(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記(A)水酸基含有(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が−60〜90℃である、請求項1に記載のペイントプロテクションフィルム用熱硬化性表面保護コーティング剤。
前記(B)ポリイソシアネートが、ビウレット体、イソシアヌレート体、アロファネート体、及びアダクト体からなる群から選択される1つ以上である、請求項1又は2に記載のペイントプロテクションフィルム用熱硬化性表面保護コーティング剤。
前記(B)ポリイソシアネートが有するイソシアネート基と前記(A)水酸基含有(メタ)アクリル樹脂の水酸基のモル比(NCO/OH)が、0.5〜5.0である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のペイントプロテクションフィルム用熱硬化性表面保護コーティング剤。
請求項1〜4のいずれか1項に記載のペイントプロテクションフィルム用熱硬化性表面保護コーティング剤を基材の少なくとも片面に塗工したものを加熱する工程を含む、積層物の製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示の全体にわたり、各物性値、含有量等の数値の範囲は、適宜(例えば下記の各項目に記載の上限及び下限の値から選択して)設定され得る。具体的には、数値αについて、数値αの上限及び下限としてA4、A3、A2、A1(A4>A3>A2>A1とする)等が例示される場合、数値αの範囲は、A4以下、A3以下、A2以下、A1以上、A2以上、A3以上、A1〜A2、A1〜A3、A1〜A4、A2〜A3、A2〜A4、A3〜A4等が例示される。
【0012】
[熱硬化性コーティング剤:コーティング剤ともいう]
本開示は、
(A)水酸基含有(メタ)アクリル樹脂、及び
(B)ポリイソシアネート
を含む、熱硬化性コーティング剤であって、
前記熱硬化性コーティング剤を120℃で2分、その後40℃で80時間の条件で硬化させることにより得た膜厚10μmの硬化物を
周波数1Hz、温度−20℃から140℃の範囲の条件で動的粘弾性測定したときのガラス転移温度が70℃以上であり、
かつ前記ガラス転移温度での前記硬化物の損失正接(tanδ)が1.2以下である、
熱硬化性コーティング剤を提供する。
【0013】
<水酸基含有(メタ)アクリル樹脂(A):(A)成分ともいう。>
(A)成分は、単独又は2種以上で使用され得る。
【0014】
水酸基含有(メタ)アクリル樹脂は、水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位及び水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を含む共重合体等が例示される。
【0015】
本開示において「(メタ)アクリル」は「アクリル及びメタクリルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」は「アクリレート及びメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。また「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル及びメタクリロイルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。
【0016】
(水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート)
水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレートは、
【化1】
(式中、R
a1は水素原子、又はメチル基であり、R
a2はアルキル基である。)
で表わされる。水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレートは、単独又は2種以上で使用され得る。
【0017】
アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、シクロアルキル基等が例示される。
【0018】
直鎖アルキル基は、−C
nH
2n+1(nは1以上の整数)の構造式で表される。直鎖アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基(ステアリル基)、n−ノナデシル基、n−イコシル基等が例示される。
【0019】
分岐アルキル基は、直鎖アルキル基の少なくとも1つの水素がアルキル基によって置換された基である。分岐アルキル基は、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ジエチルペンチル基、トリメチルブチル基、トリメチルペンチル基、トリメチルヘキシル基等が例示される。
【0020】
シクロアルキル基は、単環シクロアルキル基、架橋環シクロアルキル基、縮合環シクロアルキル基等が例示される。
【0021】
単環シクロアルキル基は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、3,5,5−トリメチルシクロヘキシル基等が例示される。
【0022】
架橋環シクロアルキル基は、トリシクロデシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が例示される。
【0023】
縮合環シクロアルキル基は、ビシクロデシル基等が例示される。
【0024】
水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレートは、水酸基非含有直鎖アルキル(メタ)アクリレート、水酸基非含有分岐アルキル(メタ)アクリレート、水酸基非含有シクロアルキル(メタ)アクリレート等が例示される。
【0025】
水酸基非含有直鎖アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル基、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸イコシル等が例示される。
【0026】
水酸基非含有分岐アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が例示される。
【0027】
水酸基非含有シクロアルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が例示される。
【0028】
これらの中でも、コーティング剤において防汚性、伸度、耐摩耗性、レベリング性、密着性に寄与することから、アルキル基の炭素数が1〜20程度の水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレートが好ましい。また、アルキル基の炭素数が異なる水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレートを併用することによって、水酸基含有(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度等の物性が調節可能となる。
【0029】
(A)成分中の全構成単位100モル%に占める水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位の含有量の上限及び下限は、98、95、90、85、80、75、70、65、60、55、52、50モル%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、50〜98モル%が好ましい。
【0030】
(A)成分中の全構成単位100質量%に占める水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位の含有量の上限及び下限は、98、95、90、85、83、80、75、70、65質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、65〜98質量%が好ましい。
【0031】
(水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート)
水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートは、下記構造式
【化2】
(式中、R
a3は水素原子、又はメチル基であり、R
a4は直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、又はシクロアルキレン基である。)
で表わされる。水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートは、単独又は2種以上で使用され得る。直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、シクロアルキレン基は後述の基等が例示される。
【0032】
水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートは、水酸基含有直鎖アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有分岐アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有シクロアルキル(メタ)アクリレート等が例示される。
【0033】
水酸基含有直鎖アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等が例示される。
【0034】
水酸基含有分岐アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル等が例示される。
【0035】
水酸基含有シクロアルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル酸ヒドロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−(ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメチル等が例示される。
【0036】
水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートは、ヒドロキシアルキル基の炭素数は1〜4である水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートが好ましい。
【0037】
(A)成分中の全構成単位100モル%に占める水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位の含有量の上限及び下限は、50、48、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2.5、1.5モル%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、1.5〜50モル%が好ましい。
【0038】
(A)成分中の全構成単位100質量%に占める水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位の含有量の上限及び下限は、35、30、25、20、17、15、10、5、2.5、2質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、2〜35質量%が好ましい。
【0039】
(A)成分中の水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位と水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位との物質量比(水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート
mol/水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート
mol)の上限及び下限は、65、60、50、40、30、20、10、5、2、1.6、1.0等が例示される。1つの実施形態において、上記物質量比は、1.0〜65が好ましい。
【0040】
(A)成分中の水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位と水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位との質量比(水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート
mass/水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート
mass)の上限及び下限は、49、40、30、20、10、5、2、1.8等が例示される。1つの実施形態において、上記質量比は、1.8〜49が好ましい。
【0041】
(水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレートでも水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートでもないモノマー:その他のモノマーともいう)
水酸基含有(メタ)アクリル樹脂を製造する際には、水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート及び水酸基含有アルキル(メタ)アクリレートのいずれにも該当しないモノマーを用いてもよい。その他のモノマーは、単独又は2種以上で使用され得る。
【0042】
その他のモノマーは、(メタ)アクリル酸、α,β−不飽和カルボン酸、スチレン類、α−オレフィン、不飽和アルコール及びそれらの塩、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド及びそれらの塩、連鎖移動性モノマー、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド類、ビニルアミン、ビス(メタ)アクリルアミド、ジ(メタ)アクリルエステル、ジビニルエステル、上記以外の二官能性モノマー、三官能性モノマー、四官能性モノマー等が例示される。
【0043】
(A)成分中の全構成単位100モル%に占めるその他のモノマー由来の構成単位の含有量の上限及び下限は、13、10、9、5、4、1、0モル%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、0〜13モル%程度が好ましい。
【0044】
(A)成分中の全構成単位100質量%に占めるその他のモノマー由来の構成単位の含有量の上限及び下限は、10、9、5、4、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、0〜10質量%程度が好ましい。
【0045】
(A)成分中のその他のモノマー由来の構成単位と水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位との物質量比(その他のモノマー
mol/水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート
mol)の上限及び下限は、0.22、0.20、0.15、0.10、0.05、0等が例示される。1つの実施形態において、上記物質量比は、0〜0.22程度が好ましい。
【0046】
(A)成分中のその他のモノマー由来の構成単位と水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位との質量比(その他のモノマー
mass/水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート
mass)の上限及び下限は、0.19、0.15、0.10、0.05、0等が例示される。1つの実施形態において、上記質量比は、0〜0.19が好ましい。
【0047】
(A)成分中その他のモノマー由来の構成単位と水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位との物質量比(その他のモノマー
mol/水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート
mol)の上限及び下限は、8.0、7.0、6.0、5.0、4.0、3.0、2.0、1.0、0.5、0等が例示される。1つの実施形態において、上記物質量比は、0〜8.0が好ましい。
【0048】
(A)成分中のその他のモノマー由来の構成単位と水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位との質量比(その他のモノマー
mass/水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート
mass)の上限及び下限は、5.0、4.0、3.0、2.0、1.0、0.5、0等が例示される。1つの実施形態において、上記質量比は、0〜5.0が好ましい。
【0049】
<水酸基含有(メタ)アクリル樹脂の物性等>
(A)成分のガラス転移温度の上限及び下限は、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、0、−5、−10、−15、−20、−22、−25、−30、−35、−40、−45、−48、−50、−55、−60℃等が例示される。1つの実施形態において、上記ガラス転移温度は−60〜90℃が好ましい。
【0050】
ガラス転移温度はFoxの式より算出される。
Foxの式:1/Tg=(Wa/Tga)+(Wb/Tgb)+・・・+(Wn/Tgn)
Tg:コポリマーのガラス転移温度(K)
Wa:モノマーAの質量%
Tga:モノマーAのホモポリマーのガラス転移温度(K)
Wb:モノマーBの質量%
Tgb:モノマーBのホモポリマーのガラス転移温度(K)
Wn:モノマーNの質量%
Tgn:モノマーNのホモポリマーのガラス転移温度(K)
【0051】
(A)成分の水酸基当量の上限及び下限は、2.7、2.5、2.0、1.8、1.5、1.0、0.5、0.25、0.17meq/g等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の水酸基当量は、0.17〜2.7meq/gが好ましく、0.5〜1.8meq/gがより好ましい。
【0052】
本開示において、水酸基当量は固形1g中に存在する水酸基の物質量である。
【0053】
(A)成分の水酸基価(固形分換算)の上限及び下限は、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20、15、10mgKOH/g等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の水酸基価(固形分換算)は、10〜150mgKOH/g程度が好ましい。
【0054】
水酸基価はJIS K1557−1に準拠する方法(アセチル法)により測定される。
【0055】
また、ポリマー作製時において用いたモノマーの仕込み量が正確に把握でき、かつ重合率が高い場合、水酸基価は、以下の式により算出できる。
水酸基価=[(全仕込み単量体1g中の水酸基含有単量体の仕込み質量×水酸基含有単量体一分子が有する水酸基の数)/水酸基含有単量体の分子量]×56.11(KOHの分子量)×1000・・・(1)
【0056】
(A)成分の酸価の上限及び下限は、10、9、7、5、3、1、0.1、0mgKOH/g等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の酸価は、0〜10mgKOH/g程度が好ましく、0〜1mgKOH/g程度がより好ましい。
【0057】
酸価はJIS K0070に準拠する方法により測定される。
【0058】
(A)成分の重量平均分子量(Mw)の上限及び下限は、300000、200000、100000、90000、80000、70000、60000、50000、40000、30000、20000、10000等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、10000〜300000が好ましく、50000〜300000がより好ましい。
【0059】
(A)成分の数平均分子量(Mn)の上限及び下限は、100000、90000、80000、70000、60000、50000、40000、30000、20000、10000、5000等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の数平均分子量(Mn)は、5000〜100000が好ましく、10000〜100000がより好ましい。
【0060】
(A)成分の分子量分布(Mw/Mn)の上限及び下限は、10、7.5、5、2.5、2、1.5等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の分子量分布(Mw/Mn)は、1.5〜10が好ましい。
【0061】
重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により適切な溶媒下で測定したポリスチレン換算値として求められ得る。詳細な条件は下記のようなもの等が例示される。
機種:製品名「HLC−8220」(東ソー(株)製)
カラム:製品名「PLgel MIXED−C」(Agilent Technology製)×2本
展開溶媒、流量:テトラヒドロフラン、1.0mL/分
測定温度:40℃
検出器:RI
標準:単分散ポリスチレン
ポリマー濃度:0.2%
【0062】
(A)成分は、各種公知の方法で製造され得る。水酸基含有(メタ)アクリル樹脂の製造方法は、水酸基非含有アルキル(メタ)アクリレート及び水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート、並びに必要に応じてその他のモノマーを、無溶媒下又は有機溶媒中で、通常は重合開始剤の存在下、70〜180℃程度において、1〜10時間程度共重合反応させる方法等が例示される。水酸基含有(メタ)アクリル樹脂を製造する際に用いられる有機溶媒は後述のものが例示される。重合開始剤は、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等のアゾ系開始剤等が例示される。
【0063】
コーティング剤固形分100質量%中の(A)成分の含有量の上限及び下限は、90、85、84、80、75、73、72、70、67、65、64、60、58、55、50、45、40、35、30質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は30〜90質量%が好ましい。
【0064】
<ポリイソシアネート(B):(B)成分ともいう。>
(B)成分は、単独又は2種以上で使用され得る。
【0065】
本開示において、「ポリイソシアネート」とは、2個以上のイソシアネート基(−N=C=O)を有する化合物である。
【0066】
ポリイソシアネートは、直鎖脂肪族ポリイソシアネート、分岐脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート並びにこれらのビウレット体、イソシアヌレート体(ヌレート体)、アロファネート体、アダクト体等が例示される。
【0067】
直鎖脂肪族ポリイソシアネートは、メチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート等が例示される。
【0068】
分岐脂肪族ポリイソシアネートは、ジエチルペンチレンジイソシアネート、トリメチルブチレンジイソシアネート、トリメチルペンチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が例示される。
【0069】
脂環族ポリイソシアネートは、単環脂環族ポリイソシアネート、架橋環脂環族ポリイソシアネート、縮合環脂環族ポリイソシアネート等が例示される。
【0070】
単環脂環族ポリイソシアネートは、水添キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、シクロヘプチレンジイソシアネート、シクロデシレンジイソシアネート、3,5,5−トリメチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が例示される。
【0071】
架橋環脂環族ポリイソシアネートは、トリシクロデシレンジイソシアネート、アダマンタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等が例示される。
【0072】
縮合環脂環族ポリイソシアネートは、ビシクロデシレンジイソシアネート等が例示される。
【0073】
芳香族基は、単環芳香族基、縮合環芳香族基等が例示される。また芳香族基は、1個以上の水素原子が直鎖又は分岐アルキル基によって置換されていてもよい。
【0074】
単環芳香族基は、フェニル基(フェニレン基)、トリル基(トリレン基)、メシチル基(メシチレン基)等が例示される。また縮合環芳香族基は、ナフチル基(ナフチレン基)等が例示される。
【0075】
芳香族ポリイソシアネートは、単環芳香族ポリイソシアネート、縮合環芳香族ポリイソシアネート等が例示される。
【0076】
単環芳香族ポリイソシアネートは、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート等のジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルテトラメチルメタンジイソシアネート等のテトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が例示される。
【0077】
縮合環芳香族ポリイソシアネートは、1,5−ナフチレンジイソシアネート等が例示される。
【0078】
1つの実施形態において、前記(B)ポリイソシアネートは、ビウレット体、イソシアヌレート体、アロファネート体、及びアダクト体からなる群から選択される1つ以上である。
【0079】
ポリイソシアネートのビウレット体は、
下記構造式:
【化3】
[式中、n
bは、0以上の整数であり、R
bA〜R
bEはそれぞれ独立に、アルキレン基又はアリーレン基であり、R
bα〜R
bβはそれぞれ独立に、イソシアネート基又は
【化4】
(n
b1は、0以上の整数であり、R
b1〜R
b5はそれぞれ独立に、アルキレン基又はアリーレン基であり、R
b’〜R
b''はそれぞれ独立に、イソシアネート基又はR
bα〜R
bβ自身の基である。R
b4〜R
b5、R
b''は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)である。R
bD〜R
bE、R
bβは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]で表される化合物等が例示される。
【0080】
ポリイソシアネートのビウレット体は、デュラネート24A−100、デュラネート22A−75P、デュラネート21S−75E(以上旭化成(株)製)、デスモジュールN3200A(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体)(以上住化コベストロウレタン製)等が例示される。
【0081】
上記コーティング剤固形分100質量%におけるポリイソシアネートのビウレット体の含有量の上限及び下限は、70、65、60、55、50、45、40、38、35、33、32、30、29、25、23、22、20、15、12、10、5、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は0〜70質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。
【0082】
ポリイソシアネートのイソシアヌレート体は、
下記構造式:
【化5】
[式中、n
iは、0以上の整数であり、R
iA〜R
iEはそれぞれ独立に、アルキレン基又はアリーレン基であり、R
iα〜R
iβはそれぞれ独立に、イソシアネート基又は
【化6】
(n
i1は、0以上の整数であり、R
i1〜R
i5はそれぞれ独立に、アルキレン基又はアリーレン基であり、R
i’〜R
i''はそれぞれ独立に、イソシアネート基又はR
iα〜R
iβ自身の基である。R
i5、R
i''は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)である。R
iD〜R
iE、R
iβは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]で表される化合物等が例示される。
【0083】
ポリイソシアネートのイソシアヌレート体の市販品は、デュラネートTPA−100、デュラネートTKA−100、デュラネートMFA−75B、デュラネートMHG−80B(以上旭化成(株)製)、コロネートHXR、コロネートHX、コロネートHK(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)、コロネート2037(以上東ソー(株)製)、タケネートD−127N(水添キシレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)、タケネートD−131N(キシレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)、タケネートD−204EA−1(トリレンジイソイアネートのイソシアヌレート体)(以上三井化学(株)製)、VESTANAT T1890/100(イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体)(以上エボニック・ジャパン(株)製)等が例示される。
【0084】
上記コーティング剤固形分100質量%におけるポリイソシアネートのイソシアヌレート体の含有量の上限及び下限は、70、65、60、55、50、45、40、38、35、33、32、30、29、25、23、22、20、15、12、10、5、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は0〜70質量%が好ましく、25〜60質量%がより好ましい。
【0085】
ポリイソシアネートのアロファネート体は、
下記構造式:
【化7】
[式中、nは、0以上の整数であり、R
Aは、アルキル基又はアリール基であり、R
B〜R
Gはそれぞれ独立に、アルキレン基又はアリーレン基であり、R
α〜R
γはそれぞれ独立に、イソシアネート基又は
【化8】
(n1は、0以上の整数であり、R
1〜R
6はそれぞれ独立に、アルキレン基又はアリーレン基であり、R’〜R’’’はそれぞれ独立に、イソシアネート基又はR
α〜R
γ自身の基である。R
1〜R
4、R’〜R’’は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)である。R
B〜R
E、R
α〜R
βは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]で表される化合物等が例示される。
【0086】
ポリイソシアネートのアロファネート体の市販品は、コロネート2793(東ソー(株)製)、タケネートD−178N(三井化学(株)製)等が例示される。
【0087】
上記コーティング剤固形分100質量%におけるポリイソシアネートのアロファネート体の含有量の上限及び下限は、70、65、60、55、50、45、40、38、35、33、32、30、29、25、23、22、20、15、12、10、5、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は0〜70質量%が好ましく、5〜40質量%がより好ましい。
【0088】
ポリイソシアネートのアダクト体は、
下記構造式:
【化9】
[式中、n
adは0以上の整数であり、R
adA〜R
adEは、それぞれ独立にアルキレン基又はアリーレン基であり、R
ad1〜R
ad2は、それぞれ独立に
【化10】
(式中、n
ad’は0以上の整数であり、
R
ad’〜R
ad’’は、それぞれ独立にアルキレン基又はアリーレン基であり、
R
ad’’’は、R
ad1〜R
ad2自身の基であり、
R
ad’〜R
ad’’’は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)
であり、R
adD〜R
adE、R
ad2は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]
で示されるトリメチロールプロパンとポリイソシアネートのアダクト体、
下記構造式
【化11】
[式中、n
ad1は0以上の整数であり、
R
adα〜R
adεは、それぞれ独立にアルキレン基又はアリーレン基であり、
R
adA〜R
adBは、それぞれ独立に
【化12】
(式中、n
ad1’は0以上の整数であり、
R
adδ’〜R
adε’は、それぞれ独立にアルキレン基又はアリーレン基であり、
R
adB’は、R
adA〜R
adB自身の基であり、
R
adδ’〜R
adε’、R
adB’は、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。)
であり、R
adδ〜R
adεは、各構成単位ごとに基が異なっていてもよい。]
で示されるグリセリンとポリイソシアネートのアダクト体等が例示される。
【0089】
ポリイソシアネートのアダクト体は、デュラネートP301−75E(以上旭化成(株)製)、タケネートD110N、タケネートD160N(以上三井化学(株)製)、コロネートL、コロネートHL(以上東ソー(株)製)等が例示される。
【0090】
上記コーティング剤固形分100質量%におけるポリイソシアネートのアダクト体の含有量の上限及び下限は、70、65、60、55、50、45、40、38、35、33、32、30、29、25、23、22、20、15、12、10、5、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は0〜70質量%が好ましく、30〜60質量%がより好ましい。
【0091】
ポリイソシアネートのNCO含有率(NCO%)の上限及び下限は、30、25、23.5、20、16.4、15、14.6、11、10%等が例示される。1つの実施形態において、上記NCO含有率(NCO%)は、10〜30%が好ましい。
【0092】
ポリイソシアネートのイソシアネート基当量の上限及び下限は、420、400、350、300、250、200、150、140g/eq等が例示される。1つの実施形態において、上記イソシアネート基当量は140〜420g/eqが好ましい。
【0093】
本開示において、イソシアネート基当量とは、イソシアネート基1モルあたりの質量の計算値(g/eq)を意味する。
【0094】
ポリイソシアネートのイソシアネート基当量とポリマー(A)の水酸基当量との比(NCO/OH)の上限及び下限は、5、4.5、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.75、0.5等が例示される。1つの実施形態において、上記比(NCO/OH)は、0.5〜5.0が好ましい。
【0095】
上記コーティング剤固形分100質量%におけるポリイソシアネートの含有量の上限及び下限は、70、65、60、55、50、45、40、38、35、33、32、30、29、25、23、22、20、15、12、10質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は10〜70質量%が好ましい。
【0096】
コーティング剤に含まれる(A)成分と(B)成分との質量比[コーティング剤固形分に含まれる(A)成分の合計質量/コーティング剤固形分に含まれる(B)成分の合計質量]の上限及び下限は、7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、3、2.9、2.7、2.5、2.3、2.1、2、1.9、1.7、1.5、1.3、1.1、0.9、0.7、0.5、0.42等が例示される。1つの実施形態において、上記質量比は0.42〜3が好ましい。
【0097】
<有機変性シリコーン(C1):(C1)成分ともいう>
1つの実施形態において、上記コーティング剤は有機変性シリコーンを含み得る。(C1)成分は、単独又は2種以上で使用され得る。
【0098】
本開示において、「有機変性シリコーン」は、シリコーンに有機基を導入したものをいう。有機変性シリコーンは、側鎖型有機変性シリコーン、両末端型有機変性シリコーン、片末端型有機変性シリコーン、側鎖両末端型有機変性シリコーン等が例示される。
【0099】
有機変性シリコーンは、水酸基含有有機変性シリコーン、アミノ基含有有機変性シリコーン、エポキシ基含有有機変性シリコーン、メルカプト基含有有機変性シリコーン、カルボキシル基含有有機変性シリコーン等が例示される。
【0100】
水酸基含有有機変性シリコーンは、水酸基含有アクリル樹脂変性シリコーン、水酸基含有ポリエステル樹脂変性シリコーン、水酸基含有ポリエーテル樹脂変性シリコーン、水酸基含有カルビノール樹脂変性シリコーン等が例示される。
【0101】
水酸基含有アクリル樹脂変性シリコーンの市販品は、ZX−028−G((株)T&K TOKA製)、BYK−SILCLEAN3700(ビックケミー・ジャパン(株)製)、サイマックUS−270(東亞合成(株)製)等が例示される。
【0102】
水酸基含有ポリエステル樹脂変性シリコーン又は水酸基含有ポリエーテル樹脂変性シリコーンの市販品は、BYK−370、BYK−375、BYK−377、BYK−SILCLEAN3720(ビックケミー・ジャパン(株)製)、X−22−4952、KF−6123(信越化学工業(株)製)等が例示される。
【0103】
水酸基含有カルビノール樹脂変性シリコーンの市販品は、X−22−4039、X−22−4015、X−22−4952、X−22−4272、X−22−170BX、X−22−170DX、KF−6000、KF−6001、KF−6002、KF−6003、KF−6123、X−22−176F(信越化学工業(株)製)、サイラプレーンFM−4411、サイラプレーンFM−4421、サイラプレーンFM−4425、サイラプレーンFM−0411、サイラプレーンFM−0421、サイラプレーンFM−DA11、サイラプレーンFM−DA21、サイラプレーンFM−DA26(JNC(株)製)等が例示される。
【0104】
アミノ基含有有機変性シリコーンの市販品は、KF−868、KF−865、KF−864、KF−859、KF−393、KF−860、KF−880、KF−8004、KF−8002、KF−8005、KF−867、KF−8021、KF−869、KF−861、KF−877、KF−889、X−22−3939A(信越化学工業(株)製)等が例示される。
【0105】
エポキシ基含有有機変性シリコーンの市販品は、X−22−343、KF−101、KF−1001、X−22−2000、X−22−2046、KF−102、X−22−4741、KF−1002、KF−1005(信越化学工業(株)製)等が例示される。
【0106】
メルカプト基含有有機変性シリコーンの市販品は、KF−2001、KF−2004(信越化学工業(株)製)等が例示される。
【0107】
カルボキシル基含有有機変性シリコーンの市販品は、X−22−3701E(信越化学工業(株)製)等が例示される。
【0108】
上記コーティング剤固形分100質量%における有機変性シリコーンの含有量の上限及び下限は、10、9.5、9、8.5、8、7.5、7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.5、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は、0〜10質量%が好ましい。
【0109】
<フルオロアルキル基含有樹脂(C2):(C2)成分ともいう。>
1つの実施形態において、上記コーティング剤はフルオロアルキル基含有樹脂(C2)を含みうる。(C2)成分は、単独又は2種以上で使用され得る。
【0110】
1つの実施形態において、フルオロアルキル基含有樹脂は、フルオロアルキル基含有界面活性剤が好ましく、ペルフルオロアルキル基含有界面活性剤がより好ましい。
【0111】
(C2)成分の市販品は、フタージェントMシリーズ、フタージェントFシリーズ、フタージェントGシリーズ、フタージェントP・Dシリーズ、フタージェント710FL、フタージェント710FM、フタージェント710FS、フタージェント730FL、フタージェント730LM、フタージェント610FM、フタージェント601AD、フタージェント601ADH2、フタージェント602A、フタージェント650AC、フタージェント681(ネオス(株)製)、サーフロンS−211、サーフロンS−221、サーフロンS−231、サーフロンS−232、サーフロンS−233、サーフロンS−241、サーフロンS−242、サーフロンS−243、サーフロンS−420、サーフロンS−431、サーフロンS−386、サーフロンS−611、サーフロンS−647、サーフロンS−651、サーフロンS−653、サーフロンS−656、サーフロンS−658、サーフロンS−693、サーフロンS−CFJ、サーフロンFPE−50、サーフロンHC−223等のサーフロンシリーズ(AGCセイミケミカル(株)製)、メガファックF−553、メガファックF−555、メガファックF−556、メガファックF−557、メガファックF−559、メガファックF−562、メガファックF−565等のメガファックシリーズ(DIC(株)製)、ユニダインDS−403N等のユニダインシリーズ(ダイキン工業(株)製)等が例示される。
【0112】
上記コーティング剤固形分100質量%中のフルオロアルキル基含有樹脂の含有量の上限及び下限は、10、9.5、9、8.5、8、7.5、7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.5、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は0〜10質量%が好ましい。
【0113】
<硬化触媒(D):(D)成分ともいう。>
1つの実施形態において、上記コーティング剤は硬化触媒を含みうる。硬化触媒は、単独又は2種以上で使用され得る。
【0114】
硬化触媒は、有機金属触媒、有機アミン触媒等が例示される。
【0115】
有機金属触媒は、有機典型金属触媒、有機遷移金属触媒等が例示される。
【0116】
有機典型金属触媒は、有機錫触媒、有機ビスマス触媒等が例示される。
【0117】
有機錫触媒は、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート等が例示される。
【0118】
有機ビスマス触媒は、オクチル酸ビスマス等が例示される。
【0119】
有機遷移金属触媒は、有機チタン触媒、有機ジルコニウム触媒、有機鉄触媒等が例示される。
【0120】
有機チタン触媒は、チタンエチルアセトアセテート等が例示される。
【0121】
有機ジルコニウム触媒は、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等が例示される。
【0122】
有機鉄触媒は、鉄アセチルアセトネート等が例示される。
【0123】
有機アミン触媒は、ジアザビシクロオクタン、ジメチルシクロヘキシルアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、エチルモルホリン、ジメチルエタノールアミン、トリエチルアミン及びトリエチレンジアミン等が例示される。
【0124】
コーティング剤固形分100質量%中の硬化触媒の含有量の上限及び下限は、2、1.9、1.7、1.5、1.3、1.1、1、0.9、0.7、0.5、0.3、0.2、0.15、0.12、0.11、0.1、0.09、0.05、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は0〜2質量%が好ましい。
【0125】
<有機溶媒(E):(E)成分ともいう。>
1つの実施形態において、上記コーティング剤は有機溶媒を含みうる。有機溶媒は、単独又は2種以上で使用され得る。
【0126】
有機溶媒は、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン溶媒;トルエン及びキシレン等の芳香族溶媒;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブアセテート及びセロソルブアセテート等のエステル溶媒;ソルベッソ#100及びソルベッソ#150(いずれも商品名。エクソンモービル社製。)等の石油系溶媒;クロロホルム等のハロアルカン溶媒;ジメチルホルムアミド等のアミド溶媒等が例示される。1つの実施形態において、上記コーティング剤のポットライフの観点より、有機溶媒はケトン溶媒が好ましく、ケトン溶媒の中でもアセチルアセトンを含むことが好ましい。
【0127】
コーティング剤100質量%中の有機溶媒の含有量の上限及び下限は、90、85、80、75、70、65、60質量%等が例示される。1つの実施形態において、上記含有量は60〜90質量%が好ましい。
【0128】
<添加剤>
上記コーティング剤には、上記(A)〜(E)成分のいずれにも該当しない剤を添加剤として含み得る。
【0129】
添加剤は、紫外線吸収剤、重合禁止剤、酸化防止剤、光安定剤、消泡剤、表面調整剤、顔料、帯電防止剤、金属酸化物微粒子分散体、有機微粒子分散体等が例示される。
【0130】
1つの実施形態において、添加剤の含有量は、コーティング剤100質量部に対して、3質量部未満、1質量部未満、0.1質量部未満、0.01質量部未満、0質量部等が例示される。また、(A)〜(E)成分のいずれか100質量部に対して、10質量部未満、1質量部未満、0.1質量部未満、0.01質量部未満、0質量部等が例示される。
【0131】
上記コーティング剤は、(A)〜(B)成分、並びに必要に応じて(C)〜(E)成分及び添加剤が、各種公知の手段により分散・混合されることにより製造され得る。なお、各成分の添加順序は特に限定されない。また、分散・混合手段としては、各種公知の装置(乳化分散機、超音波分散装置等)を用いることができる。
【0132】
上記熱硬化性コーティング剤は、熱硬化性表面保護コーティング剤等として使用され得る。
【0133】
<パラメータ>
上記熱硬化性コーティング剤を120℃で2分、その後40℃で80時間の条件で硬化させることにより得た膜厚10μmの硬化物を周波数1Hz、温度−20℃から140℃の範囲の条件で動的粘弾性測定したときのガラス転移温度の上限及び下限は、110、109、107、105、103、102、101、100、99、97、95、93、91、90、89、87、85、84、83、82、80、79、77、75、73、71、70℃等が例示される。1つの実施形態において、上記ガラス転移温度は70℃以上が好ましく、70〜110℃がより好ましい。
【0134】
硬化物のガラス転移温度が高いということは、硬化物が変形しにくいものと推察される。この状態は、ミクロ的には分子鎖が密となっているか又は動きにくくなっているものと考えられる。そのため、汚染成分(例えばマジックのインク成分)が硬化物深部まで浸透しないと推察される。
なお、上記はあくまでも1つの説であり、本発明が上記説に拘束されることを意味するものではない。
【0135】
上記熱硬化性コーティング剤を120℃で2分、その後40℃で80時間の条件で硬化させることにより得たガラス転移温度での硬化物の損失正接(tanδ)の上限及び下限は、1.2、1.15、1.1、1.09、1.05、1、0.96、0.95、0.93、0.9、0.87、0.85、0.82、0.8、0.75、0.72、0.7、0.67、0.65、0.6、0.55、0.5等が例示される。1つの実施形態において、上記損失正接(tanδ)は1.2以下が好ましく、0.5〜1.2がより好ましい。
【0136】
ポリイソシアネートがビウレット体である場合、(A)成分のガラス転移温度の上限及び下限は、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、0、−5、−10、−15、−20、−22、−25、−30、−35、−40、−45、−48、−50、−55、−60℃等が例示される。1つの実施形態において、ポリイソシアネートがビウレット体である場合、(A)成分のガラス転移温度は−60〜90℃が好ましく、30〜80℃がより好ましい。
【0137】
ポリイソシアネートがイソシアヌレート体である場合、(A)成分のガラス転移温度の上限及び下限は、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、0、−5、−10、−15、−20、−22、−25、−30、−35、−40、−45、−48、−50、−55、−60℃等が例示される。1つの実施形態において、ポリイソシアネートがイソシアヌレート体である場合、(A)成分のガラス転移温度は−60〜90℃が好ましく、−30〜−10℃がより好ましい。
【0138】
ポリイソシアネートがアロファネート体である場合、(A)成分のガラス転移温度の上限及び下限は、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、0、−5、−10、−15、−20、−22、−25、−30、−35、−40、−45、−48、−50、−55、−60℃等が例示される。1つの実施形態において、ポリイソシアネートがアロファネート体である場合、(A)成分のガラス転移温度は−60〜90℃が好ましく、50〜80℃がより好ましい。
【0139】
ポリイソシアネートがアダクト体である場合、(A)成分のガラス転移温度の上限及び下限は、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、0、−5、−10、−15、−20、−22、−25、−30、−35、−40、−45、−48、−50、−55、−60℃等が例示される。1つの実施形態において、ポリイソシアネートがアダクト体である場合、(A)成分のガラス転移温度は−60〜90℃が好ましく、−60〜0℃がより好ましい。
【0140】
<損失正接及びガラス転移温度測定サンプル(硬化物)の作製>
測定サンプル(硬化物)は、例えば、下記手法により作製できる。 上記熱硬化性コーティング剤を、市販の剥離PETフィルム(三井化学東セロ(株)製、製品名「SPPET7503BU」)に、乾燥後の塗膜厚が10μmになるように塗工し、セーフティーオーブン(エスペック(株)製、製品名SPH−102)を用いて120℃で2分、その後恒温器(ヤマト科学(株)製、製品名IC602)を用いて40℃で80時間硬化させることによって、熱硬化性コーティング剤の硬化物を含む積層物を得る。
【0141】
<損失正接及びガラス転移温度の測定> 上記積層物から熱硬化性コーティング剤の硬化物を剥離し、幅10mm、長さ40mmの試験片を得ることができる。下記のように測定部分は幅10mm、長さ10mmでよい。しかし、測定サンプルには測定部分に加え、測定装置に固定する部分が必要となる。そのため、長さは10mmから長い40mmとしている。この試験片を用い、下記の条件で貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)及び損失正接(tanδ)の測定を行う。・装置:粘弾性測定装置DMS6100(セイコーインスツル(株)製)・測定モード:引張・昇温速度:3℃/min・測定間隔:5秒・周波数:1Hz・温度範囲:−20〜140℃・サンプル形状:幅10mm、長さ10mm この測定における損失正接(tanδ)のピークトップの温度を、硬化物のガラス転移温度とする。
【0142】
上記熱硬化性コーティング剤は、熱硬化性表面保護コーティング剤、自己修復性表面保護コーティング剤、熱硬化性表面自己修復保護コーティング剤、ペイントプロテクションフィルム用表面保護コーティング剤、ペイントプロテクションフィルム用熱硬化性表面保護コーティング剤、ペイントプロテクションフィルム用自己修復性表面保護コーティング剤、ペイントプロテクションフィルム用熱硬化性表面自己修復保護コーティング剤として使用され得る。
【0143】
ペイントプロテクションフィルム(PPF)は、自動車やバイクの車体の塗装面に貼り付けて、車体の塗装面を飛び石や汚れから保護するものである。PPFは、車体の塗装面への貼り付け時には、車体の曲面に合わせるように伸ばしながら(変形させながら)貼り付けられる。そのため、上記コーティング剤がペイントプロテクションフィルムを製造するために使用される場合、製造された積層物は伸度が良好であることが求められ得る。
【0144】
[硬化物]
本開示は、上記熱硬化性コーティング剤の硬化物を提供する。上記硬化物を製造する際の条件は後述のもの等が例示される。
【0145】
[積層物]
本開示は、上記硬化物を含む、積層物を提供する。積層物は下記の製造方法により製造される。
【0146】
上記基材は、熱可塑性ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリオレフィン、ナイロン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ノルボルネン系樹脂等のプラスチックからなる基材等が例示され、これらの中でも高伸度、耐候性、透明性等の性能の点で熱可塑性ポリウレタンであることが好ましい。
【0147】
基材は必要に応じて表面処理(コロナ放電等)がなされていてもよい。また、基材は、その片面あるいは両面に、本開示のコーティング剤以外のコーティング剤による層が設けられていてもよい。
【0148】
基材の厚みも特に限定されないが、20〜300μm程度が好ましい。また、硬化物層の厚みは特に限定されないが、2〜30μm程度が好ましい。
【0149】
[積層物の製造方法]
本開示は、上記熱硬化性コーティング剤を基材の少なくとも片面に塗工したものを加熱する工程を含む、積層物の製造方法を提供する。
【0150】
1つの実施形態において、積層物の製造方法は、上記コーティング剤を基材の少なくとも片面に塗工する工程(塗工工程)、熱硬化してコーティング剤硬化物層を形成する工程(熱硬化工程)を含む。
【0151】
(塗工工程)
塗工方法は、バーコーター塗工、ワイヤーバー塗工、メイヤーバー塗工、エアナイフ塗工、グラビア塗工、リバースグラビア塗工、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷法等が例示される。
【0152】
塗工量は特に限定されない。塗工量は、乾燥後の質量が0.1〜30g/m
2程度が好ましく、1〜20g/m
2程度がより好ましい。
【0153】
(熱硬化工程)
乾燥方法は、循風乾燥機等による乾燥が例示される。乾燥条件は120℃で2分間静置等が例示される。
【0154】
フィルムを製造する際、必要に応じて乾燥の後にエージング処理が行われる。一例として、40℃で80時間のエージング処理等が例示される。
【実施例】
【0155】
以下、実施例及び比較例を通じて本発明を具体的に説明する。但し、上述の好ましい実施形態における説明及び以下の実施例は、例示の目的のみに提供され、本発明を限定する目的で提供するものではない。従って、本発明の範囲は、本明細書に具体的に記載された実施形態にも実施例にも限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。また、各実施例及び比較例において、特に説明がない限り、部、%等の数値は質量基準である。
【0156】
<原料の調製>
〔(メタ)アクリル樹脂〕
[樹脂A−1]
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えた反応容器に、メタクリル酸メチル(以下、MMAともいう)24.0質量部、アクリル酸n−ブチル(以下、BAともいう)59.0質量部、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチル(以下、HEAともいう)17.0質量部、並びにメチルエチルケトン150質量部を仕込み、反応系を80℃に設定した。次いで、アゾビスイソブチロニトリル0.5質量部を仕込み、80℃付近で5時間保温した。次いで、アゾビスイソブチロニトリル1.0質量部を仕込み、反応系を同温度付近において更に4時間保温した。その後反応系を室温まで冷却することにより、表1に記載の物性を有する樹脂A−1(数平均分子量28000、重量平均分子量180000)の溶液(不揮発分40%)を得た。
【0157】
樹脂A−1以外の樹脂Aの製造は、原料を下記表に記載のものに変更した以外は樹脂A−1の調製と同様に行った。
【0158】
【表1】
表中のガラス転移温度はFoxの式より算出したものである。
【0159】
<熱硬化性コーティング剤の調製>
実施例1
(A)成分として樹脂A−1を100.00部、(B)成分としてタケネートD−132Nを49.23部、(C)成分としてBYK−SILCLEAN 3700を6.15部、(D)成分としてネオスタンU810を0.15部、(E)成分としてメチルエチルケトン(以下、MEK)を94.58部、及びアセチルアセトン(以下、AcAc)を11.54部使用した。上記成分をよく混合することによって、固形分濃度30%のコーティング剤を調製した。
【0160】
実施例1以外の実施例、及び比較例は、下記表のように変更した以外は、実施例1と同様にして行った。
【0161】
【表2】
【表3】
【0162】
<略称の説明>
B−1:タケネートD−132N(キシレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、NCO%=14.6%、固形分75%、三井化学(株)製)
B−2:タケネートD−120N(水添キシレンジイソシアネートのアダクト体、NCO%=11%、固形分75%、三井化学(株)製)
B−3:デュラネート24A−100(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、NCO%=23.5%、固形分100%、旭化成(株)製)
B−4:コロネート2793(ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体、NCO%=16.4%、固形分100%、東ソー(株)製)
C−1:BYK−SILCLEAN 3700(アクリルポリマー変性水酸基含有有機変性シリコーン、固形分25%、ビックケミー・ジャパン(株)製)
C−2:サーフロンHC−223(ペルフルオロアルキル基含有界面活性剤、固形分40%、AGCセイミケミカル(株)製)
D−1:ネオスタンU810(日東化成(株)製:ジオクチル錫ジラウレート)(ジオクチルスズジラウレート、固形分100%、日東化成(株)製)
【0163】
<損失正接及びガラス転移温度測定用サンプル(硬化物)の作製>
得られた熱硬化性コーティング剤を、市販の剥離PETフィルム(三井化学東セロ(株)製、製品名「SPPET7503BU」)に、乾燥後の塗膜厚が10μmになるように塗工した。次いで、セーフティーオーブン(エスペック(株)製、製品名SPH−102)を用いて120℃で2分、その後恒温器(ヤマト科学(株)製、製品名IC602)を用いて40℃で80時間硬化させることによって、熱硬化性コーティング剤の硬化物を含む積層物を得た。
【0164】
<損失正接及びガラス転移温度の測定> 上記積層物から熱硬化性コーティング剤の硬化物を剥離し、幅10mm、長さ40mmの試験片を得た。この試験片を用いて、下記の条件で貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E’’)及び損失正接(tanδ)の測定を行った。・装置:粘弾性測定装置DMS6100(セイコーインスツル(株)製)・測定モード:引張・昇温速度:3℃/min・測定間隔:5秒・周波数:1Hz・温度範囲:−20〜140℃・サンプル形状:幅10mm、長さ10mm この測定における損失正接(tanδ)のピークトップの温度を、硬化物のガラス転移温度とした。
【0165】
<積層物の作製>
得られた熱硬化性コーティング剤を、市販の熱可塑性ポリウレタンフィルムに、乾燥後の塗膜厚が10μmになるように塗工した。次いで、セーフティーオーブンを用いて120℃で2分、その後恒温器を用いて40℃で80時間硬化させることによって、熱硬化性コーティング剤の硬化物を含む積層物を得た。当該積層物を用いて下記破断伸度及び防汚性評価を行った。
【0166】
<破断伸度>
上記の試験片をJIS−3号ダンベルにて打ち抜き、テンシロン万能材料試験機(商品名「RTC−1250A」、株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、引張速度200mm/min、標線間距離20mmの条件で測定した。
破断伸度(%)=100×(L−20)/20
L:クラック発生時の硬化物長さ
【0167】
<防汚性評価>
油性ペン(製品名「DOUBLEMARKER黒」、M&G製)で硬化物に印を記入した後、1分後に記入した部分にエタノールを滴下し不織布で拭き取り、下記基準で評価した。
5:インクが完全に取れている
4:注意深く観察するとインクが残っている
3:薄くなっているが、近くで見たらインク残りがすぐにわかる。1m離れて見たらインク残りがわからない。
2:インクが少し薄くなる程度しか拭き取れない。1m離れて見てもインク残りがわかる。
1:全く拭き取れない
【解決手段】本開示は、(A)水酸基含有(メタ)アクリル樹脂、及び(B)ポリイソシアネートを含む、熱硬化性コーティング剤であって、前記熱硬化性コーティング剤を120℃で2分、その後40℃で80時間の条件で硬化させることにより得た硬化物を周波数1Hz、温度−20℃から140℃の範囲の条件で動的粘弾性測定したときのガラス転移温度が70℃以上であり、かつ前記ガラス転移温度での前記硬化物の損失正接(tanδ)が1.2以下である、熱硬化性コーティング剤を提供する。