JPH0351753B2 - - Google Patents

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JPH0351753B2
JPH0351753B2 JP60150082A JP15008285A JPH0351753B2 JP H0351753 B2 JPH0351753 B2 JP H0351753B2 JP 60150082 A JP60150082 A JP 60150082A JP 15008285 A JP15008285 A JP 15008285A JP H0351753 B2 JPH0351753 B2 JP H0351753B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
meth
group
acrylate
ester
polyisocyanate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60150082A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6211778A (en
Inventor
Osamu Maruyama
Hidenori Ishikawa
Shunji Arimoto
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP15008285A priority Critical patent/JPS6211778A/en
Publication of JPS6211778A publication Critical patent/JPS6211778A/en
Publication of JPH0351753B2 publication Critical patent/JPH0351753B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は新規にして有用なる木質材被覆組成物
に関するものであり、さらに詳細には、ポリイソ
シアネートと水酸基含有(メタ)アクリル酸エス
テルとを、あるいはポリイソシアネートと水酸基
含有(メタ)アクリル酸エステルと多価アルコー
ルとを反応させて得られる特定のウレタンアクリ
レート化合物を必須の成分として含んで成る、木
質材に対する密着性のすぐれた組成物に関するも
のである。 本発明の目的とする処は、木質床材、木質壁材
または木工家具などに適用される、いわゆる木質
材に対する密着性の付与を目的とした下塗り剤を
何ら必要としなく、紫外線や電子線などの活性エ
ネルギー線を照射することによりすぐれた密着性
を有する皮膜を形成し得る、木質材への被覆用組
成物を提供しようとするにある。 〔従来の技術〕 かかる木質材の耐久性や美感の向上を目的とし
て、現在までに、数多くの塗料が提案され、そし
て種々の塗装方法や硬化方法なども提案され、実
用化されてきている。 そのうち、木質材の塗装に用いられている塗料
としては、ラツカー、アミノアルキド、ウレタ
ン、ポリエステルまたはエマルジヨンといつた各
種の合成樹脂塗料が大部分を占めており、硬化方
式にしても常温硬化(自然乾燥硬化)から加熱硬
化までといつた各種の方式が採用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記した如き従来の塗料および硬化方式にあつ
ては、乾燥硬化のためのスペースが過分に必要で
あつたり、生産ラインが長大なものとなつたり、
その上、硬化までに長時間を要するといつた各種
の問題点があつて、速硬化性の塗料・塗装システ
ムの開発が望まれていた。 そこで、こうした要求に応えるべく紫外線硬化
塗料システムが開発されるに及んで、加熱硬化に
あつては30分間〜2時間、常温硬化では12〜72時
間も要していた硬化時間が数秒間から数分間程度
にまで短縮され、それに伴つてスペースやライン
の長さも著しく縮小されるようになつた。 しかしながら、現在までの紫外線硬化塗料シス
テムは大きな欠点を有していた。 すなわち、木質材素地に対しては直接、塗装し
て硬化塗膜を得ることはできなかつたのであり、
その理由としては、「塗装と塗料」’77・新(No.
278)の第53〜57頁にかけての論文“木材塗装の
強制乾燥−特にUVとIR硬化”に述べられている
説が有力である。 その後、この文献が発表されてから8年を経過
した今日でさえ、その間に発表された文献や製品
紹介などによれば、「塗装技術」1981年11月号の
第99〜110頁にかけての論文“木工塗装における
空乾性不飽和ポリエステルの技術動向”中の第
108および109頁、同上誌1983年10月号の第69〜74
頁にかけての論文“紫外線による塗膜硬化”中の
第73頁「第1図」や、「塗装と塗料」1983年12月
号の第50〜62頁にかけての論文“家具用合板UV
塗装システム”中における「第5および6図」に
も見られる如く、依然として、木質材素地に対し
て非エネルギー線硬化型の不塗り剤が使用されて
おり、そのために著しく生産性などを阻害し、そ
うした生産性などの向上を妨げている。 〔問題点を解決するための手段〕 しかるに、本発明者らは上述した如き従来技術
における問題点を解決するべく鋭意検討した結
果、次に述べる如き特定のウレタンアクリレート
化合物を必須の成分として含んで成る、木質材へ
の密着性にすぐれた被覆材組成物を見出すに及ん
で、本発明を完成させるに到つた。 すなわち、本発明は必須の成分として、一分子
中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイ
ソシアネートと、水酸基含有アクリル酸エステル
またはメタクリル酸エステルとを反応させて得ら
れる、あるいは該ポリイソシアネートと、該アク
リル酸エステルまたはメタクリル酸エステルと、
一分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコ
ールとを反応させて得られる、樹脂固形分中に
1.5〜15重量%なる範囲内の遊離イソシアネート
基を含有するウレタンアクリレート化合物を含ん
で成る、木質材に対する密着性のすぐれた被覆材
組成物を提供するものである。 ここにおいて、まず、上記した多価アルコール
とはエチレングリコール、1,2−プロピレング
リコール、1,3−プロピレングリコール、1,
3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキ
サンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3
−ペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、
ビスフエノールA、ヒドロキシピバリルヒドロキ
シピバレート、水添ビスフエノールA、トリメチ
ロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセ
リン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトールもしくはジペンタエリスリトール
のほか、これらのアルコール類を塩素化ないしは
臭素化せしめて得られる化合物とか、該アルコー
ル類またはビスフエノールAをエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイドまたはテトラヒドロフ
ランなどによつてポリオキシアルキレンエーテル
化せしめて得られる化合物などを指称するもので
あり、さらには上掲された各種の多価アルコール
ないしはポリオールの1種以上と、公知慣用の多
塩基酸の1種以上とをエステル化せしめて得られ
るポリエステルポリオール類も、本発明で言う多
価アルコールと同様に用いることができるのは勿
論である。 かかる多塩基酸として代表的なものには、アジ
ピン酸、こはく酸、セバシン酸、アゼライン酸、
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、2,2,4
−トリメチルアジピン酸、オルトフタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸、シトラコン酸、ムコ
ン酸、しゆう酸、マロン酸、グルタル酸もしくは
トリメリツト酸またはそれらの無水物などがあ
る。 上述した如きエステル化を行なうにさいして
は、上掲した如きポリオール、さらにはビスフエ
ノールAや多塩基酸とエピクロルヒドリンとの縮
合物たる、ビスフエノールAジグリシジルエーテ
ル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテ
ル、トリメチロールプロパントリグリシジルエー
テル、フタル酸ジグリシジルエステルなどをはじ
め、ブチルグリシジルエーテル、フエニルグリシ
ジルエーテル、安息香酸グリシジルエステルなど
の如き一価ないしは多価のエポキシ化合物もま
た、当該多価アルコールの一成分として用いるこ
とができるのも勿論である。 さらに、当該多価アルコールとしては、前述し
たポリオールおよび/またはポリエステルポリオ
ール類と、ε−カプロラクトンもしくはγ−ブチ
ロラクトンの如きラクトン類との重縮合によつて
得られるような化合物もまた使用できる。 これら上述の如き多価アルコールのうちでも、
硬化性と、木質材素地に対する密着性と、塗膜物
性とのバランスを考慮した場合には、一分子中に
含有される水酸基の数としては平均3〜5個なる
範囲内が特に好ましい。 これに対し、かかる水酸基の数が平均2個であ
る場合には、硬化性も小さくなるし、塗膜物性も
悪化する傾向こそあるが、密着性が維持できるの
で、本発明の目的の一つである木質材に対する密
着性の点だけからすれば、かかる多価アルコール
も十分に使用しうるものであることは言うまでも
ない。また、一分子中における水酸基の数が6個
以上になると、合成中に増粘したりゲル化したり
する処から、実用面での難点があるので、特に注
意を要する。 当該多価アルコールの分子量としては100〜
3000なる範囲内が好ましく、速硬化性と強靭なる
塗膜物性とを得るためには200〜2000なる範囲内
がが特に好ましい。 ところで、当該多価アルコールにあつて、ポリ
エーテル系化合物とポリエステル系化合物とを比
較した場合には、後者は素地密着性と塗膜の強靭
性とにすぐれるものであり、就中、ポリカプロラ
クトンエステルは分子量分布や、一分子中に含ま
れる水酸基数などの管理ができ、その所産として
低粘度の、そして速硬化性と、強靭なる塗膜物性
と、さらに良好なる密着性とをもつたウレタンア
クリレート化合物を与えるので特に望ましい多価
アルコールである。 次に、前記した水酸基アクリル酸エステルまた
はメタクリル酸エステルとして代表的なものに
は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレー
ト、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレー
ト、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレー
ト、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)
アクリレートの如き二価アルコールのモノ(メ
タ)アクリレート類;トリメチロールプロパンジ
(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)ア
クリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシ
アヌル酸のジ(メタ)アクリレート、ペンタエリ
スリトールトリ(メタ)アクリレートの如き三価
以上のアルコールの部分(メタ)アクリレート
類;ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジ
ルエーテル、グリシジルメタクリレートもしくは
安息香酸グリシジルエステルの如きモノエポキシ
化合物と(メタ)アクリル酸とのエポキシエステ
ル化物;またはこれらの各化合物とε−カプロラ
クトンまたはγ−ブチロラクトンとの反応によつ
て得られるラクトン変性水酸基含有化合物などが
あるが、かかる水酸基含有(メタ)アクリル酸エ
ステルのうちでも、2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メ
タ)アクリレートのカプロラクトン変性物、また
はモノエポキシ化合物の(メタ)アクリル酸エス
テルは、一分子中における水酸基数が1個である
処からウレタンアクリレート化合物の調製時に高
分子量化することがなく、したがつて低粘度物が
与えられ、ひいては本発明組成物の諸性能を管理
する上で、特に望ましいものである。 さらに、前記したポリイソシアネートとして代
表的なものには、2,4−トリレンジイソシアネ
ート、2,6−トリレンジイソシアネート、イソ
ホロンジイソシアネート、1,3−キシリレンジ
イソシアネート、1,4−キシリレンジイソシア
ネート、ジフエニルメタン−4,4′−ジイソシア
ネート、3−メチル−ジフエニルメタンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジ
シクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシルメタン−2,4−ジイソシ
アネートもしくはリジンジイソシアネート、また
はこれらの各ジイソシアネートのうちの芳香族ジ
イソシアネート類を水添して得られる、水添キシ
リレンジイソシアネートもしくは水添ジフエニル
メタン−4,4′−ジイソシアネートの如きジイソ
シアネート類;あるいは「バーノツクDN−970」
〔大日本インキ化学工業(株)製品〕、「デユラネート
24A−100」〔旭化成工業(株)製品〕、〔スミデユール
L−100」〔住友バイエル(株)製品〕または「コロネ
ートEH」〔日本ポリウレタン工業(株)製品〕の如
き、多量化され、精製して得られたポリイソシア
ネート類などがあるが、就中、2,4−トリレン
ジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネ
ートは、分子中に含まれるそれぞれのイソシアネ
ート基の反応速度が著しく異なる処から、目的と
するウレタンアクリレート化合物を調製する段階
で、選択的にウレタン化反応を行なわしめること
が可能となり、したがつて低粘度で、しかも硬化
性および塗膜物性などにすぐれるウレタンアクリ
レート化合物を得る上で特に望ましいものであ
る。 これに対し、他のポリイソシアネートつまり、
それぞれのイソシアネート基に余り反応性の差が
ないものを使用した場合には、最終的に未反応イ
ソシアネートが残存し易く、したがつて健康上、
安全上、有害であつたり、組み合わせるべき前記
多価アルコールの種類やモル比などが著しく制限
されたり、さらには著しく高粘度物となり易く、
場合によつてはゲル化することさえあるので、特
に注意を要する。 したがつて、こうした各イソシアネート基の反
応性に余り差がなく、ほぼ等しい反応性のイソシ
アネート基を有するポリイソシアネートと前記多
価アルコールとの反応においては、多価アルコー
ル中の水酸基1当量につきポリイソシアネートが
1.5モル以上、好ましくは2.0モル以上となる割合
で用いることと、かかる反応終了後に未反応のイ
ソシアネート分を除去してから、前記水酸基含有
(メタ)アクリル酸エステルを反応せしめること
が特に望ましい。 また、前記多価アルコールを使用せずに目的ウ
レタンアクリレートを調製するにさいして、モノ
マー状のポリイソシアネートを用いる場合には、
どうしても未反応のイソシアネート分が出てくる
ので好ましくなく、したがつてこの場合にも、同
様に、精製されたポリイソシアネートの使用が望
ましいことは言うまでもない。 以上に掲げられた各原料成分を用いて本発明組
成物の必須成分である前記したイソシアネート基
含有ウレタンアクリレート化合物を調製するには
公知慣用の方法に従つて行なうことができるが、
それにはまず、前記多価アルコールまたは前記水
酸基含有(メタ)アクリル酸エステル中の水酸基
1当量に対し、前記ポリイソシアネートが0.8〜
2.0モル、好ましくは1.0〜1.2モルとなる割合で、
常法により中間体を得たのち、さらに水酸基含有
(メタ)アクリル酸エステルの量を、目的ウレタ
ンアクリレート化合物の固形分中における遊離イ
ソシアネート基濃度(イソシアネート基含有率)
が1.5〜15重量%、好ましくは1.5〜12重量%、特
に好ましくは2.0〜10重量%なる範囲内となるよ
うに決定して上記中間体に添加することによつて
ウレタン化反応を継続させ、もはや残存イソシア
ネート基濃度が変化しなくなつた時点で反応を完
了せしめる方法によつてもよいし、あるいは、予
めポリイソシアネートと水酸基含有(メタ)アク
リル酸エステルとを反応させておき、次いで多価
アルコールまたは水酸基含有(メタ)アクリル酸
エステルを添加して反応せしめるという方法によ
つてもよいし、さらには、ポリイソシアネートと
水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとを一時
に、またはポリイソシアネートと水酸基含有(メ
タ)アクリル酸エステルと多価アルコールとを一
時に、つまり一回のウレタン化反応工程で行なう
という方法によつてもよいことは勿論である。 ただし、多価アルコールを使用するさいには、
先に記述した通り、ポリイソシアネートとしては
2,4−トリレンジイソシアネートまたはイソホ
ロンジイソシアネートが好適であるが、こうした
ポリイソシアネートを使用しない場合には、大過
剰のポリイソシアネートを用いて、反応後に未反
応のポリイソシアネートを除去してから次の工程
に移ることが、実用に即した目的ウレタンアクリ
レート化合物を得る上で望ましい。 また、一回のウレタン化反応工程で済ませよう
とする場合には、極力、この多価アルコールの使
用量を低目に抑制せしめるか、あるいは全く使用
せずに行なつて、高分子量化による高粘度化を避
けることが必要である。 当該ウレタンアクリレート化合物を調製するに
さいしては、ウレタン化反応を促進せしめるため
に、ジブチル錫ジアセテートまたはジブチル錫ジ
ラウレートの如き有機錫化合物などの公知慣用の
触媒を使用することができるし、また当該ウレタ
ンアクリレート化合物中の(メタ)アクリロイル
オキシ基の重合を抑制するために、ハイドロキノ
ン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコ
ール、フエノチアジンまたはベンゾキノンの如き
重合禁止剤を添加せしめることもできる。 また、当該ウレタンアクリレート化合物の調製
は上述した如き公知慣用の方法に従う限り、特別
の操作を必要とするものでもなく極めて容易に為
し得るものではあるが、最後まで未反応のポリイ
ソシアネートが残存する処から、副反応の生起な
どにだけは十分注意しなければならない。 すなわち、系中の水分とか、アミン類とか、通
常の知識では予見することのできない、ポリイソ
シアネートに対して反応性のある物質あるいは副
反応を促進するような物質を添加することだけ
は、絶対にしてはならないということである。 当該ウレタンアクリレート化合物を調製するに
さいしてのウレタン化反応の追跡は、残存イソシ
アネート基(未反応ポリイソシアネート分)の検
出量に従つて行ない、そのためには、通常のアミ
ン逆滴定法、あるいは赤外吸収スペクトルにおけ
る2240cm-1付近の吸収による検量線法などを用い
ることもできる。 而して、各原料成分自体に、あるいはウレタン
化反応自体に異状が認められない限り、ポリイソ
シアネートに反応すべき水酸基の消滅した時点
で、もはやイソシアネート基濃度は変化しなくな
り、かかるウレタン化反応は完結するわけである
が、万一、異状が認められる場合には、このイソ
シアネート基濃度は低下し続けることとなり、ア
ミン逆滴定法および赤外吸収スペクトルのいずれ
の方法によつても殆んど不明の状態に陥り、その
結果は、本発明において欲するようなイソシアネ
ート基含有ウレタンアクリレート化合物とは全く
異質のものとなり、したがつて木質材素地に対す
る密着性や、粘度および硬化性などの面で何らの
優位性を示さないものとさえなる処から、こうし
た各原料成分やウレタン化反応工程の管理チエツ
クだけは厳重に為されなければならない。 かくして得られる、本発明の木質材被覆用組成
物の必須成分たるイソシアネート基含有ウレタン
アクリレート化合物は、その樹脂固形分中に1.5
〜15重量%、好ましくは1.5〜12重量%、特に好
ましくは2.0〜10重量%の遊離イソシアネート基
が含有されるべきであり、このイソシアネート基
濃度が1.5重量%未満である場合には、どうして
も本発明の目的の一つである木質材に対する密着
性が著しく低下するようになるし、逆に15重量%
を超える場合には、硬化速度が小さくなり、しか
も塗膜物性も低下するようになるので、いずれも
好ましくない。 本発明の被覆材組成物には、さらに必要に応じ
て、つまり本発明組成物を一層実用的なものとす
るために必要とされる種々の物質を添加配合せし
めることができる。 すなわち、たとえば、(1)イソシアネート基に対
して不活性な有機溶剤−酢酸エチル、酢酸プロピ
ル、酢酸ブチルの如き酢酸エステル類;アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、ジエチルケトン、ジブチルケトン、イソホロ
ンの如きケトン類;トルエン、キシレンの如き芳
香族炭化水素類;酢酸セロソルブ、酢酸カルビト
ールの如きアルキル(ポリ)アルキレングリコー
ルアセテート類;「ソルベツソ#100、#150」〔エ
クソン化学(株)製品〕や「スワゾール#310」〔丸善
石油(株)製品〕の如き各種混合溶剤類;さらには混
合溶剤系であつてトレランスがあり、しかも蒸発
時に塗膜の透明性を何ら損わない脂肪族炭化水素
類などの、汎用塗料に用いられている公知慣用の
有機溶剤類−であり、本発明組成物の必須構成成
分たるイソシアネート基含有ウレタンアクリレー
ト化合物のすぐれた特性を全く損わずに利用でき
るようなもの、(2)イソシアネート基に対して不活
性であり、しかも必須構成成分たる該ウレタンア
クリレート化合物とラジカル重合性のあるモノマ
ーないしはプレポリマー−脂肪族、脂環式もしく
は芳香脂肪族の、(エーテル結合含有)多価アル
コールの(メタ)アクリレート類;芳香族二価〜
六価多価アルコールのアルキレンオキサイド付加
物の(メタ)アクリレート類;モノ−またはポリ
(メタ)アクリロイルオキシアルキル燐酸エステ
ル類;ポリエステル(メタ)アクリレート類;ポ
リウレタン(メタ)アクリレート類;ポリアミド
(メタ)アクリレート類;ポリシロキサン(メタ)
アクリレート類;主鎖末端ないしは側鎖に(メ
タ)アクリロイルオキシ基を有するビニル系また
はジエン系低分子量(コ)ポリマー類;前掲され
た如き各種重合性(メタ)アクリレート類の変性
物;あるいはアリル化合物など−であつて、かか
るモノマーないしはプレポリマーの使用量とし
て、本発明の必須構成成分たるイソシアネート基
含有ウレタンアクリレート化合物の固形分100重
量部に対し100重量部以下、とくに木質材素地密
着性、硬化性および塗膜物性を損わないためには
80重量部以下となる割合で用いられるものである
が、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリ
レート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル
(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)ア
クリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリ
レート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル
(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アク
リレート、メトキシエチル(メタ)アクリレー
ト、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブト
キシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエ
チレングリコール(メタ)アクリレート、エトキ
シジエチレン(メタ)アクリレート、メトキシポ
リエチレングリコール(メタ)アクリレート、エ
トキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレ
ート、メトキシポリプロピレングリコール(メ
タ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリ
コール(メタ)アクリレート、フエノキシエチル
(メタ)アクリレート、フエノキシポリエチレン
グリコール(メタ)アクリレート、アルキルフエ
ノキシエチル(メタ)アクリレート、アルキルフ
エノキシポリアルキレングリコール(メタ)アク
リレート、テトラヒドロフルフリルオキシポリア
ルキレングリコール(メタ)アクリレート、ジシ
クロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロ
ペンテニルオキシアルキル(メタ)アクリレー
ト、ジシクロペンテニルオキシポリアルキレング
リコール(メタ)アクリレート、エチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ
(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール
ジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ
(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリ
ン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)
アクリレート、ビスフエノールAのエチレンオキ
サイド付加物のジ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレー
ト、多価アルコールのラクトン変性物の(メタ)
アクリレート、カルバモイルオキシアルキル(メ
タ)アクリレート、ポリフルオロアルキル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アク
リレートまたはベンジル(メタ)アクリレートの
如き各種(メタ)アクリル酸エステル;あるいは
酢酸ビニルまたはプロピオン酸ビニルなどのを具
体例とする公知慣用の反応性希釈剤のほか、種々
の文献やカタログ類に記載されているようなラジ
カル重合性のオリゴマーまたはプレポリマーとし
て知られているもの、(3)本発明組成物を光重合さ
せる場合に用いられる光重合用開始剤および/ま
たは光増感剤−ベンゾインメチルエーテル、ベン
ゾインエチルエーテル、ベンゾインn−(イソ−)
プロピルエーテル、ベンゾインn−(イソ−)ブ
チルエーテル、ベンジル、ベンゾフエノン、p−
クロルベンゾフエノン、p−メトキシベンゾフエ
ノン、4′−イソプロピル−2−メチル−プロピオ
フエノン、α,α−ジクロル−4−フエノキシア
セトフエノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフ
エニルケトン、ベンジルジメチルケタール、2,
2−ジエトキシアセトフエノン、クロロチオキサ
ントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチル
チオキサントン、ジイソプロピルチオキサント
ン、「ユベクリルP36」(ベルギー国UCB社製のラ
ジカル重合性高分子量化ベンゾフエノン)などを
具体例とする公知慣用の光重合開始剤であり、4
−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチル
アミノ安息香酸イソアミル、4,4−ビスジエチ
ルアミノベンゾフエノン、「ユベクリルP104」
(同上社製のラジカル重合性高分子量化第三級ア
ミン化合物)、N−メチルジエタノールアミン、
ジエチルアミノエチルメタクリレート、トリエチ
ルアミンなどを具体例とする公知慣用の光増感剤
であつて、かかる光重合開始剤および/または光
増感剤の使用量として、本発明組成物の必須成分
たるウレタンアクリレート化合物の固形分100重
量部に対し0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜8
重量部となる割合で用いられるもの、(4)本発明組
成物を熱硬化させる場合に用いられるラジカル重
合開始剤−ケトンパーオキサイド、ハイドロパー
オキサイド、ジアルキルハイドロパーオキサイ
ド、ジアシルパーオキサイドまたはパーオキシエ
ステル類の如き有機過酸化物、またはジアゾ系化
合物などを代表例とするが、熱硬化と光硬化(光
重合)とを併用する場合には、前掲の如き光重合
開始剤と上記有機過酸化物などとを併用すること
ができるようなもの、(5)イソシアネート基に対し
て不活性であり、しかもラジカル共重合性を有し
ない合成樹脂類−アクリル樹脂、ケトン樹脂また
は石油樹脂などで代表されるようなもの、(6)有機
ないしは無機の体質顔料をはじめ、艷消し剤また
はサンデイング助剤の如き充填剤類、および(7)汎
用塗料に用いられているその他の各種添加剤類−
レベリング剤、顔料分散剤、光沢付与剤、スリツ
プ剤およびチキソトロピツク剤などで代表される
ようなもの。 かくして得られる本発明の木質材被覆用組成物
は、その塗装後において、必要ならば予備乾燥を
行なつてから、熱や紫外線または電子線などの曝
露により迅速に硬化して、木質材に対して良好な
密着性が得られると同時に、良好な塗膜物性をも
与えるものである。 ここにおいて、木質材とはサクラ、アカガシ、
シタン、カリン、マホガニー、ラワン、クワ、ツ
ゲ、カヤ、キハダ、ホウ、カツラ、ケヤキ、クル
ミ、クス、ナラ、チーク、カキ、神代カツラ、神
代スギ、クロガキ、コクタン、シマコクタン、ト
チ、カエデ、ヤナギ、トネリコの如き天然木材を
はじめ、合板、積層板、パーテイクルボードまた
はプリント合板などの加工木材それ自体、あるい
はこうした天然ないしは加工木材から作られる床
材、家具類または壁材などの建材・家具なる各分
野において用いられているものを指称するもので
ある。 また、紫外線とは太陽光、キセノンランプ、メ
タルハライドランプ、低圧水銀灯、中圧水銀灯、
高圧水銀灯または超高圧水銀灯などの各種光源を
ラジカルソースとし、他方、電子線とは、たとえ
ば20〜2000kVの電子線源をラジカルソースとす
るものであり、こうした紫外線や電子線などの活
性エネルギー線を照射する雰囲気としては、窒素
ガスもしくは炭酸ガスなどの不活性ガス雰囲気、
または酸素濃度を低下させた雰囲気が勿論好まし
いが、通常の空気雰囲気でもよい。そして照射雰
囲気温度としては常温でもよいし、あるいは積極
的に加温し加熱することによつて硬化反応に熱を
利用してもよいが、本発明組成物を用いるには、
通常、0〜200℃なる範囲の照射雰囲気温度が好
適である。 上記した各ラジカルソースは単独使用でも、任
意の順序による2種以上の組み合わせでもよいこ
とは勿論である。 本発明組成物は、とりわけ木質材に塗装し硬化
して用いる場合に、前述したような現在の問題点
を美事に解決しうるという点で画期的な意義を有
するが、それ故に塗装される対象物が木質材のみ
に限定されるものでは決してなく、金属、プラス
チツク、ガラスまたは紙などの、木質材以外の各
種素材に対しても勿論のこと、これら木質材以外
の各種素材と当該木質材との組み合わせになる複
数の素材を予め処理したもの、たとえば印刷、塗
装、蒸着またはイオンプレートの如き公知慣用の
手段で予め処理し乾燥し硬化せしめた処理素材の
表面に本発明組成物を塗装して硬化せしめること
も可能であるし、また本発明組成物を一度、塗装
し硬化させた素材に対して、改めて本発明組成物
を塗装したり、あるいは本発明組成物以外の別の
塗装剤を塗装するという形の重ね塗りを行なうこ
とができるのも勿論である。 本発明組成物の塗装方法としては刷毛塗り、ロ
ールコーター法、フローコーター法、スプレー法
またはデイツピング法などの公知慣用の手段が採
用できる。 〔実施例〕 次に、本発明を参考例、実施例および比較例に
より具体的に説明する。以下において、部および
%は特に断りのない限り、すべて重量基準である
ものとする。 参考例 1〜29 撹拌機、温度計およびコンデンサーを備えたフ
ラスコを用い、第1表に示されるような多価アル
コール(PO−1〜PO−11)、ポリイソシアネー
ト(PI−1〜PI−6)、水酸基含有(メタ)アク
リル酸エステル(HA−1〜HA−6)を用いて、
下記する如き反応方法AまたはBに従つて種々の
イソシアネート基含有ウレタンアクリレート化合
物を調製した。 反応方法A:第2表に示されるような量のポリ
イソシアネートを仕込んで撹拌しながら約50
℃に昇温し、次いで同表に示されるような量
の多価アルコールを発熱に注意しながら徐々
に投入して70℃の温度に4時間保持させたの
ち、同表に示されるような量の水酸基含有
(メタ)アクリル酸エステルを投入し、さら
に同温度で、もはやイソシアネート基濃度が
変化しなくなるまで反応を続行せしめるとい
う方法、 反応方法B:第2表に示されるような量のポリ
イソシアネートを仕込んで撹拌しながら約50
℃に昇温し、次いで同表に示されるような量
の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル
を、発熱に注意しながら徐々に投入し、次い
で70℃の温度で、もはやイソシアネート基濃
度が変化しなくなるまで反応を続行せしめる
方法。 同表中には、各原料成分の種類およびその仕込
量と、上掲の如き反応方法の別と、得られるウレ
タンアクリレート化合物固形分当りのイソシアネ
ート濃度とを、まとめて示す。 同表に示される結果からも明らかなように、参
考例6,8,9および10の場合は、一段目の反応
の途中でゲル化してしまい、目的ウレタンアクリ
レート化合物は得られなかつた。 まず、参考例6にあつては、多価アルコールの
官能基数が6となり、ゲル化の危険度が限界を越
えたためであると考えられるし、参考例8〜10に
あつては、使用したポリイソシアネートにおける
イソシアネート基の反応性が同一であつたり、官
能基数が高かつたりした処から、やはり合成上の
許容限界外であつたためであると考えられる。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a new and useful wood coating composition, and more particularly, the present invention relates to a novel and useful wood coating composition. The present invention relates to a composition that has excellent adhesion to wood materials and contains as an essential component a specific urethane acrylate compound obtained by reacting a (meth)acrylic acid ester with a polyhydric alcohol. The object of the present invention is that it does not require any undercoat for the purpose of providing adhesion to wooden materials, which is applied to wooden flooring materials, wooden wall materials, wooden furniture, etc. An object of the present invention is to provide a composition for coating wood materials, which can form a film having excellent adhesion upon irradiation with active energy rays. [Prior Art] To date, many paints have been proposed for the purpose of improving the durability and aesthetic appearance of such wood materials, and various coating methods and curing methods have also been proposed and put into practical use. Of these, most of the paints used for painting wood materials are various synthetic resin paints such as lacquer, aminoalkyd, urethane, polyester, or emulsion, and even if they are cured at room temperature, they cure at room temperature (naturally). Various methods are used, ranging from dry curing to heat curing. [Problems to be Solved by the Invention] With the conventional paints and curing methods as described above, excessive space is required for drying and curing, the production line becomes long,
In addition, there were various problems such as the long time required for curing, and there was a desire for the development of fast-curing paints and coating systems. Therefore, as UV-curable paint systems were developed to meet these demands, the curing time changed from a few seconds to several hours, compared to 30 minutes to 2 hours for heat curing and 12 to 72 hours for room temperature curing. The time has been shortened to about a minute, and along with this, the space and line length have also been significantly reduced. However, UV-curable coating systems to date have had major drawbacks. In other words, it was not possible to obtain a cured coating film by directly painting the wood material.
The reason for this is "Painting and Paints"'77 New (No.
278), pages 53 to 57 of the paper "Forced drying of wood coatings - especially UV and IR curing" is the most likely theory. Even today, eight years have passed since this document was published, according to the documents and product introductions published during that time, the paper from pages 99 to 110 of the November 1981 issue of "Painting Technology" Part 1 of “Technological trends of air-drying unsaturated polyester in wood coatings”
Pages 108 and 109, issues 69-74 of the same magazine, October 1983.
``Figure 1'' on page 73 of the article ``Coating film curing by ultraviolet rays'' and the article ``UV plywood for furniture'' on pages 50 to 62 of the December 1983 issue of ``Paints and Coatings.''
As can be seen in Figures 5 and 6 in ``Coating Systems,'' non-energy ray-curable non-coating agents are still being used on wood materials, which significantly impedes productivity. , which hinders such improvements in productivity. [Means for Solving the Problems] However, as a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the problems in the prior art as described above, the present inventors have developed a method that contains a specific urethane acrylate compound as an essential component as described below. The present invention was completed by discovering a coating material composition that has excellent adhesion to wood materials. That is, the present invention is an essential component obtained by reacting a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule with a hydroxyl group-containing acrylic ester or methacrylic ester, or Acrylic ester or methacrylic ester,
In the resin solid content obtained by reacting with a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule.
The present invention provides a coating composition with excellent adhesion to wood, comprising a urethane acrylate compound containing 1.5 to 15% by weight of free isocyanate groups. First, the polyhydric alcohols mentioned above are ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,
3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3
-pentanediol, cyclohexanediol,
In addition to bisphenol A, hydroxypivalyl hydroxypivalate, hydrogenated bisphenol A, trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol or dipentaerythritol, these alcohols It refers to a compound obtained by chlorination or bromination, a compound obtained by converting the alcohol or bisphenol A into a polyoxyalkylene ether with ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, etc. Polyester polyols obtained by esterifying one or more of the various polyhydric alcohols or polyols listed above with one or more known and commonly used polybasic acids are also the same as the polyhydric alcohols referred to in the present invention. Of course, it can be used for. Typical such polybasic acids include adipic acid, succinic acid, sebacic acid, azelaic acid,
Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, 2,2,4
- Trimethyladipic acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, citraconic acid, muconic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid or trimellitic acid or anhydrides thereof. In carrying out the above-mentioned esterification, polyols such as those listed above, as well as bisphenol A diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, triglycidyl ether, which is a condensate of bisphenol A, a polybasic acid, and epichlorohydrin, are used. Monovalent or polyvalent epoxy compounds such as methylolpropane triglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ether, butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, benzoic acid glycidyl ester, etc. can also be used as a component of the polyhydric alcohol. Of course, it can also be used. Further, as the polyhydric alcohol, compounds obtained by polycondensation of the aforementioned polyols and/or polyester polyols with lactones such as ε-caprolactone or γ-butyrolactone can also be used. Among these polyhydric alcohols as mentioned above,
When considering the balance between curability, adhesion to the wood material base, and physical properties of the coating film, it is particularly preferable that the number of hydroxyl groups contained in one molecule is within the range of 3 to 5 on average. On the other hand, when the number of such hydroxyl groups is 2 on average, the curability decreases and the physical properties of the coating film tend to deteriorate, but the adhesion can be maintained, which is one of the objects of the present invention. It goes without saying that such polyhydric alcohols can be used satisfactorily from the viewpoint of adhesion to wood materials. Further, when the number of hydroxyl groups in one molecule is 6 or more, there is a problem in practical terms because viscosity increases or gelation occurs during synthesis, so special care must be taken. The molecular weight of the polyhydric alcohol is 100~
It is preferably within the range of 3,000, and particularly preferably within the range of 200 to 2,000 in order to obtain fast curing properties and tough coating film properties. By the way, when comparing polyether-based compounds and polyester-based compounds among the polyhydric alcohols, the latter has excellent adhesion to the substrate and toughness of the coating film, and in particular, polycaprolactone Ester can control the molecular weight distribution and the number of hydroxyl groups contained in one molecule, and as a result, it is a urethane that has low viscosity, fast curing, strong coating properties, and even better adhesion. Polyhydric alcohols are particularly desirable because they provide acrylate compounds. Next, typical examples of the above-mentioned hydroxyl acrylic esters or methacrylic esters include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 3-hydroxybutyl (meth)acrylate. Hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate
Mono(meth)acrylates of dihydric alcohols such as acrylates; trimethylolpropane di(meth)acrylate, glycerin di(meth)acrylate, di(meth)acrylate of tris(hydroxyethyl)isocyanuric acid, pentaerythritol tri(meth)acrylate Partial (meth)acrylates of trihydric or higher alcohols such as acrylates; epoxy esters of (meth)acrylic acid and monoepoxy compounds such as butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate or benzoic acid glycidyl ester; or There are lactone-modified hydroxyl group-containing compounds obtained by reacting each compound with ε-caprolactone or γ-butyrolactone. Among these hydroxyl group-containing (meth)acrylic esters, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate , 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, caprolactone-modified products of 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, or (meth)acrylic acid esters of monoepoxy compounds are urethane because the number of hydroxyl groups in one molecule is one. During the preparation of the acrylate compound, the molecular weight does not increase, and therefore a low viscosity product can be obtained, which is particularly desirable in terms of controlling the various performances of the composition of the present invention. Furthermore, typical polyisocyanates mentioned above include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, and diphenylmethane. -4,4'-diisocyanate, 3-methyl-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,4-diisocyanate or lysine diisocyanate, or each of these diisocyanates Diisocyanates such as hydrogenated xylylene diisocyanate or hydrogenated diphenylmethane-4,4'-diisocyanate obtained by hydrogenating aromatic diisocyanates; or "Burnok DN-970"
[Dainippon Ink & Chemicals Co., Ltd. product]
24A-100 [produced by Asahi Kasei Industries, Ltd.], [Sumideur L-100] [produced by Sumitomo Bayer Co., Ltd.], or "Coronate EH" [produced by Nippon Polyurethane Industries Co., Ltd.]. Among them, 2,4-tolylene diisocyanate or isophorone diisocyanate is suitable for the desired urethane acrylate because the reaction rate of each isocyanate group contained in the molecule is significantly different. It is possible to carry out the urethanization reaction selectively at the stage of compound preparation, and is therefore particularly desirable for obtaining urethane acrylate compounds with low viscosity and excellent curability and coating properties. be. In contrast, other polyisocyanates, i.e.
When using isocyanate groups with little difference in reactivity, unreacted isocyanate tends to remain in the end, resulting in health problems.
In terms of safety, it is harmful, the type and molar ratio of the polyhydric alcohols to be combined are severely restricted, and furthermore, it tends to become extremely viscous.
In some cases, it may even gel, so special care must be taken. Therefore, in the reaction between polyisocyanate having isocyanate groups having almost the same reactivity and the polyhydric alcohol, there is not much difference in the reactivity of each isocyanate group. but
It is particularly desirable to use it in a proportion of 1.5 mol or more, preferably 2.0 mol or more, and to react with the hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid ester after removing unreacted isocyanate after the completion of the reaction. In addition, when a monomeric polyisocyanate is used to prepare the desired urethane acrylate without using the polyhydric alcohol,
This is undesirable since unreacted isocyanate inevitably comes out, and it goes without saying that it is also desirable to use purified polyisocyanate in this case as well. The above-described isocyanate group-containing urethane acrylate compound, which is an essential component of the composition of the present invention, can be prepared using the raw material components listed above according to known and commonly used methods.
First, the polyisocyanate is 0.8 to 1 equivalent of the hydroxyl group in the polyhydric alcohol or the hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester.
in a proportion of 2.0 mol, preferably 1.0 to 1.2 mol,
After obtaining the intermediate by a conventional method, the amount of the hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester is determined by adjusting the free isocyanate group concentration (isocyanate group content) in the solid content of the target urethane acrylate compound.
is determined to be within a range of 1.5 to 15% by weight, preferably 1.5 to 12% by weight, particularly preferably 2.0 to 10% by weight, and added to the above intermediate to continue the urethanization reaction, The reaction may be completed when the concentration of the remaining isocyanate groups no longer changes, or the polyisocyanate and the hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester may be reacted in advance, and then the polyhydric alcohol may be reacted with the polyisocyanate. Alternatively, a method may be used in which a hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester is added and the reaction is caused. Furthermore, it is also possible to react the polyisocyanate and the hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester at the same time, or to react the polyisocyanate and the hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester at the same time. Of course, it is also possible to use a method in which the meth)acrylic acid ester and the polyhydric alcohol are reacted at the same time, that is, in one urethanization reaction step. However, when using polyhydric alcohol,
As described above, 2,4-tolylene diisocyanate or isophorone diisocyanate is suitable as the polyisocyanate, but if such a polyisocyanate is not used, a large excess of polyisocyanate is used to remove unreacted polyisocyanate after the reaction. It is desirable to remove the polyisocyanate before proceeding to the next step in order to obtain the desired urethane acrylate compound suitable for practical use. In addition, if one-time urethanization reaction step is desired, the amount of polyhydric alcohol used should be kept as low as possible, or it should not be used at all. It is necessary to avoid viscosity. In preparing the urethane acrylate compound, a known and commonly used catalyst such as an organotin compound such as dibutyltin diacetate or dibutyltin dilaurate can be used to accelerate the urethanization reaction. In order to inhibit polymerization of the (meth)acryloyloxy groups in the urethane acrylate compound, polymerization inhibitors such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, phenothiazine or benzoquinone can also be added. In addition, the preparation of the urethane acrylate compound does not require any special operations and can be done very easily as long as the well-known and commonly used method as described above is followed, but unreacted polyisocyanate remains until the end. From this point on, one must be very careful about the occurrence of side reactions. In other words, never add substances that are reactive to polyisocyanate or that promote side reactions that cannot be predicted with common knowledge, such as water in the system or amines. This means that it must not be done. The urethanization reaction during the preparation of the urethane acrylate compound is monitored according to the amount of residual isocyanate groups (unreacted polyisocyanate) detected. It is also possible to use a calibration curve method using absorption near 2240 cm -1 in the absorption spectrum. Therefore, unless there is any abnormality in each raw material component itself or in the urethanization reaction itself, once the hydroxyl groups that should react with the polyisocyanate disappear, the isocyanate group concentration will no longer change, and the urethanization reaction will stop. However, if any abnormality is observed, the isocyanate group concentration will continue to decrease, and it will remain largely unknown using both amine back titration and infrared absorption spectroscopy. The result is completely different from the isocyanate group-containing urethane acrylate compound desired in the present invention, and therefore has no properties in terms of adhesion to wood substrates, viscosity, curing properties, etc. In order to prevent the product from showing any superiority, the management of each raw material component and the urethanization reaction process must be strictly checked. The isocyanate group-containing urethane acrylate compound thus obtained, which is an essential component of the wood material coating composition of the present invention, has a resin solid content of 1.5
~15% by weight, preferably 1.5-12% by weight, particularly preferably 2.0-10% by weight of free isocyanate groups should be contained; if this isocyanate group concentration is less than 1.5% by weight, this is unavoidable. Adhesion to wood materials, which is one of the purposes of the invention, will be significantly reduced, and conversely, 15% by weight
If it exceeds 20%, the curing speed becomes low and the physical properties of the coating film also deteriorate, which is not preferable. The coating material composition of the present invention may further contain various substances required to make the composition of the present invention more practical, if necessary. That is, for example, (1) organic solvents inert to isocyanate groups - acetate esters such as ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, dibutyl ketone, isophorone; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Alkyl (poly)alkylene glycol acetates such as cellosolve acetate and carbitol acetate; "Solbetsuso #100, #150" [products of Exxon Chemical Co., Ltd.] and "Swazol # Various mixed solvents such as ``310'' [product of Maruzen Sekiyu Co., Ltd.]; and aliphatic hydrocarbons that are mixed solvents, have tolerance, and do not impair the transparency of the coating film when evaporated. Known and commonly used organic solvents used in general-purpose paints, which can be used without impairing the excellent properties of the isocyanate group-containing urethane acrylate compound, which is an essential component of the composition of the present invention, (2) ) A monomer or prepolymer that is inert to isocyanate groups and radically polymerizable with the urethane acrylate compound which is an essential component - an aliphatic, alicyclic or araliphatic (ether bond-containing) polyvalent Alcohol (meth)acrylates; aromatic divalent ~
(meth)acrylates of alkylene oxide adducts of hexahydric polyhydric alcohols; mono- or poly(meth)acryloyloxyalkyl phosphates; polyester (meth)acrylates; polyurethane (meth)acrylates; polyamide (meth)acrylates Class; polysiloxane (meth)
Acrylates; vinyl or diene low molecular weight (co)polymers having (meth)acryloyloxy groups at the end or side chain of the main chain; modified products of various polymerizable (meth)acrylates as listed above; or allyl compounds etc., and the amount of such monomers or prepolymers to be used is 100 parts by weight or less per 100 parts by weight of the solid content of the isocyanate group-containing urethane acrylate compound, which is an essential component of the present invention, especially for adhesion to wood materials, curing, etc. In order not to impair the properties and physical properties of the coating film.
(Meth)acrylic acid; methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl, which is used in a proportion of 80 parts by weight or less. (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, methoxydiethylene glycol (meth)acrylate , ethoxydiethylene (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxypolyethylene Glycol (meth)acrylate, Alkylphenoxyethyl (meth)acrylate, Alkylphenoxypolyalkylene glycol (meth)acrylate, Tetrahydrofurfuryloxypolyalkylene glycol (meth)acrylate, Dicyclopentenyl (meth)acrylate, Dicyclo Pentenyloxyalkyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxypolyalkylene glycol (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate ) acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester di(meth)
Acrylate, di(meth)acrylate of ethylene oxide adduct of bisphenol A, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, lactone-modified product of polyhydric alcohol (meth)
various (meth)acrylic acid esters such as acrylate, carbamoyloxyalkyl (meth)acrylate, polyfluoroalkyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate or benzyl (meth)acrylate; or specific examples such as vinyl acetate or vinyl propionate. In addition to known and commonly used reactive diluents, (3) compounds known as radically polymerizable oligomers or prepolymers as described in various literature and catalogs; Photopolymerization initiator and/or photosensitizer used in polymerization - benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin n-(iso-)
Propyl ether, benzoin n-(iso-)butyl ether, benzyl, benzophenone, p-
Chlorbenzophenone, p-methoxybenzophenone, 4'-isopropyl-2-methyl-propiophenone, α,α-dichloro-4-phenoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzyl dimethyl ketal ,2,
Known and commonly used photopolymerization methods such as 2-diethoxyacetophenone, chlorothioxanthone, isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, diisopropylthioxanthone, "Juvecryl P36" (radically polymerizable high molecular weight benzophenone manufactured by UCB, Belgium), etc. is an initiator, and 4
-Ethyl dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4,4-bisdiethylaminobenzophenone, "Uvecryl P104"
(Radical polymerizable high molecular weight tertiary amine compound manufactured by the same company), N-methyldiethanolamine,
A urethane acrylate compound which is a known and commonly used photosensitizer, specific examples of which include diethylaminoethyl methacrylate, triethylamine, etc., and which is an essential component of the composition of the present invention, is used in the amount of the photopolymerization initiator and/or photosensitizer. 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of solid content.
(4) Radical polymerization initiator used in thermosetting the composition of the present invention - ketone peroxide, hydroperoxide, dialkyl hydroperoxide, diacyl peroxide or peroxy ester; Typical examples include organic peroxides such as those described above, or diazo compounds. However, when heat curing and photocuring (photopolymerization) are used together, photopolymerization initiators such as those listed above and organic peroxides such as those described above are used. (5) Synthetic resins that are inert to isocyanate groups and do not have radical copolymerizability - typified by acrylic resins, ketone resins, petroleum resins, etc. (6) organic or inorganic extender pigments, fillers such as erasing agents or sanding aids, and (7) other various additives used in general-purpose paints.
Examples include leveling agents, pigment dispersants, brightening agents, slip agents, and thixotropic agents. After coating, the thus obtained composition for coating wood materials of the present invention is rapidly cured by exposure to heat, ultraviolet rays, or electron beams after pre-drying if necessary, and is effective against wood materials. It not only provides good adhesion, but also provides good physical properties of the coating film. Here, wood materials include cherry, red oak,
Chinese rosewood, Chinese quince, mahogany, lauan, mulberry, boxwood, Japanese oak, yellowfin tuna, Japanese oak, wig, zelkova, walnut, camphor tree, oak, teak, persimmon, Japanese wig, Japanese cedar, black oyster, ebony, striped ebony, horse chestnut, maple, willow, Natural wood such as ash, processed wood itself such as plywood, laminate, particle board, or printed plywood, or building materials and furniture made from such natural or processed wood such as flooring, furniture, and wall materials. This refers to what is used in the field. In addition, ultraviolet rays include sunlight, xenon lamps, metal halide lamps, low pressure mercury lamps, medium pressure mercury lamps,
Various light sources such as high-pressure mercury lamps or ultra-high-pressure mercury lamps are used as radical sources, while electron beams use, for example, 20 to 2000 kV electron beam sources as radical sources.Active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams are The irradiation atmosphere is an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or carbon dioxide gas,
Alternatively, an atmosphere with a reduced oxygen concentration is of course preferable, but a normal air atmosphere may also be used. The temperature of the irradiation atmosphere may be room temperature, or heat may be used for the curing reaction by actively heating, but in order to use the composition of the present invention,
Usually, an irradiation atmosphere temperature in the range of 0 to 200°C is suitable. Of course, each of the above radical sources may be used alone or in combination of two or more in any order. The composition of the present invention has groundbreaking significance in that it can beautifully solve the current problems mentioned above, especially when used after being painted and cured on wood materials. The target objects to be used are by no means limited to only wood materials, and can of course be applied to various materials other than wood materials such as metal, plastic, glass, or paper, as well as various materials other than wood materials and the wood material concerned. The composition of the present invention is coated on the surface of a treated material that has been previously treated with a plurality of materials to be combined with the material, for example, by a known and commonly used means such as printing, painting, vapor deposition, or ion plate, and then dried and hardened. It is also possible to apply the composition of the present invention to a material that has been once coated with the composition of the present invention and cure it, or to apply another coating agent other than the composition of the present invention. Of course, it is also possible to apply multiple coats of paint. As a method for applying the composition of the present invention, known and commonly used means such as brush coating, roll coater method, flow coater method, spraying method or dipping method can be employed. [Example] Next, the present invention will be specifically explained using reference examples, examples, and comparative examples. In the following, all parts and percentages are based on weight unless otherwise specified. Reference Examples 1 to 29 Polyhydric alcohols (PO-1 to PO-11) and polyisocyanates (PI-1 to PI-6) as shown in Table 1 were prepared using a flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser. ), using hydroxyl group-containing (meth)acrylic esters (HA-1 to HA-6),
Various isocyanate group-containing urethane acrylate compounds were prepared according to reaction method A or B as described below. Reaction method A: Charge the amount of polyisocyanate shown in Table 2 and react with stirring for about 50 minutes.
℃, then gradually add the amount of polyhydric alcohol shown in the table while being careful not to generate heat, maintain the temperature at 70℃ for 4 hours, and then add the amount of polyhydric alcohol shown in the table. A method in which a hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid ester is added, and the reaction is continued at the same temperature until the isocyanate group concentration no longer changes.Reaction method B: Polyisocyanate in the amount shown in Table 2 about 50 minutes while stirring.
The temperature was raised to 70°C, and then the amount of hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester shown in the table was gradually added while being careful not to generate heat. Then, at a temperature of 70°C, the isocyanate group concentration no longer changed. A method that allows the reaction to continue until it runs out. In the same table, the type and amount of each raw material component, the reaction method as listed above, and the isocyanate concentration per solid content of the obtained urethane acrylate compound are collectively shown. As is clear from the results shown in the same table, in the cases of Reference Examples 6, 8, 9, and 10, gelation occurred during the first stage reaction, and the target urethane acrylate compound could not be obtained. First, in Reference Example 6, the number of functional groups in the polyhydric alcohol was 6, which is considered to be because the risk of gelation exceeded the limit, and in Reference Examples 8 to 10, the polyhydric alcohol used This is thought to be because the reactivity of the isocyanate groups in the isocyanates was the same or the number of functional groups was high, which was also outside the allowable limit for synthesis.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例1〜26および比較例1〜8 各参考例で得られた(イソシアネート基含有)
ウレタンアクリレート化合物を用い、第5表に示
されるような配合割合に従つて光重合性組成物を
調製し、No.28のバーコーターを用いて素材たるブ
ナ材突き板合板上に塗装し、予備乾燥ののち紫外
線を照射した。 かくして得られたそれぞれの塗装板をテストピ
ースとし、これらの各テストピースを23℃±2℃
なる室温、73±5%なる湿度にて24時間放置した
のち、密着性テストを行なつた。 そのさい、ブナ材は#240サンドペーパーをか
けたものを使用したものであり、また予備乾燥は
室温に3分間放置したのちに40℃で1分間という
条件で行なつたものであり、さらに紫外線の照射
は80w/cmなる強度の高圧水銀灯を使用してラン
プ下20cmなる距離にて5m/分なるコンベアスピ
ードの条件で2回照射した。 そして、密着性テストはカツターナイフで2mm
間隔に6本の溝が直交するようにして、塗装板
(テストピース)上の塗面に25個のマス目を作り、
このマス目上に「スコツチテープ」〔住友スリー
エム(株)製品〕貼着し、次いで引き剥がしたとき
に、素材(突き板合板)上における皮膜の残存マ
ス目の数に基づいて、次のような五段階で評価判
定したものである。 1…皮膜のまま残つているマス目の数が0〜5個 2… 〃 〃 6〜10〃 3… 〃 〃 11〜15〃 4… 〃 〃 16〜20〃 5… 〃 〃 21〜25〃 かかる密着性テストの結果(第3表)について
述べることにすると、ポリカプロラクトンポリオ
ールを用いた実施例4〜6の場合は、総じて著効
を示すものであるし、また遊離イソシアネート基
濃度が特定なる範囲内にある実施例8〜13の場合
や実施例21〜25の場合にも著効を示すものであ
る。 これに対し、かかる特定のイソシアネート基濃
度範囲を逸脱している比較例にあつては、いずれ
も悪く、比較例6〜8の場合のように、反応希釈
剤やポリイソシアネートの後添加によつてはこの
密着性の改善も為しうるものではないことが知れ
る。
[Table] Examples 1 to 26 and Comparative Examples 1 to 8 Obtained in each reference example (containing isocyanate groups)
A photopolymerizable composition was prepared using a urethane acrylate compound according to the proportions shown in Table 5, and was coated on beech veneer plywood as a material using a No. 28 bar coater. After drying, it was irradiated with ultraviolet light. Each of the thus obtained painted plates was used as a test piece, and each of these test pieces was heated to 23℃±2℃.
After being left for 24 hours at room temperature and humidity of 73±5%, an adhesion test was conducted. At that time, the beech wood used was coated with #240 sandpaper, and pre-drying was performed at room temperature for 3 minutes, then at 40℃ for 1 minute, and then exposed to ultraviolet light. The irradiation was carried out twice using a high-pressure mercury lamp with an intensity of 80 W/cm at a distance of 20 cm below the lamp and at a conveyor speed of 5 m/min. Then, the adhesion test was done using a cutter knife for 2mm.
Create 25 squares on the painted surface of the painted board (test piece) so that the six grooves are perpendicular to the interval.
When "Scotchi Tape" (product of Sumitomo 3M Ltd.) is pasted on these squares and then peeled off, the following results are obtained based on the number of squares where the film remains on the material (veneer plywood). It is evaluated on a five-point scale. 1...The number of squares remaining as a film is 0-5 2... 〃 〃 6-10〃 3... 〃 〃 11-15〃 4... 〃 〃 16-20〃 5... 〃 〃 21-25〃 Regarding the results of the adhesion test (Table 3), in the case of Examples 4 to 6 using polycaprolactone polyol, overall the effect was remarkable, and the free isocyanate group concentration was within a specific range. Remarkable effects are also shown in Examples 8 to 13 and Examples 21 to 25. On the other hand, all of the comparative examples in which the concentration of isocyanate groups deviates from the specific isocyanate group concentration range are bad, and as in the case of comparative examples 6 to 8, the reaction diluent and polyisocyanate were not added properly. It is known that it is not possible to improve this adhesion.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の木質材被覆用組成物を用いることによ
り、従来必要とされていた二液型または一液型の
下塗り材を必要とせずに塗装硬化が可能となる
し、すぐれた素地密着性が発揮されるし、しかも
それらが極めて短時間で実行できる処から、解決
が望まれていた長大なるラインの短縮化や、スト
ツクヤードの撤廃などの上で、とりわけ木質材関
係を中心とする塗装業界ならびに加工業界への大
いなる貢献が期待できる。
By using the composition for coating wood materials of the present invention, it becomes possible to cure the paint without requiring the conventional two-component or one-component undercoat, and it exhibits excellent adhesion to the substrate. Moreover, since these can be carried out in an extremely short time, it is possible to shorten long lines and eliminate stockyards, which have been desired to be solved, especially in the painting industry mainly related to wood materials and processing. We can expect a great contribution to the industry.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一分子中に2個以上のイソシアネート基を有
するポリイソシアネートと、水酸基含有アクリル
酸エステルまたは水酸基含有メタクリル酸エステ
ルとを、あるいは上記ポリイソシアネートと、該
アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル
および一分子中に2個以上の水酸基を有する多価
アルコールとを反応させて得られる、樹脂固形分
中に1.5〜15重量%のイソシアネート基を含有す
るウレタンアクリレート化合物を必須の成分とし
て含んで成る、木質材に対する密着性のすぐれた
被覆材組成物。 2 前記した一分子中に2個以上のイソシアネー
ト基を有するポリイソシアネートが、2,4−ト
リレンジイソシアネートであることを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項に記載の組成物。 3 前記した一分子中に2個以上のイソシアネー
ト基を有するポリイソシアネートが、イソホロン
ジイソシアネートであることを特徴とする、特許
請求の範囲第1項に記載の組成物。 4 前記した水酸基含有アクリル酸エステルまた
は水酸基含有メタクリル酸エステルが、一般式 [但し、式中のR1およびR2は同一であつても
異なつていてもよい水素原子またはメチル基を表
わすものとする。] で示される2−ヒドロキシアルキル(メタ)アク
リレートであることを特徴とする、特許請求の範
囲第1項に記載の組成物。 5 前記した水酸基含有アクリル酸エステルまた
は水酸基含有メタクリル酸エステルが、一般式 [但し、式中のR1およびR2は同一であつても
異なつていてもよい水素原子またはメチル基を表
わすものとし、mは3〜5なる整数であり、nは
1〜5なる整数であるものとする。] で示される、2−ヒドロキシアルキル(メタ)ア
クリレートのカプロラトン変性物であることを特
徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の組成
物。 6 前記した水酸基含有アクリル酸エステルまた
はメタクリル酸エステルが、一般式 [但し、式中のR1は水素原子またはメチル基
を、Xはアクリロイル基、メタクリロイル基、フ
エニル基、アルキルフエニル基、ベンゾイル基ま
たはアルキルベンゾイル基なる一価の有機基を表
わすものとする。] で示されるモノグリシジルエーテルの(メタ)ア
クリル酸エステルおよびモノグリシジルエステル
の(メタ)アクリル酸エステルよりなる群から選
ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴
とする、特許請求の範囲第1項に記載の組成物。 7 前記した一分子中に2個以上の水酸基を有す
る多価アルコールが、三官能以上のポリカプロラ
クトンエステルであることを特徴とする、特許請
求の範囲第1項に記載の組成物。
[Claims] 1. A polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule and a hydroxyl group-containing acrylic ester or a hydroxyl group-containing methacrylic ester, or the above polyisocyanate and the acrylic ester or methacrylic acid. Contains as an essential component a urethane acrylate compound containing 1.5 to 15% by weight of isocyanate groups in the resin solid content, which is obtained by reacting an ester and a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule. A coating material composition with excellent adhesion to wood materials. 2. The composition according to claim 1, wherein the polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule is 2,4-tolylene diisocyanate. 3. The composition according to claim 1, wherein the polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule is isophorone diisocyanate. 4 The hydroxyl group-containing acrylic ester or hydroxyl group-containing methacrylic ester described above has the general formula [However, R 1 and R 2 in the formula represent a hydrogen atom or a methyl group, which may be the same or different. ] The composition according to claim 1, characterized in that it is a 2-hydroxyalkyl (meth)acrylate represented by the following. 5 The hydroxyl group-containing acrylic ester or hydroxyl group-containing methacrylic ester described above has the general formula [However, R 1 and R 2 in the formula represent a hydrogen atom or a methyl group, which may be the same or different, m is an integer from 3 to 5, and n is an integer from 1 to 5. shall be. ] The composition according to claim 1, characterized in that it is a caprolatone modified product of 2-hydroxyalkyl (meth)acrylate. 6 The hydroxyl group-containing acrylic ester or methacrylic ester described above has the general formula [However, R 1 in the formula represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a monovalent organic group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, a benzoyl group, or an alkylbenzoyl group. Claim 1, characterized in that it is at least one compound selected from the group consisting of (meth)acrylic esters of monoglycidyl ethers and (meth)acrylic esters of monoglycidyl esters represented by The composition described in Section. 7. The composition according to claim 1, wherein the polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule is a trifunctional or higher functional polycaprolactone ester.
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