(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】P2025041150
(43)【公開日】2025-03-26
(54)【発明の名称】型内塗装用塗料組成物および塗装物品
(51)【国際特許分類】
C09D 153/00 20060101AFI20250318BHJP
C09D 4/02 20060101ALI20250318BHJP
C09D 125/08 20060101ALN20250318BHJP
【FI】
C09D153/00
C09D4/02
C09D125/08
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023148264
(22)【出願日】2023-09-13
(71)【出願人】
【識別番号】593135125
【氏名又は名称】日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132252
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 環
(74)【代理人】
【識別番号】100088801
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 宗雄
(72)【発明者】
【氏名】小阪 一輝
(72)【発明者】
【氏名】千田 晃子
(72)【発明者】
【氏名】川合 貴史
【テーマコード(参考)】
4J038
【Fターム(参考)】
4J038CB002
4J038CB031
4J038CB091
4J038CC021
4J038CQ001
4J038FA011
4J038FA131
4J038GA01
4J038JA66
4J038KA08
4J038NA12
4J038NA27
4J038PA19
4J038PB07
4J038PC08
(57)【要約】
【課題】低温硬化性および非極性の樹脂基材に対する密着性に優れる型内塗装用塗料組成物を提供する。
【解決手段】脂環式骨格および1個の反応性二重結合を有する第1化合物(A)と、前記第1化合物(A)と共重合可能な1個の反応性二重結合を有する第2化合物(B)と、2個以上6個以下の反応性二重結合を有する第3化合物(C)と、スチレン由来のスチレンブロック、および、直鎖状または分枝状のオレフィン由来のオレフィンブロックを有するスチレンブロック共重合体(D)と、重合開始剤(E)と、を含む、型内塗装用塗料組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
脂環式骨格、および、1個の反応性二重結合を有する第1化合物(A)と、
前記第1化合物(A)と共重合可能な1個の反応性二重結合を有する第2化合物(B)と、
2個以上6個以下の反応性二重結合を有する第3化合物(C)と、
スチレン由来のスチレンブロック、および、直鎖状または分枝状のオレフィン由来のオレフィンブロックを有するスチレンブロック共重合体(D)と、
重合開始剤(E)と、を含む、型内塗装用塗料組成物。
【請求項2】
前記スチレンブロック共重合体(D)の前記オレフィンブロックに含まれる炭化水素基は、飽和している、請求項1記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項3】
前記第1化合物(A)、前記第2化合物(B)、前記第3化合物(C)および前記スチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、
前記第1化合物(A)の固形分含有量が、5質量部以上70質量部以下である、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項4】
前記第1化合物(A)、前記第2化合物(B)、前記第3化合物(C)および前記スチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、
前記スチレンブロック共重合体(D)の固形分含有量が、1質量部以上30質量部以下である、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項5】
前記第1化合物(A)が有する前記脂環式骨格が、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンテニル基およびジシクロペンタニル基よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項6】
前記オレフィンブロックの原料である前記オレフィンの炭素数は、2以上5以下である、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項7】
前記スチレンブロック共重合体(D)が、スチレン-エチレン-プロピレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体およびスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体よりなる群から選択され少なくとも1種の第1スチレンブロック共重合体(D1)を含む、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項8】
前記スチレンブロック共重合体(D)に占める前記第1スチレンブロック共重合体(D1)の割合は、55質量%以上である、請求項7に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項9】
さらにオレフィン樹脂(F)を含む、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項10】
さらに光輝材および着色剤の少なくとも一種(G)を含む、請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物。
【請求項11】
非極性の樹脂を含む基材と、
前記基材上に配置された請求項1または2に記載の型内塗装用塗料組成物の硬化物を含む塗膜と、を備える、塗装物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、型内塗装用塗料組成物および塗装物品に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車部材の材料として、金属に替えて樹脂が提案されている。特許文献1~3は、樹脂基材に適した型内塗装用塗料組成物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002-249680号公報
【特許文献2】特開2009-019073号公報
【特許文献3】特開2022-100236号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、低温硬化性および非極性の樹脂基材に対する密着性に優れる型内塗装用塗料組成物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】
【0005】
上記課題を解決するため、本発明は下記態様を提供する。
[1]
脂環式骨格および1個の反応性二重結合を有する第1化合物(A)と、
前記第1化合物(A)と共重合可能な1個の反応性二重結合を有する第2化合物(B)と、
2個以上6個以下の反応性二重結合を有する第3化合物(C)と、
スチレン由来のスチレンブロック、および、直鎖状または分枝状のオレフィン由来のオレフィンブロックを有するスチレンブロック共重合体(D)と、
重合開始剤(E)と、を含む、型内塗装用塗料組成物。
[2]
前記スチレンブロック共重合体(D)の前記オレフィンブロックに含まれる炭化水素基は、飽和している、上記[1]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[3]
前記第1化合物(A)、前記第2化合物(B)、前記第3化合物(C)および前記スチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、
前記第1化合物(A)の固形分含有量が、5質量部以上70質量部以下である、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[4]
前記第1化合物(A)、前記第2化合物(B)、前記第3化合物(C)および前記スチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、
前記スチレンブロック共重合体(D)の固形分含有量が、1質量部以上30質量部以下である、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[5]
前記第1化合物(A)が有する前記脂環式骨格が、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンテニル基およびジシクロペンタニル基よりなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[6]
前記オレフィンブロックの原料である前記オレフィンの炭素数は、2以上5以下である、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[7]
前記スチレンブロック共重合体(D)が、スチレン-エチレン-プロピレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体およびスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体よりなる群から選択され少なくとも1種の第1スチレンブロック共重合体(D1)を含む、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[8]
前記スチレンブロック共重合体(D)に占める前記第1スチレンブロック共重合体(D1)の割合は、55質量%以上である、上記[7]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[9]
さらにオレフィン樹脂(F)を含む、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[10]
さらに光輝材および着色剤の少なくとも一種(G)を含む、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[11]
非極性の樹脂を含む基材と、
前記基材上に配置された上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物の硬化物を含む塗膜と、を備える、塗装物品。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、低温硬化性および非極性の樹脂基材に対する密着性に優れる型内塗装用塗料組成物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0007】
[型内塗装用塗料組成物]
本開示に係る型内塗装用塗料組成物は、
脂環式骨格および1個の反応性二重結合を有する第1化合物(A)と、
第1化合物(A)と共重合可能な1個の反応性二重結合を有する第2化合物(B)と、
2個以上6個以下の反応性二重結合を有する第3化合物(C)と、
スチレン由来のスチレンブロック、および、直鎖状または分枝状のオレフィン由来のオレフィンブロックを有するスチレンブロック共重合体(D)と、
重合開始剤(E)と、を含む。
【0008】
型内塗装とは、成形された基材に金型内で塗料組成物を適用し、大気(特に酸素)に触れない状態で塗料を硬化させる方法である。型内塗装用塗料組成物(以下、単に塗料組成物と称する場合がある。)は、型内塗装に用いられる。型内塗装用塗料組成物は、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、射出プレス成形法、圧縮成形法、反応射出成形法、RTM成形法に好適に用いられる。型内塗装によれば、スプレー塗装と比べて有機溶剤および二酸化炭素の排出量が低減する。型内塗装は、環境負荷が小さい点で、近年注目されている。型内塗装は、樹脂基材に塗装する方法として適している。
【0009】
ポリプロピレンは非常に軽く加工性が高いことから、自動車部材の材料に適している。一方で、ポリプロピレンは難密着性であるといわれ、ポリプロピレン基材に塗膜を密着させるのは困難である。そのため、塗料組成物には、ポリプロピレンに代表される非極性の樹脂を含む基材(以下、非極性基材と称する場合がある。)への密着性を高めるために、従来、構造が類似する非極性の樹脂(例えば、オレフィン樹脂)が配合される。しかしながら、非極性樹脂は、極性の違い等の理由から、塗料組成物の他の成分(例えば、原料モノマー)との相溶性が低い。そのため、塗料組成物の安定性が低下したり、粘度が増大したりする。また、塗膜に濁りが生じ得る。
【0010】
本開示では、第1化合物(A)およびスチレンブロック共重合体(D)を用いる。第1化合物(A)は、脂環式骨格および1個の反応性二重結合を有する。第1化合物(A)によって上記密着性が向上する理由は、特定の理論に拘束されるものではないが、以下のように考えられる。第1化合物(A)の反応性二重結合が他の重合性化合物(例えば、第2化合物(B)および第3化合物(C))と反応して、塗膜を形成する一方で、脂環式骨格は非極性基材に浸透することができる。脂環式骨格は嵩高いため、一旦非極性基材に浸透すると抜けにくくなる。これにより、形成される塗膜と非極性基材とが、第1化合物(A)を介して密着することができる。脂環式骨格の非極性基材への浸透は、高温下(例えば、120℃超)で起こり易い。
【0011】
スチレンブロック共重合体(D)は、直鎖状または分枝状のオレフィン(すなわち、脂環式でないオレフィン)由来のオレフィンブロックを有する。オレフィンブロックは、非極性基材に浸透し易い。この浸透は低温下(例えば、80℃以上120℃以下)であっても生じ得る。ただし、オレフィン由来のオレフィンブロックは、塗料組成物の他の成分(特に、第1化合物(A))との相溶性が低い。本開示では、塗料組成物の他の成分との相溶性に優れるスチレンを、オレフィンとのブロック共重合体として塗料組成物に配合する。スチレン由来のスチレンブロックにより、非極性部分(オレフィン由来のオレフィンブロック)を塗料組成物に配合することができる。
【0012】
第1化合物(A)はまた、第3化合物(C)とスチレンブロック共重合体(D)との相溶性を向上させる。第3化合物(C)とスチレンブロック共重合体(D)とは、その構造の違いから相溶し難いが、第1化合物(A)によって、両者の相溶性が向上する。
【0013】
第1化合物(A)とスチレンブロック共重合体(D)とを併用することにより、塗料組成物の安定性が維持され、かつ粘度の増大が抑制される。さらに、塗料組成物に対して低温下(例えば、80℃以上120℃以下、特に100℃以上120℃以下)で硬化処理を行った場合にも、塗膜と非極性基材との密着性を向上することができる。低温硬化を行うと、非極性基材の変形が抑制される。
【0014】
成分(A)~(D)の相溶性は、塗料組成物の安定性および粘度、あるいは塗膜の濁りで評価できる。塗膜の密着性は、初期の密着性、耐水密着性および耐屈曲性で評価できる。本開示に係る塗料組成物によれば、非極性基材に対して、初期の密着性、耐水密着性および耐屈曲性のいずれにも優れる塗膜を得ることができる。
【0015】
・第1化合物(A)
第1化合物(A)は、脂環式骨格および1個の反応性二重結合を有する。脂環式骨格は極性が小さいため、第1化合物(A)によって、塗膜と非極性基材との密着性が向上する。第1化合物(A)は反応性二重結合を1つだけ有しているため、基材に浸透し易く、塗膜と非極性基材との密着性の向上に寄与することができる。第1化合物(A)はまた、第3化合物(C)とスチレンブロック共重合体(D)との相溶性を向上させる。
【0016】
脂環式骨格としては、例えば、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンテニル基およびジシクロペンタニル基よりなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。なかでも、密着性の観点から、脂環式骨格はジシクロペンタニル基が好ましい。
【0017】
第1化合物(A)は、脂環式(メタ)アクリレートであってよい。(メタ)アクリレートは、アクリレートおよびメタアクリレートを表わす。脂環式(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレ-ト、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
【0018】
第1化合物(A)の含有量は、第1化合物(A)、第2化合物(B)、第3化合物(C)およびスチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、5質量部以上70質量部以下が好ましい。第1化合物(A)の上記含有量は、密着性の観点から、10質量部以上であってよく、20質量部以上であってよく、30質量部以上であってよい。第1化合物(A)の上記含有量は、塗膜の柔軟性の観点から、60質量部以下であってよく、55質量部以下であってよく、50質量部以下であってよい。
【0019】
・第2化合物(B)
第2化合物(B)は、第1化合物(A)と共重合可能な1個の反応性二重結合を有する。第2化合物(B)によって、塗料組成物あるいは塗膜に種々の性能が付与される。第2化合物(B)を配合することにより、第3化合物(C)の相対的な含有量が多くなり過ぎることが防止されるため、塗膜の柔軟性が損なわれ難い。第2化合物(B)は、第1化合物(A)とは異なり、脂環式骨格を有さない。
【0020】
第2化合物(B)としては、例えば、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-ト、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~18の2価アルコールとのモノエステル化物;アリルアルコール;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド等の重合性アミド化合物;重合性芳香族化合物、重合性ニトリル、重合性アルキレンオキシド化合物、重合性アミン化合物、α-オレフィン、ジエン、重合性カルボニル化合物、重合性アルコキシシリル化合物が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。これらは、例えば、ウレタン変性、アミン変性、カプロラクトン変性、アルキル変性、シリコーン変性、またはポリオキシアルキレン変性されていてよい。(メタ)アクリル酸は、アクリル酸およびメタアクリル酸を表わす。
【0021】
第2化合物(B)の含有量は、第1化合物(A)、第2化合物(B)、第3化合物(C)およびスチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、2質量部以上60質量部以下であってよい。第2化合物(B)の上記含有量は、5質量部以上であってよい。第2化合物(B)の上記含有量は、50質量部以下であってよく、40質量部以下であってよく、30質量部以下であってよい。第2化合物(B)の含有量は、第1化合物(A)およびスチレンブロック共重合体(D)による密着性向上効果を妨げず、かつ、塗料組成物あるいは塗膜に所望の性能が付与できる範囲で、適宜設定される。
【0022】
・第3化合物(C)
第3化合物(C)は、2個以上6個以下の反応性二重結合を有する。第3化合物(C)によって、三次元架橋構造が形成されて、塗膜に靭性および適度な硬度が付与される。
【0023】
多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(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、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の4官能(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の5官能(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の6官能(メタ)アクリレート、多官能のウレタン(メタ)アクリレート、多官能のエポキシ(メタ)アクリレート、多官能のポリエステル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。これらは、例えば、ウレタン変性、アミン変性、カプロラクトン変性、アルキル変性、シリコーン変性、またはポリオキシアルキレン変性されていてよい。
【0024】
第3化合物(C)の含有量は、第1化合物(A)、第2化合物(B)、第3化合物(C)およびスチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、10質量部以上40質量部以下が好ましい。第3化合物(C)の上記含有量が10重量部以上であると、良好な耐薬品性および耐候性が得られ易い。第3化合物(C)の上記含有量が40重量部以下であると、密着性がより向上し得る。であってよい。第3化合物(C)の上記含有量は、15重量部以上がさらに好ましい。第3化合物(C)の上記含有量は、30重量部以下がさらに好ましい。
【0025】
・スチレンブロック共重合体(D)
スチレンブロック共重合体(D)は、スチレン由来のスチレンブロック、および、直鎖状または分枝状のオレフィン由来のオレフィンブロックを有する。スチレンブロック共重合体(D)は、低温硬化の場合にも、塗膜と非極性基材との密着性を向上させる。
【0026】
オレフィンブロックの原料であるオレフィンは、直鎖状であってよく、分枝状であってよい。オレフィンブロックの原料であるオレフィンの炭素数は、例えば、2以上5以下である。
【0027】
密着性の観点から、オレフィンブロックに含まれる炭化水素基は飽和していることが好ましい。二重結合に水素原子を付加すること(水添)により、炭化水素基を飽和させることができる。
【0028】
オレフィンブロックに含まれる炭化水素基は、C-C単結合を主鎖として有する。主鎖は、不飽和結合を含んでいてよく、飽和していることが密着性の観点から好ましい。オレフィンブロックに含まれる炭化水素基は、側鎖としても炭化水素基(例えば、炭素数1~3)を有してよい。炭化水素基である側鎖により、密着性はさらに向上し得る。側鎖の炭化水素基もしていることが、密着性の観点から好ましい。
【0029】
スチレンブロック共重合体(D)は、スチレン-エチレン-プロピレンブロック共重合体(SEP)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)およびスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)よりなる群から選択される少なくとも1種の第1スチレンブロック共重合体(D1)を含むことが好ましい。第1スチレンブロック共重合体(D1)に含まれる複数のオレフィンブロックの存在順序は任意である。
【0030】
スチレンブロック共重合体(D)に占める第1スチレンブロック共重合体(D1)の割合は、密着性の観点から、55質量%以上であってよい。第1スチレンブロック共重合体(D1)の上記割合は、60質量%以上であってよく、80質量%以上であってよく、90質量%以上であってよく、100質量%であってよい。
【0031】
スチレンブロック共重合体(D)の含有量は、第1化合物(A)、第2化合物(B)、第3化合物(C)およびスチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であってよい。スチレンブロック共重合体(D)の上記含有量が1質量部以上であると、密着性はより向上し得る。スチレンブロック共重合体(D)の上記含有量が30質量部以下であると、型内塗装に適した粘度に調整され易い。スチレンブロック共重合体(D)の上記含有量は、2質量部以上が好ましく、5質量部以上がさらに好ましい。スチレンブロック共重合体(D)の上記含有量は、20質量部以下が好ましく、さらに15質量部以下がさらに好ましい。
【0032】
・重合開始剤(E)
重合開始剤(E)は、フリーラジカルを発生し、第1化合物(A)、第2化合物(B)および第3化合物(C)の重合を開始する。
【0033】
重合開始剤(E)としては、例えば、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類;1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレートなどのパーオキシケタール類;クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類;1,3-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド類;ビス(t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートなどのパーオキシカーボネート類;t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサンなどのパーオキシエステル類などの有機過酸化物;2,2´-アゾビスイソブチロニトリル、1,1-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、アゾクメン2,2’-アゾビスメチルバレロニトリル、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)などのアゾ化合物が挙げられる。
【0034】
・オレフィン樹脂(F)
塗料組成物は、オレフィン樹脂(F)を含み得る。オレフィン樹脂は極性が小さいかあるいは非極性であるため、非極性基材との親和性が高い。そのため、塗料組成物と非極性基材との密着性がさらに向上することが期待できる。さらに、スチレンブロック共重合体(D)が、オレフィン樹脂(F)の相溶化剤として機能し得る。よって、スチレンブロック共重合体(D)の存在下でオレフィン樹脂(F)を塗料組成物に配合する場合、塗料組成物の安定性低下および粘度増大は抑制され得る。
【0035】
オレフィン樹脂(F)としては、例えば、オレフィンモノマー(例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、3-メチル-1-ブテンおよび3-メチル-1-ヘプテンよりなる群から選択された少なくとも1つ)の重合体が挙げられる。オレフィン樹脂(F)は、オレフィンモノマーと、酢酸ビニル、ブタジエン、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル等との共重合体であってよい。
【0036】
オレフィン樹脂(F)の含有量は、第1化合物(A)、第2化合物(B)、第3化合物(C)およびスチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下が好ましい。オレフィン樹脂(F)の上記含有量は、密着性の観点から、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がさらに好ましい。オレフィン樹脂(F)の上記含有量は、相溶性の観点から、10質量部以下が好ましく、7質量部以下がさらに好ましい。
【0037】
・光輝材/着色剤(G)
塗料組成物は、光輝材および着色剤の少なくとも一種(以下、光輝材/着色剤と称する場合がある。)(G)を含み得る。これにより、意匠性が向上する。
【0038】
着色剤は、着色顔料であってよく、染料であってよい。着色顔料は、無機顔料であってよく、有機顔料であってよい。着色顔料は、有彩色であってよく、無彩色であってよい。有機着色顔料としては、例えば、アゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料が挙げられる。無機着色顔料としては、例えば、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタンが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
【0039】
染料としては、例えば、アゾ系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム錯体、コバルト錯体が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
【0040】
光輝材としては、例えば、干渉マイカ、ホワイトマイカおよび着色マイカ等のマイカ顔料;グラファイト顔料;ガラスフレーク顔料;アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、酸化アルミニウム、酸化クロム、これらを含む合金等の金属顔料が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。光輝材は、着色されていてもよい。
【0041】
光輝材/着色剤(G)の含有量は、第1化合物(A)、第2化合物(B)、第3化合物(C)およびスチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、0.5質量部以上60質量部以下であってよい。
【0042】
・その他
塗料組成物は、その他の成分、例えば、他の顔料(例えば、体質顔料)、消泡剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤、表面調整剤、造膜助剤、防錆剤、離型剤を含み得る。
【0043】
塗料組成物は、上記の成分を混合することにより得られる。混合は、例えば、ディスパー(攪拌機)により実施される。ディスパーとしては、例えば、プロペラミキサー、パドルミキサー、アンカーミキサー等の低速撹拌機;ホモミキサー、ディスパーミキサー、ウルトラミキサー等の高速撹拌機が挙げられる。
【0044】
[塗装物品]
本開示に係る塗装物品は、非極性基材と、非極性基材上に配置された上記の塗料組成物の硬化物を含む塗膜(以下、硬化塗膜と称する場合がある。)と、を備える。
【0045】
・非極性基材
非極性基材は、非極性の樹脂を含む。非極性樹脂は、少なくとも基材の表面に配置されていればよい。非極性基材全体が、非極性樹脂により形成されていてもよい。
【0046】
非極性樹脂は、表面張力が32dyne/cm以下である。このような樹脂は、極性がないか、あるいはごく小さな極性を有している。
【0047】
非極性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、α-オレフィンとエチレンとを共重合した直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、アイソタクチックポリプロピレン(iPP)、シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)、アタクチックポリプロピレン(aPP)、ポリプロピレン共重合体、ポリプロピレンブロック共重合体等の脂肪族ポリオレフィン樹脂;環状オレフィンコポリマー;ポリスチレン;フッ素化樹脂:シリコーン樹脂:エポキシシリコーン樹脂:シリコーンエラストマーが挙げられる。なかでも、各種のポリプロピレンであってよい。本開示に係る塗料組成物は、特にポリプロピレンを含む基材と高い密着性を示す。
【0048】
・硬化塗膜
硬化塗膜は、上記の塗料組成物の硬化物を含む。硬化塗膜の厚さは、例えば、20μm以上1mm以下であってよい。
【0049】
上記の塗料組成物を加熱することにより硬化物が得られる。加熱温度は、80℃以上(特には100℃以上)120℃以下が好ましい。加熱温度が上記範囲であると、非極性基材の形状が保持され易い。本開示に係る塗料組成物の硬化物は、80℃以上(特には100℃以上)120℃以下の低温で硬化された場合にも、非極性基材との高い密着性を有する。加熱時間は、加熱温度に応じて適宜設定される。加熱時間は、例えば、2分以上10分以下であってよい。
【0050】
塗装物品は、硬化塗膜上に配置された他の塗膜(例えば、クリヤー塗膜)を備えていてよい。
【0051】
[塗装物品の製造方法]
塗装物品は、型内塗装により製造される。型内塗装は、例えば、非極性基材を固定金型にセットして、当該固定金型と可動金型との空隙に塗料組成物を注入することと、その後、塗料組成物を加熱することと、を備える。
【0052】
他の塗膜は、金型から塗装物品を取り出した後、例えばスプレー塗装により形成される。
【実施例0053】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「%」は、ことわりのない限り、質量基準による。
【0054】
[実施例1]
(1)塗料組成物の調製
攪拌羽根、温度計、温度制御棒および冷却管を備えた容器に、第1化合物(A-1)(ジシクロペンタニルアクリレート)10重量部、第2化合物(B-2)(t-ブチルメタクリレート)30重量部、第2化合物(B-3)(ラウリルアクリレート)20重量部、スチレンブロック共重合体(D1-1)(商品名「タフテックH1517」、旭化成社製、SEBS)10重量部を仕込み、室温にて12時間放置し、スチレンブロック共重合体(D1-1)を膨潤させた。
【0055】
その後、攪拌しながら90℃まで昇温し、4時間かけてスチレンブロック共重合体(D1-1)を溶解させた。90℃を保ったまま、第3化合物(C-1)(ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート)15重量部、第3化合物(C-3)(商品名「エベクリル8402」、ダイセル・オルネクス社製)15重量部を投入し、均一になるまで攪拌した。室温まで冷却した後、重合開始剤(E)(t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート)2重量部を加えて攪拌し、塗料組成物を得た。
【0056】
(2)塗装物品の作製
200mm×200mmのポリプロピレン(PP)基材をイソプロピルアルコールで表面脱脂した。続いて、当該PP基材の表面に厚さ200μmのテープを張り付けて、枠を作った。その後、PP基材を300mm×300mm×10mmの金属板に載せて、所定の温度(100℃、110℃または120℃)に設定した乾燥機に投入した。
【0057】
PP基材が所定の温度に昇温したことを確認し、塗料組成物約10gをPP基材の枠内に垂らした。別途、所定の温度に熱しておいた300mm×300mm×10mmの金属板を被せて空気を遮断して、所定の温度で所定時間(3分または5分)加熱して、塗装物品を得た。
【0058】
[実施例2~15、比較例1~4]
塗料組成物を調製する成分の種類または量を、表1に記載の通り変更したこと以外は、実施例1と同様の手順により、塗料組成物を調製し、塗装物品を作製した。
表1の記号を以下に説明する。
【0059】
・第1化合物(A)
A-1:ジシクロペンタニルアクリレート
A-2:シクロヘキシルメタクリレート
A-3:イソボルニルアクリレート
【0060】
・第2化合物(B)
B-1:スチレン
B-2:t-ブチルメタクリレート
B-3:ラウリルアクリレート
B-4:ヒドロキシプロピルメタクリレート
【0061】
・第3化合物(C)
C-1:ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート
C-2:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
C-3:商品名「エベクリル8402」、ダイセル・オルネクス社製、2官能脂肪族ウレタンアクリレート
【0062】
・スチレンブロック共重合体(D)
(第1スチレンブロック共重合体(D1))
D1-1:商品名「タフテックH1517」、旭化成社製、SEBSブロック共重合体、スチレン含有量43質量%
D1-2:商品名「タフテックH1043」、旭化成社製、SEBSブロック共重合体、スチレン含有量67質量%
D1-3:商品名「タフテックM1943」、旭化成社製、SEBSブロック共重合体、スチレン含有量20質量%
D1-4:商品名「セプトン1020」、クラレ社製、SEPブロック共重合体、スチレン含有量36質量%
D1-5:商品名「セプトン2063」、クラレ社製、SEPSブロック共重合体、スチレン含有量13質量%
(他のスチレンブロック共重合体(D2))
D2:商品名「タフプレンA」、旭化成社製、SBSブロック共重合体、スチレン含有量40質量%
【0063】
・重合開始剤(E)
E-1:t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート
【0064】
[評価]
実施例および比較例の塗料組成物および塗装物品に対し、下記評価を行った。
【0065】
(1)相溶性
(1-1)塗料組成物
塗料組成物50gを容量100mlのスクリュー管に入れ、室温(約23℃)に24時間放置した。その後、下記基準に従って、目視により塗料組成物の状態を評価した。評価B以上で、各成分は相溶していると評価できる。
A:無色透明であり、かつスクリュー管を逆さにした時、5秒未満で全量が落ちる
B:スクリュー管を逆さにしても落ちない、あるいは落ちるのに5秒以上を要する
C:白濁、あるいは層分離している
【0066】
(1-2)塗膜
塗料組成物を、空気を遮断した状態で120℃×3分加熱して硬化させ、200μのフィルムを作成した。下記基準に従って、目視によりフィルムの濁りを評価した。評価B以上で、各成分は相溶していると評価できる。
A:無色透明
B:僅かに濁りあり
C:明確な濁り(白化)あり
【0067】
(2)密着性
(2-1)初期密着性
カッターを用いて、塗装物品の塗膜を、1辺2mm、100マスの碁盤目状にクロスカットした。クロスカットされた塗膜にセロハンテープ(登録商標「セロテープ」、ニチバン社製)を、気泡を含まないように貼り付けて圧着した後、素早くセロハンテープを剥がした。セロハンテープとともに剥離された碁盤目の数を数えた。評価C以上で、密着性があると評価できる。
A:剥離なし
B:完全に剥離しなかったものの、碁盤目の一部に欠けがみられた
C:1~5マスが剥離した
D:6マス以上が剥離した
【0068】
(2-2)耐水密着性
塗装物品を40℃の温水中に240時間浸漬した後、取り出して、10分間乾燥した。その後、塗膜を上記と同様にクロスカットして、密着性を評価した。評価C以上で、耐水密着性があると評価できる。
【0069】
(2-3)耐屈曲性
塗装物品から、長さ150mm×幅15mmの試験片を切り出した。試験片の長さ方向の中央付近を1秒間かけて90°折り曲げた。下記基準に従って、目視にて折り曲げ部周辺の塗膜の状態を評価した。評価C以上で、耐屈曲性があると評価できる。
A:異常なし
B:わずかにシワあり
C:シワあり
D:ワレあり
【0070】
【0071】
実施例1~15の塗膜は、100℃で硬化した場合にも良好な密着性を示した。比較例1の塗料組成物は、スチレンブロック共重合体(D)を含まない。そのため、100℃で硬化したときの初期密着性および耐水密着性に劣っていた。比較例2の塗料組成物は、第1化合物(A)を含まない。そのため、相溶性および100℃で硬化したときの初期密着性および耐水密着性に劣っていた。比較例3の塗料組成物は、第2化合物(B)を含まない。そのため、耐水密着性および耐屈曲性に劣っていた。比較例4の塗料組成物は、第3化合物(C)を含まない。そのため、得られた塗膜は成膜性能に劣り、各密着性を評価することができなかった。
【0072】
本開示は以下の態様を含む。
[1]
脂環式骨格および1個の反応性二重結合を有する第1化合物(A)と、
前記第1化合物(A)と共重合可能な1個の反応性二重結合を有する第2化合物(B)と、
2個以上6個以下の反応性二重結合を有する第3化合物(C)と、
スチレン由来のスチレンブロック、および、直鎖状または分枝状のオレフィン由来のオレフィンブロックを有するスチレンブロック共重合体(D)と、
重合開始剤(E)と、を含む、型内塗装用塗料組成物。
[2]
前記スチレンブロック共重合体(D)の前記オレフィンブロックに含まれる炭化水素基は、飽和している、上記[1]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[3]
前記第1化合物(A)、前記第2化合物(B)、前記第3化合物(C)および前記スチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、
前記第1化合物(A)の固形分含有量が、5質量部以上70質量部以下である、上記[1]または[2]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[4]
前記第1化合物(A)、前記第2化合物(B)、前記第3化合物(C)および前記スチレンブロック共重合体(D)の総固形分100質量部に対して、
前記スチレンブロック共重合体(D)の固形分含有量が、1質量部以上30質量部以下である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物。
[5]
前記第1化合物(A)における前記脂環式骨格が、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンテニル基およびジシクロペンタニル基よりなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[4]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物。
[6]
前記オレフィンブロックの原料である前記オレフィンの炭素数は、2以上5以下である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物。
[7]
前記スチレンブロック共重合体(D)が、スチレン-エチレン-プロピレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体およびスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体よりなる群から選択され少なくとも1種の第1スチレンブロック共重合体(D1)を含む、上記[1]~[6]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物。
[8]
前記スチレンブロック共重合体(D)に占める前記第1スチレンブロック共重合体(D1)の割合は、55質量%以上である、上記[7]に記載の型内塗装用塗料組成物。
[9]
さらにオレフィン樹脂(F)を含む、上記[1]~[8]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物。
[10]
さらに光輝材および着色剤の少なくとも一種(G)を含む、上記[1]~[9]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物。
[11]
非極性の樹脂を含む基材と、
前記基材上に配置された上記[1]~[10]のいずれかに記載の型内塗装用塗料組成物の硬化物を含む塗膜と、を備える、塗装物品。
前記第1化合物(A)が有する前記脂環式骨格が、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンテニル基およびジシクロペンタニル基よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の型内塗装用熱硬化性塗料組成物。
前記スチレンブロック共重合体(D)が、スチレン-エチレン-プロピレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体およびスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体よりなる群から選択され少なくとも1種の第1スチレンブロック共重合体(D1)を含む、請求項1または2に記載の型内塗装用熱硬化性塗料組成物。