(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記共重合物に含まれる前記ヒドロキシル基及び/又はグリシジル基の付加反応により、それらの基に(メタ)アクリロイル基が付与されていることを特徴とする請求項2に記載のコーティング剤用スリップ剤。
前記共重合物が、その重量を10%減量するまで昇温したときの温度を、280〜400℃とするものであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のコーティング剤用スリップ剤。
請求項1〜4の何れかに記載のコーティング剤用スリップ剤を全量に対する固形分換算で0.05〜0.5重量%と、樹脂成分を含むコーティング成分とが、含有されており、
ノルマルヘキサントレランス法によって求められる前記コーティング剤用スリップ剤と前記樹脂成分との溶解度パラメーターの差が最大でも1.5であることを特徴とするコーティング剤。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【0018】
本発明のコーティング剤用スリップ剤は、シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)の15〜40重量部と、N−ビニルラクタムモノマー(B)の5〜60重量部と、炭素数1〜12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)の20〜60重量部と、必要に応じて、アルキル基、エステル基、エーテル基、アミド基、及びチオエーテル基から選ばれる少なくとも1つを含む置換基と、(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合しており、且つ、前記置換基の炭素、酸素、窒素、及び硫黄から選ばれる原子のうち、前記(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子から直列で少なくとも4原子目以遠に、ヒドロキシル基及び/又はグリシジル基を少なくとも1つ有する(メタ)アクリレートモノマー(D)の2〜50重量部とが、共重合した共重合物を含有しているものである。
【0019】
シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)が15重量部未満であると、スリップ性が十分に得られない。一方、シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)が40重量部を超えると、コーティング剤に配合した際に、コーティング剤に含まれる樹脂のような成分との相溶性が極端に悪くなり、十分なスリップ性が得られなくなる。さらに、それを塗装する際にハジキが生じたり、塗装膜表面に凹みが生じたりする。
【0020】
N−ビニルラクタムモノマー(B)が5重量部未満であると、塗装膜との相溶性が十分に得られない。一方、N−ビニルラクタムモノマー(B)が60重量部を超えると、十分なスリップ性が得られない。
【0021】
炭素数1〜12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)が20重量部未満であると、塗装膜との相溶性が十分に得られない。一方、このアルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)が60重量部を超えると、スリップ性が十分に得られない。
【0022】
アルキル基、エステル基、エーテル基、アミド基、及びチオエーテル基から選ばれる少なくとも1つを含む置換基と、(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合しており、且つ、前記置換基の炭素、酸素、窒素、及び硫黄から選ばれる原子のうち、前記(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子から直列で少なくとも4原子目以遠に、ヒドロキシル基及び/又はグリシジル基を少なくとも1つ有する(メタ)アクリレートモノマー(D)が2重量部未満であると、コーティング剤に配合した際に、コーティング剤中の樹脂のような成分とコーティング剤用スリップ剤との化学結合が不十分となり、十分なスリップ性の耐久性を発現させることができない。一方、この(メタ)アクリレートモノマー(D)が50重量部を超えると、スリップ性が十分に得られない。
【0023】
この共重合物は、必要に応じて、前記(メタ)アクリレートモノマー(D)のヒドロキシル基及び/又はグリシジル基である反応性官能基の付加反応によって、それらの基に(メタ)アクリロイル基が付与されたものであってもよい。
【0024】
この反応性官能基は、アルキル基、エステル基、エーテル基、アミド基、及びチオエーテル基から選ばれる少なくとも1つを含む置換基に結合しているものである。その結合位置は、(メタ)アクリレートモノマー(D)中で(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している置換基の炭素、酸素、窒素、及び硫黄から選ばれる原子のうち、(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子を1原子目として、直列で4原子目以遠に相当する位置である。例えば、置換基が炭素数4以上で直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基であってもよく、(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子から直列に数えて4原子目、又はそれ以上離れた位置に反応性官能基を有していればよい。従って、ヒドロキシル基及び/又はグリシジル基である反応性官能基を含有する(メタ)アクリレートモノマー(D)は、その(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子から直列で4原子以上離れた位置に少なくとも1つの反応性官能基を有していればよく、その他の位置、例えば1原子目から3原子目までの位置に1つ又は複数の反応性官能基を有していてもよい。
【0025】
この(メタ)アクリレートモノマー(D)が共重合されることで、アルキル基、エステル基、エーテル基、アミド基、及びチオエーテル基から選ばれる少なくとも1つを含む置換基は、側鎖となる。この側鎖となる置換基の炭素、酸素、窒素、及び硫黄から選ばれる原子の数が直列で3以下の場合や、その置換基のうち(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子から直列で4原子目以遠の位置にヒドロキシル基及び/又はグリシジル基がない場合では、コーティング剤に配合した際に、コーティング剤中で樹脂のような成分とコーティング剤用スリップ剤とが化学結合しにくくなるために、十分なスリップ性の耐久性を発現させることができない。
【0026】
共重合体は、前記シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)が20〜30重量部、前記N−ビニルラクタムモノマー(B)が10〜50重量部、前記アルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)が30〜50重量部、前記(メタ)アクリレートモノマー(D)が5〜30重量部の範囲内で共重合されているとより好ましい。
【0027】
本発明のコーティング剤用スリップ剤に含有される共重合物の重量平均分子量は、1000〜20000の範囲内のものである。その重量平均分子量が1000未満の場合は、コーティング剤の泡立ちが酷くなる。一方、その重量平均分子量が20000を超える場合は、塗装膜表面への配向性が悪くなってしまい、十分なスリップ性を得ることができない。共重合物の重量平均分子量が、2000〜10000であると一層好ましい。
【0028】
この共重合物のノルマルヘキサントレランス法によって求められる溶解度パラメーター(SP値)は、共重合成分比を変えることにより様々なSP値の共重合物を得ることができる。この共重合物のSP値は、コーティング剤に配合した際に、そのコーティング剤に含まれる樹脂成分のSP値との差が1.5を超えると、十分なスリップ性が得られなかったり、塗装膜と相溶性が十分に得られなかったりする。この共重合物のSP値と、コーティング剤に含まれる樹脂成分のSP値との差が、1.3以内であると一層好ましい。
【0029】
ノルマルヘキサントレランス法によるSP値の算出方法は公知のものであり、テトラヒドロフランにて溶解した樹脂固形分を2つ用意し、その樹脂溶液に、1つにはイオン交換水を滴下し、もう1つにはノルマルヘキサンを滴下して、樹脂溶液が濁りだすイオン交換水とノルマルヘキサンの滴下容量から算出される。
【0030】
シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)は、下記化学式(I)で表される末端(メタ)アクリル変性のモノ(メタ)アクリレートである。
【0031】
【化2】
式(I)中、R
1は水素原子、又はメチル基、R
2は炭素数1〜10のアルキレン基、R
3は炭素数1〜12のアルキル基、aは60〜150の正数を示す。
【0032】
前記化学式(I)で表されるシロキシ基含有アクリレートモノマー(A)としては、例えば、サイラプレーンFM−0721、サイラプレーンFM−0725(以上チッソ株式会社の製品名;サイラプレーンはチッソ株式会社の登録商標)、X−22−174DX、X−22−2426(以上信越化学工業株式会社の製品名)が挙げられる。
【0033】
N−ビニルラクタムモノマー(B)としては、N−ビニル基置換した5〜7員環ラクタムであって、具体的には、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタムが挙げられる。これらは夫々単独で用いてもよく、併用してもよい。
【0034】
炭素数1〜12のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)は、アルキルアクリレート、又はアルキルメタクリレートである。アルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ノルマルプロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ノルマルブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ノルマルペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ノルマルヘキシル(メタ)アクリレート、ノルマルヘプチル(メタ)アクリレート、ノルマルオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ノルマルデシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ノルマルウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは夫々単独で用いてもよく、併用してもよい。
【0035】
アルキル基、エステル基、エーテル基、アミド基、及びチオエーテル基から選ばれる少なくとも1つを含む置換基と、(メタ)アクリロイルオキシ基とが結合しており、且つ、前記置換基の炭素、酸素、窒素、及び硫黄から選ばれる原子のうち、前記(メタ)アクリロイルオキシ基に結合している原子から直列で少なくとも4原子目以遠に、ヒドロキシル基及び/又はグリシジル基を少なくとも1つ有する(メタ)アクリレートモノマー(D)としては、例えば、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2,4−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3,4−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、12−ヒドロキシドデシル(メタ)アクリレート、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルコハク酸、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、p−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、水酸基含有アクリル系単量体と、β−プロピオンラクトン、ジメチルプロピオンラクトン、ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプリロラクトン、γ−ラウリロラクトン、ε−カプロラクトン、δ−カプロラクトン等のラクトン類化合物との反応物、例えばプラクセルFM1(ダイセル化学社製、商品名、カプロラクトン変性メタクリル酸ヒドロキシエステル類)、プラクセルFM1D、プラクセルFM2D、プラクセルFM3、プラクセルFM4、プラクセルFM5、プラクセルFA1、プラクセルFA1DDM、プラクセルFA2D、プラクセルFA5、プラクセルFA10L、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、12−ヒドロキシドデシル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、p−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられる。上記条件を満たす構造を有する(メタ)アクリレートモノマーであれば、上記に限らず使用することができる。
【0036】
本発明のコーティング剤用スリップ剤に含まれる共重合物のヒドロキシル基及び/又はグリシジル基である反応性官能基に、(メタ)アクリロイル基を付与する方法について、以下に説明する。反応性官能基がヒドロキシル基である場合、結合性反応基がイソシアネート基やカルボキシル基やグリシジル基を有する(メタ)アクリレートとの付加反応が挙げられる。反応性官能基がグリシジル基である場合、結合性反応基がヒドロキシル基やカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートとの付加反応が挙げられる。
【0037】
これらの結合性反応基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート(昭和電工株式会社製、商品名:カレンズMOI、カレンズAOI)、1,1−ビス(アクリロイロキシメチル)エチルイソシアネート(昭和電工株式会社製、商品名:カレンズBEI)のようなイソシアネート基と不飽和基を有する化合物;
(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−メタクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸のようなカルボキシル基と不飽和基を有する化合物;
グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(日本化成株式会社製、商品名:4HBAGE)のようなグリシジル基と不飽和基を有する化合物;
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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチル−フタル酸、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン1〜10モルが2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートに付加された(メタ)アクリレート(ダイセル化学工業株式会社製、商品名:プラクセルFA、FMシリーズ)、アリルアルコールのようなヒドロキシル基と不飽和基を有する化合物が挙げられる。上記イソシアネート基やカルボキシル基やグリシジル基やヒドロキシル基を有しており、反応可能であれば、その構造に限定されない。
【0038】
より具体的に、下記化学反応式(1)を参照して説明する。
【化3】
【0039】
先ずヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートである4−ヒドロキシブチルメタクリレートと、ヒドロキシル基を有しない別の(メタ)アクリレートであるノルマルブチルメタクリレートとを、ラジカル付加共重合させる。次いで、その側鎖に残存しているヒドロキシル基に、2−イソシアナトエチルアクリレートを付加反応させると、所望の共重合物が得られる。2−イソシアナトエチルアクリレートの付加量は、側鎖に残存しているヒドロキシル基に対してモル比で70%以上であることが望ましい。尚、化学反応式(1)で示される共重合物のm、nは、前記重量平均分子量を満たす任意の数であり、その共重合物はブロック共重合であっても、ランダム共重合であってもよい。
【0040】
また、(メタ)アクリロイル基を付与する方法の第二例として、下記化学反応式(2)を参照して説明する。
【化4】
【0041】
先ずグリシジル基を有する(メタ)アクリレートである4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルと、グリシジル基を有しない別の(メタ)アクリレートであるノルマルブチルメタクリレートとを、ラジカル付加共重合させる。次いで、その側鎖に残存しているグリシジル基に、アクリル酸を付加反応させると、所望の共重合物が得られる。アクリル酸の付加量は、側鎖に残存しているグリシジル基に対してモル比で70%以上であることが望ましい。尚、化学反応式(2)で示される共重合物のp、qは、前記重量平均分子量を満たす任意の数であり、その共重合物はブロック共重合であっても、ランダム共重合であってもよい。
【0042】
この共重合物は、シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)、N−ビニルラクタムモノマー(B)、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)、及び(メタ)アクリレートモノマー(D)と、それ以外で、共重合可能な希釈モノマー(E)とが共重合されていてもよい。
【0043】
希釈モノマー(E)は、その種類に特に制限はなく、コーティング剤用スリップ剤の表面調整効果を阻害しない範囲で共重合させることができる。具体的な希釈モノマー(E)の量は、シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)、N−ビニルラクタムモノマー(B)、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)、(メタ)アクリレートモノマー(D)の総重量に対し40重量%以内が好ましい。
【0044】
希釈モノマー(E)は、例えば、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキシエチルコハク酸、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−アクリロイロキシエチルフタル酸、ブトキシエチル(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、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートのような(メタ)アクリレートモノマー;スチレン、ビニルトルエンのような芳香族ビニルモノマー;ノルマルブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルのような直鎖状、又は環状の炭素数1〜12のアルキルビニルエーエルモノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルのようなビニルエステルモノマー;N−メチロールアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミドのようなアクリルアミド等が挙げられる。
【0045】
それ以外にも多種のモノマーがあるが重合可能で、スリップ剤の物性を損なわない限り、使用するモノマーの数、種類に限定されない。
【0046】
この共重合物の耐熱性は、モノマーの種類に依存している為、前記の重量比の範囲内の各モノマーを用いる限り、この共重合物は耐熱性を有している。
【0047】
このコーティング剤用スリップ剤は、この共重合物のみからなるものであってもよく、この共重合物を不活性溶媒で溶解、又は懸濁させて用いてもよい。
【0048】
不活性溶媒は、この共重合物を溶解、又は懸濁させることができるのもので、コーティング剤に混和できるものであると好ましい。具体的にはキシレン、トルエン、シクロヘキサンのような炭化水素系溶媒、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、カルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなエーテル系溶媒、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテートのようなエステル系溶媒、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、3−メチル−3−メトキシブタノールのようなアルコール系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよく、複数種混合して用いてもよい。
【0049】
このコーティング剤用スリップ剤は、以下のようにして調製される。シロキシ基含有アクリレートモノマー(A)と、N−ビニルラクタムモノマー(B)と、アルキル(メタ)アクリレートモノマー(C)と、(メタ)アクリレートモノマー(D)と、必要に応じ希釈モノマー(E)とを、適宜溶媒中、ラジカル重合開始剤、必要に応じて連鎖移動剤の存在下でランダム共重合させて、共重合物を合成し、更に必要に応じてこの共重合物に含まれるヒドロキシル基及び/又はグリシジル基と付加反応することにより、(メタ)アクリロイル基が付与されることで、このコーティング剤用スリップ剤が得られる。
【0050】
このコーティング剤用スリップ剤は、共重合物を合成した後、不活性溶媒と共重合物とを混合して得られたものであってもよい。
【0051】
この共重合物の共重合方法は、カチオン共重合、アニオン共重合、リビングラジカル共重合であってもよい。
【0052】
この共重合物は、ブロック共重合体であってもよく、グラフト共重合体であってもよい。
【0053】
本発明のコーティング剤用スリップ剤は、プレコートメタル用コーティング剤のような高温焼き付けコーティング剤に配合させて用いてもよいものである。この場合、このコーティング剤用スリップ剤に含まれる共重合物は、共重合物の耐熱性の指標の観点から、共重合物が、昇温されてそれの重量の10%を減量したときの加熱温度、即ち10%減量時温度を、280〜400℃とするものであることが好ましい。
【0054】
ここで10%減量時温度とは、熱重量測定(TG)により、共重合体を加熱した時、試料が分解したり、昇華したりして10%減少した時の温度である。その10%減量時温度が280℃未満であると、プレコートメタル用コーティング剤のような高温焼き付けコーティング剤に、この共重合物が配合されている場合、基材に塗装して250℃前後で焼き付けすることで、この共重合物が熱分解を起こし、その分解物が原因で塗装膜表面にハジキやブツを生じ、スリップ性も不十分になる。また、この共重合物の10%減量時温度が400℃を超えると、コーティング剤に含まれる樹脂のような成分との相溶性が悪いものになり、コーティング剤の濁りやその成分の分離を引き起こしやすくなる。
【0055】
本発明のコーティング剤用スリップ剤は、活性エネルギー線を照射することにより硬化させるUV/EV硬化塗料に配合させて用いてもよいものである。コーティング剤用スリップ剤に含有される共重合物がヒドロキシル基及び/又はグリシジル基を含有しているため、(メタ)アクリロイル基を含有していなくても、光カチオン反応を利用し、コーティング剤に含まれる樹脂のような成分と化学的結合が可能であり、塗膜が高温・多湿条件下に曝されても優れたスリップ性を維持することができる。また、光ラジカル反応を利用した場合では、ヒドロキシル基やグリシジル基を含有していても、化学結合はしないが、コーティング剤に含まれる樹脂のような成分との水素結合により、分子の絡み合いが強まることで、塗膜が高温・多湿条件下に曝されても優れたスリップ性を維持することができる。
【0056】
本発明のコーティング剤は、コーティング成分を、予め混合しておき、さらに上記コーティング剤用スリップ剤を配合し、混練して調製される。それらを同時に、又は任意の順で混合してもよい。
【0057】
このコーティング剤中、上記コーティング剤用スリップ剤は、コーティング剤全量に対する固形分換算値で、0.05〜0.5重量%、好ましくは0.1〜0.5重量%配合されることが好ましい。
【0058】
このコーティング剤に配合されているコーティング成分は、特に限定されないが、例えば顔料・染料のような着色剤、樹脂、希釈溶媒、触媒、界面活性剤が挙げられる。また、必要に応じて、増感剤、帯電防止剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、粘度調整剤が、このコーティング剤に配合されてもよい。
【0059】
樹脂は、アクリル系、アクリルメラミン系、ポリエステル系、ウレタン系、アクリルイソシアネート系、アルキッド系、エポキシ系、アミノ系樹脂のようなものが挙げられる。この樹脂は、例えば、加熱硬化型、紫外線硬化型、電子線硬化型、酸化硬化型、光カチオン硬化型、過酸化物硬化型、及び酸/エポキシ硬化型等のように、触媒存在下、又は触媒非存在下で化学反応を伴って硬化するものであってもよく、ガラス転移点が高い樹脂で、化学反応が伴わず、溶剤が揮発するだけで被膜となるものであってもよい。
【0060】
希釈溶媒は、一般的に用いられる有機溶媒であれば、特に限定されないが、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキサンのような炭化水素系溶媒;シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒;メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、カルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなエーテル系溶媒;酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテートのようなエステル系溶媒;n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、3−メチル−3−メトキシブタノールのようなアルコール系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。
【0061】
本発明の塗装膜は、このコーティング剤を基材上に塗装した塗装膜表面が乾燥、又は硬化して、被膜としたものである。
【0062】
基材は、特に限定されないが、プラスチック、ゴム、紙、木材、ガラス、金属、石材、セメント材、モルタル材、セラミックスの素材で形成されたもので、家電製品や自動車の外装材、日用品、建材が挙げられる。
【0063】
コーティング剤の塗装方法は、例えば、スピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、バーコート、ドクターブレード、ロールコート、フローコートが挙げられる。
【実施例】
【0064】
以下、本発明のコーティング剤用スリップ剤の調製を調製例1〜13に示し、適用外を比較例として比較調製例1〜13に示す。
【0065】
(調製例1)
撹拌装置、還流冷却管、滴下ロート、温度計及び窒素ガス吹き込み口を備えた1000mLの反応容器に、酢酸n−ブチルを100重量部加えて、窒素ガス雰囲気下で115℃に昇温した。酢酸n−ブチルの温度を115℃に維持し、下記表1に示す滴下溶液(a−1)を滴下ロートにより3時間で等速滴下して、モノマー溶液を調製した。滴下終了後、モノマー溶液を、115℃に維持したまま、2時間反応させて共重合物を合成し、それの残分が20%となるように酢酸n−ブチルで希釈し、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィー(カラム:TSKgelSuperMutiporeHZ−M(東ソー株式会社製)、溶出溶媒:THF)で求めたこのコーティング剤用スリップ剤に含まれる共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.4であった。
【0066】
(調製例2)
調製例1中の滴下溶液を(а−2)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は9.6であった。
【0067】
(調製例3)
調製例1中の滴下溶液を(а−3)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.3であった。
【0068】
(調製例4)
調製例1中の滴下溶液を(а−4)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.2であった。
【0069】
(調製例5)
調製例1中の滴下溶液を(а−5)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は9.8であった。
【0070】
(調製例6)
調製例1中の滴下溶液を(а−6)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.6であった。
【0071】
(調製例7)
調製例1中の滴下溶液を(а−7)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は9.7であった。
【0072】
(調製例8)
調製例1中の滴下溶液を(а−8)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.5であった。
【0073】
(調製例9)
調製例1中の滴下溶液を(а−9)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は9.6であった。
【0074】
(調製例10)
撹拌装置、還流冷却管、滴下ロート、温度計及び窒素ガス吹き込み口を備えた1000mLの反応容器に、酢酸n−ブチルを100重量部加えて、窒素ガス雰囲気下で115℃に昇温した。酢酸n−ブチルの温度を115℃に維持し、下記表1に示す滴下溶液(a−6)を滴下ロートにより3時間で等速滴下して、モノマー溶液を調製した。滴下終了後、モノマー溶液を、115℃に維持したまま、2時間反応させて共重合物を合成した。その後、液温を60℃に調整し、共重合物にカレンズAOI(昭和電工株式会社の製品名;有効成分100%)を22重量部加え、液温を80℃に昇温、維持し、5時間反応させて、それの残分が20%となるように酢酸n−ブチルで希釈し、コーティング剤用スリップ剤を得た。反応終点は、赤外吸収スペクトルにて2250cm
−1のイソシアネート基のピークが消失していることで確認した。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.3であった。
【0075】
(調製例11)
調製例10中の滴下溶液を(а−7)に変更し、カレンズAOI(昭和電工株式会社の製品名;有効成分100%)を17.6重量部に変更したこと以外は、調製例10と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は9.6であった。
【0076】
(調製例12)
撹拌装置、還流冷却管、滴下ロート、温度計及び窒素ガス吹き込み口を備えた1000mLの反応容器に、酢酸n−ブチルを100重量部加えて、窒素ガス雰囲気下で115℃に昇温した。酢酸n−ブチルの温度を115℃に維持し、下記表1に示す滴下溶液(a−8)を滴下ロートにより3時間で等速滴下して、モノマー溶液を調製した。滴下終了後、モノマー溶液を、115℃に維持したまま、2時間反応させて共重合物を合成した。その後、液温を60℃に調整し、共重合物にアクリル酸を9重量部加え、液温を70℃に昇温、維持し、10時間反応させて、それの残分が20%となるように酢酸n−ブチルで希釈し、コーティング剤用スリップ剤を得た。反応終点は、酸価測定にて0mgKOH/gとなることで確認した。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.3であった。
【0077】
(調製例13)
調製例12中の滴下溶液を(а−9)に変更し、アクリル酸を7.2重量部に変更したこと以外は、調製例12と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は9.5であった。
【0078】
(比較調製例1)
調製例1中の滴下溶液を(b−1)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は8.5であった。
【0079】
(比較調製例2)
調製例1中の滴下溶液を(b−2)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は8.6であった。
【0080】
(比較調製例3)
調製例1中の滴下溶液を(b−3)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は8.7であった。
【0081】
(比較調製例4)
調製例1中の滴下溶液を(b−4)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は8.6であった。
【0082】
(比較調製例5)
調製例1中の滴下溶液を(b−5)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.5であった。
【0083】
(比較調製例6)
調製例1中の滴下溶液を(b−6)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.5であった。
【0084】
(比較調製例7)
調製例1中の滴下溶液を(b−7)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.7であった。
【0085】
(比較調製例8)
調製例1中の滴下溶液を(b−8)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は10.5であった。
【0086】
(比較調製例9)
調製例10中の滴下溶液を(b−3)に変更し、カレンズAOI(昭和電工株式会社の製品名;有効成分100%)を4.4重量部に変更したこと以外は、調製例10と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は8.7であった。
【0087】
(比較調製例10)
調製例12中の滴下溶液を(b−4)に変更し、アクリル酸を1.8重量部に変更したこと以外は、調製例12と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は8.6であった。
【0088】
(比較調製例11)
調製例1中の滴下溶液を(b−9)に変更したこと以外は、調製例1と同様の方法で、コーティング剤用スリップ剤を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーで求めたこのコーティング剤用スリップ剤中の共重合物の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で7000、SP値は11.3であった。
【0089】
(比較調製例12)
変性シリコーンを主成分とするシリコーン系表面調整剤であるBYK−306(ビックケミー・ジャパン株式会社の製品名;不揮発分12.5%)をコーティング剤用スリップ剤とした。
【0090】
(比較調製例13)
変性シリコーンを主成分とするシリコーン系表面調整剤であるBYK−333(ビックケミー・ジャパン株式会社の製品名;不揮発分100%)をコーティング剤用スリップ剤とした。
【0091】
表1は、調製例1〜13、表2は、比較調製例1〜9で用いた滴下溶液毎に、各成分の配合量を示したものである。また、表1及び2の数値の単位は、重量部である。
【0092】
【表1】
【0093】
【表2】
【0094】
(熱重量測定)
調製例1〜13、比較調製例1〜13中の共重合物の熱重量測定を行った。具体的には、上記のコーティング剤用スリップ剤を105℃で3時間かけて乾燥させ、それを夫々10mg秤量し、窒素雰囲気下で室温から毎分10℃の昇温速度で加熱して、10%減量時温度を測定した。
【0095】
その結果をまとめて、調製例1〜13については表3、比較調製例1〜13については表4に示す。表3及び4に示すとおり、調製例1〜13中の共重合物の10%減量時温度は、全て280℃以上であった。この結果から、本発明のコーティング剤用スリップ剤は、高温焼き付けコーティング剤に配合されていると、塗装した塗装膜表面の焼き付けが施されても、コーティング剤用スリップ剤中の共重合物が熱分解することはない。一方、比較調製例11〜13での10%減量時温度は、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンのエーテル結合の所為で低くなっている。
【0096】
【表3】
【0097】
【表4】
【0098】
次に調製例1〜13のコーティング剤用スリップ剤を用いて本発明を適用するコーティング剤と塗装膜とを調製した例を実施例1〜13に示し、比較調製例1〜13のスリップ剤を用いて本発明を適用外のコーティング剤と塗装膜とを調製した例を比較例1〜13に示す。
【0099】
(実施例1)
ウレタンアクリレートのUA−306I(共栄社化学株式会社の製品名、SP値:10.9)の100重量部と、メチルエチルケトンの40重量部と、光重合開始剤のイルガキュア184(チバ・ジャパン株式会社の製品名;イルガキュアはチバ・ジャパン株式会社の登録商標)の3重量部と、調製例1のコーティング剤用スリップ剤の固形分で0.2重量部とを、ラボディスパーを用いて1000rpmで2分間混練し、紫外線硬化性コーティング剤を調製した。このコーティング剤を易接着PETフィルムコスモシャインA−4100(東洋紡株式会社の商品名)に3番のバーコーターを用いて塗装し、70℃で2分乾燥させた後、80W高圧水銀灯活性エネルギー照射装置(日本電池株式会社の製品)を用いて、600mJ/cm
2の活性エネルギーを基材との距離10cmで照射し、硬化塗装膜を得た。
【0100】
(実施例2〜13、比較例1〜13)
実施例1中のコーティング剤用スリップ剤を、調製例2〜13、比較調製例1〜13のスリップ剤に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2〜13、及び比較例1〜13の紫外線硬化性コーティング剤、及び塗装膜を調製した。
【0101】
実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤、及びこれらの塗装膜について、以下の相溶性試験、スリップ性試験、耐アルコール性試験、耐湿熱性試験、ブロッキング防止性試験、防汚性試験、擦り傷防止性試験の各理化学試験を行った。
【0102】
(相溶性試験)
相溶性試験は、実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤の透明性を目視で観察し、その透明性からコーティング剤中での共重合物の相溶性を評価するというものである。その結果が透明の場合を○、濁りが生じる場合を×とする2段階で評価した。
【0103】
(スリップ性試験)
スリップ性試験は、実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤の塗装膜を25℃、60%RH雰囲気下で24時間静置し、ASTM D 1894−95に準拠し、スリップテスターを用いて、加重200g、接触面積63.5×63.5mm、移動速度150mm/minの条件で、塗装膜同士の動摩擦係数(μk)を測定することで、その塗装膜表面の滑りやすさを評価するというものである。その動摩擦係数の結果が0.2以下の場合を○、0.2〜0.3の場合を△、0.3以上の場合を×とする3段階で評価した。
【0104】
(耐アルコール性試験)
耐アルコール性試験は、実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤の塗装膜表面を、エチルアルコールを染みこませたガーゼで10往復拭き、25℃、60%RH雰囲気下で24時間静置し、ASTM D 1894−95に準拠し、スリップテスターを用いて、加重200g、接触面積63.5×63.5mm、移動速度150mm/minの条件で、塗装膜同士の動摩擦係数(μk)を測定することで、その塗装膜表面の滑りやすさを評価するというものである。その動摩擦係数の結果が0.2以下の場合を○、0.2〜0.3の場合を△、0.3以上の場合を×とする3段階で評価した。
【0105】
(耐湿熱性試験)
耐湿熱性試験は、実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤の塗装膜を、60℃、92%RH雰囲気下で4日間静置、その後、25℃、60%RH雰囲気下で24時間静置し、ASTM D 1894−95に準拠し、スリップテスターを用いて、加重200g、接触面積63.5×63.5mm、移動速度150mm/minの条件で、塗装膜同士の動摩擦係数(μk)を測定することで、その塗装膜表面の滑りやすさを評価するというものである。その動摩擦係数の結果が0.2以下の場合を○、0.2〜0.3の場合を△、0.3以上の場合を×とする3段階で評価した。
【0106】
(ブロッキング防止性試験)
ブロッキング防止性試験は、実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤の塗装膜の表面同士を重ね、10kgの荷重をかけ、40℃で24時間静置、その後、25℃、60%RH雰囲気下で24時間静置し、その塗装膜を剥がしたときの貼りつき度合いを評価するというものである。その結果が貼りつきがない場合を○、少し引っかかる場合を△、引っかかりが強く、塗装膜表面に損傷が見られる場合を×とする3段階で評価した。
【0107】
(防汚性試験)
防汚性試験は、実施例1〜13、比較例1〜13で得られた紫外線硬化性コーティング剤の塗装膜に書いたマジックをガーゼで拭き取り、マジックが拭き取れる回数にて評価するというものである。その結果が10回以内で拭き取れる場合を○、20回以内で拭き取れる場合を△、20回で拭き取れない場合を×とする3段階で評価した。
【0108】
(擦り傷防止性試験)
500g/cm
2の荷重をかけた0000番スチールウールで、試験片の被膜を50往復擦り、傷の有無を目視にて観察した。ほとんど傷が無いものを○、若干傷が付いたものを△、白化するほど傷がついたものを×とする3段階で評価した。
【0109】
それらの結果をまとめて表5に示す。表5から明らかなとおり、実施例1〜13のコーティング剤は、相溶性に優れていた。また、この紫外線硬化性コーティング剤を塗装した塗装膜表面は、スリップ性、耐アルコール性、耐湿熱性、ブロッキング防止性、防汚性、擦り傷防止性に優れていた。一方、比較例1〜13のコーティング剤は、いずれかの項目が実施例1〜13のコーティング剤に比べ不十分であった。
【0110】
【表5】
【0111】
(実施例14)
アクリル樹脂のアクリディックA801(DIC株式会社の製品名;アクリディックはDIC株式会社の登録商標)の40重量部と、ポリイソシアネートのスミジュールN−75(住友化学株式会社の製品名;スミジュールは住友化学株式会社の登録商標)の10重量部(上記2品を併せてたSP値:10.6)と、キシレン及び酢酸ブチルを4:1体積比で混合したシンナーの50重量部と、調製例1のコーティング剤用スリップ剤の固形分で0.2重量部とを、ラボディスパーを用いて1000rpmで2分間混練し、2液アクリルウレタンコーティング剤を調製した。このコーティング剤を、32番のバーコーターを用いて、アルミ板に塗装し、140℃で20分間乾燥させて硬化塗装膜を得た。
【0112】
(実施例15〜26、比較例14〜26)
実施例14中のコーティング剤用スリップ剤を、調製例2〜13、比較調製例1〜13のスリップ剤に変更した以外は、実施例14と同様の方法で実施例15〜26、及び比較例14〜26の2液アクリルウレタンコーティング剤、及び塗装膜を調製した。
【0113】
実施例14〜26、比較例14〜26で得られた2液アクリルウレタンコーティング剤、及びこれらの塗装膜について、相溶性試験、スリップ性試験、耐アルコール性試験、耐湿熱性試験、ブロッキング防止性試験、防汚性試験、擦り傷防止性試験の各理化学試験を行った。各理化学試験は、それぞれ前記と同様の方法で行い、前記と同様に評価した。
【0114】
それらの結果をまとめて表6に示す。表6から明らかなとおり、実施例14〜26のコーティング剤及びそれの塗装膜表面は、各試験項目とも優れていたが、比較例14〜26のコーティング剤は、いずれかの項目が実施例14〜26のコーティング剤に比べ不十分であった。
【0115】
【表6】