JP6837869B2 - 床材用活性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汚染防止方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、耐汚染性、耐摩耗性および耐反り性のすべてを兼ね備えた硬化被膜を形成可能な床材用活性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。
2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、
エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)、
およびポリオレフィンワックス(C)
を含有することを特徴とする床材用活性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[1]に記載の床材用活性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(B)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[1]または[2]に記載の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
前記ポリオレフィンワックス(C)が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよびエチレン/α−オレフィン共重合体のワックス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[1]〜[3]のいずれかに記載の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
さらにポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(D)を含有することを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
さらに減摩剤(E)を含有することを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載の床材用活性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(F)を含有することを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
さらに光重合開始剤(G)を含有することを特徴とする[1]〜[7]のいずれかに記載の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
床材の少なくとも一部が、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の床材用活性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。
床材の少なくとも一部に、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装した後、活性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。
床材の少なくとも一部に、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の床材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗装した後、活性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。
[床材用活性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)、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)およびポリオレフィンワックス(C)を必須成分とすることを特徴とする。
2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)(以下、成分(A)ともいう。)は、本樹脂組成物における必須成分であり、硬化被膜と基材との密着性および耐反り性を向上させる。成分(A)は、例えば、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、成分(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種以上組み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種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明で使用される2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)は、硬化被膜の耐反り性および基材との密着性の観点から、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ものが好ましい。
本発明の床材用活性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)および後述の成分(B)の合計100重量部(後述の成分(D)を含む場合、成分(A)、成分(B)および成分(D)の合計100重量部)に対して、通常5〜95重量部、好ましくは10〜90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、硬化被膜の耐反り性および基材との密着性等の塗膜物性に優れる傾向がある。
エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)(以下、成分(B)ともいう。)は、本樹脂組成物における必須成分であり、硬化被膜の硬度および耐摩耗性を向上させる。さらに、硬化被膜の硬度を向上させることによって、耐汚染性を向上することができる。成分(B)は、例えば、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。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)は、成分(A)および成分(B)の合計100重量部(後述の成分(D)を含む場合、成分(A)、成分(B)および成分(D)の合計100重量部)に対して、通常5〜95重量部、好ましくは10〜90重量部の量で含有されていることが望ましい。エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)の配合量が上記範囲にあると、硬化被膜の耐摩耗性、耐汚染性、耐久性、硬度および耐擦傷性等の塗膜物性が優れる傾向にあり、特に耐汚染性および耐摩耗性に優れる。
ポリオレフィンワックス(C)(以下、成分(C)ともいう。)は、本樹脂組成物における必須成分であり、硬化被膜に潤滑性を付与し、それによって汚れを付きにくくすることで、耐汚染性を向上させる。さらに、硬化被膜の潤滑性によって、物が接した際の摩擦を低減するため、耐摩耗性も向上させる。
このようなポリオレフィンワックス(C)は、1種単独でも、2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物には、硬化被膜の耐汚染性および耐摩耗性をより向上させるために、さらにポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(D)(以下、成分(D)ともいう。)を任意成分として用いてもよい。成分(D)は、硬化被膜の潤滑性をより向上させることによって、耐汚染性および耐摩耗性を向上させる。
上記イソシアネート(d2)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(d2)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、例えば、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、1種単独でも、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。
このようなイソシアネート基含有(メタ)アクリレートは、1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物には、硬化被膜の硬度および耐摩耗性をより向上させるために、さらに減摩剤(E)(以下、成分(E)ともいう。)を任意成分として用いてもよい。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、減摩剤(E)は、硬化被膜の耐摩耗性の観点から、成分(A)および成分(B)の合計100重量部(成分(D)を含む場合、成分(A)、成分(B)および成分(D)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重量部の量で含有されていることが望ましい。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物には、組成物の粘度を調整する反応性希釈剤として、さらに(メタ)アクリレート系モノマー(F)(以下、成分(F)ともいう。)を任意成分として用いてもよい。成分(F)は、活性なアクリロイル基またはメタクリロイル基を有するため、活性エネルギー線活性エネルギー線照射によって、成分(A)、成分(B)および任意成分(D)と反応して硬化被膜を形成する。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、紫外線等の光照射により重合硬化を行う場合に、光重合開始剤(G)(以下、成分(G)ともいう。)を使用してもよい。電子線により重合硬化を行う場合は、通常用いない。
本発明の床材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、上記2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)、ポリオレフィンワックス(C)、ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(D)、減摩剤(E)、(メタ)アクリレート系モノマー(F)、光重合開始剤(G)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、抗菌剤等の添加剤を、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。
本発明の床材用活性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、例えば、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、ホモジナイザー等が挙げられる。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。
本発明の床材用活性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、本発明の床材用活性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一部に塗装した後、塗膜が形成された塗装面に活性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、基材の汚染を防止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。
上記床材用活性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等が挙げられ、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。
上記床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装して得られた被膜の硬化は、活性エネルギー線の照射により行われる。活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線に加えて、X線、γ線等の電磁波、電子線、プロトン線、中性子線等が挙げられ、中でも、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等の面から、紫外線が好ましい。
本発明の床材の汚染防止方法は、床材(基材)の少なくとも一部に、上記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装した後、塗膜が形成された塗装面に活性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活性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、活性エネルギー線照射によって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、(メタ)アクリレート系モノマー(F)30重量%の混合物
(エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B))
「樹脂B1」ビスフェノールA型エポキシアクリレート樹脂80重量%および(メタ)アクリレート系モノマー(F)20重量%の混合物
(ポリオレフィンワックス(C))
ポリエチレンワックス(平均粒子径 9μm)
ポリプロピレンワックス(平均粒子径 9μm)
ポリエチレンワックス(平均粒子径 5μm)
(ポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(D)を含む成分)
「樹脂D1」(d1)水酸基含有ジメチルポリシロキサン11重量%、(d2)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%、(d3)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(d4)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(d)45重量%と、(メタ)アクリレート系モノマー(F)55重量%の混合物
(減摩剤(E))
「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(F))
「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)
「ライトエステルHO−250(N)」(共栄社化学株式会社製、2−ヒドロキシエチルメタクリレート)
「ニューフロンティアBPE−4」(第一工業製薬株式会社製、ビスフェノールAエトキシレートジアクリレート)
(光重合開始剤(G))
「ベンゾフェノン」(Chemfine International製)
「IRGACURE MBF」(BASFジャパン株式会社製、メチルベンゾイルホルマート)
「IRGACURE TPO」(BASFジャパン株式会社製、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド)
(その他の成分)
アクリルビーズ(平均粒子径8μm)
ウレタンビーズ(平均粒子径10μm)
シリカ微粉末(平均粒子径6μm)
表1、2の各原材料をディスパーにて混合・撹拌して床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を得て、以下のように耐汚染性、耐摩耗性の評価を行った。
実施例1〜5、比較例1〜4の床材用活性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、硬化後の被膜の厚さが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 3920:2009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に示す。
○:付着なし、または薄い付着痕しか確認できない。
×:濃い付着痕が確認できる。
実施例6〜10、比較例5〜8の床材用活性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被膜の厚さが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 1453:2015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に示す。
◎:1900回転以上
○:1800回転以上1900回転未満
×:1800回転未満
Claims (11)
- 2官能ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(A)、
エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(B)、
ポリオレフィンワックス(C)、
および減摩剤(E)を含有し、
前記樹脂(A)および前記樹脂(B)の合計100重量部に対して、
前記樹脂(A)を5〜95重量部の量で含有し、
前記樹脂(B)を5〜95重量部の量で含有し、
前記ワックス(C)を0.1〜10重量部の量で含有し、
前記減摩剤(E)の平均粒子径が3〜60μmであることを特徴とする合成樹脂製床材用活性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に記載の合成樹脂製床材用活性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(B)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または2に記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記ポリオレフィンワックス(C)が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよびエチレン/α−オレフィン共重合体のワックス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1〜3のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- さらにポリシロキサン変性ウレタン(メタ)アクリレート樹脂(D)を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性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(F)を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- さらに光重合開始剤(G)を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記樹脂(A)および前記樹脂(B)の合計100重量部に対して、前記減摩剤(E)を10〜75重量部の量で含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 合成樹脂製床材の少なくとも一部が、請求項1〜8のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性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。
- 合成樹脂製床材の少なくとも一部に、請求項1〜8のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗装した後、活性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。
- 合成樹脂製床材の少なくとも一部に、請求項1〜8のいずれかに記載の合成樹脂製床材用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗装した後、活性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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