JP4631982B2 - 真空蒸着用ミドルコート組成物 - Google Patents
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Description
熱硬化型は、ミドルコート層に濃い着色がされていても硬化が可能であるという有利な点をもつ。
一方、UV硬化型は、非常に短い時間で硬化するこができるので、リードタイムを非常に短くできるという有利な点をもつ。また、既存のUVラインを使用できる点も有利である。
しかし、UV硬化型には、硬化させるための照射光量の制御が比較的困難であるという問題が存在する。また、本発明の属する技術分野では、意匠性を高めるためにミドルコート層を着色することは普通に行われることであり、UV硬化型では、濃い着色をすると硬化が困難になるという欠点があった。
かかる欠点は、熱硬化型とすることによって解決できるが、従来の熱硬化型コート剤組成物は、硬化時間が30分以上と長く、通常のUV塗装ラインを用いて乾燥することが不可能であり、バッチ式の硬化工程を使用することが不可欠であった。
上記(メタ)アクリレート系共重合体(A)のガラス転移点50〜70℃、かつ、重量平均分子量10000〜50000であり、
上記(メタ)アクリレート系共重合体(A)が、1分子中に水酸基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有するアルキル(メタ)アクリレート(a4)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含み、
上記硬化剤(B)が、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物、ジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体、ジイソシアネートのイソシアヌレート体およびジイソシアネートのビウレット体からなる群から選択される1種以上の化合物である、真空蒸着用ミドルコート組成物。
〔2〕(メタ)アクリレート系共重合体(A)と、硬化剤(B)とを含有する真空蒸着用ミドルコート組成物であって、
上記(メタ)アクリレート系共重合体(A)のガラス転移点50〜70℃、かつ、重量平均分子量10000〜50000であり、
上記(メタ)アクリレート系共重合体(A)が、1分子中にカルボキシル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有するアルキル(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリル酸(a5)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含み、
上記硬化剤(B)が、1分子中に2個以上のアジリジン基を有する化合物である、真空蒸着用ミドルコート組成物。
〔3〕(メタ)アクリレート系共重合体(A)と、硬化剤(B)とを含有する真空蒸着用ミドルコート組成物であって、
上記(メタ)アクリレート系共重合体(A)のガラス転移点50〜70℃、かつ、重量平均分子量10000〜50000であり、
上記(メタ)アクリレート系共重合体(A)が、1分子中にグリシジル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有するアルキル(メタ)アクリレート(a6)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含み、
上記硬化剤(B)が、1分子中に2個以上のイミノ基を有する化合物または1分子中に2個以上のケチミン基を有する化合物である、真空蒸着用ミドルコート組成物。
〔4〕上記アルキル(メタ)アクリレート(a4)のアルキル基が、炭素数1〜18の直鎖、分枝または環状アルキル基である、上記〔1〕に記載の真空蒸着用ミドルコート組成物。
〔5〕上記アルキル(メタ)アクリレート(a6)のアルキル基が、炭素数1〜18の直鎖、分枝または環状アルキル基である、上記〔3〕に記載の真空蒸着用ミドルコート組成物。
本発明の真空蒸着用ミドルコート組成物は短時間で十分硬化するので、所望により、従来のUV塗装ラインを使用して塗布および硬化をすることができる。
本発明の真空蒸着用ミドルコート組成物(以下、単に「本発明の組成物」という場合がある。)は、(メタ)アクリレート系共重合体(A)と、硬化剤(B)とを含有する。なお、(メタ)アクリレートの語は、アクリレートまたはメタクリル酸を意味する。
本発明の組成物に含有される(メタ)アクリレート系共重合体(A)(以下、「共重合体(A)」という。)は、ガラス転移温度50〜70℃、重量平均分子量10000〜50000で、側鎖に反応性官能基を有するものであれば特に限定されない。
共重合体(A)のガラス転移温度は、50〜70℃の範囲内であれば特に限定されないが、53〜68℃の範囲内が好ましく、55〜65℃の範囲内がより好ましい。この範囲内であると、蒸着金属層およびトップコート層との密着性が良好であるからである。
共重合体(A)のガラス転移温度の測定方法は、当業者が知る任意の方法を用いることができるが、例えば、DSC法、DTA法、TMA法等によって測定することができる。また、以下の計算式(1)により理論値を算出することも出来る。
100/Tg=w1/Tg1+W2/Tg2・・・(1)
ただし、Tg:共重合体のポリマーのガラス転移温度(K)
Tg1:モノマー1のホモポリマーのガラス転移温度(K)
Tg2:モノマー2のホモポリマーのガラス転移温度(K)
w1:モノマー1の重量分率(%)
W2:モノマー2の重量分率(%)
共重合体(A)の重量平均分子量の測定方法は、当業者が知る任意の方法を用いることができるが、例えば、浸透圧法、レイリー散乱法、拡散率法、沈降速度法、粘性率法、ラスト法等によって測定することができる。また、上記計算式(1)によって求めることもできる。
共重合体(A)の重量平均分子量は、上記計算式(1)によって計算した分子量で、10000〜50000の範囲内であれば特に限定されないが、15000〜45000の範囲内が好ましく、20000〜40000の範囲内がより好ましく、25000〜35000の範囲内がさらに好ましい。この範囲内であると、意匠性、塗装作業性、密着性が良好だからである。
共重合体(A)は、1分子中に反応性官能基と(メタ)アクリロイルオキシ基[下記式(4)]を有する(メタ)アクリレート(a1)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含んでもよい。
本発明の組成物に含有される硬化剤(B)は、前記共重合体(A)が有する反応性官能基と架橋反応をしうる官能基を有するものであれば特に限定されない。
好ましいケチミン化合物は、例えば、1分子中に第一級アミノ基を2個以上有するポリアミン(b1)(以下、単に「ポリアミン(b1)」という。)と、1分子中に炭素−炭素結合を2個以上有する1または2個のα炭素を有するケトン(b2)(以下、単に「ケトン(b2)」という。)とを反応させて得ることができる。
ポリアミン(b1)としては、ジアミンが好ましく、中でも、ヘキサメチレンジアミン[下記式(17)]、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン(1,3−BAC)[下記式(18)]、ノルボルナンジアミン(NBDA)[下記式(19)]、メタフェニレンジアミン(MPD)[下記式(20)]、メタキシリレンジアミン(MXD)[下記式(21)]が、貯蔵安定性と硬化性のバランスに優れるという点から好ましい。
ケトン(b2)としては、具体的には、例えば、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、ジイソブチルケトン(DIBK)、ジエチルケトン(DEK)、エチルプロピルケトン(EPK)、エチルブチルケトン(EBK)、ジプロピルケトン(DPK)等を挙げることができる。これらのケトンを単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。ケトンの組み合わせは、特に限定されない。
共重合体(A)が有する反応性官能基がヒドロキシ基であり、硬化剤(B)がポリイソシアネート化合物である場合、本発明の組成物は、所望により、硬化促進触媒(C)を含有してもよい。
共重合体(A)の反応性官能基がヒドロキシ基である場合には、共重合体(A)と、硬化剤(B)と、硬化促進触媒(C)との配合比は、特に限定されないが、本発明の組成物の全不揮発分100質量部中、共重合体(A)25〜35質量部、硬化剤(B)3〜15質量部、硬化促進触媒(C)0〜1質量部であることが好ましい。
共重合体(A)の反応性官能基がカルボキシル基である場合には、重合体(A)と、硬化剤(B)との配合比は、特に限定されないが、本発明の組成物の全不揮発分100質量部中、共重合体(A)25〜35質量部、硬化剤(B)1〜15質量部であることが好ましい。
共重合体(A)の反応性官能基がグリシジル基である場合には、重合体(A)と、硬化剤(B)との配合比は、特に限定されないが、本発明の組成物の全不揮発分100質量部中、共重合体(A)25〜35質量部、硬化剤(B)1〜15質量部であることが好ましい。
本発明の組成物は、作業性および得られる塗膜の意匠性を向上できる点から、更に、溶剤を含有するのが好ましい。
溶剤としては、具体的には、例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)が挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩;ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物が挙げられる。
接着性付与剤としては、例えば、テルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペン−フェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。
本発明の組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、反応容器に上記の各必須成分と任意成分とを入れ、減圧下で混合ミキサー等のかくはん機を用いて十分に混練する方法を用いることができる。
以下、本発明の積層体について詳細に説明する。
本発明の積層体は、プラスチック基材と、アンダーコート層と、金属の真空蒸着層と、該蒸着層の上に本発明の組成物を塗布して硬化させて形成されたミドルコートの上に形成されたトップコート層とを有する積層体である。
硬化塗膜の膜厚が1μm以上の場合、特に金属の真空蒸着層の表面劣化の防止効果に優れ、30μm以下の場合、金属の真空蒸着層との接着性により優れ、クラックの発生を防ぐことができる。
真空蒸着の方法は、特に制限されず、公知の方法を採用できる。
トップコートを形成する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
トップコート剤は、特に制限されず、公知のトップコート剤を使用できる。
下記第1表に示す各単量体成分を第1表に示す質量比で混合し、重合開始剤(AIBN(アゾビスイソブチロニトリル))の存在下、メチルエチルケトン中で重合させて、実施例1〜16および比較例1〜8について、第1表に示される各共重合体(30%メチルエチルケトン溶液)を得た。
第2表に示す各成分を、第2表に示す組成(質量部)で、かくはん機を用いて混合し、第2表に示される実施例1〜16および比較例1〜8の各組成物を得た。
・硬化剤(B)
(1)ポリイソシアネート
TMP−XDI(タケネート D110N、三井化学ポリウレタン社製)
TMP−HDI(タケネート D160N、三井化学ポリウレタン社製)
(2)1分子中に2または3個以上のアジリジン基を有する化合物
PZ−33(ケミタイト PZ−33、日本触媒社製)
(3)1分子中に2個以上のイミノ基を有する化合物
1,6−ヘキサメチレンジアミンとメチルイソプロピルケトンとを1:2のモル比で反応して合成したケチミン化合物
・硬化促進触媒(C)
トリエチルアミン(試薬1級、関東化学社製)
実施例10は、共重合体(A)の反応性官能基がカルボキシル基であり、硬化剤(B)として1分子中に2以上のアジリジン基を有する化合物(PZ−33)を使用する例である。
実施例11〜16および比較例5〜8は、共重合体(A)の反応性官能基がグリシジル基であり、硬化剤(B)として1分子中に2個以上のイミノ基を有する化合物(ケチミン)化合物を使用する例である。
得られた各組成物の接着性および意匠性を以下の方法により評価した。
(1)塗装作業性
スプレー塗装の行い易さにより評価を行った。適切な塗料粘度であり、作業上問題がないものを良として「◎」と評価し、作業上問題がないものを可として「○」と評価し、粘度が高くスプレー塗装が困難であるものを不可として「×」と評価した。
意匠性の評価は、塗布面を垂直にした状態のABS樹脂に対して、得られた各組成物をスプレーで塗布して、サンプルを得た。
スプレー塗布後、得られたサンプルの塗布面を水平にして、サンプルの塗布面に対して斜め45°の角度からサンプルを肉眼で観察した。
意匠性の評価基準は、塗膜の光沢に優れ、凹凸が少ないものを「◎」、凹凸が少なく実用上問題がないものを「○」、凹凸が目立つ等外観上異常があるものを「×」とした。
密着性の評価は、碁盤目テープはく離試験によって行った。
具体的には次の手順に従った。
ポリカーボネート(PC)樹脂を基材として用い、その上にUVアンダーコートを塗装し、UV硬化させ、さらにその上にスズ(Sn)を真空蒸着して蒸着金属層を形成した。
その蒸着金属層の上に、実施例1〜6、比較例1〜4に係る組成物を、それぞれ塗装し、塗布後60℃の条件下で3分間熱風乾燥させた後、日本電池社製のGS UV SYSTEMで積算光量が500mJ/cm2、1000mJ/cm2、1500mJ/cm2となるようにUV照射を行い、UV硬化させ、さらに70℃で10分間乾燥して、ミドルコート層を形成した。
さらに、そのミドルコート層の上に、UVトップコートを塗装し、UV硬化させ、碁盤目テープはく離試験用の試験体を作成した。
次に、得られた試験体に、1mmの基盤目100個(10×10)を作り、基盤目上にセロハン粘着テープ(幅18mm)を完全に付着させ、直ちにテープの一端をPC樹脂に対して直角に保ちながら瞬間的に引き離し、完全に剥がれないで残った基盤目の数を調べた。
100個中、95個以上が残ったものを合格とした。
(1)実施例1〜16
塗装作業性および意匠性について、実施例1および11はともに「○」と評価され、実施例2〜9および12〜16はいずれも「◎」と評価された。
密着性について、実施例1および11は、70℃3分間の硬化条件では100個中90個が残存し、密着性が十分ではなかったが、70℃5分間の硬化条件では100個中100個が残存し、密着性が十分に発現していた。また、実施例2〜10および12〜16は、いずれも、70℃3分間の硬化条件で100個中95個以上が残存し、必要な密着性が発現して合格に達し、70℃で5分間以上の硬化条件では100個中100個が残存し、十分な密着性が発現していた。特に、実施例9の結果は、硬化促進触媒(C)を配合すると、3分間の硬化時間で十分な密着性が発現することを示唆する。
塗装作業性および意匠性について、比較例1、2、5および6はいずれも優れ、「◎」と評価された。
密着性について、比較例1、5においては、70℃3分間または5分間の硬化条件では密着性が発揮されず、70℃15分間または30分間の効果条件では密着性が不良であった。一方、比較例2、6においては、70℃3分間または5分間の硬化条件では密着性が不良であり、70℃15分間または30分間の効果条件では密着性が発揮されなかった。
塗装作業性について、比較例3および7はともに粘度が低すぎ、比較例4および8はともに粘度が高すぎ、すべて「×」と評価された。
意匠性について、比較例3および7は膜厚にムラが生じ、比較例4および8はユズ肌となり、すべて「×」と評価された。
密着性について、比較例3、7は全硬化条件において接着性不良であり、比較例4、8は全硬化条件において接着性が発揮されず、すべて不合格となった。
以上の結果が示すように、共重合体(A)のガラス転移点が50〜70℃の範囲内にあり、かつ、重量平均分子量が10000〜50000の範囲内にある本発明の組成物は、塗装作業性、意匠性および密着性に優れ、特にミドルコート組成物として好ましく使用することができる。
Claims (5)
- (メタ)アクリレート系共重合体(A)と、硬化剤(B)とを含有する真空蒸着用ミドルコート組成物であって、
該(メタ)アクリレート系共重合体(A)のガラス転移点50〜70℃、かつ、重量平均分子量10000〜50000であり、
該(メタ)アクリレート系共重合体(A)が、1分子中に水酸基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有するアルキル(メタ)アクリレート(a4)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含み、
該硬化剤(B)が、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物、ジイソシアネートとトリメチロールプロパンとのアダクト体、ジイソシアネートのイソシアヌレート体およびジイソシアネートのビウレット体からなる群から選択される1種以上の化合物である、真空蒸着用ミドルコート組成物。 - (メタ)アクリレート系共重合体(A)と、硬化剤(B)とを含有する真空蒸着用ミドルコート組成物であって、
該(メタ)アクリレート系共重合体(A)のガラス転移点50〜70℃、かつ、重量平均分子量10000〜50000であり、
該(メタ)アクリレート系共重合体(A)が、1分子中にカルボキシル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有するアルキル(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリル酸(a5)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含み、
該硬化剤(B)が、1分子中に2個以上のアジリジン基を有する化合物である、真空蒸着用ミドルコート組成物。 - (メタ)アクリレート系共重合体(A)と、硬化剤(B)とを含有する真空蒸着用ミドルコート組成物であって、
該(メタ)アクリレート系共重合体(A)のガラス転移点50〜70℃、かつ、重量平均分子量10000〜50000であり、
該(メタ)アクリレート系共重合体(A)が、1分子中にグリシジル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有するアルキル(メタ)アクリレート(a6)、1分子中にフェニル基とビニル基とを有する化合物(a2)、およびアルキル(メタ)アクリレート(a3)を単量体成分として含み、
該硬化剤(B)が、1分子中に2個以上のイミノ基を有する化合物または1分子中に2個以上のケチミン基を有する化合物である、真空蒸着用ミドルコート組成物。 - 前記アルキル(メタ)アクリレート(a4)のアルキル基が、炭素数1〜18の直鎖、分枝または環状アルキル基である、請求項1に記載の真空蒸着用ミドルコート組成物。
- 前記アルキル(メタ)アクリレート(a6)のアルキル基が、炭素数1〜18の直鎖、分枝または環状アルキル基である、請求項3に記載の真空蒸着用ミドルコート組成物。
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