JP4420889B2 - 車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート - Google Patents
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Description
このような表面処理には、通常、常温乾燥型塗料や2液ウレタン塗料等の硬化型塗料が用いられるが、このような塗料による表面処理膜には傷が付き易く、しかも傷が付いてしまった場合には、これが目立ち易い。
そのため、このような鏡面処理膜には、通常、さらに上述したような塗料による表面処理が行われているが、この塗料処理膜にも、上記のように傷が付き易く、付いた傷が目立ち易いという欠点がある。
かかる耐チッピング性を得るには、従来より、メラミン硬化型軟質塗料、2液型アクリルウレタン系軟質塗料、ポリオレフィン系の軟質塗料をフード先端等の積層構成の一部へ追加することや、アンダーコート及びストーンガードコート(SGC)を施すことが知られている(特許文献1参照。)。
また、ポリオレフィン樹脂を用いたアンチチッピングコートは、工程が多くなるため、塗装工程を長くする必要が生じるだけでなく、コストアップにもつながる。
したがって、薄膜で耐チッピング性を向上させ得る塗膜の開発が要望されている。
上記親油性ポリロタキサンが、環状分子と、この環状分子を串刺し状に包接する直鎖状分子と、この直鎖状分子の両末端に配置され上記環状分子の脱離を防止する封鎖基とを有し、上記直鎖状分子及び環状分子の少なくとも一方が−C3H6−O−基を介してカプロラクトンによる修飾基である(−CO(CH2)5OH)基を有し、
上記環状分子がα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン及びγ−シクロデキストリンから成る群より選ばれた少なくとも1種のシクロデキストリンであることを特徴としている。
なお、このような親油性ポリロタキサンと他のポリマーを混合すると、ファンデルワールス力などによる擬似架橋を生じ、両者が組成物ないしは化合物として挙動しているものと考えられる。この場合、少なくとも上記ポリロタキサンは、上述の滑車効果を発揮しているものと思われる。
なお、環状分子としては水酸基を有するものが多い。
また、環状分子は実質的に環状であれば十分であって、「C」字状のように、必ずしも完全な閉環である必要はない。
このような反応基としては、例えば水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基、チオール基、アルデヒド基などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。なお、反応基としては、後述する封鎖基を形成する(ブロック化反応)際に、この封鎖基と反応しない基が好ましい。
すなわち、上記修飾度が0.02未満であると、有機溶剤への溶解性が十分なものとならず、不溶性ブツ(異物付着などに由来する突出物)が生成することがある。
さらに、上記ポリロタキサンが複数の環状分子を有する場合、これら環状分子それぞれの水酸基の全部又は一部が疎水性修飾基によって修飾されている必要はない。言い換えると、ポリロタキサン全体として親油性を示す限り、疎水性修飾基によって修飾されていない水酸基を有する環状分子が部分的に存在したとしても何ら差し支えない。
このときのε‐カプロラクトンの添加量を変更することで修飾度を任意に制御できる。
すなわち、この比が0.06未満では滑車効果が不十分となって塗膜の伸び率が低下することがあり、0.61を超えると、環状分子が密に配置され過ぎて環状分子の可動性が低下し、同様に塗膜の伸び率が不十分となって耐傷付き性や耐チッピング性が低下することがある。
なお、上記した種々の環状分子の中では、特にα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンが良好であり、とりわけ、被包接性の観点からはα−シクロデキストリンを使用することが好ましい。
また、環状分子の大きさにも影響を受けるが、その長さについても、環状分子が滑車効果を発揮できる限り特に限定されない。
かかる反応基としては、採用する封鎖基の種類などに応じて適宜変更することができるが、水酸基、アミノ基、カルボキシル基及びチオール基などを例示することができる。
具体的には、ポリエチレングリコール、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。
これら直鎖状分子のうち、特にポリエチレングリコール、ポリカプロラクトンが良好であり、有機溶剤への溶解性の観点からはポリカプロラクトンを用いることが好ましい。
すなわち、直鎖状分子の分子量が1,000未満では、環状分子による滑車効果が十分に得られなくなって塗膜の伸び率が低下し、耐傷付き性や耐チッピング性が低下する一方、分子量が200,000を超えると、他の樹脂との相溶性が低下し、また、基材への密着性が低下することがある。
このような基としては、「嵩高さ」を有する基又は「イオン性」を有する基などを挙げることができる。なお、ここで「基」とは、分子基及び高分子基を含む種々の基を意味する。
また、「イオン性」を有する基のイオン性と、環状分子の有するイオン性とが相互に影響を及ぼし合い、例えば反発し合うことにより、環状分子が直鎖状分子に串刺しにされた状態を保持することができる。
上述の如き、親油性ポリロタキサンは、例えば(1)環状分子と直鎖状分子とを混合し、環状分子の開口部を直鎖状分子で串刺し状に貫通して直鎖状分子に環状分子を包接させる工程と、(2)得られた擬ポリロタキサンの両末端(直鎖状分子の両末端)を封鎖基で封鎖して、環状分子が串刺し状態から脱離しないように調整する工程と、(3)得られたポリロタキサンの環状分子の水酸基を疎水性修飾基で修飾する工程、によって処理することにより得られる。
このような親油性架橋ポリロタキサンとしては、比較的低分子量のポリマー、代表的には分子量が数千程度のポリマーと架橋した親油性ポリロタキサンを挙げることができる。
すなわち、親油性ポリロタキサンの塗膜形成成分に対する含有量が1%に満たない場合には、ポリロタキサンの滑車効果が十分に得られず、塗膜の伸び率が低下して所望の耐傷付き性や耐チッピング性が得られなくなることがあり、80%を超えると、基材への密着性が低下する可能性がある。
言い換えれば、本発明の焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコートに用いる親油性ポリロタキサンに、樹脂成分、添加剤、顔料、光輝剤及び溶媒から成る群より選ばれる1種以上を常法に基づいて配合し、混合することによって得ることができる。
また、顔料としては、アゾ系顔料、フタロシアン系顔料、ペリレン系顔料などの有機系着色顔料や、カーボンブラック、二酸化チタン、ベンガラなどの無機系着色顔料を用いることができる。
なお、本発明に用いる焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート用塗料を濁りクリヤー塗料とするには、上記成分に加えて有機顔料や無機顔料、染料を添加すればよく、シリカや樹脂ビーズなどのマット剤を添加することによって艶消しクリヤー塗料とすることができる。
図2は、このような単層構造の塗膜の一例を示す概略断面図であって、図に示す塗膜は、被塗物(例えばABS樹脂基材)10の上に形成されたストーンガードコート11から構成されている。
1.修飾したポリロタキサンの合成
水酸基をヒドロキシプロピル基で修飾したヒドロキシプロピル化ポリロタキサン500mgに、モレキュラーシーブで乾燥させたε−カプロラクトン10mLを加え、室温で30分撹拌して浸透させた。その後、2−エチルヘキサン酸スズ0.2mLを加え、100℃で1〜8時間反応させた。
反応終了後、試料を50mLのトルエンに溶解させ、撹拌した450mLのヘキサン中に滴下して析出させ回収した。
EASTMAN CHEMICAL社製CMCAB−641−0.5を20%になるように溶解させた樹脂溶液に顔料として3%のカーボンブラック(ホルべイン工業(株)製PG141)を分散させた塗料に、上記で得られた親油性ポリロタキサンをトルエンに10%溶解させた溶液を攪拌しながら添加し、直鎖状分子の分子量が1,000、包接量が0.35、疎水性修飾基による修飾度が0.1である親油性ポリロタキサンを塗膜形成成分に対して20%含有する焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート用塗料とした。
なお、上記樹脂溶液は、300gのブチセロスルブ(エチレングリコールモノブチルエーテル)に200gのCMCABを攪拌しながら添加した溶液に、水/アミン混合液(水498.09g/ジメチルアミノエタノール1.91g)を注ぎ込むことによって調製したものである。
三菱化学社製のABS樹脂(厚み3mm、70mm×150mm)に、上記得られた焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート用塗料を乾燥膜厚が20μmとなるように塗装し、80℃で30分間焼付けして、本例の焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコートを得た。
表1に示す仕様とした以外は、実施例1と同様の操作を繰返して、塗膜を形成した。
上記各実施例及び比較例で得られた焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコートの耐傷付き性及び密着性について、以下のような基準に基づいて評価した。その結果を表1に併記する
磨耗試験機の摺動子にダストネル(摩擦布)を両面テープで貼り付け、0.22g/cm2の荷重下で50回往復させ、傷の有無を評価した。
○:殆ど傷がない
△:少し傷がある
×:目立つほど多くの傷がある
100個の碁盤目を作製し、セロハンテープで剥離試験を実施した。剥離試験後に、塗膜として残存する碁盤目の数を評価した。
○:100/100
△:90/100以上
×:90/100未満
なお、実施例9〜11については、直鎖状分子の分子量や親油性ポリロタキサンの含有量において好適範囲を外れる関係上、耐傷付きについてはやや劣る傾向も認められたが、比較例1〜3と比べると優れているものと判断される。
2 環状分子
2a 疎水性修飾基
3 直鎖状分子
4 封鎖基
10 ABS樹脂基材
11 ストーンガードコート
Claims (5)
- 車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコートであって、
親油性ポリロタキサンと、アクリル系油性ラッカー、セルロース系油性ラッカー及びウレタン系油性ラッカーから成る群より選ばれた少なくとも1種のものとを含有する焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート用塗料を固化して成り、
上記親油性ポリロタキサンが、環状分子と、この環状分子を串刺し状に包接する直鎖状分子と、この直鎖状分子の両末端に配置され上記環状分子の脱離を防止する封鎖基とを有し、上記直鎖状分子及び環状分子の少なくとも一方が−C3H6−O−基を介してカプロラクトンによる修飾基である(−CO(CH2)5OH)基を有し、
上記環状分子がα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン及びγ−シクロデキストリンから成る群より選ばれた少なくとも1種のシクロデキストリンであることを特徴とする車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート。 - 上記当該環状分子の水酸基が修飾され得る最大数を1とするとき、環状分子の−C3H6−O−基を介してカプロラクトンによる修飾基である(−CO(CH2)5OH)基による修飾度が0.02以上であること特徴とする請求項1に記載の車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート。
- 上記直鎖状分子が環状分子を包接し得る最大包接量を1とするとき、上記環状分子の包接量が0.06〜0.61であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート。
- 塗膜形成成分に対する上記親油性ポリロタキサンの含有量が質量比で1〜80%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート。
- 上記焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート用塗料が、添加剤、顔料及び光輝剤から成る群より選ばれた少なくとも1種のものと、溶媒と、樹脂を混合して成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の車体に形成された焼付け乾燥型溶剤系ストーンガードコート。
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