好な結果を示すことが確認できた。即ち各実施例に記載した通り、塗布前の液状態においては分離や沈殿を生じておらず、塗布する際に於いては、迅速に乾燥し、十分な厚さの被膜を形成することができる。さらにその被膜は、基材のくすみを無くさせることができ、さらに基材への密着性、また長期使用時の耐久性においても問題を生じないものである。

一方で本発明に含まれない被膜形成着組成物は、被膜形成時に求められる特性を十分に備えていないことが認められる。ここで、（ａ）成分が所定の性質を備えていないもの、例えば比較例１〜３のように水溶液でなくエマルジョンとなっているものでは、被膜の厚膜性が不十分となるばかりでなく、組成物の相溶性に問題が生じるため、液外観も不良となり、また塗膜の外観にも濁りやくすみを生じる結果となっている。また比較例４〜５のように、水溶性樹脂化合物の分子量が所定の範囲にないアクリル系重合体を用いたものであると、基材への密着性が不十分で、また被膜の耐久性も足りず、被膜形成に必要な特性を備えていない。一方、比較例６に示したように（ｂ）成分の組成量が所定範囲を超過したものでは、乾燥性に問題があるのみならず、形成された被膜が十分な厚さを確保することができないため、施工性に問題を生じるものである。また比較例７〜１０に示した通り、（ｂ）成分の組成量が所定範囲未満であり、当該成分の替わりの成分として本発明で特定した化学構造でない化合物を含ませた場合、いずれも乾燥性、厚膜性に問題が生じており、塗膜の外観や耐久性についても問題が生じうるものであった。

本発明の被膜形成組成物は、被膜形成に必要な特性を備えたものであり、特に基材として透明な樹脂材料を選んだ場合、当該基材に対して適切な処理が施されている場合には、くすみや黄変といった外観の不良を改善することができ、美感の向上に寄与することができる有用なものである。

Claims (9)

1. 以下の（ａ）〜（ｄ）成分を含んで成る、被膜形成組成物。
   （ａ）質量平均分子量が２００００〜１０００００の水溶性アクリル重合体 １００質量部
   （ｂ）以下の化学構造を有する有機化合物 ４０〜２００質量部
   Ｒ^１−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＲ^２Ｒ^３−ＯＨ
   （式中Ｒ^１は炭素数が１〜６の、分岐構造を有しても良い炭化水素基であり、Ｒ^２は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であり、Ｒ^３は水素または炭素数が１〜３の炭化水素基であって、Ｒ^２とＲ^３は同一であっても異なっていても良い）
   （ｃ）水 ２５〜７５質量部
   （ｄ）前記（ｂ）以外の常温で液状のアルコール １５０〜５００質量部
2. 前記（ｂ）成分が、ブチルグリコール、またはイソブチルグリコールを含んでなるものである、前記請求項１に記載の被膜形成組成物。
3. 前記（ｂ）成分がさらにメチルプロピレングリコールを含んでなるものである、前記請求項２に記載の被膜形成組成物。
4. 前記（ａ）成分を構成するアクリルモノマーが、（メタ）アクリル酸ブチルを含んでなるものである、前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の被膜形成組成物。
5. 前記（ｄ）成分が、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−２−プロパノールを含むものである、前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の被膜形成組成物。
6. 前記の被膜形成組成物が、透明な基材に適用するものである、前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の被膜形成組成物。
7. 基材表面に前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の被膜形成組成物を塗布し、揮発成分を揮発させることにより被膜を形成する、被膜形成方法。
8. 前記基材が、ポリカーボネート、アクリル樹脂から選ばれる透明材料である、前記請求項７に記載の被膜形成方法。
9. 前記透明材料表面を予め研磨した上で、前記被膜形成組成物を塗布するものである、前記請求項８に記載の被膜形成方法。