JP6609148B2 - 床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物、被膜付き床材、被膜付き床材の製造方法および床材の防汚方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、耐汚染性、耐反り性および耐摩耗性のすべてを兼ね備えた硬化被膜を形成可能な床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物を提供することを目的とする。
[1]
2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)およびエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)を含有することを特徴とする床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
上記2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)が、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよびポリオキシテトラメチレングリコールに由来する構成単位を有することを特徴とする上記[1]に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
上記ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)が、水酸基含有ジメチルポリシロキサン、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、イソシアネート基含有(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびポリカプロラクトンポリオールに由来する構成単位を有することを特徴とする上記[1]または[2]に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
上記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)が、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂であることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
さらに減摩剤(D)を含有することを特徴とする上記[1]〜[4]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
さらに(メタ)アクリレート系モノマー(E)を含有することを特徴とする上記[1]〜[5]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
上記(メタ)アクリレート系モノマー(E)が、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシテトラエチレングリコールアクリレートおよびトリプロピレングリコールジアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする上記[6]に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
さらに光重合開始剤(F)を含有することを特徴とする上記[1]〜[7]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
床材の少なくとも片面が、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物から形成された硬化被膜で被覆されてなることを特徴とする被膜付き床材。
床材の少なくとも片面に、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装した後、当該塗装面にエネルギー線照射して該組成物を硬化させ、硬化被膜を形成させることを特徴とする被膜付き床材の製造方法。
床材の少なくとも片面に、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の床材用エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗装した後、当該塗装面にエネルギー線照射して該組成物を硬化させ、硬化被膜を形成させることを特徴とする床材の汚染防止方法。
[床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物]
本発明の床材用エネルギー硬化性樹脂組成物は、2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)およびエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)を必須成分とすることを特徴とする。なお、本明細書において(メタ)アクリレート樹脂(A)、ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)およびエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)をそれぞれ成分(A)成分(B)および成分(C)ともいう。
2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)は、たとえば、ジイソシアネートと、水酸基含有(メタ)アクリレートと、必要に応じてジオールとを反応させることによって得られ、ジイソシアネート、水酸基含有(メタ)アクリレートおよび必要に応じてジオールに由来する構成単位を有する。また、2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)は、分子中に官能基としてアクリロイル基(CH2=CHCO−)および/またはメタクリロイル基(CH2=C(CH3)−CO−)を合計2個と、任意の数のウレタン結合(−NH・COO−)とを有する。いいかえると、分子中に官能基として、アクリロイル基(CH2=CHCO−)を2個と任意の数のウレタン結合(−NH・COO−)とを有するか、分子中に官能基としてアクリロイル基(CH2=CHCO−)を1個とメタクリロイル基(CH2=C(CH3)−CO−)を1個と任意の数のウレタン結合(−NH・COO−)とを有するか、またはメタクリロイル基(CH2=C(CH3)−CO−)を2個と任意の数のウレタン結合(−NH・COO−)とを有する。
このようなジイソシアネートは、1種単独でも、また2種以上組合わせて用いてもよい。
このような水酸基含有(メタ)アクリレートは、1種単独でも、2種以上組合わせて用いてもよい。
このようなジオールは、1種単独でも、2種以上組合わせて用いてもよい。
成分(A)の原料中、上記ジイソシアネートを100重量部としたとき、上記水酸基含有(メタ)アクリレートは通常45〜70重量部、好ましくは55〜60重量部の量で、上記ジオールを用いる場合には、上記ジオールは通常70〜120重量部、好ましくは80〜105重量部の量で含まれていることが望ましい。
床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物において、2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)は、成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計を100重量部としたときに通常5〜80重量部、好ましくは10〜60重量部の量で含有されていることが望ましい。2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)の配合量が上記範囲にあると、耐反り性、基材との密着性などの塗膜物性に優れる傾向がある。
ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)は、ポリシロキサン中の官能基とウレタン(メタ)アクリレート樹脂中の官能基が化学的に反応し結合したものをいう。
上記イソシアネート(b2)としては、イソシアネート基を1個有しているイソシアネート、イソシアネート基を2個以上有しているポリイソシアネートが挙げられる。また、上記イソシアネート(b2)としては、本発明の効果を損なわない限り炭素数を限定するものではないが、全炭素数4〜20、好ましくは6〜15、さらに好ましくは8〜12の直鎖状または分岐状のイソシアネート基含有脂肪族炭化水素、イソシアネート基含有脂環式炭化水素、イソシアネート基含有芳香族炭化水素、および該イソシアネートの2量体または3量体(ビウレット変性体、イソシアヌレート変性体)を用いることができる。具体的には、成分(A)の説明で記載したものと同様のものが挙げられるほか、成分(A)の説明で記載したもののイソシアヌレート変性体、たとえば、トルエンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体等が挙げられる。また、上記以外のポリイソシアネートとして、ジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソシアネート基含有(メタ)アクリレート等の多官能イソシアネートが挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。このようなイソシアネートは、単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記イソシアネート基含有(メタ)アクリレートとしては、イソシアネート基を少なくとも1個以上、好ましくは1〜5個、さらに好ましくは1〜2個有する(メタ)アクリレートを用いることができるが、イソシアネート基を1個のみ有する(メタ)アクリレートを用いる場合は、イソシアネート基を2個以上有するポリイソシアネートと併用するものとする。
上記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)は、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との反応により合成される。
市販されているエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)としては、ヒタロイド7852(TP)(製品名、日立化成株式会社製)、リポキシVR−77(商品名、昭和電工株式会社製)、FUV−1505(商品名、大竹明新化学株式会社製)などが挙げられる。
本発明の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物には、さらに減摩剤(D)を用いてもよい。減摩剤(D)は、平均粒径が3〜60μmの範囲のものが、被膜に耐摩耗性を付与する点から好ましい。
減摩剤(D)は、成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計100重量部に対して、通常10〜75重量部、好ましくは20〜60重量部の量で用いることが望ましい。
本発明の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物には、さらに(メタ)アクリレート系モノマー(E)が含有されていてもよい。床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物に対してエネルギー線照射すると、(メタ)アクリレート系モノマー(E)は成分(A)〜(C)と反応して成分(A)〜(C)とともに硬化被膜を形成する。
本発明のエネルギー線硬化型樹脂組成物を紫外線などの光により重合硬化させる場合には、光重合開始剤を使用する。電子線により重合硬化させる場合は、通常用いない。
本発明に係る床材用エネルギー線硬化性樹脂組成物中には、上記2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)、減摩剤(D)、(メタ)アクリレート系モノマー(E)、光重合開始剤(F)の他に、さらに必要に応じて、重合禁止剤、非反応性希釈剤、艶消し剤、消泡剤、沈降防止剤、レベリング剤、分散剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、防汚性向上剤、基材密着性向上剤、光増感剤、帯電防止剤、抗菌剤などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
本発明に係る床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物は、上記の諸成分を従来公知の混合機、分散機、撹拌機等の装置を用い、混合・撹拌することにより得られる。このような装置としては、たとえば混合・分散ミル、ホモディスパー、モルタルミキサー、ロール、ペイントシェーカー、ホモジナイザーなどが挙げられる。
本発明の組成物の25℃における粘度は、通常10〜10,000cP、好ましくは500〜4,000cPである。粘度の測定はB型粘度計を用いる。
本発明の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物から形成された硬化被膜で被覆されてなることを特徴とする被膜付き床材は、本発明の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物を下記に詳述するような基材の少なくとも片面に塗装した後、当該塗装面にエネルギー線照射して該組成物を硬化させ、硬化被膜を形成させて得られるものである。
上記基材としては、例えば、合成樹脂、木材等からなる床材が挙げられる。合成樹脂としては、具体的にはポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。合成樹脂製床材用とする場合は、加工性や床材としての施工容易性の面から、塩化ビニル系樹脂が好ましく用いられる。
基材の厚さは0.2〜10mmが好ましく、1〜5mmがより好ましい。
上記硬化被膜の膜厚は、基材を防汚できる程度の厚みであれば特に限定されないが、通常5〜150μm、好ましくは5〜50μm、より好ましくは10〜35μmである。
このような膜厚の被膜を形成する際は、1回の塗装で、所望の厚みの被膜を形成してもよいし、特に所望とする効果(例えば防汚性)に応じ、2回(必要によりそれ以上)の塗装で、所望の厚みの被膜を形成してもよい。
上記床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物の塗装(コーティング)方法としては、例えばスプレーコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法などが挙げられ、適宜選択することができる。中でも、作業性および生産性の観点からローラーコート法が好ましい。
上記床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗布した被膜の硬化は、エネルギー線の照射により行われる。エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線などの光線に加えて、X線、γ線などの電磁波、電子線、プロトン線、中性子線などが挙げられ、中でも、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格などの面から、紫外線が好ましい。
本発明の床材の防汚方法は、床材(基材)の少なくとも片面に、上記エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装した後、当該塗装面にエネルギー線照射して該組成物を硬化させ、硬化被膜を形成させることを特徴とする。
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
以下、実施例および比較例の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物を、下記条件で塗装した後、エネルギー線硬化処理することにより各被膜を形成した。
用いた原材料は以下の通りである。
「樹脂A1」水添ジフェニルメタンジイソシアネート40重量%、2−ヒドロキシエチルアクリレート23重量%およびポリオキシテトラメチレングリコール37重量%からなる2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)70重量%と、反応性希釈剤(E)30重量%の混合物
(ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)を含む成分)
「樹脂B1」(b1)水酸基含有ジメチルポリシロキサン11重量%、(b2)ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体35重量%およびイソシアネート基含有(メタ)アクリレート1重量%、(b3)ジペンタエリスリトールペンタアクリレート46重量%および(b4)ポリカプロラクトンポリオール7重量%からなるポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)45重量%と、反応性希釈剤(E)55重量%の混合物
(エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C))
「リポキシVR−77」(昭和電工株式会社製、ビスフェノールA型エポキシアクリレート樹脂)
(成分(A)、(B)、(C)以外の樹脂)
「UV−55」(大竹明新化学株式会社製、3官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂)
(減摩剤(D))
「WA−500」(キイライト研磨剤株式会社製、白色アルミナ)
((メタ)アクリレート系モノマー(E))
「GX−8301S」(第一工業製薬株式会社製、メトキシトリエチレングリコールアクリレート)
「GX−8674A」(第一工業製薬株式会社製、メトキシテトラエチレングリコールアクリレート)
「TPGDA」(BASFジャパン株式会社製、トリプロピレングリコールジアクリレート)
(光重合開始剤(F))
「ベンゾフェノン」(Chemfine International製)
「I−184」(Chemfine International製、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)
(その他の成分)
艶消し剤「サイリシア 430」(富士シリシア化学製、非晶質二酸化ケイ素)
表1−1、1−2の各原材料をディスパーにて混合・撹拌してエネルギー線硬化型樹脂組成物を得て、耐反り性、耐汚染性、耐摩耗性の評価を行った。
実施例1〜7、比較例1〜3のエネルギー線硬化型樹脂組成物を、隠ぺい率測定紙(太佑機材株式会社製)にドクターブレードを用いて膜厚約100μmになるよう塗工し、高圧水銀ランプにて500mJ/cm2の365nm積算光量で硬化させ、硬化させた塗膜を8cm×8cmサイズで切り取って得た試験片を35℃設定の恒温器内で1時間静置し、取り出し後1時間以上室温で静置した。次いで、平らな面に塗膜を上にして置いた試験片の反り発生部分における最も高い一点の高さを測定した。すなわち、試験片は周囲が反りあがるが、最も反りあがっているところについて、上記平らな面から試験片までの高さを測定した。測定値が、30mm以内であるものを合格とした。結果を表1−1、1−2に示す。
実施例1〜7、比較例1〜3のエネルギー線硬化型樹脂組成物をよく撹拌し、厚さ3mmの合成樹脂製床材にナチュラルロールコーターを用いて硬化後の塗膜の厚さが20μmになるように塗工し、高圧水銀ランプにて500mJ/cm2の365nm積算光量で硬化させて得た試験片をJIS K 3920に記載のヒールマーク試験機にセットし、標準ゴムブロックを6個入れ、50rpmの回転数で正転1分、反転1分を50サイクル回転させたあと、試験片を取り出し、ヒールマークの付着の程度を観察した。評価基準が○のものを合格とした。結果を表1−1、1−2に示す。
○:付着なし、またはよく観察しないと付着痕が確認できない。
△:長さ1cm未満の付着痕が容易に確認できる。
×:試験板全域に長さ1cm程度以上の付着痕が多数確認できる。
実施例1〜7、比較例1〜3のエネルギー線硬化型樹脂組成物を、厚さ3mmの合成樹脂製床材にナチュラルロールコーターを用いて硬化後の塗膜の厚さが20μmになるように塗工し、高圧水銀ランプにて500mJ/cm2の365nm積算光量で硬化させて得た試験片に対して、JIS A 1453に準じた摩耗試験を行い、10回転ごとに試験片を観察し、塗膜が完全に摩耗し、基材表面の柄が削れ始めた時点の回転数を記録した。結果を表1−1、1−2に示す。
○:50回転以上
×:40回転以下
表2−1、2−2に示すように、実施例1〜7、比較例1〜3で得られたエネルギー線硬化型樹脂組成物100重量部に対して、減摩剤(D)として、白色アルミナ「WA−500」を20重量部添加し、ディスパーにて混合・攪拌してエネルギー線硬化型樹脂組成物を得て、耐摩耗性の評価を行った。
実施例8〜14、比較例4〜6のエネルギー線硬化型樹脂組成物を厚さ3mmの合成樹脂製床材にナチュラルロールコーターを用いて硬化後の塗膜の厚さが20μmになるように塗工し、高圧水銀ランプにて500mJ/cm2の365nm積算光量で硬化させて得た試験片に対して、JIS A 1453に準じた摩耗試験を行い、塗膜が完全に摩耗し、基材表面の柄が削れ始めた時点の回転数を観察した。結果を表2−1、2−2に示す。
○:150回転以上
△:101回転以上〜150回転未満
×:101回転未満
Claims (10)
- 2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(B)およびエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)を含有する樹脂組成物であり、
前記樹脂(A)、前記樹脂(B)および前記樹脂(C)の合計100重量部に対して、前記樹脂(A)が5〜80重量部の量で含有され、前記樹脂(B)が1〜40重量部の量で含有され、前記樹脂(C)が10〜75重量部の量で含有され、
前記樹脂(B)が、水酸基含有ジメチルポリシロキサン、ポリイソシアネートのイソシアヌレート変性体、イソシアネート基含有(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびポリカプロラクトンポリオールに由来する構成単位を有する
ことを特徴とする床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。 - 前記2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)が、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよびポリオキシテトラメチレングリコールに由来する構成単位を有することを特徴とする請求項1に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C)が、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート樹脂であることを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- さらに減摩剤(D)を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- さらに(メタ)アクリレート系モノマー(E)を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリレート系モノマー(E)が、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシテトラエチレングリコールアクリレートおよびトリプロピレングリコールジアクリレートからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項5に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- さらに光重合開始剤(F)を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 床材の少なくとも片面が、請求項1〜7のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物から形成された硬化被膜で被覆されてなることを特徴とする被膜付き床材。
- 床材の少なくとも片面に、請求項1〜7のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装した後、当該塗装面にエネルギー線照射して該組成物を硬化させ、硬化被膜を形成させることを特徴とする被膜付き床材の製造方法。
- 床材の少なくとも片面に、請求項1〜7のいずれか1項に記載の床材用エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗装した後、当該塗装面にエネルギー線照射して該組成物を硬化させ、硬化被膜を形成させることを特徴とする床材の汚染防止方法。
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