JP2023046720A - 硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗膜表面の外観、層間密着性、および耐久性に優れた硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法の提供。【手段】本発明の硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法は、基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、前記下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、前記下塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、前記下塗り層用塗料組成物および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】なし
Description
本発明は、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法に関する。
従来から、大型商業施設、公共施設、オフィス等の各種建築物、鉄道やバス等の車両の床材や内装壁等の基材表面には硬化塗膜が設けられている。この硬化塗膜には、用途に応じて様々な性能が求められている。例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂床材の硬化塗膜には、耐汚染性や長期的な耐久性等が求められている。
そこで、例えば、塗膜の耐汚染性を向上させるために、基材上に光硬化性樹脂と光重合開始剤と反応性希釈剤とを含む光硬化性塗料組成物を塗布して、該組成物からなる塗膜を形成した後、塗膜をメタルハライドランプより発する長波長の紫外線に暴露してセミキュアーさせる第1照射工程、および半硬化の塗膜を不活性ガス雰囲気下で高圧水銀ランプより発する紫外線に暴露してフルキュアーさせる第2照射工程をこの順に行う方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1には、具体的には、完全硬化した下塗り塗膜および中塗り塗膜付き基板の中塗り塗膜上に、上塗り塗料を塗布した後、上塗り塗膜を半硬化と完全硬化の2段階で硬化させる方法が開示されている。
しかし、特許文献1に記載の方法では、完全硬化した中塗り塗膜上に上塗り塗膜を形成しているため、中塗り塗膜と上塗り塗膜の層間密着性に改善の余地があった。一方、下塗り塗料、中塗り塗料、および上塗り塗料を全て塗布した後に、まとめて硬化させた場合には、上塗り塗料が中塗り塗料と界面で混ざったり、平滑な塗膜が得られないという課題が生じた。また、基材上に複数の塗膜を形成することで、塗膜の肉持ち感(たっぷりと塗膜が塗られているような感覚)を向上させることも望まれている。
さらに、ポリ塩化ビニル系樹脂床材の床材では、基材表面に静電気が発生し易く、製造工程において細かなゴミが付き易いという課題も生じた。
したがって、本発明は、塗膜表面の外観(平滑性、肉持ち感、ゴミの付着抑制)、層間密着性、および耐久性に優れた硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、上塗り塗料層の下の層の塗料組成物(下塗り塗料組成物または中塗り塗料組成物)を半硬化させ、その後、上塗り塗料組成物を塗布した後、上塗り塗料組成物のおよびその下の層の塗料組成物をまとめて完全硬化させることにより、上記課題を解決できることを知見した。特に、本発明者等は、驚くべきことに、上塗り塗料層の下の層の塗料組成物を半硬化させることで、上塗り塗料層の下の層で細かなゴミが留められ、上塗り塗料層へのゴミの浮きを抑制でき、その結果、塗膜表面の外観へのゴミの影響を抑制するできることを知見した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
[1] 基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、
前記下塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、
を含む、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法。
[2] 基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、
前記下塗り層上に中塗り層用塗料組成物を塗布する第2塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物および前記中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、
前記中塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物、前記中塗り層用塗料組成物、および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、
を含む、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法。
[3] 前記下塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、骨材とを含む、[1]または[2]に記載の合成樹脂床材の製造方法。
[4] 前記上塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、艶消し剤とを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[5] 前記中塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、艶消し剤および/または骨材とを含む、[2]に記載の合成樹脂床材の製造方法。
[6] 全塗料組成物の総塗布量が、40g/m2以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[7] 前記上塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、[1]~[6]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[8] 前記下塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、[1]~[7]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[9] 前記中塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、[2]または[5]に記載の合成樹脂床材の製造方法。
[1] 基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、
前記下塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、
を含む、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法。
[2] 基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、
前記下塗り層上に中塗り層用塗料組成物を塗布する第2塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物および前記中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、
前記中塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物、前記中塗り層用塗料組成物、および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、
を含む、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法。
[3] 前記下塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、骨材とを含む、[1]または[2]に記載の合成樹脂床材の製造方法。
[4] 前記上塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、艶消し剤とを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[5] 前記中塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、艶消し剤および/または骨材とを含む、[2]に記載の合成樹脂床材の製造方法。
[6] 全塗料組成物の総塗布量が、40g/m2以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[7] 前記上塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、[1]~[6]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[8] 前記下塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、[1]~[7]のいずれかに記載の合成樹脂床材の製造方法。
[9] 前記中塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、[2]または[5]に記載の合成樹脂床材の製造方法。
本発明によれば、塗膜表面の外観、層間密着性、および耐久性に優れた硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法を提供することができる。
以下、本発明をより詳細に説明する。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレートおよびメタクリレートを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルを表す。
「固形分」とは、塗料組成物から有機溶剤等の揮発成分を除いたものであり、硬化させたときに硬化塗膜を構成する成分を示す。
「半硬化」とは、塗料組成物が完全に硬化しておらず、表面にタック(ベタつき)感がある、または爪による傷が付きやすい状態を示す。
「完全硬化」とは、塗料組成物が硬化しており、表面にタック感がなく、爪による傷が付きにくい状態を示す。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレートおよびメタクリレートを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルを表す。
「固形分」とは、塗料組成物から有機溶剤等の揮発成分を除いたものであり、硬化させたときに硬化塗膜を構成する成分を示す。
「半硬化」とは、塗料組成物が完全に硬化しておらず、表面にタック(ベタつき)感がある、または爪による傷が付きやすい状態を示す。
「完全硬化」とは、塗料組成物が硬化しており、表面にタック感がなく、爪による傷が付きにくい状態を示す。
<硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法>
本発明の硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法は、少なくとも、第1塗布工程、第1照射工程、最終塗布工程、および最終照射工程をこの順に含むものである。本発明の製造方法は、第1塗布工程および第1照射工程の間に、第2塗布工程をさらに含んでもよい。
本発明の硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法は、少なくとも、第1塗布工程、第1照射工程、最終塗布工程、および最終照射工程をこの順に含むものである。本発明の製造方法は、第1塗布工程および第1照射工程の間に、第2塗布工程をさらに含んでもよい。
(塗布工程)
第1塗布工程は、基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する工程である。下塗り層用塗料組成物の塗布は、複数回行ってもよい。その際、各下塗り層用塗料組成物の組成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
第1塗布工程は、基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する工程である。下塗り層用塗料組成物の塗布は、複数回行ってもよい。その際、各下塗り層用塗料組成物の組成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
第2塗布工程は、下塗り層上に中塗り層用塗料組成物を塗布する工程である。中塗り層用塗料組成物の塗布は、複数回行ってもよい。その際、各中塗り層用塗料組成物の組成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
最終塗布工程は、下塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布するか、中塗り層を形成した場合には中塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する工程である。上塗り層用塗料組成物の塗布は、複数回行ってもよい。その際、各上塗り層用塗料組成物の組成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
上記の各塗布工程では、従来公知の方法により、各塗料組成物を塗布することができる。塗布方法としては、例えば、ロールコーター、フローコーター、バーコーター、グラビアコーター、エアナイフコーター、スピンコーター、およびブレードコーター等が挙げられる。これらの中でも、作業性および生産性の観点からロールコーター、フローコーターを用いた塗布方法が好ましい。
上記の各塗布工程における下塗り層用塗料組成物の塗布量は、好ましくは10g/m2以上であり、より好ましくは15g/m2以上50g/m2以下であり、さらに好ましくは20g/m2以上40g/m2以下である。中塗り層用塗料組成物の塗布量は、好ましくは40g/m2以上であり、より好ましくは45g/m2以上200g/m2以下であり、さらに好ましくは50g/m2以上150g/m2以下である。上塗り層用塗料組成物の塗布量は、好ましくは5g/m2以上であり、より好ましくは8g/m2以上150g/m2以下であり、さらに好ましくは10g/m2以上100g/m2以下である。各塗料組成物の塗布量が上記数値範囲内であれば、耐摩耗性を向上させることができる。
全塗料組成物の総塗布量(下塗り層用塗料組成物から上塗り層用塗料組成物までの合計塗布量)は、好ましくは40g/m2以上であり、より好ましくは45g/m2以上400g/m2以下であり、さらに好ましくは50g/m2以上250g/m2以下である。全塗料組成物の総塗布量が上記数値範囲内であれば、耐摩耗性を向上させることができる。
(照射工程)
第1照射工程は、下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させるか、中塗り層を形成した場合には下塗り層用塗料組成物および中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる工程である。下塗り層用塗料組成物を複数回塗布する場合には、下塗り層用塗料組成物の全ての塗布が完了した後に、紫外線照射によって半硬化させればよい。中塗り層用塗料組成物を複数回塗布する場合には、中塗り層用塗料組成物の全ての塗布が完了した後に、紫外線照射によって半硬化させればよい。なお、中塗り層を形成する場合には、下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程を行い、続いて、中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第2照射工程を行ってもよい。
第1照射工程は、下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させるか、中塗り層を形成した場合には下塗り層用塗料組成物および中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる工程である。下塗り層用塗料組成物を複数回塗布する場合には、下塗り層用塗料組成物の全ての塗布が完了した後に、紫外線照射によって半硬化させればよい。中塗り層用塗料組成物を複数回塗布する場合には、中塗り層用塗料組成物の全ての塗布が完了した後に、紫外線照射によって半硬化させればよい。なお、中塗り層を形成する場合には、下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程を行い、続いて、中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第2照射工程を行ってもよい。
最終照射工程は、上塗り層用塗料組成物に紫外線を照射して、全ての層を完全硬化させる工程である。上塗り層用塗料組成物を複数回塗布する場合には、上塗り層用塗料組成物の全ての塗布が完了した後に、紫外線照射を行って、完全硬化させればよい。
上記の各照射工程において紫外線を照射する装置としては、200~500nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、UV-LED等が挙げられる。
上記の各照射工程における紫外線の照射量は、各塗料組成物の塗布料や組成に応じて、適宜調節することができる。第1照射工程および第2照射工程における紫外線の照射量は、好ましくは10mJ/cm2以上1000mJ/cm2以下であり、より好ましくは30mJ/cm2以上500mJ/cm2以下であり、さらに好ましくは50mJ/cm2以上400mJ/cm2以下である。また、最終照射工程における紫外線の照射量は、好ましくは100mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下であり、より好ましくは150mJ/cm2以上2500mJ/cm2以下であり、さらに好ましくは200mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下である。
各照射工程における紫外線照射は、空気中で行ってもよいし、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素およびアルゴン等の不活性ガス中で行ってもよい。本発明の製造方法においては、コストの観点から、各照射工程のいずれも空気中で紫外線照射を行うことが好ましい。
(合成樹脂床材)
本発明の製造方法に用いる合成樹脂床材(基材)の合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化型樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、具体的にはポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。また熱硬化型樹脂としては、具体的にはフェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂等が挙げられる。これらの合成樹脂床材の中でも、加工性や床材としての施工容易性の面から、熱可塑性樹脂が好ましく、中でもポリ塩化ビニル系樹脂がより好ましい。基材の厚さは特に制限されないが、0.2~10mmが好ましく、1~5mmがより好ましい。基材は、必要に応じて、コロナ放電処理、プラズマ処理、脱脂処理、表面粗面化処理等の下処理を行ってもよい。
本発明の製造方法に用いる合成樹脂床材(基材)の合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化型樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、具体的にはポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。また熱硬化型樹脂としては、具体的にはフェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂等が挙げられる。これらの合成樹脂床材の中でも、加工性や床材としての施工容易性の面から、熱可塑性樹脂が好ましく、中でもポリ塩化ビニル系樹脂がより好ましい。基材の厚さは特に制限されないが、0.2~10mmが好ましく、1~5mmがより好ましい。基材は、必要に応じて、コロナ放電処理、プラズマ処理、脱脂処理、表面粗面化処理等の下処理を行ってもよい。
(塗料組成物)
本発明の製造方法に用いる塗料組成物は、少なくとも、紫外線硬化型樹脂を含むものである。下塗り層用塗料組成物は、耐久性を向上させるために骨材を含むことが好ましい。中塗り層用塗料組成物は、塗膜外観(平滑性、肉持ち感、ゴミの付着抑制)を向上させるために艶消し剤を含むことが好ましく、耐久性を向上させるために骨材を含んでもよい。上塗り層用塗料組成物は、塗膜外観を向上させるために艶消し剤を含むことが好ましい。各塗料組成物は、上記成分以外にも、(メタ)アクリレートモノマー、光重合開始剤、レベリング剤等を含んでもよい。以下、本発明による塗料組成物の各成分について詳細に説明する。
本発明の製造方法に用いる塗料組成物は、少なくとも、紫外線硬化型樹脂を含むものである。下塗り層用塗料組成物は、耐久性を向上させるために骨材を含むことが好ましい。中塗り層用塗料組成物は、塗膜外観(平滑性、肉持ち感、ゴミの付着抑制)を向上させるために艶消し剤を含むことが好ましく、耐久性を向上させるために骨材を含んでもよい。上塗り層用塗料組成物は、塗膜外観を向上させるために艶消し剤を含むことが好ましい。各塗料組成物は、上記成分以外にも、(メタ)アクリレートモノマー、光重合開始剤、レベリング剤等を含んでもよい。以下、本発明による塗料組成物の各成分について詳細に説明する。
(紫外線硬化型樹脂)
紫外線硬化型樹脂とは、少なくとも1つ以上の不飽和二重結合を有するオリゴマーおよびポリマーから選択される少なくとも1種である。紫外線硬化型樹脂は、エネルギー照射された時に不飽和二重結合が重合することで、硬化塗膜を形成する。前記不飽和二重結合を有する官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、スチリル基等を挙げることができ、紫外線照射時の反応性の観点から、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
紫外線硬化型樹脂とは、少なくとも1つ以上の不飽和二重結合を有するオリゴマーおよびポリマーから選択される少なくとも1種である。紫外線硬化型樹脂は、エネルギー照射された時に不飽和二重結合が重合することで、硬化塗膜を形成する。前記不飽和二重結合を有する官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、スチリル基等を挙げることができ、紫外線照射時の反応性の観点から、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
紫外線硬化型樹脂としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマー、アクリル(メタ)アクリレートオリゴマー、シリコーン変性(メタ)アクリレートオリゴマー、フッ素変性(メタ)アクリレートオリゴマー、およびこれらのポリマー等が挙げられるが、これに限定されるものではない。これらの中でも、硬化塗膜の耐汚染性の観点から、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましい。このような紫外線硬化型樹脂は、従来公知の方法により製造することができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリイソシアネートと、水酸基含有(メタ)アクリレートと、必要に応じて水酸基含有(メタ)アクリレート以外のポリオールとを反応させることによって得られ、分子中に官能基としてアクリロイル基(CH2=CHCO-)および/またはメタクリロイル基(CH2=C(CH3)-CO-)と、ウレタン結合(-NH・COO-)とを有する。
上記ポリイソシアネートとしては、本発明の効果を損なわない限り炭素数を限定するものではないが、たとえば、全炭素数が4~20、好ましくは6~15の直鎖状または分岐状のイソシアネート基含有炭化水素、イソシアネート基含有環状炭化水素、イソシアネート基含有芳香族炭化水素を用いることができる。
具体的には、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート基含有直鎖状炭化水素、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート基含有分岐鎖状炭化水素、イソホロンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、水添トルエンジイソシアネート等のイソシアネート基含有環状炭化水素、p-フェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、1,3-キシレンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4、4-ジフェニルメタンジイソシアネート等のジイソシアネート基含有芳香族炭化水素等が挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。
上記ポリイソシアネートは、イソシアヌレート等に変性されていてもよく、イソシアヌレート変性されたものとしては、たとえば、イソシアヌレート変性トルエンジイソシアネート等が挙げられる。また、上記以外のポリイソシアネートとして、ジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソシアネート基含有アクリレート等の多官能イソシアネートを用いてもよい。このようなポリイソシアネートは、1種単独でも、また2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、水酸基を少なくとも1個以上、好ましくは1~5個有する(メタ)アクリレートを用いることができる。また、このような水酸基含有(メタ)アクリレートは、本発明の効果を損なわない限りその炭素数を限定するものではないが、好ましくは炭素数が2~20の炭化水素部位を有することが望ましい。ここで、炭化水素部位とは、直鎖状または分岐状の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、あるいは芳香族炭化水素基を有する有機基をいい、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよい。なお、当該炭化水素部位の一部には、エーテル結合(C-O-C結合)が含まれていてもよい。
具体的には、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(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、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシ-3-クロロプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリシドールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等が挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。また、上記以外にも、ポリカプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の変性体を用いてもよい。このような水酸基含有(メタ)アクリレートは、1種単独でも、2種以上組み合わせて用いてもよい。
必要に応じて用いられる、上記水酸基含有(メタ)アクリレート以外のポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール等の公知のポリオールを用いることができ、具体的には、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、ポリカプロラクトンポリオール、アルキレンジオール等が挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。このようなポリオールは、1種単独でも、2種以上組み合わせて用いてもよい。
紫外線硬化型樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィーの重量平均分子量は、通常500~100,000、好ましくは600~50,000、より好ましくは1,000~30,000である。本明細書において、重量平均分子量は、(GPC)法により測定される標準ポリスチレン換算の値である。
紫外線硬化型樹脂として、2つの不飽和二重結合をもつ2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを用いることが好ましい。2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む塗料組成物から形成される硬化塗膜は、耐汚染性により優れる。
2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、前記のポリイソシアネート、水酸基含有(メタ)アクリレートおよび必要に応じて水酸基含有(メタ)アクリレート以外のポリオールと反応させることによって得られるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーのうち、2官能のものを適宜選択して利用することができる。市販されているものとしては、具体的には、UV-841、UV-71、UV-72、UV-73、UV-820、UV-822、UV-831(商品名、以上、大竹明新化学株式会社製)、EBECRYL210、EBECRYL215、EBECRYL230、EBECRYL244、EBECRYL245、EBECRYL270、EBECRYL284、EBECRYL285、EBECRYL8402、EBECRYL9270、(商品名、以上ダイセル・オルネクス株式会社製)、紫光UV-3310B、紫光UV-6630B、紫光UV-6640B(商品名、以上三菱ケミカル株式会社製)、UA-122P、U-200PA、UA-4200(商品名、以上新中村化学工業株式会社製)、アートレジンUN-333、アートレジンUN-2600、アートレジンUN-2700、アートレジンUN-9000PEP(商品名、以上根上工業株式会社製)等が挙げられる。このような2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー(b1)は、1種単独でも、2種以上組み合わせて用いてもよい。
2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの重量平均分子量は、通常500~50,000、好ましくは600~20,000、より好ましくは1,000~15,000である。
紫外線硬化型樹脂として、2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとともに、あるいは2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの代わりに、3つ以上の不飽和二重結合をもつ3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含有しても良い。3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを含む塗料組成物から形成される硬化塗膜は、表面硬度が向上することによって、より汚れが付着しにくくなり、耐汚染性が向上する。2官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーと3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを併用する場合、得られる硬化塗膜は、耐汚染性により優れたものとなる。
3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、前記のポリイソシアネート、水酸基含有(メタ)アクリレートおよび必要に応じて水酸基含有(メタ)アクリレート以外のポリオールとを反応させることによって得られるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーのうち、3官能以上のものを適宜選択して利用することができる。市販されているものとしては、具体的には、UV-55、UV-51、UV-55E、UV-56(商品名、大竹明新株式会社製)、EBECRYL 4738、EBECRYL 4740、EBECRYL 8210、EBECRYL 8405、KRM8528、EBECRYL 8254(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社製)、紫光UV-7600B(商品名、以上三菱ケミカル株式会社製)、ART RESIN UN-3320HA(根上工業(株)製)、:U-6LPA、UA-1100H(商品名、新中村化学工業(株)製)、ヒタロイド7902-1、TA24-195H(商品名、日立化成(株)製)等が挙げられる。このような3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、1種単独でも、2種以上組み合わせて用いてもよい。
3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの重量平均分子量は、通常500~50,000、好ましくは600~20,000、より好ましくは1,000~15,000である。
紫外線硬化型樹脂の含有量は、塗料組成物の固形分換算100質量%を基準として、好ましくは10質量%以上80質量%以下、より好ましくは15質量%以上70質量%以下、さらに好ましくは20質量%以上60質量%以下である。紫外線硬化型樹脂の含有量が上記範囲内であれば、塗料組成物から形成された硬化塗膜は、耐久性や耐汚染性により優れたものとなる。
((メタ)アクリレートモノマー)
(メタ)アクリレートモノマーとは、少なくとも1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーであり、塗料組成物の粘度を調整する反応性希釈剤としての役割を有し、塗料組成物に対して紫外線照射した際、紫外線硬化性樹脂とともに硬化塗膜を形成する。
(メタ)アクリレートモノマーとは、少なくとも1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーであり、塗料組成物の粘度を調整する反応性希釈剤としての役割を有し、塗料組成物に対して紫外線照射した際、紫外線硬化性樹脂とともに硬化塗膜を形成する。
単官能および2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルモルホリン、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレートおよびネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートおよびポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;テトラフルオロエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のハロゲン置換アルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ポリオールのジ(メタ)アクリレート;水添ジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の水添ジシクロペンタジエンまたはトリシクロデカンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート;1,3-ジオキサン-2,5-ジイルジ(メタ)アクリレート〔別名:ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート〕等のジオキサングリコールまたはジオキサンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジアクリレート物、ビスフェノールFエチレンオキサイド付加物ジアクリレート物等のビスフェノールAまたはビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ビスフェノールFジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物等のビスフェノールAまたはビスフェノールFのエポキシジ(メタ)アクリレート;シリコーンジ(メタ)アクリレート;ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのジ(メタ)アクリレート;2,2-ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシフェニル]プロパン;2,2-ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシシクロヘキシル]プロパン;2-(2-ヒドロキシ-1,1-ジメチルエチル)-5-エチル-5-ヒドロキシメチル-1,3-ジオキサン〕のジ(メタ)アクリレート;トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート;等が挙げられる。これらの2官能の(メタ)アクリレートモノマーの中でも、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ハロゲン置換アルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート、脂肪族ポリオールのジ(メタ)アクリレート、水添ジシクロペンタジエンまたはトリシクロデカンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールまたはジオキサンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート、シリコーンジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのジ(メタ)アクリレート、2,2-ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシフェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシシクロヘキシル]プロパン、2-(2-ヒドロキシ-1,1-ジメチルエチル)-5-エチル-5-ヒドロキシメチル-1,3-ジオキサン〕のジ(メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの(メタ)アクリレートモノマーは、シリコーン変性およびフッ素変性等による変性モノマーであってもよい。これらの(メタ)アクリレートモノマーは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
3官能以上6官能以下の(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(PO部がn=2)、PO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(PO部がn=3)、グリセリンPO付加トリ(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンテレフタレート、PO付加グリコールトリ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、EO付加ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、EO付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ジペンタエリスリトール多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの(メタ)アクリレートモノマーは、シリコーン変性およびフッ素変性等による変性モノマーであってもよい。これらの(メタ)アクリレートモノマーは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、塗料組成物の固形分換算100質量%を基準として、好ましくは10質量%以上90質量%以下、より好ましくは15質量%以上70質量%以下、さらに好ましくは20質量%以上65質量%以下である。(メタ)アクリレートモノマーの含有量が上記範囲内であれば、塗料組成物から形成された硬化塗膜は、耐久性や耐汚染性により優れたものとなる。
(骨材)
骨材は、特に限定されず、従来公知の塗料用の骨材を用いることができる。骨材としては、例えば、アルミナ、マグネシア、石灰、寒水石、珪砂、炭酸カルシウム、炭化ケイ素等が挙げられる。これらの骨材は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
骨材は、特に限定されず、従来公知の塗料用の骨材を用いることができる。骨材としては、例えば、アルミナ、マグネシア、石灰、寒水石、珪砂、炭酸カルシウム、炭化ケイ素等が挙げられる。これらの骨材は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
骨材の含有量は、塗料組成物の固形分換算100質量%を基準として、好ましくは5質量%以上70質量%以下、より好ましくは10質量%以上60質量%以下、さらに好ましくは15質量%以上50質量%以下である。骨材の含有量が上記範囲内であれば、塗料組成物から形成された硬化塗膜は、耐久性により優れたものとなる。
(艶消し剤)
艶消し剤としては、例えば、無機微粉体(上記の骨材を除く)および有機微粉体からなる群より選ばれる少なくとも一種が使用される。無機微粉体としては、非晶質シリカ、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、長石、霞石閃長岩等が挙げられる。有機微粉体としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、およびポリアミド樹脂等の樹脂粒子(ビーズ)、シリコーンゴム、パルプ、セルロース等が挙げられる。艶消し剤は好ましくは球状であり、平均粒子径は特に制限されないが、好ましくは0.1~100μmである。これらの艶消し剤は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
艶消し剤としては、例えば、無機微粉体(上記の骨材を除く)および有機微粉体からなる群より選ばれる少なくとも一種が使用される。無機微粉体としては、非晶質シリカ、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、長石、霞石閃長岩等が挙げられる。有機微粉体としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、およびポリアミド樹脂等の樹脂粒子(ビーズ)、シリコーンゴム、パルプ、セルロース等が挙げられる。艶消し剤は好ましくは球状であり、平均粒子径は特に制限されないが、好ましくは0.1~100μmである。これらの艶消し剤は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
艶消し剤の含有量は、塗料組成物の固形分換算100質量%を基準として、好ましくは1質量%以上40質量%以下、より好ましくは2質量%以上35質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上30質量%以下である。艶消し剤の含有量が上記範囲内であれば、塗料組成物から形成された硬化塗膜は、光の散乱の効果により落ち着いた意匠性となり、外観が優れたものとなる。
(光重合開始剤)
光重合開始剤としては、特に限定されず、従来公知の紫外線硬化用の光重合開始剤を用いることができる。光重合開始剤としては、例えば、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、アセトフェノン系重合開始剤、ベンゾイルホルメート系重合開始剤、チオキサントン系重合開始剤、オキシムエステル系重合開始剤、ヒドロキシベンゾイル系重合開始剤、ベンゾフェノン系重合開始剤、α-アミノアルキルフェノン系重合開始剤等が挙げられる。
光重合開始剤としては、特に限定されず、従来公知の紫外線硬化用の光重合開始剤を用いることができる。光重合開始剤としては、例えば、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、アセトフェノン系重合開始剤、ベンゾイルホルメート系重合開始剤、チオキサントン系重合開始剤、オキシムエステル系重合開始剤、ヒドロキシベンゾイル系重合開始剤、ベンゾフェノン系重合開始剤、α-アミノアルキルフェノン系重合開始剤等が挙げられる。
アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤としては、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルエトキシフォスフィンオキサイド、およびビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。
アセトフェノン系重合開始剤としては、アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等が挙げられる。
ベンゾイルホルメート系重合開始剤としては、メチルベンゾイルホルメート等が挙げられる。
チオキサントン系重合開始剤としては、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
オキシムエステル系重合開始剤としては、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]およびエタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。
ヒドロキシベンゾイル系重合開始剤としては、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよびベンゾインアルキルエーテル等が挙げられる。
ベンゾフェノン系重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、および4,4’-ジアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
α-アミノアルキルフェノン系重合開始剤としては、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
アセトフェノン系重合開始剤としては、アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等が挙げられる。
ベンゾイルホルメート系重合開始剤としては、メチルベンゾイルホルメート等が挙げられる。
チオキサントン系重合開始剤としては、イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
オキシムエステル系重合開始剤としては、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]およびエタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等が挙げられる。
ヒドロキシベンゾイル系重合開始剤としては、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよびベンゾインアルキルエーテル等が挙げられる。
ベンゾフェノン系重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、および4,4’-ジアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
α-アミノアルキルフェノン系重合開始剤としては、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
光重合開始剤の含有量は、紫外線による硬化性の観点から、塗料組成物の固形分換算100質量%を基準として、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下、より好ましくは1質量%以上9質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上8質量%以下である。
(レベリング剤)
レベリング剤)とは、塗料組成物の流動性を調整し、硬化塗膜を平坦にする機能を有するものである。レベリング剤としては、例えば、シリコーン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、アクリルポリマー系レベリング剤等が挙げられる。これらのレベリング剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
レベリング剤)とは、塗料組成物の流動性を調整し、硬化塗膜を平坦にする機能を有するものである。レベリング剤としては、例えば、シリコーン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤、アクリルポリマー系レベリング剤等が挙げられる。これらのレベリング剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
シリコーン系レベリング剤としては、ストレートシリコーンおよび変性シリコーンのいずれも用いることができる。ストレートシリコーンとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、およびポリメチルハイドロジエンシロキサン等が挙げられる。変性シリコーンは、シリコーンの一部に各種有機基の置換基を導入したものである。変性部位は、例えば、ポリエステル部位、ポリエーテル部位、アクリル樹脂部位、及びカルビノール部位からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。本明細書において、アクリル樹脂には、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの重合体が含まれる。変性部位は、シリコーン鎖の片末端型、両末端型、側鎖型、および側鎖両末端型のいずれであってもよい。有機変性シリコーンとしては、例えば、ポリエステル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、ポリエーテル-ポリエステル変成シリコーン、シリコーン変性アクリル樹脂、カルビノール変性シリコーン等が挙げられる。
ポリエステル変性シリコーンの市販品としては、BYK-310、313、315(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。ポリエーテル変性シリコーンの市販品としては、BYK-300、302、306、307、330、331、333、342、378(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。
有機変性シリコーンは水酸基を含有していることが好ましい。水酸基は、変性部位であるポリエステル部位、ポリエーテル部位、アクリル樹脂部位、およびカルビノール部位等に有していることが好ましい。水酸基含有有機変性シリコーンとしては、例えば、水酸基含有ポリエステル変性シリコーン、水酸基含有ポリエーテル変性シリコーン、水酸基含有ポリエーテル-ポリエステル変成シリコーン、水酸基含有シリコーン変性アクリル樹脂、カルビノール変性シリコーン等が挙げられる。
水酸基含有シリコーン変性アクリル樹脂の市販品としては、BYK-SILCLEAN3700(ビックケミー・ジャパン株式会社製)、サイマックUS-270(東亞合成株式会社製)、ZX-028-G(株式会社T&K TOKA製)等が挙げられる。水酸基含有ポリエステル変性シリコーンの市販品としては、BYK-370(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。水酸基含有ポリエーテル変性シリコーンの市販品としては、BYK-377(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。
フッ素系レベリング剤としては、例えば、パーフルオロアルケニルカルボン酸塩、パーフルオロアルケニルスルホン酸塩、パーフルオロアルケニルリン酸エステル、パーフルオロアルケニルベタイン等のパーフルオロアルケニル基を主鎖又は側鎖に有するフッ素系レベリング剤;パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルベタイン等のパーフルオロアルキル基を主鎖又は側鎖に有するフッ素系レベリング剤等が挙げられる。
アクリルポリマー系レベリング剤としては、例えば、下記一般式(1)で表されるポリエーテル変性(メタ)アクリル化合物を用いることができる。
一般式(1)中、R1~R8は同一または異なっていてもよく、R1~R8の少なくとも一つは前記一般式(2)で表されるポリエーテル基を示し、かつ少なくとも一つは(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイル基を有するC1~C20の直鎖もしくは分岐のアルキル基を示す。
一般式(2)中、R9はC1~C20の直鎖もしくは分岐のアルキレン基、R10は水素原子、C1~C20の直鎖もしくは分岐のアルキル基、C2~C20の直鎖もしくは分岐のアルケニル基またはC2~C20の直鎖もしくは分岐のアルキニル基を示す。複数存在するR9は同一でも異なっていてもよい。kは1以上の整数を示す。その他のR1~R8は、C1~C20の直鎖もしくは分岐のアルキル基を示す。複数存在するR2~R5は、それぞれ同一または異なっていてもよい。
m、nは同一でも異なっていてもよく、0以上の整数、好ましくは1~20の整数、さらに好ましくは1~10の整数を示す。
m、nは同一でも異なっていてもよく、0以上の整数、好ましくは1~20の整数、さらに好ましくは1~10の整数を示す。
レベリング剤の含有量は、塗料組成物の固形分換算100質量%を基準として、好ましくは0.01質量%以上5質量%以下である。レベリング剤の含有量が上記数値範囲内であれば、硬化塗膜の平滑性を向上させることができる。
(その他の成分)
本発明の製造方法に用いる塗料組成物中には、上記成分の他に、更に必要に応じて、帯電防止剤、重合禁止剤、非反応性希釈剤、消泡剤、分散剤、スリップ剤、沈降防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、密着性向上剤、光増感剤、抗菌剤、防カビ剤、抗ウイルス剤、可塑剤等を、本発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。
本発明の製造方法に用いる塗料組成物中には、上記成分の他に、更に必要に応じて、帯電防止剤、重合禁止剤、非反応性希釈剤、消泡剤、分散剤、スリップ剤、沈降防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、密着性向上剤、光増感剤、抗菌剤、防カビ剤、抗ウイルス剤、可塑剤等を、本発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。
本発明の製造方法に用いる塗料組成物は、有機溶剤で希釈する必要が無い無溶剤型であることが好ましい。無溶剤型の塗料組成物は、製造工程における塗布装置をコンパクトにでき、また、揮発性有機化合物(VOC)の残留がないため、人体への影響がなく環境対応性に優れるため好ましい。塗料組成物の固形分(質量%)は、好ましくは95質量%以上、より好ましくは98質量%以上である。
(塗料組成物の調製方法)
本発明に係る塗料組成物は、上記の各成分を従来より公知の混合機、分散機、撹拌機等の装置を用い、混合・撹拌することにより得られる。このような装置としては、たとえば混合・分散ミル、モルタルミキサー、ロール、ペイントシェーカー、ホモジナイザー等が挙げられる。
本発明に係る塗料組成物は、上記の各成分を従来より公知の混合機、分散機、撹拌機等の装置を用い、混合・撹拌することにより得られる。このような装置としては、たとえば混合・分散ミル、モルタルミキサー、ロール、ペイントシェーカー、ホモジナイザー等が挙げられる。
(硬化塗膜)
硬化塗膜は、上記の塗料組成物から形成される。硬化塗膜の総膜厚(下塗り層から上塗り層までの合計膜厚)は特に限定されないが、耐久性の観点から、好ましくは40μm以上300μm以下、好ましくは45μm以上250μm以下、さらに好ましくは50μm以上200μm以下である。硬化塗膜の膜厚とは、硬化塗膜の断面を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)等にて観察した際の、硬化塗膜の厚さを指す。
硬化塗膜は、上記の塗料組成物から形成される。硬化塗膜の総膜厚(下塗り層から上塗り層までの合計膜厚)は特に限定されないが、耐久性の観点から、好ましくは40μm以上300μm以下、好ましくは45μm以上250μm以下、さらに好ましくは50μm以上200μm以下である。硬化塗膜の膜厚とは、硬化塗膜の断面を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)等にて観察した際の、硬化塗膜の厚さを指す。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<塗料組成物の調製>
まず、塗料組成物の調製のために、以下の原材料を準備した。
・6官能ウレタンアクリレートオリゴマー(三菱ケミカル株式会社製、商品名:紫光UV-7600B)
・2官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大竹明新化学株式会社製、商品名:UV-841)
・3官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大竹明新化学株式会社製、商品名:UV-55)
・単官能アクリレートモノマー(メトキシトリエチレングリコールアクリレート、大阪有機化学工業株式会社製、商品名:ビスコート MTG)
・2官能アクリレートモノマー(トリプロピレングリコールジアクリレート、大阪有機化学工業株式会社製、商品名:TPGDA)
・3官能アクリレートモノマー(EO付加トリメチロールプロパントリアクリレート、MIWON SPECIALTY CHEMICAL社製、商品名:MIRAMER M-3130)
・光重合開始剤1(IGM Resin社製、商品名:Omnirad 184)
・光重合開始剤2(IGM Resin社製、商品名:Omnirad TPO)
・光重合開始剤3(ChemFine International社製、商品名:HYCURE MBP)
・レベリング剤(共栄社化学社製、商品名:ポリフローNo.56)
・分散剤(ビックケミー・ジャパン社製、商品名:DISPERBYK-2164)
・骨材(アルミナ)
・艶消し剤1(シリカ、水澤化学社製、商品名:P-802Y)
・艶消し剤2(ウレタンビーズ、根上工業社製、商品名:ART PEARL C-600)
・スリップ剤(シリコーンアクリレート、ダイセル・オルネクス社製、商品名:EBECRYL1360)
まず、塗料組成物の調製のために、以下の原材料を準備した。
・6官能ウレタンアクリレートオリゴマー(三菱ケミカル株式会社製、商品名:紫光UV-7600B)
・2官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大竹明新化学株式会社製、商品名:UV-841)
・3官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大竹明新化学株式会社製、商品名:UV-55)
・単官能アクリレートモノマー(メトキシトリエチレングリコールアクリレート、大阪有機化学工業株式会社製、商品名:ビスコート MTG)
・2官能アクリレートモノマー(トリプロピレングリコールジアクリレート、大阪有機化学工業株式会社製、商品名:TPGDA)
・3官能アクリレートモノマー(EO付加トリメチロールプロパントリアクリレート、MIWON SPECIALTY CHEMICAL社製、商品名:MIRAMER M-3130)
・光重合開始剤1(IGM Resin社製、商品名:Omnirad 184)
・光重合開始剤2(IGM Resin社製、商品名:Omnirad TPO)
・光重合開始剤3(ChemFine International社製、商品名:HYCURE MBP)
・レベリング剤(共栄社化学社製、商品名:ポリフローNo.56)
・分散剤(ビックケミー・ジャパン社製、商品名:DISPERBYK-2164)
・骨材(アルミナ)
・艶消し剤1(シリカ、水澤化学社製、商品名:P-802Y)
・艶消し剤2(ウレタンビーズ、根上工業社製、商品名:ART PEARL C-600)
・スリップ剤(シリコーンアクリレート、ダイセル・オルネクス社製、商品名:EBECRYL1360)
続いて、表1~3に記載の配合に従って、各成分をホモディスパーを用いて混合・攪拌して、無溶剤型の塗料組成物1~3を得た。
<硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造>
[実施例1]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した後、高圧水銀ランプを用いて100mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させた。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2 の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[実施例1]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した後、高圧水銀ランプを用いて100mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させた。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2 の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[実施例2]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量30g/m2で塗布して、下塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて150mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させた。その後、下塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して、上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量30g/m2で塗布して、下塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて150mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させた。その後、下塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して、上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[実施例3]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて150mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させた。その後、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して、上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて150mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させた。その後、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して、上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[比較例1]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[比較例2]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[比較例3]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、空気中でメタルハライドランプを用いて200mJ/cm2、160mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させ、次に、酸素濃度0.5%の窒素/酸素混合ガス中で有電極紫外線ランプを用いて250mJ/cm2、240mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、空気中でメタルハライドランプを用いて200mJ/cm2、160mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させ、次に、酸素濃度0.5%の窒素/酸素混合ガス中で有電極紫外線ランプを用いて250mJ/cm2、240mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[比較例4]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、空気中でメタルハライドランプを用いて200mJ/cm2、160mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させ、酸素濃度0.5%の窒素/酸素混合ガス中で有電極紫外線ランプを用いて250mJ/cm2、240mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて塗料組成物1を塗布量25g/m2で塗布して、下塗り層を形成した。続いて、下塗り層上に、フローコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して中塗り層した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。その後、中塗り層上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、空気中でメタルハライドランプを用いて200mJ/cm2、160mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、半硬化させ、酸素濃度0.5%の窒素/酸素混合ガス中で有電極紫外線ランプを用いて250mJ/cm2、240mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[比較例5]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物2を塗布量70g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
[比較例6]
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
ポリ塩化ビニル系樹脂床材上に、ロールコーターを用いて、塗料組成物3を塗布量15g/m2で塗布して上塗り層を形成した後、高圧水銀ランプを用いて800mJ/cm2、100mW/cm2の条件で紫外線照射を行って、完全硬化させた。
<硬化塗膜付き合成樹脂床材の評価>
(塗膜表面外観)
上記で製造した硬化塗膜付き合成樹脂床材の塗膜表面外観について、平滑性、肉持ち感、ゴミの付着抑制について、目視により下記の基準で評価した。評価結果を表4および5に示した。
[評価基準(平滑性)]
○:塗膜表面が均一で平滑な塗膜を形成している。
×:塗膜表面に歪みや偏りがあり、不均一な塗膜を形成している。
[評価基準(肉持ち感)]
○:下地となる基材の触感が目立たない。
×:下地となる基材の触感が目立つ。
[評価基準(ゴミの付着抑制)]
○:塗膜最表面に目立つゴミがない。
×:塗膜最表面に目立つゴミがある。
(塗膜表面外観)
上記で製造した硬化塗膜付き合成樹脂床材の塗膜表面外観について、平滑性、肉持ち感、ゴミの付着抑制について、目視により下記の基準で評価した。評価結果を表4および5に示した。
[評価基準(平滑性)]
○:塗膜表面が均一で平滑な塗膜を形成している。
×:塗膜表面に歪みや偏りがあり、不均一な塗膜を形成している。
[評価基準(肉持ち感)]
○:下地となる基材の触感が目立たない。
×:下地となる基材の触感が目立つ。
[評価基準(ゴミの付着抑制)]
○:塗膜最表面に目立つゴミがない。
×:塗膜最表面に目立つゴミがある。
(層間密着性)
上記で製造した硬化塗膜付き合成樹脂床材の上塗り層とその下の層との密着性について、塗膜に対してJIS K 5600に準拠したカッターガイドを用いて2mm間隔100升目の碁盤目を作り、セロハンテープを強く圧着させ強く引き剥がして、下記の基準で評価した。評価結果を表4および5に示した。
[評価基準]
○:塗膜の剥離なし。
×:塗膜の剥離あり。
上記で製造した硬化塗膜付き合成樹脂床材の上塗り層とその下の層との密着性について、塗膜に対してJIS K 5600に準拠したカッターガイドを用いて2mm間隔100升目の碁盤目を作り、セロハンテープを強く圧着させ強く引き剥がして、下記の基準で評価した。評価結果を表4および5に示した。
[評価基準]
○:塗膜の剥離なし。
×:塗膜の剥離あり。
(耐久性)
上記で製造した硬化塗膜付き合成樹脂床材の耐久性について、JIS A 1453に準拠した試験方法にて行い、下記の基準で評価した。評価結果を表4および5に示した。
[評価基準]
○:500回転後に塗膜が残存している。
×:500回転後に塗膜が残存していない。
上記で製造した硬化塗膜付き合成樹脂床材の耐久性について、JIS A 1453に準拠した試験方法にて行い、下記の基準で評価した。評価結果を表4および5に示した。
[評価基準]
○:500回転後に塗膜が残存している。
×:500回転後に塗膜が残存していない。
Claims (9)
- 基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、
前記下塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、
を含む、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法。 - 基材上に下塗り層用塗料組成物を塗布する第1塗布工程と、
前記下塗り層上に中塗り層用塗料組成物を塗布する第2塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物および前記中塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって半硬化させる第1照射工程と、
前記中塗り層上に上塗り層用塗料組成物を塗布する最終塗布工程と、
前記下塗り層用塗料組成物、前記中塗り層用塗料組成物、および前記上塗り層用塗料組成物を紫外線照射によって完全硬化させる最終照射工程と、
を含む、硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法。 - 前記下塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、骨材とを含む、請求項1または2に記載の合成樹脂床材の製造方法。
- 前記上塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、艶消し剤とを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の合成樹脂床材の製造方法。
- 前記中塗り層用塗料組成物が、紫外線硬化型樹脂と、艶消し剤および/または骨材とを含む、請求項2に記載の合成樹脂床材の製造方法。
- 全塗料組成物の総塗布量が、40g/m2以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の合成樹脂床材の製造方法。
- 前記上塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、請求項1~6のいずれか一項に記載の合成樹脂床材の製造方法。
- 前記下塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、請求項1~7のいずれか一項に記載の合成樹脂床材の製造方法。
- 前記中塗り層用塗料組成物が、無溶剤型である、請求項2または5に記載の合成樹脂床材の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2021155465A JP2023046720A (ja) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 硬化塗膜付き合成樹脂床材の製造方法 |
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Publications (1)
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