JP2020002315A - コーティング剤及び表面被覆部材 - Google Patents
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Abstract
Description
イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ(メタ)アクリレートからなる35〜45質量部のB成分と、
(メタ)アクリル当量80〜200の多官能(メタ)アクリレートからなる5〜50質量部のC成分と、
重量平均分子量10000〜30000の(メタ)アクリレートからなる20質量部以下のD成分と、
マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなる50質量部以下のE成分と、
ラジカル重合開始剤からなるF成分と、を含み、
前記F成分の含有量は、前記A成分、前記B成分、前記C成分、前記D成分及び前記E成分の合計100質量部に対して0.1〜10質量部である、コーティング剤にある。
前記の態様のコーティング剤の硬化物からなり、前記基材の表面を被覆するコーティング膜と、を有する、表面被覆部材にある。
前記コーティング剤中には、必須成分として、イソシアヌル環骨格を有するウレタン(メタ)アクリレートからなるA成分が含まれている。A成分は、前記コーティング剤を硬化させることにより得られるコーティング膜の耐候性を向上させる作用を有している。
前記コーティング剤中には、必須成分として、イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ(メタ)アクリレートからなるB成分が含まれている。B成分は、硬化後のコーティング膜と基材との密着性を向上させるとともに、コーティング膜の耐候性を向上させる作用を有している。
前記コーティング剤中には、必須成分として、(メタ)アクリル当量80〜200の多官能(メタ)アクリレートからなるC成分が含まれている。C成分は、1分子中に複数の(メタ)アクリロイル基を有しているため、A成分等に含まれる(メタ)アクリロイル基がC成分の(メタ)アクリロイル基と重合することにより、1分子のC成分に対して2分子以上の(メタ)アクリロイル基を有する成分を結合させることができる。それ故、C成分を含む前記コーティング剤を硬化させることにより、各成分が三次元的に架橋してなる網状構造を形成し、表面被覆部材の耐衝撃性を向上させることができる。
前記コーティング剤中には、任意成分として、重量平均分子量10000〜30000の(メタ)アクリレートからなるD成分が含まれていてもよい。D成分としての(メタ)アクリレートは、1分子中に1個の(メタ)アクリロイル基を有していてもよいし、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有していてもよい。D成分としては、これらの化合物から選択された1種の化合物を使用してもよいし、2種以上の化合物を併用してもよい。
前記コーティング剤は、任意成分として、マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなるE成分を含有していてもよい。E成分は、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性を向上させる作用を有している。前記コーティング剤中のE成分の含有量を1質量部以上、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。
前記コーティング剤中には、必須成分として、ラジカル重合開始剤からなるF成分が含まれている。F成分は、コーティング剤中にラジカルを発生させることができる。そして、このラジカルによってA成分等に含まれる(メタ)アクリロイル基同士の重合反応を開始させることができる。
前記コーティング剤は、任意成分として、紫外線吸収剤からなるG成分を含有していてもよい。G成分は、紫外線によるコーティング膜の劣化を抑制する作用を有している。G成分の含有量は、A成分〜E成分の合計100質量部に対して1〜12質量部の範囲から適宜設定することができる。前記コーティング剤中のG成分の含有量を1質量部以上、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐候性をより向上させることができる。
前記コーティング剤は、任意成分として、シリコーン系表面調整剤及びフッ素系表面調整剤のうち1種以上の化合物からなるH成分を含有していてもよい。H成分の含有量は、A成分〜E成分の合計100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲から適宜設定することができる。前記コーティング剤中のH成分の含有量を0.1質量部以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。
前記コーティング剤は、前述した各成分を溶解または分散させるための有機溶媒を含んでいてもよい。有機溶媒としては、例えば、エタノールおよびイソプロパノール等のアルコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコールモノエーテル;トルエンおよびキシレン等の芳香族化合物;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン;ジブチルエーテル等のエーテル;ジアセトンアルコール;N−メチルピロリドン等を使用することができる。前記コーティング剤は、これらの有機溶媒のうち1種を含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
前記コーティング剤中には、必須成分としてのA成分〜C成分及びF成分の他に、コーティング剤の硬化を損なわない範囲で、コーティング剤用として公知の添加剤が含まれていてもよい。例えば、前記コーティング剤中には、添加剤として、ラジカル捕捉剤、ヒンダードアミン系光安定剤等の、コーティング膜の劣化を抑制するための添加剤が含まれていてもよい。これらの添加剤を使用することにより、コーティング膜の耐候性を向上させる効果を期待することができる。
基材の表面上にコーティング剤を塗布する塗布工程と、
コーティング剤中のF成分からラジカルを発生させ、基材の表面上においてコーティング剤を硬化させる硬化工程と、
を有する製造方法を採用することができる。
HDI3−HBA:ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体とヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの付加生成物
・B成分
M−315:イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレートを含む混合物(東亞合成株式会社製)
UA−1100H:ウレタンアクリレート(新中村化学工業株式会社製、(メタ)アクリル当量116〜133)
UA−53H:ウレタンアクリレート(新中村化学工業株式会社製、(メタ)アクリル当量153)
A−DPH:ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(新中村化学工業株式会社製、(メタ)アクリル当量96)
AX−4−HC:多官能アクリレートポリマー(株式会社日本触媒製、重量平均分子量 22000)
アクリット(登録商標)8BR−930M:アクリロイル基含有ポリウレタン(大成ファインケミカル株式会社製、重量平均分子量 16000)
アクリット8UH−1006:メタクリロイル基含有ポリウレタン(大成ファインケミカル株式会社製、重量平均分子量20000)
表面修飾コロイダルシリカ マレイミド基を備えたアルコキシシランとコロイダルシリカとの縮合生成物
・F成分
Irgacure(登録商標)754:フォスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤(BASF社製)
Irgacure819:α−ケトエステル系化合物を含む光ラジカル重合開始剤(BASF社製)
RUVA−93:ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(大塚化学株式会社製)
・H成分
8019additive:シリコーン系表面調整剤(東レ・ダウコーニング株式会社製)
O−1:Tinuvin(登録商標)123:ヒンダードアミン系光安定剤(BASF社製)
JIS K5600−5−6:1999(ISO 2409:1992)の規定に準じ、クロスカット法による付着性試験を行った。具体的には、カッターナイフを用いてコーティング膜を1mm間隔で格子状に切断し、コーティング膜に100か所の正方形小片を形成した。これらの正方形小片に付着テープとしてのセロハンテープ(ニチバン株式会社製)貼り付けた。その後、コーティング膜から付着テープを剥離し、基材上に残存した正方形小片の数を数えた。
濁度系(日本電色工業株式会社製「NDH−2000」)を用い、JIS K7136:2000(ISO 14782:1999)に準じた方法により表面被覆部材のヘイズ値H(%)を測定した。各試験剤を用いた表面被覆部材の初期のヘイズ値H(%)は表1に示す通りであった。初期の透明度の評価においては、ヘイズ値Hが2%以下の場合を十分に高い透明度を有しているため合格と判定し、2%を超える場合を透明度が低いため不合格と判定する。
テーバー式摩耗試験機を用いて表面被覆部材上のコーティング膜を摩耗させた後、ヘイズメーターを用いて摩耗後の表面被覆部材のヘイズ値を測定した。なお、テーバー式摩耗試験機の摩耗輪にはCS−10Fを使用した。また、摩耗試験における荷重は500gfとし、回転数は500回とした。
超促進耐候性試験機(ダイプラ・ウィンテス株式会社製「メタルウェザー(登録商標)」を用い、促進耐候性試験を行った。促進耐候性試験においては、メタルハライドランプから発生させた紫外光を表面被覆部材に照射するステップと、照射を休止し、表面被覆部材を結露させるステップとからなるサイクルを1サイクルとし、前記のサイクルを繰り返し実施した。
コーティング膜が下方を向くようにして表面被覆部材を水平に配置した。この表面被覆部材の上方から質量10kgの頭部模型を自由落下させ、表面被覆部材の基材側に衝突させた。頭部模型を衝突させた後の表面被覆部材を目視観察し、基材の割れの有無を評価した。
Claims (5)
- イソシアヌル環骨格を有するウレタン(メタ)アクリレートからなる3〜30質量部のA成分と、
イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ(メタ)アクリレートからなる35〜45質量部のB成分と、
(メタ)アクリル当量80〜200の多官能(メタ)アクリレートからなる5〜50質量部のC成分と、
重量平均分子量10000〜30000の(メタ)アクリレートからなる20質量部以下のD成分と、
マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなる50質量部以下のE成分と、
ラジカル重合開始剤からなるF成分と、を含み、
前記F成分の含有量は、前記A成分、前記B成分、前記C成分、前記D成分及び前記E成分の合計100質量部に対して0.1〜10質量部である、コーティング剤。 - 前記コーティング剤は、更に、紫外線吸収剤からなるG成分を含有しており、前記G成分の含有量は、前記A成分、前記B成分、前記C成分、前記D成分及び前記E成分の合計100質量部に対して1〜12質量部である、請求項1に記載のコーティング剤。
- 前記コーティング剤は、更に、シリコーン系表面調整剤及びフッ素系表面調整剤から選択される1種以上の化合物からなるH成分を含有しており、前記H成分の含有量は、前記A成分、前記B成分、前記C成分、前記D成分及び前記E成分の合計100質量部に対して0.01〜1.0質量部である、請求項1または2に記載のコーティング剤。
- 透明樹脂からなる基材と、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のコーティング剤の硬化物からなり、前記基材の表面を被覆するコーティング膜と、を有する、表面被覆部材。 - 前記基材は前記透明樹脂としてのポリカーボネートから構成されている、請求項4に記載の表面被覆部材。
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