JPH0576821A - アクリル系塗料の塗装体及びアクリル系塗料の塗装方法 - Google Patents

アクリル系塗料の塗装体及びアクリル系塗料の塗装方法

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JPH0576821A
JPH0576821A JP23937091A JP23937091A JPH0576821A JP H0576821 A JPH0576821 A JP H0576821A JP 23937091 A JP23937091 A JP 23937091A JP 23937091 A JP23937091 A JP 23937091A JP H0576821 A JPH0576821 A JP H0576821A
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JP
Japan
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primer
metal
inorganic material
coating
film
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JP23937091A
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English (en)
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Kazuhiro Noguchi
和裕 野口
Yoichiro Kamei
洋一郎 亀井
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属やガラスなどの無機材料からなる被塗装
物の表面に、密着性の優れたアクリル系塗料の光硬化膜
を形成する。 【構成】 金属又は無機材料の表面に、下記の一般式
(I)で表される有機シラン化合物からなるプライマー
を塗布し乾燥させた後、その上にアクリル系塗料を塗布
し光硬化させて、アクリル系塗料の塗装体を得る。 【化1】 (但し、R1 、R2 、R3 はハロゲン原子又はアルコキ
シ基又は炭素数6以下の炭化水素であって、ハロゲン原
子又はアルコキシ基を必ず一つ以上含む。R4 は水素又
はメチル基である。nは1〜3である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、金属又は無機材料の
表面にアクリル系塗料の光硬化膜を形成した塗装体及び
塗装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱硬化型のアクリル系塗料は、強靱で光
沢があり、耐候性、耐薬品性などに優れた硬化膜を形成
するので、金属又は無機材料からなる被塗装物の表面塗
装に広く用いられている。
【0003】この種のアクリル系塗料は、一般に熱硬化
時の収縮率が大きく、特に金属やガラスなどの無機材料
の表面に厚膜を形成する場合には、充分な密着性を得る
ことが難しい。
【0004】そこで、密着性を改善するために、多くの
塗料と同様にプライマーが使用されている。このプライ
マーとしては、エポキシ系のプライマーが広く使用され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このエポキ
シ系のプライマーは、ある程度厚く形成しなければ効果
が充分でなく、プライマー層が厚くなると温度変化によ
り密着性の持続が損なわれやすくなる。また、表面に塗
布するアクリル系塗料が透明な場合は、エポキシ系のプ
ライマー層による着色や光沢の変化が生ずるという欠点
がある。
【0006】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、金属やガラスなどの無機
材料からなる被塗装物の表面に、密着性に優れたアクリ
ル系塗料の硬化膜を形成した塗装体及び塗装方法を提供
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明者は、上記の問
題を解決しようとして種々検討した。その結果、特定の
有機シラン化合物をプライマーとして用い、このプライ
マー層の上に、アクリル系塗料を光硬化させると、金属
やガラスなどの無機材料との密着性が著しく改善される
ことを見出した。
【0008】すなわち、この発明のアクリル系塗料の塗
装体は、金属又は無機材料の表面に、下記の一般式
(I)で表される有機シラン化合物からなるプライマー
の塗膜が形成され、その上にアクリル系塗料の光硬化膜
が形成されているものである。
【0009】
【化3】
【0010】(但し、R1 、R2 、R3 はハロゲン原子
又はアルコキシ基又は炭素数6以下の炭化水素であっ
て、塩素のようなハロゲン原子又はアルコキシ基を必ず
一つ以上含む。R4 は水素又はメチル基である。nは1
〜3である。) また、この発明のアクリル系塗料の塗装方法は、金属又
は無機材料の表面に、下記の一般式(I)で表される有
機シラン化合物からなるプライマーを塗布し乾燥させた
後、その上にアクリル系塗料を塗布し光硬化させるもの
である。
【0011】
【化4】
【0012】(但し、R1 、R2 、R3 はハロゲン原子
又はアルコキシ基又は炭素数6以下の炭化水素であっ
て、塩素のようなハロゲン原子又はアルコキシ基を必ず
一つ以上含む。R4 は水素又はメチル基である。nは1
〜3である。) 被塗装物である金属又は無機材料としては、鉄鋼、アル
ミニウム等の金属、金属酸化物、ガラス、陶器、セメン
ト等からなる各種形状の材料が主に用いられる。なお、
アルミニウム等の金属や金属酸化物を蒸着したプラスチ
ックも、この発明でいう金属又は無機材料に含まれるも
のとする。
【0013】また、上記の一般式(I)で表される有機
シラン化合物としては、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリプロポ
キシシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリクロロ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルジフェニルクロロ
シラン、γ−メタクリロキシメチルトリメトキシシラ
ン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が
用いられる。
【0014】このような有機シラン化合物は常温で液状
であり、希釈しないで原液のままでプライマーとして使
用できるが、プライマーの塗膜の厚みをできるだけ薄く
且つ均一に形成するために、一般に適当な希釈溶媒で希
釈して使用される。プライマーの塗膜の厚みは、一般に
0.1μm 以下に形成されるが、それ以上に形成するこ
ともできる。
【0015】希釈溶媒としては、水のほか、メタノー
ル、エタノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−
ヘキサン等が用いられる。実際に用いる希釈溶媒は、有
機シラン化合物の性質、主に加水分解性や重合性を考慮
して適当に選定される。
【0016】このような有機シラン化合物からなるプラ
イマーを、金属又は無機材料の表面に塗布する方法とし
ては、刷毛塗り法、ディッピング法、スピンコーティン
グ法、ロールコーティング法、スプレー法等が採用され
る。
【0017】金属又は無機材料の表面に塗布した後、プ
ライマーは乾燥される。この乾燥は、金属又は無機材料
との結合を強化、促進するために行われ、乾燥によって
塗膜が形成される。乾燥は、一般に80〜120℃で1
0分程度行われるが、常温でも乾燥可能である。
【0018】こうして形成されたプライマーの塗膜の上
にアクリル系塗料が塗布され、光硬化が行われる。アク
リル系塗料を塗布する方法としては、刷毛塗り法、ディ
ッピング法、スピンコーティング法、ロールコーティン
グ法、バーコーティング法、スプレー法等が採用され
る。光硬化は、水銀ランプ、メタルハライドランプ、蛍
光ランプ、太陽光などの光を照射することにより行われ
る。光の照射は数十秒で充分である。
【0019】アクリル系塗料としては、エポキシ、ポリ
エステル、ウレタンなどの骨格を持ち、分子末端に(メ
タ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートオリ
ゴマーと、このオリゴマーを希釈するための(メタ)ア
クリレートモノマーとからなる光硬化型のアクリル系塗
料組成物が用いられる。
【0020】(メタ)アクリレートオリゴマーの分子量
は、100〜10000程度である。(メタ)アクリレ
ートモノマーは、光により共重合して硬化塗膜の成分と
なるもので、単官能或いは多官能いずれでもよい。ま
た、このアクリル系塗料組成物には、通常、光硬化を促
進するために適量の光重合開始剤が添加される。このよ
うな(メタ)アクリレートオリゴマー、(メタ)アクリ
レートモノマー及び光重合開始剤は、広く知られてい
る。
【0021】こうして、金属やガラスなどの無機材料の
表面に、強固に密着したアクリル系塗料の光硬化膜が形
成された塗装体が得られる。
【0022】
【作用】この発明によれば、前記の一般式(I)で表さ
れる有機シラン化合物のR1 、R2 、R3 には、加水分
解性基である塩素のようなハロゲン原子又はアルコキシ
基を含んでおり、これが空気中或いは希釈溶媒中の水分
と反応してシラノール基を生じる。その後、このシラノ
ール基は金属や無機材料の表面を覆う酸化物との間に強
固な結合を生じ、それによりプライマーの塗膜は金属や
無機材料の表面に強く密着する。
【0023】また、有機シラン化合物には有機官能性基
である(メタ)アクリロイル基が有り、この(メタ)ア
クリロイル基は反応性が高く、アクリル系塗料のアクリ
ル成分と強固に結合し、それによりプライマーの塗膜は
アクリル系塗料の光硬化膜と強く密着する。
【0024】
【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を示す。実施例1 被塗装物として、フロートガラスを用いた。このフロー
トガラスの表面に、有機シラン化合物からなるプライマ
ーを刷毛で塗布し、110℃で10分間乾燥させた。こ
のプライマーは、γ−メタクリロキシプロピルメトキシ
シラン3重量部とメタノール97重量部とを40℃で1
0分間攪拌して完全に溶解させて調製した。
【0025】このようにしてフロートガラスに表面に厚
さ約0.1μm のプライマーの塗膜を形成した。このプ
ライマーの塗膜の上にアクリル系塗料をバーコーターを
用いて塗布し、これに120W/cmの高圧水銀ランプを
用い、20cmの距離から20秒間光を照射し、厚さ約2
0μm のアクリル系塗料の光硬化膜を形成した。
【0026】上記のアクリル系塗料は、アクリレートオ
リゴマー(アートレジンUV−1255:根上工業社
製)70重量部と、希釈モノマーとしてテトラヒドロフ
ルフリルアクリレート30重量部と、光重合開始剤とし
てメチルフェニルグリオキシレート1重量部とを均一に
攪拌混合し、充分に脱泡して調製した。
【0027】こうして得られたアクリル系塗料の塗装体
について、その光硬化膜の密着性を、JIS D 02
02に記載のクロスカット法により評価した。このクロ
スカット法は、光硬化膜の表面に、ナイフにより被塗装
物のガラスに達する切れ目を、縦横に10mm間隔で碁盤
目状に入れ、10×10個の枡目を形成する。この10
×10個の枡目に規定のセロハンテープを均一に貼り付
け、これを上方に向けて垂直に一気に剥がす。この場
合、剥がれずに残った枡目の数を調べ、密着性を100
個の枡目に対する個数で示す。その結果、密着性は10
0/100であった。
【0028】実施例2 被塗装物として、亜鉛鋼板を用いた。それ以外は実施例
1と同様に行った。その結果、密着性は100/100
であった。
【0029】実施例3 被塗装物として、アルミニウム板を用いた。それ以外は
実施例1と同様に行った。その結果、密着性は50/1
00であった。
【0030】実施例4 プライマーとして、γ−メタクリロキシプロピルメチル
ジメトキシシラン3重量部とメタノール97重量部とか
らなるプライマーを用いた。それ以外は実施例1と同様
に行った。その結果、密着性は100/100であっ
た。
【0031】比較例1 プライマーとして、ビニルトリメトキシシラン3重量部
とメタノール97重量部とからなるプライマーを用い
た。それ以外は実施例1と同様に行った。その結果、密
着性は0/100であった。
【0032】比較例2 プライマーとして、シランカップリング剤であるγ−
(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラ
ン3重量部とメタノール97重量部とからなるプライマ
ーを用いた。それ以外は実施例1と同様に行った。その
結果、密着性は0/100であった。
【0033】比較例3 プライマーとして、シランカップリング剤であるγ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン3重量部とメタノ
ール97重量部とからなるプライマーを用いた。それ以
外は実施例1と同様に行った。その結果、密着性は0/
100であった。
【0034】比較例4 プライマーとして、シランカップリング剤であるγ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン3重量部とメタ
ノール97重量部とからなるプライマーを用いた。それ
以外は実施例1と同様に行った。その結果、密着性は0
/100であった。
【0035】
【発明の効果】上述の通り、この発明は、金属又は無機
材料の表面に、前記の一般式(I)で表される有機シラ
ン化合物からなるプライマーを塗布し乾燥させた後、そ
の上にアクリル系塗料を塗布し光硬化させるものであ
り、このように特定の有機シラン化合物からなるプライ
マーを用い、またアクリル系塗料の塗膜を光硬化により
形成させることにより、金属又は無機材料と塗膜との密
着性が著しく改善されたアクリル系塗料の塗装体が得ら
れる。
【0036】また、この発明は、従来慣用のエポキシ系
のプライマーを用いるものに較べ、プライマーを薄く形
成しても効果が大きく、密着性が持続する温度範囲も広
い。また、アクリル系塗料が透明な場合に、エポキシ系
のプライマーのようにプライマーの塗膜による着色や光
沢の変化が生ずることがない。
【0037】さらに、この発明は、アクリル系塗料の塗
膜を光硬化により形成させるものであるから、硬化速度
の調節が容易で、しかも硬化速度が早く、プライマーの
性能を損なうことなく、塗装の生産性を向上させること
ができるという利点を持っている。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 4/02 PDR 7921−4J 5/00 PPF 6904−4J 133/06 PFZ 7242−4J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属又は無機材料の表面に、下記の一般
    式(I)で表される有機シラン化合物からなるプライマ
    ーの塗膜が形成され、その上にアクリル系塗料の光硬化
    膜が形成されていることを特徴とするアクリル系塗料の
    塗装体。 【化1】 (但し、R1 、R2 、R3 はハロゲン原子又はアルコキ
    シ基又は炭素数6以下の炭化水素であって、ハロゲン原
    子又はアルコキシ基を必ず一つ以上含む。R4 は水素又
    はメチル基である。nは1〜3である。)
  2. 【請求項2】 金属又は無機材料の表面に、下記の一般
    式(I)で表される有機シラン化合物からなるプライマ
    ーを塗布し乾燥させた後、その上にアクリル系塗料を塗
    布し光硬化させることを特徴とするアクリル系塗料の塗
    装方法。 【化2】 (但し、R1 、R2 、R3 はハロゲン原子又はアルコキ
    シ基又は炭素数6以下の炭化水素であって、ハロゲン原
    子又はアルコキシ基を必ず一つ以上含む。R4 は水素又
    はメチル基である。nは1〜3である。)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001527021A (ja) * 1997-12-29 2001-12-25 デコ パテンツ インコーポレイテッド 改良された接着性及び耐久性を有する放射線硬化性インキによるガラス質物品の装飾方法及び装飾用組成物
JP2010053239A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Dow Corning Toray Co Ltd 光硬化型プライマー組成物、該組成物からなるプライマー層を備えた構造体およびその製造方法
WO2015022942A1 (ja) * 2013-08-12 2015-02-19 横浜ゴム株式会社 プライマー組成物

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