JP5736521B2 - 航空機用低光沢uv硬化コーティング - Google Patents
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-
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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-
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
(a)基材の外部表面に、
(i)ポリエン、
(ii)ポリチオール、
(iii)つや消し剤、および
(iv)着色顔料
を含むコーティング組成物を塗布する工程と、
(b)基材の外部表面にフィルムを形成する工程と、
(c)フィルムを、第1の波長を有するUV放射線の第1の線量に曝露する工程と、次いで、
(d)フィルムを、第2の波長を有するUV放射線の第2の線量に曝露する工程と
を含み、第2の線量は第1の線量より高く、かつ硬化コーティングは20未満の85°光沢度を有する。
パラメータは、報告された有効数字の数を考慮して、かつ、一般的な丸めの技術を適用することによって、少なくとも解釈されなければならない。本発明のより広い範囲を明示する数値的な範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の実施例において明示される数値的な値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値も、それらのそれぞれの試験測定において見られる標準変差から必然的に得られるある種の誤差を本来的に含有する。
アクリルおよびメタクリルは、(メタ)アクリルとして示される。同様に、アリルおよびメタリルは、(メタ)アリルとして示される。
「UV放射線」という用語は、325〜425ナノメートル(nm)で最強波長を有する放射線を意味する。
本発明に用いられる適切なポリエンは数多く、広範囲に変化することができる。そのようなポリエンには、当該技術において既知であるものが含まれることができる。適切なポリエンの非限定的な例には、次式:
A−(X)m
(式中、Aは有機部分であり、mは2以上の整数であり、かつXはオレフィン不飽和部分であり、かつmは2以上、典型的には2〜4である)
によって表されるものが含まれることができる。Xの例は、以下:
ポリエンは、放射線への曝露によって重合可能であるオレフィン二重結合を分子中に有する化合物またはポリマーであってもよい。そのような材料の例は、(メタ)アクリル官能性(メタ)アクリルコポリマー、エポキシ樹脂(メタ)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、ポリウレタン(メタ)アクリレート、アミノ(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート、およびメラミ
ン(メタ)アクリレートである。これらの化合物の数平均モル質量(Mn)は、好ましくは約200〜10,000である。この分子は、好ましくは、平均して、放射線への曝露によって重合可能である2〜20個のオレフィン二重結合を含有する。各ケースで脂肪族および/または脂環式(メタ)アクリレートが好ましくは使用される。(シクロ)脂肪族ポリウレタン(メタ)アクリレートおよび(シクロ)脂肪族ポリエステル(メタ)アクリレートが特に好ましい。結合剤は、単独で、または混合物で使用されてもよい。
R1−(SH)n
(式中、R1は多価有機部分であり、かつnは2以上、典型的には2〜6の整数である)の材料が含まれる。
を有するポリチオールを生じさせる適切な条件で反応させることができる。
チオール含有酸の例は、グリコール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、ヘキサオールおよびそれらの混合物などのポリヒドロキシ化合物に対して、チオグリコール酸(HS−CH2COOH)、α−メルカプトプロピオン酸(HS−CH(CH3)−COOH)、およびβ−メルカプトプロピオン酸(HS−CH2CH2COOH)である。適切なポリチオールの他の非限定的な例には、限定されないが、エチレングリコールビス(チオグリコレート)、エチレングリコールビス(β−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(チオグリコレート)、トリメチロールプロパントリス(β−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(チオグリコレート)、およびペンタエリスリトールテトラキス(β−メルカプトプロピオネート)、ならびにそれらの混合物が含まれる。
ボンブラックおよび20〜50重量%の二酸化チタンの量でしばしば使用される。着色顔料の粒径は、典型的には、つや消し剤の粒径と同一範囲にある。
コーティング組成物は、典型的には、航空機などの三次元物体に関連した金属基板である基材に塗布される。そのような基材は、典型的には、鋼(スチール)、アルミニウムおよびマグネシウムである。コーティング組成物は、直接的に基材に、またはあらかじめ基材に塗布されたプライマーコーティングに塗布されてもよい。プライマーが使用される場合、それは典型的には上記のトップコート組成物と同様のUV放射線硬化性組成物であり、かつ腐食抵抗および接着性の向上を提供するために調製される。
にある。エネルギー密度は、曝露の時間、コーティングからUV供給源の距離を調節すること、および/またはUV供給源からのパワー出力を制御することによって制御することができる。典型的にはUV供給源は基材から7.62〜63.5センチメートル(3〜25インチ)離れており、曝露の時間は典型的には5〜15分である。
以下の実施例は、UV硬化性プライマー調合物およびUV硬化性トップコート調合物の調製を示す。プライマーはアルミニウム基材に塗布されて、硬化された。トップコートは硬化されたプライマーに塗布されて、2工程放射線硬化が行われた。
12リットルの反応器容器に、撹拌ブレード、窒素インレットおよび1つの供給インレットを備えることによって、本発明のために適切なウレタンポリアクリレートを調製した。装入(チャージ)1(下記参照)を容器に添加した。
2−イオノール(IONOL)は、コグニス(Cognis)から商業的に入手可能な2,6−ジ−t−ブチルクレゾールである。
以下の成分を混合することから、UV硬化性プライマーコーティング組成物を調製した。
2−バイエル・マテリアル・サイエンス(Bayer Material Science)からのバイエロックス(BAYERROX)318M
3−ビーワイケー・アディティブス(BYK Additives)からのディスパービーワイケー(DISPERBYK)110
4−ビーワイケー・アディティブス(BYK Additives)からのビーワイケー(BYK)066N
5−アルケマ社(Arkema, Inc.)からのサートマー(Sartomer)CD 9053
6−チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からのイルガキュア(IRGACURE)819
7−ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)
実施例C
以下の成分を混合することによって、UV硬化性トップコートを調製した。
2−昭和電工 カレンズ MT PE 1.
3−エボニック・テゴ・ケミー社(Evonik Tego Chemie GmbH.)からのテゴ・グライド(TEGO GLIDE)450
4−チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からのダロキュア(DAROCUR)1173
5−アルケマ社(Arkema, Inc.)からのサートマー(Sartomer)SR 350
6−チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からのトリアジン型UV光吸収剤
7−チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(Ciba Specialty Chemicals)からのヒンダードアミン光安定剤
8−ゲノム(Genome)/ジプロピレングリコールジアクリレート粉砕媒体中でヘグマン(Hegman)の5〜6ゲージまで粉砕されたTiO2;顔料対媒体の重量比は1.2:1
9−エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート中でヘグマン(Hegman)>6ゲージまで粉砕されたカーボンブラック;顔料対媒体の重量比は0.22:1
10−ビーエーエスエフ・ディスパーサンツ・アンド・ピグメンツ(BASF Dispersants and Pigments)からの分散剤
11−ダブリューアール・グレース社(WR Grace Co.)からの表面修飾シリ
カつや消し剤
12−サイテック・インダストリーズ(Cytec Industries)からのエベクリル(EBECRYL)168
13−アルケマ社(Arkema, Inc.)からのポリアミド粉末つや消し剤
実施例Bのプライマーコーティング組成物をアルミニウム基材に噴霧塗布し、UV LED 365nmランプを使用して、4インチ(10cm)の標的距離において、100%パワー設定で10分間、硬化した。硬化されたプライマーコート(硬化プライマーコート)は、0.64ミル(16マイクロメートル)の乾燥フィルム厚さを有した。
Claims (27)
- 基材に硬化コーティングを提供する方法であって、
(a)前記基材の外部表面に、
(i)ポリエン、
(ii)ポリチオール、
(iii)つや消し剤、および
(iv)着色顔料
を含む、プライマーコーティング組成物としてのコーティング組成物を塗布する工程と、
(b)前記基材をUV放射線に曝露して、硬化プライマーコートを前記基材の前記外部表面に形成する工程と、
(c)前記硬化プライマーコートの表面に、
(i)ポリエン、
(ii)ポリチオール、
(iii)つや消し剤、および
(iv)着色顔料
を含む、トップコート組成物としてのコーティング組成物を塗布する工程と、
(d)前記基材を、第1の波長を有するUV放射線の第1の線量に曝露する工程と、次いで、
(e)前記基材を、第2の波長を有するUV放射線の第2の線量に曝露して、硬化トップコートを形成する工程とを含み、
前記第2の線量が前記第1の線量より高く、
前記硬化コーティングは前記硬化プライマーコートおよび前記硬化トップコートを含むとともに、前記硬化トップコートが10未満の85°光沢度を有する方法。 - 前記第1の波長が395nmにおいて最強波長を有し、かつ前記第2の波長が365nmにおいて最強波長を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の線量が50〜10,000mJ/cm2であり、かつ前記第2の線量が1000〜1,000,000mJ/cm2である、請求項1に記載の方法。
- 前記硬化コーティングが5〜150マイクロメートルの乾燥フィルム厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記つや消し剤が、前記コーティング組成物に、該組成物の全重量に基づき2〜90重量%の量で存在する、請求項1に記載の方法。
- 前記つや消し剤が3〜75マイクロメートルの粒径を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記着色顔料が二酸化チタンとカーボンブラックとの混合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記二酸化チタンが、前記コーティング組成物の全重量に基づき、20〜50重量%の量で前記コーティング組成物に存在する、請求項7に記載の方法。
- 前記カーボンブラックが、前記コーティング組成物の全重量に基づき、0.1〜10重量%の量で前記コーティング組成物に存在する、請求項7に記載の方法。
- 前記ポリエンが、構造式
A−(X)m
(式中、Aは有機部分であり、Xはオレフィン不飽和部分であり、かつmは2以上である)を有する、請求項1に記載の方法。 - Xが、−C(O)CR=CH2および−CH2−CR=CH2(式中、Rは水素またはメチルである)から選択される、請求項10に記載の方法。
- Aがエステルおよびウレタンから選択される基を含有する、請求項10に記載の方法。
- Aがポリイソシアネートから誘導される、請求項10に記載の方法。
- A−(X)mがポリウレタン(メタ)アクリレートである、請求項10に記載の方法。
- A−(X)mがポリエステル(メタ)アクリレートである、請求項10に記載の方法。
- 前記ポリイソシアネートが、脂環式ポリイソシアネートを含む脂肪族である、請求項13に記載の方法。
- mが2〜4である、請求項10に記載の方法。
- 前記ポリチオールが、構造式R1−(SH)n(式中、Rは有機部分であり、かつnは2以上である)を有する、請求項1に記載の方法。
- Rがエステル基を含有する、請求項18に記載の方法。
- Rがポリオールから誘導される、請求項18に記載の方法。
- 前記ポリチオールがチオール官能性有機酸とポリオールとの反応生成物である、請求項18に記載の方法。
- nが2〜4である、請求項18に記載の方法。
- 前記ポリエンおよびポリチオールの重量に基づく重量%で、前記ポリエンが80〜98重量%の量で前記トップコート組成物に存在し、かつ前記ポリチオールが2〜20重量%の量で存在する、請求項1に記載の方法。
- 前記基材が三次元形状を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記基材が航空機の外部表面である、請求項24に記載の方法。
- 前記UV放射線の第1および第2の線量がともに手動で適用される、請求項1に記載の方法。
- 航空機の外部表面に硬化コーティングを提供する方法であって、
(a)前記航空機の前記外部表面に、
(i)ポリエン、
(ii)ポリチオール、
(iii)つや消し剤、および
(iv)着色顔料
を含む、プライマーコーティング組成物としてのコーティング組成物を手動で噴霧する工程と、
(b)前記航空機の前記外部表面をUV放射線に曝露して、硬化プライマーコートを前記航空機の前記外部表面に形成する工程と、
(c)前記硬化プライマーコートの表面に、
(i)ポリエン、
(ii)ポリチオール、
(iii)つや消し剤、および
(iv)着色顔料
を含む、トップコート組成物としてのコーティング組成物を噴霧する工程と、
(d)前記航空機の前記外部表面を、第1の波長を有するUV放射線の第1の線量に手動で曝露する工程と、次いで、
(e)前記航空機の前記外部表面を、第2の波長を有するUV放射線の第2の線量に手動で曝露して、硬化トップコートを形成する工程と
を含み、前記第2の線量が前記第1の線量より高く、
前記硬化コーティングは前記硬化プライマーコートおよび前記硬化トップコートを含むとともに、前記硬化トップコートが5未満の85°光沢度を有する方法。
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