JP2022055657A - 活性エネルギー線硬化型プライマー組成物、それを使用した建材用化粧シート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明が解決しようとする課題は、シリカ等の艶消し剤を含有するEB硬化型コーティング剤をオレフィン基材と密着させるための1液型プライマー組成物、及び該プライマー組成物を使用した建材用化粧シートとその製造方法を提供することにあるものである。
【解決手段】
本発明の解決手段は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有し、(メタ)アクリロイル基当量が特定の範囲にある活性エネルギー線硬化型プライマー組成物が、課題を解決することを見出したものであり、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有し、(メタ)アクリロイル基当量が80~750g/eq.の範囲であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型プライマー組成物によるものである。
【選択図】なし
Description
前記コーティング層が、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の硬化物である建材用化粧シートを提供する。
前記塗工層(A)上に、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の塗工層(B)を形成する工程2と、
前記塗工層(B)の表層側から電子線を照射する工程3とを、
この順に有する建材用化粧シートの製造方法であって、
前記工程1における前記プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量と、前記工程3における電子線の照射量(Y)kGyとが、前記(メタ)アクリロイル基当量の絶対値/(Y)kGyの絶対値<10の関係を満たす建材用化粧シートの製造方法を提供する。
本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有し、(メタ)アクリロイル基当量が80~750g/eq.の範囲であることを特徴とする。
尚、本発明において「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基またはメタクリロイル基の一方または両方を指す。また「(メタ)アクリロイル基を有する化合物」を(メタ)アクリレートを称する場合もある。「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの一方または両方をいう。
本発明で使用する(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、特に限定はなく公知の活性エネルギー線で硬化しうる(メタ)アクリロイル基を有する化合物を使用することができる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチルテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエタノールアクリル酸多量体エステル等が挙げられる。
前記した単官能(メタ)アクリレート、2官能以上の(メタ)メタクリレートの総量が、コーティング剤中の硬化成分全量の60~80質量%の範囲が好ましく、より好ましくは65~75質量%である。
また、例えば本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物が重合性オリゴマーであるアクリルアクリレート「ルクシディアCH-S-1371(DIC社製)」のみからなる場合は、仕込み量から計算することで(メタ)アクリロイル基当量は750[g/eq.]となる。
また、例えば本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物が、6官能(メタ)アクリレートであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重量平均分子量524)を30重量%と、3官能(メタ)アクリレートであるMiramerM3130(MIWON社製)」(重量平均分子量429)を67.5重量%と、光重合開始剤を2.8重量%で含有する場合には、(メタ)アクリロイル基当量は、
(30+67.5+2.8)/((30/87)+(67.2/143))=100/(0.34+0.47))=122.7[g/eq.]となる。
本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物は、電子線で硬化させることから光重合開始剤等を必要とはしないが、後述の本発明の建材用化粧シートの製造方法において、プライマー組成物の塗工層(A)を形成する工程1の後に、塗工層(A)の表面のみ乾燥(タックフリー)させる目的で紫外線照射を行う場合は、光重合開始剤等を添加することもできる。この際に使用する光重合開始剤としては、公知のものを使用すればよい。
また本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物は、後述の本発明の建材用化粧シートの製造方法において、プライマー組成物の塗工層(A)を形成する工程1の際、塗工を容易にするための希釈剤として有機溶剤を添加することもできる。
有機溶剤としては使用する(メタ)アクリロイル基を有する化合物を溶解する溶剤であればいずれも使用できるが、常圧下で沸点が50℃以下である高揮発性有機化合物(VVOC)や沸点が50~260℃である揮発性有機化合物(VOC)を含まない事がより好ましい。
大気中への有機溶剤の蒸散量の徹底的な低減、即ちVOCの削減を目的とするものであり、以下の有機溶剤であるトルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、n-ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、エチ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メチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル等、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類の何れも含まない事が好ましい。
本発明の建材用化粧シートは、ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に、少なくともプライマー層及びコーティング層が順に形成されてなる建材用化粧シートであって、
前記プライマー層が前記記載の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の硬化物であり、前記コーティング層が、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の硬化物である。
本発明で使用する、ポリオレフィン系樹脂からなる基材シートにおいて、通常ポリオレフィン系樹脂としては特に限定されず、化粧シートの分野で通常用いられているものが使用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン共重合体、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらの中でも、特にポリプロピレン、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー等が好ましい。
本発明で使用する艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物は、艶消し剤及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有する。
(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、前述の本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物と同様の化合物を使用することができる。
前記艶消し剤の含有量は0.5~50質量%であると好ましく、10~50質量%であるとより好ましく、25~50質量%であるとさらに好ましい。
絵柄印刷層は、通常、別途シート上に、例えば、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、静電印刷法、インクジェット印刷法等の公知の印刷法により設けられ、後述の透明性接着剤層を介して、ポリオレフィン系樹脂からなる基材シートに貼付される。
本発明の建材用化粧シートの製造方法は、ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有し、(メタ)アクリロイル基当量が80~750g/eq.の範囲である活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の塗工層(A)を形成する工程1と、
前記塗工層(A)上に、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の塗工層(B)を形成する工程2と、
前記塗工層(B)の表層側から電子線を照射する工程3とを、
この順に有する建材用化粧シートの製造方法であって、
前記工程1における前記プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量と、前記工程3における電子線の照射量(Y)kGyとが、前記(メタ)アクリロイル基当量の絶対値/(Y)kGyの絶対値<10の関係を満たすことを特徴とする。
工程1は、ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に、本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の塗工層(A)を形成する工程である。
ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に塗工層(A)を形成する方法は、特に限定はなく公知の塗布・印刷方式を使用すればよい。具体的な例としては、例えばロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター、エアドクターコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、トランスファロールコーター、キスコーター、カーテンコーター、キャストコーター、スプレイコーター、ダイコーター、オフセット印刷機、スクリーン印刷機等により塗工層(A)を形成することができる。中でもグラビアコーターが好ましい。
前述の通り、本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物は、塗工性の観点から、後述の本発明の建材用化粧シートの製造方法において塗工可能な粘度に調整されているが、調整方法として有機溶剤で希釈してある場合には、有機溶剤を乾燥させるのみでタックフリーとなる場合もある。一方低分子の(メタ)アクリロイル基を有する化合物のみで構成され有機溶剤で希釈されていないプライマー組成物の場合は、そのままでは表面は乾燥しないため、プライマー組成物が全硬化しない程度の活性エネルギー線で表面のみ硬化(タックフリー)させることが好ましい。
活性エネルギー線として紫外線を使用する場合は予めプライマー組成物中に光重合開始剤を添加しておくことが好ましい。紫外線を照射する場合は、高圧水銀灯、エキシマランプ、メタルハライドランプ等を備えた公知の紫外線照射装置を使用することができる。このときの紫外線光量は、10~300mJ/cm2の範囲が好ましく、20~100mJ/cm2の範囲がより好ましい。
前記工程1で得た塗工層(A)上に、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の塗工層(B)を形成する。
塗工層(B)の塗工方法も、前記工程1の塗工方法と同様に、ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に塗工層(A)を形成する方法は、特に限定はなく公知の塗布・印刷方式を使用すればよい。具体的な例としては、例えばロールコーター、グラビアコーター、フレキソコーター、エアドクターコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、トランスファロールコーター、キスコーター、カーテンコーター、キャストコーター、スプレイコーター、ダイコーター、オフセット印刷機、スクリーン印刷機等により塗工層(A)を形成することができる。中でもグラビアコーターが好ましい。
前記工程2で得た塗工層(B)の表層側から、電子線を照射する。
この時に使用する電子線の電子線源としては、前述の電子線照射装置が使用できる。一方工程3における電子線のエネルギーは、塗工層(A)即ちプライマー組成物中の、(メタ)アクリロイル基を有する化合物の(メタ)アクリロイル基とオレフィン基材とを化学的に結合させる目的から、100~250kV程度が好ましく、125~175kV程度がより好ましい。照射量は、10~230kGy程度が好ましく、10~100kGy程度がより好ましい。
ここで、「プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量の絶対値/(Y)kGyの絶対値<10」とは、前記工程1で使用する本発明の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量の絶対値を、前記工程3における電子線の照射量(Y)kGyの絶対値で除した値が10未満という意味である。
反対に、活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量が大きい場合は、反応性が劣るために、当該プライマー組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する化合物の(メタ)アクリロイル基とオレフィン基材を化学的に結合させるには、照射量を大きくする必要がある。
表1及び表2(塗工層(A)の配合)に示す各成分を混合し調整したプライマー組成物を、#6のバーコーターでポリプロピレンフィルム(オカモト製「ベーシックカラーPPシートホワイト」0.4mm厚)の表面処理面もしくは未処理面に塗工し塗工層(A)を形成した。次に、空冷高圧水銀灯(出力120W/cm1灯)及びベルトコンベアを搭載したUV照射装置(株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション)を使用し、塗工物をコンベア上に載せ、ランプ直下(照射距離15cm)を25m/minの速度で、任意の回数通過させることにより塗工層(A)をタックフリー化した。タックフリーとなったときの積算光量を表1及び表2に示した。なお実施例4、7、比較例2、3のプライマー組成物配合では有機溶剤を乾燥させることでタックフリーとなるため、乾燥のみ行い紫外線照射は行っていない。
続いて表1及び表2(塗工層(B)の配合)に示す各成分を混合し調整した電子線硬化型コーティング組成物を#6のバーコーターで塗工層(A)上に塗工し塗工層(B)を形成した。次にカーテン型電子線照射装置(岩崎電気株式会社製「エレクトロカーテンEC250/15/180L」)を用いて表1及び表2に示す条件で電子線を照射して塗工層(B)及び塗工層(A)を硬化させた。
本発明の建材用化粧シートの評価方法を示す。
作製した硬化後の各化粧シート表面にセロハンテープを貼り付け、これを急速に剥がす行為を行い、印刷被膜の外観の状態を次の5段階で評価した。試験は硬化の直後に行った。
(評価基準)
〇 :印刷被膜の剥離は全く見られなかった。
〇△:面積比率で印刷被膜の70%以上が化粧シート基材に残った。
△ :面積比率で印刷被膜の50%以上70%未満が化粧シート基材に残った。
△×:面積比率で印刷被膜の10%以上50%未満が化粧シート基材に残った。
× :面積比率で印刷被膜の10%未満が化粧シート基材に残った。
作製した硬化後の各化粧シート表面に塗膜のみを傷つけるように浅くクロスカットを入れ、その上にセロハンテープを貼り付け、これを急速に剥がす行為を行い、印刷被膜の外観の状態を次の5段階で評価した。試験は硬化後1日以上経過してから行った。
(評価基準)
〇 :印刷被膜の剥離は全く見られなかった。
〇△:面積比率で印刷被膜の70%以上が化粧シート基材に残った。
△ :面積比率で印刷被膜の50%以上70%未満が化粧シート基材に残った。
△×:面積比率で印刷被膜の10%以上50%未満が化粧シート基材に残った。
× :面積比率で印刷被膜の10%未満が化粧シート基材に残った。
(プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量の絶対値/(Y)kGyの絶対値)
また表1及び表2中、略語等は以下を表す。
・DPA-600T:張家港東亜迪愛生化学有限公司社製の6官能アクリレートモノマー
・MiramerM3130:MIWON社製の3官能アクリレートモノマー
・ルクシディアRS28-360:DIC社製のアクリルアクリレート
・MiramerM2100:MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・MiramerM2200:MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・ルクシディアCH-S-1371:DIC社製のアクリルアクリレート
・Omnirad184:BASF社製の光重合開始剤
・ビスコート190D:大阪有機化学工業株式会社製のアクリレートモノマー
・MiramerM202:MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・MiramerM220 :MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・Photomer6184:IGM Resins B.V.社製のウレタンアクリレートオリゴマー
・ニップシールE170:東ソー・シリカ株式会社製のシリカ
・ミネックス8F:白石工業株式会社製のナトリウムカリウムアルミニウムシリケート
・ランコワックスPP1362D:日本ルーブリゾール株式会社製のポリプロピレンワックス
・BYK A501:ビックケミー・ジャパン社製の消泡剤
・ルクシディアCH-S-1372:DIC社製のアクリルアクリレート
・アクリット0404EA-P:大成ファインケミカル株式会社製のアクリル樹脂
・未処理PP:ポリプロピレンフィルム(オカモト製「ベーシックカラーPPシートホワイト」0.4mm厚)の未処理面に塗工層(A)を塗工したサンプル。
・コロナ処理PP:ポリプロピレンフィルム(オカモト製「ベーシックカラーPPシートホワイト」0.4mm厚)表面処理面に塗工層(A)を塗工したサンプル。
表3(塗工層(A)の配合)に示す各成分を混合し調整したプライマー組成物を、#6のバーコーターでポリプロピレンフィルム(オカモト製「ベーシックカラーPPシートホワイト」0.4mm厚)の表面処理面もしくは未処理面に塗工し塗工層(A)を形成した。次に、空冷高圧水銀灯(出力120W/cm1灯)及びベルトコンベアを搭載したUV照射装置(株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション)を使用し、塗工物をコンベア上に載せ、ランプ直下(照射距離15cm)を25m/minの速度で、任意の回数通過させることにより塗工層(A)をタックフリー化した。タックフリーとなったときの積算光量を表3に示した。続いて表3(塗工層(B)の配合)に示す各成分を混合し調整した電子線硬化型コーティング組成物を#6のバーコーターで塗工層(A)上に塗工し塗工層(B)を形成した。次にカーテン型電子線照射装置(岩崎電気株式会社製「エレクトロカーテンEC250/15/180L」)を用いて表3に示す条件で電子線を照射して塗工層(B)及び塗工層(A)を硬化させた。実施例1~7、比較例1~3と同様にして初期密着性、クロスカット密着性の評価を行った。
(プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量の絶対値/(Y)kGyの絶対値)
また3表中、略語は下記を示す、
・DPA-600T:張家港東亜迪愛生化学有限公司社製の6官能アクリレートモノマー
・MiramerM2200:MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・Omnirad184:BASF社製の光重合開始剤
・ビスコート190D:大阪有機化学工業株式会社製のアクリレートモノマー
・MiramerM202:MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・MiramerM220 :MIWON社製の2官能アクリレートモノマー
・MiramerM3130:MIWON社製の3官能アクリレートモノマー
・Photomer6184:IGM Resins B.V.社製のウレタンアクリレートオリゴマー
・ニップシールE170:東ソー・シリカ株式会社製のシリカ
・ミネックス8F:白石工業株式会社製のナトリウムカリウムアルミニウムシリケート
・ランコワックスPP1362D:日本ルーブリゾール株式会社製のポリプロピレンワックス
・BYK A501:ビックケミー・ジャパン社製の消泡剤
・未処理PP:ポリプロピレンフィルム(オカモト製「ベーシックカラーPPシートホワイト」0.4mm厚)の未処理面に塗工層(A)を塗工したサンプル。
・コロナ処理PP:ポリプロピレンフィルム(オカモト製「ベーシックカラーPPシートホワイト」0.4mm厚)表面処理面に塗工層(A)を塗工したサンプル。
Claims (4)
- (メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有し、(メタ)アクリロイル基当量が80~750g/eq.の範囲であることを特徴とする活性エネルギー線硬化型プライマー組成物。
- ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に、少なくともプライマー層及びコーティング層が順に形成されてなる建材用化粧シートであって、
前記プライマー層が請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の硬化物であり、前記コーティング層が、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の硬化物であることを特徴とする、建材用化粧シート。 - ポリオレフィン系樹脂からなる基材シート上に、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含有し、(メタ)アクリロイル基当量が80~750g/eq.の範囲である活性エネルギー線硬化型プライマー組成物の塗工層(A)を形成する工程1と、
前記塗工層(A)上に、艶消し剤を含有する電子線硬化型コーティング組成物の塗工層(B)を形成する工程2と、
前記塗工層(B)の表層側から電子線を照射する工程3とを、
この順に有する建材用化粧シートの製造方法であって、
前記工程1における前記プライマー組成物の(メタ)アクリロイル基当量と、前記工程3における電子線の照射量(Y)kGyとが、
- 前記工程1後、前記塗工層(A)の表面をタックフリーにする工程を有する請求項3に記載の建材用化粧シートの製造方法。
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