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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024044175
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】積層体、およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   B32B 27/00 20060101AFI20240326BHJP
   C08F 283/12 20060101ALI20240326BHJP
   C09D 5/00 20060101ALI20240326BHJP
   C09D 5/34 20060101ALI20240326BHJP
   C09D 183/10 20060101ALI20240326BHJP
   C09D 123/22 20060101ALI20240326BHJP
   C09D 133/04 20060101ALI20240326BHJP
   C09D 171/02 20060101ALI20240326BHJP
【FI】
B32B27/00 101
C08F283/12
C09D5/00 D
C09D5/34
C09D183/10
C09D123/22
C09D133/04
C09D171/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022149557
(22)【出願日】2022-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】横井 宙是
【テーマコード(参考)】
4F100
4J026
4J038
【Fターム(参考)】
4F100AB10C
4F100AH06B
4F100AK25A
4F100AK52A
4F100AK52B
4F100AK54A
4F100AK54B
4F100AT00C
4F100BA03
4F100BA07
4F100CC00B
4F100EJ67B
4F100GB07
4F100GB32
4F100JD05
4F100JL12A
4F100JM01B
4F100YY00B
4J026AB44
4J026AC22
4J026AC35
4J026BA25
4J026BA27
4J026BA32
4J026BB04
4J026BB09
4J026DA04
4J026DA18
4J026DB04
4J026DB12
4J026FA04
4J026GA10
4J038CB131
4J038CH141
4J038DF001
4J038DL031
4J038DL061
4J038DL151
4J038GA02
4J038GA15
4J038MA08
4J038MA10
4J038NA12
4J038NA27
4J038PA07
4J038PB05
4J038PC02
4J038PC03
4J038PC04
4J038PC06
4J038PC08
(57)【要約】
【課題】トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体を提供すること。
【解決手段】シーリング層、およびトップコート層を備える積層体であって、トップコート層は、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含むポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層であり、シーリング層は、特定の樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層である、積層体。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シーリング層、およびトップコート層を備える積層体であって、
前記トップコート層は、
ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層であり、
前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、
前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、
前記シーリング層は、樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層であり、
前記樹脂(Y)は、
シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、
前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体。
【請求項2】
前記(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体は、ポリオキシアルキレン構造を有する単量体である、請求項1に記載の積層体。
【請求項3】
前記シーリング層および前記トップコート層は、直接接着している、請求項1に記載の積層体。
【請求項4】
さらに基材を備え、
前記基材、前記シーリング層および前記トップコート層を、この順で含む、請求項1に記載の積層体。
【請求項5】
前記ポリシロキサン系樹脂は、ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)に由来する構成単位(a)と、
酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する構成単位(b)と、
ポリオキシアルキレン構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)に由来する構成単位(c)と、
任意で、前記(A)、(B)および(C)以外の、下記一般式(III):
-Si-(OR4-n・・・(III)
(式中、Rは、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rが複数ある場合は同一または異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、nは、0~3の整数である。)
で示されるシラン化合物(D)に由来する構成単位(d)と、
を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層体。
【請求項6】
前記(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性基を有する単量体(E)に由来する構成単位(e)をさらに含む、請求項5に記載の積層体。
【請求項7】
前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、前記構成単位(b)を1~20重量%含み、かつ、前記構成単位(c)を1~10重量%含む、請求項5に記載の積層体。
【請求項8】
前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、前記構成単位(a)および(d)を合計で10重量%以上含む、請求項5に記載の積層体。
【請求項9】
組成物(II)を被着体上に塗布してシーリング層を形成する工程と、
前記シーリング層の上に組成物(I)を塗布して、トップコート層を形成する工程と、を含む積層体の製造方法であって、
前記組成物(I)は、
ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物であり、
前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、
前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、
前記組成物(II)は、
シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、
前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層体、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、建築、土木、車両などの構造体の部材相互間や接合部には、防水や密閉性の向上を目的として、シーリング材が用いられる。当該シーリング材の表層保護として、シーリング層の上にコーティングを行う(すなわち、トップコート層を形成する)技術が知られている。
【0003】
例えば、特許文献1には、シリコーンゴム組成物を硬化させてなる基材層と、その一面に積層されたシリコーンゲル組成物の硬化物からなる粘着層とを備え、かつ上記基材層の他面に、特定の組成のシリコーンレジンを含む被膜層を有することを特徴とするシリコーンゴム製防水シートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2018/070352号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、被膜層(トップコート層)のタック性、および被膜層(トップコート層)と基材層(シーリング層)との付着性の観点から改善の余地があった。
【0006】
そこで、本発明は、シーリング層およびトップコート層を備え、トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、シーリング層およびトップコート層を備える積層体において、シーリング層およびトップコート層を特定の成分で構成することにより、トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体が得られること、を初めて見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
したがって、本発明の一態様は、シーリング層、およびトップコート層を備える積層体であって、前記トップコート層は、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層であり、前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、前記シーリング層は、樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層であり、前記樹脂(Y)は、シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体(以下、「本積層体」と称する。)である。
【0009】
また、本発明の一態様は、組成物(II)を被着体上に塗布してシーリング層を形成する工程と、前記シーリング層の上に組成物(I)を塗布して、トップコート層を形成する工程と、を含む積層体の製造方法であって、前記組成物(I)は、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物であり、前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、前記組成物(II)は、シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体の製造方法(以下、「本製造方法」と称する。)である。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、シーリング層およびトップコート層を備え、トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施の一形態について、以下に詳細に説明する。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。また、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。
【0012】
〔1.本発明の概要〕
シーリング層およびトップコート層を備える積層体は、シーリング材に含まれる可塑剤の影響により、トップコート層のタック性が不良となるという課題が知られている。特に今回、本発明者は、可塑剤を含むシーリング層上にトップコート層を塗布すると、シーリング層とトップコート層との付着性は良好である一方で、シーリング層中の可塑剤がトップコート層の表面まで移行することにより、トップコート層の表面にべたつきが生じ、トップコート層のタック性が劣ることを新たに見出した。
【0013】
また、本発明者は、シーリング層に可塑剤が含まれない場合は、トップコート層の成分とシーリング層の成分とをなじませる成分がないため、シーリング層上のコーティング剤が軟化せず、トップコート層とシーリング層との付着性が悪くなるという課題があることもまた新たに見出した。
【0014】
そこで、本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、シーリング層およびトップコート層を備える積層体において、シーリング層およびトップコート層を特定の成分で構成することにより、トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体が得られること、を初めて見出した。具体的には、以下の知見を得ることに成功した:
・シーリング層、およびトップコート層を備える積層体において、前記トップコート層を、以下の(a)を満たすポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層とし:
(a)構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含む
前記シーリング層を、以下の(b)~(c)を満たす樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層とする:
前記樹脂(Y)は、
(b)シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有する
(c)主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である
ことにより、トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体が得られること。
【0015】
このように、特定の構成を有するシーリング層およびトップコート層(特に、トップコート層)とすることにより、積層体のトップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性が向上することは従来の知見からは到底想到できないことであり、本願発明は、極めて優れたものである。
【0016】
また、前記構成によれば、トップコート層において、有機溶剤の含有量が少ないまたは有機溶剤を含まないことにより、従来技術と比較して、水質・土壌等の汚染を低減できる。そのため、例えば、国連が提唱する持続可能な開発目標(SDGs)の目標15「陸の豊かさも守ろう」等の達成にも貢献できる。
【0017】
〔2.積層体〕
本積層体は、シーリング層、およびトップコート層を備える積層体であって、前記トップコート層は、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層であり、前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、前記シーリング層は、樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層であり、前記樹脂(Y)は、シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体である。
【0018】
本積層体は、前記構成を有することにより、シーリング層に含まれる可塑剤の有無に関わらず、シーリング層とトップコート層との付着性、ならびにトップコート層の耐候性およびタック性に優れるとの利点を有する。なお、シーリング層が可塑剤を含む場合においても、トップコート層がタック性に優れるのは、本積層体のトップコート層を形成するポリシロキサン系樹脂の3次元構造の架橋密度が高いことにより、可塑剤がトップコート層の表面に移行することを防ぐことができるためであると推察される。
【0019】
また、本積層体に含有されるトップコート層には、水に溶解する成分が含まれていることから、本積層体は高い成膜性や含浸性を有するとの利点も有する。
【0020】
本発明の一実施形態において、シーリング層およびトップコート層は、直接接着していることが好ましい。当該構成によれば、シーリング層とトップコート層との付着性が良好になるとの利点を有する。
【0021】
(2-1.トップコート層)
本発明の一実施形態において、トップコート層は、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層である。本明細書において、「本発明の一実施形態に係るトップコート層」を、「本トップコート層」と称する場合がある。
【0022】
(2-1-1.組成物(I))
本発明の一実施形態において、組成物(I)は、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する。本明細書において、「本発明の一実施形態に係る組成物(I)」を、「本組成物(I)」と称する場合がある。
【0023】
<ポリシロキサン系樹脂>
本発明の一実施形態において、ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含む。本明細書において、「本発明の一実施形態に係るポリシロキサン系樹脂」を、「本ポリシロキサン系樹脂」と称する場合がある。
【0024】
本ポリシロキサン系樹脂は、上記のような構成を有することにより、水媒体中で安定に分散または溶解(水系化)でき、かつ、水系化した際に適度な粘度を有するポリシロキサン系樹脂を提供することができる。
【0025】
本明細書において「ポリシロキサン系樹脂」とは、主成分としてポリシロキサン構造を含む樹脂を意味する。ポリシロキサン系樹脂としては、上記定義を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、下記一般式(IV)で示される単独の化合物での脱水縮合、または下記一般式(IV)で示される複数の化合物の共縮合により得られる、ポリシロキサン構造を主成分とする樹脂等が挙げられる:
-Si-(OR4-a-b・・・(IV)
(式中、Rは重合性不飽和基を有する炭素数1~10の置換アルキル基、アルケニル基、または重合性不飽和基を有しかつ任意にそれ以外の置換基を有しても良いアリール基であり、Rはそれぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、aは1~3の整数であり、bは0~2の整数であり、a+bは1~3の整数である。)。
【0026】
また、本発明の一実施形態において、ポリシロキサン系樹脂は、上記一般式(IV)で示される単独の化合物、または複数の化合物と、下記一般式(III)で示される単独の化合物、または複数の化合物と、を共縮合して得られる、ポリシロキサン構造を主成分とする樹脂であり得る:
-Si-(OR4-n・・・(III)
(式中、Rは、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rが複数ある場合は同一または異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、nは、0~3の整数である。)。
【0027】
本明細書において、ポリシロキサン系樹脂の主成分であるポリシロキサン構造、すなわち、加水分解性シリル基を有する単量体を縮合してなる構成単位を、「主鎖」と称する場合があり、前記主鎖にラジカル重合により結合する、ラジカル重合性基を有する単量体からなる構成単位を、「側鎖」と称する場合がある。
【0028】
本ポリシロキサン系樹脂の側鎖は、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体からなる。本ポリシロキサン系樹脂の側鎖を構成する前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体、を含む限り特に限定されない。本ポリシロキサン系樹脂の側鎖は、前記(i)および(ii)の単量体のみから構成されてもよく、それ以外の単量体を含んでいてもよい。本発明の一実施形態の側鎖を構成する単量体において、前記(i)および(ii)以外の単量体としては、加水分解性シリル基を有さない単量体が好ましく、任意に、加水分解性シリル基を有する単量体を含んでもよい。したがって、本ポリシロキサン系樹脂は、好ましい例示として、以下のように表現することもできる:構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体からなる側鎖を有し、前記側鎖の構成単位として、(ポリオキシアルキレン構造を有さず、)酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する構成単位(b)と、(ポリオキシアルキレン構造を有し、)水中でミセルの形成が可能な構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さない単量体(C)に由来する構成単位(c)と、を含むポリシロキサン系樹脂。
【0029】
本発明の一実施形態において、本ポリシロキサン系樹脂は、ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)に由来する構成単位(a)と、酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する構成単位(b)と、ポリオキシアルキレン構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)に由来する構成単位(c)と、を含むことが好ましい。本発明の一実施形態において、本ポリシロキサン系樹脂は、構成単位(a)が主鎖を形成し、構成単位(b)および(c)が側鎖を形成していることが好ましい。
【0030】
また、本発明の一実施形態において、本ポリシロキサン系樹脂は、前記(A)~(C)に加えて、主鎖の構成単位として、任意で、下記一般式(III):
-Si-(OR4-n・・・(III)
(式中、Rは、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rが複数ある場合は同一または異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、nは、0~3の整数である。)
で示されるシラン化合物(D)に由来する構成単位(d)をさらに含むことがより好ましい。
【0031】
なお、以下において、「ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)に由来する構成単位(a)」を、単に「構成単位(a)」と称し、「酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する構成単位(b)」を、単に「構成単位(b)」と称し、「ポリオキシアルキレン構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)に由来する構成単位(c)」を、単に「構成単位(c)」と称し、「一般式(III)で示されるシラン化合物(D)に由来する構成単位(d)」を、単に「構成単位(d)」と称し、「前記(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性基を有する単量体(E)に由来する構成単位(e)」を、単に「構成単位(e)」と称する。また、以下において、「ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)」を、単に「シラン化合物(A)」または「単量体(A)」と称し、「酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)」を、単に「単量体(B)」と称し、「ポリオキシアルキレン構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)」を、単に「単量体(C)」と称し、「一般式(III)で示されるシラン化合物(D)」を、単に「シラン化合物(D)」または「単量体(D)」と称し、「前記(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性基を有する単量体(E)」を、単に「単量体(E)」と称する。
【0032】
(構成単位(a))
構成単位(a)は、ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)に由来する。
【0033】
ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)は、下記一般式(IV):
-Si-(OR4-a-b ・・・(IV)
(式中、Rは重合性不飽和基を有する炭素数1~10の置換アルキル基、アルケニル基、または重合性不飽和基を有しかつ任意にそれ以外の置換基を有しても良いアリール基であり、Rはそれぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、aは1~3の整数であり、bは0~2の整数であり、a+bは1~3の整数である。)
で表される、加水分解性シリル基を有するシラン化合物である。
【0034】
一般式(IV)のRは、ラジカル重合性不飽和基を有する炭素数1~10の置換アルキル基、アルケニル基、ラジカル重合性不飽和基を有する非置換または置換アリール基である。ラジカル重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
【0035】
がラジカル重合性不飽和基を有するアルキル基であるシラン化合物(A)としては、例えば、(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルメチルジメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルジメチルメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルメチルジエトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルジメチルエトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルメチルジメトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルジメチルメトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルトリエトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルメチルジエトキシシラン、2-(メタ)アクリロキシエチルジメチルエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルトリメトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルメチルジメトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルジメチルメトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルトリエトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルメチルジエトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルジメチルエトキシシラン、5-(メタ)アクリロキシペンチルトリメトキシシラン、5-(メタ)アクリロキシペンチルメチルジメトキシシラン、5-(メタ)アクリロキシペンチルジメチルメトキシシラン、5-(メタ)アクリロキシペンチルトリエトキシシラン、5-(メタ)アクリロキシペンチルメチルジエトキシシラン、5-(メタ)アクリロキシペンチルジメチルエトキシシラン、6-(メタ)アクリロキシヘキシルトリメトキシシラン、6-(メタ)アクリロキシヘキシルメチルジメトキシシラン、6-(メタ)アクリロキシヘキシルジメチルメトキシシラン、6-(メタ)アクリロキシヘキシルトリエトキシシラン、6-(メタ)アクリロキシヘキシルメチルジエトキシシラン、6-(メタ)アクリロキシヘキシルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。
【0036】
がアルケニル基であるシラン化合物(A)としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。
【0037】
が重合性不飽和基を有しかつ任意にそれ以外の置換基を有しても良いアリール基であるシラン化合物(A)としては、例えば、p-スチリルトリメトキシシラン、p-スチリルメチルジメトキシシラン、p-スチリルジメチルメトキシシラン、p-スチリルトリエトキシシラン、p-スチリルメチルジエトキシシラン、p-スチリルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。
【0038】
これらの中でも、熱ラジカル重合反応性の点から、Rとしては、(メタ)アクリロイル基置換アルキル基が好ましい。
【0039】
一般式(IV)のRはそれぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基である。
【0040】
一般式(IV)のRにおけるアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基等が挙げられる。
【0041】
一般式(IV)のRにおけるアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等が挙げられる。
【0042】
一般式(IV)のRは、aが1であり、bが1である場合、メチル基であることが好ましい。
【0043】
一般式(IV)のRは水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、オクチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
【0044】
シラン化合物(A)と、他のラジカル重合性不飽和基を有さないシラン化合物(シラン化合物(D))とを縮合させやすいという観点から、一般式(IV)におけるRおよびRのアルキル基の炭素数は1~3が好ましく、最も好ましくは1である。
【0045】
なお、トップコート層の耐候性の悪化と、シーリング層に含まれる可塑剤がトップコート層へ移行することによるタック性の上昇と、を防ぐため、シラン化合物(A)はトリアルコキシシランであることが好ましい。換言すれば、一般式(IV)において、a+b=1であることが好ましく、すなわちa=1かつb=0であることが好ましい。すなわち、シラン化合物(A)は、
-Si-(OR・・・(IV’)
(式中、Rは重合性不飽和基を有する炭素数1~10の置換アルキル基、アルケニル基、または重合性不飽和基を有しかつ任意にそれ以外の置換基を有しても良いアリール基であり、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基である。)で表されることが好ましい。
【0046】
本発明の一実施形態において、構成単位(a)の含有量は、例えば、前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、例えば、1重量%以上であり、好ましくは、2重量%以上である。構成単位(a)の含有量が上記範囲内であると、構成単位(b)および/または構成単位(c)と直接もしくは間接的に十分にグラフト重合ができ、その結果、水媒体中で安定に分散または溶解(水系化)できるポリシロキサン樹脂を得ることができる。また、構成単位(a)の含有量の上限は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、例えば、10重量%以下であり、好ましくは、8重量%以下であり、より好ましくは、5重量%以下である。
【0047】
(構成単位(b))
構成単位(b)は、酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する。
【0048】
本明細書において、「塩構造」とは、酸と塩基とを中和することにより得られる中性塩の構造を意味する。ここで、中和に供される酸は、強酸であってもよいし、弱酸であってもよい。また、中和に供される塩基は、強塩基であってもよいし、弱塩基であってもよい。
【0049】
本発明の一実施形態において、塩構造は、例えば、強酸と強塩基との中性塩の構造、強酸と弱塩基との中性塩の構造、弱酸と強塩基との中性塩の構造、または弱酸と弱塩基との中性塩の構造であり得る。より具体的な塩構造としては、例えば、スルホン酸ナトリウム、スルホン酸カリウム、スルホン酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム等(強酸と強塩基との中性塩の構造)、スルホン酸アンモニウム、硝酸アンモニウム等(強酸と弱塩基との中性塩の構造)、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム等(弱酸と強塩基との中性塩の構造)、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等(弱酸と弱塩基との中性塩の構造)等が挙げられる。本発明の一実施形態において、塩構造は、好ましくは、スルホン酸ナトリウムである。
【0050】
本明細書において、「水に可溶な」とは、対象の単量体1gを25℃の水10gに入れた水溶液を十分に攪拌し、25℃の条件下で1週間静置し、目視にて外観を観察した場合に、当該水溶液中に、沈殿物、分散物、層の分離等が見られず、透明であることを意味する。
【0051】
本発明の一実施形態において、構成単位(b)の含有量は、例えば、前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、例えば、1重量%以上であり、好ましくは、2重量%以上であり、より好ましくは、4重量%以上である。構成単位(b)の含有量が上記範囲内であると、水に均一に分散または可溶となる効果を奏する。また、構成単位(b)の含有量の上限は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、例えば、20重量%以下であり、好ましくは、15重量%以下であり、より好ましくは、10重量%以下である。
【0052】
なお、本明細書において、「水媒体中で安定に分散または溶解」とは、以下の方法でポリシロキサン系樹脂を含む溶液を評価したときに、「沈殿物」が生じないものを意味する:実施例に記載の方法で製造したポリシロキサン系樹脂の水溶液を25℃の条件下で1週間静置し、目視にて観察することで、水溶液外観を評価する。
【0053】
換言すれば、「水媒体中で安定に分散または溶解」とは、上記の方法でポリシロキサン系樹脂を含む溶液を評価したときに、ポリシロキサン系樹脂を含む溶液が、均一に「無色透明」、「青白透明」または「白色分散」と評価されるものを意味し、「沈殿物」が見られた場合は「水媒体中で安定に分散または溶解」には該当しない。
【0054】
単量体(B)は、酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体である。単量体(B)中のラジカル重合性基は、単量体(A)中のラジカル重合性基との間でラジカル重合を行い、ポリシロキサン主鎖に対して前記単量体(B)に由来するグラフト鎖を形成する。単量体(B)が、酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶であることにより、本ポリシロキサン系樹脂は、水媒体中で安定に分散または溶解することができる。
【0055】
単量体(B)中のラジカル重合性不飽和基は、単量体(A)とのラジカル重合に寄与し得るものであれば特に限定されない。単量体(B)中のラジカル重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基等が挙げられる。反応性の高さおよび汎用性の観点から、(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリルアミド基が好ましい。
【0056】
単量体(B)としては、酸と塩基からなる塩構造を有し、かつ、ラジカル重合性基を有する単量体であれば特に限定されないが、例えば、スルホエチルメタクリル酸ナトリウム、アクリルアミド-tブチルスルホン酸ナトリウム、2-(メタクリロイルオキシ)エタンスルホン酸ナトリウム、アクリルアミド-tブチルスルホン酸ナトリウム、2-(メタクリロイルオキシ)エタンスルホン酸カリウム、アクリルアミド-tブチルスルホン酸カリウム、2-(メタクリロイルオキシ)エタンスルホン酸カルシウム、アクリルアミド-tブチルスルホン酸カルシウム、スルホエチルメタクリル酸アンモニウム、アクリルアミド-tブチルスルホン酸アンモニウム、2-(メタクリロイルオキシ)エタンスルホン酸アンモニウム、アクリルアミド-tブチルスルホン酸アンモニウム、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸カルシウム、アクリル酸アンモニウム、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、メタクリル酸カルシウム、メタクリル酸アンモニウム等が挙げられる。
【0057】
また、単量体(B)は、市販品として入手することができる。そのような市販品としては、例えば、日本乳化剤(株)製の「アントックスMS-2N-D」、東亞合成(株)製の「ATBS-Na」、浅田化学工業(株)製の「アクリル酸ナトリウム」、「アクリル酸カリウム」等が挙げられる。
【0058】
なお、単量体が「水中でミセルの形成が可能」であるか否かについては、(構成単位(c))の項で記載の方法で測定される。
【0059】
(構成単位(c))
構成単位(c)は、ラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)に由来する。単量体(C)中のラジカル重合性基は、単量体(A)中のラジカル重合性基との間で直接もしくは間接的にラジカル重合を行い、ポリシロキサン主鎖に対して前記単量体(C)に由来するグラフト鎖を形成する。本ポリシロキサン系樹脂は、構成単位(c)を有することにより、水系化した際にポリシロキサン系樹脂がミセルを形成することで粘度調整が容易になり、水性塗料として好適に用いる事ができる。
【0060】
本明細書において、「ミセル」とは、両親媒性分子が疎水性相互作用により会合して形成される集合体を意味する。ここで、両親媒性分子は、分子内に、疎水性基と、親水性基とを有する分子を意図する。したがって、「水中でミセルの形成が可能な構造」とは、分子内に、疎水性基と、親水性基とを有する構造を意図する。
【0061】
本発明の一実施形態において、単量体(C)は、加水分解性シリル基を有さない、両親媒性分子であり得る。
【0062】
なお、「水中でミセルの形成が可能」であるか否かについては、以下の方法で判断される:水10g、酢酸ブチル2gを含む2層の液に対し、対象の単量体1gを加え、十分攪拌した後、12時間静置後に、均一な白濁が見られる場合、対象の単量体は水中でミセルの形成が可能と判断する。なお、12時間静置後に水と酢酸ブチルの透明な層が分離して見られる場合、対象の単量体は水中でミセルを形成しない(ミセルの形成が不可能)と判断する。
【0063】
単量体(C)は、ラジカル重合性基を有し、水中でミセルを形成する構造(すなわち、分子内に、疎水性基と、親水性基とを有する構造)を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さない単量体であれば、特に限定されない。
【0064】
単量体(C)内の疎水性基としては、特に限定されないが、例えば、ラジカル重合性基を有する炭素数3以上のアルキル基、アリール基等が挙げられる。
【0065】
単量体(C)内の親水性基としては、特に限定されないが、例えば、スルホン酸塩、カルボン酸塩、硫酸エステル塩等のアニオン性の親水性基、アミン塩、第4級アンモニウム塩等のカチオン性の親水性基、ベタイン等の両性の親水性基、ポリオキシアルキレン等の非イオン性の親水性基等が挙げられる。
【0066】
本発明の一実施形態において、単量体(C)は、汎用性の観点から、ポリオキシアルキレン構造を有することが好ましい。そのような単量体としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン等が挙げられる。単量体(C)は、オキシアルキレンの繰り返し単位を1~100個有するポリオキシアルキレン構造を有することが好ましく、2~50個有するポリオキシアルキレン構造を有することがより好ましく、5~20個有するポリオキシアルキレン構造を有することが更に好ましい。
【0067】
単量体(C)としては、上記定義に含まれるものであれば特に限定されないが、例えば、ADEKA(株)製アデカリアソープSR-05、SR-10、SR-20、SR-1025、SR-2025、SR-3025、SR-10S、NE-10、NE-20、NE-30、NE-40、SE-10、SE-20、ER-10、ER-20、ER-30、ER-40、日本乳化剤(株)製Antox-MS-60、RMA-1120、RMA-564、RMA-568、RMA-506、MA-30、MA-50、MA-100、MA-150、RMA-1120、MPG130-MA、MPG-130MA、RMA-150M、RMA-300M、RMA-450M、RA-1020、RA-1820、第一工業製薬(株)製アクアロンKH-05、KH-10、RN-20、RN-30、RN-50、RN-2025、HS-10、HS-20、HS-1025、BC05、BC10、BC0515、BC1025、三洋化成工業(株)製エレミノールJS-2、JS-20、RS-30、花王(株)製ラテムルS-180、S-180A、PD-104、PD-420、PD-430、日本油脂(株)製ブレンマーPE-90、PE-200、PE-350、AE-90、AE-200、AE-350、PP-500、PP-800、PP-1000、AP-400、AP-550、AP-800、700PEP-350B、10PEP-550B、55PET-400、30PET-800、55PET-800、30PPT-800、50PPT-800、70PPT-800、PME-100、PME-200、PME-400、PME-1000、PME-4000、AME-400、50POEP-800B、50AOEP-800B、AEP、AET、APT、PLE、ALE、PSE、ASE、PKE、AKE、PNE、ANE、PNP、ANP、PNEP-600、共栄社化学(株)製ライトエステル130MA、041MA、MTG、ライトアクリレートEC-A、MTG-A、130A、DPM-A、P-200A、NP-4EA、NP-8EA、EHDG-A、新中村化学工業(株)製NK-ESTER M-20G、M-40G、M-90G、M-230G、AMP-10G、AMP-20G、AMP-60G、AM-90G、LAが挙げられる。汎用性やミセルの安定性の観点から、好ましくは、アデカリアソープSR-10である。
【0068】
本発明の一実施形態において、単量体(C)は、酸と塩基からなる塩構造を有していてもよい。塩構造は、例えば、強酸と強塩基との中性塩の構造、強酸と弱塩基との中性塩の構造、弱酸と強塩基との中性塩の構造、または弱酸と弱塩基との中性塩の構造であり得る。より具体的な塩構造としては、例えば、スルホン酸ナトリウム、スルホン酸カリウム、スルホン酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム等(強酸と強塩基との中性塩の構造)、スルホン酸アンモニウム、硝酸アンモニウム等(強酸と弱塩基との中性塩の構造)、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム等(弱酸と強塩基との中性塩の構造)、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等(弱酸と弱塩基との中性塩の構造)等が挙げられる。本発明の一実施形態において、塩構造は、好ましくは、スルホン酸ナトリウムまたはスルホン酸アンモニウムである。
【0069】
本発明の一実施形態において、構成単位(c)の含有量は、例えば、前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、例えば、0.5重量%以上であり、好ましくは、1重量%以上であり、より好ましくは、2重量%以上である。構成単位(c)の含有量が上記範囲内であると、ポリシロキサン系樹脂を水媒体で溶液とした際に粘度調整が容易になり、水性塗料として好適に用いる事ができる。また、構成単位(c)の含有量の上限は、例えば、15重量%以下であり、好ましくは、10重量%以下であり、より好ましくは、8重量%以下である。構成単位(c)の含有量が上記範囲内であると、得られるトップコート層の耐水性が良好となる。
【0070】
(構成単位(d))
構成単位(d)は、下記一般式(III):
-Si-(OR4-n・・・(III)
で示されるシラン化合物(D)に由来する構成単位である。シラン化合物(D)は、下記一般式(III):
-Si-(OR4-n・・・(III)
(式中、Rは、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rが複数ある場合は同一または異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、nは、0~3の整数である。)
で示される加水分解性シリル基を有するシラン化合物である。シラン化合物(D)は、シラン化合物(A)および/または(D)と脱水縮合し、ポリシロキサンを形成する。シラン化合物(D)は、ラジカル重合性不飽和基を有さず、かつ、加水分解性シリル基を有するシラン化合物であるとも言える。本明細書において、シラン化合物(D)を、単量体(D)と称する場合がある。構成単位(d)は、一般式(III)で表される1種のシラン化合物(D)のみから構成されてもよく、2種以上のシラン化合物(D)の組み合わせから構成されてもよい。
【0071】
一般式(III)のRにおけるアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基等が挙げられる。
【0072】
一般式(III)のRにおけるアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等が挙げられる。
【0073】
一般式(III)のRは水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
【0074】
一般式(III)で示される具体的な化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリイソプロポキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリイソプロポキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、トリフェニルモノメトキシシラン等が挙げられる。
【0075】
なお、トップコート層の耐候性の悪化と、シーリング層に含まれる可塑剤がトップコート層へ移行することによるタック性の上昇と、を防ぐため、シラン化合物(D)はトリアルコキシシランであることが好ましい。換言すれば、一般式(III)において、n=1であることが好ましい。すなわち、シラン化合物(D)は、
-Si-(OR・・・(III’)
(式中、Rそれぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基である。)で表されることが好ましい。
【0076】
(構成単位(e))
構成単位(e)は、上記(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性不飽和基を有する単量体(E)に由来する。構成単位(e)が由来する単量体(E)は、単量体(A)および/または(B)および/または(C)とラジカル重合により直接、もしくは間接的に結合し、構成単位(a)および/または(b)および/または(c)に結合する。
【0077】
構成単位(e)が由来する単量体(E)としては、上記(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性不飽和基を有する単量体であれば特に限定されないが、例えば、以下で示すような(メタ)アクリル酸アルキルエステル、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の単量体が挙げられる。
【0078】
≪(メタ)アクリル酸アルキルエステル≫
本発明の一実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、炭素数1~18個のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであり、水酸基、エポキシ基等の官能基を含まない(メタ)アルキル単量体であり得る。本発明の一実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステル中のアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、また、環状であるシクロアルキル基であってもよい。その具体例としては、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、n-ブチル(メタ)アクリレート、iso-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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)メタクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0079】
≪(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の単量体≫
(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の単量体としては、例えば、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ラジカル重合性単量体;グリシジル(メタ)アクリレート等の水酸基含有ラジカル重合性単量体;2-ヒドロキシプロピル(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;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート等の重合性の不飽和結合を2つ以上有する単量体;トリフルオロ(メタ)アクリレート、ペンタフルオロ(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、β-(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレート等のふっ素含有ラジカル重合性単量体;等が挙げられる。
【0080】
本発明の一実施形態において、本ポリシロキサン系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、例えば、5000~500000であり、好ましくは、8000~100000であり、より好ましくは10000~80000である。なお、本ポリシロキサン系樹脂の重量平均分子量の測定は、東ソー株式会社製の高速GPC装置HLC-8320GPCを用いて行われる。
【0081】
<水>
本組成物(I)は水を含む。本組成物(I)における水の含有量は、特に限定されないが、本ポリシロキサン系樹脂に対して、例えば、30重量%以上90重量%以下、好ましくは、35重量%以上80重量%以下、より好ましくは、40重量%以上70重量%以下の割合で含み得る。当該構成によれば、水性塗料として利用しやすいとの利点を有する。
【0082】
<その他の成分>
本組成物(I)は、本発明の効果を奏する範囲内で、非水系溶媒を含んでいてもよい。本明細書において「非水系溶媒」とは、水以外のすべての溶媒を意味する。本明細書における「非水系溶媒」は、水を含む混合溶媒であってもよく、水が50重量%未満の量で含まれる溶媒を含む。非水系溶媒としては、上記定義を満たすものであれば特に限定されないが、例えば、トルエン、キシレン、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;エチルセロソルブ、ブチルセロソロブ等のセロソルブ類;セロソルブアセテート等のエーテルエステル類;メチルエチルケトン、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン、アセトン等のケトン類;メタノール、2-プロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノール等のアルコール類;2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレート、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールジイソブチレート、ジプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等の水性塗料用成膜助剤類等が挙げられる。
【0083】
本組成物(I)は、本発明の効果を奏する範囲で、当該技術分野(とりわけ、塗料の分野)において通常用いられる添加剤を含んでいてもよい。そのような添加剤としては、例えば、顔料、充填剤、可塑剤、成膜助剤、湿潤剤、分散剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤、酸化防止剤、沈降防止剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、凍結防止剤、抗菌剤、防カビ・防藻剤、粘着付与剤、防錆剤、親水化剤等が挙げられる。添加剤としては、1種のみが含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。これら添加剤の量は、その使用目的に応じて当業者が適宜設定可能である。
【0084】
本発明の一実施形態において、本ポリシロキサン系樹脂の製造方法は、実施例に記載の方法であり得る。
【0085】
(2-2.シーリング層)
本発明の一実施形態に係るシーリング層(以下、「本シーリング層」と称する。)は、樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層である。樹脂(Y)は、シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である。
【0086】
本シーリング層は、前記構成を有することにより、弾性を有する防水層として利用することができる。
【0087】
(樹脂(Y))
本発明の一実施形態において、樹脂(Y)は、シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基(以下、「架橋性ケイ素基」と称することがある。)を有し、樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である。
【0088】
樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上である。
【0089】
樹脂(Y)は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0090】
樹脂(Y)中のシロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基の代表例としては、
【0091】
【化1】
【0092】
(式中、RおよびRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数1~10のα-ハロアルキル基、またはR’SiO-(R’は炭素数1~20の1価の炭化水素基であり、3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、RまたはRが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは、水酸基または加水分解性基を示し、Xが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。bは0、1または2を示す。cは0、1、2または3を示す。またm個の
【0093】
【化2】
【0094】
で表される基におけるbは同一である必要はない。mは0~19の整数を示す。但し、(bの和)+c≧1である。)で表される基が挙げられる。
【0095】
上記Xで示される加水解性基としては、特に限定されず、従来公知の加水分解性基であればよい。加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基等が挙げられる。これらの内では、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基およびアルケニルオキシ基が好ましく、加水分解性が穏やかで取扱いやすいという観点からアルコキシ基が特に好ましい。
【0096】
該加水分解性基や水酸基は1個のケイ素原子に1~3個の範囲で結合することができ、(bの和)+cは1~5の範囲が好ましい。加水分解性基や水酸基がケイ素原子に2個以上結合する場合には、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0097】
前記架橋性ケイ素基を形成するケイ素原子は1個でもよく、2個以上であってもよいが、シロキサン結合等により連結されたケイ素原子の場合には、20個程度あってもよい。なお、
【0098】
【化3】
【0099】
(式中、Rは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数1~10のα-ハロアルキル基、またはR’SiO-(R’は炭素数1~20の1価の炭化水素基であり、3個のR’は同一であってもよく、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、Rが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは、水酸基または加水分解性基を示し、Xが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。aは1、2または3を示す。)で表される架橋性ケイ素基が、入手が容易である点から好ましい。
【0100】
上記化学式におけるRとしては、例えばメチル基、エチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基、α-クロロメチル基等のα-クロロアルキル基や、R’がメチル基、フェニル基等であるR’SiO-で示されるトリオルガノシロキシ基等が挙げられる。これらの中では重合体の硬化性と安定性のバランスが良いことからメチル基が好ましく、またシーリング層の硬化速度が特に速い点ではα-クロロメチル基が好ましい。それらの中でも、入手の容易性からメチル基が特に好ましい。
【0101】
架橋性ケイ素基の種類および平均数、ならびに架橋性ケイ素基の導入方法、については、国際公開第2016/024584号公報に記載のものが援用される。
【0102】
ポリエーテルの主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなっていてもよく、他の繰り返し単位が含まれていてもよい。繰り返し単位としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラメチレンオキシドなどに起因する繰り返し単位が例示される。特にプロピレンオキシド単位を80重量%以上、好ましくは90重量%以上含有するポリプロピレンオキシドを主成分とする重合体が、非晶質であることや比較的低粘度である点から好ましい。
【0103】
ポリアクリレートの主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなっていてもよく、他の繰り返し単位が含まれていてもよい。繰り返し単位としては、(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)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸イソプロポキシエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸1-エチルシクロペンチルエーテル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(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、(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)アクリル酸イコシル、(メタ)アクリル酸ドコシル、(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸リノレイル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、γ-(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロメチル-2-パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチルなどに起因する繰り返し単位が例示される。アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシルおよびメタアクリル酸2-エチルヘキシルに起因する繰り返し単位から選択される1種類以上を有することが好ましい。これらの繰り返し単位から構成される主鎖構造は、ガラス転移温度を0℃以下に調節しやすい。
【0104】
樹脂(Y)の数平均分子量および分子量分布(Mw/Mn)については、国際公開第2016/024584号公報に記載のものが援用される。
【0105】
樹脂(Y)の使用量は、組成物(II)の固形分中、好ましくは10~90重量%、より好ましくは20~50重量%である。
【0106】
また、樹脂(Y)の主鎖骨格を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)は、0℃以下であることが好ましく、-10℃以下であることが好ましい。当該構成によれば、弾性を有する防水塗膜として、好適に利用できる。
【0107】
樹脂(Y)を含有する組成物(II)としては、例えば、モノタロウ社製の「変成シリコーンシーラント ノンブリードタイプ」、サンライズMSI社製の「SRシールS70」、スリーボンド社製の「変成シリコーンシーラント ペインダブル」等を使用することができる。
【0108】
本積層体は、さらに基材を備え、前記基材、前記シーリング層および前記トップコート層を、この順で含むことが好ましい。
【0109】
(2-3.基材)
本積層体は、基材を含むことが好ましい。本発明の一実施形態において、基材は、特に限定されず、有機系基材または無機系基材の何れであってもよい。具体的に、基材としては、金属(例えば、アルミ、ステンレス)、ガラス、磁器、石材、木材、樹脂成形物、モルタル、コンクリート、スレートなどを使用することができる。
【0110】
なお、基材としては、実用途を鑑みると、金属、ガラス、モルタル、およびコンクリートからなる群の少なくとも1種を含むことが好ましい。
【0111】
(2-4.プライマー層)
本発明の一実施形態において、本積層体は、プライマー層を含んでいてもよい。プライマー層は、例えば、前記基材と前記シーリング層との間に配置され得る。
【0112】
プライマー層として使用可能な製品としては、例えば、横浜ゴム社製の「ハマタイトプライマーNo.40」、セメダイン社製の「プライマーMP1000」等が挙げられる。
【0113】
〔3.積層体の製造方法〕
本製造方法は、組成物(II)を被着体上に塗布してシーリング層を形成する工程と、前記シーリング層の上に組成物(I)を塗布して、トップコート層を形成する工程と、を含む積層体の製造方法であって、前記組成物(I)は、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物であり、前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、前記組成物(II)は、シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、製造方法である。
【0114】
本製造方法は、前記構成を有することにより、トップコート層のタック性、およびトップコート層とシーリング層との付着性に優れる積層体を提供することができる。
【0115】
なお、本製造方法は、本積層体を用いた施工方法およびトップコート層の形成方法を含む。
【0116】
本製造方法において、汎用性の観点から、(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体は、ポリオキシアルキレン構造を有する単量体であることが好ましい。
【0117】
本製造方法において、シーリング層およびトップコート層は、直接接着していることが好ましい。当該構成によれば、シーリング層とトップコート層との付着性が良好になるとの利点を有する。
【0118】
本製造方法において、積層体は、実際の用途を鑑み、さらに基材を備え、基材、シーリング層およびトップコート層を、この順で含むことが好ましい。
【0119】
本製造方法において、積層体は、ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)に由来する構成単位(a)と、酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する構成単位(b)と、ポリオキシアルキレン構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)に由来する構成単位(c)と、任意で、前記(A)、(B)および(C)以外の、下記一般式(III):
-Si-(OR4-n・・・(III)
(式中、Rは、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rが複数ある場合は同一または異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、nは、0~3の整数である。)で示されるシラン化合物(D)に由来する構成単位(d)と、を含むことが好ましい。当該構成によれば、ポリシロキサン系樹脂を含むトップコート層が耐候性およびタック性に優れるとの利点を有する。
【0120】
本製造方法において、積層体は、(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性基を有する単量体(E)に由来する構成単位(e)をさらに含むことが好ましい。当該構成によれば、ポリシロキサン系樹脂が、水媒体中で安定に分散または溶解でき、かつ、適度な粘度を有することができる。
【0121】
本製造方法において、積層体は、ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、構成単位(b)を2~20重量%含み、かつ、前記構成単位(c)を1~10重量%含むことが好ましい。当該構成によれば、ポリシロキサン系樹脂の水との相溶性と、トップコート層の耐水性と、を両立しやすいとの利点を有する。
【0122】
本製造方法において、積層体は、ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、前記構成単位(a)および(d)を合計で10重量%以上含むことが好ましい。当該構成によれば、ポリシロキサン系樹脂を含むトップコート層が耐候性およびタック性に優れるとの利点を有する。
【0123】
本製造方法において、組成物(II)中に含有される樹脂(Y)の分子量分布(Mw/Mn)は、組成物(II)の粘度の低減の観点から、狭いほうが好ましい。該分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくは1.6以下、さらに好ましくは1.5以下である。当該構成によれば、シーリング層を形成した際に伸びなどの物性が良化するとの利点を有する。該分子量分布(Mw/Mn)は、GPC(ポリスチレン換算)を用いて測定する。
【0124】
(3-1.トップコート層を形成する工程)
本製造方法は、前記(2-1-1.組成物(I))の項に記載の組成物(I)を、前記(2-2.シーリング層)の項に記載のシーリング層上に塗布することによりトップコート層を形成する工程を有する。
【0125】
本発明の一実施形態において、トップコート層を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、本組成物(I)を含む、水を媒体とする溶液、分散液または、水性塗料を塗布し、硬化させる方法が挙げられる。以下、前記方法について詳述する。
【0126】
本明細書において、本組成物(I)を含む、水を媒体とする溶液または分散液を、「本溶液または本分散液」とも称する。本明細書において「水を媒体とする溶液」とは、樹脂固形分濃度を20%、全媒体中の水の割合を90重量%以上とした際に、外観が透明である液体、より具体的には、1気圧、25℃におけるヘイズ値が20.0以下である液体を意味する。また、本明細書において「水を媒体とする分散液」とは、樹脂固形分濃度を20%、全媒体中の水の割合を90重量%以上とした際に、外観が白濁している液体、より具体的には、1気圧、25℃におけるヘイズ値が20.0より高い液体を意味する。なお、ヘイズ値の測定は、日本電色工業(株)製COH400を用いて、純水を標準液にして測定される。
【0127】
本溶液または本分散液は、上述した本組成物(I)を含むため、水を媒体とする溶液中で安定して分散または溶解でき、かつ、水系塗料として使用した場合、適度な粘度を有する塗料が得られるため有用である。
【0128】
また、本明細書において、本樹脂組成物、本溶液または本分散液を含む、水性塗料を、「本水性塗料」とも称する。本水性塗料は、上述した本水溶液または本分散液を含むため、水を媒体とする溶液中で安定して分散または溶解でき、かつ、適度な粘度を有するため有用である。
【0129】
本水性塗料は、上述した本水溶液または本分散液に加え、当該技術分野(とりわけ、塗料の分野)において通常用いられる添加剤を含んでもよい。本水性塗料が含み得る添加剤については、前記<その他の成分>の項の記載を適宜援用する。
【0130】
本溶液、本分散液または本水性塗料を塗付する方法としては特に限定されず、例えば、一般的な塗装に用いられる刷毛、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー等を用いて塗布してもよく、リバースコート法、グラビアコート法、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法、キスコート法、ワイヤーバーコート法、カーテンコート法等により塗布することもできる。
【0131】
上述したとおり、本トップコート層は、本組成物(I)を硬化するか、本溶液、本分散液または本水性塗料を塗付および硬化してなるトップコート層であるともいえる。
【0132】
(3-2.シーリング層を形成する工程)
シーリング層を形成する工程については、特に限定されず、例えば、国際公開第2016/024584号公報に記載の方法が挙げられる。
【0133】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0134】
すなわち、本発明の一態様は、以下を含む。
【0135】
〔1〕シーリング層、およびトップコート層を備える積層体であって、
前記トップコート層は、
ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)から形成された層であり、
前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、
前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、
前記シーリング層は、樹脂(Y)を含有する組成物(II)から形成された層であり、
前記樹脂(Y)は、
シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、
前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体。
【0136】
〔2〕前記(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体は、ポリオキシアルキレン構造を有する単量体である、〔1〕に記載の積層体。
【0137】
〔3〕前記シーリング層および前記トップコート層は、直接接着している、〔1〕または〔2〕に記載の積層体。
【0138】
〔4〕さらに基材を備え、
前記基材、前記シーリング層および前記トップコート層を、この順で含む、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の積層体。
【0139】
〔5〕前記ポリシロキサン系樹脂は、ラジカル重合性不飽和基および加水分解性シリル基を有するシラン化合物(A)に由来する構成単位(a)と、
酸と塩基からなる塩構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体(B)に由来する構成単位(b)と、
ポリオキシアルキレン構造およびラジカル重合性基を有し、かつ、加水分解性シリル基を有さず、水中でミセルを形成することが可能な単量体(C)に由来する構成単位(c)と、
任意で、前記(A)、(B)および(C)以外の、下記一般式(III):
-Si-(OR4-n・・・(III)
(式中、Rは、それぞれ独立して炭素数1~10の非置換もしくは置換アルキル基、または非置換もしくは置換アリール基であり、Rが複数ある場合は同一または異なっていてもよく、Rは、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、nは、0~3の整数である。)
で示されるシラン化合物(D)に由来する構成単位(d)と、
を含む、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の積層体。
【0140】
〔6〕前記(A)、(B)および(C)以外の、ラジカル重合性基を有する単量体(E)に由来する構成単位(e)をさらに含む、〔5〕に記載の積層体。
【0141】
〔7〕前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、前記構成単位(b)を1~20重量%含み、かつ、前記構成単位(c)を1~10重量%含む、〔5〕または〔6〕に記載の積層体。
【0142】
〔8〕前記ポリシロキサン系樹脂の全量100重量%に対して、前記構成単位(a)および(d)を合計で10重量%以上含む、〔5〕~〔7〕のいずれか1つに記載の積層体。
【0143】
〔9〕組成物(II)を被着体上に塗布してシーリング層を形成する工程と、
前記シーリング層の上に組成物(I)を塗布して、トップコート層を形成する工程と、を含む積層体の製造方法であって、
前記組成物(I)は、
ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物であり、
前記ポリシロキサン系樹脂は、構成単位として、ラジカル重合性基を有する単量体に由来する構成単位を含む重合体を有し、
前記単量体は、(i)酸と塩基からなる塩構造を有し、水に可溶で、かつ、水中でミセルを形成しない単量体、および(ii)水中でミセルを形成することが可能な単量体を含み、
前記組成物(II)は、
シロキサン結合により架橋し得る水酸基または加水分解性基を有するケイ素基を有し、
前記樹脂(Y)の主鎖骨格は、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリイソブチレンからなる群より選択される1種類以上の樹脂である、積層体の製造方法。
【実施例0144】
以下、本発明を実施例に基づいてより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0145】
〔材料〕
実施例および比較例において、以下の材料を使用した。
【0146】
<基材>
ETS社製のアルミ(A5052P)
<シーリング層>
モノタロウ社製の「変成シリコーンシーラント ノンブリードタイプ」(主成分が、主鎖がポリオキシプロピレンで末端にアルコキシシリル基を有する構造のオリゴマー、ガラス転移温度0℃以下)
サンライズMSI社製の「SRシールS70」(主成分が、主鎖が分子量1000~10000のポリオキシプロピレンで末端にアルコキシシリル基を有する構造のオリゴマー、ガラス転移温度0℃以下)
<トップコート層>
(単量体(A))
γー(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(略称「TSMA」):モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製の「A-174」
(単量体(B))
アクリルアミド-tブチルスルホン酸ナトリウム(略称「ATBS-Na」):東亞合成(株)社製の「ATBS-Na」
(単量体(C))
エーテルサルフェート型アンモニウム塩(略称「SR-10」):ADEKA(株)社製の「アデカリアソープSR-10」、市販分類「反応性アニオン乳化剤」、下記式(A)で表される化合物:
【0147】
【化4】
【0148】
(単量体(D))
メチルトリメトキシシラン(略称「M-TMS」):ダウ・東レ(株)製の「Z-6033」
フェニルトリメトキシシラン(略称「Ph-TMS」):ダウ・東レ(株)製の「Z-6124」
(単量体(E))
メチルメタクリレート(略称「MMA」):三菱ガス化学株式会社製
ブチルアクリレート(略称「BA」):株式会社日本触媒製
(その他)
純水
塩化リチウム:東京化成工業(株)製の「LiCl」
2-プロパノール:ナカライテスク(株)製
ラジカル重合開始剤:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル):東京化成工業(株)製
(凍結防止剤)
富士フイルム和光純薬社製のプロピレングリコール
(湿潤剤)
BASFジャパン社製の「Dispex Ultra FA 4437」
(分散剤)
Cray Valley社製の「SMA1440H Solution」
ビックケミー・ジャパン社製の「Disperbyk-2090」
(顔料)
石原産業社製の「PFC105」
(防腐剤)
日本エンバイロケミカルズ社製の「スラウト99N」
(消泡剤)
アクリル系消泡剤:MUNZING CHEMIE社製の「Agitan295」
(成膜助剤)
2,2,4-トリメチル-1.3-ペンタンジオールモノイソブチレート:JNC社製の「CS-12」
(増粘剤)
サンノプコ社製の「SNシックナー612NC」
(防カビ・防藻剤)
日本エンバイロケミカルズ社製の「モニサイドAZ」
<比較例でトップコート層として使用した成分>
エスケー化研社製の「プリーズコート」(アクリル樹脂エマルション)
エスケー化研社製の「サニービルドEX」(合成樹脂エマルション)
<プライマー層>
横浜ゴム社製の「ハマタイトプライマーNo.40」
〔測定および評価方法〕
実施例および比較例における測定および評価を、以下の方法で行った。
【0149】
(付着性)
後述する方法で作製した積層体のトップコート層の表面上に、カッターナイフを用いて、縦方向と横方向に間隔1mmでそれぞれ6本の直線を引き、切り傷を付け、25マスの碁盤の目を作製した。この際、切り傷は、基板に達する深さまでつけた。そして、前記碁盤の目部分に、セロテープ(登録商標、ニチバン社製)を強く圧着させ、前記セロテープ(登録商標)の端を45度の角度で、一気に引き剥がし、碁盤の目の状態を評価した。表4では、全てのマス目の数(25)を分母に示し、トップコート層がはがれずに残っていたマス目の数を分子に示した。分子の数が大きいものほど付着性が良好であることを示す。
【0150】
(タック性)
後述する方法で作製した積層体のトップコート層の表面上に、新東陶料社製の着色珪砂67号ブラックをまぶした後、基材であるアルミ板を垂直方向に立て、アルミ板の面を手で数回叩いた。この際、着色珪砂がトップコート層表面から落ちた場合を〇(良好)とし、着色珪砂がトップコート層表面から落ちなかった場合を×(不可)とした。
【0151】
(共縮合物(主鎖、シランモノマー)の作製)
攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、TSMA 3.7重量部と、M-TMS 58.0重量部と、Ph-TMS 20.3重量部と、純水 20.6重量部と、LiCl 0.023重量部と、を仕込み、反応温度105℃にて3時間撹拌しながら反応させ、共縮合物を得た。
【0152】
(グラフト共縮合物の作製(側鎖(グラフトモノマー)の重合))
攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管および滴下ロートを備えた反応器に、純水 10重量部と、2-プロパノール 15重量部と、を仕込み、窒素ガスを導入しつつ75℃に昇温した後、前記共縮合物と、ATBS-Na 3.0重量部と、SR-10 5重量部と、MMA 17.5重量部と、BA 24.5重量部と、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル) 1.2重量部と、純水 10重量部と、2-プロパノール 10重量部と、の混合溶液を、滴下ロートから5時間かけて等速滴下した。次に、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル) 0.12重量部と、2-プロパノール 5重量部と、の混合溶液を1時間かけて等速滴下した。その後、引き続き、75℃で2時間攪拌した後、ロータリーエバポレーターにより不揮発成分が90%以上になるまで脱気を行った。続いて、不揮発成分が50%になるよう水で希釈を行った。室温まで冷却し、ポリシロキサン系樹脂と水とを含有する組成物(I)を得た。得られた組成物(I)について、各単量体の使用量を示した結果を表1に示す。なお、表1において、各成分量の単位は「重量部」である。また、ポリシロキサン系樹脂中の各構成単位の含有量(表1に示した使用量から、発生揮発成分重量を差し引いた値)を示した結果を表2に示す。なお、表2においても、各成分量の単位は「重量部」である。
【0153】
〔合成例2〕
各単量体の使用量を表1に記載の量に変更し、(共縮合物(主鎖、シランモノマー)の作製)における純水を15.6重量部、LiClを0.018重量部としたこと以外は、合成例1と同じ方法により、組成物(I)を得た。
【0154】
〔合成例3〕
各単量体の使用量を表1に記載の量に変更し、(共縮合物(主鎖、シランモノマー)の作製)における純水を12.5重量部、LiClを0.014重量部としたこと以外は、合成例1と同じ方法により、組成物(I)を得た。
【0155】
【表1】
【0156】
【表2】
【0157】
〔配合例1~3〕
(水性塗料の作製)
合成例1~3の組成物(I)を用いて、表3に示す配合処方で各成分を配合し、水性塗料を作製した。具体的には、表3のミルベースの項目に記載の成分をアイメックス社製のサンドグラインダーを用いて1時間混錬したものを、表3のカットバックの項目に記載の成分と混合し、IKA社製のホモジナイザーを用いて2000rpmで15分攪拌し、白色塗料を配合した。なお、表3において、各成分量の単位は「重量部」である。
【0158】
ミルベース工程とは、水性塗料に着ける色(本願発明の実施例では、白色)の元となる成分(色の原液)を作製する工程である。また、カットバック工程とは、水性塗料を主に構成する樹脂の濃度と粘度との調整等を行う工程である。
【0159】
したがって、ミルベース工程を行わず、カットバック工程のみを行うことにより得られる配合物は、無色透明である。すなわち、カットバック工程で得られた配合物に対して、ミルベース工程で調合した色の原液を添加することにより、着色された水性塗料が得られる。
【0160】
【表3】
【0161】
〔実施例1~6〕
プライマー層としてハマタイトプライマーNo.40(横浜ゴム社製)を塗布し、23℃、50%RHで1時間養生したアルミ板(50mm×150mm)の、プライマー層面上に、スクレーパーを用いて、乾燥膜厚(乾燥後のシーリング層の成分の膜厚)が約1mmとなるように、表4に記載のシーリング層の成分を打設し、23℃、50%RHで3日間養生した。次に、シーリング層面上に、エアスプレーを用いて、乾燥膜厚(乾燥後のトップコート膜の膜厚)が約40μmとなるように、表3に示す配合処方で作製した水性塗料を塗布し、23℃、50%RHにて1週間乾燥し、付着試験用の積層体を得た。更に、50℃で1週間乾燥し、タック性試験用の積層体を得た。係る操作により、基材であるアルミ板状に、プライマー層、シーリング層およびトップコート膜がこの順で積層してなる積層体を得た。得られた積層体を試験片として用いて、トップコート層とシーリング層との付着性およびトップコート層のタック性を測定した。結果を表4に示す。
【0162】
【表4】
【産業上の利用可能性】
【0163】
本積層体は、例えば、建築内外装用、メタリックベースあるいはメタリックベース上のクリアー等の自動車用、アルミニウム、ステンレス、銀等の金属直塗用、スレート、コンクリート、瓦、モルタル、石膏ボード、石綿スレート、アスベストボード、プレキャストコンクリート、軽量気泡コンクリート、珪酸カルシウム板、タイル、レンガ等の窯業系直塗用、ガラス用、天然大理石、御影石等の石材用の積層体として好適に用いられる。