JPWO2019058498A1 - 塗料組成物、塗料材料、硬化膜、硬化膜を備えた物品および硬化膜を備えた物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、市場においては、防曇用の塗料組成物の更なる改良が求められている。例えば、単に防曇性能が良好なだけでなく、防曇性の硬化膜が物品表面に十分に強く密着して剥がれにくいなど、耐久性が良好な防曇性の硬化膜を形成可能な塗料組成物が求められている。
アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を含む(メタ)アクリル樹脂(A)、
硬化剤(B)、および、
界面活性剤(C)
を含む塗料組成物が提供される。
第1容器に収容された第1塗料前駆体組成物と、第2容器に収容された第2塗料前駆体組成物とを含む塗料材料であって、
前記第1塗料前駆体組成物が、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を有する(メタ)アクリル樹脂(A)を含み、硬化剤(B)を含まず、
前記第2塗料前駆体組成物が、硬化剤(B)を含み、前記(メタ)アクリル樹脂(A)を含まず、
前記第1塗料前駆体組成物および/または前記第2塗料前駆体組成物が、界面活性剤(C)を含む塗料材料が提供される。
前記塗料組成物の硬化膜が提供される。
前記硬化膜を備えた物品が提供される。
前記塗料組成物を基材に塗装する塗装工程と
基材に塗装された前記塗料組成物を加熱して前記塗料組成物を硬化させる熱硬化工程と
を含む硬化膜を備えた物品の製造方法が提供される。
前記塗料組成物を基材に塗装する塗装工程と
基材に塗装された前記塗料組成物に活性光線を照射して前記塗料組成物を硬化させる光硬化工程と
を含む硬化膜を備えた物品の製造方法が提供される。
本明細書中、数値範囲の説明における「a〜b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリルとメタアクリルの両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。
本実施形態の塗料組成物は、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を含む(メタ)アクリル樹脂(A)、硬化剤(B)、および、界面活性剤(C)を含む。
なお、以下において、(メタ)アクリル樹脂(A)を「樹脂(A)」とも表記する。また、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)を「構造単位(a1)」とも、アミド基を有する構造単位(a2)を「構造単位(a2)」とも表記する。
樹脂(A)が含むアセトアセトキシ基(CH3−CO−CH2−CO−O−)のメチレンの水素は、2つの電子求引性基(CO:カルボニル基)で挟まれていることにより、酸性度が高く、解離しやすい。つまり、アセトアセトキシ基のメチレンの水素が解離し、2つのカルボニル基の間にカルボアニオンまたはラジカルが発生しやすい。この発生したカルボアニオンまたはラジカルが、硬化剤(B)とよく反応し、架橋構造を形成する結果、耐久性に優れた硬化膜が形成されると考えられる。
特に、アセトアセトキシ基が硬化剤(B)と反応して形成される架橋構造は化学的に強く、逆反応等により分解しづらいと考えられる。よって優れた耐久性が得られると考えられる。
また、特許文献2の実施例においては、硬化剤が単独の成分として組成物中に含まれていない。よって、本実施形態の塗料組成物に比べれば、硬化が不十分で耐久性がやや劣る可能性がある。
樹脂(A)に含まれるアミド基は、親水性が大きく、水分を抱え込みやすい。すなわち、湿気がある場所では、アミド基があることにより硬化膜が水を吸収し、防曇性が得られると考えられる。
ここで、硬化膜が吸収した水の量が一定量を超えた場合は、吸収された水の一部が硬化膜の表面で微細な水滴となり、そのままでは曇りの原因となる可能性がある。しかし本実施形態においては、硬化膜中に界面活性剤(C)が存在することで、硬化膜に吸収された水の表面張力が低下する。すると、硬化膜に吸収された水は「水滴」とはならず、硬化膜の表面に薄く一様に広がることとなる。
つまり、樹脂(A)中のアミド基と界面活性剤(C)との組み合わせにより、その相乗作用として、(1)まず、硬化膜が水を吸収し、(2)次に、その水が硬化膜表面に「一様に広がる」、という流れができ、結果、湿気が多い場合でも曇りが十分に抑えられると考えられる。
また、特許文献3の発明は、組成物が含む樹脂が、撥水的な性質を有する「ポリジメチルシロキサン鎖」を含むことが特徴である。つまり、膜自体をそもそも撥水的に設計する思想であり、上述の「水を吸収することによる防曇」とは思想を異にするものと考えられる。
[樹脂(A)]
本実施形態の塗料組成物は、樹脂(A)、すなわち、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を含む(メタ)アクリル樹脂)を含む。
上述のように、構造単位(a1)が主として架橋反応に関与し、また、構造単位(a2)が主として水(湿気)の吸収に関与しているものと考えられる。
樹脂(A)は、典型的には、構造単位(a1)および構造単位(a2)のそれぞれに対応するモノマーを重合させることで得ることができる。重合方法の詳細については後に述べる。
ただし、(メタ)アクリル構造に由来する効果を十二分に得る観点では、樹脂(A)は、全構造単位中の50質量%以上が、(メタ)アクリル系のモノマーに由来する構造単位であることが好ましい。より好ましくは、樹脂(A)の全構造単位中の80質量%以上が、(メタ)アクリル系のモノマーに由来する構造単位である。さらに好ましくは、樹脂(A)の全ての(100%の)構造単位が、(メタ)アクリル系のモノマーに由来する構造単位である。
樹脂(A)は、構造単位(a1)に該当する繰り返し単位を複数種含んでいてもよい。例えば、上記に挙げたモノマーのうち2種以上を用いて重合反応を行うことで樹脂(A)を得てもよい。
樹脂(A)は、構造単位(a2)に該当する繰り返し単位を複数種含んでいてもよい。例えば、上記に挙げたモノマーのうち2種以上を用いて重合反応を行うことで樹脂(A)を得てもよい。
また、樹脂(A)中の構造単位(a2)の含有量は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常20〜85質量%、好ましくは30〜80質量%、より好ましくは40〜75質量%である。
この具体例としては、たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、R’が炭素数1〜8のアルキル基であるものが好ましく、R’が1〜6のアルキル基であるものがより好ましく、R’が1〜4のアルキル基であるものがさらに好ましい。
この具体例としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
樹脂(A)が構造単位(a3)を含む場合、その含有量は、樹脂(A)の全構造単位に対して、好ましくは3〜60質量%、より好ましくは5〜50質量%、さらに好ましくは10〜45質量%である。
具体的には、樹脂(A)において、フッ素原子またはケイ素原子を含む構造単位の含有量は、樹脂(A)の全構造単位に対して、好ましくは0〜10質量%、より好ましくは0〜5質量%である。さらに好ましくは、樹脂(A)は、フッ素原子またはケイ素原子を含む構造単位を含まない。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準物質としてポリスチレンを用いることで求めることができる。
なお、樹脂がコポリマーである場合、そのガラス転移温度は、種々の方法で求めることが可能であるが、例えば以下のフォックス(Fox)の式に基づいて求めることができる。
1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+(W3/Tg3)+・・・・+(Wn/Tgn)
〔式中、Tgは、樹脂のガラス転移温度(K)、W1、W2、W3・・・Wnは、それぞれのモノマーの質量分率、Tg1、Tg2、Tg3・・・・Tgnは、それぞれ各モノマーの質量分率に対応するモノマーからなる単独重合体のガラス転移温度(K)を示す。〕
重合開始剤の配合量は、特に限定されないが、重合するモノマーの混合液全体を100質量部とした場合に、0.001〜10質量部とすることが好ましい。
本実施形態の塗料組成物は、界面活性剤(C)を含む。
界面活性剤(C)は特に限定されず、公知のものを適宜用いることができる。例えば、カチオン性、アニオン性、ノニオン性、両性などの各種界面活性剤を用いることができる。界面活性剤(C)としてより具体的には、スルホン酸アニオン(例えばジアルキルスルホコハク酸塩など)、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、両性化合物(ベタイン化合物等)、ショ糖脂肪酸エステル、フッ素系ノニオン化合物などを挙げることができる。
本発明者らの知見によると、これらの好ましい界面活性剤(C)は、硬化膜中から適度にブリードアウトする(経時により徐々に、界面活性剤が硬化膜の内部から硬化膜表面にしみ出す)と考えられる。そしてその結果、スチームを繰り返し当てても防曇性能の低下が抑えられたり、硬化膜をふき取った後であっても防曇性能が良好であったりする効果(すなわち、単なる防曇性能ではなくよりハイレベルな防曇性能)が期待される。
どのような界面活性剤(C)を併用するかは特に限定されないが、本発明者らの知見によれば、例えば、少なくとも1種のアニオン性界面活性剤と、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤とを併用することが好ましい。なぜこの併用が好ましいのか、具体的メカニズムは不明であるが、アニオン性とノニオン性という、水との静電的な相互作用が大きく異なると考えられる異種の界面活性剤を併用することで、硬化膜が吸収した水が硬化膜表面により広がりやすくなり、結果、よりハイレベルな防曇性能が得られること等が推測される。
特に、界面活性剤(C)がジアルキルスルホコハク酸塩を含む場合、その市販品としては、三洋化成工業株式会社の商品名サンモリンOTシリーズ(サンモリンOT−70等)、カラボンDA−72、花王株式会社の商品名ペレックス OT−P、ペレックス TA、ペレックス TR等を挙げることができる。
界面活性剤(C)がカチオン系界面活性剤(4級アンモニウム塩等)を含む場合、その市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社から「カチオーゲン」(登録商標)の名前で市販されているもの等を挙げることができる。
界面活性剤(C)が両性化合物(ベタイン化合物等)を含む場合、その市販品としては、例えば、川研ファインケミカル株式会社の商品名「ソフタゾリン」シリーズ、例えばソフタゾリンLSB、ソフタゾリンLPB、ソフタゾリンLPB−R等を挙げることができる。
界面活性剤(C)がフッ素系ノニオン化合物を含む場合、その市販品としては、例えば、AGCセイミケミカル社の商品名「サーフロン」シリーズの、品番S−242、品番S−243、品番S−420等を挙げることができる。
本実施形態の塗料組成物は、硬化剤(B)を含む。硬化剤(B)は、典型的には、樹脂(A)と反応して架橋構造を形成し、塗料組成物を硬化されるものである。
本実施形態の塗料組成物は、一態様として、塩基性化合物(D)を含むことが好ましい。特に、本実施形態の塗料組成物を基材に塗装後、熱により硬化させて硬化膜を形成する際に好ましい。塩基性化合物(D)により、アセトアセトキシ基のメチレンの水素原子が解離しやすくなり、結果、硬化反応が促進されると推定される。
これらの中でも、含窒素複素環式化合物またはその塩が好ましい。また、含窒素複素環式化合物およびその塩は、アミジン骨格を含むもの(例えば、下記のDBUやDBNなど)であることがより好ましい。
塩基性化合物(D)を用いる場合、その含有量は、(メタ)アクリル樹脂(A)100質量部に対して0.01〜3質量部が好ましく、0.05〜2.5質量部より好ましく、0.1〜2.0質量部がさらに好ましい。この量とすることで、塩基性化合物(D)による効果を十分に得ることができる。例えば、硬化反応が十分に促進され、耐久性の高い硬化膜を得ることができると考えられる。
本実施形態の塗料組成物は、上記(A)〜(D)以外の成分を含んでいてもよい。例えば、レベリング剤、レオロジー調整剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など、塗料分野で用いられる各種添加剤を適量含んでいてもよい。
本実施形態の塗料組成物は、前述のように、樹脂(A)のアミド基が湿気を積極的に吸収するメカニズム等により防曇性能が発現すると考えられる。このメカニズムからすると、本実施形態の塗料組成物を用いて形成した硬化膜は、ある程度親水的であることが、湿気の吸収という点からは望ましいと考えられる。換言すると、硬化膜の「親水性」を1つの指標として、塗料組成物を設計することができる。
ここで、θ1の値は、塗料組成物中の各成分の種類や配合量、組成物の調製方法、塗装方法等を適切に選択することにより制御可能である。例えば、樹脂(A)がフッ素原子やケイ素原子を含まないか、または、含むとしてもその量が少ないようにする、界面活性剤(C)として親水的なものを選択する、界面活性剤(C)を適量用いる、等により制御可能である。
具体的には、本実施形態の塗料組成物を用いて膜厚10μmの硬化膜を形成したとき、その硬化膜に水を接触させてから20秒後の接触角をθ2としたとき、θ1−θ2の値が5°以上、かつ、θ2の値が45°以下となるように塗料組成物を設計することが好ましい(θ1は前述の定義のとおりである)。
すなわち、20秒という経時により硬化膜表面の接触角が5°以上低下し、接触角θ2が45°以下となる設計をすることで、湿気が硬化膜に継続的に/多量に供給されても、その表面の親水性を維持しやすくなると考えられる。言い換えると、過酷な条件下であっても、十分な防曇性能が得られると期待される。
本実施形態の塗料材料は、
第1容器に収容された第1塗料前駆体組成物と、第2容器に収容された第2塗料前駆体組成物とを含む塗料材料であって、
第1塗料前駆体組成物が、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を有する(メタ)アクリル樹脂(A)を含み、硬化剤(B)を含まず、
第2塗料前駆体組成物が、硬化剤(B)を含み、(メタ)アクリル樹脂(A)を含まず、
第1塗料前駆体組成物および/または前記第2塗料前駆体組成物が、界面活性剤(C)を含む。
すなわち、本実施形態の塗料材料は、上記<塗料組成物>が含む成分のうち、樹脂(A)を第1容器のみに収容し、硬化剤(B)を第2容器のみに収容し、界面活性剤(C)は第1容器と第2容器のいずれか一方または両方に収容する、というものである。
このようにすることで、塗料の保存安定性を高めることができる。
塩基性化合物(D)を用いる場合は、アセトアセトキシ基との反応を抑制する観点と、容器の数をむやみに増やさない観点から、第2塗料前駆体組成物に含まれることが好ましい。
本実施形態において、塗料組成物を用いて硬化膜を備えた物品を製造する方法としては、例えば、以下の製造方法(i)や製造方法(ii)の製造方法を挙げることができる。
塗料組成物を基材に塗装する塗装工程と、
基材に塗装された塗料組成物を加熱して前記塗料組成物を硬化させる熱硬化工程と
を含む硬化膜を備えた物品の製造方法。
・製造方法(ii):
塗料組成物を基材に塗装する塗装工程と、
基材に塗装された前記塗料組成物に活性光線を照射して前記塗料組成物を硬化させる光硬化工程と
を含む硬化膜を備えた物品の製造方法。
塗装工程において、基材に塗装される塗料組成物は、上述の<塗料組成物>として説明したものである。このとき、塗料組成物は、前述の塩基性化合物(D)を含有することが好ましい。
基材については、塗料組成物の塗布性・付着性を高める等の観点から、表面に適当な前処理がされていてもよい。例えば、表面の汚れを除去する前処理や、適当な下塗り層を設ける前処理などが行われていてもよい。
塗装の膜厚は特に限定されないが、十分な防曇性能を得る観点から、最終的な硬化膜の膜厚が、例えば1〜50μm、好ましくは5〜25μmとなるように調整される。
塗装工程については、製造方法(i)とほぼ同様である。ただし、塗料組成物は、前述の塩基性化合物(D)を含んでいなくてもよい。
光硬化工程については、水銀ランプ等を用いて、活性光線(好ましくは紫外線)を、基材に塗装された塗料組成物に当てる。これにより塗料組成物を硬化させ、硬化膜を得る。活性光線の積算光量としては、例えば100〜1000mJ/cm2である。
本実施形態において、硬化膜および硬化膜を備えた物品は、典型的には、上記<硬化膜を備えた物品の製造方法>に基づいて得ることができる。
本実施形態の硬化膜および硬化膜を備えた物品は、耐久性に優れ、また、防曇性能が良好である。
樹脂A−1について、以下のようにして合成した。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器および滴下装置を備えた4つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート110質量部を仕込み、110℃まで加温した。
次いで、2−アセトアセトキシエチルメタクリレート30質量部、ジメチルアクリルアミド50質量部、メタクリル酸メチル10質量部、メタクリル酸ブチル10質量部、および、1,1−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル1質量部を混合した液を、滴下漏斗より2時間かけて上記4つ口フラスコに連続滴下した。
得られた樹脂A−1の重量平均分子量は45000だった。また、前述のFoxの式に基づき、使用したモノマーの配合比から理論計算した樹脂A−1のガラス転移温度は、70℃だった。
使用機器:HLC8220GPC(株式会社東ソー製)
使用カラム:TSKgel SuperHZM−M、TSKgel GMHXL−H、TSKgel G2500HXL、TSKgel G5000HXL(株式会社東ソー製)
カラム温度:40℃
標準物質:TSKgel 標準ポリスチレンA1000、A2500、A5000、F1、F2、F4、F10(株式会社東ソー製)
検出器:RI(示差屈折)検出器
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1ml/min
AAEM:2−アセトアセトキシエチルメタクリレート
DMAA:ジメチルアクリルアミド
DEAA:ジエチルアクリルアミド
HEAA:ヒドロキシエチルアクリルアミド
N−MAM:N−メチロールアクリルアミド(別名:N−(ヒドロキシメチル)アクリルアミド)
MMA:メタクリル酸メチル
BMA:メタクリル酸n−ブチル
表2〜7に示す各成分を、イソプロパノールに均一に溶解させ、不揮発成分の濃度が30質量%の塗料組成物を調製した。
表2〜7において、界面活性剤の量(質量部)は、樹脂(質量部)と硬化剤(質量部)との合計量を100質量部としたときの量である。例えば、実施例1においては、(メタ)アクリル樹脂と硬化剤の合計量114質量部に対して界面活性剤を2.5質量部用いたのではなく、(メタ)アクリル樹脂と硬化剤の合計量を100質量部としたときに、界面活性剤を2.5質量部用いたことを意味する。
また、表2〜7において、各成分の量としては、不揮発成分の量を記載している。例えば、表2の実施例1における(メタ)アクリル樹脂A−1「100質量部」とは、上述の樹脂A−1を含む樹脂組成物(固形分40質量%)としては250質量部用いたことを意味する。
なお、表2〜7の上部に「熱硬化」と記載されている塗料組成物については、表に明記された成分のほかに、以下に示す塩基性化合物(商品名SA−102:DBUオクチル酸塩)を、(メタ)アクリル樹脂と硬化剤の合計量を100質量部としたとき、0.5質量部用いた。
A−DPH:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(新中村化学工業株式会社製)
PETIA:ペンタエリスリトールトリアクリレート、および、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物(ダイセル・オルネクス株式会社製)
DPEA−12:EO(エチレンオキサイド)変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬株式会社製)
A−400:ポリエチレングリコール♯400ジアクリレート(新中村化学工業株式会社製)
サンモリンOT−70:ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、有効成分70質量%(三洋化成工業株式会社製)
ネオペレックスG−65:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、有効成分60質量%(花王株式会社製)
ぺレックスSS−L:ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分50質量%(花王株式会社製)
カチオーゲンES−L−9:ラウリルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、有効成分90質量%(第一工業製薬株式会社製)
ソフタゾリンLPB:ラウリン酸アミドプロピルベタイン、有効成分30質量%(川研ファインケミカル株式会社製)
ソフタゾリンLSB:ラウラミドプロピルヒドロキシスルタイン、有効成分30質量%(川研ファインケミカル株式会社製)
シュガーエステルL−1695:ショ糖ラウリン酸エステル、有効成分100%(三菱ケミカルフーズ株式会社製)
シュガーエステルM−1695:ショ糖ミリスチン酸エステル、有効成分100%(三菱ケミカルフーズ株式会社製)
レオドールTW−L106:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(6EO)、有効成分100%(花王株式会社製)
レオドールTW−L120:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(20EO)、有効成分100%(花王株式会社製)
ML−750:デカグリセリンモノエステル、有効成分100%(阪本薬品工業株式会社製)
ML−500:ヘキサグリセリンモノエステル、有効成分100%(阪本薬品工業株式会社製)
サーフロンS−243:フッ素系界面活性剤(EO付加物)、有効成分100%(AGCセイミケミカル社製)
サーフロンS−242:フッ素系界面活性剤(EO付加物)、有効成分100%(AGCセイミケミカル社製)
SA−102:1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7−オクチル酸塩(サンアプロ株式会社製)
表2〜7の上段に「熱硬化」と記載されている塗料組成物については、以下のようにして、硬化膜が形成された試験板を作製した。
ポリカーボネート樹脂板(厚み2mm、縦70mm×横70mm)に、得られた各塗料組成物をスプレー塗装した。得られた塗装物を、120℃に設定した乾燥炉内に60分間静置し加熱硬化させた。これにより厚み10μmの硬化膜を備えた試験板を得た。
ポリカーボネート樹脂板(厚み2mm、縦70mm×横70mm)に、得られた各塗料組成物をスプレー塗装した。得られた塗装物を、80℃に設定した乾燥炉に3分間静置し、溶剤を揮発させた。その後、得られた塗装物を、高圧水銀ランプ(アイグラフィック株式会社製)を使用して、積算光量500mJ/cm2の条件で紫外線照射を行って硬化させた。これにより厚み10μmの硬化膜を備えた試験板を得た。
温度25℃、湿度50%RHの条件下、協和界面科学株式会社製の自動接触角計(品番DM−700)を用いて測定した。
具体的には、この装置のシリンジに純水を準備し、シリンジの針の先端から2μLの純水の液滴を吐出させ、試験板上の塗膜をこの液滴に近づけて塗膜に液滴を付着させた。そして、静止状態で水が塗膜表面に触れた1秒後の接触角と20秒後の接触角を、θ/2法により測定した。測定は膜表面の任意の10か所で行い、その平均値を接触角とした。
[付着性]
JIS K5600−5−6(1999)「塗膜の機械的性質―付着性(クロスカット法)」に基づいた試験を行った。ポリカーボネート基材に対する硬化膜の密着性を下記の基準に基づいて評価した。
5:カットのふちが完全に滑らかで、どの格子の目にもハガレがない。
4:カットの交差点における硬化膜の小さなハガレがあり、剥離部分の面積が5%未満。
3:剥離部分の面積が5%以上15%未満。
2:剥離部分の面積が15%以上35%未満。
1:剥離部分の面積が35%以上。
JIS K−5600−6−1「塗膜の化学的性質−耐液体性(一般的方法)」に準拠した方法により、試験板を、25℃の水に24時間浸漬した。24時間経過後、水から試験板を取り出して室温で24時間乾燥したのち、硬化膜の外観を目視で観察した。評価は下記の基準で行った。
5:無変化
4:硬化膜の白化、フクレが硬化膜全体の5%未満の面積で、認められる。
3:硬化膜の白化、フクレが硬化膜全体の5%以上10%未満で認められる。
2:硬化膜の白化、フクレが硬化膜全体の10%以上で認められる。
1:硬化膜が溶解している。
酢酸エチルを浸み込ませた脱脂綿を試験板に載せ、100gの荷重をかけた状態で往復20回ラビングした。ラビング後の硬化膜の状態を確認し、以下の基準で評価した。
5:表面に変化なし。
4:表面が白化するがすぐに戻る。
3:硬化膜の表面に傷がつく。
2:硬化膜の一部がはがれる。
1:硬化膜が溶解する。
[呼気試験]
室温25℃、湿度40%の条件下で、試験板に呼気を吹きかけた。10秒間呼気を吹きかけた直後の硬化膜の状態について目視観察を行い、以下の基準で評価した。
5:曇りが全く認められない。
4:5秒以上の呼気吹きかけで曇りが生じる。
3:3秒以上の呼気吹きかけで曇りが生じる。
2:曇りが認められるが、呼気の吹きかけ終了後、すぐに曇りが解消する。
1:曇りが認められ、曇りが解消されるのに10秒以上かかる。
60℃に保った温水浴の水面から5cm上方に、硬化膜面が下向きになるように試験板を設置し、温水浴からの蒸気を90秒間続けて当てた。その後の硬化膜の状態について目視で観察を行い、以下の基準で評価を行った。
5:曇りが全く認めらない。
4:曇りはないが、形成された水膜に発泡がみられる。
3:曇りはないが、形成された水膜が歪んで見える。
2:水膜の形成が十分ではなく、若干曇っている。
1:水膜が形成されず、硬化膜面全体が白く曇る。
連続スチーム試験後の試験板を垂直に立てた状態で、室温で30分乾燥させた。乾燥後の硬化膜上の水たれ跡の状態について目視で観察を行い、以下の基準で評価した。
5:水たれ跡が確認できない。
4:光の当て方によって、うっすらと水たれ跡が見える。
3:水たれ跡ははっきりと見えるが、透明である。
2:水たれ跡がはっきりと見え、若干の硬化膜の白化が生じる。
1:水たれ跡がはっきりと確認でき、硬化膜の白化が著しい。
60℃に保った温水浴の水面から5cm上方に、塗膜面が下向きになるように試験板を設置した。温水浴からの水蒸気を硬化膜に10秒間当て、その後、5分間常温常湿下で乾燥させるというサイクルを1工程とし、当該工程を10回繰り返した。その後、再び水蒸気を10秒間当てた後の硬化膜の状態を目視で確認し、以下の基準で評価した。
5:曇りが全く認めらない。
4:曇りは認められないが、形成された水膜が歪んで見える。
3:蒸気を当てた直後に一瞬の曇りが認められるが、すぐに水膜が形成されて曇りが解消される。
2:蒸気を当てた直後に曇りが認められるが、数秒後に水膜が形成されて曇りが解消される。
1:水膜が形成されずに曇る。
流水で試験板を60秒間洗浄したのち、水分をティッシュで拭き取った。その後、上記[連続スチーム試験]を行い、蒸気を当て終わってから90秒後の硬化膜の状態について目視で観察を行い、以下の基準で評価した。
5:曇りが全く認めらない。
4:曇りは認められないが、形成された水膜が歪んで見える。
3:蒸気を当てた直後に一瞬の曇りが認められるが、すぐに水膜が形成されて曇りが解消される。
2:蒸気を当てた直後に曇りが認められるが、数秒後に水膜が形成されて曇りが解消される。
1:水膜が形成されずに曇る。
[耐湿試験]
JIS K−5600−7−2「塗膜の長期耐久性−耐湿性(連続結露法)」に準拠した方法により、温度50±2℃、湿度98±2%の雰囲気中に試験板を240時間放置し、その後1時間以内に塗膜表面を観察した。
5:無変化。
4:硬化膜の白化、フクレが硬化膜全体の5%未満の面積で認められる。
3:硬化膜の白化、フクレが硬化膜全体の5%以上10%未満で認められる。
2:硬化膜の白化、フクレが硬化膜全体の10%以上で認められる。
1:硬化膜が溶解している。
上記[耐湿試験]後の試験板を用いて、上記[連続スチーム試験]と同様の試験を行い、防曇性を評価した。
5:曇りが全く認めらない。
4:曇りはないが、形成された水膜に発泡がみられる。
3:曇りはないが、形成された水膜が歪んで見える。
2:水膜の形成が十分ではなく、若干曇っている。
1:水膜が形成されず、硬化膜の全体が白く曇る。
JIS K−5600−6−3「塗膜の化学的性質−耐加熱性」に準じた方法により、温度120℃±2℃の雰囲気中に試験板を240時間放置し、その後1時間以内に塗膜表面の観察をした。
5:無変化。
4:硬化膜の色の変化やワレが、硬化膜全体の3%未満の面積で認められる。
3:硬化膜の色の変化やワレが、硬化膜全体の3%以上10%未満で認められる。
2:硬化膜の色の変化やワレが、硬化膜全体の10%以上50%未満で認められる。
1:硬化膜の色の変化やワレが、硬化膜全体の50%以上で認められる。
上記(耐湿試験後の防曇性)の評価において、耐湿試験後の試験板の代わりに、耐熱試験後の試験板を用いた以外は、上記[耐湿試験後の防曇性]と同様の評価を行った。基準についても上記と同様である。
一方、(メタ)アクリル樹脂として、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)またはアミド基を有する構造単位(a2)を含まないもの(A−9、A−10およびA−11)を用いた比較例1〜3は、膜自体の耐久性(耐水性と耐溶剤性)が実施例に比べて大きく劣っており、実用上望ましくない結果であった。
また、特定の(メタ)アクリル樹脂(A)と硬化剤(B)を含むものの、界面活性剤(C)を含まない比較例4では、連続スチーム試験や繰り返しスチーム試験などの過酷な試験において、防曇効果が確認できなかった。(なお、比較例4は、「水たれ跡」の評価結果は良好だが、これは、界面活性剤が入っていないためであり、当然の結果である。)
さらに、特定の(メタ)アクリル樹脂(A)と界面活性剤(C)を含むものの、硬化剤(B)を含まない比較例5では、膜自体の耐久性(耐水性と耐溶剤性)が実施例に比べて大きく劣り、また、防曇評価や二次物性評価も実施例に比べて大きく劣る結果であった。
また、界面活性剤として、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤が併用されているもの(実施例20〜48)も、連続スチーム試験や繰り返しスチーム試験などの過酷な評価でも良好な防曇性能を示す傾向にある。
Claims (12)
- アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を含む(メタ)アクリル樹脂(A)、
硬化剤(B)、および、
界面活性剤(C)
を含む塗料組成物。 - 請求項1に記載の塗料組成物であって、
前記塗料組成物を用いて形成した膜厚10μmの硬化膜に水を接触させてから1秒後の接触角θ1が70°以下である塗料組成物。 - 請求項2に記載の塗料組成物であって、
前記塗料組成物を用いて形成した膜厚10μmの硬化膜に水を接触させてから20秒後の接触角をθ2としたとき、θ1−θ2の値が5°以上であり、かつ、θ2の値が45°以下である塗料組成物。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗料組成物であって、
前記界面活性剤(C)が、ジアルキルスルホコハク酸塩、両性化合物、ショ糖脂肪酸エステルおよびフッ素系ノニオン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む塗料組成物。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の塗料組成物であって、
前記界面活性剤(C)が、少なくとも1種のアニオン性界面活性剤と、少なくとも1種のノニオン性界面活性剤とを含む塗料組成物。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塗料組成物であって、
前記硬化剤(B)が、多官能(メタ)アクリレート化合物を含む塗料組成物。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の塗料組成物であって、
さらに、塩基性化合物(D)を含む塗料組成物。 - 第1容器に収容された第1塗料前駆体組成物と、第2容器に収容された第2塗料前駆体組成物とを含む塗料材料であって、
前記第1塗料前駆体組成物が、アセトアセトキシ基を有する構造単位(a1)およびアミド基を有する構造単位(a2)を有する(メタ)アクリル樹脂(A)を含み、硬化剤(B)を含まず、
前記第2塗料前駆体組成物が、硬化剤(B)を含み、前記(メタ)アクリル樹脂(A)を含まず、
前記第1塗料前駆体組成物および/または前記第2塗料前駆体組成物が、界面活性剤(C)を含む塗料材料。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗料組成物の硬化膜。
- 請求項9に記載の硬化膜を備えた物品。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗料組成物を基材に塗装する塗装工程と
基材に塗装された前記塗料組成物を加熱して前記塗料組成物を硬化させる熱硬化工程と
を含む硬化膜を備えた物品の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗料組成物を基材に塗装する塗装工程と
基材に塗装された前記塗料組成物に活性光線を照射して前記塗料組成物を硬化させる光硬化工程と
を含む硬化膜を備えた物品の製造方法。
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