JP3178668B2

JP3178668B2 - 塗装方法及び塗装品

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Publication number: JP3178668B2
Application number: JP11636198A
Authority: JP
Inventors: 昌美桑原; 哲雄小山
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11302599A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性に優れる
塗装品を提供し得る塗装方法及び該塗装方法によって得
られる塗装品に関する。詳しくは、家具および建築物の
床面、壁面等の内装およびドアなどに使用される化粧材
を提供し得る塗装方法及び該塗装方法によって得られる
化粧材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より上記の家具および建築物の床
面、壁面等の内装およびドアなどの表面を装飾する材料
として、メラミン化粧板、ダップ化粧板、ポリエステル
化粧板、プリント化粧板、塩化ビニル化粧板等の各種化
粧板が使用されている。これらの化粧材は、その表面の
耐摩耗性を向上させるために、紫外線や電子線で硬化若
しくは架橋する層を表面に設けたり、表面層を形成する
塗料中に、α−アルミナ、シリカ等の高硬度微粒子を添
加することが知られている。特に、床面等に用いられる
場合には、より高い耐摩耗性が要求される。係る要求に
応えるために、塗料中に上記高硬度微粒子を多く含有せ
しめることが考えられる。しかしながら、塗料中に上記
高硬度微粒子を多く含有せしめると、塗料の流動特性が
不良となり、その結果平滑な塗布面が得られなかった
り、あるいは塗料中のバインダー成分が少なすぎて微粒
子表面を安定に被覆し得なくなり、微粒子が塗膜中及び
塗膜表面に十分に保持されず期待される摩耗効果が得ら
れなかったり、塗膜の柔軟性、スクラッチ性が低下する
等の弊害を生じる。また、α−アルミナはモース硬度９
と高硬度であり白色度に優れることから高硬度微粒子と
して好適に用いられるが、耐摩耗性に対する要求の益々
高まる近年さらに耐摩耗性に優れる塗装品が望まれてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、他の
諸物性を損なうことなく、耐摩耗性に優れる塗装品を得
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
した結果、塗料中に粒度分布のシャープな炭化ケイ素粒
子を添加・配合することによって、塗膜の耐摩耗性を効
果的に向上することができることを見出し、本発明に到
達した。即ち、第１発明は、基材上に、架橋性のバイン
ダー成分と該バインダー成分に対して３〜３０重量％の
炭化ケイ素微粒子を含む耐摩耗性塗料の塗膜を形成して
なる塗装品であって、前記粒子は、前記粒子を除く塗膜
の塗膜厚をｔとしたとき、全粒子の７０重量％以上の粒
度が０．５ｔ〜１．５ｔの間に分布していることを特徴
とする塗装品である。

【０００５】第２の発明は、前記基材と、前記塗膜との
間に、印刷層を有することを特徴とする第１の発明記載
の塗装品である。

【０００６】第３の発明は、前記粒子が、前記架橋性の
バインダー成分と反応し得る反応性官能基を有するアル
コキシシランで処理されていることを特徴とする第１又
は第２の発明記載の塗装品である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の塗装方法によって得られ
る塗装品の断面図を図１に示す。即ち、塗装品１は、基
材２の表面に耐摩耗性塗膜３を形成したものであり、耐
摩耗性塗膜３は、架橋性のバインダー成分４と炭化ケイ
素微粒子５を含む耐摩耗性塗料を架橋せしめた塗膜であ
る。また、第２の発明の塗装方法によって得られる塗装
品の断面図を図２に示す。即ち、第２の発明の塗装方法
によって得られる塗装品は、図２に示すように基材２と
耐摩耗性塗膜３との間に印刷層６を設けたものである。

【０００８】基板２としては、紙、プラスチック製のシ
ート・フィルム・板、不織布、金属板、木質板、石膏
板、セメント板、セラミック板等種々の材質、厚さのも
のが使用できるが、厚さとしては５〜５００μｍのもの
が好ましい。

【０００９】基材２のうち紙としては、チタン紙、薄葉
紙、クラフト紙、リンター紙、板紙、石膏ボード紙、ビ
ニル壁紙、上質紙、コート紙、アート紙、樹脂含浸紙、
硫酸紙等が挙げられる。また、紙類似シートとしては、
無機及び有機質繊維等を用いた織布及び不織布が挙げら
れる。基材２のうちプラスチック製のシート・フィルム
・板としては、塩化ビニル、ポリオレフィン等のシート
・フィルム・板が用いられる。基材２のうち木質板とし
ては、ベニア板、パーチクルボード等が挙げられる。

【００１０】耐摩耗性塗膜３は、上述のように架橋性の
バインダー成分４と炭化ケイ素微粒子５を含む耐摩耗性
塗料を架橋せしめた塗膜であり、架橋性のバインダー成
分４は、電離放射線架橋性または熱架橋性の成分等が使
用できる。但し、生産効率、塗膜硬度から電子線・紫外
線等の活性エネルギー線架橋性成分が好ましい。

【００１１】活性エネルギー線架橋性成分としては、分
子中に少なくとも２個以上のラジカル重合性不飽和基若
しくはカチオン反応性のエポキシ基を有する成分（プレ
ポリマー、オリゴマー、モノマー）と、必要に応じて単
官能のラジカル重合性不飽和基若しくはカチオン反応性
のエポキシ基を有する成分（プレポリマー、オリゴマ
ー、モノマー）を適宜使用することができる。

【００１２】ラジカル重合性不飽和基を有する成分のう
ちオリゴマーとしては、例えばウレタンアクリレート、
エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート等が
挙げられる。

【００１３】ラジカル重合性不飽和基を有する成分のう
ち単官能のモノマーとしては、メチル（メタ）アクリレ
ート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）ア
クリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ポリエチ
レングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレング
リコール（メタ）アクリレートメチルエーテル、フェニ
ルエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（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、テトラヒドロフルフリ
ル（メタ）アクリレート、メトキシトリプロピレングリ
コール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレン
グリコール（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチ
ル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリ
レート等の（メタ）アクリレート類、（メタ）アクリロ
イルモルホリン、（メタ）アクリルアミド等が挙げられ
る。

【００１４】ラジカル重合性不飽和基を有する成分のう
ち多官能モノマーとしては、ブタンジオールジ（メタ）
アクリレート、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、
ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、グリコールジ
（メタ）アクリレート、ジエチレンジ（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、トリスアクリロイルオキシエチルイソシアヌレー
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
リプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、アジ
ピン酸エポキシ（メタ）アクリレート、水素化ビスフェ
ノールエチレンオキサイドジ（メタ）アクリレート、エ
チレングリコールグリセロールトリ（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、トリエチロールプロパントリ（メタ）アクリレー
ト、エチレンオキサイド付加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、エチレングリコール化ペンタエ
リスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピレング
リコール化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トリ（メタ）アクリレー
ト等の（メタ）アクリレート類が挙げられる。

【００１５】また、カチオン反応性のエポキシ基を有す
る成分としては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレ
ート、メチルグリジジルエーテル、エチルグリシジルエ
ーテル、ブチルグリシジルエーテル、ビスフェノールA
ジグリジジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメ
チル-3,4,-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
（ユニオン・カーバイド社製「サイラキュアUVR-6110」
等）3,4-エポキシシクロヘキシルエチル-3,4- エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキセ
ンジオキシド（ユニオン・カーバイド社製「ELR-4206」
等）、リモネンジオキシド（ダイセル化学工業社製「セ
ロキサイド3000」等）アリルシクロヘキセンジオキシ
ド、3,4,- エポキシ-4- メチルシクロヘキシル-2- プロ
ピレンオキシド、2-（3,4-エポキシシクロヘキシル-5,5
- スピロ-3,4- エポキシ）シクロヘキサン-m- ジオキサ
ン、ビス（3,4-エポキシシクロヘキシル）アジペート
（ユニオン・カーバイド社製「サイラキュアUVR-6128」
等）、ビス（3,4-エポキシシクロヘキシルメチル）アジ
ペート、ビス（3,4-エポキシシクロヘキシル）エーテ
ル、ビス（3,4-エポキシシクロヘキシルメチル）エーテ
ル、ビス（3,4-エポキシシクロヘキシル）ジエチルシロ
キサン等が挙げられる。

【００１６】また、ビニルエーテル系単量体としては、
エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、
イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテ
ル、イソブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルブ
チルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘ
キシルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、ヒドロ
キシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエ
ーテル、９−ヒドロキシノニルビニルエーテル、４−ヒ
ドロキシシクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサ
ンジメタノール−モノビニルエーテル、トリエチレング
リコール−モノビニルエーテル等が挙げられる。

【００１７】ラジカル重合性の架橋成分を紫外線により
架橋させる場合には、光重合開始剤として、アセトフェ
ノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、芳香族
ジアゾニウム塩、メタロセン等が挙げられる。また、重
合促進剤として、アミン類、ホスフィン類を併用するこ
とも可能である。

【００１８】また、カチオン反応性の成分を紫外線によ
り架橋させる場合には、カチオン系開始剤としては、ル
イス酸のジアゾニウム塩、ルイス酸のヨードニウム塩、
ルイス酸のスルホニウム塩、ルイス酸のホスホニウム
塩、その他のハロゲン化物、トリアジン系開始剤、ボー
レート系開始剤、及びその他の光酸発生剤等が挙げられ
る。

【００１９】炭化ケイ素微粒子５の形状としては、真球
状の他、楕円球状、角が丸みを帯びている多角体等が好
ましい。

【００２０】本発明の塗装方法に用いられる炭化ケイ素
微粒子５は集合体としては、粒度分布がシャープである
ことが重要である。即ち、炭化ケイ素微粒子の集合体と
しての粒度分布が広く、炭化ケイ素微粒子を除く塗膜の
厚みよりも小さい炭化ケイ素を多く含むように塗装した
場合には、塗膜の表面に突出する該粒子が少なくなり、
その結果耐摩耗性を十分に向上することができない。一
方、炭化ケイ素微粒子の集合体としての粒度分布が広
く、炭化ケイ素微粒子を除く塗膜の厚みよりも大きい炭
化ケイ素微粒子を多く含むように塗装した場合には、塗
膜表面に突出する該粒子が多くなるため耐摩耗性を向上
する傾向にはあるが、突出し過ぎた大きな粒子が大きす
ぎるが故に塗膜が摩擦される際に塗膜から欠落してしま
い易く、粒子の欠落した塗膜は外観上好ましくないばか
りでなく、塗膜自体の有する種々の機能をも損なう。従
って、本発明の塗装方法は、炭化ケイ素微粒子を除く塗
膜の厚みをｔとしたときに、塗装品の塗膜中の炭化ケイ
素微粒子５の全粒子の６０重量％以上が０．５ｔ〜１．
５ｔの間にあるように塗装することが重要であり、全粒
子の９０重量％以上が０．５ｔ〜１．５ｔの間になるよ
うに塗装することがより好ましい。シャープな粒度分布
の炭化ケイ素微粒子５の集合体は、比較的広い粒度分布
の粒子の集合体に結晶剤を添加し高温で熱処理したり、
あるいは比較的広い粒度分布の粒子の集合体を分級する
ことによっても得ることが出来る。

【００２１】本発明は、塗装品の塗膜中には、炭化ケイ
素微粒子５を３〜３０重量％含有するように塗装するこ
とが重要であり、５〜２０重量％含有するように塗装す
ることが好ましく、１０〜２０重量％含有するように塗
装することがさらに好ましい。炭化ケイ素微粒子５が３
重量％未満だと、耐摩耗性の向上にほとんど寄与せず、
一方３０重量％より多量に含有すると、塗料としての流
動性を損ない易いばかりでなく、塗膜の柔軟性、スクラ
ッチ性が低下する等の弊害がある。

【００２２】炭化ケイ素微粒子５としては、耐摩耗性塗
料中での分散性および流動性を改善すべく、その表面を
種々の処理剤で処理したものを使用しても良い。例え
ば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング
剤、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ポリオール、界面
活性剤、レシチン、リン酸エステル、キレート系分散剤
等で処理してもよい。また、末端にラジカル重合性不飽
和基、アミノ基、エポキシ基等の反応性官能基を有する
アルコキシシランで処理した炭化ケイ素微粒子５を用い
ると、架橋性のバインダー成分との間で反応し該微粒子
とバインダーとが強固に結合し、耐摩耗性がより向上す
る。

【００２３】また、本発明においては、他のフィラーを
併用しても良い。この場合、本発明の塗装方法によって
得られる塗装品の耐摩耗性を損なわないように、併用す
るフィラーもモース硬度が高く粒度分布のシャープなも
のが好ましい。

【００２４】本発明の塗装方法に供される塗料は、架橋
性のバインダー成分に炭化ケイ素微粒子を添加・配合
し、混合・分散せしめたものであり、混合・分散方法と
しては特に限定はなく、例えば、振とう型分散機、サン
ドミル、ボールミル、ディスパー、ホモジナイザー等の
一般的な混合・分散装置を用いて、混合・分散せしめれ
ばよい。本発明の塗装方法に供される塗料には、このほ
か、添加剤として、シリコン、油脂、フッソ系化合物等
のレベリング剤や滑剤、ハイドロキノン、トリエチルア
ミン等の安定化剤および光沢調整、塗膜の意匠感を向上
させるためにシリカ、炭酸カルシウム等を加えることが
できる。

【００２５】本発明の塗装方法は、基材２上に耐摩耗性
塗料を塗装し、耐摩耗性塗料層を架橋せしめるか、ある
いは必要に応じて基材２上に印刷層６を形成した後、該
印刷層６上に耐摩耗性塗料を塗装し、耐摩耗性塗料層を
架橋せしめればよい。耐摩耗性塗料は、直接基材２又は
印刷層６に塗装してもよいし、あるいは剥離紙上に塗料
を予めコーティングしたのち、基材２又は印刷層６に転
写してもよい。また、コーティング方法としては、グラ
ビアコート、グラビアリバースコート、グラビアオフセ
ットコート、ロールコート、コンマコート、スプレーコ
ート等が挙げられる。

【００２６】架橋性バインダー成分と炭化ケイ素微粒子
とを含む耐摩耗性塗料を電子線で架橋する場合には、加
速電圧３０〜５００ＫＶ、好ましくは５０〜２００ＫＶ
で、照射線量５〜２００ＫＧｙ、好ましくは１０〜１０
０ＫＧｙの電子線を照射することによって架橋すること
が好ましい。また、紫外線により架橋させる場合の露光
量は１０〜２０００ｍＪ／ｃｍ²程度であり、好ましく
は、５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ²である。

【００２７】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。例中、
「部」「％」は、それぞれ「重量部」「重量％」であ
る。

【００２８】（実施例１〜５、比較例１〜３）表１に示す組成Ａ〜Ｃに表２に示す炭化ケイ素微粒子、
アルミナを所定量添加し、電子線架橋性の耐摩耗性塗料
を得、木目柄を印刷した基材に各電子線架橋性の耐摩耗
性塗料を架橋後の炭化ケイ素微粒子等を除く塗膜の膜厚
が２０μになるように塗装し、塗装品を形成した。尚、
架橋条件は加速電圧１５０ＫＶ、１０ｍＡ、照射線量３
０ｋＧｙとした。得られた塗装品について、耐摩耗性試
験を行いその結果を表２に示した。耐摩耗試験は、テー
バー摩耗試験器を使用し、ＮＥＭＡの標準規格にあるＳ
−４２サンドペーパーで下地の木目柄が削れるまでの回
数で比較した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明により、特定の粒度分布の炭化ケ
イ素微粒子を塗膜に含有せしめることによって、耐摩耗
性に優れる塗装品を得ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗装方法によって得られる塗装品の断
面図

【図２】基材上に印刷層を設ける塗装方法によって得ら
れる塗装品の断面図

【符号の説明】

１．耐摩耗性を有する塗装品２．基材３．耐摩耗性塗膜４．架橋性のバインダー成分５．炭化ケイ素微粒子６．印刷層

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−237758（ＪＰ，Ａ) 特開平４−153914（ＪＰ，Ａ) 特開平６−52541（ＪＰ，Ａ) 特開平９−279089（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−237202（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−83146（ＪＰ，Ａ) 特開平６−68453（ＪＰ，Ａ) 実公昭61−159550（ＪＰ，Ｙ２) 特公昭49−43130（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭50−34052（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 1/00 - 201/10 ＣＡＳ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に、架橋性のバインダー成分と該バ
インダー成分に対して３〜３０重量％の炭化ケイ素微粒
子を含む耐摩耗性塗料の塗膜を形成してなる塗装品であ
って、前記粒子は、前記粒子を除く塗膜の塗膜厚をｔと
したとき、全粒子の７０重量％以上の粒度が０．５ｔ〜
１．５ｔの間に分布していることを特徴とする塗装品。
【請求項２】前記基材と、前記塗膜との間に、印刷層を
具備することを特徴とする請求項１に記載の塗装品。
【請求項３】前記粒子が、前記架橋性のバインダー成分
と反応し得る反応性官能基を有するアルコキシシランで
処理されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
の塗装品。