JP2017078140A - 塗料組成物及び塗装物品 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の目的は、ポリプロピレン素材に対して優れた付着性を有し、かつ、耐サンスクリーン性を有する塗料組成物及び塗装物品を提供することである。
【解決手段】本発明に係る塗料組成物は、成分Aとしてアクリル変性塩素化ポリプロピレンと、成分Bとして塩素化ポリプロピレンと、必要に応じて成分Cとして繊維素系樹脂とを含有し、成分A,成分B,成分Cの固形分換算での比率が、図1に示すように、成分A、成分B及び成分Cの合計を100質量%とした三角図における点a(98.6,1.4,0)、点b(92.6,4.0,3.4)、点c(89.1,7.7,3.2)及び点d(97.2,2.8,0)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)。
【選択図】図1

Description

本発明は、塗料組成物及び塗装物品に関し、特には、ポリプロピレン素材に対して優れた付着性を有し、かつ、耐サンスクリーン性を有する塗料組成物及び塗装物品に関する。
ポリプロピレン樹脂(以降、PPということもある。)は、安価、かつ、物性・成型加工性に優れる汎用樹脂であり、例えば自動車内装用素材としてよく使用される。ポリプロピレン樹脂は、無極性で表面エネルギーが小さく、付着性に乏しい素材である。このため、ABS樹脂などの極性を有する樹脂と比較して、塗料の付着性が低いという問題がある。そこで、ポリプロピレン樹脂製の素材(以降、PP素材ということもある。)への付着性付与を目的として、塩素化PP樹脂を配合した塗料組成物が提案されている(例えば、特許文献1〜3を参照。)。
特開平4−8746号公報 WO2004/074337号公報 特開2005−290314号公報
近年、自動車内装用素材には、耐サンスクリーン性(以降、耐SS性ということもある。)が求められている。耐SS性とは、サンスクリーン剤に対する塗膜の耐性である。しかし、特許文献1〜3のような従来の塗料組成物は、サンスクリーン剤によって塗膜が溶解する場合があり、耐SS性が不十分であった。
本発明の目的は、ポリプロピレン素材に対して優れた付着性を有し、かつ、耐サンスクリーン性を有する塗料組成物及び塗装物品を提供することである。
本発明に係る塗料組成物は、成分Aとしてアクリル変性塩素化ポリプロピレンと、成分Bとして塩素化ポリプロピレンと、必要に応じて成分Cとして繊維素系樹脂とを含有し、前記成分A,前記成分B,前記成分Cの固形分換算での比率が、前記成分A、前記成分B及び前記成分Cの合計を100質量%とした三角図における点a(98.6,1.4,0)、点b(92.6,4.0,3.4)、点c(89.1,7.7,3.2)及び点d(97.2,2.8,0)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)ことを特徴とする。
本発明に係る塗料組成物では、前記成分Cが硝化綿及びセルロースアセテートブチレートのうち少なくともいずれか一方であることが好ましい。耐サンスクリーン性をより良好とすることができる。
本発明に係る塗料組成物では、前記C成分が硝化綿であるとき、前記成分A,前記成分B,前記成分Cの固形分換算での比率は、前記成分A、前記成分B及び前記成分Cの合計を100質量%とした三角図における点e(97.4,1.9,0.7)、点f(94.8,3.1,2.1)、点g(92.0,5.9,2.1)及び点h(95.9,3.5,0.6)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)ことが好ましい。耐サンスクリーン性をより良好とすることができる。
本発明に係る塗料組成物では、前記C成分がセルロースアセテートブチレートであるとき、前記成分A,前記成分B,前記成分Cの固形分換算での比率は、前記成分A、前記成分B及び前記成分Cの合計を100質量%とした三角図における点r(97.4,1.9,0.7)、点s(92.6,4.0,3.4)、点t(89.1,7.7,3.2)及び点u(95.9,3.5,0.6)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)ことが好ましい。耐サンスクリーン性をより良好とすることができる。
本発明に係る塗装物品は、本発明に係る塗料組成物の硬化膜を有することを特徴とする。
本発明は、ポリプロピレン素材に対して優れた付着性を有し、かつ、耐サンスクリーン性を有する塗料組成物及び塗装物品を提供することができる。
本発明の組成範囲を示す三角図である。 C成分が硝化綿であるときのより好ましい組成範囲を示す三角図である。 C成分がセルロースアセテートブチレートであるときのより好ましい組成範囲を示す三角図である。 C成分が硝化綿である実施例・比較例における成分A、成分B及び成分Cの固形分換算での比率を示す三角図である。 C成分がCABである実施例・比較例における成分A、成分B及び成分Cの固形分換算での比率を示す三角図である。 C成分を含まない実施例・比較例における成分A及び成分Bの固形分換算での比率を示す三角図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。
図1は、本発明の組成範囲を示す三角図である。本実施形態に係る塗料組成物は、成分Aとしてアクリル変性塩素化ポリプロピレンと、成分Bとして塩素化ポリプロピレンと、必要に応じて成分Cとして繊維素系樹脂とを含有し、成分A,成分B,成分Cの固形分換算での比率が、図1に示すように、成分A、成分B及び成分Cの合計を100質量%とした三角図における点a(98.6,1.4,0)、点b(92.6,4.0,3.4)、点c(89.1,7.7,3.2)及び点d(97.2,2.8,0)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)。本明細書において、各点における組成は、(成分Aの固形分換算の質量%、成分Bの固形分換算の質量%、成分Cの固形分換算の質量%)で表記している。
(成分A:アクリル変性塩素化ポリプロピレン)
成分A(アクリル変性塩素化ポリプロピレン)は、塩素化ポリプロピレンにアクリル系単量体をグラフト重合させて得られる、グラフト共重合体である。
塩素化ポリプロピレンは、塩素によって変性が施されたポリプロピレンである。塩素化ポリプロピレンの塩素含有率は、通常、20〜40質量%である。より好ましくは、20〜30質量%である。塩素含有率をこの範囲とすることで、PP素材に対する付着性及び耐スクリーン性を良好とすることができる。
アクリル系単量体は、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル;アクリル酸メトキシブチル、メタクリル酸メトキシブチル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシブチル、メタクリル酸エトキシブチル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルコキシアルキルエステル;アリルアクリレート、アリルメタクリレート等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルケニルエステル;ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステル;アリルオキシエチルアクリレート、アリルオキシエチルメタクリレート等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルケニルオキシアルキルエステル;アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸である。これらは単独で、または2種以上を併せて用いることができる。このうち、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸エチルの少なくともいずれか一方を用いることが好ましい。これらのモノマーを用いて重合することで、アクリル変性塩素化ポリプロピレンの極性を高めることができ、耐SS性をより高めることができる。
また、成分Aは、アクリル系単量体とともに、他のビニル系単量体をグラフト重合させていてもよい。他のビニル系単量体は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロルスチレン等のビニル芳香族化合物;ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のオレフィン系化合物;酢酸ビニル、アリルアルコール、マレイン酸である。
成分Aは、例えば、塩素化ポリプロピレン、アクリル系単量体及び重合開始剤と、必要に応じて有機溶剤との混合物を加熱し、塩素化ポリプロピレンにアクリル系単量体をグラフト重合させて得ることができる。重合開始剤としては、通常の有機溶剤中で行われるラジカル重合に用いられるものを使用でき、例えば、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化物:アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。
成分Aの質量平均分子量は、5万〜12万であることが好ましく、6万〜10万であることがより好ましい。質量平均分子量が5万未満では、付着性が低下する場合がある。質量平均分子量が12万を超えると、溶媒への溶解力が下がり塗装に不適な粘度となる場合がある。特に成分Aの質量平均分子量を7万〜10万とすることで、PP素材への付着性及び耐SS性をより良好とすることができる。
成分Aのガラス転移温度は、90〜110℃であることが好ましく、95〜105℃であることがより好ましい。ガラス転移温度が90℃未満では、塗膜が軟化する場合がある。ガラス転移温度が110℃を超えると、塗膜が軟化する場合がある。
(成分B:塩素化ポリプロピレン)
成分B(塩素化ポリプロピレン)は、未変性の塩素化ポリプロピレンである。成分Bの塩素含有率は、通常、20〜40質量%である。より好ましくは、20〜30質量%である。塩素含有率をこの範囲とすることで、PP素材に対する付着性及び耐スクリーン性を良好とすることができる。
(成分C:繊維素系樹脂)
成分C(繊維素系樹脂)は、硝化綿及びセルロースアセテートブチレート(CAB)のうち少なくともいずれか一方であることが好ましい。耐SS性をより良好とすることができる。
(塗料組成物)
本実施形態に係る塗料組成物は、成分A、成分B及び成分Cを含有する形態と、成分A及び成分Bを含有し、成分Cを含有しない形態とを含む。成分Aは、塗膜の基本物性を付与する成分である。成分Aの極性又は分子量を調整することで、耐SS性を向上させることができるメリットがある反面、PP素材への付着性が低下するというデメリットが生じるおそれがある。成分Bは、PP素材への付着性をより向上させるというメリットがある反面、その配合量が多すぎると耐SS性が低下するというデメリットが生じるおそれがある。成分Cは、耐SS性を向上させるというメリットがある反面、その配合量が多すぎるとPP素材への付着性が低下するというデメリットが生じるおそれがある。そこで、本発明者は、各成分の有する有用な機能を発揮させつつ、デメリットを生じさせない組成範囲を見出し、本発明を完成させた。
成分A,成分B,成分Cの固形分換算での比率は、図1に示すように、成分A、成分B及び成分Cの合計を100質量%とした三角図における点a(98.6,1.4,0)、点b(92.6,4.0,3.4)、点c(89.1,7.7,3.2)及び点d(97.2,2.8,0)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)。図1において、領域abcdで囲まれた組成範囲内になるように各成分を含有することで、PP素材に対する付着性及び耐SS性の両方を良好とすることができる。一方、線分abよりも領域abcdの範囲外では、PP素材に対する付着性が得られない。その結果、耐SS性も得られない。線分bcよりも領域abcdの範囲外では、PP素材に対する付着性が得られない。その結果、耐SS性も得られない。線分cdよりも領域abcdの範囲外では、付着性は得られるが、耐SS性が得られない。
図2は、C成分が硝化綿であるときのより好ましい組成範囲を示す三角図である。本実施形態に係る塗料組成物では、C成分が硝化綿であるとき、成分A,成分B,成分Cの固形分換算での比率は、図2に示すように、成分A、成分B及び成分Cの合計を100質量%とした三角図における点e(97.4,1.9,0.7)、点f(94.8,3.1,2.1)、点g(92.0,5.9,2.1)及び点h(95.9,3.5,0.6)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にあることがより好ましい(但し、線分を含む)。図2において、領域efghで囲まれた組成範囲内になるように各成分を含有することで、耐SS性をより良好にすることができる。
図3は、C成分がCABであるときのより好ましい組成範囲を示す三角図である。本実施形態に係る塗料組成物では、C成分がCABであるとき、成分A,成分B,成分Cの固形分換算での比率は、図3に示すように、成分A、成分B及び成分Cの合計を100質量%とした三角図における点r(97.4,1.9,0.7)、点s(92.6,4.0,3.4)、点t(89.1,7.7,3.2)及び点u(95.9,3.5,0.6)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にあることがより好ましい(但し、線分を含む)。図3において、領域rstuで囲まれた組成範囲内になるように各成分を含有することで、耐SS性をより良好にすることができる。
本実施形態に係る塗料組成物が成分A、成分B及び成分Cを含有するとき、成分Aの含有量に対する成分Cの含有量の割合は、固形分換算で、0.70%以上3.50%以下であることが好ましく、1.40%以上3.48%以下であることがより好ましい。この範囲とすることで、耐SS性をより良好とすることができる。
成分Cが硝酸綿であるとき、成分Aの含有量に対する成分Cの含有量の割合は、固形分換算で、0.70%以上2.20%以下であることが好ましく、1.40%以上1.80%以下であることがより好ましい。
成分Cがセルロースアセテートブチレートであるとき、成分Aの含有量に対する成分Cの含有量の割合は、固形分換算で、0.70%以上3.50%以下であることが好ましく、2.80%以上3.48%以下であることがより好ましい。
本実施形態に係る塗料組成物が成分A及び成分Bを含有し、成分Cを含有しないとき、成分A及び成分Bの合計含有量に対する成分Aの含有量の割合は、固形分換算で、96.6%以上100%未満であることが好ましく、97.0%以上96.6%以下であることがより好ましい。
塗料組成物は、必要に応じて溶剤を含有してもよい。溶剤は、公知の有機溶剤を用いることができ、特に限定されないが、例えば、エステル、ケトン又は炭化水素である。保管時又は出荷時における塗料組成物の固形分濃度は、特に限定されないが、20〜70質量%であることが好ましく、30〜60質量%であることがより好ましい。塗料組成物は、必要に応じて溶剤で適当な固形分濃度に調製して塗装に用いられる。溶剤は、特に限定されず、前記の溶剤を用いることができる。塗装する際の塗料の固形分濃度は、特に限定されないが、10〜40質量%であることが好ましく、15〜25質量%であることがより好ましい。
塗料組成物は、必要に応じて各種助剤を配合してもよい。各種助剤は、例えば、カーボンブラック若しくは酸化チタンなどの着色剤、無機フィラー若しくはアクリルビーズなどの体質顔料、又はレベリング剤若しくは分散剤などの添加剤である。
本実施形態に係る塗装物品は、本実施形態に係る塗料組成物の硬化膜を有する。塗装物品の製造方法は、特に限定されないが、例えば、塗料組成物を含有する塗料をPP素材などの基材の表面に塗装後、乾燥させて、基材の表面に硬化膜(塗膜)を形成することによって製造される。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に何ら限定されるものではない。添加部数は、固形分換算の値である。
(実施例1)
A成分としてアクリル変性塩素化ポリプロピレン樹脂(WNL−616、DIC社製)97.2質量部と、B成分として塩素化ポリプロピレン樹脂(S−2640、日本製紙ケミカル社製)2.1質量部と、C成分として繊維素系樹脂(硝化綿、7L、大成テクノケミカル社製)0.7質量部とを配合して塗料組成物を調製した。塗料組成物を有機溶剤(酢酸ブチル、メチルシクロヘキサン)で希釈して、塗装する際の塗料の固形分濃度が15質量%になるように調製した。この塗料をPP素材に塗装し、5分間室温で放置した後、70℃環境中で30分間乾燥させ、塗装物品を作製した。
(実施例2〜15)
A成分、B成分及びC成分の配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。配合量を表1に示す。
(比較例1〜32)
A成分、B成分及びC成分の配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。配合量を表2に示す。
(実施例16)
C成分を、繊維素系樹脂(セルロースアセテートブチレート、CAB 171−15、EASTMAN CHEMICAL社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。
(実施例17〜32)
A成分、B成分及びC成分の配合量を変更した以外は、実施例16と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。配合量を表3に示す。
(比較例33〜60)
A成分、B成分及びC成分の配合量を変更した以外は、実施例16と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。配合量を表4に示す。
(実施例33)
A成分としてアクリル変性塩素化ポリプロピレン樹脂(WNL−616、DIC社製)98.6質量部と、B成分として塩素化ポリプロピレン樹脂(S−2640、日本製紙ケミカル社製)1.4質量部とを配合して塗料組成物を調製した。塗料組成物を有機溶剤(酢酸ブチル、メチルシクロヘキサン)で希釈して、塗装する際の塗料の固形分濃度が15質量%になるように調製した。この塗料をPP素材に塗装し、5分間室温で放置した後、70℃環境中で30分間乾燥させ、塗装物品を作製した。
(実施例34〜35)
A成分及びB成分の配合量を変更した以外は、実施例33と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。配合量を表5に示す。
(比較例61〜67)
A成分及びB成分の配合量を変更した以外は、実施例33と同様にして塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。配合量を表6に示す。
(初期付着性)
初期付着性は、JIS K 5600−5−6:1999「塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第6節:付着性(クロスカット法)」に準拠して評価した。評価基準は次の通りである。評価結果は表1〜6に示す。
○:分類0、分類1(実用レベル)
△:分類2(実用下限レベル)
×:分類3(実用不適レベル)
(耐SS性)
初期付着性評価の結果が、○又は△であった実施例・比較例について耐SS性評価を行った。初期付着性評価の結果が×であった比較例については耐SS性評価を行わず、表中「−」で示した。耐SS性は、次の通り評価した。サンスクリーン剤(SPF45相当)を塗装物品の塗膜表面に、0.5g/100cmにて塗布し、25℃(常温)〜60℃の雰囲気中に4h放置した後、密着性を評価した。密着性については、JIS K 5600−5−6:1999「塗料一般試験方法−第5部:塗膜の機械的性質−第6節:付着性(クロスカット法)」に準拠して評価した。評価基準は次の通りである。評価結果は表1〜6に示す。
○:分類0、分類1(実用レベル)
△:分類2(実用下限レベル)
×:分類3(実用不適レベル)
Figure 2017078140
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図4〜図6は、実施例・比較例における成分A、成分B及び成分Cの固形分換算での比率を示す三角図である。各実施例は、ずれも本発明の組成範囲(図4〜図6の領域abcd)内にあり、表1、3、5に示すようにいずれもPP素材への付着性及び耐SS性に優れていた。各比較例は、いずれも本発明の組成範囲(図4〜図6の領域abcd)外にあり、表2、4、6に示すようにPP素材への付着性がないか、又はPP素材への付着性があっても耐SS性がなかった。

Claims (5)

  1. 成分Aとしてアクリル変性塩素化ポリプロピレンと、成分Bとして塩素化ポリプロピレンと、必要に応じて成分Cとして繊維素系樹脂とを含有し、
    前記成分A,前記成分B,前記成分Cの固形分換算での比率が、前記成分A、前記成分B及び前記成分Cの合計を100質量%とした三角図における点a(98.6,1.4,0)、点b(92.6,4.0,3.4)、点c(89.1,7.7,3.2)及び点d(97.2,2.8,0)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)ことを特徴とする塗料組成物。
  2. 前記成分Cが硝化綿及びセルロースアセテートブチレートのうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項1に記載の塗料組成物。
  3. 前記C成分が硝化綿であるとき、前記成分A,前記成分B,前記成分Cの固形分換算での比率は、前記成分A、前記成分B及び前記成分Cの合計を100質量%とした三角図における点e(97.4,1.9,0.7)、点f(94.8,3.1,2.1)、点g(92.0,5.9,2.1)及び点h(95.9,3.5,0.6)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)ことを特徴とする請求項1又は2に記載の塗料組成物。
  4. 前記C成分がセルロースアセテートブチレートであるとき、前記成分A,前記成分B,前記成分Cの固形分換算での比率は、前記成分A、前記成分B及び前記成分Cの合計を100質量%とした三角図における点r(97.4,1.9,0.7)、点s(92.6,4.0,3.4)、点t(89.1,7.7,3.2)及び点u(95.9,3.5,0.6)の4点を結ぶ直線で囲まれた組成範囲内にある(但し、線分を含む)ことを特徴とする請求項1又は2に記載の塗料組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか一つに記載の塗料組成物の硬化膜を有することを特徴とする塗装物品。
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