JPH07258601A - ポリウレタン樹脂塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック成形品表面に、耐擦傷性に優
れ、特に微細な打痕、凹み傷の復元性を有する塗膜を形
成することのできるポリウレタン樹脂塗料組成物を提供
する。 【構成】 シクロヘキサンジメタノールを両末端に有す
るポリエステルポリオールを少なくとも５０重量％含有
するポリオール成分と、該ポリオール成分１００重量部
に対して１〜１０重量部の紫外線吸収剤及び０．０１〜
２重量部のふっそ系ないしはシリコン系レベリング剤を
混合して主剤とし、３官能以上のヘキサメチレンジイソ
シアネート系イソシアネート化合物を硬化剤としてなる
ポリウレタン樹脂塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にプラスチック成形
品表面の耐擦傷性改善のために有用な塗料組成物に関
し、さらに詳しくは、本発明は、耐擦傷性に優れたポリ
ウレタン樹脂を塗料バインダーとして含有する塗料組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック素材は優れた加工性を有す
るため、種々の形状に成形し、プラスチック成形品とし
て多くの産業分野で広く使用されている。しかしプラス
チック素材は、ガラス、金属などに比べると一般に硬度
が小さく、その表面に擦り傷がつき易い欠点があり、こ
のため、プラスチック成形品表面には耐擦傷性に優れた
塗膜を形成せしめることによって上記欠点の改善が図ら
れている。

【０００３】従来、プラスチック成形品における上記欠
点の改善方法としては、該プラスチック成形品表面に、
架橋密度を高くすることによって表面硬度を大きくした
塗膜を形成する方法（以下、ハードコート処理という）
が一般に普及している。しかし、該ハードコート処理に
おいては、架橋密度を高くするにしたがって塗膜硬度が
大きくなり、耐擦傷性の改善効果が大となる利点がある
が、その反面で塗膜が硬くかつ脆くなる傾向があるた
め、一度傷がつくとその部位から塗膜クラックが発生
し、場合によってはそのクラックが成形体そのものにも
及ぶという欠点がある。また、例えば、ハードコート処
理したプラスチック成形品を自動車の外装部品として使
用した場合、自動車走行中においては成形品表面に砂、
小石等が衝突し、塗膜面に微細な打痕、凹みといった傷
をつけることがあるが、このような凹み傷はハードコー
ト塗膜で防止することは困難である。

【０００４】これに対し、ゴム弾性を有する塗膜が、上
記のような凹み傷を復元させ得ることが知られており、
このため、ゴム弾性を有するポリウレタン樹脂塗料（以
下、ソフトコートという）を用いて、プラスチック成形
品表面を耐擦傷性にしようとする試みが従来よりおこな
われている。しかし、ポリウレタン樹脂系ソフトコート
は、塗膜の架橋密度が一般に低いため、耐汚染性、耐ブ
ロッキング性に劣るという欠点があり、特にソフトコー
ト処理した成形品をプラスチックフィルム等で包装した
場合、該プラスチックフィルムの接触部分の跡が塗膜面
に残る欠点がある。また、傷の復元性は経時的に低下す
る傾向があり、特に耐候性試験を経た後の傷の復元性が
著しく低下するという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のごと
き現状に鑑みなされたもので、従来のソフトコートにお
ける耐汚染性、耐ブロッキング性に劣るという欠点を改
善すると同時に、耐擦傷性、特に凹み傷の復元性が経時
的に低下するという欠点を改善した塗料組成物の提供を
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、シクロヘキサンジメタノールを両末端に有するポリ
エステルポリオールを少なくとも５０重量％含有するポ
リオール成分と、該ポリオール成分１００重量部に対し
て１〜１０重量部の紫外線吸収剤及び０．０１〜２重量
部のふっそ系ないしはシリコン系レベリング剤を混合し
て主剤とし、３官能以上のヘキサメチレンジイソシアネ
ート系イソシアネート化合物を硬化剤としてなるポリウ
レタン樹脂塗料組成物が提供される。

【０００７】本発明ポリウレタン樹脂塗料組成物におい
て用いることのできるポリオール成分としては、シクロ
ヘキサンジメタノールを両末端に有するポリエステルポ
リオールを必須成分とするもので、該ポリエステルポリ
オールの好ましい一例としては、シクロヘキサンジメタ
ノール単位を両末端に有する下記一般式（１）で表わさ
れる化合物が挙げられ、該化合物の具体例としては、米
国キング社製の商品名フレキソッズ１４８〔式中、Ｘが
（ａ）で表わされる化合物〕及び同１８８〔式中、Ｘが
（ｂ）で表わされる化合物〕が挙げられる。

【０００８】

【化１】

【０００９】上記一般式（１）で表わされるポリエステ
ルポリオールは、本発明におけるポリオール成分中に少
なくとも５０重量％含有していることが重要で、特に６
０〜１００重量％の範囲で含有するのが好ましい。該ポ
リエステルポリオールの含有率が５０重量％より少ない
と、形成される塗膜の柔軟性、耐ブロッキング性、耐汚
染性、耐候性、耐擦傷性等の塗膜特性が低下するという
欠点が生じるようになる。

【００１０】また、本発明におけるポリオール成分とし
ては、上記一般式（１）で表わされるポリエステルポリ
オールに、これ以外の他のポリオール化合物、例えば、
従来のポリウレタン樹脂塗料において慣用されているア
クリルポリオール、ラクトン変性アクリルポリオール、
または上記一般式（１）以外のポリエステルポリオール
等を含有させることができる。しかしその含有率は５０
重量％を超えない範囲とすべきであり、該他のポリオー
ル化合物の含有率が５０重量％を超える場合、例えばア
クリルポリオールでは、形成される塗膜の柔軟性が損な
われて耐擦傷性が低下するようになり、ラクトン変性ア
クリルポリオールでは、耐汚染性が低下すると同時に耐
擦傷性が低下するようになり、また上記一般式（１）以
外のポリエステルポリオールでは耐ブロッキング性が低
下すると共に、特に耐候性試験後の耐擦傷性に著しい低
下が見られるようになる。

【００１１】本発明ポリウレタン樹脂塗料においては、
上記ポリオール成分と共に紫外線吸収剤が配合される。
紫外線吸収剤は、最終的に得られる塗膜の耐候性を向上
せしめ、特に傷の復元性を長期にわたって安定化させる
ために重要であり、その配合量は、上記ポリオール成分
１００重量部に対して１〜１０重量部、好ましくは１〜
５重量部の範囲である。該紫外線吸収剤の配合量が１重
量部より少ないと耐候性の付与効果が小さく、１０重量
部を超えると高湿時、塗膜表面に紫外線吸収剤のブリー
ドアウトが認められるようになる。

【００１２】好ましく用いることのできる紫外線吸収剤
の例としては、ベンゾトリアゾール系（例えば、チバガ
イギー社製の商品名；チヌビン３２７、チヌビン３２
８、チヌビン３８４、チヌビン９００、チヌビン１１３
０等）、ベンゾフェノン系（例えば、共同薬品社製の商
品名；バイオソーブ１００、バイオソーブ１１０、バイ
オソーブ１３０等）、ヒドロキシベンゾエート系（例え
ば、共同薬品社製の商品名；バイオソーブ８０、住友化
学社製の商品名；スミソーブ４００等）、シアノアクリ
レート系（例えば、共同薬品社製の商品名；バイオソー
ブ９１０等）、サリシレート系（例えば、共同薬品社製
の商品名；バイオソーブ９０）などが挙げられ、これら
紫外線吸収剤はそれぞれ単独でもしくは２種以上混合し
て使用できる。

【００１３】また、本発明ポリウレタン塗料におけるポ
リオール成分は、比較的極性が高いため、得られる塗膜
は極性の低いガソリン、灯油等の炭化水素系汚染物質に
対しては高い抵抗性を示すが、極性の高いアルコール系
溶剤等の汚染物質には攻撃され易い欠点がある。この欠
点を改善するため、上記ポリオール成分にはレべリング
剤が配合され、形成される塗膜の親水性を低下させ、こ
れによって耐汚染性の改善が図られる。

【００１４】上記レベリング剤は、ポリオール成分１０
０重量部に対して０．０１〜２重量部の範囲で配合され
る。配合量が０．０１重量部より少ないと耐汚染性の向
上効果が認められず、２重量部を超えると塗膜表面にレ
ベリング剤のブリードアウトが認められるようになり、
耐汚染性、耐ブロッキング性はかえって低下するように
なる。

【００１５】本発明において用いることのできるレべリ
ング剤としては、ふっそ系レべリング剤ないしはシリコ
ン系レべリング剤であり、これら以外のレべリング剤、
例えば、アクリル系短分子化合物等のレべリング剤で
は、形成される塗膜の耐汚染性及び耐ブロッキング性の
向上効果が認められない。好ましいふっそ系レべリング
剤の具体例としては、大日本インキ化学工業社製の商品
名メガファックＦ−１１７及び同Ｆ−１７７、米国３Ｍ
社製の商品名フロラードＦＣ−４３０及び同ＦＣ−４３
１などであり、好ましいシリコン系レべリング剤の具体
例としては、ダウコーニング社製の商品名ペインタッド
Ｑ、信越化学工業社製の商品名信越シリコンＫＰ３０
１、同ＫＰ３３０及び同ＫＰ３４１、独ビックケミー社
製の商品名ＢＹＫ−３００、同ＢＹＫ−３０１、同ＢＹ
Ｋ−３０６及び同ＢＹＫ−３２０などであり、これらレ
べリング剤はそれぞれ単独でもしくは２種以上混合して
用いることができる。

【００１６】本発明においては、上記ポリオール成分、
紫外線吸収剤、ふっそ系ないしはシリコン系のレべリン
グ剤を必須成分として主剤が構成されるが、これら各成
分以外に、塗料業界で一般的に用いられている種々の配
合剤を、必要に応じて適宜、慣用量で主剤中に加えるこ
とができる。配合剤の具体例としては、塗料粘度を調整
するための稀釈剤ないし増粘剤、顔料ないしは染料等の
着色剤、主剤と硬化剤の硬化反応を促進させるための硬
化触媒、充填材等である。

【００１７】本発明のポリウレタン樹脂塗料組成物にお
いては、上記主剤の硬化剤として３官能以上のヘキサメ
チレンジイソシアネート系イソシアネート化合物が用い
られる。ここにおいて３官能以上のヘキサメチレンジイ
ソシアネート系イソシアネート化合物とは、ヘキサメチ
レンジイソシアネートを出発原料として合成された３官
能以上のイソシアネート化合物であり、該イソシアネー
ト化合物が２官能もしくはそれ以下の場合には、形成さ
れる塗膜の架橋密度が低下し、耐ブロッキング性、耐汚
染性、耐候性試験後の傷の復元性などの塗膜特性が低下
するようになる。

【００１８】本発明において好ましい３官能以上のヘキ
サメチレンジイソシアネート系イソシアネート化合物の
具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネートのビ
ューレットタイプもしくはイソシアヌレートタイプイソ
シアネート化合物が挙げられる。また、キシリレンジイ
ソシアネートもしくはトリレンジイソシアネートを出発
原料とする同様の３官能以上のイソシアネート化合物も
使用可能であるが、これらイソシアネート化合物から得
られる塗膜は、耐候性に劣る傾向があるので、特に屋外
において使用されるような成形部品の表面塗装には適当
でない。

【００１９】本発明のポリウレタン樹脂塗料組成物は、
上記主剤に硬化剤として３官能以上のヘキサメチレンジ
イソシアネート系イソシアネート化合物を配合して調製
されるが、その配合量は、主剤中の−ＯＨ基１モルに対
して硬化剤中の−ＮＣＯ基が０．８〜１．５モルの範囲
とするのが好ましい。

【００２０】本発明ポリウレタン樹脂塗料組成物による
塗膜の形成は、該ポリウレタン樹脂塗料を、塗料業界で
公知の種々の方法、例えば、スプレー塗り、浸漬塗り、
ローラーコート、カーテンフローコート、静電塗装等の
塗布手段で塗布し、適宜の温度条件で硬化処理すること
によって塗膜が形成される。形成される塗膜の厚さは特
に限定されないが、一般的には３〜５０μｍ程度とする
のが好ましい。

【００２１】以上のように構成されてなる本発明ポリウ
レタン樹脂塗料は、優れた柔軟性を示すと共に強靱性に
も優れた塗膜を形成するので、種々のプラスチック成形
品、例えば、自動車の外装部品として用いられるような
プラスチック成形部品の表面特性の改善に特に有用であ
る。

【００２２】

【実施例】本発明を、以下の実施例に基づいてさらに詳
細に説明する。なお、実施例中の各成分の配合量は特に
ことわりのない限り重量部で示した。

【００２３】実施例１〜７及び比較例１〜７ 下記のポリオール成分、紫外線吸収剤、レベリング剤、
及び硬化触媒としてのジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴ
ＤＬ）を、表１に示す処方で混合して主剤を調製し、こ
れに下記硬化剤を組み合わせてそれぞれのポリウレタン
樹脂塗料組成物とした。

【００２４】ポリオール成分 （１）フレキソッズ１４８〔米国キング社製、上記一般
式（１）で表わされるポリエステルポリオール〕 （２）フレキソッズ１８８〔同上〕 （３）デスモーヘン１２００〔米国バイエル社製、上記
一般式（１）以外のポリエステルポリオール〕 （４）デスモーヘン６９０〔同上〕 （５）コータックスＬＨ６０１〔東レ社製、アクリルポ
リオール（樹脂分５０％〕

【００２５】紫外線吸収剤 （１）チヌビン１１３０〔チバガイギー社製、ベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤〕 （２）バイオソーブ１００〔共同薬品社製、ベンゾフェ
ノン系紫外線吸収剤〕

【００２６】レベリング剤 （１）メガファックＦ−１７７〔大日本インキ化学工業
社製、ふっそ系レベリング剤〕 （２）信越シリコンＫＰ３４１〔信越化学工業（株）社
製、シリコン系レベリング剤〕 （３）デイスパロン１９７０〔楠本化成（株）社製、短
分子アクリル系レベリング剤〕

【００２７】硬化剤 （１）コロネートＨＸ〔日本ポリウレタン社製、イソシ
アヌレートタイプヘキサメチレンジイソシアネート系イ
ソシアネート〕 （２）デュラネート２４Ａ−１００〔旭化成工業社製、
ビューレットタイプヘキサメチレンジイソシアネート系
イソシアネート〕 （３）コロネート２０９４〔日本ポリウレタン社製、２
官能プレポリマータイプイソシアネート〕

【００２８】

【表１】

【００２９】以上で得られてそれぞれのポリウレタン樹
脂塗料組成物を、固形分（樹脂分）約４０％になるよう
にメチルエチルケトンで稀釈し、１．２ｍｍ口径のエア
スプレーガンを用い、空気圧３ｋｇ／ｃｍ²で、ポリカ
ーボネート成形板（ジーイープラスチック社製、レキサ
ンＬＳ−２）の表面に、硬化後の塗膜厚が約２０μｍと
なるようにスプレー塗装し、８０℃で３０分間加熱して
硬化塗膜を形成した。

【００３０】以上のようにして形成された硬化塗膜につ
いて、下記（１）〜（４）の試験方法に従って評価し、
評価結果を下記表２に示した。 （１）耐擦傷性：塗膜に爪で傷をつけ、室温で２４時間
放置後、爪傷の復元性を目視観察し、次の判定基準で評
価した。 ○；爪傷が完全に復元しており、爪跡が全く残らない。 △；爪傷が完全には復元しておらず、若干の爪跡が認め
られる。 ×；明らかな爪跡が認められる。

【００３１】（２）耐汚染性：黒色の油性及び水性マー
カーにより塗膜面を汚染させ、次いで汚染部分をエタノ
ール含浸ガーゼで拭き取り、汚染跡を目視にて観察し、
次の判定基準で評価した。 ○；汚染部分を完全に拭き取ることができ、全く汚染跡
が残らない。 △；汚染部分を完全には拭き取ることができず、若干の
汚染跡が認められる。 ×；明らかな汚染跡が認められる。

【００３２】（３）耐ブロッキング性：上記の８０℃で
３０分間加熱硬化後の塗膜を、室温で１０分間放置した
後、塗膜面にポリエチレンフィルムを指で圧着すること
によって不均一に貼り付け（貼り付いた部分と貼り付か
なかった部分とが生じるように）、次いでポリエチレン
フィルムを剥し、フィルムの貼り付いた部分と貼り付か
なかった部分との境界が塗膜面に残っているか否かを目
視にて観察し、次の判定基準で評価した。 ○；指の圧着跡が全く認められない。 △；指の圧着跡が若干認められる。 ×；明らかに指の圧着跡が認められる。

【００３３】（４）耐候性試験：サンシャインウエザオ
メーター（ブラックパネル温度６３℃）に供し、２００
０時間後の塗膜について、塗膜外観の異常を目視にて観
察し、次の判定基準で評価した。また上記試験方法に従
って耐擦傷性及び耐汚染性についても評価した。 ○；全く異常が認められない。 △；僅かに黄変、光沢の低下が認められる。 ×；黄変、光沢消失、及び塗膜面の平滑性の低下が認め
られる。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明のポリウレタン樹脂塗料組成物
は、上記特定のポリエステルポリオールと特定のイソシ
アネート化合物を基本組成としているので、柔軟でかつ
強靱性に優れた塗膜を形成することができ、このため、
擦り傷を形成する塗膜表層部の微細な塗膜の破れに対し
て充分な抵抗性を示すと共に、塗膜表面に爪傷のような
凹み傷がついた場合でも、その復元性に優れるという効
果がある。また、本発明のポリウレタン樹脂塗料組成物
は、紫外線吸収剤及びふっそ系ないしはシリコン系レべ
リング剤を必須成分として含有しているので、耐擦傷
性、特に傷の復元性を長期間安定に保持させることがで
きると同時に、耐汚染性、耐ブロッキング性にも優れて
いるので、種々のプラスチック成形品の表面特性の改善
に有用で、例えば、自動車の外装部品として用いられる
ようなプラスチック成形部品にも好ましく使用すること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シクロヘキサンジメタノールを両末端に
   有するポリエステルポリオールを少なくとも５０重量％
   含有するポリオール成分と、該ポリオール成分１００重
   量部に対して１〜１０重量部の紫外線吸収剤及び０．０
   １〜２重量部のふっそ系ないしはシリコン系レベリング
   剤を混合して主剤とし、３官能以上のヘキサメチレンジ
   イソシアネート系イソシアネート化合物を硬化剤として
   なるポリウレタン樹脂塗料組成物。