JP7446093B2 - 光硬化性樹脂組成物、硬化被膜、硬化被膜付基材および硬化被膜付基材の製造方法 - Google Patents
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Description
このような塗膜には、意匠性も求められ、この意匠性には、例えば、光沢感が求められる場合と、塗装感のない低光沢が求められる場合とがある。例えば、フローリング等に用いられる木質基材等には、近年、塗装感のない低光沢(低グロス)が求められる場合が多くなっている。通常、この低光沢は、塗膜面の垂直方向から60°の角度で入射した光に対する光沢度で評価される。
しかしながら、塗膜面に入射する光の、塗膜面の垂直方向からの角度が大きくなるほど光沢度の値が大きくなることが一般的であり、前記特許文献に記載の組成物などの従来の組成物から形成される塗膜には、斜光グロスの低減の点で改善の余地があった。
前記ウレタン樹脂粒子(D)が、平均粒径の異なる2種以上の粒子を含む、
光硬化性樹脂組成物。
[8] 85度光沢度が45以下である、[7]に記載の硬化被膜。
[9] 60度光沢度が10以下である、[7]または[8]に記載の硬化被膜。
[11] 基材表面の少なくとも一部に、[1]~[6]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を塗装する塗装工程と、当該塗装面を光照射して該組成物を硬化させる光照射工程とを含む、硬化被膜付基材の製造方法。
また、本発明に係る光硬化性樹脂組成物によれば、有機溶剤を用いず、無溶剤型の光硬化性塗料とすることも可能となる。
本発明に係る光硬化性樹脂組成物(以下「本組成物」ともいう。)は、光硬化性オリゴマーおよび/または光硬化性樹脂(A)[以下「成分(A)」ともいう。他の成分についても同様。]、(メタ)アクリレートモノマー(B)、光重合開始剤(C)、および、平均粒径が1~30μmの範囲にあるウレタン樹脂粒子(D)を含有し、該ウレタン樹脂粒子(D)が、平均粒径の異なる2種以上の粒子を含む。
前記成分(A)としては、光硬化性基を有するオリゴマーおよび/または樹脂であれば特に制限されないが、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する光硬化性(メタ)アクリレートモノマーを用いて得られるオリゴマーまたは樹脂が好ましい。
成分(A)を用いることで、硬質の被膜を形成することができ、被膜付基材に必要な耐汚染性および耐薬品性を効果的に付与することができる。
本組成物に用いる成分(A)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
該ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、耐黄変性に優れる硬化被膜を容易に得ることができる等の点から、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーであることが好ましい。
耐黄変性に優れる硬化被膜を容易に得ることができる等の点から、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーまたは樹脂の原料として用いる化合物は、脂肪族(脂環式も含む)系の化合物であることが好ましい。
このようなイソシアネート化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
これらの中でも、イソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート[HDI]、イソホロンジイソシアネート[IPDI]が好ましい。
また、前記以外にも、ポリカプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の変性体を用いてもよい。
このようなポリオールは、1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
成分(B)は特に制限されず、(メタ)アクリロイル基を1つ有する単官能(メタ)アクリレート化合物であってもよく、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する2官能以上の(メタ)アクリレート化合物であってもよい。
なお、成分(B)は、光硬化性の化合物である。
本組成物に用いる成分(B)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
単官能(メタ)アクリレート化合物を用いることで、本組成物の粘度を下げ、塗装作業性を向上させることができる。
単官能(メタ)アクリレート化合物を用いる場合、用いる単官能(メタ)アクリレート化合物は1種でもよく、2種以上でもよい。
2官能(メタ)アクリレート化合物を用いることで、本組成物の粘度を下げ、塗装作業性を向上させることができ、また、硬度、耐汚染性、耐擦傷性を有する硬化被膜を容易に得ることができる。
2官能(メタ)アクリレート化合物を用いる場合、用いる2官能の(メタ)アクリレート化合物は1種でもよく、2種以上でもよい。
3官能以上の(メタ)アクリレート化合物を他の成分とともに用いることで、硬化性に優れる組成物を得ることができ、特に、架橋密度が高く、タックの少ない、塗膜欠陥が抑制された硬化被膜を容易に得ることができる。
3官能以上の(メタ)アクリレート化合物を用いる場合、用いる3官能以上の(メタ)アクリレート化合物は1種でもよく、2種以上でもよい。
光重合開始剤(C)は、本組成物を硬化可能な化合物であれば特に制限されないが、光照射によりラジカルまたはカチオンを発生し、成分(A)や(B)等を反応させることができる化合物であることが好ましい。このような成分(C)としては、例えば、アルキルフェノン系開始剤、アシルホスフィンオキサイド系開始剤、水素引抜型開始剤が挙げられる。
本組成物に用いる成分(C)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
成分(D)は、ウレタン樹脂製の粒子であることと、平均粒径が1~30μmの範囲にある粒子であることを特徴とし、さらに、平均粒径の異なる2種以上の粒子を含むことを特徴とする。
このような成分(D)を用いることで、低光沢および低斜光グロス、かつ、耐汚染性に優れ、基材の素材感や風合い感(無塗装感)や、落ち着いた見た目(しっとり感)などの美観面にも優れる硬化被膜を容易に形成することができる。
なお、前記成分(D)の平均粒径は、本組成物を調製する際の原料である成分(D)の平均粒径が前記範囲にあればよい。
具体的には、形成される硬化被膜にザラツキを感じない(つるつるした)手触り感が求められる場合、粒子(D2)の平均粒径は、好ましくは6~10μm、より好ましくは6~8μmであり、形成される硬化被膜にザラザラ感が求められる場合、粒子(D2)の平均粒径は、好ましくは10~30μm、より好ましくは20~30μmである。
前記市販品としては、例えば、アートパールCE-1000T、アートパールC-800透明、アートパールC-600透明、アートパールC-400透明、アートパールC-300透明、アートパールC-200透明、アートパールP-800T、アートパールP-400T、アートパールJB-800T、アートパールJB-600T、アートパールJB-400T、アートパールU-600T、アートパールAK-800TR、アートパールAK-400TR、アートパールAK-300TR、アートパールAK-200TR、アートパールMM-120T、アートパールTK-600T、アートパールC-600THが挙げられる。
本組成物100質量%中の成分(D2)の含有量は、前記効果、特に斜光グロスが低い硬化被膜を容易に得ることができる等の点から、好ましくは1~6質量%、より好ましくは2~5.5質量%、特に好ましくは3~5質量%である。
本組成物は、粘度の増大および粒子の沈降が抑制された組成物を容易に得ることができ、また、低光沢の硬化被膜を容易に得ることができる等の点から、必要により、成分(E)を含有していてもよく、成分(E)を含有することが好ましい。
なお、成分(D)を用いず、成分(E)を用いる場合、低光沢の硬化被膜を形成できる傾向にはあるが、基材の素材感や風合い感(無塗装感)や、落ち着いた見た目(しっとり感)などの美観面に優れる硬化被膜を得ることができないことが分かった。
本組成物に用いる成分(E)は、1種でもよく、2種以上でもよい。2種以上の成分(E)を用いる場合、シリカの種類が異なる2種以上であってもよく、平均粒径や形状等の異なる2種以上であってもよい。
成分(E)が非晶質シリカであることは、例えば、従来公知のX線回折装置によって得られるX線回折パターンにおいて、結晶性シリカのピークが現れないことから確認することができる。
なお、前記表面処理方法は特に制限されず、例えば、有機ケイ素化合物やワックスなどの有機化合物を用いた処理、シランカップリング剤など化合物を用いた処理が挙げられる。得られる組成物の粘度の増大を抑制できる等の点からは、前記有機化合物を用いた処理を行うことが好ましい。
なお、「不定形」とは、球状や楕円形状のような規則的形状ではなく、不規則な多数の角部または面を有する形状を意味する。
なお、成分(E)は、添加量によって得られる組成物の粘度に影響を及ぼす傾向にあるため、添加量は前記範囲に制限されやすい傾向にある。
本組成物は、必要に応じて、前述した成分以外のその他の成分を含有してもよい。
該その他の成分としては、本発明の分野等で通常用いられてきた従来公知の添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で用いることができ、例えば、レベリング剤、消泡剤、分散剤、有機溶剤、重合禁止剤、非反応性希釈剤、艶消し剤、沈降防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、成分(C)以外の光増感剤、成分(A)や(B)以外の光硬化性化合物、アクリル樹脂ビーズ、ポリエチレン粒子、アルミナ粒子、アルミノシリケート粒子等の成分(D)や(E)以外の粒子が挙げられる。
前記その他の成分はそれぞれ、1種単独で用いてもよく、また、2種以上を用いてもよい。
レベリング剤を用いる場合、本組成物100質量%に対するレベリング剤の配合量は、好ましくは0.005~1.5質量%、より好ましくは0.01~1.0質量%である。
消泡剤を用いる場合、本組成物100質量%に対する消泡剤の配合量は、好ましくは0.0001~1.0質量%である。
分散剤を用いる場合、本組成物100質量%に対する分散剤の配合量は、好ましくは0.1~10質量%である。
該有機溶剤としては、従来公知の溶剤を用いることができる。例えば、芳香族炭化水素類(例:キシレン、トルエン)、ケトン類(例:メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン)、エステル類(例:酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル)、アルコール類(例:イソプロピルアルコール、ブタノール)、グリコールエーテル類(例:プロピレングリコールモノメチルエーテル)が挙げられる。
本組成物は、前記各成分を公知の手段で混合することで調製することができる。
該KU値は、JIS K 5600-2-2:1999の規定に従い、ストーマー粘度計を用いて測定することができる。
また、本組成物は、光硬化性塗料として適している。
本発明に係る硬化被膜は、前記本組成物から形成された膜であり、具体的には、本組成物を光照射により硬化させる工程(光照射工程)を含むことで製造することができる。
また、該硬化被膜は、通常、基材上に形成され、つまり、基材と該硬化被膜とを含む硬化被膜付基材として形成される。具体的には、基材の少なくとも一部に本組成物を塗装する塗装工程と、当該塗装面を光照射して本組成物を硬化させる光照射工程とを含むことで硬化被膜付基材を製造することができる。
なお、このような膜厚の硬化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に応じ、2回(必要によりそれ以上)の塗装で、所望の厚みの硬化被膜を形成してもよい。
前記硬化被膜の60度光沢度の値は、好ましくは10以下、より好ましくは9以下、特に好ましくは8以下である。なお、該60度光沢度の値は小さければ小さい方が好ましいため、その下限は特に限定されない。
なお、60度光沢は、グロスメーターを用い、硬化被膜面に対し、垂直方向から60°の角度から入射した光を、硬化被膜面に対し、垂直方向から60°の角度で受光することによって測定した時の値である。
前記硬化被膜の85度光沢度の値は、好ましくは45以下、より好ましくは43以下、特に好ましくは41以下である。なお、該85度光沢度の値は小さければ小さい方が好ましいため、その下限は特に限定されない。
なお、85度光沢は、グロスメーターを用い、硬化被膜面に対し、垂直方向から85°の角度から入射した光を、硬化被膜面に対し、垂直方向から85°の角度で受光することによって測定した時の値である。
プラスチックとしては、例えば、各種プラスチック基材(例:トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルサルホン、ポリアクリル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、(メタ)アクリルニトリル等から形成されるフィルムや成形体)が挙げられる。
該木質基材は、突き板貼りや紙貼り、シート貼り基材であってもよく、無垢材であってもよい。また、木質基材は、素材感や風合い感等を損なわない範囲内で、必要に応じて従来公知の目止処理、着色処理等を予め表面に施した基材、従来公知の下塗り塗料、さらには中塗り塗料等を塗布した基材であってもよい。
なお、当該下塗り塗料および当該中塗り塗料は、一般に塗料を塗布する際に適用されている手段により塗布することができる。下塗り塗料、中塗り塗料としては、例えば、紫外線硬化型塗料が使用され、無溶剤型の紫外線硬化型塗料がより好ましい。
本組成物の塗装量がこの範囲にあると、耐汚染性、および、素材感や風合い感等の意匠性(美観)に優れる硬化被膜付基材を容易に得ることができる。
前記光照射工程では、光を照射した後、または、光を照射する際に、硬化時間を短縮させるために、5~120℃程度の加熱を行ってもよい。
(メタ)アクリレートモノマー1 46.8質量部、(メタ)アクリレートモノマー2 7.3質量部、光重合開始剤1 1.6質量部、および、光重合開始剤2 1.6質量部を混合した。得られた溶液に、ウレタンアクリレート1 22.0質量部、ウレタンアクリレート2 4.4質量部、シリカ1 2.3質量部、シリカ2 7.0質量部、ウレタン樹脂ビーズ(3μm) 3.5質量部、および、ウレタン樹脂ビーズ(6μm) 3.5質量部を添加し、十分に攪拌することで光硬化性樹脂組成物を調製した。
実施例1において用いた各原材料の代わりに、表1に示す原材料を表1に示す配合量で用いた以外は実施例1と同様にして、光硬化性樹脂組成物を調製した。
なお、表1における各原材料の詳細は表2に示すとおりである。
(株)水金製のポリ化粧合板(シナ合板に黒紙を貼り付け、その上にウレタンサンディングシーラーを130g/m2となるように塗装し、乾燥させた後、#500サンドペーパーで研磨した板)に、調製した光硬化性樹脂組成物をロールコーターにて約0.8g/尺2(1尺:約30.3cm)となるように塗布し、高圧水銀ランプにて紫外線を照射(積算光量:400mJ/cm2)し、組成物を硬化させることで、硬化被膜付基材を得た。
グロスメーター(micro-TRI-gloss[BYK-Gardner社製])を使用して、得られた硬化被膜付基材における硬化被膜面の60度光沢および85度光沢を測定した。結果を表1に示す。
なお、60度光沢および85度光沢はそれぞれ、硬化被膜面に対し、垂直方向から60°または85°の角度から入射した光を、硬化被膜面に対し、垂直方向から60°または85°の角度で受光することによって測定した時の値である。
容器に青インク((株)パイロットコーポレーション製、インキ/ブルーブラック)を入れ、該容器に蓋をするように、該容器の上に、得られた硬化被膜付基材を、硬化被膜側が容器側(下側)を向くように載せた。次いで、青インクが漏れないように、硬化被膜付基材を押さえながら、硬化被膜に青インクが接するように、容器および硬化被膜付基材を上下反転させ、その状態で1時間放置した。その後、容器および硬化被膜付基材を再度上下反転させた後、硬化被膜付基材を青インク入りの容器から取り外し、該硬化被膜付基材に水を十分に流し当てることで洗浄した。洗浄後の硬化被膜付基材を目視で確認し、硬化被膜面に、青インクの跡が認められなかった場合を○とし、青インクのうすい跡が確認できた場合を△とし、青インクの濃い跡が確認できた場合を×として評価した。結果を表1に示す。
前記で得られた硬化被膜付基材の硬化被膜面の手触りを10人の試験者により評価した。具体的には、ザラツキを感じない場合を「1」とし、ほとんどザラツキを感じない場合を「2」とし、ザラツキを感じた場合を「3」とし、強くザラツキを感じた場合を「4」とし、10人の試験者のうち、最も多い結果を表1に示す。
Claims (10)
- 光硬化性オリゴマーおよび/または光硬化性樹脂(A)、(メタ)アクリレートモノマー(B)、光重合開始剤(C)、および、平均粒径が1~30μmの範囲にあるウレタン樹脂粒子(D)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、
前記光硬化性オリゴマーおよび/または光硬化性樹脂(A)が、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーおよび/またはウレタン(メタ)アクリレート系樹脂であり、
前記(メタ)アクリレートモノマー(B)が、光硬化性の(メタ)アクリレート化合物であり、
前記ウレタン樹脂粒子(D)は球状であり、平均粒径が1μm以上、6μm未満の範囲にあるウレタン樹脂粒子(D1)と、平均粒径が6~30μmの範囲にあるウレタン樹脂粒子(D2)とを含み、
前記光硬化性樹脂組成物100質量%中の前記光硬化性オリゴマーおよび/または光硬化性樹脂(A)の含有量は10~70質量%であり、
前記光硬化性樹脂組成物100質量%中の前記(メタ)アクリレートモノマー(B)の含有量は20~80質量%であり、
前記光硬化性樹脂組成物100質量%中の前記光重合開始剤(C)の含有量は1~10質量%である、
光硬化性樹脂組成物。 - さらにシリカ(E)を含む、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記光硬化性オリゴマーおよび/または光硬化性樹脂(A)が、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーである、請求項1または2に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリレートモノマー(B)が、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 木質基材用である、請求項1~4のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物から形成された硬化被膜。
- 85度光沢度が45以下である、請求項6に記載の硬化被膜。
- 60度光沢度が10以下である、請求項6または7に記載の硬化被膜。
- 基材と、請求項6~8のいずれか1項に記載の硬化被膜とを有する、硬化被膜付基材。
- 基材表面の少なくとも一部に、請求項1~5のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物を塗装する塗装工程と、当該塗装面を光照射して該組成物を硬化させる光照射工程とを含む、硬化被膜付基材の製造方法。
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