JP2023154507A - 艶消しコーティング膜の製造方法 - Google Patents

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Keiichi Ozono
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Abstract

【課題】本発明の課題は、特定の処方による活性エネルギー線硬化型組成物を使用し、所望の艶消し効果、耐傷性、及び耐汚染性を有したコーティング膜を得る製造方法を提供することにある。【解決手段】基材上に、活性エネルギー線硬化性組成物のコーティング膜を形成する工程(I)と、前記コーティング膜上に、大気下で紫外線照射する工程(II)と、前記コーティング膜上に、活性エネルギー線照射する工程(III)とを、この順に有する艶消しコーティング膜の製造方法であって、前記活性エネルギー線硬化性組成物が、活性エネルギー線硬化型化合物、光重合開始剤、及び艶消し剤を含有する活性エネルギー線硬化性組成物であり、前記活性エネルギー線硬化型化合物の平均官能基数が3以下である事を特徴とする艶消しコーティング膜の製造方法。【選択図】 なし

Description

本発明は、活性エネルギー線硬化型組成物を使用した艶消しコーティング膜の製造方法に関する。
一般に、艶消し(低光沢化とも称されることがある)等の美観を付与することを目的に、基材上に、電子線硬化型(EB硬化型と称されることもある)や紫外線硬化型(UV硬化型と称されることもある)の艶消し剤を添加したコーティング剤を塗工することは知られている。(例えば特許文献1参照)
また、艶消し剤を添加したコーティング剤を硬化させる際に、酸素含有不活性ガス雰囲気下において含有酸素濃度を多段階に変化させて電子線を照射し、電子線硬化型クリヤーを硬化させることで、十分な艶消し効果が得られ、かつ、耐候性の格段に優れた高耐候性艶消し化粧板を得る方法も知られている。(例えば特許文献2参照)
しかしながらこれらの方法であっても、所望する艶消し効果を得つつ、耐傷性、耐汚染性を兼備した耐コーティング膜を得るに決して十分であるとは言えない。
特開2002-69332号公報 特開2001-87703号公報
本発明が解決しようとする課題は、特定の処方による活性エネルギー線硬化型組成物を使用し、所望の艶消し効果、耐傷性、及び耐汚染性を有したコーティング膜を得る製造方法を提供することにある。
本発明者らは、基材上に設けた特定の処方による活性エネルギー線硬化性組成物を用い、コーティング膜を形成する工程(I)、大気下で紫外線照射する工程(II)、及び活性エネルギー線照射する工程(III)とをこの順で有する艶消しコーティング膜の製造方法が、前記課題を解決することを見出した。
即ち本発明は、
基材上に、活性エネルギー線硬化性組成物のコーティング膜を形成する工程(I)と、
前記コーティング膜上に、大気下で紫外線照射する工程(II)と、
前記コーティング膜上に、活性エネルギー線照射する工程(III)とを、
この順に有する艶消しコーティング膜の製造方法であって、
前記活性エネルギー線硬化性組成物が、活性エネルギー線硬化型化合物、光重合開始剤、及び艶消し剤を含有する活性エネルギー線硬化性組成物であり、
前記活性エネルギー線硬化型化合物の平均官能基数が3以下である事を特徴とする艶消しコーティング膜の製造方法を提供する。
また本発明は、更に、前記活性エネルギー線硬化型化合物として、エポキシアクリレートオリゴマーを活性エネルギー線硬化型化合物全量に対し35質量%未満含有する艶消しコーティング膜の製造方法を提供する。
また本発明は、前記紫外線照射する工程(II)における紫外線積算光量が20mJ/cm~7000mJ/cmの範囲であり、前記活性エネルギー線照射する工程(III)における電子線照射の線量が10~230kGyの範囲である請求項1又は2に記載の艶消しコーティング膜の製造方法を提供する。
本発明の製造方法により、従来よりも容易に低光沢化でき、耐傷性、耐汚染性を兼備した耐コーティング膜を得ることができる。
(基材)
本発明で使用する基材は、艶消し意匠を所望される基材であれば特に限定なく使用できる。例えば建材用の化粧シートであれば、化粧シートに使用する汎用の基材シートを基材として使用することができる。
基材シートとしては特に限定はなく、一般的な化粧シートに汎用の熱可塑性樹脂により形成されたシート(フィルム)や紙を使用する。
熱可塑性樹脂により形成されたシート(フィルム)としては、例えば、ポリエチレン、エチレン-αオレフィン共重合体、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-ブテン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体ケン化物、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、アイオノマー、アクリル酸エステル系重合体、メタアクリル酸エステル系重合体等が挙げられる。前記基材シートは、これら樹脂を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることにより形成されていてもよい。
前記基材シートは着色されていてもよく、また必要に応じて、充填剤、艶消し剤、発泡剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等の各種の添加剤が含まれていてもよい。また基材シートの厚みは、最終製品の用途、使用方法等により適宜設定できるが、一般には20~300μmが好ましい。
基材シートの片面又は両面には、必要に応じて、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理、電離放射線処理、重クロム酸処理等の表面処理を施してもよい。例えば、コロナ放電処理を行う場合には、基材シート表面の表面張力が30dyne以上、好ましくは40dyne以上となるようにすればよい。表面処理は、各処理の常法に従って行えばよい。
また化粧シート向け紙基材の種類としては、例えば、薄葉紙、普通紙、強化紙、樹脂含浸紙等の紙質シート、チタン紙、等が挙げられる。
また化粧板に汎用される木質化粧板等を基材としてもよい。木質化粧板の木質基材としては、従来から化粧板や家具、建築部材等の木質基材として使用されている合板、パーティクルボード、ハードボード、MDF等の公知のものが挙げられる。またこれらの公知基材はどのような製法で得られたものであるかは問わない。
更に、基材として使用できる不燃材としては、石膏ボード、石膏板、珪酸カルシウム板等を素材とした開孔ボード建材等、陶器、磁器、せっ器、土器、硝子、琺瑯などのセラミックス板、鉄板、亜鉛メッキ鋼板、ポリ塩化ビニルゾル塗布鋼板、アルミニウム板、銅板などの金属板を挙げることができる。
(活性エネルギー線硬化性組成物からなるコーティング膜)
活性エネルギー線硬化性組成物からなるコーティング膜は、活性エネルギー線硬化性組成物からなるコーティング剤のコーティング膜である。
以下、本発明で使用する活性エネルギー線硬化性組成物からなるコーティング剤を、「活性エネルギー線硬化性コーティング剤」と称する。
本発明で使用する活性エネルギー線硬化性コーティング剤は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び光重合開始剤を含有する。
なお本発明において「(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。
((メタ)アクリロイル基を有する化合物)
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(以後単に「活性エネルギー線硬化性」と称する場合がある)(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。
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2-メチル-1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジ(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、エチレングリコールジ(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)アクリレート等の2価アルコールのジ(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、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに2モルのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
3官能以上の(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート等の3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート、グリセリン1モルに3モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレンポリオールのポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また更に、2官能以上の(メタ)アクリレートにあたるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物 (DPHAと略する場合がある)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(DTMPTAと略する場合がある)、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイドを付加して得たトリオールのトリ(メタ)アクリレートであるトリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加体トリ(メタ)アクリレート等を使用してもよい。前記トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加体トリ(メタ)アクリレートとしては、代表的なものとしてトリメチロールプロパンエチレンオキサイド(以後エチレンオキサイドを「EO」と称する場合がある)変性(n≒3)トリアクリレートが挙げられる。
更に必要に応じて重合性オリゴマーを使用してもよい。重合性オリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、アミン変性ポリエーテルアクリレート、アミン変性エポキシアクリレート、アミン変性脂肪族アクリレート、アミン変性ポリエステルアクリレート、アミノ(メタ)アクリレートなどのアミン変性アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオレフィン(メタ)アクリレート、ポリスチレン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの重合性オリゴマーの中でもエポキシ(メタ)アクリレートが好ましい。
(平均官能基数)
尚、本発明で使用する活性エネルギー線硬化性コーティング剤では、前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物を組み合わせる事で平均官能基数が3以下である事を必須とする。
平均官能基数が3以下であれば、十分な低光沢が得られる傾向となる。
本発明において、平均官能基数とは、前記活性エネルギー線硬化性コーティング剤が含有する活性エネルギー線硬化型化合物の重合性不飽和基数を数値化したものである。活性エネルギー線硬化型化合物を数種類含有する場合は、各々を活性エネルギー線硬化型化合物(A1)~活性エネルギー線硬化型化合物(An)と表現する。この場合、平均官能基数は次の式(1)で表される。
Figure 2023154507000001

式(1)において、
Fiは、活性エネルギー線硬化型化合物(A1)~活性エネルギー線硬化型化合物(An)の各々の重合性不飽和基数(活性エネルギー線硬化型化合物が(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば、重合性不飽和基は(メタ)アクリロイル基である。以後単に「官能基」と称する場合がある)であり、
Miは、活性エネルギー線硬化型化合物(A1)~活性エネルギー線硬化型化合物(An)の各々の質量部であり、
Mは、前記活性エネルギー線硬化性コーティング剤が含有する活性エネルギー線硬化型化合物(A1)~活性エネルギー線硬化型化合物(An)の質量部の和である。
また、エポキシアクリレートオリゴマーを使用する場合、その添加量は活性エネルギー線硬化型化合物全量に対し1~50質量%の範囲が好ましく、より好ましくは1~40質量%の範囲である。50質量%以下であれば極度な粘度上昇を抑制でき無溶剤での塗膜形成が容易となる。
また、本発明で使用する(メタ)アクリロイル基を有する化合物として(メタ)アクリロイル基を有する樹脂を用いてもよい。特に好ましくは(メタ)アクリロイル基を含有するアクリル系樹脂である。(メタ)アクリロイル基を含有するアクリル系樹脂は、特に限定はなく公知の方法で得たアクリル系樹脂を使用することができる。
(光重合開始剤)
本発明の艶消しコーティング膜の製造方法では、コーティング膜を形成する工程(I)を経て、前記コーティング膜上に、大気下で紫外線照射する工程(II)において光重合開始剤を使用する。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。
中でもラジカル重合タイプの光重合開始剤が好ましく、活性エネルギー線硬化性化合物溶解時に溶解液の着色が無く、経時による黄変の少ないα-ヒドロキシアルキルケトン系光重合開始剤が挙げられる。α-ヒドロキシアルキルケトン系光重合開始剤としては例えば、1-フェニル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-i-プロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。更にフェニルグリオキソレート系光重合開始剤も好ましい。フェニルグリオキソレート系光重合開始剤としては例えばメチルベンゾイルフォルマート等を挙げることができる。中でも、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが好ましい。
また、その他のラジカル重合タイプの光重合開始剤としては紫外線の中でも長波長領域に吸収波長を有するモノアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を適宜、組合わせて使用してもよい。モノアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては活性エネルギー線硬化性化合物への溶解時に着色するビスアシルフォスフィンオキサイド類は除き、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、2,6-ジメトキシベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6-ジクロロベンゾイル-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-フェニルフォスフィン酸メチルエステル、2-メチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ピバロイルフェニルフォスフィン酸イソプロピルエステル等のモノアシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられ、特に、これらの中でも、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は、385nmや395nmに発光波長を有するUV-LEDの発光波長領域に合致するUV吸収波長を有することで、好適な硬化性が得られ、且つ、硬化皮膜の黄変が少ない点でより好ましい。
前記した光重合開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。前記光重合開始剤の総計の添加量は、コーティング剤全量に対し0.1質量%~30質量%の範囲であることが好ましい。より好ましくはコーティング剤全量に対し0.25質量%~20質量%の範囲である。
(有機溶剤)
また本発明の艶消しコーティング膜の製造方法では、無溶剤である事が好ましいが、必要に応じ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。例えば、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等が挙げられる。
ただし環境対応を目的として、大気中への有機溶剤の蒸散量の徹底的な低減、即ち揮発性有機化合物(VOC)の削減をする場合は、上記の有機溶剤を含まない方がより好ましい。
本発明の艶消しコーティング膜の製造方法では、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しておくことが好ましい。粘度としては25℃にて40~4000mPa・sに調整するのが好ましい。前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物は総じて低分子量のものが多く有機溶剤で希釈しなくても該粘度に調整できる場合は有機溶剤で希釈する必要はない。一方、高分子量で粘度の高い重合性オリゴマーを併用する場合は、必要に応じ有機溶剤で希釈または加熱することで該粘度に調整することができる。
(艶消し剤)
本発明で使用する艶消し剤は、公知のものであれば、有機系及び/又は無機系特に限定なく単独もしくは併用して使用することができる。具体的には例えばシリカ、酸化チタン、アルミナ粒子(酸化アルミニウム)、炭酸カルシウムや硫酸バリウム、ガラスなどの無機粒子、あるいはアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂などの有機粒子、シリコーンビーズ等を使用することができる。高い艶消し効果を期待できるものとして、無機微粒子としてシリカやアルミノケイ酸塩ビーズ等、有機微粒子としてアクリル樹脂ビーズやウレタン樹脂ビーズ等の他、シリコーンビーズ等が好ましい。前記艶消し剤としてのシリカに、更にビーズを添加することで、適度な低艶・触感等の意匠性に加えて塗工表面の耐傷性を向上させることが出来る利点もある。
(シリカ)
本発明で使用するシリカは、平均粒径が、平均粒子径25μm以下の範囲であるシリカであるならば特に限定はなく公知のシリカを使用することができる。本発明において平均粒子径はレーザー回折法により測定した値とする。
シリカとして具体的には、非晶性シリカがより好ましい。前記非晶性シリカとしては、珪藻土、活性白土等が挙げられ、非晶性シリカの中でも合成非晶性シリカとしては乾式シリカ、湿式シリカ、シリカゲル等が使用できる。中でもケイ酸ソーダ水溶液の酸またはアルカリ金属塩による中和、分解反応によって製造された湿式シリカが好ましい。前記湿式シリカは表面処理されたものを使用することもできる。シリカ粒子を表面処理する方法は、特に制限は無く公知の方法であれば良い。ワックスやシランカップリング剤で表面処理されたものが挙げられる。湿式シリカは、前記表面処理されたものと表面処理されていないものとを複数混合して用いてもよい。
前記艶消し剤として用いる湿式シリカの平均粒子径としては平均粒子径25μm以下、より好ましくは15μm以下である。平均粒子径が25μmより大きいと、粒子の脱落による艶変化・傷付が発生し易くなる。
シリカの含有率は、コーティング剤全量の固形分換算にて0.5~50質量%が好ましく、1~30質量%であればより好ましい。該含有率が0.5質量%未満であると充分な艶消し効果が見られず、50質量%を超えるとシリカ塗膜表面から脱落しやすくなる傾向にあり好ましくない。
前記艶消し剤として用いるビーズの平均粒子径は平均粒子径50μm以下であり、より好ましくは15μm以下である。平均粒子径が50μmより大きいと、ビーズの脱落・埋没による艶変化・傷付が発生し易くなる。
ビーズの含有率は、コーティング剤全量の固形分換算にて0.5~50質量%が好ましく、て0.5~30質量%であればより好ましい。質量50%を超えるとビーズが塗膜表面から脱落しやすくなる傾向にあり好ましくない。
(添加剤)
その他本発明の艶消しコーティング膜の製造方法では、重合禁止剤、レベリング剤、チクソ性付与剤、ワックス、乾燥剤、増粘剤、垂れ止め剤、可塑剤、分散剤、沈降防止剤、消泡剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含有することが可能である。
(活性エネルギー線硬化性コーティング剤の製造)
本発明で使用する活性エネルギー線硬化性コーティング剤は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、光重合開始剤、微粒子、その他各種添加剤などを混合練肉・分散することにより製造することができる。
本発明で使用する活性エネルギー線硬化性コーティング剤のフィラーの粒度分布は、分散機の粉砕メディアのサイズ、粉砕メディアの充填率、分散処理時間などを適宜調節することにより、調整することができる。分散機としては、一般に使用される、例えば、ローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミルなどを用いることができる。
コーティング剤中に気泡や予期せずに粗大粒子などが含まれる場合は、塗工物品質を低下させるため、濾過などにより取り除くことが好ましい。濾過器は従来公知のものを使用することができる。
(コーティング膜の形成方法)
本発明で使用する活性エネルギー線硬化性コーティング剤は、公知の塗布・印刷方式でコーティング膜を形成することができる。具体的な例としては、コーティング方法としては、たとえばロールコーター、グラビアコーター、グラビアオフセットコーター、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を適宜採用することができる。
(コーティング膜を形成する工程(I))
前記形成方法で形成したコーティング膜は、使用するコーティング剤が有機溶剤を含有する場合は溶剤を乾燥炉等で乾燥させた後、活性エネルギー線で硬化させて硬化させたコーティング膜を得る。
(大気下で紫外線照射する工程(II))
本発明の製造方法における工程1は、前述の基材上に設けた、活性エネルギー線硬化性組成物からなるコーティング膜に、大気下で紫外線照射する工程である。
ここで紫外線照射は公知の方法で行うことができる。例えば、殺菌灯、紫外線用蛍光灯、紫外線発光ダイオード(UV-LED)、カーボンアーク、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、複写用高圧水銀灯、中圧又は高圧水銀灯、超高圧水銀灯、無電極ランプ、メタルハライドランプ、自然光等を光源とする紫外線を照射する。硬化の際の紫外線光量は20mJ/cm以上であれば硬化効率がよい。
工程(II)における紫外線の積算光量は、20mJ/cm~7000mJ/cmの範囲であることが、本発明の効果を最大限に発揮でき好ましい。なかでも積算光量が40mJ/cm~6000mJ/cmの範囲であることがなお好ましい。
このようにして得たコーティング膜の膜厚は、0.1~100μmの範囲であることが好ましく0.5~50μmの範囲が最も好ましい。この膜厚の範囲であることで、本発明の効果を最大限に発揮できる。
(活性エネルギー線照射する工程(III))
前記工程(II)の後、活性エネルギー線照射する工程(III)を必須とし、活性エネルギー線として電子線を使用する場合は、電子線照射装置を使用する。照射量は10~230kGy程度が好ましく10~100kGy程度がより好ましく、更に酸素濃度8%未満のガス雰囲気下であれば更に好ましい。
本発明の製造方法により、所望の艶消しコーティング膜を効率よく得ることができる理由については定かではないが次のように推定している。
即ち工程(II)では、大気下で紫外線を照射するが、その際に活性エネルギー線硬化型化合物の平均官能基数が3以下であるが為に塗膜表面の硬化反応が阻害される一方で、塗膜内部から硬化反応が進行する。その際、艶消し剤等の微粒子が表面に押し上げられ、膜表面に効率よく微粒子が移動するため、膜の艶が低下すると推定している。
また、本発明の製造方法は、前述の化粧シート等建築材料用途のみならず、家具、楽器、事務用品、スポーツ用品、玩具等の表面塗装用途に幅広く展開され得る。
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。尚、以下実施例中にある部、質量部とは、質量%を表す。
尚、微粒子の平均粒子径は日機装株式会社製ナノ粒子粒度分布測定器Nanotrac UPA EX-150を使って測定した。
(調整例1 活性エネルギー線硬化性組成物 )
大阪有機化学工業(株)社製ビスコート190D(エトキシエトキシエターナル アクリル酸多量体エステル Cas No.188746-52-3)50質量部、MIWON社製の2官能アクリレートモノマー「MiramerM202」30質量部、MIWON社製の2官能アクリレートモノマー「MiramerM220」15質量部、MIWON社製3官能アクリレートモノマー「MiramerM3130」5質量部、IGM Resins B.V.社製光重合開始剤1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン「Omnirad184」1.5質量部、東ソー・シリカ株式会社製のシリカ ニップシールE170(平均粒子径3μm)を15質量部混合し、撹拌機で約1時間攪拌し総計116.5質量部である調整例1の活性エネルギー線硬化性組成物(1)を作製した。 前記式(1)による平均官能基数は1.6であった。
調整例2~12、及び比較調整例1~4の活性エネルギー線硬化性組成物ついても、表1~3に示す配合に従って調整例1と同様にして各々組成物を得た。
組成物各々について、調整例1と同様に平均官能基数を求めた。
尚、DPA-600T、Ebecryl3708は以下の通りである。
DPA-600T:6官能アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、張家港東亜迪愛生化学有限公司社製
Ebecryl3708(EpAc):2官能のビスフェノールA型エポキシアクリレートオリゴマー、ダイセル・オルネクスト(株)社製
また、調整例6,7については、光重合開始剤を「Omnirad184」の代わりにIGM Resins B.V.社製アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤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「Omnirad TPO H」を用いた。
各調整例と各々の平均官能基数を表1~3に示す。なお表中の空欄は未配合を表す。
Figure 2023154507000002
Figure 2023154507000003
Figure 2023154507000004
表中の略語は以下の通り。
・ビスコート190D:1官能のエトキシエトキシエターナル アクリル酸多量体エステル Cas No.188746-52-3、大阪有機化学工業(株)社製
・Miramer M202(EO-HDDA):2官能アクリレートモノマー、エチレンオキサイド変性1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、Miwon社製
・Miramer M220(TPGDA):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、Miwon社製
・Miramer M3130(EO-TMPTA):3官能アクリレートモノマー、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、Miwon社製
・DPA-600T:6官能アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、張家港東亜迪愛生化学有限公司社製
・Ebecryl3708(EpAc):2官能のビスフェノールA型エポキシアクリレートオリゴマー、ダイセル・オルネクスト(株)社製
・Omnirad 184:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、IGM Resins B.V.社製
・Omnirad TPO H: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、IGM Resins B.V.社製
・ニップシールE170:東ソー・シリカ株式会社製のシリカ 、平均粒子径3μm
〔コーティング膜の製造方法〕
( 基材上に、活性エネルギー線硬化性組成物のコーティング膜を形成する工程(I))
易接着処理ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルム、東洋紡績株式会社製 A4300 厚さ100μm)に、前記調整例で得た活性エネルギー硬化性組成物を、バーコーター塗工法により塗工し30μmの塗工層を形成した。
(コーティング膜上に、大気下で紫外線照射する工程(II))
前記得た塗工層に、大気下で紫外線照射する工程(II)において、紫外線照射装置は、株式会社ジーエス・ユアサ コーポレーションの紫外線照射装置を使用した。また積算光量測定装置(照度計)は、株式会社ジーエス・ユアサ コーポレーション製の紫外線積算光量計「工業用UVチェッカー UVR-N1」を使用し、紫外線積算光量が56mJ/cmである事を確認した。尚、実施例6,7についてはUV-LED光源を搭載した岩崎電気社製LED-UV照射装置を使用し紫外線照射を行った。紫外線積算光量が4000mJ/cmである事を確認した。
(コーティング膜上に、活性エネルギー線照射する工程(III))
前記工程(II)後の塗工層に、更に活性エネルギー線照射する工程(III)において、酸素濃度8%未満のガス雰囲気下にて、電子線照射装置は岩崎電気株式会社製の「エレクトロカーテンEC250/15/180L」を使用し50kGyで電子線照射した。
尚、実施例10,11については前記電子照射する代わりに、酸素濃度8%未満のガス雰囲気下にて、株式会社ジーエス・ユアサ コーポレーションの紫外線照射装置を使用し紫外線照射を行った。紫外線積算光量が56mJ/cmである事を確認した。
以上のようにして、艶消しコーティング膜を得た。
(評価項目1:光沢)
得られたコーティング膜の光沢を下記の装置・条件にて測定した。光沢低下率が高いほど、艶消し効果が高いといえる。
使用装置:コニカミノルタ社製「MULTI GLOSS 268A」
測定条件:入射角60°反射角60°
光沢低下率:(工程(III)のみ実施した際の光沢値-工程(II)と工程(III)を実施した際の光沢値)÷工程(III)のみ実施した際の光沢値
光沢低下率の評価基準は次の通りである。 3以上を合格品とみなす。
(評価基準)
5:80%以上
4:60%以上80%未満
3:40%以上60%未満
2:20%以上40%未満
1:20%未満
(評価項目2:耐傷性)
得られたコーティング膜の表面に、スチールウール(日本スチールウール株式会社製 「BON STAR No.0000」)を1.5Kgの荷重をかけて往復させた。コーティング膜への傷の入り方を次の3段階の評価基準に従って評価した。B以上を合格品とみなす。
(評価基準)
A: 変化なし、もしくは艶に若干変化が現れるが、すじ状の傷は存在しない。
B: すじ状の傷が摩擦面の半分以下の面積に入る。
C: すじ状の傷が摩擦面ほぼ全面に入り、塗膜が白化し使用できないレベルである。
(評価項目3:耐汚染性)
JAS特殊合板 汚染A試験に準拠して、汚染物を化粧板表面に塗布し、4時間後にアルコールを含むウェスで表面を拭き取った後の汚染物の残存具合を目視にて観察した。汚染物としては、市販の事務用黒マジック、赤クレヨン、青インクを用いた。
(評価基準)
◎:汚染物の残存が全くない。
○:汚染物の残存はあるが軽微で実用上問題無い。
×:汚染物の残存が著しい。
各調整例を用いて作製したコーティング膜の評価結果を表4~6に示す。
Figure 2023154507000005
Figure 2023154507000006
Figure 2023154507000007
本発明の艶消しコーティング膜の製造方法により、活性エネルギー線硬化型化合物の平均官能基数が3以下である艶消しコーティング膜では、光沢低下率が高く充分な艶消し効果が得られ、耐傷性と耐汚染性を兼備する結果となった。

Claims (3)

  1. 基材上に、活性エネルギー線硬化性組成物のコーティング膜を形成する工程(I)と、
    前記コーティング膜上に、大気下で紫外線照射する工程(II)と、
    前記コーティング膜上に、活性エネルギー線照射する工程(III)とを、
    この順に有する艶消しコーティング膜の製造方法であって、
    前記活性エネルギー線硬化性組成物が、活性エネルギー線硬化型化合物、光重合開始剤、及び艶消し剤を含有する活性エネルギー線硬化性組成物であり、
    前記活性エネルギー線硬化型化合物の平均官能基数が3以下である事を特徴とする艶消しコーティング膜の製造方法。
  2. 更に、前記活性エネルギー線硬化型化合物として、エポキシアクリレートオリゴマーを活性エネルギー線硬化型化合物全量に対し35質量%未満含有する請求項1に記載の艶消しコーティング膜の製造方法。
  3. 前記紫外線照射する工程(II)における紫外線積算光量が20mJ/cm~7000mJ/cmの範囲であり、
    前記活性エネルギー線照射する工程(III)における電子線照射の線量が10~230kGyの範囲である請求項1又は2に記載の艶消しコーティング膜の製造方法。
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