JP2021133336A - 塗装物の製造方法および塗装板材 - Google Patents
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Abstract
Description
このような塗装物は、市場において、均一な光沢で塗装された塗装物と比較し高級感があると認識される傾向がある。すなわち、基材表面に高光沢部分と低光沢部分の両方が設けられた塗装物は、高い商品価値を有する傾向がある。
特許文献1には、耐熱性基板に、少なくとも表面コート層と、部分的に設けられた表面印刷層とがこの順に積層された化粧材が記載されている。この化粧材において、表面コート層は、フッ素樹脂及び艶消し剤を含む樹脂組成物によって、厚みが5μm以上となるように形成されている。そして、表面コート層の表面のグロス値(入射光角60°)は10以下であり、かつ、表面印刷層の表面のグロス値(入射光角60°)は、表面コート層の表面のグロス値(入射光角60°)よりも10以上高い。
しかし、「二度塗り」には、当然、二種の塗料(樹脂組成物)を準備する必要がある。また、二度塗りは作業の煩雑化につながる。つまり、二度塗りにより高光沢部分と低光沢部分の両方を設けることは、製造のコストアップにつながる。
高光沢部分と低光沢部分とを有する塗膜を備える塗装物の製造方法であって、
分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を基材上に塗布して未硬化膜を形成する膜形成工程と、
前記未硬化膜に、光源から光を照射して塗膜とする光照射工程と、
を含み、
前記光照射工程は、前記未硬化膜に非一様に光を照射する第一光照射工程を含む、塗装物の製造方法
が提供される。
板材の表面の少なくとも一部に、重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を用いて形成された塗膜が設けられている塗装板材であって、
前記塗膜は高光沢部分と低光沢部分とを有し、前記高光沢部分の60°光沢の値と、前記低光沢部分の60°光沢の値の差は、5以上であり、
前記塗膜における前記高光沢部分の膜厚と、前記塗膜における前記低光沢部分の膜厚の差の絶対値が4μm以下である、塗装基材
が提供される。
すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
煩雑さを避けるため、(i)同一図面内に同一の構成要素が複数ある場合には、その1つのみに符号を付し、全てには符号を付さない場合や、(ii)特に図2以降において、図1と同様の構成要素に改めては符号を付さない場合がある。
すべての図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応しない。
本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリルとメタクリルの両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。
本実施形態の塗装物の製造方法は、
分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を基材上に塗布して未硬化膜を形成する膜形成工程と、
その未硬化膜に、光源から光を照射して塗膜とする光照射工程と、
を含む。
光照射工程は、未硬化膜に非一様に光を照射する第一光照射工程を含む。
よって、未硬化膜に「非一様」に光を照射する第一光照射工程により、露光量が多かった部分と少なかった部分とでは、膜表面における艶消し剤の露出の程度が異なることとなる。その結果、二度塗り等を行わずとも、一つの基材に高光沢部分と低光沢部分の両方を設けることができる。
ちなみに、例えば後掲の実施例においては、重合性モノマーの分子量が小さいほど光沢差が大きくなっている。このことから、モノマーの一部が「揮発」することにより光沢差が発現すると考えることは合理的である(分子量が小さい化合物ほど揮発しやすい傾向があるため)。
未硬化膜に非一様に光が照射された場合、強い光が照射された場所は素早く硬化し、弱い光が照射された場所はゆっくりと硬化する。そのため、膜中で、艶消し剤の「沈降の程度」に差が生じて、塗膜表面に露出する艶消し剤の量に差が生じる。これにより光沢差が発現するとも考えられる。
60°光沢の値は、例えば、micro−tri−gross(BYK社製)を用いて測定することができる。光沢の測定についてはJIS Z 8741も参照されたい。
第一実施形態の塗装物の製造方法は、
分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を基材上に塗布して未硬化膜を形成する膜形成工程と、
未硬化膜に、光源から光を照射して塗膜とする光照射工程と、
を含み、
光照射工程は、第一光照射工程と、第二光照射工程とを含む。
膜形成工程では、分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を基材上に塗布して未硬化膜を形成する。
工業的な生産性や、建材・化粧材などへの応用の観点から、基材は、好ましくは板材である。また、後述するロールコート、フローコート等の適用を考えた場合にも、基材は、板状であり、対向する一対のロールの間を通過させることができるものであることが好ましい。つまり、基材は、好ましくは典型的には正方形状または長方形状の板材である。
基材が材質として木材を含む場合、基材は、例えば化粧合板である。化粧合板とは、通常、基材である合板の表面(少なくとも片面)に、表層材が貼りつけられた板状の材料である。表層材は、化粧板とも呼ばれる。木材製の表層材は、製造方法により突き板、挽き板などとも呼ばれる。また、表層材(化粧板)は、後述する紙や合成樹脂シートなどの場合もありうる。
別の例として、板材は、化粧合板ではない天然木材(無垢材)などでもよい。
表層材の木材としては、例えば、ウォールナット、チェリー、オーク、バーチ、ビーチ、メープル、アッシュ、チーク、シカモア、ファルカタ、松、杉、ヒノキ、ユーカリ、オニグルミなどを挙げることができる。
表層材の厚みは、通常0.1〜12mm、好ましくは0.2〜5mmである。
特に、表層材の厚みが比較的薄い化粧合板、具体的には表層材の厚みが0.15〜0.4mmの化粧合板は、通常は高級感に乏しい汎用品・普及品と位置づけられている。表層材の厚みが薄い結果、化粧合板の表面から深部までの木材自体の杢目の違い(導管、ヤニ、ツボ、入り皮等による色差)が少なく、色目の濃淡が乏しいためである。しかし、本実施形態の塗装物の製造方法によれば、表層材の厚みが薄くても、塗装により高級感のある光沢の濃淡をつけることができる。つまり、商品価値の高い化粧合板を製造することができる。
より具体的には、基材(板材)の表面は、いわゆるプリント紙(プリントシート、化粧板用紙、化粧シート用原紙などともいう)として知られているものや、オレフィン印刷シートなどであってもよい。プリント紙とは、例えば、木目などの印刷が施された紙のことであり、天然木やMDF合板に貼りつけて用いられることがある。
例えば、基材が合板または天然木材である場合、その表面はサンドペーパーで研磨されていてもよい。使用可能なサンドペーパーとしては、例えば320〜400番のサンドペーパーが挙げられる。
念のため述べておくと、「前処理」は、膜形成工程を行う者とは異なる者が行ってもよい。つまり、一例として、すでに研磨されている基材や、すでに下塗り層や中塗り層が設けられた基材を購入して、その基材に膜形成工程やその後の工程を行ってもよい。
図1では、送りロール11Aとコーティングロール11Bとが、基材1の厚さに対応して適当な間隔で離間して対向配置されている。この間隔は、基材1の厚みよりも0.50〜3.00mmほど小さいことが好ましい。このように間隔を調整することで、基材1を適度に押圧することができる。
コーティングロール11Bの周面には、ドクターロール11Cが付設されている。
これらロールは、それぞれ矢印で示されている方向に回転することができる。
送りロール11Aおよびドクターロール11Cは、通常、鉄製である。これらロールの表面は滑らかに研磨されていることが好ましい。
コーティングロール11Bは、通常、鉄芯の表面にゴムを巻いたものである。もちろん、ゴム以外の素材(例えばスポンジなど)であってもよい。また、送りロール11Aの表面をゴムとしてもよい。
ちなみに、ドクターロール11Cは、通常、基材1と直接接触することはない。
第一光照射工程においては、膜形成工程で形成された未硬化膜に非一様に光を照射する。第一光照射工程の直後において、未硬化膜の少なくとも一部は完全硬化していない部分硬化膜(半硬化膜)の状態にある。換言すると、未硬化膜の少なくとも一部は、光照射されることで硬化は進んでいるが、ある程度の量の未反応の重合性モノマーが残存し、追加の光照射がされることでさらに硬化が進む状態にある。また、部分硬化膜(半硬化膜)は、通常、十分に硬化した膜に比べて、有機溶剤耐性が劣る。
図2Aおよび図2Bにおいて、光源22は、例えば棒状の紫外線が照射される高圧水銀灯である。もし遮蔽物21が無かった場合には、少なくとも基材1の幅方向には一様に光を照射することが可能である。
図2Aおよび図2Bにおいては、1のみの光源22が描かれているが、非一様な露光が可能な限り、複数の光源22が用いられてもよい。
図2Cにおいては、基材1に十分近い場所に、基材1に比べて十分に小さい光源22(点光源)が設置されている。適当な搬送手段(不図示)により基材1を矢印の方向に搬送しつつ、光源22からの光を基材1に当てることにより、未硬化膜は非一様に露光される。このような非一様な露光により、(最終的には)高光沢部分と低光沢部分が得られる。
点光源は、例えば、メタルハライドランプ、UV−LEDランプなどであることができる。
第二光照射工程においては、第一光照射工程で得られた部分硬化膜に光を照射してその全てを完全硬化させる。
第二光照射工程は、例えば、図3のように、光源22から直接(遮蔽物を介することなく)、基材1上の部分硬化膜に全面的に光を照射することで行うことができる。
光源22の具体的態様は、図2Aにおけるそれと同様である。図示していないが、第二光照射工程においては、複数(例えば2〜10個)の光源を用いて部分硬化膜に光を照射してもよい。こうすることで、部分硬化膜に全面的かつ一様に光を照射しやすい。また、工程の短時間化を図ることもできる。
第一光照射工程と第二光照射工程、それぞれにおける露光量を調整することで、より好ましい意匠の塗装物を得ることができる。
具体的には、光照射工程全体において最も多く光が照射される部分の光照射量をDとしたとき、第一光照射工程において最も多く光が照射される部分の光照射量は、0.01D〜0.4Dであることが好ましく、0.02D〜0.35Dであることがより好ましく、0.03D〜0.3Dであることがより一層好ましい。
第一光照射工程において最も多く光が照射される部分の光照射量が0.01D以上であることにより、重合性モノマーの揮発が十分に起こり、艶消し剤が膜表面に十分に露出しやすくなると考えられる。
第一光照射工程において最も多く光が照射される部分の光照射量が0.4D以下であることにより、未硬化膜の最表面の硬化が適度に抑えられ、十分な量の重合性モノマーが揮発し、そして艶消し剤が膜表面に十分に露出しやすくなると考えられる。
また、第一光照射工程において光が照射されはじめてから、第二光照射工程において光が照射されはじめるまでの時間は、好ましくは180秒以下、より好ましくは2〜150秒、さらに好ましくは3〜120秒である。第一光照射工程と第二光照射工程との間に時間が空きすぎないことで、光が照射されていない部分からの重合性モノマーの揮発が抑えられる。このため、低光沢領域と高光沢領域の光沢の差をより大きくしやすい。
前述のように、第一実施形態では、分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物が用いられる。以下、この塗料組成物の含有成分などについて説明する。
重合性モノマーは、分子量500以下のものを含む限り特に限定されない。重合性モノマーの分子量は、好ましくは400以下、より好ましくは300以下、さらに好ましくは270以下である。分子量がより小さいモノマーを用いることで、低光沢領域と高光沢領域との光沢差を大きくしやすい。ちなみに、重合性モノマーの分子量は、通常70以上である。
低光沢領域と高光沢領域を設けることができる限り、重合性モノマーは、分子量500以下のモノマーに加え、分子量500超のモノマーを含んでもよい。低光沢領域と高光沢領域の光沢差と、塗膜の諸物性とのバランスの観点で、重合性モノマー全体中の好ましくは50〜90質量%、より好ましくは60〜80質量%が分子量500以下のモノマーであることが好ましい。
低光沢領域と高光沢領域の光沢差を特に大きくする観点からは、重合性モノマーは、単官能モノマーを含むことがより好ましい。
重合性モノマーの沸点は、通常70℃以上である。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、ダイセル・オルネクス社にて、商品名「EBECRYL」シリーズの名称で販売されているものを用いることができる。その他、新中村化学工業社、東亞合成株式会社などからも入手可能である。
二種以上の重合性モノマーを併用することで、光照射したときの硬化性や、硬化後の塗膜の柔軟性などを適切に調整することもできる。併用の観点として、例えば、多官能モノマーと単官能モノマーとを併用することが考えられる。こうすることで、塗料中の炭素−炭素二重結合の濃度が適切に調整され、硬化後の塗膜の柔軟性を適切にできると考えられる。
別の観点として、ウレタン(メタ)アクリレートと、ウレタン(メタ)アクリレートではない重合性モノマーとを併用することが考えられる。ウレタン(メタ)アクリレートはウレタン結合に由来する柔軟な骨格を有するため、他の重合性モノマーと併用することで、塗膜の柔軟性を適切に制御できると考えられる。
塗料組成物は、樹脂を含んでもよい。樹脂は、塗膜の形成、塗膜の密着性向上等のために用いられる。樹脂は特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂などを挙げることができる。
樹脂がコポリマーである場合、その態様は、ランダム、ブロック、グラフト等のいずれであってもよい。
数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレン換算で測定することができる。
光重合開始剤は、光照射(典型的には紫外線照射)により活性物質を発生し、上記の重合性モノマーを重合させることが可能なものである限り、特に限定されない。
光重合開始剤として具体的には、公知の光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤を挙げることができ、光ラジカル重合開始剤が好ましい。
光ラジカル重合開始剤の市販品としては、IGM Resins B.V.社製のOMNIRAD(登録商標)シリーズを挙げることができる。その他、BASF ジャパン株式会社やCHANGZHOU JIURI NEW MATERIALS社などから市販されている光開始剤も用いることができる。
塗料組成物中の光重合開始剤の量は、所望の硬化性などに応じて適宜変更することができる。あくまで一例であるが、塗料組成物中の光重合開始剤の量は、揮発性有機溶剤以外の全成分中、好ましくは1〜20質量%、より好ましくは1〜15質量%である。
艶消し剤は、塗膜表面において可視光を散乱させることが可能なものである限り特に限定されない。 艶消し剤としては、塗料の技術分野で艶消し剤として使用可能な任意の粒子を用いることができる。
平均粒子径は、典型的には動的光散乱法により測定することができる。具体的には、艶消し剤をメタノールにて希釈し、25℃で、Malvern Instruments Ltdの装置「ゼータサイザー」を用い、光強度分布よりキュムラント解析(ISO13321)を行い、得られたZ−Averageの値を平均粒子径とすることができる。
無機系微粒子としては、シリカ、ガラス、マイカ、ゼオライト、珪藻土、グラファイト、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの塩類、金属、金属酸化物などが挙げられる。これらの中でも、艶消し性能の観点では、シリカが好ましい。無機系粒子の市販品としては、例えば、富士シリシア化学株式会社製の「サイロホービック」シリーズや「サイリシア」シリーズ等が挙げられる。
塗料組成物中の艶消し剤の量(複数種の艶消し剤を含む場合はその合計量)は、塗料組成物中の不揮発成分の全量を基準として、通常1〜50質量%、好ましくは2〜45質量%、より好ましくは3〜40質量%である。また、塗料組成物が樹脂を含む場合には、粒子の量は、樹脂100質量部に対して通常5〜150質量部、好ましくは10〜140質量部、より好ましくは20〜130質量部である。この数値範囲とすることで、粒子に期待される性能(艶消し)と、適切な粘度で、ほどよい塗布性を有する組成物を得やすくなる。
塗料組成物は、分散剤を含んでもよい。分散剤の使用は、艶消し剤を塗膜表面に露出させやすくなる点で好ましい。
分散剤としては、酸基を含有するもの、アミン構造を含有するもの、その他極性基を含有するものなどを挙げることができる。分散剤は、低分子型の分散剤であっても高分子型の分散剤であってもよい。
塗料組成物が分散剤を含む場合、その量は、塗料組成物中の不揮発成分(揮発性の有機溶剤以外の成分)全体を100質量%としたときに、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.01〜8質量%である。
塗料組成物は、上記以外の任意の成分を含んでもよい。
一例として、塗料組成物は、艶消し剤とは別成分として、主として着色に寄与する粒子を含んでもよい。これにより、低光沢領域と高光沢領域を備え、かつ、着色された物品(塗装物)を得ることができる。着色に寄与する粒子としては、種々の顔料を挙げることができる。
別の例として、塗料組成物は、消泡剤、レベリング剤、重合禁止剤、ワックス類、酸化防止剤、非反応性ポリマー、微粒子無機フィラー、シランカップリング剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗菌剤、溶剤(水および/または有機溶剤)等を含んでもよい。
塗料組成物は、上述の成分を適切に混合することで製造することができる。成分の混合の順番や、混合の具体的方法などは特に限定されない。塗膜としたときに低光沢領域および/または高光沢領域が形成可能である限り、任意の方法により塗料組成物を製造することができる。
第二実施形態の塗装物の製造方法は、
分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を基材上に塗布して未硬化膜を形成する膜形成工程と、
未硬化膜に、光源から光を照射して塗膜とする光照射工程と、
を含む。
第二実施形態において、光照射工程は、未硬化膜に非一様に光を照射する第一光照射工程を含む。ただし、第一実施形態と異なり、光照射工程は、必ずしも第二光照射工程を含まない。
本実施形態の塗装板材は、その板材の表面の少なくとも一部に、重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を用いて形成された塗膜が設けられている。
上記塗膜は、高光沢部分と低光沢部分とを有する。高光沢部分の60°光沢の値と、低光沢部分の60°光沢の値の差は、5以上、好ましくは5〜40、より好ましくは10〜35であることができる。
上記塗膜における高光沢部分の膜厚と、上記塗膜における低光沢部分の膜厚の差の絶対値は、4μm以下である。
本実施形態の塗装板材は、高光沢部分と低光沢部分とを有し、高光沢部分の60°光沢の値と、低光沢部分の60°光沢の値の差が5%以上であることにより、意匠性が良好である。ちなみに、高光沢部分の60°光沢の値は、好ましくは10〜70%、より好ましくは20〜70%であり、低光沢部分の60°光沢の値は、好ましくは1〜65%、より好ましくは5〜60%である。
高光沢部分の膜厚と、低光沢部分の膜厚の差の絶対値は、好ましくは0〜4μm、より好ましくは0〜3μm、さらに好ましくは0〜2μmである。
ちなみに、「高光沢部分の膜厚と、低光沢部分の膜厚の差の絶対値は、4μm以下である」ことは、塗装板材の質感などの点でも好ましい。
「ドット状の塗装模様」とは、真円状の模様だけでなく、拡大して観察したときに常識的に円または楕円とみなせる塗装模様全般のことを意味する。また、ドット模様の「直径」については、ドット模様が真円または円とみなせる場合にはその直径を、ドット模様が楕円とみなせる場合には(長径+短径)/2の値を直径とする。
より好ましくは、本実施形態の塗装板材は、ドット状の塗装模様を有しない。
また、帯状または筋状に存在している高光沢部分および低光沢部分は、好ましくは、板材の少なくとも一辺と平行に存在している。これも、基材が一定方向に「搬送」されながら光が照射されたことを示すものである。
まず、基材合板として、長さ60cm×幅30cm×全厚1.2cmで、表層に厚さ0.25mmのオーク材の突板が表面に貼られたものを準備した。
この基材合板に、着色塗料(ナトコ社製、フローラNo.300:ウレタンディスパージョン型着色塗料)を、塗布量が33g/m2になるようにロールコーターを用いて塗装した。その後、100℃の熱風で60秒間乾燥を行い、着色された基材合板を得た。
以上により、基材(艶消し剤を含む塗料組成物を塗布する対象となる基材)を得た。
第一光照射工程を行うための装置(第一光照射装置)として、大略、前述の図2Aのような装置を構成した。より具体的には以下のとおりである。
・光源
長さ60cm×直径2.5cmの高圧水銀ランプを、基材搬送コンベア面(図2Aには不図示)から高さ30cmの場所に、基材の進行方向に対し長手側が横向きになるように設置した。
・遮蔽物(遮蔽板)
アルミニウム板を用いて、図5に示されるような第一遮蔽板、および、図6に示されるような第二遮蔽板を作製した。遮蔽板は、基材搬送コンベア面(図2Aには不図示)から高さ5cmの場所に設置した。
第二光照射工程を行うための装置(第二光照射装置)として、大略、前述の図3のような装置を構成した。ただし、十分な光量で一様な露光を行うため、複数の光源を用いた。
具体的には、長さ60cm×直径2.5cmの高圧水銀ランプを、5本、60cm間隔で、基材搬送コンベア面(図3には不図示)から高さ20cmの場所に、基材の進行方向に対し長手側が横向きになるように設置した。
非一様な露光を行う第一光照射工程と、全面的な露光を行う第二光照射工程とを連続的に行うための装置(第三光照射装置)として、以下のような装置を構成した。
このうち、基材投入側から1番目の第一ランプは、基材搬送コンベア面から高さ30cmの場所に、基材進行方向に対し長手側が横向きになるように設置した。また、第一ランプと基材搬送コンベア面の間に、遮蔽板を設置した。遮蔽板の設置条件は、第一光照射装置と同様である。
基材投入側から2番目以降の第二〜第五ランプは、基材搬送コンベア面から高さ20cmの場所に、隣のランプとの水平距離が60cmとなるように設置した。
以下手順により、1種類の塗料組成物により、高光沢部分と低光沢部分が帯状または筋状に存在する塗装物(木質建材)を得た。
(1)上記で得られた基材(下塗り層および中塗り層を備える)に、後掲の表3に示される組成の塗料組成物を、ロールコーターを用いて、塗布量が11g/m2になるように塗装して未硬化膜を形成した。
(2)未硬化膜を、第一光照射装置で硬化(完全硬化ではない)させた。具体的には、第一遮蔽板が設置してある第一光照射装置を用い、未硬化膜に、照射線量40mJ/cm2、最大照射強度40mW/cm2の条件で紫外線を照射した。これにより、未硬化膜の一部を硬化(完全硬化ではない)させて、部分硬化膜を得た。
(3)遮蔽板が無い第二光照射装置を用いて、上記部分硬化膜に対し、照射光量320mJ/cm2、最大照射強度80mW/cm2の条件で紫外線を照射した。これにより部分硬化膜を完全硬化させた。
後掲の表3、4または5に記載のように、塗料組成物の配合、遮蔽板および/または光照射条件を変更した以外は、実施例1と同様の方法で、塗装物(木質建材)を得た。
後掲の表4に記載の配合および遮蔽板で、第一光照射装置の基材搬送コンベア面からのランプの高さを30cmから20cmに変更し、最大照射強度を表に記載の条件に変更した以外は、実施例1と同様の方法で木質建材を作成した。
後掲の表4に記載の配合および遮蔽板で、第一光照射装置の基材搬送コンベア面からのランプの高さを30cmから13cmに変更し、最大照射強度を表に記載の条件に変更した以外は、実施例1と同様の方法で塗装物(木質建材)を得た。
後掲の表4に記載の配合、遮蔽板、照射条件で、光照射装置を第三UV硬化装置に変更して、塗装物(木質建材)を得た。
実施例15、16については、実施例14をベースに、第三光照射装置の第一ランプのコンベア面からの高さを、30cmからそれぞれ20cm、13cmに変更し、最大照射強度を表に記載の条件に変更して、塗装物(木質建材)を得た。
基材を、「長さ60cm×幅30cm×全厚1.2cmで、表層に厚さ0.25mmの木目が印刷された印刷紙が表面に貼られたもの」に変えた以外は、実施例1と同様にして木質建材を作成した。
第一光照射装置の高圧水銀ランプを、UV−LED(FireJet、365nm、照射口15cm、PHOSEON社製)に置き換え、基材搬送コンベア面からの高さを30cmから5cmに変更した。また、UV−LEDの照射口は基材進行方向に対し横向きで、30cm幅の基材の中心、基材の端から7.5cm内側に設置した。
この、光源を置き換えた第一光照射装置(UV−LED)を用いて、照射線量750mJ/cm2(UV−A領域)で部分硬化させた以外は実施例1と同様にして、塗装物(木質建材)を得た。
重合性モノマーの官能基数および分子量については、後掲の表に記載した。
ACMO(アクリロイルモルフォリン):KJケミカル社製
THFA(テトラヒドロフルフリルアクリレート):共栄社化学株式会社製
エトキシ−ジエチレングリコールアクリレート:共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートEC−A
フェノキシエチルアクリレート:共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートPO−A
4−t−ブチルシクロヘキシルアクリレート:TBCHA KJケミカル社製
HEMA(2−ヒドロキシエチルメタクリレート):日本触媒社製
ネオペンチルグリコールジアクレレート:日本化薬社製、KAYARAD NPGDA
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート:ダイセル・オルネクス社製、HDDA
TPGDA(トリプロピレングリコールジアクリレート):ダイセル・オルネクス社製
EBECRYL160S(トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート):ダイセル・オルネクス社製
AM−90G(メトキシポリエチレングリコール♯400アクリレート):新中村化学工業社製
KRM8200(ウレタンアクリレート):ダイセル・オルネクス社製、重量平均分子量1000(カタログ値)の樹脂
シリカ(サイリシア436):富士シリシア社製
ウレタンビーズ(アートパールC−600透明):根上工業社製
アクリルビーズ(アートパールGR−800T):根上工業社製
OMNIRAD 754:IGM Resins B.V.社製、Blend of oxy−phenyl−acetic acid 2−[2−oxo−2−phenyl−acetoxy−ethoxy]−ethyl ester and oxy−phenyl−acetic acid 2−[2−hydroxy−ethoxy]−ethyl ester
OMNIRAD TPO H:IGM Resins B.V.社製、2,4,6−trimethylbenzoyl−diphenyl phosphine oxide
BYK−2008:BYK社製
(光沢の不均一性の測定)
実施例および比較例で得られた塗装物(木質建材)の表面の60°光沢を、基材端部から1cmずつ、第一光照射工程での搬送方向とは直角な方向に、全部で29点測定した。測定装置としてはmicro−tri−gross(BYK社製)を用いた。
後掲の各表には、全測定点中の60°光沢最大値と最小値を記載した。
優:差が10以上(光沢グラデーションが明瞭に視認できる)
良:差が5以上10未満(光沢グラデーションが視認できる)
不良:差が5未満(光沢グラデーションが視認できない)
上記「光沢の不均一性の測定」の測定点中の、最小光沢値を示した部分の断面と、最大光沢値を示した部分の断面を切り出し、それぞれの部分の膜厚を測定した。測定にはマイクロスコープVHX−S50(キーエンス社製)を用いてそれぞれ3ヶ所(注)で測定し、平均値を算出した。そして、最大光沢値を示した部分と最小光沢値を示した部分の平均膜厚の差を算出した。
(注:「光沢の不均一性の測定」の測定において用いた光沢計の測定スポットサイズは9mm×15mmの「広さ」を有するため、「最小光沢値を示した部分」および「最大光沢値を示した部分」を「1点」に特定することは難しい。よって、上記各断面において、幅15mmの「中心部分の3点」の膜厚を測定して、それらの平均値を採用した。)
第一光照射工程後であって第二光照射工程前の塗膜の、光が照射された部位を、酢酸エチルで湿らせた布でラビング(1kg荷重で10往復)した。そして、以下のように外観評価した。
○:塗膜が溶解し、充分に硬化していない。
△:塗膜が若干侵される。
×:塗膜に変化が無く、充分に硬化している
塗料組成物の組成において、各成分の量の単位は質量部である。
一方、光照射の際に遮蔽板を用いずに一様に光照射した比較例1〜6、および、艶消し剤を含まない塗料組成物を用いた比較例7では、高光沢部分と低光沢部分の光沢差が十分にある塗装物を得ることはできなかった。
・重合性モノマーとして、単官能のもの、分子量が小さいもの、沸点が小さいもの、等を用いるほうが、光沢差がより大きくなる傾向がある。これは、図7の実施例1、6に関するグラフでも示されている。また、実施例1〜5と実施例20との対比からもこのことは理解される。
・第一光照射工程後の塗膜の表面状態が「〇」の場合、光沢差(最大光沢値−最小光沢値)が大きくなる傾向がある。第一光照射工程における硬化の程度をほどほどにとどめておくことで、最終的な光沢差が大きくなることが示唆される。
11A 送りロール
11B コーティングロール
11C ドクターロール
12 塗料組成物
21 遮蔽物
21B 遮蔽物
21C 開口部
21D 半透過部
22 光源
22B 点光源
Claims (19)
- 高光沢部分と低光沢部分とを有する塗膜を備える塗装物の製造方法であって、
分子量500以下の重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を基材上に塗布して未硬化膜を形成する膜形成工程と、
前記未硬化膜に、光源から光を照射して塗膜とする光照射工程と、
を含み、
前記光照射工程は、前記未硬化膜に非一様に光を照射する第一光照射工程を含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1に記載の塗装物の製造方法であって、
前記第一光照射工程は、前記光源と前記未硬化膜との間に遮蔽物を設けることにより、前記未硬化膜に非一様に光を照射する工程を含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1または2に記載の塗装物の製造方法であって、
前記光照射工程が含む前記第一光照射工程の直後において、前記未硬化膜の少なくとも一部は完全硬化していない部分硬化膜の状態にあり、
前記光照射工程は、前記部分硬化膜に光を照射してその全てを完全硬化させる第二光照射工程を含む、塗装物の製造方法。 - 請求項2または3に記載の塗装物の製造方法であって、
前記第二光照射工程は、前記部分硬化膜に全面的に光を照射する工程を含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記光照射工程全体において最も多く光が照射される部分の光照射量をDとしたとき、前記第一光照射工程において最も多く光が照射される部分の光照射量は、0.01D〜0.4Dである、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記膜形成工程は、ロールコート、フローコートまたはスプレーにより行われる、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記重合性モノマーは、(メタ)アクリレート系モノマーを含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記重合性モノマーは、分子量300以下のモノマーを含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記重合性モノマーは、単官能モノマーおよび/または2官能モノマーを含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記基材が、板材である、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記基材が、木材または紙を含む、塗装物の製造方法。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の塗装物の製造方法であって、
前記高光沢部分の60°光沢と、前記低光沢部分の60°光沢の差は、5以上である、塗装物の製造方法。 - 板材の表面の少なくとも一部に、重合性モノマー、光重合開始剤および艶消し剤を含む塗料組成物を用いて形成された塗膜が設けられている塗装板材であって、
前記塗膜は高光沢部分と低光沢部分とを有し、前記高光沢部分の60°光沢の値と、前記低光沢部分の60°光沢の値の差は、5以上であり、
前記塗膜における前記高光沢部分の膜厚と、前記塗膜における前記低光沢部分の膜厚の差の絶対値が4μm以下である、塗装板材。 - 請求項13に記載の塗装板材であって、
前記高光沢部分と前記低光沢部分とは、同じ塗料組成物を用いて形成されている、塗装板材。 - 請求項13または14に記載の塗装板材であって、
前記板材は、木材または紙を含む、塗装板材。 - 請求項13〜15のいずれか1項に記載の塗装板材であって、
前記板材は、合板、または、表面にプリント紙が貼られた板材である、塗装板材。 - 請求項13〜16に記載の塗装板材であって、
前記塗料組成物による、直径20〜200μmのドット状の塗装模様を実質上有しない、塗装板材。 - 請求項13〜17のいずれか1項に記載の塗装板材であって、
前記高光沢部分および前記低光沢部分は、それぞれ、帯状または筋状に存在している、塗装板材。 - 請求項13〜18のいずれか1項に記載の塗装板材であって、
前記高光沢部分と前記低光沢部分との間で、60°光沢の値が連続的に変化している、塗装板材。
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