JP7291863B1 - 活性エネルギー線硬化型コーティング組成物、及びその膜硬化物を備える建材用化粧シート - Google Patents
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[1]1)つや消し剤、2)活性エネルギー線硬化型アミン変性樹脂、3)エーテル鎖を有する重合性化合物、4)アクリロイル基を有する側鎖を含有する樹脂、5)ポリジメチルシロキサン化合物、および6)ワックスを含有し:前記つや消し剤が、ポリエチレン系粒子、ポリプロピレン系粒子、ポリウレタン系粒子、およびアクリル系粒子の中から選ばれる1種以上を含有し;前記つや消し剤の含有量が、前記組成物中15.0~40.0質量%である、活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[2]前記エーテル鎖を有する重合性化合物が、ポリアルキレングリコール骨格を有する、前記[1]に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[3]前記エーテル鎖を有する重合性化合物は、その分子量又は数平均分子量が200~2000である、前記[1]又は[2]に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[4]前記エーテル鎖を有する重合性化合物が、分子内に1~3個のエーテル結合を有する、前記[1]~[3]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[5]前記エーテル鎖を有する重合性化合物の含有量が、前記組成物中15.0~60.0質量%である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[6]前記ポリジメチルシロキサン化合物が、未変性又はポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンである、前記[1]~[5]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[7]前記ポリジメチルシロキサン化合物の含有量が、前記組成物中0.1~1.0質量%である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[8]前記活性エネルギー線硬化型アミン変性樹脂が、ビスフェノール骨格を有する樹脂を含む、前記[1]~[7]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[9]活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂をさらに含有する、前記[1]~[8]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[10]前記活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂の数平均分子量が300~2000である、前記[9]に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
[11]基材、及び前記基材に形成された前記[1]~[10]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物の膜硬化物と、を具備する、建材用化粧シート。
本発明の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物(以下において、「コーティング組成物」ともいう)は、1)つや消し剤、2)活性エネルギー線硬化型アミン変性樹脂、3)エーテル鎖を有する重合性化合物、4)アクリロイル基を有する側鎖を含有する樹脂、5)ポリジメチルシロキサン化合物、および6)ワックスを含み;また、7)重合性モノマー、8)活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂、9)重合禁止剤又は紫外線吸収剤を含有してもよく;更に、10)その他の成分を含有してもよい。
コーティング組成物に含まれるつや消し剤は、有機フィラーとしての樹脂粒子(樹脂ビーズともいう)を含む。樹脂の例には、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などが含まれる。これらの樹脂は、コーティング組成物における他の成分に溶解しない程度に高分子化されている。好ましい樹脂粒子の例には、ポリエチレン系粒子、ポリプロピレン系粒子、ポリウレタン系粒子、およびアクリル系粒子などが挙げられる。これらを単独で、あるいは2種以上を組み合わせてつや消し剤とすることができる。
コーティング組成物に含まれる活性エネルギー線硬化型アミン変性樹脂は、分子内に1以上のアミノ基とともに、1以上の活性エネルギー線に対する重合性官能基を有する樹脂(又はオリゴマー)であり、当該重合性官能基を2つ以上有する樹脂(又はオリゴマー)であることが好ましい。ここで、重合性官能基は(メタ)アクリロイル基であることが好ましく;好ましいアミン変性オリゴマーは、分子内に1以上のアミノ基とともに、2以上の(メタ)アクリロイル基を有するアミン変性(メタ)アクリレート樹脂(又はオリゴマー)である。
本発明のコーティング組成物は、エーテル鎖を有する重合性化合物を含有する。エーテル鎖は、好ましくはポリアルキレングリコール骨格を含み、ポリエチレングリコール骨格又はポリプロピレングリコール骨格を含むことがより好ましい。ポリアルキレングリコール骨格における、アルキレングリコールの繰り返し数は、2以上であればよい。また、エーテル鎖を有する重合性化合物は、1~3個のエーテル結合を有することが好ましい。アルキレングリコールの繰り返し数が2であれば、1個のエーテル結合を有し;アルキレングリコールの繰り返し数が3又は4であれば、2又は3個のエーテル結合を有する。
アクリロイル基を有する側鎖を含有する樹脂は、主鎖骨格と主鎖骨格に結合する側鎖にアクリロイル基を有する樹脂である。主鎖骨格は、ポリエステル、ポリアクリル、ポリウレタン、ロジンなどで構成されうるが;好ましくはポリアクリルで構成される。アクリロイル基を有する側鎖の数は、1以上であればよいが、2以上であることが好ましい。
本発明のコーティング組成物に含まれるポリジメチルシロキサン化合物はシリコーンの一種であり、ジメチコンとも称され、化学構造式:CH3- [Si(CH3)2O]n-Si(CH3)3 で示される。化学構造式における“n”(繰り返し構造の数)は特に限定されないが、ポリジメチルシロキサン化合物の粘度(25℃)が100cSt程度となるように設定することができる。
本発明のコーティング組成物に含まれるワックスは、従来のコーティング組成物に配合されうるワックスであればよい。ワックスの例には、パラフィンワックス、ラノリンワックス、蜜蝋、鯨蝋、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木蝋、ホホバ油等の動植物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の鉱物、石油系ワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス等のフッ素樹脂系ワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックスとポリエチレンワックスの混合物、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体等の変性ワックス、硬化ヒマシ油、硬化ヒマシ油誘導体等の水素化ワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックスなどが含まれる。ワックスの粒子径も特に限定されないが、例えば、0.05μm以上6μm以下であればよい。
本発明のコーティング組成物は、更なる重合性モノマーを含有してもよい。特に、分子内に2以上の重合性官能基を有する重合性モノマー(多官能モノマー)が好ましい場合がある。2、3又は4以上の重合性官能基を有する重合性モノマーは、コーティング組成物の硬化性を高めることができる。重合性モノマー(好ましくは多官能モノマー)の含有量は、コーティング組成物の所望の粘度、所望の膜硬化性に応じて、適宜設定すればよい。
コーティング組成物に含まれる多官能モノマーとしては、例えば下記の多官能(メタ)アクリレート系化合物やビニルエーテル基含有(メタ)アクリレート系化合物等を用いることができる。
コーティング組成物には単官能モノマーを含んでいてもよく;単官能モノマーの例には、不飽和カルボン酸系化合物、アルキル(メタ)アクリレート系化合物、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート系化合物、ハロゲン含有(メタ)アクリレート系化合物、エーテル基含有(メタ)アクリレート系化合物、カルボキシル基含有(メタ)アクリレート系化合物、その他の(メタ)アクリレート系化合物、スチレン系化合物、N-ビニル系化合物、アリレート系化合物、その他のエチレン性不飽和結合を1つ備えた化合物であればよく、特に限定されない。
本発明のコーティング組成物は、活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂を含んでいてもよい。活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂は、活性エネルギー線に対する重合性官能基(好ましくは、(メタ)アクリロイル基)が結合したポリエステル骨格を有する樹脂(又はオリゴマー)であり、ポリエステルアクリレートと称されることもある。ポリエステル骨格は、ポリカルボン酸成分とポリグリコール成分とから構成され;ポリカルボン酸成分及びポリグリコール成分は特に限定されず、脂肪族又は芳香族成分のいずれでもよい。
本発明のコーティング組成物は、重合禁止剤及び/又は紫外線吸収剤を含有してもよい。重合禁止剤としては、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン、ブチルヒドロキシトルエン等のフェノール系化合物(キノン系化合物を含む)や、酢酸トコフェロール、ニトロソアミン系化合物等が含まれる。紫外線吸収剤の例には、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤等が挙げられる。
本発明のコーティング組成物は、その他必要に応じて、レベリング剤、チクソ性付与剤、乾燥材、増粘剤、垂れ止め剤、可塑剤、分散剤、沈降防止剤、消泡剤、離型剤などの添加剤を含有していてもよい。
活性エネルギー線硬化型コーティング組成物は、1)塗工されることができ、かつ2)つや消し剤などの固形成分の沈降を抑制できるような粘度に調整されることが好ましい。そのため、コーティング組成物の粘度(25℃)は、塗工を可能とするため、13.0Pa・s以下であることが好ましく、7.5Pa・s以下であることがより好ましく;一方、沈降を抑制するため、2,0Pa・s以上であることが好ましく、3,0Pa・s以上であることが好ましい。コーティング組成物の粘度(25℃)は、B型粘度計を用いて液温25℃で回転速度30rpmで測定することができる。
活性エネルギー線硬化型コーティング組成物は、各材料の混合物を、撹拌機を用いて撹拌混合することで調製することができ、その手法は特に制限されない。
本発明のコーティング組成物は、塗工によって被コーティング基材に塗布されて、その塗膜を硬化させることで、被印刷基材をコーティングすることができ、それにより被コーティング基材の光沢を軽減することができる。
本発明の積層体は、基材と、基材表面に形成されたコーティング膜とを含む。コーティング膜が形成される基材表面には、任意の層が形成されている。例えば基材には、プライマー層が形成されていることもあるし、意匠を付与するための印刷層が形成されていることもあるし、更に、印刷層を覆う透明樹脂層などが形成されていることもある。
積層体における基材は、積層体の用途に応じて選択されればよい。基材の材質は、プラスチックス、金属、木材、紙、セメント、石膏、岩石、ガラス、セラミックなど、特に限定されない。ただし、コーティング膜が形成される基材の表面がプラスチック、とりわけポリオレフィン樹脂であると、基材に対するコーティング膜の密着性が高いという本発明の効果が効果的に発現することがある。なお、コーティング膜が形成される基材の表面は、濡れ性を高めるための表面処理がなされていることが好ましい場合がある。
積層体におけるコーティング膜は、前述の[1]で説明した活性エネルギー線硬化型コーティング組成物の膜硬化物である。膜硬化物の厚みなどは特に制限されず、例えば、つや消し効果が十分に発現するように調整すればよいが;典型的には、1~20μmの厚みであることが多い。
本発明の積層体は、1)準備した基材に、前述の[1]で説明した活性エネルギー線硬化型コーティング組成物を塗工して塗布膜を形成し、2)塗布膜に活性エネルギー線を照射して、塗布膜を硬化して膜硬化物とすることで、作製されうる。
本発明の積層体は、コーティング膜を形成した面の光沢が低減されており、かつコーティング膜の基材への密着性が高く、コーティング膜の耐スクラッチ性も高い。そのため、特に好ましくは、本発明の積層体は建材用材料、特に建材用化粧シートとして用いることができる。
<A-1.活性エネルギー線硬化型コーティング組成物の調製に用いた材料>
以下に、活性エネルギー線硬化型コーティング組成物の調製に用いた材料を示す。
・P31(商品名「PropylMatte 31」、ポリプロピレン系粒子、平均粒子径8~12μm、住化ファーマード&ケミカル社製)
・P270S(商品名「PropylTex 270S」、ポリプロピレン系粒子、平均粒子径15~25μm、住化ファーマード&ケミカル社製)
・635F(品名「MPP-635F」、ポリエチレン系粒子、平均粒子径20μm、住化ファーマード&ケミカル社製)
・C200T(品名「アートパールC-200T」、ポリウレタン系粒子、平均粒子径31μm、根上工業社製)
・SE010T(品名「アートパールSE-010T」、アクリル系粒子、平均粒子径10μm、根上工業社製)
・MBX-20(品名「MBX-20」、ポリメタクリル酸メチル系粒子、平均粒子径8μm、積水化成品工業社製)
・ミネックスSP(商品名「ミネックスSP」、ネフェリンサイアナイト系粒子、平均粒子径12μm、白石カルシウム社製)
・サイリシア780(商品名「サイリシア780」、シリカ系粒子、平均粒子径12μm、富士シリカ社製)
・EB3703(商品名「EBECRYL3703」、数平均分子量850のアミン変性ビスフェノールA型エポキシアクリレート、ダイセル・オルネクス社製)
・CN371(商品名「Sartmer CN371、アミン変性(メタ)アクリレート樹脂、サートマー社製)
・PEG600DA(ポリエチレングリコール600ジアクリレート)
・PEG300DA(ポリエチレングリコール300ジアクリレート)
・DPGDA(ジプロピレングリコールジアクリレート、分子内にエーテル結合1個)
・BS265(商品名「ビームセット265」、変性アクリル樹脂とUVモノマーの混合物、樹脂分35質量%、荒川化学工業社製)
・PDMS(商品名「Element14TM PDMS 100」、25℃での粘度100cSt、モメンティブ パフォーマンス社製)
・ワックス1(商品名「Parafin Wax-125」、パラフィンワックス、日本精蝋社製)
・活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂:EB525(商品名「EBECRYL525」、数平均分子量1,000のポリエステルアクリレート60質量部とトリプロピレングリコールジアクリレート(分子内にエーテル結合2個)40質量部の混合物、ダイセル・オルネクス社製)
・重合禁止剤1(商品名「Tinuvin384-2」、ベンゾトリアゾール系重合禁止剤、BASF社製)
・重合禁止剤2(商品名「Tinuvin400」、トリアジン系重合禁止剤、BASF社製)
・重合禁止剤3(商品名「Tinuvin479」、トリアジン系重合禁止剤、BASF社製)
・重合禁止剤4(商品名「Tinuvin123」、ヒンダードアミン系重合禁止剤、BASF社製)
各材料を、表1~3に示す処方に沿って、撹拌機を用いて撹拌混合し、実施例および比較例の各コーティング組成物を得た。
実施例および比較例の各コーティング組成物を以下の項目について評価し、表1~表3に評価結果を示した。
実施例および比較例の各コーティング組成物について、B型粘度計(東京計器社製)を用いて、液温が25℃の時の粘度を30rpmで測定した。測定値を表に示す。
実施例および比較例の各コーティング組成物について25℃で1週間静置し、沈降の程度を確認した。
○:沈降は認められない
△:沈降は認められるが、振とうによって回復する
×:沈降が認められ、振とうによって回復しない
実施例および比較例の各コーティング組成物を、化粧シート(ポリプロピレンフィルム「ベーシックカラーPPシートホワイト(0.4mm厚)」オカモト社)上にメアバー(0.20mm)を用いて塗工した。その後、アイ・エレクトロンビーム社の電子線照射装置を用い、酸素濃度が200ppm以下の雰囲気下で、加速電圧を90kV、照射量30kGyの条件にて電子線を塗工膜に照射して硬化させ、実施例および比較例の各積層体(塗工物)を作製した。
実施例および比較例で得られた各積層体(塗工物)を以下の項目について評価し、表1~表3に評価結果を示した。
村上式デジタル光沢計(村上色彩研究所製)を用いて、実施例及び比較例で得られた各積層体の塗工面(コーティング面)の60°反射光沢値を求めた。
実施例および比較例の各積層体について、セロハンテープを塗工面(コーティング面)に貼り付け、これを急速に剥がしたときの塗工皮膜(コーティング層)が基材から剥離する度合いについて評価した。
○:塗工皮膜が基材から剥離しない
△:塗工皮膜が基材から半分未満剥離した
×:塗工皮膜が基材から半分以上剥離した
摩耗試験機II形(JIS L0849:2013)に、実施例および比較例の各積層体を土台に配置し、当該積層体の塗工面(コーティング面)に接触するようにスチールウール#0000をセットして、荷重1kg/cm2、移動速度100mm/秒、往復移動距離100mmで20回往復させた。
○:塗工皮膜(コーティング層)に傷が認められない
△:塗工皮膜(コーティング層)に傷が認められるが、基材には傷が認められない
×:塗工皮膜(コーティング層)および基材に傷が認められる
Claims (11)
- 1)つや消し剤、2)分子内に1以上のアミノ基とともに、2以上の(メタ)アクリロイル基を有する、活性エネルギー線硬化型アミン変性樹脂、3)エーテル鎖を有する重合性化合物、4)主鎖骨格と主鎖骨格に結合する側鎖を有し、側鎖にアクリロイル基を有する樹脂、5)ポリジメチルシロキサン化合物、および6)ワックスを含有し、
前記つや消し剤が、ポリエチレン系粒子、ポリプロピレン系粒子、ポリウレタン系粒子、およびアクリル系粒子の中から選ばれる1種以上を含有し、
前記つや消し剤の含有量が、前記組成物中15.0~40.0質量%である、活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。 - 前記エーテル鎖を有する重合性化合物が、ポリアルキレングリコール骨格を有する、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記エーテル鎖を有する重合性化合物は、その分子量又は数平均分子量が200~2000である、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記エーテル鎖を有する重合性化合物が、分子内に1~3個のエーテル結合を有する、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記エーテル鎖を有する重合性化合物の含有量が、前記組成物中15.0~60.0質量%である、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記ポリジメチルシロキサン化合物が、未変性又はポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンである、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記ポリジメチルシロキサン化合物の含有量が、前記組成物中0.1~1.0質量%である、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化型アミン変性樹脂が、ビスフェノール骨格を有する樹脂を含む、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂をさらに含有する、請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化型ポリエステル樹脂の数平均分子量が300~2000である、請求項9に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物。
- 基材、及び前記基材に形成された請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型コーティング組成物の膜硬化物と、を具備する、建材用化粧シート。
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