JP2017528306A - プラスチック基材をコーティングするための方法 - Google Patents

プラスチック基材をコーティングするための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017528306A
JP2017528306A JP2017501301A JP2017501301A JP2017528306A JP 2017528306 A JP2017528306 A JP 2017528306A JP 2017501301 A JP2017501301 A JP 2017501301A JP 2017501301 A JP2017501301 A JP 2017501301A JP 2017528306 A JP2017528306 A JP 2017528306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating composition
compound
carbene
coating
plastic substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2017501301A
Other languages
English (en)
Inventor
アンデルセン,オードレー
ハインツ,ビョルン
ハーフ−クラインフッベルト,クリスティーナ
マルテン ノラー,バスティアン
マルテン ノラー,バスティアン
ブランノン,ヘレン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Coatings GmbH
Original Assignee
BASF Coatings GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Coatings GmbH filed Critical BASF Coatings GmbH
Publication of JP2017528306A publication Critical patent/JP2017528306A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/042Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065After-treatment
    • B05D3/067Curing or cross-linking the coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • B05D3/101Pretreatment of polymeric substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/02Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/26Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials synthetic lacquers or varnishes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/52Two layers
    • B05D7/53Base coat plus clear coat type
    • B05D7/532Base coat plus clear coat type the two layers being cured or baked together, i.e. wet on wet
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/0427Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/043Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12Polypropene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本発明は、プラスチック基材に少なくとも1種の有機ポリマーをバインダーとして含む水性塗料組成物(A)をコーティングするための方法に関し、前記塗料組成物は、プラスチック基材の少なくとも1つの表面(O)に塗布され、その後硬化され、この際、(i)前記塗料組成物(A)の前記塗布の前に、前記下の式(I)のカルベン形成化合物(C)【化1】{式中、R1は、−(CX2)nXであり(式中、Xは、FまたはClであり、n=0または1である)、R2は、【化2】〔式中、R3およびR4は、互いに独立に、−H、−(CH2)mYである(式中、Yは、OH、CO2H、NH2、またはBrであり、mは、0〜4である)、但し、R3=R4=−Hである場合を除く〕である}の前記表面(O)への直接的な塗布およびそのカルベン形成への活性化が行われ、かつ/または(ii)前記塗料組成物(A)が前記カルベン形成化合物(C)を含み、それは前記塗料組成物(A)の塗布の後にカルベン形成に向けて活性化される。本発明はまた、該方法によって生成された塗料、および被覆プラスチック基材にも関する。

Description

本発明は、プラスチック基材に水性塗料組成物をコーティングする方法に関する。本方法は、例えば、自動車仕上部門において、例えば車両部品および車両付属部品などの仕上げに用途を見出すことができる。
車両仕上の領域において、プラスチックは、車両部品用の材料として、さらに車両の内部と外部の両方に設置される部品および付属部品用の材料としても確立されている。プラスチックは、他の材料と同様に、装飾的な理由(例えば彩色)のために、かつ/または技術的適合性(例えば光安定性および耐候性)のために、適切な塗料組成物でコーティングまたは仕上げ処理される。高品質塗料の1つの重要な必要条件は、基材表面への塗料の接着である。時折、プラスチック基材への接着の深刻な問題が、特にプラスチック、とりわけ無極性プラスチック、例えばポリプロピレン(PP)の純粋な形態かまたは(例えば、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)の添加により)変性した形態などのコーティングまたは仕上げ処理の際に起こりうることは広く知られている。接着の問題は、水性塗料組成物(プラスチックのコーティングでのその使用の増加も環境問題によって規定されている)を使用する場合に、2つの媒体、つまりプラスチック基材と塗料組成物との間の極性の違いのために、特に無極性プラスチック基材の仕上げという状況において悪化する。
それぞれの塗料組成物に許容される接着を実現するために、これらの種類の無極性プラスチックは、慣習的に表面を活性化する前処理に供される。最も頻繁に用いられる技術は、有炎燃焼、プラズマ処理、およびコロナ放電である。
また、接着を改善することで知られているのは、接着促進物質、とりわけ塩素化ポリオレフィンの使用である。接着促進物質は、例えば接着プライマーとして配置され、接着プライマーは接着促進物質を含み、別のコーティング作業でプラスチック基材に塗布される。同様に可能性のあるのは、装飾的な、かつ/または技術的に適切な塗料を製造するために使用される予定の塗料組成物に接着促進物質を直接添加することである。
記載される表面を活性化する前処理によって実現される接着性は通常満足のいくものであるが、とりわけ産業用車両の仕上部門において、仕上げ作業の生産ラインの中で記載される前処理の工程を省くことができることは有利となる。なぜなら、この前処理は特別な装置および特別な条件および安全対策を必要とするからである。それを省くことができれば、環境および経済的理由で非常に有利となる。
接着性を改善するために塩素化ポリオレフィンを使用することも許容される接着性をもたらすことができるが、環境上の観点から受け入れ難い。したがって、例えば、欧州連合の領域内では、環境上有害であるという理由で既にそのような物質の使用を禁止するかまたは非常に困難にする規制がある。
独国特許出願19961983号明細書は、プラスチック、特に無極性プラスチックに、接着を促進する水性の塗料材料をコーティングするための方法を開示し、この方法によって得られる塗料は効果的な接着を特徴とする。しかし、塗料材料を塗布する前に、プラスチック基材を少なくとも1種の特定の有機溶媒で浄化する必要がある。さらに、塗料材料は、少なくとも1種の接着促進剤、特に塩素化ポリオレフィンを含む。
国際公開第2013/064506号パンフレットは、プラスチック基材に優れた接着を実現する水性塗料組成物をコーティングするための方法を記載する。しかし、この方法は、プラスチック基板の熱処理とその後の有炎燃焼からなる、非常に複雑な複合型の前処理を必要とする。これまでに述べた理由から、そのような方法は、特に産業用車両の仕上部門において特定の不利点を有する。
独国特許出願第19961983号明細書 国際公開第2013/064506号パンフレット
したがって、本発明の目的は、それぞれのプラスチック基材への接着が優れている被膜または塗膜をプラスチック基材に提供することのできる水性塗料組成物をプラスチック基材にコーティングするための方法を提供することであった。同時に、複雑な慣習的な前処理、より特に有炎燃焼、さらに塩素化ポリオレフィンの使用を省くことができることも本発明の目的であった。これにもかかわらず、記載される顕著な接着性が、この状況で達成されなければならない。特定の例では、付加的な複雑な前処理および/または塩素化ポリオレフィンの使用は魅力的かもしれないが、本発明の状況においてはそのような前処理および/または使用を省くことが可能であるべきである。そのため、本発明の方法において、付加的な複雑な前処理(つまり、有炎燃焼および/または熱処理)および塩素化ポリオレフィンの使用が省かれる。したがって、本方法は、特に高い処理量が望まれる仕上作業の状況において有利に展開されることができる。この状況で特に注目に値するのは、自動車OEM仕上部門である。
本発明によれば、本目的は、プラスチック基材に少なくとも1種の有機ポリマーをバインダーとして含む水性塗料組成物(A)をコーティングするための方法によって達成され、前記塗料組成物は、プラスチック基材の少なくとも1つの表面(O)に塗布され、その後硬化され、
この際、
(i)前記塗料組成物(A)の前記塗布の前に、前記下の式(I)のカルベン形成化合物(C)
Figure 2017528306
{式中、
は、−(CXXであり(式中、Xは、FまたはClであり、n=0または1である)、
は、
Figure 2017528306
〔式中、
およびRは、互いに独立に、−H、−(CHYである(式中、Yは、OH、COH、NH、またはBrであり、mは、0〜4である)、但し、R=R=−Hである場合を除く〕である}の前記表面(O)への直接的な塗布およびそのカルベン形成への活性化が行われ、かつ/または(ii)前記塗料組成物(A)が前記カルベン形成化合物(C)を含み、それは前記塗料組成物(A)の塗布の後にカルベン形成に向けて活性化される。
プラスチック基材をコーティングするための方法は、以降、本発明の方法と呼ばれる。さらに、本発明の方法の好ましい実施形態は、下記の説明から明らかになるであろう。
本発明の方法によって、そしてプラスチック基材とカルベンの関連する接触によって、プラスチック基材、とりわけ無極性プラスチック基材への優れた接着を有する塗料が生じることが見出された。さらに、従来の基材表面の前処理、例えば有炎燃焼などは、効果的な接着を実現するために不必要である。カルベンの接触は簡単な方法で、つまり、塗料組成物(A)を塗布する前にカルベン形成化合物(C)を基材に慣習的に塗布し、その後にそれをカルベン形成に向けて活性化させることよって、かつ/または化合物(C)を塗料組成物(A)に組み込むことによって達成され、後者の例でカルベン形成への活性化は、塗料組成物(A)の塗布の後に、例えば、塗料組成物の硬化中に達成される。
水性塗料組成物(A)
少なくとも1種の有機ポリマーをバインダーとして含む、水性塗料組成物(A)が、本発明の方法において使用される。ここでは、この状況で当業者のよく知る塗料組成物を使用することができる。塗料組成物は、少なくとも1種の有機ポリマーをバインダーとして含む。これらの有機ポリマーは、例えば、当業者に公知のポリウレタン、ポリエステルおよび/またはエポキシ樹脂である。同様に、それ自体公知のポリアクリレートおよびポリメタクリレート樹脂(下記でポリ(メタ)アクリレート樹脂として特定)の使用が可能である。述べたバインダーとしての有機ポリマーは、好ましくは化学架橋のための様々な官能基をさらに含み、ヒドロキシル基が好ましい。バインダーとして使用するために好ましくはヒドロキシル基を含むポリウレタン、ポリエステルおよび/またはポリ(メタ)アクリレート樹脂が好ましい。これらの種類の有機ポリマーおよび樹脂は、例えばRompp−Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,New York,1998,pages 73 to 74に記載されている。有機ポリマーまたは樹脂の水分散性は、当業者のよく知る処置によって実行されてよい。これらの処置は、例えば、カルボン酸基またはスルホン酸基を含有するモノマーを導入することによる有機ポリマーのイオン変性を伴うことがある。また、例えば、ポリグリコールエーテル鎖による、または下に後述する特定の添加剤、例えば分散剤など(例、乳化剤)の使用による、非イオン変性も可能である。
例えば、上に列挙される樹脂系に加えて、外部架橋系の場合は、水性塗料組成物に存在する架橋剤は、その上に、完全エーテル化および/または部分エーテル化アミノ樹脂、モノマーおよび/またはポリマーポリアミン、さらにモノマーおよび/またはポリマーのブロック化および/または遊離ポリイソシアネートである。本発明の方法の文脈において、完全エーテル化および/または部分エーテル化アミノ樹脂を使用することが好ましく、とりわけ好ましくは完全エーテル化および/または部分エーテル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂を使用することが好ましい。
適した有機ポリマーおよびモノマー、例えば適したポリウレタン、ポリエステル、ポリ(メタ)アクリレートおよび/または適した官能基、好ましくはヒドロキシル基を含むエポキシ樹脂、ならびに所望によりアミノ樹脂、ポリアミンおよび/またはポリイソシアネートの選択および組合せは、製造される塗料系の望ましいおよび/または必要な性質に従って行われる。もう1つの選択の基準は、望ましい、かつ/または必要な硬化条件、より特に硬化温度である。そのような選択を行う方法は当業者に公知であり、同当業者が適宜に適合させてよい。ここで可能性のあるものとしては、それ自体公知の一成分および二成分塗料系が挙げられる(この点については、Rompp−Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,New York,1998,pages 274−276,and also pages 641−642も参照されたい)。一成分系を使用することが好ましい。
本発明の方法において特に好ましいのは、バインダーとして、少なくとも1種のヒドロキシ官能性ポリウレタン、ポリエステルおよび/またはポリ(メタ)アクリレート樹脂と、架橋剤として、少なくとも1種の完全エーテル化および/または部分エーテル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂の組合せの使用である。
全ての膜形成成分、より特にバインダーとして少なくとも1種のヒドロキシ官能性ポリウレタン、ポリエステルおよび/またはポリ(メタ)アクリレート樹脂の、ならびに架橋剤として少なくとも1種の完全エーテル化および/または部分エーテル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂の割合は、有利には、いずれの例でも水性塗料組成物の総量に基づいて10〜90重量%、より特に15〜60重量%の範囲内、非常に好ましくは20〜50重量%の範囲内である。バインダーとしての樹脂の割合および架橋剤の割合は、各々の例で別々に考慮して、有利には、水性塗料組成物の総量に基づいて3重量%以上である。
水性塗料組成物(A)は、少なくとも1種の慣習的で公知の着色および/または効果付与顔料をさらに含んでよい。塗料組成物は、少なくとも1つの顔料を有利に含む。
そのような顔料の例は、無機系顔料、例えば二酸化チタン、酸化鉄およびカーボンブラックなど、あるいは慣習的な金属顔料(例は市販のアルミニウム青銅、ステンレス鋼青銅)および非金属性効果顔料(例は真珠光沢顔料および干渉顔料)である。有機系着色顔料、例えばアゾ顔料およびフタロシアニン顔料も同様に用いられてよい。塗料組成物中の顔料の割合は、例えば、いずれの例でも水性塗料組成物の総量に基づいて、0〜20重量%、好ましくは2〜15重量%の範囲内である。顔料の性質および使用量は、当業者のよく知る方法で選択され、その選択は塗料組成物の必要とされるかまたは望まれる性質によって導かれる。この点について補足として、Rompp−Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,New York,1998,page 451が参照されてよい。
水のほかに、水性塗料組成物(A)は、同様に有機溶媒をさらに含んでよい。例えば、脂肪族および/または芳香族炭化水素類、例えばトルエン、キシレン、ソルベントナフサ、Solvesso 100、Shellsol A、ケトン類、例えばアセトン、メチルエチルケトンまたはメチルアミルケトン、エステル類、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチルまたはエトキシプロピオン酸エチル、エーテル類、例えばブチルグリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、アルコール類、例えばエチルヘキサノール、ブトキシプロパノール、イソプロパノールまたはブチルジグリコール、あるいは前述の溶媒の混合物が存在してよい。水混和性有機溶媒を使用することが好ましい。
使用される塗料組成物(A)は水性である。水性とは、当業者のよく知る、溶媒として有機溶媒だけを含まず、その代わりに溶媒として水にも基づく塗料組成物を特定したものである。本発明において、水性とは、より特に、塗料組成物が、いずれの例でも塗料組成物の総量に基づいて、少なくとも10重量%、好ましくは少なくとも20重量%、非常に好ましくは少なくとも25重量%の水を含有することを意味する。特に好ましくは、水性とは、「塗料組成物の総量に基づいて、少なくとも10重量%(または少なくとも20または25重量%)の水」という述べた要件に加えて、適えなければならないさらなる要件が、塗料組成物中の有機溶媒の割合が、いずれの例でも塗料組成物の総量に基づいて、25重量%未満、より特に20重量%未満であるということを意味すると理解されるべきである。
さらに、水性塗料組成物(A)中には、少なくとも1種の、それ自体公知の塗料添加剤が存在していてよい。そのような塗料添加剤は、例えば、限定されないが、
−脱泡剤、
−反応性希釈剤、
−重合防止剤、
−滑剤、
−シロキサン、フッ素含有化合物、カルボン酸モノエステルなどの湿潤剤、
−例えば、置換ホスホン酸ジエステルまたは置換リン酸エステルに基づく酸性のリン含有触媒などの触媒、
−流動制御剤、
−レオロジー制御添加剤、
−分散剤、
−紫外線安定剤、
−二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウムまたは硫酸バリウムなどの充填剤、
−および/または難燃剤
である。
これらの種類の塗料添加剤は、例えば様々な供給業者から商業的に入手可能である。特定の添加剤の割合は、有利には、いずれの例でも水性塗料組成物の総量に基づいて、10重量%以下、より特に5重量%以下、特に好ましくは3重量%以下である。好ましくは、水性塗料組成物は、塩素化ポリオレフィンを実質的に含まない。本発明の文脈において、任意の特定の物質に関して「実質的に含まない」は、水性塗料組成物が、いずれの例でも塗料組成物の総量に基づいて5重量%以下、より特に2.5重量%以下、特に好ましくは2.0重量%以下、非常に好ましくは1.0重量%以下の当該物質を含むことを意味すると理解されるべきである。特に好ましい一実施形態では、水性塗料組成物は、塩素化ポリオレフィンを全く含まない。
塗料組成物はまた、後に下文でより詳細に記載される少なくとも1つのカルベン形成化合物(C)を含んでよい。この例では、塗料組成物は、カルベン形成化合物(C)をその本来の形態で含んでよい(式(I)参照)。また、化合物(C)が、カルベン形成のためのその能力を獲得するために、塗料組成物(A)に存在するさらなる成分と前もって共有結合することも可能である。この実施形態は、塗料組成物(A)がカルベン形成化合物(C)を含むと述べられる場合には、本発明に明白に包含される。その理由は、カルベン形成の能力が保持されているということと、さらに、化合物(C)は、現在結合している形態であるが、なお塗料組成物に存在しているということである。一例は、塗料組成物(A)中で使用されるポリイソシアネートと、ヒドロキシ官能性またはアミノ官能性化合物(C)との反応であろう。この例では結合は、従来の方法でウレタンまたはウレア官能基の形成によって起こる。
存在する場合、カルベン形成化合物(C)の割合は、いずれの例でも水性塗料組成物(A)の総量に基づいて、例えば0.1〜10重量%の範囲内にある。記載されるように反応済みの化合物(C)を用いる変形形態では、割合は、したがって、反応で使用された化合物(C)の量を考慮に入れて計算される。
水性塗料組成物は、より特に、水性ベースコート材料である。公知のように、ベースコート材料は、例えば、プラスチック基材にマルチコート塗装系の一部として色を付与する塗料、より特に色を付与する中塗り塗料を構築する目的で、特に自動車仕上で使用され得るが一般に産業用塗料でも使用され得る、着色された塗料組成物である。次に、このように構築された中塗り塗料は、その上にクリヤーコートがしばしば構築され、それにより模範的なマルチコート塗料系を生成する。
その方法に関して見ると、水性塗料組成物、より特に水性ベースコート材料の調製は、特定の特徴はないが、その代わりに撹拌槽または溶解器などの慣習的で公知の混合アセンブリを用いて慣習的で公知の技術に従って行われる。
プラスチック基材
本発明の方法によってコーティングまたは仕上げ処理されるプラスチック基材は、慣習的なプラスチック、例えば、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン(PU)、ガラス繊維補強不飽和ポリエステル、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリウレア、ポリブタジエンテレフタラート(PBT)、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、所望によりエチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)で変性されたポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン、ならびにエチレン−プロピレンゴム(EPR)などの基材である。また、述べた様々なプラスチック、そのためにこれらのプラスチックの混合物を含むプラスチック基材もこの状況において可能である。
本発明の方法は、無極性プラスチック、例えば、特にPPおよびEPDM部分によって変性したPPなどのポリオレフィンをコーティングするために、特定の利点とともに使用され得る。PPをEPDMで修飾することは、本質的にプラスチックを弾性化するのに役立ち、また、数ある中でも彩色適性を決定する効果を有する。EPDMの割合が小さいと、彩色適性または接着は通常低い。EPDMの割合が約20〜25重量%の場合だけ、プラスチックは通常、先行技術においてもはや塗装が困難であると呼ばれない。しかし、本発明の方法は、例えば25重量%以下、より特に10重量%以下の低い割合のEPDMを有するポリプロピレン/EPDMプラスチックの塗装に非常に特に有利に使用されることができる。非常に好ましくは、それは純粋なポリオレフィン、より特にポリプロピレンのコーティングに用いることができる。先行技術のコーティング方法、特に有炎燃焼による前処理を伴う方法は、決定的に、EPDMによって導入されるかなりの割合の炭素−炭素二重結合によって、効果的な接着だけを実現するが、驚くことに、本発明の状況においてそのような割合は必要がない。特定の理論に縛られることを望むものではないが、本発明の方法の一部として形成されるカルベンは、高反応性化合物として少なくとも部分的にプラスチック表面との共有結合に参加し、プラスチック母材に炭素−炭素二重結合がない場合でさえも参加すると推測される。共有結合の結果として、次には表面修飾が得られ、それは次にその後のコーティング処理の接着の向上に貢献する。好ましいプラスチック基材は、そのため、ポリオレフィンプラスチック基材である。
プラスチック基材は、単純なプラスチックシートであってよい。また、基材として可能性のあるのは、しかし、プラスチック製の車体、または特定の車両部品、さらに、車両内部と車両外部の両方の領域のための、車両の中または外に設置するための車両付属部品および車両部品である。
カルベン形成化合物(C)
上記のように塗料組成物(A)に存在するカルベン形成化合物(C)および/または下に記載されるように塗料組成物が塗布される前にプラスチック基材の表面に直接塗布されるカルベン形成化合物(C)は、下の式(I)を有する:
Figure 2017528306
{式中、
は、−(CXXであり(式中、Xは、FまたはClであり、n=0または1である)、
は、
Figure 2017528306
〔式中、
およびRは、互いに独立に、−H、−(CHYである(式中、Yは、OH、COH、NH、またはBrであり、mは、0〜4である)、但し、R=R=−Hである〕である}。
化合物(C)はしたがってジアゾ化合物であり、より正確には各々はジアジリジン基を有する。ジアジリン基は、公知のように、熱分解または光分解および対応する窒素分子の除去によって、カルベンを形成することのできる官能基である。したがって、本発明の状況において、定義によれば、そして理解をより容易にするために、化合物(I)はカルベン形成化合物とも呼ばれる。したがって、定義上、カルベン形成への活性化とは、この種類の化合物が、熱分解および/または光分解を導くことのできる対応する条件(つまり、熱エネルギーおよび/または、例えば紫外線を供給する電磁線)に曝され、化合物(C)が反応してカルベンを形成することを意味する。本発明の状況において、光分解性の活性化、言い換えれば電磁線、より特に紫外線への曝露による活性化が好ましい。この活性化形態は、結果として特に効果的に接着する塗料をもたらす。活性化のより詳細な解明は後で下に記載される。
化合物(C)中のラジカルRは、例えばCF基(相応して負の誘導作用(−I作用)を有する基)のように明らかに電子求引基である。適したラジカルRは、上の式のように、ハロゲンを含有するラジカル−CFおよび−CClならびにハロゲン化合物ラジカル−Fおよび−Clである。それぞれのラジカルRは、次に、ジアジリジン基を含む3員環の炭素原子に結合する。好ましくは、RはCFまたはCl、非常に好ましくはCFである。
化合物(C)は、ジアジリジン基を含む3員環の炭素原子に同様に結合する置換フェニルラジカルRをさらに有する。フェニルラジカルは、 ジアジリジン環が結合しているフェニル環の炭素原子から考えて、オルトおよび/またはパラ位で置換されている。置換されているとは、この状況で慣習的な用語法に一致して、この例では、フェニル環の対応する炭素原子のオルトおよび/またはパラ位に非水素ラジカルが存在する(オルト位R、パラ位R)ことを意味する。これらの非Hラジカルは、−(CHYからなる群から選択され、ここでY=OH、COH、NH、またはBrであり、m=0〜4である。Yは、好ましくはOHまたはCOHである。そのため、当該基は、OH、COH、NHまたはBrの結果として、特に、例えば純粋なアルキルラジカルまたは水素の場合よりも極性が高い基である。極性基は、フェニル環に直接結合していてもよいし(m=0)、あるいはメチレン基(m=1)またはエチレン基(m=2)を介して連結されていてもよい。線状ラジカル−(CH)−(CH)−(CH)−(m=3)または−(CH)−(CH)−(CH)−(CH)−(m=4)が架橋基として存在することも可能である。Yは、好ましくはOHまたはCOHである。mに関して、0または1であることが好ましい。
好ましい化合物(C)に関して、RまたはRはHである。より特に好ましくは、RはHであり、Rは、OH、COH、CHOH、またはCHCOHであり、特に好ましくはRはHであり、RはCOHまたはCHOHである。そのため、化合物(C)のフェニル環は、好ましくはパラ位でジアジリジン環に置換されているフェニル環である。
コーティングのための方法
コーティングのための本発明の方法は、その第1の実施形態(i)において、まず第1にカルベン形成化合物(C)をプラスチック基材の表面(O)に直接塗布すること、およびその後のカルベン形成に向かう化合物(C)の活性化を含む。その後になって、水性塗料組成物はプラスチック基材の表面(O)に塗布され、その後に硬化される。
成分が、例えば化合物(C)または水性塗料組成物のように、基材の表面に直接に塗布されるとは、以下のように理解される:それぞれの成分は、塗布した後の成分が基材の表面に配置され、表面と直接接触しているように塗布される。特に、そのため、基材の表面と、塗布した成分によって形成された被膜との間には他のいかなる被膜もない。
成分が、例えば化合物(C)または水性塗料組成物のように、基材に(「直接に」と特定せずに)塗布されるとは、そのため、以下のように理解される:それぞれの成分は、塗布した後の成分が必ずしも表面と直接接触せずに基材の表面に配置されるように塗布される。例えば、他の被膜が基材の表面と被膜との間に存在していてもよい。そのため、さらに特定されない塗布は、直接的と間接的の両方の塗布を包含する総称である。
例えば、本発明の第1の実施形態の状況において、化合物(C)は、プラスチック基材の表面(O)に直接塗布された後、カルベン形成に向けて活性化される。このように連続する被膜が基材の上に直接形成されるとすると、この直接的な結果は、化合物(C)の塗布および活性化の後に塗布された塗料組成物(A)は、塗料組成物と表面との間には既に被膜が配置されているので、もはや表面(O)に直接塗布されないということである。
基材の表面(O)に成分を塗布することは、被膜またはコーティングを基材の表面に形成することと同義である。そのようなコーティングは、一般に連続している、言い換えれば表面全体を覆っている。もちろん、コーティングが完全に連続しておらず、そのため基材の表面全体が覆われていない場合もありうる。そのようなコーティングは、比較的少量の材料しか塗布されない場合にしばしば生じる。本発明の状況において被膜の膜厚が指定されている場合は、平均の膜厚が参照される。
当業者には、低い平均膜厚、例えば、0.1μm未満の乾燥膜厚である場合、均一なコーティングであると仮定することが必ずしも可能でないことは明白である。
化合物(C)は、慣習的で公知の技法によって塗布されてよい。例えば、化合物(C)は、有機溶媒、好ましくはアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサンおよび/またはテトラヒドロフラン、好ましくはメチルエチルケトンに溶解され、その後、吹付、注入、浸漬、含浸、または流下(trickling)などの慣習的な塗布技法によって塗布されてよい。吹付塗布が好ましい。化合物(C)は、好ましくは有機溶媒中の溶液の形態で塗布される。溶液の濃度は、用途に応じて広く変動することがあり、例えば、0.001〜1モル/lの範囲内であってよい。溶液は当然1つよりも多くの化合物(C)も含んでよく、その場合、述べた濃度範囲は存在する全ての化合物(C)の総濃度を表す。
次に、化合物(C)の有機溶媒中の塗布溶液を、好ましくは1〜60分間の持続時間、室温(すなわち10〜40℃)でフラッシュする。この手順の間に、有機溶媒の少なくとも大部分は蒸発し、化合物(C)が微粉化された形態で基材の上に残る。
塗布および随意のフラッシングの後に、カルベン形成化合物(C)をカルベン形成に向けて活性化させる。そのような活性化は、定義によれば、熱エネルギーの供給および/または電磁線、好ましくは紫外線への曝露からなる。そのため、活性化に密接に関連し、または用語「活性化」による定義に包含されるのも、窒素の放出によってカルベンを得るためのプラスチック基材の表面(O)に塗布された化合物(C)の少なくとも一部の反応である。カルベンが、述べた活性化条件下で式(C)の化合物から形成されるという事実は公知である。特定の理論に縛られることを望むものではないが、いずれにしても、生じたカルベンは公知のように非常に不安定であり、例えば、プラスチック基材の表面との反応に参加し、それにより基材表面との安定した結合をもたらすと推測され得る。
活性化は、熱によって起こりうる(熱分解)。その場合、好ましくは、表面に塗布された化合物(C)は、5〜120分間、好ましくは20〜60分間の持続時間の間、60〜140℃、好ましくは80〜120℃で処理される。これは、従来のオーブンで、例えば強制空気オーブンなどで行われてよい。
この場合の温度は、いずれにしても、選択された特定のプラスチック基材が記載される熱分解の範囲中でその元の形態を保持し、変形または分解を受けないように選択されることは当然理解される。当業者は、特定のプラスチック基材が変形を受ける温度、および/または当該材料の軟化が起こる温度をいずれにしても知っている。そのため、対応する条件を、特定の個々の事例に容易に適合させることができる。
同様に可能であるのは、電磁線、より特に紫外線への曝露による活性化である。適切な紫外線は、一般に約100〜380ナノメートルのスペクトル域内である。活性化のための紫外線は、公知のように、典型的な市販の水銀ランプの使用によって生成することができる。そのようなランプの発光スペクトルは、スペクトル線が約184、254、297、313、334、および365ナノメートルの紫外線領域の線スペクトルであることが公知である。そのような水銀ランプは、一般に紫外線硬化装置に存在する。対応する装置は、IST Strahlentechnik Metz GmbH(Germany)より、例えば、モデルM−40−21−R−Ir−SLC−So−不活性、紫外線ランプ型(水銀ランプ型)M 400 U 2 Hとして入手可能である。照射の際に放出されるエネルギーは、例えば、化合物(C)が塗布された基材表面1cmあたり500〜3000mJの範囲内である。これは、対応する装置を用いる、例えば0.1〜10秒、より特に1〜5秒の持続時間の基材の紫外線照射によって実現される。
化合物(C)の塗布は、活性化および関連する有機溶媒の蒸発の後に、基材の上に乾燥膜厚が、例えば0.2〜5μm、好ましくは0.3〜3μmである被膜が残るように行われる。本発明の状況において、乾燥膜厚は、DIN EN ISO 2178に従って磁気誘導測定(magnetoinductive measurement)によって測定された。強磁性体基材のために設計されたこの測定技法の適用は、以下の通り可能になった:それぞれのプラスチック基材のほかに、各々の場合と同様に金属基材を同時にまたは平行してコーティングした。金属基材で測定した膜厚を、次にプラスチック基材上の膜厚と同等視した。
少なくとも1つの化合物(C)の塗布および活性化の後に、上記の塗料組成物(A)を、基材の既にコーティングした表面(O)に塗布する。塗料組成物(A)は、好ましくは化合物(C)の塗布および活性化の後に得られる被膜に直接塗布される。
水性塗料組成物の塗布は、全ての慣習的な塗布技術、例えば、吹付、ナイフコーティング、展布、注入、浸漬、含浸、流下(trickling)またはロール塗などによって、好ましくは吹き付け塗布によって行ってよい。そのような塗布中、コーティングされるプラスチック基材は、それ自体は静止し、塗布装置またはユニットが移動していてよい。あるいは、コーティングされる基材が移動し、塗布ユニットが基材に対して静止しているか、または適当な方向に動かされてよい。吹付塗布法、例えば、圧縮空気噴射(空圧式塗布)、エアレス吹き付け、高速回転、静電吹付塗布(ESTA)などを、所望により、例えば熱風吹付などの熱間吹付塗布と併せて用いることが好ましい。
プラスチック基材の表面(O)に(または化合物(C)の塗布および活性化によって得られる被膜に直接)塗布された水性塗料組成物を硬化し、それにより硬化した塗料を生成する。塗布した水性塗料組成物の硬化は、方法に関しては特殊ではないが、その代わりに、例えば、強制空気オーブンでの、またはIRランプでの照射による加熱などの慣習的で公知の技法に従って行われる。また、例えば、放射線硬化系の場合は紫外線を用いる化学線による硬化も可能である。硬化条件、より特に硬化温度は、例えば、使用するプラスチック基材の温度感受性によって、また、例えば、使用する特定の水性塗料組成物が自己架橋または外部架橋バインダー、所望により架橋剤を含むかどうかに応じて使用される水性塗料組成物によって導かれる。したがって、硬化は、例えば室温の範囲で、あるいは、例えば40℃〜120℃、好ましくは60℃〜100℃の範囲の高温下で起こりうる。硬化期の期間も同様に個別に選択され、既に上で指定した要素(例えば、バインダーおよび/または硬化温度の選択)を含む要素によって決まる。硬化は、例えば、5分間〜120分間、好ましくは10分間〜40分間の時間にわたって起こりうる。所望により、硬化の前に、フラッシング段階または、室温で例えば1〜60分間の予備乾燥段階を行ってもよい。特定の基材および/または塗料組成物の場合に適用される特定の硬化条件は、一般的な技術知識の一部であるので、該条件は当業者によって適合させ選択されてよい。
水性塗料組成物は、例えば10〜200μm、好ましくは50〜150μmの湿潤膜厚のような慣習的で公知の膜厚で塗布される。結果として得られる硬化後の乾燥膜厚は、例えば、2〜40μm、より特に5〜20μmの範囲内である。
本発明の第2の実施形態(ii)によれば、塗料組成物(A)は、少なくとも1つのカルベン形成化合物(C)を含む。この実施形態では、上記のカルベン形成化合物(C)は、いずれにしても塗料組成物(A)塗布の後にカルベン形成に向けて活性化される。したがって、これは、この実施形態において、活性化が硬化の間に同様に起こるように硬化条件が選択され得ることを意味する。上記から、したがって、この場合、硬化は好ましくは、5〜120分間にわたって好ましくは60〜100℃の温度で起こることになる。そうすればカルベン形成化合物(C)の熱分解性の活性化が同時に生じることが可能であるためである。当然、活性化は硬化の前、間、または後に光分解によって起こってもよい、あるいは、熱分解および光分解による複合型の活性化であってもよい。後者は、特に、熱(熱エネルギー)によって開始された硬化中に、塗布した塗料組成物が電磁線、より特に紫外線にも曝露される例である。光分解性の活性化には、既に上で指定した実施形態(i)に好ましい条件が適用できる。
専ら第2の実施形態を用いる場合、言い換えれば、特に、第1および第2の実施形態の組合せがない場合、塗料組成物(A)は、好ましくはプラスチック基材の表面(O)に直接塗布される。
そうでなければ、実施形態(ii)の状況において、塗料組成物(A)の塗布および硬化は、原則として実施形態(i)に関連してなされた上の記載に供される。
本発明の実施形態(i)が好ましい。その方法で、特に効果的な接着が実現される。
本発明のさらなる主題は、本発明の方法によってコーティングされた、被覆プラスチック基材である。
さらなるコーティングを、これまでに記載した被覆プラスチック基材の上に生成してもよい。
本発明の1つの好ましい実施形態では、別の塗料組成物がこれまでに記載した被覆プラスチック基材に塗布され、硬化し、さらに硬化したコーティングが生成される。より特に、これは、それぞれ、クリヤーコート材料およびクリヤーコートである。公知のように、クリヤーコート材料は、塗布および硬化の後に保護的かつ/または装飾的性質を有する透明なコーティング(クリヤーコート)を生じる塗料材料である。保護的性質とは、例えば、引掻き抵抗性および耐候安定性、より特に紫外線安定性を意味する。装飾的性質の一例は、優れた光沢である。使用のためのクリヤーコート材料は、プラスチック塗装の技術分野で慣習的に使用されるクリヤーコート材料であり、それらの選択および使用は当業者に公知である(この点については、Rompp−Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,New York,1998,page 325も参照)。さらなる塗料組成物、より特にクリヤーコート材料の一般的な塗布および硬化技法は、前に上で水性塗料組成物について記載される技法に一致する。次に、伝統的なマルチコート塗料系と呼ばれることのある、この種類のコーティングは、好ましくはウェットオンウェット塗装により生成される。これは、さらなる塗料組成物、より特にクリヤーコート材料が、塗布された水性塗料組成物(A)の上に、それを事前に別個に硬化させずに塗布されることを意味する。2種類の塗布された塗料組成物はその後一緒に硬化し、その結果、伝統的なマルチコート塗料系となる。上に述べた内容から、特にウェットオンウェット変異体の状況において、クリヤーコート材料は、好ましくは塗料組成物(A)によって生成された被膜に直接塗布される。したがって、化合物(C)は、実施形態(ii)の一部として、クリヤーコート材料の塗布の前、間、または後にカルベン形成に向けて活性化される。
さらなる塗料組成物、より特にクリヤーコート材料は、例えば50〜250μm、好ましくは100〜180μmの湿潤膜厚のような慣習的で公知の膜厚で塗布される。この例で結果として得られる硬化後の乾燥膜厚は、例えば、15〜80μm、より特に25〜50μmの範囲内である。
そのため、全体として、本発明の方法によってコーティングされた被覆プラスチック基材は、審美的かつ技術的要求の多い、車両仕上の分野、より特に自動車仕上の分野に適している。被覆プラスチック基材、より特にマルチコート塗料系でコーティングされたプラスチック基材は、車両部品および車両付属部品、ならびに車両の内部領域と外部領域の両方のための、車両の内部および外部に設置するための部品として使用されることができる。製造される塗料またはマルチコート塗料系の顕著な接着に加えて、さらに、良好かつ変化する装飾効果を実現することが可能である。
本発明の方法により製造される、プラスチック基材をコーティングするための塗料または塗膜は、さらに、優れた接着を有する。
また、上記から、式(I)の化合物の、プラスチック基材の上に配置され、水性塗料組成物によって製造された塗料の接着を改善するための使用が、本発明の主題となる。
本発明は、以下の実施例によってより詳細に解明される。
各々の例で10×10×0.3cmまたは100×100×3cmの大きさの試験プラックの形態の様々なプラスチック基材を、様々な水性塗料組成物でコーティングした。使用したプラスチック材料は、PPシート(Daplen(商標)EE103AE(Borealis))であった。
A)プラスチック基材のコーティング
プラスチック基材を、表1および2に特定される塗料組成物でコーティングした(関連する説明も参照)。これらの塗料組成物で塗布する前に、基材を下に記載されるように4−[3−(トリフルオロメチル)−3H−ジアジリン−3−イル]安息香酸(化合物(C)、ここで、R=CFであり、Rでは次の通りである:R=COOH、R=H)(メチルエチルケトン中0.005mol/l)の溶液で処理した。
コーティングに使用した水性塗料組成物(A)は、表1に記載の組成を有する水性ベースコート材料であった。ベースコート材料は、溶解器中で表1に示される成分を合し、均質に混合することによって調製した。
Figure 2017528306
さらに、市販のクリヤーコート材料(表2参照)を使用した。これは、溶解器中で表2に指定される成分を合し、均質に混合することによって製造した。
Figure 2017528306
塗料の実際の製造は以下の通り行われた。
まず、吹き付け塗布によって、ジアジリジン含有化合物(C)からなる溶液をプラスチック基材に直接塗布した。
この後に、最初にマットフラッシング(matt flashing)(20℃で5分間)を行い、その後に塗布したジアジリジン含有化合物を紫外線で処理または活性化した(2837mJ/プラスチック基材cm)。活性化は、IST Strahlentechnik Metz GmbH製紫外線硬化装置(モデルM−40−21−R−Ir−SLC−So−不活性、紫外線ランプ型(水銀ランプ型))M 400 U 2 Hを用いて、184〜365ナノメートルのスペクトル線を含む典型的な紫外線発光線スペクトルで行った。
加えた空気圧によって基材の上に直接に、このように水性ベースコート材料はプレコートされ(表1)、その後20℃で5分間フラッシュされた。その後、クリヤーコート材料(表2)を空気圧によって直接塗布し、20℃で10分間フラッシュした。硬化をその後に80℃の温度で30分間の持続時間にわたって行った。本発明に従って製造したマルチコート塗料系(E1)の個々の被膜の乾燥膜厚は、2μm(ジアジリジン含有化合物に基づく被膜)、15μm(ベースコート)、および42μm(クリヤーコート)であった。
マルチコート塗料系(E1)に加えて、上記のさらなるマルチコート塗料系を、上記の指示に類似する指示によって製造した。しかし、マルチコート塗料系(E2)では、異なる化合物(C)、つまり4−[3−(トリフルオロメチル)−3H−ジアジリン−3−イル]ベンジルアルコール(化合物(C)、ここで、R=CFであり、Rでは次の通りである:R=CH−OH、R=H)を使用した。比較のためのマルチコート塗料系(V1)では、化合物(C)を使用せず、カルベンは代わりに3−フェニル−3−(トリフルオロメチル)−3H−ジアジリジン(式(I)に類似する化合物であるが、R=CFであり、Rでは次の通りである:R=R=H)であった。マルチコート塗料系(V2)および(V3)の製造では、化合物(C)の塗布および活性化は同様に省略された。しかし、カルベンは全く使用されなかった(そのため、対応する塗布および活性化の工程は省略された)。(V2)の例では単に述べた工程が省略されたのに対して、マルチコート塗料系(V3)の例ではプラスチック基材は、上述のジアジリジン含有化合物(C)の塗布および活性化の代わりに、ベースコート材料(A)の塗布の前に(Kirchgassner Elektrotechnik製の市販の自動有炎燃焼装置による)慣習的な有炎燃焼によって前処理された。
表3は、製造したマルチコート塗料系の概要を示す。全てのマルチコート塗料系は、ベースコートおよびクリヤーコートを含む。
Figure 2017528306
B)塗料の接着性の調査
製造した塗料の接着性を、広く公知の蒸気噴射試験(DIN 55662:2009−12、60℃で1分間の蒸気噴射、圧力67バール、試験片からの垂直距離10cm)によって調査した。
接着は、0〜5で評価する整数評点法を用いて評価し、評点0は蒸気噴射処理後に目に見える跡のない塗料(非常に優れた接着)に与えられ、評点5はスチームジェット試験後に非常に広範囲にわたって剥離した領域のある塗料(不十分な接着)に与えられる。
表4は、使用したプラスチック基材およびそれらの前処理との関連で、製造した塗料の接着性を示す。
Figure 2017528306
結果は、本発明の方法に従って構築したマルチコート塗料系が、マルチコート塗料系(V1)および(V2)(化合物(C)の使用を省略かまたはカルベンの使用を全く省略)の場合よりも大幅に良好な接着を有することを示す。さらに、マルチコート塗料系(V3)の結果との比較により、特に、無極性プラスチック基材(この例ではPP)のコーティングにおいて本発明の方法の驚くべき利点も実証される。化合物(C)の塗布および活性化のための従来の有炎燃焼を置き換えたにも関わらず、マルチコート塗料系(V3)の接着は、非常に効果的に接着するマルチコート塗料系(E1)および(E2)の場合よりも大幅に不十分である。

Claims (15)

  1. プラスチック基材に、少なくとも1種の有機ポリマーをバインダーとして含む水性塗料組成物(A)をコーティングするための方法であって、前記塗料組成物が前記プラスチック基材の少なくとも1つの表面(O)に塗布され、その後硬化される方法であり、
    (i)前記塗料組成物(A)の前記塗布の前に、以下の式(I)のカルベン形成化合物(C)
    Figure 2017528306
    {式中、
    は、−(CXXであり(式中、Xは、FまたはClであり、n=0または1である)、
    は、
    Figure 2017528306
    〔式中、
    およびRは、互いに独立に、−H、−(CHYである(式中、Yは、OH、COH、NH、またはBrであり、mは、0〜4である)、但し、R=R=−Hである場合を除く〕である}の前記表面(O)への直接的な塗布およびそのカルベン形成への活性化が行われ、かつ/または
    (ii)前記塗料組成物(A)が、該塗料組成物(A)の塗布の後にカルベン形成に向けて活性化される前記カルベン形成化合物(C)を含む、方法。
  2. 前記水性塗料組成物が、バインダーとして少なくとも1種の有機OH官能性ポリマー、ならびに、完全エーテル化および/または部分エーテル化アミノ樹脂、モノマーおよび/またはポリマーポリアミンならびに/あるいはモノマーおよび/またはポリマーのブロック化および/または遊離ポリイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種の架橋剤を、前記塗料組成物の総量に基づいて15〜60重量%の総割合で含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記水性塗料組成物が、前記塗料組成物の総量に基づいて少なくとも20重量%の水を含む、請求項1および2のいずれか一項に記載の方法。
  4. 前記水性塗料組成物が、着色されたベースコート材料である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記プラスチック基材が、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン(PU)、ガラス繊維補強不飽和ポリエステル、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリウレア、ポリブタジエンテレフタラート(PBT)、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン(任意に、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)で変性されていてもよい)からなる群から選択されるプラスチック及びまたこれらのプラスチックの混合物、好ましくはポリオレフィンを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記式(I)の前記化合物(C)に関して、Rは−CFであり、Rは−OH、−COH、−CHOH、−CHCOHであり、Rは−Hである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記式(I)の前記化合物(C)に関して、Rは−CFであり、Rは−COHまたは−CHOHであり、Rは−Hである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記化合物(C)のカルベン形成への前記活性化が、前記化合物(C)を紫外線に曝露することを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記塗料組成物(A)の前記塗布の前に、前記カルベン形成化合物(C)の前記基材の前記表面(O)への直接の前記塗布およびそのカルベン形成への活性化が行われる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記化合物(C)が、有機溶媒中の溶液の形態で塗布される、請求項9に記載の方法。
  11. 前記水性塗料組成物(A)の前記塗布の後に、少なくとも1つのさらなる塗料組成物が塗布され、前記塗布された塗料組成物(A)とともに硬化され、前記さらなる塗料組成物の少なくとも1つがクリヤーコート材料である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法によって製造される塗料。
  13. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法によってコーティングされた被覆プラスチック基材。
  14. ベースコートおよびクリヤーコートを含むマルチコート塗料系でコーティングされている、請求項13に記載の被覆プラスチック基材。
  15. 下の式(I)の化合物(C)
    Figure 2017528306
    {式中、
    は、−(CXXであり(式中、Xは、FまたはClであり、n=0または1である)、
    は、
    Figure 2017528306
    〔式中、
    およびRは、互いに独立に、−H、−(CHYである(式中、Yは、OH、COH、NH、またはBrであり、mは、0〜4である)、但し、R=R=−Hである場合は除く〕である}の、
    水性塗料組成物を用いて製造したプラスチック基材上の塗料の接着を向上させるための使用。
JP2017501301A 2014-07-09 2015-05-22 プラスチック基材をコーティングするための方法 Withdrawn JP2017528306A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14176258.3 2014-07-09
EP14176258.3A EP2966118A1 (de) 2014-07-09 2014-07-09 Verfahren zur Beschichtung von Kunststoffsubstraten
PCT/EP2015/061360 WO2016005094A1 (de) 2014-07-09 2015-05-22 Verfahren zur beschichtung von kunststoffsubstraten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017528306A true JP2017528306A (ja) 2017-09-28

Family

ID=51133935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017501301A Withdrawn JP2017528306A (ja) 2014-07-09 2015-05-22 プラスチック基材をコーティングするための方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170204236A1 (ja)
EP (2) EP2966118A1 (ja)
JP (1) JP2017528306A (ja)
CN (1) CN106471048A (ja)
WO (1) WO2016005094A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9899212B2 (en) 2015-04-17 2018-02-20 The University Of Rochester Methods for depositing a monolayer on a substrate
JP7001829B2 (ja) 2017-12-21 2022-01-20 エシティ・ハイジーン・アンド・ヘルス・アクチエボラグ たるみが軽減された吸着性物品及び当該吸着物品の製造方法
CN108795003A (zh) * 2018-06-18 2018-11-13 北京点域科技有限公司 一种可生物降解医用材料的制备方法
CN109162110B (zh) * 2018-09-25 2020-12-08 四川大学 一种基于光敏反应型增塑剂同步内增塑制造聚氯乙烯人造革的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19961983A1 (de) 1999-12-22 2001-07-05 Dupont Performance Coatings Verfahren zur Lackierung von Kunststoffsubstraten
CN1469785A (zh) * 2000-10-16 2004-01-21 ��˹��ŵ�� 涂敷材料表面的方法
EP2516567B1 (en) * 2009-12-21 2016-08-03 Innovative Surface Technologies, Inc. Coating agents and coated articles
JP6253586B2 (ja) 2011-10-31 2017-12-27 ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングBASF Coatings GmbH プラスチック素地のコーティング方法
WO2013113117A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 The University Of Western Ontario Fluorinated phosphonium ionic salts linked to carbene-precursors

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016005094A1 (de) 2016-01-14
EP2966118A1 (de) 2016-01-13
US20170204236A1 (en) 2017-07-20
CN106471048A (zh) 2017-03-01
EP3166994A1 (de) 2017-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6253586B2 (ja) プラスチック素地のコーティング方法
CA2238797C (en) Wet-on-wet primer with low film build u.v. light protection
RU2558104C2 (ru) Пленкообразующая композиция, содержащая агент, способный улавливать формальдегид
EP0540884B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen unter Verwendung von radikalisch und/oder kationisch polymerisierbaren Klarlacken
JP2017528306A (ja) プラスチック基材をコーティングするための方法
US7399793B2 (en) Coating composition curable with ultraviolet radiation
JP2002544314A (ja) 熱および化学線により硬化可能な被覆材料およびその使用
JPH02292376A (ja) 水性の熱硬化性塗料物質およびその製法
BRPI0618695A2 (pt) método rápido para reparação de dano a um acabamento em um substrato
WO2000058026A1 (de) Verfahren zur mehrschichtlackierung
JP3568973B2 (ja) 水系ベースコート組成物上に溶剤系クリアコート組成物を塗布する、しわのないコーティングの製造法
EP1089829A1 (de) Verfahren zur lackierung von fahrzeugkarossen oder deren teilen
AU2005315613A1 (en) Repair of coated substrates
JP4891542B2 (ja) 色を与えおよび/または効果を与えるマルチコートを上塗りする方法
DE10004488A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen, Klebschichten oder Dichtungen für grundierte oder ungrundierte Substrate
KR102253209B1 (ko) 도료 조성물, 도막의 형성 방법, 물품의 제조 방법 및 물품
KR101803437B1 (ko) 자가 치유용 투명 도료 조성물 및 이를 사용한 투명 도막의 형성방법
WO2003057761A1 (de) Polysiloxan-sole, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
JP4834239B2 (ja) 下地の多層補修塗装方法
JPH0331382A (ja) 被覆材料、被覆物の製造方法および被覆された基体
JP2014508200A (ja) オーバーベーキングした多層塗装物のためのベース塗料
KR20190110742A (ko) 자동차 보수용 고점도 프라이머-서페이서 도료 조성물 및 이를 사용한 자동차 보수 방법
EP3180134A1 (de) Beschichtetes substrat und verfahren zu dessen herstellung
JP4393752B2 (ja) 複層塗膜形成方法
DE102011115342A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Mattlackierung auf einer Substratoberfläche

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180313

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20180404