JP4625883B2 - 一液型フッ素樹脂塗料および汚染防止方法 - Google Patents
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Description
(II)導電性フィラー;
が配合されてなり、塗膜の表面抵抗率が107〜1013Ω/□であることを特徴とする一液型フッ素樹脂塗料に関する。
本発明の一液型フッ素樹脂塗料によって形成された塗膜は高光沢で透明性に優れ、プラスチック、特にPSやABSに対する密着性にも優れている。
また本発明の一液型フッ素樹脂塗料にパール顔料や着色顔料等の着色剤を配合することによって、塗膜に美粧性を付与できる。
さらに本発明の一液型フッ素樹脂塗料はバインダーとしてフッ素樹脂を含むので、そのような塗料によって形成された塗膜は耐薬品性と耐候性に優れている。
本発明の塗料に配合されるグラフト共重合体(I)は、ウレタン結合を介してラジカル重合性不飽和結合部分を有するフッ素樹脂(A)(以下、単に「成分(A)」ということがある)、ラジカル重合性ポリシロキサン(B)(以下、単に「成分(B)」ということがある)、およびラジカル重合性単量体(C)(以下、単に「成分(C)」ということがある)を共重合してなるものであり、有機溶剤に対する可溶性を有する。
成分(A)はウレタン結合を介してラジカル重合性不飽和結合部分を有するフッ素樹脂であり、詳しくは主鎖としての直鎖状フッ素樹脂がウレタン結合を介してラジカル重合性不飽和結合部分を側鎖として有してなるものである。そのような成分(A)は例えば、水酸基を有するフッ素樹脂(A−1)とイソシアネート基を有するラジカル重合性単量体(A−2)とを反応させることによって得ることができる。
イソシアネート基を有するラジカル重合性単量体(A−2)は1種又は2種以上を用いることができる。
成分(B)はラジカル重合性ポリシロキサンであり、詳しくは直鎖状ポリシロキサン鎖の片末端にラジカル重合性不飽和結合部分を有するものである。
そのようなラジカル重合性ポリシロキサン(B)として、下記一般式(6)で示される単量体を用いることができる。
成分(C)は成分(A)および成分(B)以外のラジカル重合性単量体であり、ラジカル重合反応条件下において前記成分(A)および成分(B)と二重結合による重合反応以外には反応しない非反応性のラジカル重合性単量体である。すなわち、ラジカル重合性単量体(C)は、その二重結合部分において、ラジカル重合反応条件下で前記成分(A)および成分(B)と二重結合による重合反応によって結合する。
例えば、水酸基を有するフッ素樹脂(A−1)に対するイソシアネート基を有するラジカル重合性単量体(A−2)の使用割合を増加すると、成分(A)の水酸基価は小さくなり、グラフト共重合体(I)の水酸基価も小さくなる。一方で、上記使用割合を低減すると、グラフト共重合体(I)の水酸基価は大きくなる。
また例えば、成分(A)の使用量および成分(C)として使用される水酸基含有ビニル単量体の使用量を増加すると、グラフト共重合体(I)の水酸基価は大きくなる。一方で、そのような使用量を低減すると、グラフト共重合体(I)の水酸基価は小さくなる。
SP=(ΣSPi2・mi)1/2
(式中、SPiは各構成成分のホモポリマーのSP値、miは各構成成分の重量分率を表す)によりグラフト共重合体(I)のSP値を得る。
導電性フィラー(II)は塗膜に導電性を付与できる物質であれば、特に制限されず、例えば、非酸化金属がドープされた金属酸化物、カーボンナノチューブ等が使用可能である。非酸化金属がドープされた金属酸化物の具体例として、例えば、アンチモンドープ二酸化スズ、アルミドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、酸化インジュウム、アンチモンドープ酸化チタンなどが例示できる。本発明においては導電性フィラーを配合することにより、表面の汚染、特に煙草汚染を有効に防止できる。導電性フィラーが配合されないと、汚染物質が塗膜表面に斑に付着する。導電性フィラーが多い場合、付着した物質が容易に除去できない。
また例えば、アルミドープ酸化亜鉛を使用する場合、当該導電性フィラーの配合量はグラフト共重合体(I)の固形分重量と当該導電性フィラーの重量との和に対して22〜25重量%がより好ましい。
有機溶剤(III)は塗料の分野で従来より溶媒として使用される有機溶剤が使用可能であり、例えば、エステル系溶剤(例えば酢酸エチル、酢酸イソブチルなど)、ケトン系溶剤(例えばメチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなど)、炭化水素系溶剤(例えばトルエン、シクロヘキサンなど)、アルコール系溶剤(例えばメタノール、ブタノール、イソブタノール、イソプロパノールなど)等が挙げられる。
本発明の塗料には、着色剤をさらに配合してもよい。着色剤を配合することによって、塗膜をカラークリヤー(着色透明膜)とすることができ、塗膜に美粧性を簡便に付与できる。着色剤としては、例えば、パール顔料、着色顔料等が使用可能である。
着色顔料の具体例として、例えば、ファーストゲンブルー5485、ファーストゲングリーンS(以下大日本インキ化学工業(株))等が挙げられる。
着色剤の配合量は、通常はグラフト共重合体(I)に対して0.2〜3重量%、特に0.3〜2.5重量%が好ましい。
本発明の塗料は有機溶剤(III)中にグラフト共重合体(I)および導電性フィラー(II)を配合し、混合することによって容易に製造可能である。混合によってグラフト共重合体(I)は溶解し、導電性フィラー(II)は分散する。混合機は、従来より、塗料やインクの分野で、混合・分散に用いられるサンドミル、ボールミル、高速回転装置、三本ロールなどが用いられる。導電フィラーの分散をより効率的に良くするためには、塗料に、分散助剤(例えばポリエーテルリン酸エステル化合物系、ポリカルボン酸の長鎖アミン塩)を単独で、または組み合わせて配合することができる。
本発明の汚染防止方法は、上記した一液型フッ素樹脂塗料を塗布・乾燥して塗膜を形成することを特徴とする。
塗料の塗布方法は所定厚みの塗膜を形成できる限り特に制限されず、例えばエアースプレー塗装法、エアレススプレー塗装法、静電塗装法、ローラー塗装法、ハケ塗装法などの従来の塗料の塗布方法が採用できる。導電性フィラー同士の接触による連結網目構造を有する塗膜を形成する観点から、エアースプレーを採用することが好ましい。
また塗膜は、それ自体が優れた耐候性および耐薬品性を有することに加えて、プラスチック材、特にPS材及びABS材への密着性に優れ、かつ煙草の煙などの汚染粒子物質の付着防止特性と汚れ拭き取り性の良好な低汚染性を有するという特徴を有する。本発明の塗料は、このような優れた特性を生かして、煙草の煙などに汚れ易いプラスチック製電気製品の汚れを防ぐための防汚塗膜を形成するために好適である。また本発明の塗料によって形成された塗膜は透明性に優れ、下地の意匠性を損なうことがないので、本発明の塗料はクリヤー塗料として提供され得る。本発明の塗料に必要に応じてパール顔料や着色顔料を少量配合することによってカラークリヤーを得ることも出来る。また必要に応じて屋外で使用することも出来る。
実施例において用いた材料の市販品名を示す。
成分(A−1);
セフラルコートA690X(固形分の水酸基価60、不揮発分55%(セントラル硝子(株)製))
ルミフロンLF710F(固形分の水酸基価50、不揮発分100%(旭硝子(株)製))
成分(B);
サイラプレーンFM−0721(チッソ(株)製)
開始剤;
パーブチルO(t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂(株)製))
導電性フィラー;
アンチモンドープ二酸化スズ(FS−10P(石原産業(株)製))
アルミドープ酸化亜鉛(パセットCK(ハクスイテック(株)製))
機械式撹拌装置、温度計、コンデンサー、及び乾燥窒素導入口を備えたガラス製反応器に、セフラルコートA690X(181部(固形分換算99.6部))、及び2−イソシアナトエチルメタクリレート(0.4部)を入れ、乾燥窒素雰囲気下で80℃に加熱した。80℃で2時間反応し、サンプリング物の赤外吸収スペクトルによりイソシアネートの吸収が消失したことを確認した後、反応混合物を取り出し、ラジカル重合性フッ素樹脂A1(固形分の水酸基価58、不揮発分55.1%)を得た。
前記製造例1に記載のセフラルコートA690Xに代えて、ルミフロンLF710F(99.6部)及び溶剤としての酢酸ブチル81.4部を用いる他は製造例1と同様にして、ラジカル重合性フッ素樹脂A2(固形分の水酸基価48、不揮発分55.1%)を得た。
機械式撹拌装置、温度計、コンデンサー、及び乾燥窒素導入口を備えたガラス製反応器に、製造例1で合成したラジカル重合性フッ素樹脂A1(45部(固形分換算24.8部))、t−ブチルメタクリレート(60部)、2−エチルヘキシルアクリレート(10部)、サイラプレーンFM−0721(5部)、パーブチルO(5部)、酢酸ブチル(80部)を入れ、窒素雰囲気中で90℃まで加熱した後、90℃で8時間保持することによって、不揮発分が50%で、水酸基価が14KOHmg/g、Sp値が8.8であるグラフト共重合体溶液を得た。
得られたグラフト共重合体溶液にアンチモンドープ二酸化スズ(4.5部)を添加し、混合・分散して塗料を得た。
ラジカル重合性フッ素樹脂、溶剤、ラジカル重合性単量体およびラジカル重合性ポリシロキサンの仕込量及び種類を表1〜表4に記載のように変更したこと以外は実施例1と同様にして、グラフト共重合体溶液を得た。
導電性フィラーの仕込量および種類を表1〜表4に記載のように変更したこと、および所望により着色剤を表1〜表4に記載のように配合したこと以外は実施例1と同様にして塗料を得た。
上記塗料をPS板の表面に吹付け塗付し、温度60℃で20分間加熱して乾燥させ、厚み10μmの塗膜を形成し、以下の項目について評価した。なお、密着性試験については、ABS板を用いたこと以外、上記と同様の方法で形成した塗膜についても評価した。
比較例8においては未塗装ポリスチレンサンプル板について評価した。
塗膜厚は電磁式デジタル膜厚計((株)サンコウ電子研究所)によって測定した任意の5箇所の測定値を平均した値である。
方法:被塗物(PS板)と磨き軟鋼板を並べて、同条件で塗装し、磨き軟鋼板の膜厚を膜厚計にて測定。
JIS K 5600−5−6(碁盤目テープ剥離試験:すきま間隔1mm)に準じて密着性(付着性)を評価した。分類0〜5は同JIS規格に基づく評価結果であり、分類0は密着性に優れ、分類1は実用上問題のない範囲内であり、分類2〜5は実用上問題がある範囲である。
ハイレスタUP MCP−HT450型(ダイアインスツルメンツ製)を使用し測定した。
・光沢
JIS K 5600−4−7に準じ60°鏡面光沢度計を用いて測定した。
・全光線透過率
濁度計ヘイズメーターNDH−2000型(日本電色工業製)を使用し測定した。
サンプル板を所定のホルダーにセットし、容積30リットルBOXに入れ、タバコ1本分の煙を封入し、BOX内のファンを1分間運転し煙を均一に撹拌する。2時間放置してサンプルを取りだし、JIS K 5600−4−6に準じ、色差を測定し次の基準で判定した。
色差(△E*)
○;4.0未満;極薄く褐色化する程度であり、汚染物質の付着防止性に優れている;
△;4.0以上6.0未満;薄褐色化する程度であり、実用上問題のない範囲内である;
×;6.0以上;褐色化し、実用上問題がある。
初期タバコ汚れ性で処理したサンプルを1週間23℃、50%の条件で放置し、ガーゼにマジックリン(花王製)を付けて10往復させて拭き取り後、JIS K 5600−4−6に準じ色差を測定し次の基準で判定した。
色差(△E*)
○;0.3未満;簡単に拭き取れ、元に戻り、拭き取り性に優れている;
△;0.3以上0.7未満;僅かに褐色化が残るが、実用上問題のない範囲内である;
×;0.7以上;褐色化が明らかに残り、拭き取れない。
1)製造例1及び2で合成したフッ素樹脂(溶剤を含んだ量);
2)サイラプレーンFM−0721;
3)メチルメタクリレート;
4)t−ブチルメタクリレート;
5)2−エチルヘキシルアクリレート;
6)2−ヒドロキシエチルメタクリレート;
7)メタクリル酸;
8)塗料に含有されるグラフト共重合体の固形分重量と導電性フィラーの重量との和に占める導電性フィラーの重量割合;
9)グラフト共重合体の物性値;
「−」添加しなかった、または測定しなかった。
Claims (3)
- (I)ウレタン結合を介してラジカル重合性不飽和結合部分を有するフッ素樹脂(A)、ラジカル重合性ポリシロキサン(B)、およびラジカル重合性単量体(C)を共重合してなる水酸基価20mgKOH/g以下およびSP値8.0〜9.5のグラフト共重合体;および
(II)導電性フィラー;
が配合されてなり、塗膜の表面抵抗率が107〜1013Ω/□であることを特徴とするプラスチック塗装用一液型フッ素樹脂塗料。 - 着色剤がさらに配合された請求項1に記載のプラスチック塗装用一液型フッ素樹脂塗料。
- 請求項1または2に記載のプラスチック塗装用一液型フッ素樹脂塗料を塗布・乾燥して塗膜を形成することを特徴とする汚染防止方法。
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